吐鲁番坳陷二叠系烃源岩地球化学与沉积环境的关系

苗建宇; 周立发; 邓昆; 韩中原; 布占奇

吐鲁番坳陷二叠系烃源岩地球化学与沉积环境的关系

西北大学大陆动力学教育部重点实验室，西北大学地质系，陕西西安 710069

基金项目: 中国石油天然气股份有限公司“九五”勘探科技工程项目（970207-33）资助。

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出版历程
- 刊出日期: 2004-11-24

Relationship between the depositonal environment and geochemistry of Permian hydrocarbon source rocks in the Turpan depression

Key Laboratory of Continental Dynamics of the Ministry of Education, Northwest University,Department of Geology, Northwest University, Xi’an 710069, China

摘要

摘要: 提要：二叠系烃源岩是中国西部吐鲁番坳陷重要的潜在生烃层系。以地表剖面暗色泥岩的分析资料为主，结合部分井下烃源岩样品分析数据，详细探讨了泥岩的微量元素地球化学特征，利用不同岩类烃源岩有机碳含量、有机质类型及饱和烃气相色谱等特征对烃源岩的沉积环境进行了分析。研究认为，吐鲁番坳陷二叠系烃源岩层系沉积时水体的环境为弱还原相—还原相沉积环境。烃源岩有机质中陆源生物占优势，低等水生生物也有大量的分布。油气为还原环境沉积有机质的转化产物，坳陷具有良好的成烃潜力。还原程度强、具一定深度水体的的沉积相带是原始有机质沉积的良好场所，沉积有机质能及时沉积、保存下来，因此，烃源岩大多有机质丰度高；反之，则明显变差。
- 二叠系 /
- 烃源岩 /
- 沉积环境 /
- 吐鲁番坳陷
Abstract: Abstract：Permian hydrocarbon source rocks are an important potential hydrocarbon-generating sequence in the Turpan depression, northwestern China. Mainly based on the analytic data of dark mudstone on the outcrop sections, combined with the geochemical data from core samples of hydrocarbon source rocks, the trace geochemistry of mudstone is discussed in detail and the sedimentary environment of the source rocks is analysed by unsing the organic carbon content, organic matter types and saturated hydrocarbon chromatogram parameters of the source rocks. The studies demonstrate that the deposional environment was the weak reducing-reducing one. The terrigenous organisms predominate in the organic matter of the source rocks, and lower aquatic organisms are also present in large quantity. The hydrocarbon is the product of conversion of organic metter deposited in the reducing environment. The depression has a high genetic potential. The sedimentary zones with a strong reducing power and fairly deep water bodies are favorable sites for deposition of primary organic matter, where deposited organic matter can be buried and preserved in time. Therefore most hydrocarbon source rocks contain abundant organic matter and vice versa.
- Permian /
- source rock /
- depositional environment /
- Turpan depression

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1.   研究目的(Objective)

通过实施2020年四川省自然资源厅省政府性投资地质勘查项目，对沐川地区上二叠统宣威组底部泥岩中赋存的稀有、稀土、稀散元素进行调查评价，了解“三稀”元素含量与找矿前景，希望在“三稀”找矿方面取得突破性进展，为乌蒙山贫困地区脱贫提供技术服务和支撑产业规划、扶贫开发提供资源保障。

2.   研究方法(Method)

主要采用了1∶10000地质填图、1∶500矿化带剖面测量、探槽工程、钻探工程、采样与测试分析等方法，对上二叠统宣威组底部的富镓泥岩进行了初步研究。

3.   研究结果(Results)

沐川地区位于扬子陆块西缘(图 1a)，峨眉山大火成岩省中带(图 1b)。研究区位于五指山背斜核部，其核部地层为上二叠统峨眉山玄武岩(P3e)，两翼向两侧依次出露上二叠统宣威组(P3x)、三叠系(T)、侏罗系(J)等(图 1c)。镓矿层产出于峨眉山玄武岩组(P3e)顶部、宣威组(P3x)底部的紫红色铁质泥岩、灰白色铝质泥岩、浅灰绿色泥岩、灰色泥岩、浅灰绿色泥岩及深灰色炭质泥岩中，呈层状分布，层位稳定(图 1d)；找矿标志：峨眉山玄武岩组与宣威组(P3x)的平行不整合界线之上，具“成矿界面”特征，颜色上有明显的紫红色、灰白色、灰色及深灰色等，特别是具有特征的紫红色，宏观上易识别；根据地球化学图解判别显示，其成矿物质来源有可能来源于峨眉山玄武岩及峨眉山地幔柱演化末期喷发的火山灰。

图 1 沐川地区构造位置图(a)，峨眉山玄武岩分布简图(b)，区域地质简图(c)及镓矿层产出层位示意图(d)

Figure 1. Structural location map of Muchuan area(a), Simplified geological map showing distribution of the Emeishan basalts(b), Regional geological map of Muchuan area(c) and Schematic diagram of gallium ore occurrence horizon(d)

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采集钻孔岩心1/2切分样品，送样至自然资源部成都矿产资源监督检测中心采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)进行测试分析，结果显示ZK01钻孔镓(Ga)平均品位104 μg/g，矿层厚度6.27 m；ZK02钻孔镓(Ga)平均品位68.1 μg/g，矿层厚度8.67 m；ZK03钻孔镓(Ga)平均品位55.3 μg/g，矿层厚度13.87 m；三个工程的镓(Ga)平均品位为75.8 μg/g，平均厚度9.60 m。可以看出，沐川地区宣威组底部的泥岩中镓(Ga)品位较高，厚度较大，达到了中国现行的Ga矿资源工业指标要求(30 μg/g)。

4.   结论(Conclusion)

经初步估算沐川地区镓(Ga)资源量可达数万吨到数十万吨，有望找到超大型镓矿床(＞2000 t) 的潜力。沐川地区峨眉山玄武岩分布面积较广，为镓的富集成矿提供了丰富的物源。经地质填图及工程取样显示，宣威组底部富镓泥岩层厚度大，分布面积广泛，镓元素含量较高，具有巨大的找矿潜力。研究宣威组底部“三稀”元素成矿特征有助于中国在战略性关键矿产找矿方面取得重大突破，对地方国民经济发展具有重要意义。

5.   基金项目(Fund support)

本文为四川省自然资源厅2020年省政府性投资地质勘查项目(DZ20 2002)和四川省自然资源厅科技项目(kj-2022-6)资助成果。