熊国庆, 王剑, 李园园, 余谦, 门玉澎, 周小琳, 熊小辉, 周业鑫, 杨潇. (2017)大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义* [J]. 古地理学报, 19(6): 965-986
Xiong Guoqing, Wang Jian, Li Yuanyuan, Yu Qian, Men Yupeng, Zhou Xiaolin, Xiong Xiaohui, Zhou Yexin, Yang Xiao. (2017)Lithofacies palaeogeography of the Early Paleozoic black rock series in Dabashan region and their shale-gas geological significance[J]. Journal Of Palaeogeography, 19(6): 965-986.   
DOI:10.7605/gdlxb.2017.06.075
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大巴山地区早古生代黑色岩系岩相古地理及页岩气地质意义*
熊国庆1,2,3, 王剑1,2,3, 李园园4, 余谦2,3, 门玉澎2,3, 周小琳1,2,3, 熊小辉2,3, 周业鑫1,2,3, 杨潇1,2,3
1 成都理工大学地球科学学院,四川成都 610059
2 中国地质调查局成都地质调查中心,四川成都 610081
3 国土资源部沉积盆地与油气资源重点实验室,四川成都 610081
4 山东省物化探勘查院,山东济南 250013

第一作者简介 熊国庆,男, 1975年生,博士生,高级工程师,主要从事沉积岩相古地理、沉积地质、油气地质等方面研究。 E-mail: hsiungq@163.com。

通讯作者简介 王剑,男, 1962年生,博士生导师,研究员,主要从事沉积大地构造学、石油地质学与沉积盆地分析等方面研究。 E-mail: w1962jian@163.com。

收稿日期:2017-06-15
基金:国家自然科学基金项目(编号:41672112,41372124)资助
摘要

大巴山地区早古生代发育下寒武统水井沱组(巴山组—鲁家坪组)和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组 2套黑色岩系。沉积学研究表明, 2套黑色岩系均发育于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上,早期快速海侵,沉积环境以深水陆棚为主,晚期随着海平面下降逐渐变为浅水陆棚沉积,局部发育滩礁沉积。早寒武世和晚奥陶世—早志留世,研究区均处于被动大陆边缘盆地,基底不平整,陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局,但两者的形成机制却完全不同:早寒武世的构造格局沿袭了陡山沱期的地堑和地垒分布格局,地垒处表现为局部隆起或水下潜隆;晚奥陶世—早志留世的构造格局则与扬子板块向华北板块俯冲有关,是在扬子北缘被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起。这种受限的滞留海域有利于形成厚度大、有机碳含量高( 2%~6%)、脆性矿物含量高( 40%~65%)的富有机质页岩,虽然其是页岩气勘探的有利目标层系,但仍需加强构造保存条件的研究。

关键词: 大巴山地区; 黑色岩系; 古地理格局; 前陆隆起; 页岩气勘探
中图分类号:P531 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2017)06-0965-22
Lithofacies palaeogeography of the Early Paleozoic black rock series in Dabashan region and their shale-gas geological significance
Xiong Guoqing1,2,3, Wang Jian1,2,3, Li Yuanyuan4, Yu Qian2,3, Men Yupeng2,3, Zhou Xiaolin1,2,3, Xiong Xiaohui2,3, Zhou Yexin1,2,3, Yang Xiao1,2,3
1 College of Earth Science,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,Sichuan
2 Chengdu Center of Geological Survey,China Geological Survey,Chengdu 610081,Sichuan
3 Key Laboratory of Sedimentary Basin & Oil and Gas Resources,MLR,Chengdu 610081,Sichuan
4 Shandong Institute of Geophysical & Geochemical Exploration,Jinan 250013,Shandong

About the first author　Xiong Guoqing,born in 1975,is a Ph.D. candidate in College of Earth Science,Chengdu University of Technology. Now he is a senior engineer and is mainly engaged in researches of sedimentary facies and palaeogeography,sedimentology,and petroleum geology. E-mail: hsiungq@163.com.

About the corresponding author　Wang Jian,born in 1962,is a Ph.D. supervisor and research fellow. Now he is mainly engaged in researches of sedimentary geotectonic,petroleum geology and sedimentary basin analysis. E-mail: w1962jian@163.com.

Fund:[Financially supported by the National Natural Science Foundation of China(Nos.41672112,41372124)]
Abstract

Two suites of black rock series of the Lower Cambrian Shuijingtuo Formation(the Bashan Formation to the Lujiaping Formation)and the Upper Ordovician Wufeng Formation to the Lower Silurian Longmaxi Formation were developed in the Dabashan region in the Early Paleozoic. Sedimentological research reveals that the black rock series were deposited in a passive continental margin basin in the northern margin of the Yangtze Plate. Their sedimentary environments were mainly a deep shelf due to rapid transgression during the earlier period and gradually changed into the shallow shelf with sea-level decline during the later period with some local reefs and shoals. The Early Cambrian and Late Ordovician to Early Silurian basements of the passive continental margin basin in the study area were not flat,which would result in the multi-island obstructively palaeogeographical pattern in continental margin. But their formation mechanisms are totally different. The Early Cambrian palaeogeographic pattern was inherited from graben-horst pattern of the Doushantuo Stage,and local uplift or submerged uplift remained in garben;but foreland uplift during the Late Ordovician to Early Silurian developed in passive continental margin basin in the northern margin of Yangtze Plate was related to Yangtze Plate subduction to North China Plate. The restricted stagnant ocean is more conducive to high-quality shale formation with heavy thickness,high TOC(2%~6%)and high content of brittle mineral(40%~65%),which are usually sweet target layers for shale-gas exploration,but it is necessary to enforce structural research of preservation conditions.

Key words: Dabashan region; black rock series; palaeogeography pattern; foreland uplift; shale-gas exploration
1 概述

黑色岩系是含有机碳(含量接近或大于1%)及硫化物(铁硫化物为主)较多的深灰色、黑色硅质岩、碳酸盐岩、泥质岩(含层凝灰岩)及其变质岩的组合体系(范德廉等, 1987)。中国南方早古生代黑色岩系广泛分布, 层位众多, 主要有下寒武统牛蹄塘组底部的黑色页岩、中奥陶统庙坡组和上奥陶统五峰组页岩、下志留统龙马溪组黑色页岩等, 它们的形成多与全球性或近于全球性的大洋缺氧事件有关(姜月华和岳文浙, 1994)。这些黑色岩系不仅富集Mo、Ni、PGE、V、Au、Ag等多种金属元素(施春华等, 2011), 还形成了磷、重晶石、毒重石等大型、超大型沉积型矿床(姜月华等, 1993); 同时, 其形成也与全球性的灾变事件相关, 如生物大爆发(Jiang et al., 2006; 戎嘉余等, 2006)、地外事件(Fan, 1984, 许靖华等, 1986; 徐道一等, 1987; 汪啸风和柴之芳, 1989)、火山事件(黄志诚等, 1991; 苏文博等, 2002; 胡艳华等, 2009)、冰川事件(Sheehan, 1973; 戎嘉余, 1984; 戎嘉余和陈旭, 1987)、生物灭绝事件(戎嘉余, 1986; 陈旭等, 1987)等; 再者, 黑色岩系中有机碳普遍含量高, 是有利的烃源岩。因此, 黑色岩系的研究在古生物学、事件地质学、地层学、矿床学及油气地质学等方面具有极为重要的地质意义。

文中探讨的大巴山地区早古生代黑色岩系是指下寒武统水井沱组(巴山组— 鲁家坪组)、上奥陶统五峰组及下志留统龙马溪组黑色页岩。上奥陶统五峰组和下志留统龙马溪组2套黑色页岩因间隔时间短, 且夹于这2套地层之间的观音桥段不典型, 因此本次研究将其归并为一套黑色岩系。大巴山位于扬子地台北缘, 是研究扬子地区和秦岭早古生代地层的关键地区之一(陈旭等, 1990)。20世纪70— 90年代, 地质工作者主要研究了大巴山地区早古生代地层(朱兆玲等, 1977; 成汉钧等, 1993), 新建下寒武统火烧店组(汪明洲和许安东, 1987), 并重新厘定了上奥陶统临湘组(成汉钧等, 1988a); 在此基础上, 建立了该地区寒武纪和奥陶纪地层格架, 并开展地层划分及对比, 认为汉南古陆、司上— 万源隆起及大巴山隆起控制了寒武纪和奥陶纪的沉积相展布及古地理轮廓(叶俭等, 1992; 成汉钧等, 1988b; 汪明洲等, 1989)。陈旭等(1990)认为, 南郑上升是大巴山隆起的第1幕, 也是最强的一幕, 持续时间长、分布范围广, 导致大巴山西段整体上升成陆, 并与汉南古陆连成一体, 最西端可能和龙门山古陆相连; 西乡上升是大巴山隆起的第2幕, 分布范围小、持续时间短。成汉钧等(1992)进一步认为, 早古生代大巴山隆起先后共发生3期上升, 镇巴上升是其首期上升, 持续时间较短、波及范围较广, 扩展到东、西大巴山, 甚至可能向东、西延伸分别与宜昌峡区和川西地区的上升连接; 南郑上升和西乡上升基本上局限于西大巴山。高长林等(2003)认为大巴山地区发育3套烃源岩, 主力烃源岩为上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组黑色硅质、泥质岩和二叠系碳酸盐岩和泥质岩; 也形成了多套有利的储集层, 灯影组和石龙洞组是主要的储集层与潜在勘探目的层, 具有较好的油气勘探潜力(余谦等, 2011)。

