海洋古沉积环境特征序列演化的黑色页岩记录-以渝东南地区志留系龙马溪组为例

The black shales are usually the products of consecutive deposits in the basin, and also are the direct and effective carriers of ancient marine environment changes. The results are often not unique, if we attempt to restore the ancient marine environment conditions only depend on changes in the material composition. Literature and our previous works have shown that granularity mutation and erosion phenomenon, which changed unconspicuous in macro level in the black shales，are the significant sign of changes of depositional hydrodynamic conditions. In this research, we take Silurian Longmaxi black shale as an object of study, and attempt to restore characteristic sequence evolution of marine paleoenvironment, and to discuss physical sedimentary dynamics mechanism, based on field outcrops, cores, thin sections, mineral data and elements data, and then to establish the corresponding relationship between organic-rich shale and characteristic sequence evolution of marine paleoenvironment. These studies can both be conducive to, on the one hand, understand characteristic sequence evolution of marine paleoenvironment of early Silurian Longmaxi stage, and on the other hand，provide guidance for shale gas exploration in study area.

黑色页岩通常是盆地内部连续沉积的产物，是海洋古沉积环境变化直接和有效的载体，但是仅靠页岩中单一的物质成分变化来恢复海洋古沉积环境条件，结果常不唯一，存在多解性。文献和我们以往的研究工作表明，在宏观上变化不明显的黑色页岩中也存在粒度突变、冲刷、侵蚀等构造现象，这恰恰是沉积水动力条件变化的直接标志。本次研究以渝东南地区志留系龙马溪组黑色页岩为研究的切入点，以野外露头和钻井岩心的详细观察和描述为基础，在黑色页岩微观沉积构造详细识别和分类的基础上，结合岩石矿物、元素地球化学测试结果，系统恢复研究区早志留世龙马溪期海洋古沉积环境特征序列演化模式，探讨黑色页岩的物理沉积动力学机制，同时建立富有机质页岩与海洋古沉积环境特征序列演化模式的对应关系。该研究一方面有助于了解研究区早志留世龙马溪期海洋古沉积环境特征序列演化特征，同时也能为研究区页岩气的勘探实践提供一定的指导。

黑色页岩通常是盆地内部连续沉积的产物，是海洋古沉积环境变化直接和有效的载体。我们的研究以渝东南地区志留系龙马溪组黑色页岩为切入点，以野外露头和钻井岩心的详细观察和描述为基础，在黑色页岩微观沉积构造和岩石相详细识别和分类的基础上，结合岩石矿物、元素地球化学测试结果，系统恢复研究区早志留世龙马溪期海洋古沉积环境演化模式，初步探索黑色页岩的物理沉积动力学机制，同时建立富有机质页岩与海洋古沉积环境演化模式的对应关系。本次研究共测制野外露头剖面6条（共计约1000m），观察1口取心井岩心（322m），采集样品共计400余块，获得页岩岩石矿物组成数据91组、碳氧同位素数据96组、常微量元素数据177组（其中91组含稀土元素），此外磨制薄片80余片。利用这些野外露头和岩心资料，结合矿物、常微量元素等数据，我们主要取得以下成果和认识：（1)建立了研究区岩石相类型的划分方法，共识别出页岩相、粉砂岩相和互层状页岩粉砂岩相3大类岩相，其中页岩相包含11种亚类，粉砂岩相包含3个亚类；（2）识别出深水泥质陆棚、浅水泥质陆棚和浅水砂质陆棚三种主要的沉积微相类型，对研究区早志留世古沉积体系进行了恢复，并尝试建立了该地区早志留世的沉积模式；（3）基于页岩气储层地质的研究，我们对研究区页岩类岩石的矿物学特征进行了分析，结果显示龙马溪组细粒岩石英+长石+黄铁矿含量多数集中在40-70%，粘土矿物多数集中在40%-60%，碳酸盐矿物多集中在0-10%之间，总体显示具有良好的脆性特征；（4）高分辨率沉积地球化学分析显示，龙马溪组早期到晚期，海水的还原性整体上经历了增大-减小的变化过程，在短期旋回中有次级的波动过程；（5）利用碳氧同位素分析结果，结合前人研究成果，我们尝试恢复了研究区早志留世海水的古盐度和古水温，其中古盐度多数分布在15‰-30‰之间，主要为半咸水-咸水沉积环境；古海水温度约26.2℃。