第六届非常规油气地质评价暨新能源学术研讨会
6th Symposium on Unconventional Oil and Gas Geological Evaluation and New Energy

257 / 2021-06-17 18:02:10

鄂尔多斯盆地延长组7段古氧化还原环境对事件沉积响应

事件沉积；细粒沉积；氧化还原；鄂尔多斯

页岩油气理论与技术

事件沉积当前越来越受到地球科学领域的关注，前人将事件沉积分为4类：短期物理事件（火山活动、地震事件、陨石撞击和重力流事件等）、化学事件（大气或水体化学性质突发性改变）、生物事件（生物间断演化、灭绝事件等）以及上述三类事件的复合事件，而在我国鄂尔多斯盆地三叠系延长组中发育有多种沉积事件，并且以多种短期物理事件为主（如：火山活动、地震事件和重力流事件）。地质历史时期中发生若干重大地质事件，对地球的生态系统影响深远，并通常伴随大量有机碳的沉积，地震、火山活动等沉积事件共同影响了古环境。鄂尔多斯盆地油气资源极其丰富，延长组长7段在湖盆扩张时期发育“张家滩页岩”，针对该地区火山活动和地震等事件前人已做了大量研究，但各事件沉积与古环境的耦合关系的研究仍较少，因此为了研究有机质富集对事件沉积的响应，本文以鄂尔多斯盆地延长组长7段富有机质细粒沉积为例，通过总有机碳含量、岩石热解、XRD、XRF以及主微量元素测定等方法，通过古氧化还原条件研究火山、地震、浊流等事件沉积与富有机质细粒沉积之间的响应关系。

研究表明长7段的沉积环境以深湖-半深湖相为主，并在其中保留有较多的沉积事件，如火山事件、地震事件、浊流事件等地质事件。在火山事件发生时，大量的火山灰漂浮在大气中，经过搬运产生分异作用，最终在相对静水的环境中沉积下来，根据研究可以将延长组7段的凝灰岩划分为三类：晶屑凝灰岩、玻屑凝灰岩和尘灰凝灰岩。鄂尔多斯盆地长7段凝灰岩在平面上呈北西向展布，厚度由南西向北东方向逐渐减薄、粒度变细、晶屑含量降低；纵向分布规律为由长7₃亚段向长7₁亚段逐渐减少。受到印支期Ⅰ幕的影响，除了火山活动，地震事件也是鄂尔多斯盆地延长组板块应力的释放形式，而震积岩是古地震的直接证据，在研究区出现的变形构造类型按照其成因性质可以分为四类：软沉积物液化流动变形、重力作用变形、水塑性变形和脆性变形，并可以发现在纵向呈现一定的变化序列，其指示了地震强度向长7段顶部逐渐减弱，同时也成为了重力流的诱发因素。

细粒沉积物中对氧化还原性敏感的元素可以用来进行缺氧事件的判别（V/Cr、V/(V+Ni)、δU和DOP_T），相比于通过单个元素的富集程度，元素比值判断具有抗干扰、相对稳定等特征。根据化学指标推测长7段水体的含氧量普遍偏低，且缺氧事件贯穿整个长7沉积过程，形成从长7₃至长7₁还原性逐渐变弱的现状。火山活动的频繁发生会导致水体元素的突发性改变，火山灰沉积物主量元素SiO₂含量为32.8%-64.05%，全碱（K₂O+Na₂O）在1.8%-4.77%；；ΣREE在（79.38-226.31）×10^-6之间变化，REE总体特征表现为右倾型，Eu负异常，没有明显的Ce异常现象，根据大地构造环境判别图解说明火山灰沉积物源于火山弧钙碱性岩浆源区，与晚三叠世秦岭造山带的演化关系密切。

研究表明优质烃源岩、凝灰岩、震积岩、浊积岩在纵向和平面上可能存在耦合，且相互影响。把火山事件、地震事件、重力流事件及古氧化还原环境作为整体进行系统研究，并在盆地构造的背景下研究古氧化还原条件对事件沉积的响应，以期有助于油气勘探的研究。