Shale-gas hydrocarbon generation and accumulation conditions of the Jurassic strata in southern Altun Mountains
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摘要:
柴达木盆地阿尔金山南缘侏罗系发育, 具备油气生成的条件, 但尚未开展页岩气调查评价。通过野外地质测量和样品采集分析, 调查了侏罗纪泥页岩发育的厚度、沉积环境, 分析了页岩地球化学、储层物性等页岩气地质条件。研究表明, 侏罗纪泥页岩累计厚度介于158~250m之间, 单层最大厚度89m;沉积环境以深湖-半深湖为主; 有机碳含量介于0.15%~7.96%之间, 平均2.05%;镜质体反射率介于1.02%~2.50%之间, 平均1.41%;有机质类型以Ⅱ1和Ⅱ2型为主; 泥页岩微裂缝及微孔隙发育, 脆性矿物平均含量大于43%。综合分析认为, 阿尔金山南缘侏罗系泥页岩具有较好的页岩气生烃和储集条件, 可作为页岩气勘查开发的有利层系
Abstract:Jurassic strata, which are well developed in southern Altun Mountains, have good oil and gas generation conditions; never-theless, no investigation and evaluation for shale gas have been carried out in this region. Based on field geological survey and sample test, the authors investigated the thickness and sedimentary environment of Jurassic shale and analyzed the geochemical and reservoir property conditions of shale gas. The results show that the total thickness of Jurassic mudstone is 158~250m with the largest single thickness up to 89 m. Sedimentary environment is deep lake and semi-deep lake depositional facies. Organic carbon content is 0.15%~7.96% with an average of 2.05%. Vitrinite reflectance is 1.02%~2.50% with an average of 1.41%. Kerogen types are mainly typeⅡ1 and typeⅡ2. The shale layers also contain high content of brittle minerals(>43%), with effective reservoir space well developed in the shales. The comprehensive analysis indicates that the Jurassic shale in southern Altun Mountains has basic geological conditions for shale-gas generation and accumulation.
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Keywords:
- Altun Mountains /
- Jurassic /
- shale gas /
- hydrocarbon generation conditions /
- accumulation conditions
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致谢: 成文过程中得到中国科学院地质与地球物理研究所张晓宝研究员的指导，野外工作中得到中国地质大学周磊博士、陈夷博士等的帮助，在此一并表示真诚的感谢。
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图 1 柴达木盆地阿尔金山南缘地质简图
Figure 1. Geological map of southern Altun Mountains in Qaidam Basin
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图 2 月牙山剖面沉积相划分
Figure 2. The classification of sedimentary facies along Yueyashan section
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图 3 阿尔金山南缘黑石山实测剖面
a—灰黑色泥页岩；b—灰黑色泥页岩，夹薄层砂岩；c—黑色页岩，页理发育
Figure 3. The Heishishan profile of southern Altun Mountains
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图 4 阿尔金山南缘典型剖面侏罗纪泥页岩厚度分布
Figure 4. Jurassic shale thickness distribution in southern Altun Mountains
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图 5 阿尔金山南缘中侏罗世沉积相及泥页岩厚度（底图据参考文献[21]修改）
Figure 5. Middle Jurassic sedimentary facies and shale thickness in southern Altun Mountains
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图 6 中—下侏罗统泥页岩样品TOC频率分布直方图
Figure 6. TOC frequency distribution histogram of the Lower and Middle Jurassic shale
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图 9 中—下侏罗统泥页岩样品有机质成熟度分布直方图
Figure 9. Ro distribution histogram of the Lower and Middle Jurassic shale
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图 10 中—下侏罗统泥页岩样品最高热解峰温分布直方图
