吉林大学学报(地球科学版) ›› 2024, Vol. 54 ›› Issue (6): 2075-2088.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20230225

• 地质与资源 • 上一篇    下一篇

松南长岭凹陷青山口组一段泥页岩元素地球化学特征及古环境意义

王安1,胡明毅2,高家俊3,杨亮4,邢济麟4    

  1. 1.长江大学资源与环境学院,武汉430100
    2.长江大学地球科学学院,武汉430100
    3.中国石油化工股份有限公司东北油气分公司,长春130062
    4.中国石油吉林油田公司勘探开发研究院,吉林松原138000
  • 出版日期:2024-11-26 发布日期:2024-12-24
  • 通讯作者: 胡明毅(1965-),男,教授,博士,主要从事沉积学方面的研究,E-mail:humingyi65@163.com
  • 作者简介:王安(1995-),男,硕士研究生,主要从事地质学方面的研究,E-mail:775226049@qq.com
  • 基金资助:
    吉林省自然科学基金面上项目(20230101081JC)

Element Geochemical Characteristics and Paleoenvironmental Significance of Mud Shale in the First Member of Qingshankou Formation of Changling Depression in Southern Songliao Basin

Wang An1, Hu Mingyi2, Gao Jiajun3, Yang Liang4, Xing Jilin4   

  1. 1. College of Resources and Environment, Yangtze University, Wuhan 430100, China 
    2. College of Geosciences, Yangtze University, Wuhan 430100, China
    3. Northeast Oil and Gas Branch of SINOPEC,Changchun 130062,China
    4. Exploration and Development Research Institute of Jilin Oilfield Company, PetroChina, Songyuan 138000,Jilin,China
  • Online:2024-11-26 Published:2024-12-24
  • Supported by:
    Supported by the Project of Natural Science Foundation Jilin Province (20230101081JC)

摘要: 松辽盆地长岭凹陷青山口组一段是页岩油主力勘探目标,但目前其古环境研究程度较低。通过元素地球化学手段研究古环境演化特征,分析环境因素对有机质富集的影响,对理清页岩油富集主控因素和选区评价具有重要现实意义。本次研究对长岭凹陷青一段P1—P3小层73件泥页岩样品进行总有机碳和主微量元素测试,讨论了研究区样品的有机质丰度和主微量元素特征,运用元素地球化学指标恢复了目的层的古气候、古生产力、古水深、古盐度和古氧化性,重建了研究区青一段的古环境变化特征。结果表明:研究区泥页岩有机质丰度较高,平均w(TOC)为2.14%。在平面上大情字井工区—余字井工区—塔虎城工区,以及垂向上P1—P3小层,随湖泊水体加深,古生产力和有机质丰度增大。研究区古气候条件整体为温暖湿润气候,自P1—P3小层气候变得更温湿。古水体性质表现为淡水—半咸水的贫氧还原环境,较大的盐度形成盐度分层,使研究区的还原环境不易被破坏,有利于有机质的保存。有机质来源与古盐度是导致研究区有机质差异富集的关键因素,大情字井工区—余字井工区—塔虎城工区湖泊有机质输入增加,古盐度增大,有机质相对富集,垂向上P1—P3小层也表现类似的规律变化,在青一段下部形成了一套品质较高的黑色泥页岩,是研究区页岩油富集的有利层段。

关键词: 松辽盆地, 长岭凹陷, 青山口组一段, 泥页岩, 元素地球化学, 古环境, 页岩油

Abstract: The First Member of Qingshankou Formation in the Changling depression of the Songliao basin is a major exploration target for shale oil, but the current level of research on its paleoenvironment is relatively low. This paper studies the paleoenvironment changes based on elemental geochemical methods and analyzes the impact of environmental factors on organic matter enrichment, which is of great practical significance for clarifying the main controlling factors of shale oil enrichment and selected-area evaluation. 73 shale samples from the P1-P3 layers of the Upper Cretaceous Qingshankou Formation in the Changling depression were tested for total organic carbon and major and trace elements. The organic matter abundance and major and trace element characteristics of the samples in the study area were discussed. The paleoclimate, paleoproductivity, paleowater depth, paleosalinity, and paleooxidation of the target layer were restored using elemental geochemical indicators, and the paleoenvironmental change characteristics of the First Member of Qingshankou Formation in the study area were reconstructed. The results indicate that the organic matter abundance of shale in the study area is relatively high, with an average TOC of 2.14%. From the Daqingzijing to the Yuzijing to the Tahucheng work areas, as well as vertically from the P1 to P3 layers, the lake water deepens, and the paleoproductivity and organic matter abundance increase. The overall paleoclimate in the study area are warm and humid, with a slightly warmer and wetter climate to the P3 layer. The paleowater is characterized by an oxygen deficient reduction environment of fresh to brackish water, with high salinity forming salinity stratification, making the reduction environment in the study area less susceptible to damage and conducive to the preservation of organic matter. The source of organic matter and paleosalinity are the key factors that lead to the differential enrichment of organic matter in the study area. The input of organic matter and paleosalinity in lakes increases from Daqingzijing to Yuzijing to Tahucheng work area, organic matter is relatively enriched. Vertically, the P1 to P3 layers also exhibit similar patterns of change, forming a set of high-quality black shale in the lower part of the First Member of Qingshankou Formation, which is a favorable interval for shale oil enrichment in the study area.

Key words: Songliao basin, Changling depression, First Member of Qingshankou Formation, mud shale, element geochemistry, paleoenvironment, shale oil

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