近年来, 国内掀起了页岩气资源调查评价热潮, 大巴山地区早古生代黑色岩系再次成为研究重点。在地表地质调查的基础上, 结合页岩气钻井资料, 表明水井沱组(鲁家坪组)、五峰组— 龙马溪组富有机质页岩主要发育于深水陆棚环境(杨宇宁等, 2016; 朱瑜等, 2016), 沉积水体总体处于强还原的缺氧环境(熊小辉等, 2015), 具有低孔、特低渗、纳米级孔隙、糜棱化孔隙等储集特征(马勇等, 2014; 彭小娟等, 2014; 郭秀梅等, 2015)。陈朝刚(2016)认为页岩含气量的主控因素包括有机碳含量、总烃含量、石英矿物含量和地层压力。有机质是控制页岩含气性的内因, 构造保存条件可能是外因(余川等, 2014)。相比而言, 有机碳含量对页岩含气性的影响最为明显, 其次是石英含量(崔楠等, 2017)。巫溪2井钻探揭示, 页岩物质基础、有机质孔、复杂的高角度裂缝(劈理)网及挤压性断层等多因素匹配有利于局部页岩气富集成藏(梁峰等, 2016)。这些研究成果有力地推动了研究区页岩气下一步勘探评价工作。

文中拟从沉积学角度出发, 对大巴山地区早古生代2套黑色岩系进行地层划分和沉积相研究, 恢复其形成时的古地理面貌, 建立不同时期黑色页岩形成的沉积模式, 进而探讨其页岩气地质意义。

2 地质背景

大巴山地区位于川渝与陕鄂交界, 介于米仓山隆起、武当山隆起及神农架隆起之间, 总体呈向南西突出的弧形构造带。以城巴断裂为界, 分为南、北大巴山(李智武等, 2006)。大地构造置于秦祁昆造山系中段“ 中南秦岭被动陆缘” 中“ 白龙江— 大巴山陆缘裂谷” 与扬子陆块区内“ 上扬子陆块” 中“ 米仓山— 大巴山基底逆冲带” 和“ 川中前陆盆地” 结合部位①。李智武等(2006)据地表物质组成、变形样式和变形强度, 将米仓山— 大巴山基底逆冲带自北向南进一步划分成叠瓦断层带、断层— 褶皱带和滑脱褶皱带(图1)。

城巴断裂也将大巴山地区分隔为北侧南秦岭— 大别山地层区和南侧扬子地层区(图 1)。前者出露地层有前寒武系、寒武系、奥陶系和志留系, 夹少量火山碎屑岩, 闪长岩、辉绿岩岩脉发育; 后者依次为前寒武系、寒武系、奥陶系、志留系、二叠系、三叠系和侏罗系, 缺失泥盆系和石炭系。

图 1 大巴山地区地层分区图(Ⅰ — 南秦岭— 大别山地层区; Ⅱ — 扬子地层区)
Ⅰ 1— 十堰— 随州地层分区: Ⅰ 1-1— 高滩— 兵房街小区, Ⅰ 1-2— 紫阳— 平利小区; Ⅱ 1— 上扬子地层分区:Ⅱ 1-1— 保康小区, Ⅱ 1-2— 黄陵小区, Ⅱ 1-3— 巫溪— 巴东小区, Ⅱ 1-4— 通江— 万县小区Fig.1 Stratigraphic subregion of Dabashan region(Ⅰ -South Qinling-Dabieshan stratigraphic region; Ⅱ -Yangtze stratigraphic region)

晋宁运动导致南秦岭在内的扬子地块主体形成统一的基底(罗志立, 1998)。随着全球新元古代Rodinia超大陆裂解, 扬子板块北缘处于伸展构造背景, 形成一系列南华纪裂谷盆地, 南大巴山发育了以凝灰质砂砾岩、页岩为代表的填平补齐式冰期沉积, 而同期北大巴山则沉积了一套海相火山— 沉积岩系(李智武等, 2006)。震旦纪— 早古生代, 随着秦岭洋的裂解, 扬子板块北缘演化为古秦岭洋南侧的被动大陆边缘(张国伟等, 2001), 南大巴山主要经历了震旦纪初始碳酸盐台地、早中寒武世陆棚、晚末寒武世— 早奥陶世碳酸盐岩台地及克拉通边缘隆升、中晚奥陶世台地淹没、晚奥陶世— 早志留世滞留陆棚沉积等阶段(余谦等, 2011); 志留纪末的广西运动导致南大巴山隆升为陆, 普遍缺失中晚志留世— 早二叠世沉积; 晚二叠世— 早三叠世, 由于南秦岭洋闭合时的碰撞作用, 在南大巴山发育了一系列伸展背景下北西向“ 碰撞裂谷型” 海相深水盆地(毛黎光等, 2011); 晚三叠世的印支运动, 秦岭褶皱带最终与扬子陆块碰撞拼合, 海盆水体自东而西退去, 先后结束沉积; 燕山运动中期, 接受晚三叠世— 侏罗纪的前陆盆地陆相沉积(汪泽成等, 2004)。北大巴山早古生界以裂谷盆地碎屑岩— 碳酸盐岩夹火山岩沉积建造为主, 晚奥陶世— 志留纪秦岭洋向北消减俯冲, 大巴山地区整体隆升; 华力西— 印支期勉略洋裂解, 形成北大巴山晚古生代裂陷盆地; 印支末期— 燕山期华北板块与扬子板块陆陆碰撞, 形成北大巴山滑脱逆冲推覆带(张国伟, 1988; 张国伟等, 1995)。

3 地层划分

根据地壳活动性、古地理条件、古气候条件和古生物群特征等因素, 在综合研究的基础上, 对地层进行区域划分。依据《四川省岩石地层》(辜学达和刘啸虎, 1997)、《西南地区区域地层(四川省分册)》①、《西北地区区域地层表(陕西省分册)》②、《陕西省岩石地层》(马润华, 2008)及《重庆市地质图说明书》③, 研究区属于华南地层大区, 以城巴断裂为界, 分属南秦岭— 大别山地层区和扬子地层区2个一级地层区, 相应地又划分为十堰— 随州地层分区和上扬子地层分区2个二级地层区。前者以紫阳红椿坝— 曾家坝断裂为界, 又细分为高滩— 兵房街小区和紫阳— 平利小区。后者以坪坝— 九道断裂、板桥断裂及沙市隐伏断裂为界, 进一步细分为保康小区、神农架小区、巫溪— 巴东小区和通江— 万县小区(图 1)。

以《四川省岩石地层》(辜学达和刘啸虎, 1997)、《陕西省岩石地层》(马润华, 2008)为基础, 结合区内 1:200000、1:50000、 1:250000区域地质调查成果及前人研究成果(李荣社, 1990), 对研究区早古生代两套黑色岩系地层进行划分对比(表 1)。

表 1 大巴山地区下古生界黑色岩系地层划分对比表 Table1 Stratigraphic division and correlation of black rock series of the Lower Paleozoic in Dabashan region

表 1中所指的观音桥段为一套浅灰色、灰色薄— 中层状细粉砂岩与黑色薄层— 薄板状硅质碳质页岩或灰色、深灰色薄层或透镜状泥质灰岩、砂质白云岩(周业鑫等, 2017), 局部含赫兰特贝(图 2-a)、角石化石。细粉砂岩中平行层理发育(图 2-b), 显微镜下粉砂质结构清楚(图 2-c), 剧烈风化后呈褐红色土状(图 2-d)。

图 2 大巴山地区奥陶系观音桥段沉积特征
a— 泥灰岩, 赫兰特贝化石, × 20; b— 细粉砂岩, 平行层理发育; c— 细粉砂岩, 含细粒石英的粉砂质结构, × 25, 单偏光; d— 细粉砂岩, 剧烈风化后呈褐红色土状Fig.2 Sedimentary characteristics of the Ordovician Guanyinqiao Member in Dabashan region

4 沉积相

根据岩石组合、沉积组构、剖面序列、生物组合和沉积机理等特征, 对研究区内下寒武统水井沱组/巴山组、石牌组/鲁家坪组及上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组/斑鸠关组/大贵坪组沉积相进行划分(表 2)。

表 2 大巴山地区下古生界黑色岩系沉积相划分 Table2 Classification of sedimentary facies of black rock series of the Lower Paleozoic in Dabashan region
4.1 滨海相

发育于低潮线和高潮线之间及其邻近地区的狭长滨海地区的沉积相, 潮汐作用和波浪作用占主要地位, 常发育交错层理。本区滨海沉积以潮坪沉积为主, 按水体能量和沉积物类型可分为泥坪、混合坪和砂坪。

混合坪沉积主要见于水井沱组, 岩性为灰色、深灰色白云岩、硅质岩、磷块岩夹紫红色粉砂岩、灰色粉砂质页岩, 硅质条带、硅质结核常见。水井沱组局部可见到砾状白云岩的潮道沉积。

