鄂西渝东地区龙马溪期岩相特征及其对富烃页岩控制

韩京 刘群

摘 要：鄂西渝东地区志留系龙马溪组在浅海陆棚环境下发育一套优质烃源岩，且分布范围较广、厚度较大，具备良好的页岩气形成条件，为中国南方海相地层油气勘探重要区块。由于早志留世是中国南方挤压最强烈的时期，其岩相古地理特征变化较快，而鄂西渝东地区龙马溪期古地理特征相对较稳定。岩相古地理特征控制了富烃页岩沉积区的分布范围和富烃页岩的质量。

关键词：鄂西渝东地区；龙马溪组；富烃页岩；岩相古地理

引言

中国南方志留系勘探程度较低，制约了对中上扬子地区志留世岩相古地理的研究和认识。中上扬子地区早志留世龙马溪组发育分布范围广、厚度较大的黑色页岩，为一套优质烃源岩，多数已达成熟-过成熟阶段，构成区域范围的烃源岩系和具备良好的页岩气形成条件。受岩相古地理控制的富烃沉积区是整个中上扬子海相地层地质调查和油气勘探的重要地区。与FortWorth盆地Barnett页岩相比[1]，志留系龙马溪组页岩具有良好的页岩气勘探潜力。

一直以来，由于龙马溪组在南方海相油气组合中与下伏的五峰组共同构成区域性的烃源岩层系，因此前人开展了大量研究工作[2]。一般认为，龙马溪组泥页岩均可以当做烃源岩，而且其富烃沉积区的分布特征不是很明显，但从近几年的系统性的研究发现[3]，龙马溪组泥页岩虽然整体厚度很大，但并非全部为烃源岩层，平面上其烃源岩的质量都有明显的差异。笔者认为，探讨鄂西渝东地区龙马溪期岩相古地理特征对研究富烃沉积区变化具有重要的意义。

1 鄂西渝东地区龙马溪期岩相古地理特征

早志留世，本区整体上为一套浅海陆棚沉积环境。但是由于受晚奥陶世整体构造格局及晚奥陶世都匀运动的影响（在黔北地区称为黔中隆起，在宜昌地区称为宜昌上升），研究区志留系整体上存在东高、西低的构造格局。

早志留世龙马溪早期，石柱冷水溪、武隆黄草、咸丰活龙坪等地沉积了一套深水陆棚沉积物，并且以深水泥质陆棚为主，是研究区志留系烃源岩最发育的层系。沉积物类型以黑色、深灰色碳质泥、页岩，含碳粉砂质泥、页岩为主，泥岩普遍被碳质侵染。从深水陆棚向雪峰山隆起方向，由深水陆棚向浅水陆棚过渡。在南部的秀山溶溪等地，在下部的海侵体系域的下部岩性以黑色、深灰色碳质泥、页岩和深灰色含炭含粉砂泥、页岩为主，富含大量的笔石化石，为深水泥质陆棚沉积环境。

早志留世龙马溪晚期，本区整体上为一套浅海陆棚沉积环境，其微相类型基本上以浅水泥质陆棚为主，岩性为灰色薄层状泥、页岩，含粉砂、粉砂质泥、页岩，仅在秀山石堤、石柱冷水溪、咸丰活龙坪以及建深1井等地发育浊积岩。平面上，沿秀山石堤-宣恩高罗-恩施庆阳坝-咸丰活龙坪-石柱冷水溪-建深1井区域的浊积砂体厚度从南到北有减薄的趋势，浊积砂体的范围从北向南有慢慢收敛。纵向上，单个浊积砂体下部一般为厚层状极细粒岩屑长石砂岩；中部为泥质粉砂岩和粉砂质泥岩互层，以泥质粉砂岩为主；上部以粉砂质泥岩为主夹少量的泥质粉砂岩，浊积砂总体表现为BCDE段，一般缺少底部A段，B段也较为少见，表现为下粗上细的正旋回特征。笔者认为龙马溪晚期在秀山附近存在一个延伸到扬子克拉通内部的凹槽，来自雪峰山或者更靠南的华南古陆的远源陆源碎屑在一次浊流事件后沿，沿秀山等地向克拉通內部铺开形成浊积扇。

2 鄂西渝东地区龙马溪组富烃页岩的分布规律

2.1 有机碳含量的变化

中上扬子地区，龙马溪组下部发育富含有机质的泥页岩，但是通过近几年系统性的研究发现，龙马溪组虽然泥页岩厚度大，但并非全部为烃源岩层，无论是垂向上还是横向上，烃源岩中有机碳含量可能变化都很快。

