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我院碳酸盐岩研究团队青年教师肖笛博士在国际地学顶级期刊发表研究成果

发布日期:2020年12月07日      作者:肖笛     编辑:李明科     审核:     浏览:[]

我院碳酸盐岩研究团队青年教师肖笛博士近期在新元古代冰期后沉积环境演化、烃源岩分布及油气远景研究方面取得进展,成果以论文“Neoproterozoic postglacial paleoenvironment and hydrocarbon potential: A review and new insights from the Doushantuo Formation Sichuan Basin, China”发表于国际地球科学著名顶级期刊《Earth-Science Reviews》。这项工作由我院谭秀成教授团队、南京大学地科院曹剑教授团队,以及中石油西南油气田分公司勘探开发研究院罗冰团队等合作完成。皇家永利油气藏地质及开发工程国家重点实验室为论文第一作者单位,肖笛博士为第一作者,校友南京大学曹剑教授为通讯作者。

越来越多的研究揭示,冰期-冰期后的转换期不仅记录了地球系统重大事件,而且可能对有机碳的循环和油气烃源岩的形成有重要成因联系,但相关交叉研究还很少,是领域研究的薄弱环节与前沿内容。为推动对这一科学难题的认识,本文聚焦新元古代,其记录了罗迪尼亚(Rodina)超大陆裂解以及雪球地球等重大地质事件,在综述领域研究现状的基础上,以中国上扬子四川盆地埃迪卡拉纪Marinoan冰期后沉积的陡山沱组为例,开展了一个实例研究。

结果表明,新元古代冰期后烃源岩可能普遍具有较好的生烃潜力,且局部地区处于适宜埋藏与热演化阶段,已经或正在生排烃并形成工业性油气聚集,如在俄罗斯西伯利亚、阿曼Salt盆地、印度和巴基斯坦等地区都发现了与这套烃源岩有关的油气系统。在四川盆地陡山沱组,烃源岩的分布在时空上受Marinoan冰期刻蚀与拉张裂陷作用的共同控制,地震剖面显示南沱冰期古地形对陡山沱组地层厚度和岩相变化起到了控制作用(图1)。Marinoan冰期后的有机质富集主要可能与海侵过程中上升流引起的高古生产力和缺氧有关(图2);整个华南地区冰川融化滞后效应与陆源稀释效应造成不同区域有机质差异富集,发育多个条带状分布的陡山沱组烃源岩沉积中心,可望具有较好的油气勘探前景(图3);陡山沱组可能存在成烃贡献,特别是不同区域拉张裂陷槽与冰川刻蚀槽控制成藏具有差异性,决定了油气生储组合与充注效率(图4)。


   

图1                                            图2


   

图3                                            图4


华南陡山沱组:古地貌地震剖面特征(图1);烃源岩沉积演化模式图(图2);有机质差异富集特征(图3);差异成藏模式(图4)


这些认识发现了近垂直或斜交于大陆边缘延长线方向的条带状冰川刻蚀槽对烃源岩沉积分布具有重要控制作用,在已有认识的裂陷控制基础之上,揭示了新的控制因素。此外,发现了冰期后海侵过程中的上升流、冰川融化滞后效应,以及陆源稀释效应综合影响了有机质的富集,特别是冰川融化滞后效应是造成不同地区冰期后烃源岩差异形成过程的重要因素。这些认识推动了对冰期后沉积环境与有机质富集机制的理解。

中国南方陡山沱组的特征可能是新元古代,乃至地球演化历史过程中6次冰期后含油气系统的普遍特征,可用于其他冰期后的研究参考,但需要注意的是,不同时代冰期特定的构造背景、古地理沉积环境等因素都可能对烃源岩有机质的古生产力、保存条件、沉积空间等造成差异影响,不能一概而论,需要进一步深入研究。此外,全球油气勘探不断深入,层位逐渐向古老的深层-超深层迈进,过去认为油气资源量非常有限的元古宇近年来不断取得进展,但总体因为层位古老、埋藏较深,故而勘探程度较低,相关研究还比较有限,与显生宙的多套烃源岩层相比,烃源岩特征(包括沉积环境演化、分布规律、有机质富集因素等)均认识不很清楚,是领域研究的薄弱环节,本文为这一领域研究提供了新的资料积累。

该研究工作得到了国家自然科学基金、中科院创新与跨学科研究以及中石油重大科研等项目的支持。《Earth-Science Reviews》是地球科学领域公认的国际学界顶级期刊,2020年影响因子9.724,位于中科院JCR分区一区,主要报道地球科学领域具有全球视野的前沿性基础理论研究进展。

肖笛本科、硕士、博士均就读于我院矿产普查与勘探专业(博士导师郗爱华教授、谭秀成教授),2020年8月于南京大学博士后出站(合作导师曹剑教授),同年9月回母院任教,目前主要从事碳酸盐岩储层与成藏研究及教学工作,以第一(通讯)作者发表SCI期刊论文9篇,总影响因子30.78。

论文相关信息:Xiao, D., Cao, J., Luo, B., Tan, X.C., Xiao, W.Y., He, Y., Li, K.Y., 2021. Neoproterozoic postglacial paleoenvironment and hydrocarbon potential: A review and new insights from the Doushantuo Formation Sichuan Basin, China. Earth-Science Reviews, 212, https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2020.103453.

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