砂坪沉积见于石牌组, 主要为浅灰色、灰色泥质石英砂岩、含砂质灰岩、泥质粉砂岩及细砂岩, 夹少量粉砂质页岩, 含菱铁矿。

4.2 浅海相

浅海指正常浪基面(附近)以下至水深200, m的较平坦的广阔浅水海域(陆棚范围)。根据沉积物岩石组合和沉积构造特征又可划分为浅水陆棚、深水陆棚和陆棚边缘亚相, 本区主要以浅水陆棚和深水陆棚为主, 局部发育礁滩沉积。

4.2.1 浅水陆棚亚相

是指向陆一侧与滨岸接壤或水下潜隆的浅水区域(浪基面之上)。根据沉积物类型和岩石组合差异, 又可分为碎屑陆棚(砂质陆棚和泥质陆棚)、混积陆棚和礁滩。

1)碎屑陆棚。砂质陆棚位于靠近滨岸一侧或水下潜隆的较浅水氧化区, 间歇性受到波浪和波浪回流作用的影响, 水动力相对较强。沉积物主要以灰色块状粉— 细砂岩为主, 夹薄层深灰色泥质粉砂岩和页岩, 可含一定数量的钙质组分。沉积构造主要以平行层理和小型沙纹层理为主, 生物化石较少。区内砂质陆棚亚相主要发育于观音桥段中, 为海平面相对下降时期的沉积产物, 城口蓼子湾一带已短暂露出水面, 遭受风化剥蚀(图 3)。

图 3 重庆城口蓼子湾剖面上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组沉积相Fig.3 Sedimentary facies of the Upper Ordovician Wufeng Formation-Lower Silurian Longmaxi Formation from Liaoziwan section, Chengkou County, Chongqing

泥质陆棚亚相处于浅水陆棚水体能量最低的海域, 水动力条件相对较弱, 较少受海流和风暴的影响, 沉积物以灰绿色、深灰色、灰色页片状或块状页岩为主, 局部含灰色泥灰岩和暗色块状粉砂质页岩, 见少量笔石、三叶虫生物碎片。沉积构造主要以水平层理、块状层理最为发育, 结核状和浸染状黄铁矿较发育。研究区内泥质陆棚沉积主要见于临湘组上部、新滩组下部及石牌组(图 4)。

图 4 湖北竹山屏峰寨剖面下寒武统水井沱组— 石牌组沉积相Fig.4 Sedimentary facies of the Lower Cambrian Shuijingtuo and Shipai Formations from Pingfengzhai section, Zhushan County, Hubei Province

2)混积陆棚。主要见于水井沱组、石牌组及临湘组上部。该类沉积泥质含量较高, 沉积物颜色浅, 以灰色、灰绿色块状页岩、钙质页岩、粉砂质页岩与浅灰色、灰色泥灰岩、灰岩、白云岩为主, 沉积构造主要以块状层理和水平层理为主。

3)礁滩。主要发育于石牌组, 为浅水陆棚环境之中的水下高地沉积, 因此将其归为浅水陆棚相。岩性为灰色石英砂岩, 灰色、深灰色亮晶砂屑白云质灰岩、鲕粒含云灰岩、亮晶豆粒灰岩夹黄绿色钙质、粉砂质页岩。砂岩中发育平行层理、低角度斜层理、爬升层理, 灰岩中发育低角度斜层理、波状层理、脉状层理、水平层理及缝合线构造等。

图 5 重庆城口羊耳坝剖面下寒武统巴山组— 鲁家坪组沉积相Fig.5 Sedimentary facies of the Lower Cambrian Bashan and Lujiaping Formations from Yang’ erba section, Chengkou County, Chongqing

4.2.2 深水陆棚亚相

位于浅水陆棚外侧(浪基面之下)的深水区域, 波浪作用减小, 静水沉积为主, 局部发育风暴沉积。区内水井沱组(巴山组、鲁家坪组)、五峰组、龙马溪组、斑鸠关组和大贵坪组都发育深水陆棚沉积, 水平层理发育, 含黄铁矿团块或浸染状黄铁矿颗粒, 富集钒、钼等元素。按照其沉积物类型又可以分为硅质陆棚、碳质陆棚及粉砂质碳质陆棚等亚相。

1)硅质陆棚。通常情况下, 硅质岩被认为是大洋盆地内沉积产物, 尤其是含有放射虫的硅质岩。研究区内硅质岩主要发育于巴山组及五峰组, 属于水动力条件相对较低的深水陆棚沉积, 沉积物主要以黑色薄— 中层状硅质岩、硅质页岩为主, 硅质页岩中常见浸染状黄铁矿颗粒, 水平层理发育(图 5)。

2)碳质陆棚。处于深水陆棚水体能量最低的海域, 水动力条件最弱, 基本不受海流和风暴的影响, 沉积物以黑色硅质碳质页岩、碳质页岩、灰黑色页片状或块状碳质页岩为主, 沉积构造主要以水平层理、块状层理最为发育, 局部见韵律层理, 结核状和浸染状黄铁矿较发育。该亚相为区内水井沱组、鲁家坪组、五峰组— 龙马溪组、斑鸠关组和大贵坪组的主要沉积类型, 也是区内页岩气勘探的主要目的层。岩石中见大量的生物化石, 但底栖生物化石较少, 还可见到大量的同生— 准同生莓球状黄铁矿或黄铁矿斑, 这些都反映了该环境下沉积作用极不活跃, 指示了低能、贫氧以及低速欠补偿的较深水特征(图 4)。

3)粉砂质碳质陆棚。粉砂质碳质陆棚亚相与碳质陆棚亚相具有较多相似之处, 都沉积于水体能量较低的海域, 水动力条件较弱, 基本不受海流和风暴的影响; 但粉砂质陆棚亚相中粉砂质含量较高, 一般为20%~40%, 块状粉砂质碳质页岩较多, 少见页片状, 局部夹碳质粉砂岩, 沉积构造以水平层理、块状层理和韵律层理为主, 少见冲刷侵蚀面和生物扰动构造, 结核状和浸染状黄铁矿较发育。这些都反映了低能、贫氧以及低速欠补偿的较深水沉积环境。研究区内该类亚相较发育于水井沱组、鲁家坪组、斑鸠关组、大贵坪组和龙马溪组(图 4, 图 5)。

4.3 目的层段对比

上扬子北缘先后经历了加里东期、印支期、燕山期和喜山期构造运动, 并将南秦岭地区包括巴山组— 鲁家坪组在内的寒武系逆冲推覆到上扬子地区包含水井沱组— 石牌组的寒武系之上, 二者紧邻在城巴断裂两侧。经构造复原后, 整个大巴山逆冲推覆构造向南的推覆距离达100~150, km(Zhang et al., 2004), 表明早寒武世早期, 尽管研究区都处于上扬子北缘被动大陆边缘之上, 但二者之间相距上百公里; 岩石特征及沉积特征也表明, 上扬子地区沉积水体较南秦岭地区要略浅。鉴于此, 文中拟分别对上扬子地区水井沱组和南秦岭地区巴山组— 鲁家坪组开展沉积相横向对比研究。

