湖相纹层状细粒岩特征、成因模式及其页岩油意义——以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例

柳波，吕延防，孟元林，李新宁，郭小波，马强，赵万春

（1.东北石油大学“非常规油气成藏与开发”省部共建国家重点实验室培育基地；2.黑龙江省高等学校“断裂变形、封闭性及与流体运移”科技创新团队；3.中国石油吐哈油田公司；4.西安石油大学地球科学与工程学院）

湖相纹层状细粒岩特征、成因模式及其页岩油意义
——以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例

柳波1,2，吕延防1，孟元林1，李新宁3，郭小波4，马强3，赵万春1

（1.东北石油大学“非常规油气成藏与开发”省部共建国家重点实验室培育基地；2.黑龙江省高等学校“断裂变形、封闭性及与流体运移”科技创新团队；3.中国石油吐哈油田公司；4.西安石油大学地球科学与工程学院）

以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例，通过高分辨率岩心图像扫描、常规薄片、扫描电镜、能谱分析等岩石学研究方法，结合微量元素、生物标志化合物等地球化学指标，对湖相富有机质纹层状细粒岩的岩石学特征、沉积成因进行了研究，并分析了其页岩油气/致密油气勘探意义。研究结果表明，纹层具有硅质碎屑富集层、碳酸盐富集层、凝灰质富集层及有机质富集层4种类型，通过组合可以形成3种层偶类型。有机质呈纹层状富集或分散状分布于碳酸盐纹层及凝灰质纹层中。缺少陆源碎屑供给的封闭盐湖沉积体系，形成了分层的古湖泊水体，加之湖底的热水活动和季风性气候共同控制了有机质的富集保存及湖相多元纹层状细粒岩的形成。由于该类细粒岩有机质丰度高，具有较好的生烃潜力，碳酸盐纹层微孔及纹层间微裂缝发育，使其具有丰富的储集空间类型，且脆性矿物含量高而易于后期压裂改造，具备形成页岩油气/致密油气的有利条件，勘探意义重大。图9参33

纹层状细粒岩；纹层组合；有机质富集方式；岩石学特征；成因模式；页岩油气；致密油气

1 纹层状富有机质细粒岩的概念及特征

由粒径小于62 μm的黏土级和粉砂级沉积物组成的沉积岩称为细粒岩[1]，细粒物质并不局限于黏土矿物，还包括粉砂、碳酸盐、有机质等[2]。纹层是指沉积物或沉积岩中可分辨的最小或最薄原始沉积层，包括

湖泊纹泥[3]、海相纹泥[4]等多种类型。近年来，越来越多的石油地质工作者认识到，发育深、浅色相间水平纹层的泥页岩由于有机质富集，往往比有机质呈分散状态赋存的烃源岩生烃潜力更好[5]，如中国渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组沙三段下部富有机质纹层页岩生烃潜力较好，而沙三段中部有机质分布较为分散的块状泥岩生排烃潜力有限[6]。当满足一定地质条件时，这些具有生烃能力的纹层状泥页岩还可形成具有工业价值的油页岩，如美国阿拉斯加州侏罗系发育主要由海相藻类构成的纹层状塔斯曼型油页岩[7]；前苏联爱沙尼亚波罗的盆地奥陶系由黏球形藻构成的纹层状库克型油页岩[7]；中国河北下花园新元古界青白口系由红藻堆积而成的黑色纹层状油页岩，有机碳含量21.41%～22.91%，含油率5.29%～10.57%[8]；渤海湾盆地东营凹陷沙河街组由藻类有机质纹层及黏土、碳酸盐矿物纹层为主的油页岩，有机碳含量为2%～8%[9]。其共同特征主要为：①纹层厚度多在毫米级以下，纹层类型多样，常见陆源碎屑、晶屑、凝灰质、有机质纹层；②富有机质纹层与贫有机质纹层交互出现，TOC值在不同纹层间可差10～30倍[10]；③深色有机质纹层在荧光显微镜下发强黄色荧光，夹在弱荧光的泥质纹层、粉砂质纹层和碳酸盐矿物纹层中。本文以三塘湖盆地马朗凹陷二叠系芦草沟组为例（见图1），通过高分辨率岩心图像扫描、薄片观察、阴极发光、扫描电镜与能谱分析，对纹层状细粒岩进行了系统的岩石学研究，以揭示其沉积成因及页岩油气/致密油气勘探意义。

