董果果,张栋,张馨元,许军,代磊.海陆过渡相页岩气层系元素地球化学特征及沉积环境演化——以通许隆起西部下二叠统为例[J].地质找矿论丛,2023,38(4):446-456
海陆过渡相页岩气层系元素地球化学特征及沉积环境演化——以通许隆起西部下二叠统为例
Element geochemistry characteristics and sedimentary environment evolution of marine-continent transitional shale gas stratum series: a case of Lower Permian system in western Tongxu Uplift
投稿时间:2023-04-30  
DOI:10.6053/j.issn.1001-1412.2023.04.006
中文关键词:  海陆过渡相  页岩气  元素地球化学  沉积环境  河南省
英文关键词:marine-continent transitional facies  shale gas  element geochemistry  sedimentary environment  Henan Province
基金项目:河南省重大科技专项项目"河南页岩气勘查开发及示范应用研究"(编号:151100311000)、国土资源部第二轮页岩气探矿权项目"河南中牟页岩气勘查"(编号:GT2012YQTKQCR0020)和河南省地质研究院科技攻关项目(编号:2023-331-XM022-KT02)联合资助。
作者单位E-mail
董果果 河南省地质研究院, 郑州 450001
河南省地下清洁能源勘查开发产业技术创新战略联盟, 郑州 450001 
 
张栋 河南省地质研究院, 郑州 450001
河南省地下清洁能源勘查开发产业技术创新战略联盟, 郑州 450001 
zdzdzzz@126.com 
张馨元 河南省地质研究院, 郑州 450001
河南省地下清洁能源勘查开发产业技术创新战略联盟, 郑州 450001 
 
许军 河南省地质研究院, 郑州 450001
河南省地下清洁能源勘查开发产业技术创新战略联盟, 郑州 450001 
 
代磊 河南省地质研究院, 郑州 450001
河南省地下清洁能源勘查开发产业技术创新战略联盟, 郑州 450001 
 
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中文摘要:
      河南省通许隆起二叠系广泛发育海陆过渡相页岩气层系,以往对其沉积环境的研究较少利用元素地球化学分析资料。本文以通许隆起西部下二叠统页岩气层系为研究对象,对其中24块样品进行元素地球化学测试,分岩性分析了其常量元素、微量元素和稀土元素特征,并优选特征元素含量及其比值等参数研究其沉积环境。结果表明:各岩性样品的元素特征有一定差异,自下而上页岩气层系的沉积环境呈周期性变化,其中太原组上部至山西组下部层段沉积时期,w(Zr)/w(Al)、w(Rb)/w(K)和w(Mn)/w(Ti)值反映沉积物质的搬运距离相对较远、沉积水体相对较深,w(Sr)/w(Cu)值和w(Rb)/w(Sr)值反映气候相对温暖潮湿,w(Sr)/w(Ba)值反映沉积环境为过渡相咸水-淡水环境,w(U)/w(Th)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(Sc)、δCe和δU表明其处于弱还原-氧化沉积环境中,w(P)、w(P)/w(Ti)、w(Ba)和BaXS综合反映古生产力较高。总体上,太原组上部至山西组下部黑色泥岩和碳质泥岩发育的沉积环境更有利于有机质的富集,是海陆过渡相页岩气勘探的有利层位。
英文摘要:
      Permian marine-continent transitional shale gas stratum series were widely developed in Tongxu Uplift in Henan province. Element geochemistry data was previously less used to sedimentary environment. 24 samples are collected from the shale gas stratum series and element geochemical analysis carried out. Characteristics of major, trace element and REE of each lithologies are summarized and contents of characteristic elements and their ratios are optimized to study the sedimentary environment. The lithological samples show certain differences in their element characteristics and the sedimentary environment changed periodically form bottom to top. During sedimentation from top of Taiyuan formation to bottom of Shanxi formation values of w(Zr)/w(Al)、w(Rb)/w(K)、w(Mn)/w(Ti) suggest a relatively long distance transportation through deep water; values of w(Sr)/w(Cu) and w(Rb)/w(Sr) relatively warm and humid climate; values of w(Sr)/w(Ba) saline-fresh water sedimentary environment; values of w(U)/w(Th)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(Sc)、δCe and δU weak reduction-oxidation sedimentary environment; values of w(P)、w(P)/w(Ti)、w(Ba) and BaXS relatively high productivity. In general sedimentary environment under which black mudstone and carbonaceous mudstone from top of Taiyuan formation to bottom of Shanxi formation developed is favorable for organic concentration thus is favorable horizon for prospecting marine-continent transitional shale gas.
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