4.3.1 水井沱组

区域上(图 6), 水井沱组东西向沉积相变化不大, 下部主要为深水陆棚沉积, 上部为浅水陆棚沉积, 局部夹混积陆棚亚相, 但岩性变化较明显。西侧万源一带, 为古隆起区, 缺失水井沱组沉积, 石牌组沉积时期在浅水区石英砂岩平行不整合覆盖在灯影组碳酸盐岩之上、在深水区以碳质页岩与灯影组断层接触①。城口明月水井沱组与下伏灯影组钙泥质白云岩呈平行不整合接触, 下部为深水陆棚亚相碳硅质页岩、粉砂质碳质页岩、碳质粉砂质页岩夹硅质岩、碳酸盐岩透镜体, 上部为浅水陆棚亚相泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质页岩夹碳酸盐岩, 沉积厚度较大, 未见顶。垃圾场水井沱组与下伏灯影组白云岩呈平行不整合接触, 下部为深水陆棚亚相硅质页岩夹粉砂岩、碳质钙质页岩、钙质页岩, 上部为浅水陆棚亚相钙质、碳质、粉砂质页岩夹灰岩透镜, 上与石牌组局限台地相灰岩夹泥质粉砂岩整合接触。渝参2井水井沱组顶底不全, 主要为下部深水陆棚亚相碳、钙质粉砂质页岩、粉砂质碳质页岩夹灰岩条带、粉砂质页岩。城口高望水井沱组与下伏灯影组泥质白云岩呈平行不整合接触, 沉积厚度较薄, 下部为深水陆棚亚相硅质、碳质页岩夹粉砂质页岩, 含硅质结核; 上部为浅水陆棚亚相粉砂质页岩、硅质页岩夹碳质页岩, 与上覆石牌组局限台地相的泥晶灰岩整合接触。巫溪康家坪一带, 缺失水井沱组下部富有机质页岩沉积, 直接以砂页岩与下伏灯影组平行不整合接触, 上部为浅水陆棚亚相砂页岩和开阔台地相碳酸盐岩②。巫溪鱼鳞长丈水井沱组与下伏灯影组白云岩呈平行不整合接触, 沉积厚度较大, 下部为深水陆棚亚相钙质、粉砂质碳质页岩、粉砂质页岩、钙质页岩, 间夹少量灰岩、钙质页岩; 上部为混积陆棚亚相泥灰岩夹钙质页岩, 向上变为浅水陆棚亚相粉砂质页岩夹钙质页岩或互层, 局部夹泥灰岩条带; 与上覆石牌组浅水陆棚亚相粉砂质页岩、粉砂岩夹泥灰岩条带整合接触。巫溪古树水井沱组未见下部深水陆棚亚相沉积, 以浅水陆棚亚相碳质粉砂质页岩开始, 上部为一套粉砂质页岩、灰岩的混积陆棚亚相沉积, 与上覆石牌组浅水陆棚亚相粉砂质页岩呈整合接触。竹溪屏风寨水井沱组与下伏灯影组白云岩呈平行不整合接触, 沉积水体动荡变化, 下部先沉积深水陆棚亚相碳质粉砂质页岩, 向上沉积水体变浅, 发育浅水陆棚亚相的碳质粉砂质页岩沉积, 而后沉积水体又加深, 上部再沉积一套深水陆棚亚相粉砂质碳质页岩夹粉砂岩透镜体, 随后以浅水陆棚亚相碳质粉砂质页岩与上覆石牌组浅水陆棚亚相粉砂质页岩整合接触。神农架红坪土墙屋水井沱组与下伏灯影组白云岩呈平行不整合接触, 下部为深水陆棚亚相硅质岩、粉砂质页岩夹钙质条带、钙质砂岩, 上部为灰岩、泥灰岩的碳酸盐岩沉积。神农架西侧板桥— 艾五坪一带水井沱组下段碳质页岩不发育, 为一套白云岩、灰岩夹硅质岩、磷块岩, 上段主要为钙质泥质粉砂岩, 顶部少量碳质页岩及白云岩潮坪相沉积; 随着海平面下降, 石牌组下部为砂岩、含泥质石英砂岩、砂质灰岩及泥质粉砂岩, 沉积环境仍为潮坪环境, 水动力条件相对增强, 砂质含量增加①。

图 6 上扬子地区下寒武统水井沱组沉积相对比Fig.6 Sedimentary facies correlation of the Lower Cambrian Shuijingtuo Formation in Upper Yangtze area

4.3.2 巴山组— 鲁家坪组

区域上(图 7), 巴山组— 鲁家坪组东西向沉积相、岩性特征变化不大, 沉积厚度有所变化。巴山组主要为深水陆棚环境之下的深水海槽碳质硅质页岩、硅质页岩、硅质岩, 硅质含量较高, 与热水活动有关, 局部夹碳质白云岩, 如城页1井。鲁家坪组主要为深水陆棚亚相碳质页岩、粉砂质碳质页岩、碳质粉砂质页岩、粉砂质泥页岩, 局部夹泥质粉砂岩、硅质岩及碳酸盐岩, 如城页1井、镇坪剖面, 鲁家坪组多未见顶, 沉积厚度以城页1井最厚, 为南秦岭早寒武世裂陷盆地沉积中心。

图 7 南秦岭地区下寒武统巴山组— 鲁家坪组沉积相对比Fig.7 Sedimentary facies correlation of the Lower Cambrian Bashan and Lujiaping Formations in South Qinling area

4.3.3 五峰组— 龙马溪组

从五峰组— 龙马溪组南北向目的层段对比图(图 8)可以看出, 临湘组沉积晚期, 城口庙坝— 蓼子湾— 厚坪一带为水下高地, 接受了一套浅水沉积, 沉积层序上表现为一次先变浅、再变深的沉积过程, 变浅过程中曾短暂露出水面, 形成泥质风化壳, 其后快速海侵, 五峰组硅质岩、硅质页岩直接超覆其上; 高地南侧向陆一侧向上变浅的沉积过程不明显, 沉积厚度极薄, 以一套碳质页岩迅速加深的五峰组硅质岩、碳质页岩沉积为主; 高地北侧向洋一侧则表现为向上逐渐变深的沉积过程, 发育一套页岩、泥灰岩互层的混积陆棚沉积, 并延续至五峰组硅质岩沉积。

图 8 大巴山地区上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组南北向沉积相对比Fig.8 Sedimentary facies correlation of the Upper Ordovician Wufeng Formation-Lower Silurian Longmaxi Formation along north-south direction in Dabashan region

图 9 大巴山地区上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组东西向沉积相对比Fig.9 Sedimentary facies correlation of the Upper Ordovician Wufeng Formation-Lower Silurian Longmaxi Formation along east-west direction in Dabashan region

五峰组沉积时期, 研究区内均表现为向上快速加深的沉积过程, 发育一套深水陆棚亚相硅质岩、硅质页岩和碳质页岩。其后的观音桥段, 受到晚奥陶世全球性冰期影响, 全球海平面下降, 但研究区内冰川作用沉积不明显, 发育一套向上变浅的沉积序列, 表现为灰色粉细砂岩或多套粉细砂岩与黑色粉砂质碳质页岩韵律层的浅水陆棚— 深水陆棚交互沉积。南北向剖面上, 靠陆一侧, 粉细砂岩较发育, 呈指状分布, 因而各地表现不一; 向洋一侧, 离物源较远, 且受早期水下高地制约, 粉细砂岩不太发育, 甚至海平面下降影响较弱, 缺失观音桥段沉积。龙马溪组沉积时期, 再次发生快速海侵, 发育了一套深水陆棚亚相碳质页岩、粉砂质碳质页岩和碳质粉砂质页岩沉积。随后进入新滩组浅水陆棚亚相沉积。

从上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组东西向目的层段对比图(图 9)可以看出, 临湘组沉积晚期, 向上变浅的沉积序列表现不明显, 沉积厚度极薄; 随着海平面升降变化, 之后的五峰组— 观音桥段— 龙马溪组— 新滩组同样表现为深水陆棚— 浅水陆棚— 深水陆棚— 浅水陆棚的沉积序列。目的层段沉积厚度呈现东西两侧薄、中间厚的特点, 这与两侧靠近物源剥蚀区和水下高地有关。

5 岩相古地理

文中在充分利用区内1:200000区域地质报告、实测大量地层的基础上, 对单剖面进行投点, 采用点(单剖面垂向变化)-线(多剖面横向对比)-面(区域地层变化)研究思路, 结合“ 优势相、压缩相、趋势相” 沉积相处理方法, 编制了大巴山地区早古生代早寒武世和晚奥陶世— 早志留世2套黑色岩系的岩相古地理图。

5.1 早寒武世

早寒武世, 在加里东早期桐湾运动和热沉降体制共同作用下, 扬子克拉通内部发生强烈的拉张裂陷, 导致海平面的大幅度上升, 上扬子地区灯影组碳酸盐台地被水井沱组陆源黑色页岩所覆盖(汪建国等, 2007)。南秦岭地区巴山组硅质岩、硅质页岩平行不整合覆盖在震旦系水晶组之上。

图 10 大巴山地区早寒武世水井沱组(巴山组)沉积时期岩相古地理Fig.10 Lithofacies palaeogeography during the depositional period of Shuijingtuo Formation (Bashan Formation)of Early Cambrian in Dabashan region

早寒武世水井沱组(巴山组)沉积时期的古地理特征(图10)表明, 该时期上扬子北缘总体上为一个向北倾斜的被动大陆边缘盆地, 古陆为西南川中古陆和西北汉南古陆, 古陆向洋盆依次发育滨海— 浅水陆棚— 深水陆棚— 斜坡— 洋盆沉积, 研究区主体上处于浅海陆棚相带, 陆棚之上发育一系列与古陆大致平行的水下高地或古隆起, 如万源古隆起、康家坪高地、神农架高地, 这些古隆起或水下高地对沉积水体有一定阻隔作用, 影响了水体流动的畅通。上述这种古地理格局可能与震旦纪早期陡山沱期的“ 堑垒” 式古构造有关。

图11 大巴山地区早寒武世石牌组(鲁家坪组)沉积时期岩相古地理Fig.11 Lithofacies palaeogeography during the depositional period of Shipai Formation (Lujiaping Formation)of Early Cambrian in Dabashan region

进入石牌组(鲁家坪组)沉积时期(图11), 基本上继承了早期沉积的古地理格局。随着海平面进一步下降, 上扬子地区石牌组沉积整体上处于浅水陆棚环境之下, 为一套混积陆棚页岩、泥灰岩沉积建造; 研究区西北万源、中部康家坪以及东南神农架一带的水下高地或古隆起区范围有所扩大, 为一套滨海— 碎屑陆棚相的砂页岩组合或礁滩沉积(康家坪一带); 研究区外西南可能为一套浅水碎屑陆棚沉积与川中古陆相连。南秦岭地区沉积水体也有所变浅, 但仍处于深水陆棚环境, 沉积了鲁家坪组碳质页岩、碳质粉砂质页岩、钙质页岩、含碳粉砂岩及灰岩, 局部较浅水区发育水成交错层理、波痕及微细波状层理, 表明处于最大浪基面附近。

