湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組富有機(jī)質(zhì)頁巖地質(zhì)特征

李杰，郭建華，王宗秀，王張虎，劉辰生

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湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組富有機(jī)質(zhì)頁巖地質(zhì)特征

李杰1, 2，郭建華1, 2，王宗秀3，王張虎1, 2，劉辰生1, 2

(1. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙，410083；2. 有色金屬成礦預(yù)測與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測教育部重點實驗室(中南大學(xué))，湖南 長沙，410083；3. 中國地質(zhì)科學(xué)院 地質(zhì)力學(xué)研究所，北京，100081)

通過野外地質(zhì)調(diào)查與室內(nèi)分析測試，對湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)富有機(jī)質(zhì)頁巖分布、有機(jī)地球化學(xué)特征、儲層特征進(jìn)行研究，總結(jié)湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組黑色頁巖的地質(zhì)特征。研究結(jié)果表明：研究區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組黑色頁巖分布廣、厚度大(40~160 m)，有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高(0.87%~6.20%)，普遍大于2.00%；演化程度處于成熟—過成熟階段，干酪根類型屬于Ⅰ型，頁巖生氣條件良好；頁巖的礦物組成包括石英、長石、方解石、白云石、黏土礦物和少量黃鐵礦等，其中脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47%~87%，孔隙類型包括粒間孔、晶間孔、鑄?？?、溶蝕孔、有機(jī)質(zhì)孔等，屬大孔至毛細(xì)孔，孔隙度為3.4%~10.8%，滲透率為(0.003~0.015)×10?3μm2，平均為0.005×10?3μm2，與四川盆地東南緣頁巖氣發(fā)現(xiàn)區(qū)的相當(dāng)，具備頁巖氣形成的地質(zhì)條件；中奧陶統(tǒng)煙溪組是湖南省頁巖氣勘探研究的新層位，其中新寧—祁東—寧遠(yuǎn)地區(qū)是有利勘探區(qū)。

湘中地區(qū)；下古生界；中奧陶統(tǒng)；煙溪組；頁巖氣

頁巖氣是以吸附狀態(tài)和游離狀態(tài)這2種形式存在于頁巖地層中，具有自生自儲特點的一種非常規(guī)天然氣[1?2]。頁巖氣作為常規(guī)油氣資源的補(bǔ)充，逐漸成為一個重要的勘探領(lǐng)域。近年來，我國頁巖氣勘探開發(fā)已經(jīng)取得重大突破，基本查明南方下古生界海相地層是我國頁巖氣主力層系，以下寒武統(tǒng)牛蹄塘組和下志留統(tǒng)龍馬溪組2套頁巖最為有利[3?5]。其中涪陵地區(qū)焦石壩下志留統(tǒng)龍馬溪組氣田是中國首個日產(chǎn)氣量達(dá)到100萬m3的頁巖氣田，已探明儲量達(dá)1 000億m3[6?7]，在四川威遠(yuǎn)、長寧等多個地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組獲得了工業(yè)氣流。前人在湖南地區(qū)陸續(xù)進(jìn)行了40多年油氣勘探工作，但下古生界頁巖氣勘探工作主要集中在湘西北地區(qū)，目的層主要為牛蹄塘組與龍馬溪組的頁巖段，湘中地區(qū)的油氣勘探主要集中在上古生界泥盆系、石碳系、二疊系這3個層位，對古生界油氣地質(zhì)條件報道較少[8?13]。華南地區(qū)中奧陶世經(jīng)歷過1次較大規(guī)模海侵，揚(yáng)子臺地下斜坡地區(qū)(現(xiàn)雪峰山東南緣黔桂湘褶皺帶)沉積了一套黑色碳質(zhì)頁巖，具備較大的勘探潛力，但受構(gòu)造條件的制約而往往被忽略，對中奧陶統(tǒng)煙溪組評價較少。為此，本文作者通過野外踏勘和樣品采集，并對樣品有機(jī)質(zhì)豐度、礦物組分、孔隙類型等特征進(jìn)行分析，評價研究區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組黑色頁巖的勘探潛力，以期為湖南省頁巖氣勘探提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