图1 三塘湖盆地构造略图及研究区位置

2 湖相纹层状细粒岩岩石学特征

湖相细粒岩岩相多变、矿物成分复杂、非均质性强，往往形成于水动力较弱的湖湾浅湖或半深湖—深湖亚相。纹层是细粒岩的基本组成单位，在特定沉积环境演化与气候变迁条件下，由粉砂、碳酸盐、有机质等分别以纹层状富集。不同矿物组成的纹层相互组合、交替旋回变换，形成湖相纹层状细粒岩。多数纹层厚度在0.01～0.50 mm，这些纹层在颜色、矿物组成、粒度、结构和成因等方面均不相同（见图2）。

2.1 纹层基本类型

硅质碎屑富集层：色暗，插入石膏试板，反射色级别明显提高，纹层厚15～50 μm，富含粉砂级长石、石英及少量黏土矿物，含少量铁白云石、黄铁矿等矿物，大多数富有机质（见图3a）。黏土矿物以伊利石为主（占80%），分布较连续并具定向性。黄铁矿呈草莓状分布在层状黏土矿物中，晶形完好，表明其沉积环境的还原性较强。

碳酸盐富集层：色亮，插入石膏试板，反射色不变，纹层较厚，一般为80～300 μm，由细粒微晶方解石、白云石组成（小于30 μm），部分为铁白云石（茜素红与铁氢化钾混合染色为绿蓝色），晶间可见少量有机质（见图3b）。碳酸盐晶粒晶形较差，形态多为半自形，部分因重结晶作用而呈粗晶状，表明白云石形成于一种低能、安静、温暖的环境中。铁白云石一般呈粗晶状，可见其交代方解石、方沸石。

凝灰质富集层：色暗，纹层厚10～40 μm，主要为粉砂级长石晶屑和玻屑（见图3c），可见有机质，偏光

显微镜下经垂直（010）晶带最大消光角法测定，这些长石晶屑的斜长石号码An（钙长石含量）为30～72，斜长石类型主要为中长石，其次为拉长石（见图3d），其成因为火山喷发形成的中基性凝灰。晶屑棱角分明、磨圆度差，但沉积区周边并无近距离火山喷发，加之晶屑凝灰质纹层间隔出现，推测可能反映了不同风向的季风携带的物质[11]，凝灰质纹层间的碳酸盐化学沉积纹层则反映了季风停歇期的静水低能环境。

图2 马朗凹陷芦草沟组湖相纹层状细粒岩高分辨率岩心扫描及显微图像

有机质富集层：色暗，纹层厚6～35 μm，有机质以无定形腐泥组为主，多数结构不可辨别，可见树脂体充填结构镜质体胞腔，部分有机质在镜下可见藻类丝网状体，纹理构造清晰，具较强的浅绿色—黄色荧光，是一种极好的生油母质[12]（见图3e、3f）。有机质富集层发育表明原始沉积环境具有高生物生产力、静水缺氧的特征[13-15]。