5.2 晚奥陶世— 早志留世

五峰组— 龙马溪组沉积时期(包括秦岭区斑鸠关组和大贵坪组沉积时期), 研究区内处于上扬子北缘被动大陆边缘洋盆之上, 北侧为古东秦岭洋。研究表明(高长林等, 1990; 吉让寿等, 1990), 分隔扬子板块与华北板块的古东秦岭洋, 从477, Ma(相当于早奥陶世晚期)开始向北单边俯冲, 这种持续俯冲作用在扬子北缘被动大陆边缘洋盆上发生前陆隆起, 导致南秦岭高滩— 兵房街一带缺失中— 晚奥陶世沉积。晚奥陶世, 随着扬子板块持续向北俯冲, 扬子北缘前陆盆地发生向陆一侧迁移, 使得城口庙坝— 蓼子湾— 厚坪一带隆升, 但可能此时俯冲作用较弱, 导致隆升幅度和范围有限。

图12 大巴山地区晚奥陶世五峰组— 早志留世龙马溪组沉积时期岩相古地理Fig.12 Lithofacies palaeogeography during the depositional period of Wufeng Formation of Late Ordovician-Longmaxi Formation of Early Silurian in Dabashan region

上奥陶统临湘组沉积之后, 研究区所处的扬子北缘被动大陆边缘古海底凹凸不平, 隆坳相间, 存在一系列水下潜隆, 这些水下高地在五峰组— 龙马溪组沉积时有所继承, 影响了海水的畅通, 形成滞留海域。晚奥陶世— 早志留世, 上扬子地区五峰组— 龙马溪组黑色泥页岩为一套滞留浅海陆棚环境下的深水陆棚沉积; 南秦岭地区同期沉积的斑鸠关组和大贵坪组亦为一套深水陆棚黑色泥页岩沉积。结合五峰组— 龙马溪组、斑鸠关组和大贵坪组的沉积厚度和志留系顶部高纱帽组古流向数据, 认为研究区五峰组— 龙马溪组沉积时期, 基本上表现为东西浅、中间深、向北逐渐加深、局部发育水下潜隆的古地理格局(图12)。

图13 早古生代扬子北缘被动大陆边缘古地理格局
a— 早寒武世; b— 晚奥陶世— 早志留世Fig.13 The Early Paleozoic palaeogeographic pattern of passive continental margin of northern margin of Yangtze Plate

总之, 早寒武世和晚奥陶世— 早志留世, 大巴山— 秦岭地区均处于扬子北缘被动大陆边缘盆地之上, 受到沉积-构造作用制约, 盆地基底并不平整, 陆架边缘呈现多个小岛阻隔的古地理格局(图13), 但其形成机制却完全不同。早寒武世是继承了陡山沱组沉积时期的地堑、地垒格局, 地垒处表现为局部隆起或水下潜隆; 晚奥陶世— 早志留世则与扬子板块向华北板块俯冲有关, 是扬子北缘被动大陆边缘发育的前陆隆起。

6 页岩气地质意义

下寒武统水井沱组(巴山组— 鲁家坪组)富有机质层段发育于该组下部, 干酪根类型以Ⅰ 型为主, 含少量II1型, 页岩厚度普遍较大, 具备良好的物质基础。水井沱组厚度一般为250~350, m, 浅水区不足50, m; 鲁家坪组厚度介于234.01~552.28, m之间, 向南靠近裂陷海槽中心, 沉积厚度变大(图14)。水井沱组、鲁家坪组页岩有机碳含量总体较高, 普遍在2%~4%之间, 最小为0.102%, 最高可达15.8%, 平均为3.75%, 均为优质页岩层段, 且南秦岭鲁家坪组页岩总有机碳含量(平均4.6%)总体上明显高于上扬子地区水井沱组(平均2.6%)。水井沱组、鲁家坪组页岩成熟度(RO)达到2%以上, 介于0.81%~4.25%之间, 平均2.6%, 鲁家坪组页岩成熟度(平均2.93%)总体较水井沱组(平均2.28%)高, 达到过成熟阶段。水井沱组页岩中石英、长石等脆性矿物含量普遍高于40%, 鲁家坪组中超过50%, 碳酸盐矿物含量达到20%, 黏土矿物含量低于40%。城浅1井鲁家坪组页岩现场解析气量介于0.05~3.18, m3/t之间, 均值为1.19, m3/t, 其中687~722, m之间厚35, m的页岩层段现场解吸气量达2.75, m3/t, 为优质页岩含气层段; 渝参2井水井沱组现场解吸气量最大值1.23, m3/t, 最小值0.33, m3/t, 平均为0.79, m3/t, 表明鲁家坪组解析气量明显好于水井沱组。

五峰组— 龙马溪组页岩、富有机质页岩厚度为35.1~81.3, m, 表现为东西两侧薄、中间厚的趋势, 沉积中心位于咸池— 田坝一带(图15), 明显受沉积相带控制。有机质丰度较高, 总有机碳含量(TOC)普遍介于2%~6%之间, 最大可达8.95%, 平均3.32%, 干酪根类型以Ⅰ 型为主, 含少量II1型, 成熟度介于1.0%~3.04%之间, 平均1.93%, 基本上达到了高成熟— 过成熟阶段。页岩具有石英含量高(64.16%~72.2%, 平均68%)、碳酸盐矿物含量较低(平均5.92%)的特征; 平均黏土含量为22.7%。垂向上, 五峰组— 龙马溪组总体表现为下部有机质含量、高脆性矿物含量高, 向上有机碳含量降低、脆性矿物含量降低、黏土矿物成分增加的特点。渝参1井现场解析气量一般, 介于0.028~2.414, m3/t之间, 普遍大于0.5, m3/t, 平均为0.526, m3/t; 其余井现场解析气量较低, 最高仅0.81, m3/t。最新钻探显示, 田坝背斜北翼巫溪2井总有机碳含量大于2%(平均2.52%)的页岩视厚度为93, m(真厚度89.8, m), 现场解析气量1~2, m3/t的页岩层段34, m, 2~3, m3/t的层段25, m, 大于3, m3/t的层段34, m, 最大解析气量超过8, m3/t。

图14 大巴山地区下寒武统富有机质页岩沉积厚度等值线图Fig.14 Thickness isoline of organic-rich shale of the Lower Cambrian in Dabashan region

图15 大巴山地区上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组富有机质页岩沉积厚度等值线图Fig.15 Thickness isoline of organic-rich shale of the Upper Ordovician Wufeng Formation-Lower Silurian Longmaxi Formation in Dabashan region

上述分析表明, 大巴山地区下寒武统水井沱组(巴山组— 鲁家坪组)和上奥陶统五峰组— 下志留统龙马溪组2套黑色页岩具备良好的页岩气基本地质特征, 即沉积厚度大、TOC含量高、热演化程度高、脆性矿物含量高、局部含气性较好。结合五峰组— 龙马溪组页岩顶底板泥岩、灰岩的良好封隔条件, 靳凤仙等(2017)将城口— 巫溪一带划为页岩气有利区, 忽视了构造对页岩气保存的影响。尽管富有机质页岩具有自生自储特征, 对保存条件要求相对较低, 但钻探表明, 良好的保存条件仍是页岩气富集高产的关键因素(郭旭升等, 2014)。尤其是大巴山冲断带, 地形高差大, 地层倾角高, 表层结构复杂, 地腹构造高陡, 断层发育, 构造作用对页岩气保存条件的影响更甚。研究表明, 大巴山地区经历了加里东晚期、印支期、燕山期和喜山期4期构造活动, 构造变形在横向上具分带性, 在垂向上具分层性, 由北向南构造变形从强变弱、由深变浅(高长林等, 2003)。北大巴山主要发生了印支期陆陆碰撞和燕山期陆内俯冲的逆冲推覆(许志琴等, 1986), 基底卷入变形, 构造变形强, 无完整背斜构造, 出露地层最新层位为下寒武统, 油气保存条件极差, 已失去油气勘探意义(高长林等, 2003)。南大巴山前陆冲断带主要形成于印支期、燕山期和喜山期, 构造变形强度明显较叠瓦冲断带要弱, 垂向上浅层变形较强、深层变形较弱, 上变形层油气保存条件相对较差, 下变形层构造宽缓, 断裂往往消失于志留系滑脱层中, 油气保存条件较好, 是今后油气勘探新领域(高长林等, 2003)。李双建等(2012)进一步认为南大巴山鸡鸣寺断裂至铁溪— 巫溪隐伏断裂之间的二叠系和三叠系出露区中, 水井沱组和五峰组— 龙马溪组, 特别是寒武系膏盐岩下伏地层可能存在有利的保存条件。但由于喜山期大气水下渗作用强烈, 也可能导致保存条件变差(李飞等, 2014)。