湘中地區(qū)隸屬于中揚(yáng)子區(qū)域的華南板塊中段。在構(gòu)造區(qū)劃上，湘中地區(qū)位于華南加里東褶皺帶的北部、雪峰山隆起東南緣，衡山隆起將其與湘東南凹陷隔開，其地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°15′~113°，北緯26°~28°20′，面積約94 000 km2(見圖1)；構(gòu)造形跡以較緊閉褶皺為主，主要由晚古生代地層組成，其間穿插有元古代—早古生代地層組成地穹隆和短軸背斜，其上又疊加有

中新生代的構(gòu)造盆地。研究區(qū)經(jīng)歷了加里東運(yùn)動、印支運(yùn)動、燕山運(yùn)動和喜山運(yùn)動以及新構(gòu)造運(yùn)動共5個大的構(gòu)造階段。根據(jù)歷史發(fā)展與變動結(jié)果、古今構(gòu)造特征、地質(zhì)構(gòu)造實際情況以及構(gòu)造面貌和地層分布等特點，可將研究區(qū)進(jìn)一步劃分為漣源凹陷、龍山凸起、邵陽凹陷、關(guān)帝廟凸起和零陵凹陷等共5個二級構(gòu)造單元[8?9]。

圖1 研究區(qū)構(gòu)造區(qū)化圖

湘中地區(qū)奧陶系與頂?shù)装宓貙娱g界線清晰：與下伏地層寒武系整合接觸，但巖性差異差大，界限比較明顯；頂界面為加里東構(gòu)造面，中泥盆統(tǒng)以角度不整合接觸覆于奧陶系之上，巖石類型與顏色有很大差異，見圖2。奧陶系自下而上可劃分為橋亭子組、煙溪組與天馬山組。橋亭子組下段巖性為灰至深灰色紋層狀板狀頁巖、鈣質(zhì)板狀頁巖，夾灰?guī)r透鏡體，底部見少量較純凈的粉砂巖；橋亭子組上段為一套灰綠色、灰色粉砂質(zhì)板狀頁巖，下部粉砂巖較多，局部見筆石化石；煙溪組巖性以黑色碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖為主，夾有多套硅質(zhì)巖，含豐富的筆石和黃鐵礦結(jié)核；天馬山組巖性穩(wěn)定，厚度巨大，巖石呈灰綠、灰黑色，為一套淺變質(zhì)長石石英砂巖、粉砂巖與頁巖互層組成的復(fù)理石沉積體；上覆地層中泥盆統(tǒng)跳馬澗為紫紅色至灰白色中—厚層狀石英砂巖和含礫石英砂巖[14]。

2 頁巖氣地質(zhì)特征

2.1 沉積背景

湖南省地區(qū)位于揚(yáng)子板塊與華夏板塊的結(jié)合部，沉積巖類型受構(gòu)造作用影響較大，分區(qū)非常明顯，可分為湘西北、湘中和湘東南共3個沉積區(qū)。早寒武世廣泛海侵后，研究區(qū)進(jìn)入穩(wěn)定沉降期，由于物源豐富，沉積速率較快，北界揚(yáng)子臺地邊緣相區(qū)逐漸南移，南界受華南地塊持續(xù)隆升，盆地面積逐漸縮小。早奧陶世盆地緩慢海侵，雖然構(gòu)造上基本繼承了晚寒武世的格局，但沉積類型發(fā)生了明顯變化。湘西北區(qū)仍以碳酸鹽沉積為主，生物群有頭足類、三葉蟲為主，次為筆石、腕足類等；湘中區(qū)沉積物以碎屑巖為主，間夾碳酸鹽巖沉積，生物群以筆石為主，次為三葉蟲，屬混合相沉積，但以筆石頁巖相占優(yōu)勢，筆石在屬種上、數(shù)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過湘西北地區(qū)。湘東南地區(qū)則全部為碎屑巖沉積，沉積巨厚的粉砂質(zhì)頁巖間夾粉砂巖，見少量筆石種屬。中奧陶世盆地再次快速海侵，湘西區(qū)北出現(xiàn)龜裂紋灰?guī)r、瘤狀灰?guī)r間夾頁巖的較深水沉積，沉積厚度較大，生物種屬無太大變化。湘中地區(qū)沉積較薄，為黑色碳質(zhì)、硅質(zhì)頁巖和硅質(zhì)巖，含大量筆石。湘南地區(qū)由于后期褶皺隆升，郴州—桂陽以南的中奧陶統(tǒng)以上地層基本全部缺失，盆地的東南界無法確定。晚奧陶世海平面再次上升，但隨著構(gòu)造活動加劇，湘中地區(qū)以厚層的巖屑砂巖、粉砂巖、雜砂巖夾黑色頁巖構(gòu)成的復(fù)理層沉積，沉積速度快，有機(jī)質(zhì)和化石均很稀少。湘西北區(qū)及揚(yáng)子臺地其他地區(qū)則受撓曲沉降和海平面上升的影響沉積了一套深水滯留相頁巖，筆石繁盛，碳酸鹽臺地演化結(jié)束[14]。