Figure 10. Tmax distribution histogram of the Lower and Middle Jurassic shale
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图 11 中下侏罗统泥页岩扫描电镜照片
a—黑石山剖面，黑色页岩，发育层理间微缝；b—a图局部放大，微裂缝宽度20μm左右；c—黑石山剖面，灰黑色页岩，发育溶蚀微孔隙，孔径2~3μm；d—茫崖煤矿剖面，黑色页岩，发育溶蚀微孔隙，孔径2~5μm
Figure 11. Stereoscan photograph of the Lower and Middle Jurassic shale
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图 12 中—下侏罗统泥页岩矿物组成条形图
Figure 12. Mineral composition and percentage content of the Lower and Middle Jurassic shale
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图 13 中—下侏罗统泥页岩矿物质量分数三角图
Figure 13. Mineral mass fraction triangular diagram of the Lower and Middle Jurassic shale
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图 14 阿尔金山南缘中侏罗统沉积现象及实测剖面
a—茫崖煤矿剖面，上侏罗统发育石英脉；b—黑石山剖面，上侏罗统可见包卷层理；c—黑石山剖面，上侏罗统可见球枕构造；d—月牙山北剖面，可见逆冲推覆现象。Pt1dk—达肯大坂岩群；O—奥陶系；J1-2—中下侏罗统；Q—第四系
Figure 14. Middle Jurassic sedimentary phenomena and profile in southern Altun Mountains
古地理环境 V/Cr U/Th Ni/Co AU 氧化环境 < 2 < 0.75 < 5.00 < 1.00 贫氧环境 2〜4.25 0.75〜1.25 5.00 〜7.00 > 1.00 还原环境 > 4.25 > 1.25 > 7.00 
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表 2 研究区TOC采样剖面及数据
Table 2 Section and data of TOC
样品编号 采样位置 岩性 总有机碳/% 样品编号 采样位置 岩性 总有机碳/% CSG-01 柴水沟 黑色页岩 0.62 MYM-11 茫崖煤矿 黑色泥岩 4.86 CSG-02 柴水沟 黑色页岩 1.48 YYS-01 月牙山 灰黑色泥岩 2.08 CSG-03 柴水沟 黑色页岩 1.97 YYS-02 月牙山 灰黑色泥岩 2.04 CSG-04 柴水沟 黑色页岩 1.81 YYS-03 月牙山 灰黑色页岩 3.80 CSG-05 柴水沟 黑色页岩 1.32 YYS-04 月牙山 灰黑色页岩 3.81 HSS-01 黑石山 黑色页岩 0.15 YYS-05 月牙山 黑褐色泥岩 1.82 HSS-02 黑石山 黑色页岩 0.33 YYS-06 月牙山 黑褐色泥岩 1.59 HSS-03 黑石山 黑色页岩 1.20 YYS-07 月牙山 灰黑色泥岩 2.20 HSS-04 黑石山 黑色页岩 1.58 YYS-08 月牙山 灰黑色泥岩 2.29 HSS-05 黑石山 黑色页岩 0.17 YYS-09 月牙山 黑色泥岩 0.74 HSS-06 黑石山 黑色页岩 1.77 YYS-10 月牙山 黑色泥岩 7.96 HSS-07 黑石山 黑色页岩 2.25 YYS-11 月牙山 暗色页岩 0.18 HSS-08 黑石山 黑色页岩 1.55 YYS-12 月牙山 墨绿色页岩 0.16 HSS-09 黑石山 黑色页岩 2.12 YYS-13 月牙山 灰褐色泥岩 0.38 HSS-10 黑石山 灰黑色页岩 0.89 YYS-14 月牙山 黑色页岩 2.20 HSS-11 黑石山 黑色页岩 1.77 YYS-15 月牙山 暗色泥岩 2.29 HSS-12 黑石山 黑色页岩 2.08 YYS-16 月牙山 黑色页岩 3.12 HSS-13 黑石山 黑色页岩 1.65 YYS-17 月牙山 黑色页岩 2.66 HSS-14 黑石山 黑色页岩 1.77 YYS-18 月牙山 黑色页岩 5.01 HSS-15 黑石山 黑色页岩 1.30 YYS-19 月牙山 黑色泥页岩 2.75 HSS-16 黑石山 黑色页岩 1.71 YYS-20 月牙山 黑色页岩 1.60 MYM-01 茫崖煤矿 黑色页岩 1.86 YYS-21 月牙山 黑色页岩 3.23 MYM-02 茫崖煤矿 黑色页岩 1.19 YYS-22 月牙山 黑色页岩 3.81 MYM-03 茫崖煤矿 黑色页岩 1.89 YYS-23 月牙山 黑色页岩 3.57 MYM-04 茫崖煤矿 黑色页岩 2.06 YYS-24 月牙山 黑色页岩 2.64 MYM-05 茫崖煤矿 灰黑色页岩 1.23 YYS-25 月牙山 黑色页岩 2.08 MYM-06 茫崖煤矿 灰黑色页岩 1.59 YYS-26 月牙山 黑色页岩 3.24 MYM-07 茫崖煤矿 灰黑色页岩 0.93 YYS-27 月牙山 黑色页岩 2.44 MYM-08 茫崖煤矿 黑色页岩 1.49 YYS-28 月牙山 黑色页岩 2.44 MYM-09 茫崖煤矿 灰褐色页岩 1.04 YYS-29 月牙山 黑色页岩 4.07
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表 3 与中美典型地区页岩气地质条件对比
Table 3 Contrast of shale-gas geological conditions between typical areas of China and America
盆地 页岩名称 层系 泥页岩厚度/m TOC/% Ro/% 有机质类型 脆性矿物含量/% 德克萨斯州西南 Eagle Ford 白垩系 30〜90 1〜7 1.5 I型和Ⅱ1型 > 40 四川 龙马溪组 志留系 20〜120 1.5〜9 1.2〜2.5 I型和Ⅱ1型 40〜60 鄂尔多斯 长7段 三叠系 50〜120 0.51〜22.6 0.7〜1.1 Ⅱ1型 35 柴达木盆地北缘 大煤沟组 侏罗系 30〜100 0.30〜10.02 0.35〜1.52 Ⅱ1和Ⅱ2型 12〜87.7 研究区 大煤沟组 侏罗系 2〜89 0.15〜11 1.0〜2.1 Ⅱ1和Ⅱ2型 43.63
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