从城口区块、中石化区块及重庆市页岩气资源调查项目实施的页岩气钻探来看, 大巴山地区页岩气勘探很大程度上受构造保存条件制约。城浅1井鲁家坪组页岩获得较高含气性, 表明北大巴山强烈的糜棱岩化构造改造增大了页岩比表面积、吸附能力和毛细管压力, 是复杂构造区页岩气富集的主要原因(马勇等, 2014)。但城页1井压裂失败(与地层水连通), 既有施工工艺因素, 也说明地下构造的复杂程度。巫溪2井钻遇良好的页岩气层, 含气性极高, 厚度巨大, 表明在滑脱褶皱带内, 良好的页岩物质基础、发育的有机质孔、复杂的高角度裂缝网(劈理)及挤压性断层的多因素匹配, 局部可形成页岩气富集区(梁峰等, 2016)。但邻近的巫溪1井、溪201、溪202和溪203等页岩气钻井未获得较好的含气性, 且钻遇的目的层井深相差近千米; 巫地1井和万地1井钻遇目的层之上泥岩时, 产状逐渐变陡, 几乎近直立, 均表明地腹构造极为复杂。目前, 高精度三维地震采集和处理技术仍难以满足大巴山复杂构造带内地腹构造解释的需要, 亟待技术攻关和突破, 为大巴山复杂山前带的油气勘探(页岩气)提供可靠的技术支撑。

7 结论

晚元古代开始, 扬子板块北缘已演化成一个大西洋型的被动大陆边缘, 早寒武世和晚奥陶世— 早志留世经历了2次全球性的快速海侵过程, 发育了2套深水陆棚亚相黑色页岩, 随后海平面开始下降, 沉积物以浅水陆棚亚相为主, 局部发育礁滩亚相。

沉积-构造演化表明, 大巴山地区早寒武世的古地理格局沿袭了陡山沱期“ 堑垒式” 构造分布, 晚奥陶世— 早志留世则是在被动大陆边缘基础上发育起来的前陆隆起, 两者均有利于形成局限滞留海环境下的优质页岩层。

页岩有机地球化学特征及钻井含气性表明, 大巴山地区早古生代2套黑色页岩具有较好的页岩气勘探潜力, 但仍需加强构造保存条件方面的研究。

致谢 文章在评审过程中, 两位审稿专家提出了许多富有建设性的修改意见和建议, 使得文章增色不少, 笔者对此表示由衷的感谢!