圖2 湘中地區(qū)奧陶系綜合柱狀圖

2.2 黑色頁巖厚度及埋藏深度

煙溪組地層主要分布在湘中地區(qū)，出露較廣泛，在研究區(qū)北部安化、桃江、益陽一帶。煙溪組頂部常為薄層硅質(zhì)頁巖，中、下部為黑色碳質(zhì)頁巖，含有大量筆石。在研究區(qū)南部祁東、零陵、寧遠(yuǎn)、城步一帶，煙溪組頂部為黑色薄層硅質(zhì)，中下部為黑色薄層硅質(zhì)巖夾碳質(zhì)頁巖，底部為黑色碳質(zhì)頁巖夾黑色薄層硅質(zhì)巖，見大量筆石，見圖3。從總體看，本組巖性穩(wěn)定，分布廣，是湘中地區(qū)重要標(biāo)志層。

厚度是評價頁巖氣資源潛力的首要指標(biāo)，有效厚度是指1個連續(xù)泥頁巖層段里優(yōu)質(zhì)頁巖的總厚度，只有具備足夠的有效厚度時，才能形成有工業(yè)價值的頁巖氣藏。煙溪組沉積范圍基本上局限于古湘桂海盆 中[15]，巖性以碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖為主。整體厚度展布為南厚北薄，但桃江—新化—邵東一帶最薄，厚度一般不大于40 m；零陵—祁東—衡陽一帶，厚度在60~90 m之間；城步—寧遠(yuǎn)—茶陵一帶厚度為80 m以上，其中在茶陵寺場坪地區(qū)煙溪組厚度為135 m(見圖4)。由于漣源凹陷與邵陽凹陷被厚層的上古生界覆蓋，湘中地區(qū)缺乏針對下古生界的鉆探資料，湘南地區(qū)又存在大面積的地層缺失，由地表露頭推測，中奧陶世古湘桂海盆的沉積中心位于城步—寧遠(yuǎn)—茶陵一帶以南，物源區(qū)為華夏地塊。

(a) 馬杜橋鄉(xiāng)煙溪組筆石；(b) 棉花坪鄉(xiāng)煙溪組中部層內(nèi)滑脫；(c) 棉花坪鄉(xiāng)煙溪組頁巖；(d) 棉花坪鄉(xiāng)煙溪組硅質(zhì)巖

圖4 湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組頁巖厚度圖

頁巖的埋深為頁巖氣成藏與勘探開發(fā)的另一關(guān)鍵因素。埋深控制著頁巖的熱演化程度、溫壓條件以及頁巖氣開發(fā)難度[16?17]。根據(jù)區(qū)域地層資料，除剝蝕區(qū)、露頭區(qū)以外，湘中地區(qū)煙溪組現(xiàn)今的整體埋深在2.0~6.0 km之間。其中在邵陽凹陷、漣源凹陷最深可達(dá) 6.0 km。在衡陽、耒陽一帶埋藏較深，一般在3.0~ 5.0 km之內(nèi)。在安化、桃江、益陽一帶埋深最淺為 0.5 km左右。零陵地區(qū)深度一般為3.0~4.5 km。局部地區(qū)如雙牌、寧遠(yuǎn)、道縣等復(fù)合穹窿地區(qū)，埋深為2.0~3.0 km。因此，盡管煙溪組整體埋深較大，但局部構(gòu)造穹窿區(qū)仍是有利區(qū)帶。

