中国南方海相热水沉积区优质烃源岩发育特征与成因机理

Hydrothermal sediment is the process of the Earth's internal matter energy releasing to the near-surface，including complex crystallization, metasomatism, filling and so on.It also refer to the sediment of the process. The research on the geochemical characteristics and formation mechanism of the hydrothermal source rocks is very limited. The excellent source rock in hydrothermal area is very important not only because it is a basic study,but also close relationship with petroleum exploration. This study will focus on the black shale in the Niutitang formation of the lower Cambrian ,the northwest of Guizhou province. It will be use that the analysis are the elemental analysis（X-ray diffraction techniques）,rock pyrolysis analysis,gas chromatography mass spectrometry (GC-MS) to get the details of major elements,trace elements,rare earth elements and TOC of the petroleum source rocks.All geochemical characteristics of the hydrothermal source rocks ,combined with the hydrogen,oxygen isotope analysis and compounds of biomarker analysis,will be use to determin if the sources of the organic matter is associated with Hydrothermal sediment and to study the influence factors of the formation of hydrothermal source rocks. At the end,the theory of the formation mechanism and model of the excellent source rocks in the hydrothermal sediment area will be built in this studies.

热水沉积是指地球内部物质和能量释放到近地表至地表所发生的以沉积为主、包括复杂的结晶、交代、充填等作用及其形成物的总称，目前对热水沉积区烃源岩发育研究，还相对比较薄弱。对热水沉积与优质烃源岩的相关性与成因机理的研究，不仅属于一项基础研究，而且对于油气的勘探开发均具有重要的理论和实际意义。本研究拟以黔西北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩为重点，利用X射线衍射技术元素分析、岩石热解分析、气相色谱质谱（GC-MS）等技术详细对烃源岩的常量元素、微量元素、稀土元素、TOC等进行详细剖析，结合烃源岩的碳、氢、氧同位素分析和生标化合物组成，研究烃源岩的元素地球化学和有机地球化学参数相关性，判断烃源岩有机质来源，是否与热水沉积作用的促进有关，进而确定热水沉积区优质烃源岩形成的主要影响因素。在此基础上，建立热水沉积区优质烃源岩的成因模式。

近年来，热水沉积作用受到地球科学领域的高度重视，越来越多的研究表明热水沉积作用与优质烃源岩发育之间具有紧密的联系，但其机理的研究仍比较少。本文以贵州地区下寒武统牛蹄塘组热水沉积区优质烃源岩为研究对象，采用无机地球化学和有机地球化学相结合的研究思路，以热水沉积与烃源岩的地球化学特征研究为主线，应用元素分析、显微组分鉴定、矿物组成和有机质丰度、成熟度、饱和烃分析等技术，对研究区不同剖面烃源岩进行对比分析，探索早寒武世中国南方海相热水沉积区优质烃源岩发育的成因机理，并取得以下认识：.（1）早寒武世梅树村阶-筇竹寺阶，贵州地区主要处于大陆边缘沉积环境，部分地区受海水入侵和断裂活动等影响，具有远洋盆地沉积特征，形成以粉砂质页岩、粉砂质泥岩、页岩、硅质岩、钙质页岩等为主的牛蹄塘组烃源岩，具有由西向东厚度增大的特点。.（2）贵州地区牛蹄塘组泥页岩普遍存在微量元素异常富集的现象，其中V、As、Se、Mo、W 和U 元素在各剖面均明显富集，Cd、Co、Tl、Sb、Ba、Cr、Bi、Ni、Cu、Zn、Sr 和Pb 元素具有区域差别富集的特点，这些元素的富集特征与元素在热水沉积环境中的迁移能力有关。.（3）受热水活动和陆源输入的影响，常用的氧化还原判别指标和热水沉积判别指标存在不同程度的失效。因此，本文提出利用V/Sc-V/Cr 关系图来判别热水沉积区的氧化还原变化， 利用斜率Sc/Cr 值来判别热水沉积作用： 当Sc/Cr≥0.144 时，以正常沉积作用为主；当Sc/Cr≤0.120 时，以热水沉积作用为主；当0.120<Sc/Cr<0.144 时，两种沉积作用共同控制。.（4）本文提出利用δEu/Al-δY/Al 图来判断烃源岩在成岩过程中是否受到的热水沉积作用影响：当两比值小于20 时，两比值呈线性正相关关系，代表从正常海水沉积向低温热水沉积作用过渡；当两比值大于20 时，两比值继续增大，代表以高温热水沉积作用为主。.（5）贵州地区牛蹄塘组烃源岩有机质含量高，但氯仿沥青“A”含量低。其饱和烃组分的分布特征与特殊的热水生物提供的母质来源有关，正构烷烃具有“双峰”型，与I 型干酪根类型和过高的成熟度等因素有关。.综上所述，根据贵州地区牛蹄塘组烃源岩的热水沉积元素地球化学判别指标和饱和烃分布等特征，为今后我国南方乃至全国热水沉积区油气的选区和勘探提供了新的理论依据。