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献
[1] 陈朝刚. 2016. 渝东北南大巴山前陆褶皱冲断带下古生界页岩含气量影响因素分析. 石油地质与工程, 30(4): 18-22.
[Chen C G. 2016. Influencing factors analysis of lower Paleozoic shale gas content in foreland fold thrust belts of south Dabashan, north-eastern Chongqing. Petroleum Geology and Engineering, 30(4): 18-22] [文内引用:1]
[2] 陈旭, 肖承协, 陈洪冶. 1987. 华南五峰期笔石动物群的分异及缺氧环境. 古生物学报, 26(3): 326-344.
[Chen X, Xiao C X, Chen H Z. 1987. Wufengian(Ashgillian)graptolite faunal differentiation and anoxic environment in South China. Acta Palaeontologica Sinica, 26(3): 326-344] [文内引用:1]
[3] 陈旭, 徐均涛, 成汉钧, 汪明洲, 陈祥荣, 许安东, 邓占球, 伍鸿基, 丘金玉, 戎嘉余. 1990. 论汉南古陆及大巴山隆起. 地层学杂志, 14(2): 81-116.
[Chen X, Xu J T, Cheng H J, Wang M Z, Chen X R, Xu A D, Deng Z Q, Wu H J, Qiu J Y, Rong J Y. 1990. Discussion on Hannan old land and Dabashan uplift. Journal of Stratigraphy, 14(2): 81-116] [文内引用:1]
[4] 成汉钧, 许安东, 陈淑娥. 1988 a. 论大巴山地区的临湘组. 西安地质学院学报, 10(4): 1-11.
[Cheng H J, Xu A D, Chen S E. 1988 a. On Linxiang Formation in the Daba mountains. Journal of Xi’an College of Geology, 10(4): 1-11] [文内引用:1]
[5] 成汉钧, 汪明洲, 陈祥荣, 许安东, 陈淑娥. 1988 b. 大巴山奥陶系的研究. 西安地质学院学报, 10(1): 1-13.
[Cheng H J, Wang M Z, Chen X R, Xu A D, Chen S E. 1988 b. A study of Ordovician System in the MTS Dabashan. Journal of Xi’an College of Geology, 10(1): 1-13] [文内引用:2]
[6] 成汉钧, 汪明洲, 陈祥荣, 许安东, 陈淑娥. 1992. 论大巴山隆起的镇巴上升. 地层学杂志, 16(3): 196-199.
[Cheng H J, Wang M Z, Chen X R, Xu A D, Chen S E. 1992. Discussion on Zhenba uplift of Dabashan uplift. Journal of Stratigraphy, 16(3): 196-199] [文内引用:1]
[7] 成汉钧, 叶俭, 汪明洲. 1993. 大巴山早古生代地层. 陕西西安: 西北工业大学出版社, 1-215.
[Cheng H J, Ye J, Wang M Z. 1993. Early Paleozoic Stratigraphy in Dabashan. Xi’an, Shaanxi: Xibei Industry University Press, 1-215] [文内引用:1]
[8] 崔楠, 张烨, 陆朝晖. 2017. 城口地区鲁家坪组页岩储集特征及含气性影响因素. 新疆石油地质, 38(2): 176-181.
[Cui N, Zhang Y, Lu C H. 2017. Shale reservoir characteristics and influencing factors on shale gas content in Lujiaping Formation of Chengkou area. Xinjiang Petroleum Geology, 38(2): 176-181] [文内引用:1]
[9] 范德廉, 叶杰, 杨瑞英, 黄忠祥. 1987. 扬子地台前寒武—寒武纪界线附近的地质事件与成矿作用. 沉积学报, 5(3): 81-96.
[Fang D L, Ye J, Yang R Y, Huang Z X. 1987. The geological events and ore mineralization nearby the Precambrian-Cambrian boundary in Yangtze platform. Acta Sedimentologica Sinica, 5(3): 81-96] [文内引用:1]
[10] 高长林, 刘光祥, 张玉箴, 吉让寿. 2003. 东秦岭—大巴山逆冲推覆构造与油气远景. 石油实验地质, 25(s1): 523-531.
[Gao C L, Liu G X, Zhang Y Z, Ji R S. 2003. Thrusting nappe structure and oil-gas potential in eastern Qinling and Daba Mountain. Petroleum Geology and Experiment, 25(s1): 523-531] [文内引用:1]
[11] 高长林, 秦德余, 吉让寿, 殷勇. 1990. 东秦岭俯冲消减古洋壳的地球化学鉴定. 石油实验地质, 12(2): 135-145.
[Gao C L, Qin D Y, Ji R S, Yin Y. 1990. A geochemical determination of the subduction ocean crust in east Qinling mountains. Petroleum Geology and Experiment, 12(2): 135-145] [文内引用:1]
[12] 辜学达, 刘啸虎. 1997. 四川省岩石地层. 湖北武汉: 中国地质大学出版社, 1-417.
[Gu X D, Liu X H. 1997. Lithostratigraphy of Sichuan Province. Wuhan, Hubei: China University of Geosciences Press, 1-417] [文内引用:2]
[13] 郭秀梅, 王剑, 杨宇宁, 周业鑫, 牛丙超. 2015. 渝东北地区五峰组—龙马溪组黑色页岩储集层特征. 沉积与特提斯地质, 35(2): 54-59.
[Guo X M, Wang J, Yang Y N, Zhou Y X, Niu B C. 2015. Black shale reservoirs from the Wufeng and Longmaxi Formations in northeastern Chongqing. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 35(2): 54-59] [文内引用:1]
[14] 郭旭升, 胡东风, 文治东, 刘若冰. 2014. 四川盆地及周缘下古生界海相页岩气富集高产主控因素: 以焦石坝地区五峰组—龙马溪组为例. 中国地质, 41(3): 893-901.
[Guo X S, Hu D F, Wen Z D, Liu R B. 2014. Major factors controlling the accumulation and high productivity in marine shale gas in the Lower Paleozoic of Sichuan basin and its periphery: A case study of the Wufeng-Longmaxi Formation of Jiaoshiba area. Geology in China, 41(3): 893-901] [文内引用:1]
[15] 胡艳华, 孙卫东, 丁兴, 汪方跃, 凌明星, 刘健. 2009. 奥陶纪—志留纪边界附近火山活动记录: 来自华南周缘钾质斑脱岩的信息. 岩石学报, 25(12): 3298-3308.
[Hu Y H, Sun W D, Ding X, Wang F Y, Ling M X, Liu J. 2009. Volcanic event at the Ordovician-Silurian boundary: The message from K-bentonite of Yangtze Block. Acta Petrologica Sinica, 25(12): 3298-3308] [文内引用:1]
[16] 黄志诚, 黄钟瑾, 陈智娜. 1991. 下扬子区五峰组火山碎屑岩与放射虫硅质岩. 沉积学报, 9(2): 1-14.
[Huang Z C, Huang Z H, Chen Z N. 1991. Volcanic rock and radiolorian silicilith of Wufeng Formation in lower Yangtze region. Acta Sedimentologica Sinica, 9(2): 1-14] [文内引用:1]
[17] 吉让寿, 秦德余, 高长林. 1990. 古东秦岭洋关闭和华北与扬子两地块的拼合. 石油实验地质, 12(4): 353-365.
[Ji R S, Qin D Y, Gao C L. 1990. Closing of eastern Qinling palaeoocean and collaging between the North China and Yangtze blocks. Petroleum Geology and Experiment, 12(4): 353-365] [文内引用:1]
[18] 姜月华, 岳文浙. 1994. 华南下古生界缺氧事件与黑色页岩及有关矿产. 有色金属矿产与勘查, 3(5): 272-278.
[Jiang Y H, Yue W Z. 1994. Anoxic event, black shales and related mineral resources: Taking the Lower Paleozoic in southern China as example. Geological Exploration for Non-ferrous Metals, 3(5): 272-278] [文内引用:1]
[19] 姜月华, 岳文浙, 业治铮. 1993. 中国南部早寒武世磷矿类型和成因探讨. 矿物岩石地球化学通报, 12(3): 159-160.
[Jiang Y H, Yue W Z, Ye Z Z. 1993. Discussion on types and origin of Early Cambrian phosphate rock in southern China. Bulletin of Mineralogy, Petrology and Geochemistry, 12(3): 159-160] [文内引用:3]
[20] 靳凤仙, 邵龙义, 梁峰, 吝文, 李丽, 赵群. 2017. 重庆地区下古生界页岩气聚集条件及有利区预测. 古地理学报, 19(2): 341-352.
[Jin F X, Shao L Y, Liang F, Lin W, Li L, Zhao Q. 2017. Accumulation conditions and strategic select of favorable areas of shale gas of the Lower Paleozoic in Chongqing area. Journal of Palaeogeography(Chinese Edition), 19(2): 341-352] [文内引用:1]
[21] 李飞, 尚长健, 楼章华, 朱振宏, 李梅, 周孝鑫. 2014. 米仓—大巴山海相地层古流体地球化学特征与油气保存. 石油与天然气地质, 35(3): 365-371.
[Li F, Shan C J, Lou Z H, Zhu Z H, Li M, Zhou X X. 2014. Geochemical characteristics of paleofluid and hydrocarbon preservation in marine strata of Micang-Daba piedmont and its adjacent areas. Oil and Gas Geology, 35(3): 365-371] [文内引用:1]
[22] 李荣社. 1990. 陕西紫阳—岚皋地区志留纪岩石地层单位穿时性讨论. 陕西地质, 8(2): 59-64.
[Li R S. 1990. On the diachronism of the Silurian lithostratigraphic units in the Ziyang-Langao area. Geology of Shaanxi, 8(2): 59-64] [文内引用:1]
[23] 李双建, 周雁, 高波, 孙冬胜. 2012. 大巴山山前带油气成藏条件与勘探方向. 地质勘探, 32(6): 9-14.
[Li S J, Zhou Y, Gao B, Sun D S. 2012. Hydrocarbon pooling conditions of the foothill belt of the Dabashan mountain and exploration direction. Natural Gas Industry, 32(6): 9-14] [文内引用:1]
[24] 李智武, 刘树根, 罗玉宏, 刘顺, 徐国强. 2006. 南大巴山前陆冲断带构造样式及变形机制分析. 大地构造与成矿学, 30(3): 294-304.
[Li Z W, Liu S G, Luo Y H, Liu S, Xu G Q. 2006. Structural style and deformational mechanism of southern Dabashan foreland fold-thrust belt in central China. Geotectonica et Metallogenia, 30(3): 294-304] [文内引用:1]
[25] 梁峰, 拜文华, 邹才能, 王红岩, 武瑾, 马超, 张琴, 郭伟, 孙莎莎, 朱炎铭, 崔会英, 刘德勋. 2016. 渝东北地区巫溪2井页岩气富集模式及勘探意义. 石油勘探与开发, 43(3): 350-358.
[Liang F, Bai W H, Zou C N, Wang H Y, Wu J, Ma C, Zhang Q, Guo W, Sun S S, Zhu Y M, Cui H Y, Liu D X. 2016. Shale gas enrichment pattern and exploration significance of Well WuXi-2 in northeast Chongqing, NE Sichuan Basin. Petroleum Exploration and Development, 43(3): 350-358] [文内引用:1]
[26] 罗志立. 1998. 四川盆地基底结构的新认识. 成都理工学院学报, 25(2): 191-200.
[Luo Z L. 1998. New recognition of basement in Sichuan Basin. Journal of Chengdu University of Technology, 25(2): 191-200] [文内引用:1]
[27] 马润华. 2008. 陕西省岩石地层. 湖北武汉: 中国地质大学出版社, 1-291.
[Ma R H. 2008. Lithostratigraphy of Shaanxi Province. Wuhan, Hubei: China University of Geosciences Press, 1-291] [文内引用:3]
[28] 马勇, 钟宁宁, 韩辉, 李大华, 张毅, 程礼军. 2014. 糜棱化富有机质页岩孔隙结构特征及其含义. 中国科学: 地球科学, 44(10): 2202-2209.
[Ma Y, Zhong N N, Han H, Li D H, Zhang Y, Cheng L J. 2014. Definition and structure characteristics of pores in mylonitized organic-rich shales. Science in China: Earth Sciences, 44(10): 2202-2209] [文内引用:1]
[29] 毛黎光, 肖安成, 魏国齐, 沈中延, 王亮, 张林, 钱俊锋. 2011. 扬子地块北缘晚古生代—早中生代裂谷系统的分布及成因分析. 岩石学报, 27(3): 721-731.
[Mao L G, Xiao A C, Wei G Q, Shen Z Y, Wang L, Zhang L, Qian J F. 2011. Distribution and origin of Late Paleozoic-Early Mesozoic rift systems on the northern margin of the Yangtze block. Acta Petrologica Sinica, 27(3): 721-731] [文内引用:1]
[30] 彭小娟, 胡明, 马航, 尹瀚翔. 2014. 渝东北页岩气下古生界储集特征研究. 复杂油气藏, 7(3): 24-27.