3 有機(jī)地球化學(xué)特征

3.1 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)((TOC))反映有機(jī)質(zhì)豐度[18]。有機(jī)質(zhì)的豐度與含氣性呈正相關(guān)，它決定頁巖中有機(jī)質(zhì)孔隙的發(fā)育程度和對天然氣的吸附能力，是反映頁巖氣能否聚集成藏的重要指標(biāo)。而在烴源巖質(zhì)量評價中，為了對研究區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組頁巖氣成藏潛力進(jìn)行評價，對研究區(qū)究采集的139個樣品有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行測定，結(jié)果見表1。從表1可見：煙溪組頁巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)普遍較高，最高的樣品有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到8.17%，平均為2.12%，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖范疇；煙溪組(TOC)在平面上差異較明顯，隆回—洞口—祁東一線(TOC)最高，向南北兩側(cè)遞減；零陵、寧遠(yuǎn)、城步等地(TOC)平均值為1.97%~2.94%，同樣是非常有利的地區(qū)。研究區(qū)煙溪組(TOC)總體較高，說明這一帶煙溪組黑色頁巖中有機(jī)質(zhì)較豐富，具有利于頁巖氣成藏的烴源巖條件。

3.2 熱演化程度

有機(jī)質(zhì)的熱演化程度是烴產(chǎn)量的決定性因素之一，而有機(jī)質(zhì)熱演化程度又與地層埋藏史和區(qū)域構(gòu)造、熱事件有關(guān)。區(qū)內(nèi)古生界殘余地層厚度可達(dá)5.0~10.0 km，晚古生代構(gòu)造活動與熱事件活躍；研究區(qū)北部寧鄉(xiāng)黃材鎮(zhèn)下泥盆統(tǒng)和南部桂陽荷葉鄉(xiāng)二疊系均形成了石墨礦床，成礦溫度在1 200 ℃以上。表面上看，湘中地區(qū)地層埋深和保存條件并不理想，熱演化程度普遍過高。湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組頁巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鏡質(zhì)體反射率平面圖和鏡質(zhì)體反射率平面圖見圖5。

湘中地區(qū)經(jīng)歷了加里東運(yùn)動、印支運(yùn)動的劇烈抬升和后期造山運(yùn)動的改造，但由于構(gòu)造沉降的差異性，很多地區(qū)埋深并不大或者深埋時間并不長，熱演化程度存在明顯不均一性。通過露頭45個樣品瀝青反射率(ob)的測定，煙溪組黑色頁巖樣品瀝青體反射率(ob)為2.27%~5.46%，平均為4.62%，根據(jù)瀝青反射率(ob)與鏡質(zhì)體反射率(o)之間存在的線性關(guān)系換算[19?21]，煙溪組o為1.83%~3.77%，平均為3.15%，熱演化程度比前人預(yù)計的要低得多。根據(jù)美國頁巖氣的勘探經(jīng)驗，研究區(qū)奧陶系煙溪組雖成熟度較高，但同樣具有頁巖氣潛力。美國頁巖氣產(chǎn)區(qū)的頁巖成熟度普遍大于1.3%，在阿巴拉契亞盆地的西弗吉尼亞州南部最高可達(dá)4.0%，且只有在成熟度較高的區(qū)域才有頁巖氣的產(chǎn)出[22?25]。因此，頁巖的高成熟度(＞3%)不是制約頁巖氣聚集的主要因素。只要避開晚古生代以后的凹陷區(qū)和巖體侵入?yún)^(qū)，有機(jī)質(zhì)熱演化程度均在上限以內(nèi)，其中新寧、祁東等地區(qū)熱演化程度較有利。

表1 湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組剖面/露頭點w(TOC)與Ro統(tǒng)計

(a) 湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組頁巖有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)與鏡質(zhì)體反射率平面圖；(b) 鏡質(zhì)體反射率平面圖

3.3 有機(jī)質(zhì)類型

表2 湘中地區(qū)煙溪組烴源巖干酪根有機(jī)碳同位素δ(13C)