2.2 主要细粒岩类型与纹层组合

不同类型的沉积纹层可单独形成纹层状细粒岩，虽然矿物成分单一，岩心及镜下仍可辨别沉积纹层，而不是均匀的块状构造，在荧光照射下，一元结构纹层岩的荧光也呈明暗相间的特征，明纹层发暗绿色荧光，暗纹层发暗黄色荧光，总体荧光强度较弱。研究区芦草沟组细粒岩沉积大多为白云石纹层和其他纹层形成的毫米级沉积层偶，按照纹层的组合关系，可进一步细分为3种类型（见图4、图5）：Ⅰ类层偶：由有机质/硅质碎屑富集层和碳酸盐纹层组成黑白相间的双纹结构，或与有机质纹层组成三元结构纹层组合；Ⅱ类层偶：由凝灰质纹层和碳酸盐纹层组成黑白相间的双纹结构，或与有机质纹层组成三元结构纹层组合；Ⅲ类层偶：由硅质碎屑纹层、碳酸盐纹层及凝灰质纹层组成三元纹层结构，或与有机质纹层组成四元结构纹层组合。这些具多元纹层结构的细粒岩，尤其是当沉积层偶构成中发育有机质纹层时，荧光强度明显增强。

2.3 有机质富集方式

有机质主要以纹层的方式相对富集，部分有机质存在于硅质碎屑纹层及凝灰质纹层中，少量有机质存在于碳酸盐纹层。以有机质为主的暗色纹层TOC值可达8.7%，而以浅色碳酸盐为主的纹层TOC值则低至0.03%。

从马朗凹陷芦草沟组泥质岩有机质显微组分镜下鉴定可知，芦草沟组二段泥质岩显微组分包括结构镜质组、无结构镜质组、树脂体和无定形组（矿物沥青基质），无定形组含量最为丰富，占30%～60%。无定形组和树脂体荧光特征明显，为黄绿色荧光，表明烃源岩热演化程度不高，多处于低成熟阶段或临界成熟阶段。镜质组基本不发荧光。荧光特征明显的无定形组和树脂体多为富氢显微组分，表明芦草沟组二段泥质岩有机质类型以偏腐泥型为主，是水生浮游生物在滞水盆地条件下（澙湖、湖泊等）堆积的有机淤泥，是良好的生烃母质。马朗凹陷西南部发现大量藻灰岩，藻类主要为Collenia。

3 湖相纹层状细粒岩沉积成因

碳酸盐与陆源碎屑的混合沉积分布广泛，沉积模式复杂，Mount于1985年首次明确提出“混合沉积物”（mixed sediments）这一概念[16]，将其定义为陆源碎屑（大于10%）与碳酸盐颗粒及灰泥（大于25%）混生在一起的一类沉积岩。广义的混积岩包括两大类：①碳酸盐岩与陆源碎屑岩高频率交互产出；②岩石中碳酸盐组分与陆源碎屑组分混合产出。狭义的混积岩指的是后者[17]。研究区纹层状细粒岩沉积属于前者，这类混积岩广泛见于陆相混合沉积体系[18]，可以从古生物、微量元素及生物标志化合物等方面来揭示其原始沉积环境。

3.1 纹层状细粒岩的古生物特征

前人对三塘湖盆地芦草沟组古生物的研究表明[19]，

本区具有丰富的海相标志化石、过渡相化石及陆相淡水湖泊化石，但从北天山褶皱系海陆变迁来看，晚二叠世已不具备形成与广海相邻的澙湖沉积条件，海相遗迹应为大规模海退时残留于本区海水形成的产物。芦草沟组海相古生物化石主要有多毛类和软舌螺，多毛类以簇管虫Acerrotrupa为主，可见与藻类共生。过渡化石以介形虫和藻类为主，分布非常普遍。其中，介形虫以Tomiella、Darwinula、Iniella和Kemerouiana 4个属为主，藻类主要为Collenia。陆相化石主要为吐鲁番古鳕鱼类，植物碎屑少见（见图6）。

图3 马朗凹陷芦草沟组不同类型纹层典型薄片照片

图4 马朗凹陷芦草沟组主要纹层组合类型显微特征及微区矿物成分

图5 马朗凹陷芦草沟组湖相纹层状细粒岩全尺寸岩心切面照片

图6 马朗凹陷芦草沟组细粒岩古生物化石特征

3.2 纹层状细粒岩的地球化学特征

微量元素：全岩等离子质谱分析结果表明，纹层岩V/(V+Ni)（元素钒含量与钒和镍总量之比）值均大于0.78，反映水体分层强及底层水体中出现富含H2S的厌氧环境；B/Ga（元素硼与镓含量之比）值及Mg/Ca值均较高，反映水体盐度较高。此外，Mn、V、Ba和Sr等微量元素含量与TOC值具正相关关系，这些微量营养素的富集指示高生物生产力[14]，反映出生物勃发与沉积作用对微量元素富集的显著影响[15]。