[Peng X J, Hu M, Ma H, Yin H X. 2014. Study on the characteristics of shale-gas reservoir in Lower Paleozoic in the northeast of Chongqing. Complex Hydrocarbon Reservoirs, 7(3): 24-27] [文内引用:1]
[31] 戎嘉余. 1984. 上扬子区晚奥陶世海退的生态地层与冰川活动的影响. 地层学杂志, 8(1): 19-30.
[Rong J Y. 1984. Ecostratigraphic evidence during Late Ordovician regressive and the effect of glaciation in the upper Yangtze region. Journal of Stratigraphy, 8(1): 19-30] [文内引用:1]
[32] 戎嘉余. 1986. 生态地层学的基础: 群落生态的研究. 见: 中国古生物学会第13、14届学术年会论文选集. 安徽合肥: 安徽科学技术出版社, 1-22.
[Rong J Y. 1986. The Basis of Ecological Stratigraphy: Studies on Community Ecology. In: The Thirteenth and Fourteenth Academic Annual Meeting Selected Papers Sponsored by Palaeontological Society of China. Hefei, Anhui: Anhui Science and Technology Press, 1-22] [文内引用:2]
[33] 戎嘉余, 陈旭. 1987. 华南晚奥陶世的动物群分异及生物相、岩相与环境模式. 古生物学报, 26(5): 507-535.
[Rong J Y, Chen X. 1987. Faunal differentiation, biofacies and lithofacies pattern of Late Ordovician(Ashgillian)in South China. Acta Palaeontologica Sinica, 26(5): 507-535] [文内引用:1]
[34] 戎嘉余, 方宗杰, 周忠和, 詹仁斌, 王向东, 袁训来. 2006. 生物的起源、辐射与多样性演变: 华夏化石记录的启示. 北京: 科学出版社, 1-962.
[Rong J Y, Fang Z J, Zhou Z H, Zhan R B, Wang X D, Yuan X L. 2006. Originations, Radiations and Biodiversity Changes: Evidence from the Chinese Fossil Record. Beijing: Science Press, 1-962] [文内引用:1]
[35] 施春华, 曹剑, 胡凯, 韩善楚, 边立曾, 姚素平. 2011. 华南早寒武世黑色岩系Ni-Mo多金属矿床成因研究进展. 地质论评, 57(5): 718-730.
[Shi C H, Cao J, Hu K, Han S C, Bian L Z, Yao S P. 2011. A review on origin of Ni-Mo polymetallic deposits in Lower Cambrian black rock series in South China. Geological Review, 57(5): 718-730] [文内引用:1]
[36] 苏文博, 何龙清, 王永标, 龚淑云, 周湖云. 2002. 华南奥陶—志留系五峰组及龙马溪组底部斑脱岩与高分辨综合地层. 中国科学: 地球科学, 32(3): 207-219.
[Su W B, He L Q, Wang Y B, Gong S Y, Zhou H Y. 2002. Bentonites at the bottom of Ordovician-Silurian Wufeng and Longmaxi Formation and high-resolution stratigraphy in Southern China. Science in China: Earth Sciences, 32(3): 207-219] [文内引用:1]
[37] 汪明洲, 成汉钧, 陈祥荣, 许安东. 1989. 大巴山区寒武系的研究. 西安地质学院学报, 11(4): 1-9.
[Wang M Z, Cheng H J, Chen X R, Xu A D. 1989. A study of Cambrian System in the MTS Dabashan. Journal of Xi’an College of Geology, 11(4): 1-9] [文内引用:1]
[38] 汪明洲, 许安东. 1987. 陕南镇巴地区早寒武世地层: 火烧店组的建立及其地层学意义. 长春地质学院学报, 17(3): 249-254.
[Wang M Z, Xu A D. 1987. The establishment of Lower Cambrian Huoshaodian Formation and its significance in stratigraphy, Zhenba, southern Shaanxi. Journal of Changchun College of Geology, 17(3): 249-254] [文内引用:1]
[39] 汪啸风, 柴之芳. 1989. 奥陶系与志留系界线处生物灭绝事件及其与铱和碳同位素异常的关系. 地质学报, 63(3): 256-264.
[Wang X F, Chai Z F. 1989. Terminal Ordovician mass extinction and its relationship to iridium and carbon isotope anomalies. Acta Geologica Sinica, 63(3): 256-264] [文内引用:1]
[40] 汪泽成, 邹才能, 陶士振, 李军, 王世谦, 赵朝阳. 2004. 大巴山前陆盆地形成及演化与油气勘探潜力分析. 石油学报, 25(6): 23-28.
[Wang Z C, Zou C N, Tao S Z, Li J, Wang S Q, Zhao C Y. 2004. Analysis on tectonic evolution and exploration potential in Dabashan foreland basin. Acta Petrolei Sinica, 25(6): 23-28] [文内引用:1]
[41] 熊小辉, 王剑, 余谦, 杨宇宁, 熊国庆, 牛丙超, 郭秀梅, 邓奇. 2015. 富有机质黑色页岩形成环境及背景的元素地球化学反演: 以渝东北地区田坝剖面五峰组—龙马溪组页岩为例. 天然气工业, 35(4): 25-32.
[Xiong X H, Wang J, Yu Q, Yang Y N, Xiong G Q, Niu B C, Guo X M, Deng Q. 2015. Element geochemistry inversion of environment and background of organic-rich black shale formation: A case study of the Wufeng-Longmaxi black shale in the Tianba section in northeastern Chongqing. Natural Gas Industry, 35(4): 25-32] [文内引用:1]
[42] 徐道一, 张勤文, 孙亦因. 1987. 古生物大量灭绝: 地质历史发展阶段划分的基本标志. 地质学报, 61(3): 195-204.
[Xu D Y, Zhang Q W, Sun Y Y. 1987. Biomass extinction: A fundamental indicator for major natural divisions geological history. Acta Geologica Sinica, 61(3): 195-204] [文内引用:1]
[43] 许靖华, 奥伯亨斯利 H, 高计元, 孙枢, 陈海泓, 克雷恩比 U. 1986. 寒武纪生物爆发前的死劫难海洋. 地质科学, 21(1): l-5.
[Xu J H, Oberhansli H, Gao J Y, Sun S, Chen H H, U Krahenbuhl. 1986. Strangelove ocean before the Cambrian explosion. Scientia Geologica Sinica, 21(1): 1-5] [文内引用:1]
[44] 许志琴, 卢一伦, 汤耀庆, Mattauer M, Matte P, Malavieille J, Tapponnier P, Maluski H. 1986. 东秦岭造山带的变形特征及构造演化. 地质学报, 60(3): 237-247.
[Xu Z Q, Lu Y L, Tang Y Q, Mattauer M, Matte P, Malavieille J, Tapponnier P, Maluski H. 1986. Deformation characteristics and tectonic evolution of the eastern Qinling orogenic belt. Acta Geologica Sinica, 60(3): 237-247] [文内引用:1]
[45] 杨宇宁, 王剑, 熊国庆. 2016. 沉积环境对页岩气储集层的控制作用: 以渝东北地区五峰组—龙马溪组为例. 沉积与特提斯地质, 36(3): 91-97.
[Yang Y N, Wang J, Xiong G Q. 2016. Controls of sedimentary environments on shale gas reservoirs: A case study of the Wufeng and Longmaxi Formations in northeastern Chongqing. Sedimentary Geology and Tethyan Geology, 36(3): 91-97] [文内引用:1]
[46] 叶俭, 杨友运, 苏春乾, 李钟秀, 刘仿韩. 1992. 大巴山南坡奥陶系的沉积环境分析. 西安地质学院学报, 14(2): 7-16.
[Ye J, Yang Y Y, Su C Q, Li Z X, Liu F H. 1992. An analysis of sedimentary environment of the Ordovician System in the southern slope of the Daba Mountain. Journal of Xi’an College of Geology, 14(2): 7-16] [文内引用:1]
[47] 余川, 程礼军, 曾春林, 汪生秀. 2014. 渝东北地区下古生界页岩含气性主控因素分析. 断块油气田, 2(3): 296-300.
[Yu C, Cheng L J, Zeng C L, Wang S X. 2014. Main controlling factor analysis on gas-bearing property of Lower Paleozoic shale in northeastern Chongqing Region. Fault-Block Oil and Gas Field, 2(3): 296-300] [文内引用:2]
[48] 余谦, 牟传龙, 张海全, 谭钦银, 许效松, 闫剑飞. 2011. 上扬子北缘震旦纪—早古生代沉积演化与储集层分布特征. 岩石学报, 27(3): 672-680.
[Yu Q, Mou C L, Zhang H Q, Tan Q Y, Xu X S, Yan J F. 2011. Sedimentary evolution and reservoir distribution of northern Upper Yangtze plate in Sinian-Early Paleozoic. Acta Petrologica Sinica, 27(3): 672-680] [文内引用:1]
[49] 张国伟. 1988. 秦岭造山带的形成及其演化. 陕西西安: 西北大学出版社, 1-192.
[Zhang G W. 1988. The Formation and Its Evolution of Qinling Orogenic Belt. Xi’an, Shaanxi: Northwest University Press, 1-192] [文内引用:3]
[50] 张国伟, 张本仁, 袁学诚, 肖庆辉. 2001. 秦岭造山带与大陆动力学. 北京: 科学出版社, 1-855.
[Zhang G W, Zhang B R, Yuan X C, Xiao Q H. 2001. Qinling Orogenic Belt and Geodynamics. Beijing: Science Press, 1-855] [文内引用:1]
[51] 张国伟, 张宗清, 董云鹏. 1995. 秦岭造山带主要构造岩石地层单元的构造性质及其大地构造意义. 岩石学报, 11(2): 101-114.
[Zhang G W, Zhang Z Q, Dong Y P. 1995. Nature of main tectono-lithostratigraphic units of the Qinling orogen: Implications for the tectonic evolution. Acta Petrologica Sinica, 11(2): 101-114] [文内引用:1]
[52] 周业鑫, 丁俊, 余谦, 王剑, 门玉澎, 熊国庆, 熊小辉, 邓奇. 2017. 渝东北地区观音桥段沉积与有机碳同位素特征及其区域对比. 地质学报, 91(5): 1097-1107.
[Zhou Y X, Ding J, Yu Q, Wang J, Men Y P, Xiong G Q, Xiong X H, Deng Q. 2017. Sedimentary and organic carbon isotopic characteristics of the Kuanyinchiao Member in northern Chongqing and its regional correlation. Acta Geologica Sinica, 91(5): 1097-1107] [文内引用:1]
[53] 朱瑜, 张帆, 李少荣. 2016. 渝东北下寒武统水井沱组陆棚相黑色页岩沉积演化特征. 地质科学, 51(3): 961-977.
[Zhu Y, Zhang F, Li S R. 2016. The sedimentary evolution characteristics of continental shelf facies black shale of Lower Cambrian Shuijingtuo Formation in Northeast Chongqing. Chinese Journal of Geology, 51(3): 961-977] [文内引用:1]
[54] 朱兆玲, 葛梅钰, 许汉奎, 刘应楷, 李豫忠, 苏良友. 1977. 四川城口地区早古生代地层. 地层古生物, 5: 1-64.
[Zhu Z L, Ge M Y, Xu H K, Liu Y K, Li Y Z, Su L Y. 1977. The Early Paleozoic stratigraphy in Chengkou region, Sichuan. Stratigraphic Paleontology, 5: 1-64] [文内引用:1]
[55] Fan D L. 1984. The Lower Cambiran Black Shale Series and the Iridium Anomaly in South China, Development in Geoscience. Beijing: Science Press, 215-224. [文内引用:3]
[56] Jiang S Y, Chen Y Q, Ling H F, Yang J H, Feng H Z, Ni P. 2006. Trace-and rare-earth element geochemistry and Pb-Pb dating of black shales and intercalated Ni-Mo-PGE-Au sulfide ores in Lower Cambrian strata, Yangtze Platform, South China. Mineralium Deposita, 41(5): 453-467. [文内引用:1]
[57] Sheehan P M. 1973. The relationship of Late Ordovician glaciation to the Ordovician-Silurian changeover in North American brachiopod faunas. Lethia, 6: 147-154. [文内引用:1]
[58] Zhang G W, Dong Y P, Lai S C, Guo A L, Meng Q R, Liu S F, Cheng S Y, Yao A P, Zhang Z Q, Pei X Z, Li S Z. 2004. Mianlue tectonic zone and Mianlue suture zone on southern margin of Qinling-Dabie orogenic belt. Science China: Series D, 47(4): 300-316. [文内引用:1]