4 儲集層特征

4.1 礦物特征

湘中地區(qū)煙溪組黑色頁巖露頭24件樣品的全巖和黏土礦物成分分析(X線衍射)結(jié)果見圖6。從圖6可見：脆性礦物(石英+長石+黃鐵礦)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為47%~ 87%，平均為60%；其中石英質(zhì)量分?jǐn)?shù)最高，為40%~ 80%，平均為55%，長石質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低，為1%~13%；巖樣黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%~52%，平均為30%，與四川盆地志留系龍馬溪組的相當(dāng)[29]。在有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)一定時，碎性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，越有利于生產(chǎn)開發(fā)。黏土礦物中綠泥石質(zhì)量占黏土總質(zhì)量的3%~ 16%，伊利石為36%~95%，伊蒙混層礦物為5%~55%，未見蒙脫石(見表3)。伊泥石及伊蒙混層礦物泥粉晶間微孔隙較發(fā)育，可以為有機(jī)質(zhì)熱解產(chǎn)生的甲烷提供吸附位點和儲存空間。礦物組成分析結(jié)果表明：煙溪組頁巖脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)適中，有利于壓裂作業(yè)，具有優(yōu)良的頁巖氣儲層物性條件。

圖6 湘中地區(qū)煙溪組頁巖礦物組成統(tǒng)計

表3 湘中地區(qū)煙溪組頁巖黏土礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)

4.2 物性特征

孔隙度直接決定頁巖中游離氣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，從而影響頁巖氣的賦存狀態(tài)[30]，滲透率則是反映頁巖有效孔隙度與孔喉連通性的參數(shù)。通過石樣品薄片鑒定、掃描電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，樣品孔隙發(fā)育程度較好，主要存在的孔隙類型為有機(jī)質(zhì)孔、礦物粒間孔、溶蝕孔、鑄模孔等(見圖7)。部分孔隙彼此連通，孔喉的形態(tài)大多為近圓形或不規(guī)則形態(tài)。礦物粒間孔隙多為殘余粒間孔隙，形態(tài)因壓實作用多呈現(xiàn)不規(guī)則狀，也有似斷面狀喉道，層狀、片狀礦物、板柱狀、長柱狀剛性礦物和軟塑性礦物的邊界處分布較多。鑄模孔隙往往混雜有機(jī)質(zhì)?？讖揭?.11~5.10 μm居多，少量大于5.10 μm，屬大孔至毛細(xì)孔[31]。殘留粒間孔形態(tài)與礦物顆粒形態(tài)有關(guān)，孔徑一般為1.40~5.10mm；有機(jī)質(zhì)孔隙的形態(tài)多為圓形和橢圓形，孔徑一般為0.14~ 0.42mm。這些微米級的孔喉不僅為頁巖氣提供了賦存空間，而且也是頁巖中頁巖氣流通的管道[32?33]。

通過對長塘鄉(xiāng)(CTX)、大水田(DST)、衫木灣(SMW)、巖子潭(YZT)和石牛鄉(xiāng)(SNX)等地的4件樣品覆壓孔滲進(jìn)行測定(儀器為AP?608覆壓孔滲儀 KFSY/T08?055)發(fā)現(xiàn)：頁巖地表孔隙度分布在3.42%~10.86%之間；當(dāng)擬合曲線趨于穩(wěn)定時，滲透率為(0.003~0.015)×10?3μm2，平均為0.005×10?3μm2；四川盆地龍馬溪組孔隙度峰值區(qū)間為0.77%~11.9%，平均為6.99%，滲透率為(0.001~0.008)×10?3μm2 [34?35]，表明研究區(qū)頁巖物性與頁巖氣發(fā)現(xiàn)區(qū)龍馬溪組的相當(dāng)。綜上所述，湘中地區(qū)煙溪組頁巖的微孔隙發(fā)育，孔隙度較高，是頁巖氣吸附能力較強(qiáng)的儲層。祁東馬杜橋鄉(xiāng)煙溪組黑色頁巖顯微孔隙發(fā)育特征見圖7，湘中地區(qū)煙溪組頁巖覆壓孔滲曲線擬合圖見圖8。

