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摘要:Alum页岩(中寒武-早奥陶世)是北欧一套重要的海相页岩,其成熟度跨度从未成熟-过成熟度阶段。由于我国下古生界海相页岩均已过成熟,未成熟-低成熟度的Alum页岩是研究下古海相的重要参照样品。因此,对这套成熟度较低的Alum页岩的生物组成特征、矿物组成及其沉积环境的研究,是为后续的对比研究奠定了基础。本文以欧洲上寒武统富含有机质Alum页岩为主要研究对象,在有机碳含量(TOC)和有机岩石学分析的基础上,进行TIMA扫描分析,通过细化样品扫描参数,获得了页岩矿物组成、含量及粒度分布。
研究区Alum页岩有机质成熟度较低(固体沥青反射率为0.30),TOC含量在11.16%~12.24%之间,总还原性有机硫(TRS)含量为4.30%~5.31%。有机质主要为浮游藻类降解形成的层状藻类体、底栖藻类来源的海相镜状体和裂缝中充填的固体沥青。TIMA扫描获得的有机质质量百分含量为9.79%~10.64%,略低于碳硫分析仪测定的TOC含量;黄铁矿含量为4.17%~4.49%。TIMA扫描获得的有机质与黄铁矿比值与化学法的C/S比值相近,均分布在2.18~2.55范围。粒径分布特征上,有机质粒径主要分布在0.9~27.0μm之间(80%以上颗粒分布在1.2~5.5μm);草莓状黄铁矿粒径分布在0.9~17.0μm之间(小于0.5μm的颗粒占78%以上)。综合C/S比、有机岩石学与TIMA黄铁矿粒度分布特征,分析该页岩形成于闭塞封闭甚至硫化的沉积水体体系。该研究为油气地质领域的烃源岩(包括页岩)的研究提供了一种新的技术支持。
关键词:TIMA分析技术;Alum页岩;矿物组成;有机质;黄铁矿;粒度统计;沉积环境
要点:
(1) 分析了页岩中矿物相分布及相对含量组成特征。
(2) 定量分析了有机质与黄铁矿粒径分布及其环境特征的指示意义。
(3) 综合分析揭示该套Alum页岩形成于闭塞封闭甚至硫化的沉积水体体系。
图1 欧洲中寒武系Alum页岩显微与超显微岩石学照片。a~f为显微镜下照片,a、c为反射白光下显微照片,b、d为反射荧光下显微照片,e、f为透射光下显微照片,×500,油浸。g~j为扫描电镜下二次电子照片。
Fig.1 Petrographical images under microscopy and SEM. a~f are images under microscopy, including reflect light (a, c), fluorescent light (b, d) and transmitted light (e, f), ×500, oil immersion. g~i are images from SEM.
a为背散射图,b为相图,c为有机质面上分布图(灰白色为有机质),d为有机质颗粒粒径分布图,e为黄铁矿面上分布图(灰白色为黄铁矿),f为黄铁矿粒径分布图。
图3 欧洲中寒武系Alum页岩E-2样品TIMA扫描电镜照片及粒度分布图
Fig. 3 TIMA images and grain size distribution of E-2 Alum shale, including BSE image (a), facies image (b), organic matter distribution image (c), grain size distribution of organic matter particles (d), pyrite distribution image (e) and grain size distribution of pyrite (f).
参考文献:
谢小敏,李利,袁秋云,等.应用 TIMA分析技术研究 Alum页岩有机质和黄铁矿粒度分布及沉积环境特征[J].岩矿测试,2021,40(1):50-60.