平面上，在鄂西渝东北部的石柱-咸丰地区，下志留统龙马溪组下部烃源岩很发育，不仅烃源岩厚度大，而且其有机质丰度也很高。该区102个样品统计表明，该段地层绝大多数有机碳含量在1.0%以上，其中有机碳在1%～2%的中等烃源岩占37%，2%～3%的好烃源岩占32%，3%～7%的很好和极好烃源岩占26%。97个烃源岩样品的平均有机碳含量为2.73%。而南部的酉阳-秀山地区龙马溪组下部烃源岩的厚度明显比北部薄，而且有机碳含量也有所降低，其中60%的样品有机碳含量低于0.5%，为非烃源岩。通过对比鄂西渝东地区和邻近区域有机碳含量和烃源岩厚度，我们发现鄂西渝东地区的烃源岩有机质丰度最高，平均在2%～4%以上；烃源岩厚度最厚，一般在40～120m，且横向变化稳定。

2.2 岩相古地理变化对富烃页岩的控制

2.2.1 富烃页岩的成因分析

早志留世鄂西渝东地区存在一个北东向延伸深水陆棚，该陆棚区是上扬子区川东深水陆棚向西的延伸部分，鄂西渝东深水陆棚东延至宜昌一带。本区龙马溪组烃源岩的沉积环境是一个面向秦岭洋的陆棚缓斜坡，由于内部地形的分异，其中的凹地显示一种闭塞-半闭塞的环境。海洋中生物单调，底栖动物很少，局部高地上才发育底栖动物。黑色泥页岩中以底栖藻类和浮游的笔石为主。底栖藻类只发育于浅水地带，真正的深水区底栖藻类也不发育，所以深水陆棚水也不是太深。我国南方的下志留统龙马溪组正常海碎屑陆棚沉积都是海退序列，最大海侵期在其底部。由于是海退序列，所以有机碳丰度自下向上逐渐降低。

2.2.2 岩相古地理变化对富烃页岩的控制

整个中上扬子地区龙马溪组潜在的富烃页岩的分布明显受到古地理变化的控制，鄂西渝东及川东地区在整个扬子地台的背景下继承性发育北东-南西向坳陷带，地势相对低洼，而且局部地区（例如前文提出的秀山）由于通向大陆斜坡的凹槽以及通向台地内的凹地的存在。在晚奥陶世五峰期开始，全球海平面快速上升，加上局部地区古地形的配合，导致在台地内低洼处形成缺氧的、相对深水的陆棚沉积环境，沉积了龙马溪组富含有机质的黑色泥页岩。但是这一海平面上升过程相当短暂，在鲁丹阶结束时海平面开始下降，所以最好的烃源岩大致发育在龙马溪组底部的。

3 结束语

3.1 龙马溪组虽然泥页岩厚度较大，但并非全部为烃源岩层，无论是垂向上还是横向上，烃源岩厚度和有机质丰度都有很大的变化。在平面上，通过对比鄂西渝东地区和邻近区域有机碳含量和烃源岩厚度，我们发现鄂西渝东地区的烃源岩有机质丰度最高，烃源岩厚度最厚，且横向变化稳定。纵向上，单剖面上高丰度烃源岩段主要分布在龙马溪组的底部。

3.2 鄂西渝东地区龙马溪组潜在的富烃页岩的分布明显受到古地理变化的控制。首先，整个鄂西渝东地区在早志留世为深水陆棚微相，它为川东深水陆棚的延伸部分（即鄂西渝东海湾体系），这是本区富烃页岩发育的主控因素；其次，本区龙马溪组烃源岩的沉积环境是一个面向秦岭洋的陆棚缓斜坡，由于内部地形的分异以及局部地区（主要是秀山石堤等地）由于通向大陆斜坡的凹槽以及与通向台地内凹地的存在，导致在台地内低洼处形成缺氧的、相对深水的陆棚沉积环境，沉积了龙马溪组富含有机质的黑色泥页岩。

参考文献

[1]陈波，皮定成.中上扬子地区志留系龙马溪组页岩气资源潜力评价[J].中国石油勘探，2009（3）.

[2]陈旭，戎嘉余，等.上扬子区奥陶-志留纪之交的黔中隆起和宜昌上升[J].科学通报，2001（12）.

[3]梁狄刚，郭彤楼，等.中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展（二）南方四套区域性海相烃源岩的地球化学特征[J].海相油气地质，2009（1）.

[4]梁狄刚，郭彤楼，等.中国南方海相生烃成藏研究的若干新进展（三）南方四套区域性海相烃源岩的沉积相及发育的控制因素[J].海相油气地质，2009（2）.

作者简介：韩京（1988-），男，湖北黄冈人，硕士研究生，主要从事沉积储层方面的研究。