生物标志化合物：类异戊二烯烃能提供有关烃源岩沉积环境方面的重要信息（见图7），纹层状细粒岩Pr/Ph值为0.15～0.42，Pr/nC17值与Ph/nC18值分别为0.22～0.38、0.25～0.58，为半咸水—咸水湖相沉积。规则甾烷ααα20RC27甾烷、ααα20RC28甾烷、ααα20RC29甾烷峰型呈“/”型，ααα20RC29甾烷丰度高，但该区有机质不可能源自高等植物，有机质输入应以藻类为主，并可能是蓝绿藻[20]。藿烷类（五环萜烷）丰度高，三环萜烷丰度低，表明其沉积时有细菌等微生物输入。同时，γ-蜡烷丰度较高，反映水体盐度较高，多为半咸水环境。此外，抽提物中β-胡萝卜烷含量丰富，说明当时沉积环境为还原—强还原环境，这与低Pr/Ph值的特点相符。

3.3 不同纹层类型分布特征及沉积模式

基于岩心观察的统计结果表明，纹层结构受原始沉积环境的湖岸线曲折性及坡度控制（见图8）。当水体较浅时形成浅水充氧环境，主要发育碳酸盐（以云质为主）富集层；随着水体逐渐加深，纹层结构变得复杂，形成碳酸盐（灰质、云质皆有）富集层与有机质、硅质碎屑富集层的沉积层偶，岩石颜色深浅不一，暗色纹层有机质含量高，生成的烃类富含γ-蜡烷；水体较深时，主要发育有机质、泥级颗粒硅质碎屑富集层。随季风空落至古湖泊的火山尘则以凝灰质富集层的方式与其他类型纹层形成更为复杂的层偶类型。

图7 马朗凹陷芦草沟组细粒岩生物标志化合物特征

图8 马朗凹陷芦草沟组纹层状细粒岩沉积模式图

3.4 有机质富集机理

藻类勃发是湖泊中纹层状有机质高度富集的普遍成因。马朗凹陷二叠系芦草沟组有机质富集机理也与藻类勃发有关，主要证据如下。

①有机质主要来源于藻类。有机质纹层在显微镜下多呈无定形，为不规则的微粒、凝块或絮团，在背散射电镜下呈纹层状和条带状，生物标志物分析表明，大多数无定形体是浮游植物形成的，为浮游藻类生物降解作用的结果。

②烃源岩中细粒方解石纹层是生物诱发的碳酸盐沉积。湖泊中，藻类的大量繁殖加强了水体的光合作用，大量消耗表层水中的CO2，使CaCO3饱和而沉淀下来[21]，形成碳酸盐纹层。

③有机质富集成层、单种分布，且与其他纹层组成韵律性沉积。藻类勃发具有季节性和周期性，并常常直接形成纹层沉积，而藻类叶绿素的大量合成，导致CO2大量减少，引起咸化湖pH值升高，导致碳酸盐矿物的沉淀和白云石纹层的形成，与硅质碎屑纹层形成层偶。

④凝灰质纹层沉积为湖泊古生物生产力即藻类和细菌的大量繁殖提供了营养物质。在火山喷发期间，芦草沟组火山灰中的中基性斜长石属于架状铝硅酸盐矿物，富含Fe、Mg元素，中基性火山灰落入湖中时，必将引起藻类物质的大量繁殖，甚至勃发[22]。再加上火山灰的粒度细（属于火山尘），比表面较大，所以其吸附力强，可以大量吸附溶解状和颗粒有机质，形成具有一定有机质含量的凝灰质纹层沉积。

