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华南下扬子巢湖地区孤峰组黑色硅质岩中富含有机质,是我国油气和页岩气勘探的潜在源岩,研究孤峰组有机质富集规律在油气勘探上有重要意义。本文对巢湖平顶山地区中二叠统孤峰组硅质岩开展总有机碳含量(TOC)、有机碳同位素δ13Corg、饱和烃分子生物标志物特征分析,探讨其有机地球化学特征和有机质富集规律,得出以下结果:
孤峰组有机质来源以海洋浮游植物和细菌为主,少量为陆源高等植物来源有机质;有机质热成熟度处于生油窗的早期,已经超过了未成熟和低成熟阶段,但还未进入生油窗高峰;孤峰组古沉积水体为中等分层(不明显分层)缺氧的沉积环境,但还没有进入高盐度缺氧环境。
孤峰组总体有机碳同位素丰度δ13Corg的长期负偏可能与同时期超级古陆的形成引起的海退及瓜德鲁普世生物灭绝有关。盘古超级古陆合并海平面下降,致使原来海底大量有机质暴露并被氧化形成富12C的碳酸根,使得海洋溶解无机碳碳同位素比值下降。缺氧环境引起底栖动物种群的灭绝导致能有效摄取海水溶解有机质以及“海雪”颗粒有机质的动物大量减少,降低了有机质埋藏效率,以致大量富12C的碳保留在海水中,引起海水溶解无机碳同位素比值的下降。这些可能是导致瓜德鲁普世δ13Corg的长期负偏移的原因。
孤峰组普遍富含有机质可能与炎热气候下古沉积水体长期分层和缺氧有关,因为保存环境是指沉积水体的氧化还原条件和沉降速率,上层生产力较高的水体其中的浮游植物、细菌等生物通过光合作用或其自身死亡等产生的有机质在沉降进入沉积物的过程中,会在水体中因氧化作用而被分解,从而导致绝大部分的有机质以悬浮颗粒或溶解状态存在于水体当中,只有少量的有机质会进入沉积物并被保存。贫氧或缺氧的水体呈还原环境,氧含量较少,使得环境中有机质的分解速率较低,有利于有机质的大量沉积。随着气候在孤峰组沉积早期和晚期突然变冷,气候变化引发高强度的洋流上涌,携带的营养物质提高初级生产力水平,造成有机质更大规模的富集。
孤峰组有机质来源以海洋浮游植物和细菌为主,少量为陆源高等植物来源有机质;有机质热成熟度处于生油窗的早期,已经超过了未成熟和低成熟阶段,但还未进入生油窗高峰;孤峰组古沉积水体为中等分层(不明显分层)缺氧的沉积环境,但还没有进入高盐度缺氧环境。
孤峰组总体有机碳同位素丰度δ13Corg的长期负偏可能与同时期超级古陆的形成引起的海退及瓜德鲁普世生物灭绝有关。盘古超级古陆合并海平面下降,致使原来海底大量有机质暴露并被氧化形成富12C的碳酸根,使得海洋溶解无机碳碳同位素比值下降。缺氧环境引起底栖动物种群的灭绝导致能有效摄取海水溶解有机质以及“海雪”颗粒有机质的动物大量减少,降低了有机质埋藏效率,以致大量富12C的碳保留在海水中,引起海水溶解无机碳同位素比值的下降。这些可能是导致瓜德鲁普世δ13Corg的长期负偏移的原因。
孤峰组普遍富含有机质可能与炎热气候下古沉积水体长期分层和缺氧有关,因为保存环境是指沉积水体的氧化还原条件和沉降速率,上层生产力较高的水体其中的浮游植物、细菌等生物通过光合作用或其自身死亡等产生的有机质在沉降进入沉积物的过程中,会在水体中因氧化作用而被分解,从而导致绝大部分的有机质以悬浮颗粒或溶解状态存在于水体当中,只有少量的有机质会进入沉积物并被保存。贫氧或缺氧的水体呈还原环境,氧含量较少,使得环境中有机质的分解速率较低,有利于有机质的大量沉积。随着气候在孤峰组沉积早期和晚期突然变冷,气候变化引发高强度的洋流上涌,携带的营养物质提高初级生产力水平,造成有机质更大规模的富集。