(a) 有機(jī)質(zhì)與硅質(zhì)；(b) 黃鐵礦與伊蒙混層；(c) 溶蝕孔與鑄?？?；(d) 有機(jī)質(zhì)孔；(e) 晶間孔；(f)晶內(nèi)孔

(a) CTX-18；(b) SMW-19；(c) DST-26；(d) SNX-32

5 結(jié)論

1) 湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組黑色碳質(zhì)頁巖分布廣泛，有效厚度大，有機(jī)質(zhì)豐度較高，達(dá)2.23%，鏡質(zhì)體反射率平均為3.15%，具有很大的探勘潛力，是南方地區(qū)頁巖氣勘探的新層系。

2) 頁巖樣品干酪根碳同位素組成(13C)為?32.4‰~?30.2‰，平均為?31.4‰，屬Ⅰ型干酪根。有機(jī)質(zhì)主要來源于菌類或藻類堆積物，生氣能力強(qiáng)。煙溪組黑色頁巖脆性礦物質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)47%~87%，孔隙度分布在3.42%~10.86%之間，平均值為7.30%。孔隙類型以粒間孔和有機(jī)質(zhì)孔為主，孔徑為0.1~4.9mm，微孔隙發(fā)育，有利于頁巖氣的富集。

3) 湘中地區(qū)中奧陶統(tǒng)煙溪組黑色頁巖的發(fā)現(xiàn)打破了雪峰山東側(cè)前泥盆系為變質(zhì)基底的觀念，豐富了南方下古生界海相頁巖氣勘探層位。綜合考慮頁巖的厚度、有機(jī)地化特征、特性等條件，新寧—祁東—寧遠(yuǎn)等地為煙溪組頁巖氣勘探的有利區(qū)帶。

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(編輯 陳燦華)

Geological characteristics of organic-rich shale in Yanxi formation of middle Ordovician in central Hunan

LI Jie1, 2, GUO Jianhua1, 2, WANG Zongxiu3, WANG Zhanghu1, 2, LIU Chensheng1, 2

(1. School of Geoscience and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China; 2. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring, Central South University, Ministry of Education, Changsha 410083, China; 3. Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081, China)

Through lots of field works and laboratory tests, the geological characteristics of Yanxi Formation in this area were concluded by comprehensively investigation and analysis on the distribution and geochemical characteristics of the organic-rich marine shales and the features of reservoir. The results show that the black shales of Yanxi formation are characterized by wide distribution, great thickness(ranging from 40 m to 60 m) and high level of organic carbon (ranging from 0.87% to 6.20%), generally higher than 2.00%), the thermal maturity is at the mature to over mature stage and the kerogen belongs to typeⅠ. All of these characteristics of the black shares are beneficial for generating gas. Mineral composition of black shales include quartz, feldspar, calcite, dolomite, clay minerals and small amounts of pyrite etc. The brittle minerals percentage is from 47% to 87%. The pore types include intergranular pore, intracrystalline pore, mold pore, dissolved pore and organic pore etc. The aperture size of pores varies. The average porosity is between 3.4% and 10.8%,and the permeability of pores is (0.003?0.015)×10?3μm2with the average permeability of pores being 0.005×10?3μm2. The characteristics are similar to those of the shale in southeast area of Sicuan basin, showing Yanxi Formation has geological conditions for the shale gas. It is a new horizon with great potential for shale gas. The area along with Xingning—Qingdong—Ningyuan can be defined as an exploration target with priority.

central Hunan; lower paleozoic; middle Ordovician; Yanxi Formation; shale gas

10.11817/j.issn.1672-7207.2018.11.019

P618.13

A

1672?7207(2018)11?2776?11

2017?11?15；

2018?01?22

中國地質(zhì)調(diào)查局地質(zhì)調(diào)查項目(DD20160183)；湖南省自然科學(xué)基金資助項目(2017JJ1034) (Project(DD20160183) supported by the China Geological Survey Bureau; Project(2017JJ1034) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province)

郭建華，教授，博士生導(dǎo)師，從事層序地層學(xué)及儲層地質(zhì)學(xué)研究：E-mail: gjh796@csu.edu.cn