3.5 湖相纹层状细粒岩沉积成因

关于纹泥沉积模式的研究，国外已有100多年历史[23]。在成因上，除最先开始研究的冰水湖纹泥以外，还包括湖泊纹泥、海相纹泥等多种类型。相较而言，非冰川成因的正常湖泊纹泥和纹层页岩比较常见。对古湖泊纹泥和纹层页岩形成的水体条件目前比较一致的观点是：温度和季风等气候因素是沉积物纹层形成的最主要因素，生物尤其是浮游生物的季节性勃发、化学和生物化学作用以及机械沉积作用是沉积物纹层的主要形成机理[24]。分层的水体最有利于纹层的形成[25]，湖水的分层可以造成底部水体严重缺氧，使底栖动物难以生存，从而避免纹理遭受破坏。分层的湖水一般对有机质的保存也相当有利，即使在短期季节形成的湖水分层，有机碳含量也可达1.4%～4.0%[26]。根据前文所述，研究区湖相纹层细粒岩沉积主要受控于以下几方面。

①封闭的盐湖沉积体系：芦草沟组沉积期为三塘湖盆地二叠纪最大湖侵时期，微量元素富集与生物标志物特征皆反映古水体盐度较高，现今残余地层未见陆源碎屑供给，湖盆整体较为封闭，水下隆起区为清水碳酸盐亮晶粉屑—砂屑云岩构成的云坪相。

②古湖泊的分层结构：纹层的形成与湖水分层密切相关。纹层岩中底栖生物化石缺乏、有大量保存完好的鱼类化石、丰富的黄铁矿颗粒、陆源碎屑物质缺少以及地球化学分析显示较高的有机碳含量和生物标志化合物的组合特征等都充分证实纹层岩形成时湖泊底层水具备缺氧的强还原条件，而这个条件的出现则是相应时期内湖水分层的结果。

③湖底的热水活动：湖底热水活动会显著改变水体温度、氧化-还原性及化学成分等沉积条件，从而影

响水体中生物的生长速度和有机质的保存。研究区纹层岩中发现了硅质岩、泥晶和粉晶状铁白云石纹层沉积等可能与湖底热水活动有关的现象，并伴生方沸石、硬石膏、黄铁矿等多种热液矿物[27]。

④季风性气候：凝灰质纹层中星散分布长石晶屑和玻屑，而在盆地周边未见同期大量活动的火山，火山灰应该经历了较远距离的搬运，但长石颗粒呈棱角状、磨圆度差，周期性分布在富有机质纹层、硅质碎屑纹层与碳酸盐纹层之间，说明凝灰质纹层的形成与季风性气候有关。在季风停歇期，静水环境下的沉积以微晶碳酸盐化学纹层沉积为主。

综上所述，缺少陆源供给的封闭盐湖形成了分层的水体，火山喷发的气体和火山灰等细粒物质随季风飘落入水中后，一方面形成了凝灰质纹层沉积，另外一方面吸附于火山灰表面的铝硅酸性盐同时被溶解，大量的营养元素和微量金属元素同时释放，加之湖底的热水活动，使藻类浮游生物和细菌大量繁殖，其间接受极少量的陆源泥质悬浮物沉积形成硅质碎屑纹层沉积。藻类勃发快速毒化了湖泊中的生态环境，引起湖中生物的大量死亡，湖底的强还原环境使之得以保存，形成了富有机质纹层沉积。同时由于浮游植物的光合作用消耗表层水体中大量的CO2，诱发白云石等碳酸盐岩矿物的沉淀，在偏碱性水体的还原环境下，由于硫酸盐还原菌的作用，可使水体中SO42−还原生成H2S，并与Fe2+结合形成黄铁矿，导致湖水中SO42−含量大大降低，形成了以粉晶白云石为主的碳酸盐纹层沉积。于是，马朗凹陷芦草沟组发育了特有的纹层构造（见图8）。

4 湖相纹层状细粒岩的页岩油气/致密油气意义

4.1 高有机质丰度

富有机质纹层发育状况在很大程度上决定了纹层状细粒岩生烃能力的大小，研究区湖相纹层状细粒岩总体为极好的烃源岩，TOC值为0.5%～18.2%，大多数样品TOC值为1%～8%，多数样品生烃潜量（S1+S2）大于4 mg/g，氯仿沥青“A”含量大于0.1%，但非均质性较强，岩石中有机质纹层分布与其生烃潜量正相关。

4.2 较为发育的储集空间

由于纹层状细粒岩特殊的矿物组成及沉积结构，其往往发育多种类型的储集空间。

①有机质发育生烃残留孔。扫描电镜二次电子成像和背散射电子衍射成像照片中均可见有机质孔形状较规则，呈凹坑状、蜂窝状，大小从几十纳米到几百纳米不等（见图9a），为有机质热演化过程中形成的生烃残留孔隙，对烃类是润湿的[28]，由于有机质的非均质性，其大小和数量都有较大变化[29]。

②碳酸盐纹层发育微孔。纹层状细粒岩在地层压力作用下形成致密层，垂向上构成相对封闭体系。邻近的富有机质纹层在转化生烃时释放出CO2、有机酸等酸性物质，降低了孔隙水的pH值，阻止了碳酸盐胶结物的形成，即使形成了碳酸盐胶结物也很快被溶解[30]，此外，大量生成的烃类无法向外运移，势必使得岩层压力升高，较好地保护了储集层中的孔隙（见图9b）。实测数据表明，虽然细粒岩整体孔隙度小于12%，但碳酸盐纹层孔隙度约为18.2%（牛122井2 590 m），硅质碎屑/凝灰质纹层孔隙度约为3.6%，碳酸盐纹层中有若干直径约50 μm的大孔隙以及平均直径约l μm的中孔隙和微孔隙。油气在碳酸盐纹层中没有被吸附和结合，使得烃类流体在碳酸盐纹层中的流动要比在泥岩孔隙中快[31]。

③纹层间发育层间缝。一方面，各类纹层主要由不同力学性质的“泥级”矿物组成，微米级到毫米级二元、三元纹层十分发育，使岩石内“薄弱面”增多，易于在构造应力作用下产生层间缝（见图9c），并连通高角度裂缝及孔隙。另外一方面，在二元纹层结构中，成层性极好的原生碳酸钙在富Mg2+、CO32－和有机酸的作用下，交代形成大量白云石。在碳酸钙向白云石转换过程中，碳酸钙体积收缩增孔，为上、下有机质纹层热演化产物（烃类）聚集提供了场所。

4.3 易于改造的力学性质

岩石脆性与其矿物成分有关，脆性矿物含量的多少是影响压裂裂缝发育程度的主要内在因素，间接影响油气的储集空间和渗流通道[32]。硅质碎屑纹层及碳酸盐纹层中的石英、方解石、白云石以及黏土矿物转化过程中生成的自生石英（见图9d）等增加了纹层状细粒岩的脆性，是后期储集层压裂改造形成裂缝的有利条件。

综上所述，纹层状细粒岩形成的沉积环境中藻类、细菌等生物大量繁殖，有机质富集程度高，纹层状细粒岩本身具备很好的生油气能力；由于碳酸盐纹层中不稳定矿物的发育以及层间薄弱面的存在，纹层状细粒岩中微孔-微裂缝储集空间发育，具有较好的储集条件，可以成为有效储集层。因此，纹层状细粒岩既可作为烃源岩，又可作为有效储集层，形成自生自储式页岩油气/致密油气的条件非常有利[33]。

图9 马朗凹陷湖相纹层状细粒岩微观储集空间类型

5 结论

湖相纹层状细粒岩发育硅质碎屑富集层、碳酸盐富集层、凝灰质富集层及有机质富集层4种纹层类型，并可组合成3种层偶类型。有机质以纹层状富集或以分散状出现在碳酸盐纹层和凝灰质纹层中。湖相纹层状细粒岩属于广义的“混积岩”，马朗凹陷发育的该类型细粒岩古生物化石和生物标志化合物表明，其有机质来源以藻类为主，碳酸盐沉积为生物诱发成因，藻类勃发的周期性是形成不同纹层层偶的主要原因。封闭的盐湖沉积体系，形成了分层的古湖泊水体，湖底的热水活动和季风性气候使得不同类型的纹层交互出现、有机质得以保存。纹层状富有机质细粒岩具有高有机质丰度，碳酸盐纹层微孔异常发育，纹层间易形成层间缝，具有较好的含油性，加之富含石英、碳酸盐等脆性矿物，是理想的页岩油气/致密油气勘探领域。

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（编辑 黄昌武）

Petrologic characteristics and genetic model of lacustrine lamellar fine-grained rock and its significance for shale oil exploration:A case study of Permian Lucaogou Formation in Malang sag,Santanghu Basin,NW China

Liu Bo1,2,Lü Yanfang1,Meng Yuanlin1,Li Xinning3,Guo Xiaobo4,Ma Qiang3,Zhao Wanchun1
(1.Accumulation and Development of Unconventional Oil and Gas,State Key Laboratory Cultivation Base Jointly-constructed by Heilongjiang Province and the Ministry of Science and Technology,Northeast Petroleum University,Daqing 163318,China;2.“Fault Deformation,Sealing and Fluid Migration” Science and Technology Innovation Team in Colleges and Universities of Heilongjiang,Daqing 163318,China;3.PetroChina Turpan-Hami Oilfield Company,Hami 839009,China;4.School of Earth Sciences and Engineering,Xi’an Shiyou University,Xi’an 710065,China)

Taking the Permian Lucaogou Formation in the Malang sag,Santanghu Basin as an example,by using petrological methods such as high resolution core image scanning,conventional thin section,scanning electron microscope and energy spectrum analysis and geochemical tests such as trace elements and biomarker compounds,the petrologic features and sedimentary origin of the lamellar organic rich fine-grained rocks of lake facies were investigated,and its significance for shale oil and tight oil exploration was analyzed.The results of the study show that there are four types of laminae,siliciclastic enrichment laminae,carbonate enrichment laminae,tuffaceous enrichment laminae and organic matter enrichment laminae,which can form three kinds of layer combinations.Organic matter is laminar enrichment or dispersed in the carbonate laminae and tuff laminae.Stratification of ancient lake water was formed in the closed saline lake sedimentary systems with insufficient continental clast supply,and the activity of warm water at the lake bottom and the monsoon climate worked jointly to control enrichment of organic matter and formation of lacustrine lamina fine-grained rocks.This kind of fine-grained rocks have higher potential of hydrocarbon generation due to high abundance of organic matter,are rich in reservoir space due to the existence of micro-pores in carbonate laminae and micro-cracks between the laminae,and suitable for fracturing because of high brittle mineral content.They have favorable conditions for shale oil and tight oil accumulation,and are significant for exploration.

lamellar fine-grained rock;laminae combination;organic matter enrichment mode;petrologic characteristics;genetic model;shale oil and gas;tight oil and gas

国家自然科学基金“泥页岩脆塑性主控因素及定量评价研究”（41472125）；国家青年自然科学基金“湖相纹层泥页岩有机质富集机理及其与页岩油关系”（41202101）；黑龙江省青年自然科学基金“湖相富有机质细粒沉积体系页岩油富集机理与资源潜力”（QC2015043）；黑龙江省普通本科高等学校青年创新人才培养计划（UNPYSCT-2015077）

TE122.2

A

1000-0747(2015)05-0598-10

10.11698/PED.2015.05.06

柳波（1983-），男，山西大同人，博士，东北石油大学副教授，主要从事油气成藏地质学、非常规油气地质等方面的研究工作。地址：黑龙江省大庆市高新技术开发区，东北石油大学地球科学学院，邮政编码：163318。E-mail：liubo6869@163.com

2015-03-26

2015-07-25