海陆过渡相页岩气层系元素地球化学特征及沉积环境演化——以通许隆起西部下二叠统为例

董果果,张栋,张馨元,许军,代磊

(1.河南省地质研究院,郑州 450001;2.河南省地下清洁能源勘查开发产业技术创新战略联盟,郑州 450001)

0 引言

页岩气层系的沉积环境分析,是页岩气富集条件和资源评价研究的基础,对页岩气勘探有利区的优选具有重要意义[1-2]。页岩气层系以细粒沉积为主,而一般的岩性和构造标志主要是针对于砂、砾岩等粗粒沉积物的沉积环境判别,在细粒沉积物中发育有限,相比较而言元素地球化学资料的应用更为广泛[3]。元素的迁移和富集规律除了受制于元素本身的物理化学性质,很大程度上还受沉积环境的影响[4],众多学者开展了泥页岩元素地球化学特征理论研究,应用效果显著[5-7]。

河南省上古生界广泛发育海陆过渡相页岩气层系,具有富有机质泥页岩单层厚度小、纵向变化快,且常与煤层、灰岩、致密砂岩频繁互层的特点,其中通许隆起下二叠统太原组-山西组是其中的研究重点[8]。针对其沉积环境和古地理演化的研究多限于露头剖面和浅部煤田钻孔资料,且主要通过岩相分析来判断沉积环境,较少利用地球化学资料[9]。随着通许隆起下二叠统页岩气勘查程度的提高,已有多口页岩气井获得了相对完整的取芯,为该地区开展地球化学特征和沉积环境研究奠定了基础[10-11]。

本文以通许隆起西部ZXY1井下二叠统页岩气层系113 m岩芯为研究对象,对从其中采集的24块样品进行49种元素分析,分岩性开展了常量元素、微量元素和稀土元素特征研究,并选取对沉积环境变化较为敏感的特征元素含量及其比值等参数,分析了其在纵向上的变化规律以及与沉积环境之间的对应关系,研究了通许隆起西部页岩气层系沉积时期的物质搬运距离、古水深、古气候、古盐度、氧化还原环境和古生产力等沉积演化特征,以期为海陆过渡相页岩气勘探开发提供新的参考。

1 地质背景

研究区位于华北陆块南缘通许隆起西部,北部与济源凹陷接壤,走向近EW,呈北高南低的构造格局,区内主要发育一条较大的NWW向的北倾正断层(图1)。晚石炭世—中三叠世,华北陆块南缘进入了大型克拉通内坳陷发展阶段,广泛发育海陆过渡相—陆相沉积;晚三叠世以来,受中新生代构造运动的影响,区内上古生界遭受不同程度的剥蚀,但通许隆起受此影响较小,保存了较为完整的上古生界海陆过渡相地层[12]。ZXY1井为研究区内的第一口页岩气钻井,在3260 m—3374 m钻遇了下二叠统太原组-山西组海陆过渡相地层,并进行了连续取芯,岩芯收获率为94.28%,基础资料齐全。

图1 研究区构造位置及地层发育情况Fig.1 Structural location and stratigraphic column of the study area

2 样品采集与分析

本次对研究区ZXY1井页岩气层系及其上部岩芯采集了24块样品进行常量元素、微量元素和稀土元素测试,包括黑色泥岩样品6块、碳质泥岩样品6块、粉砂岩和细-中砂岩样品4块、夹泥砾砂岩样品4块、泥质灰岩样品4块(图2)。样品测试由中国地质大学(北京)实验室完成,主要采用X射线荧光光谱法进行了49种地球化学元素分析测试,仪器型号为扫描型波长色散X射线荧光光谱仪Rigaku ZSX Primus。样品的测试数据统计结果,见图3—图5。

图2 研究区页岩气层系岩性特征Fig.2 Lithological characteristics of shale gas stratum series in study area a.岩芯照片,夹泥砾砂岩,3297.07 m—3297.37 m,山西组中部;b.薄片照片(+),灰色岩屑砂岩,不等粒结构,少量碳质碎屑状或条纹状分布,3313.28 m,山西组下部;c.岩芯照片,黑色碳质泥岩,3342.35 m—3342.61 m;d.岩芯照片,黑色泥岩,水平层理发育,3363.53 m—3363.8 m,太原组下部;e.薄片照片(-),黑色泥岩,太原组,3363.65 m; f.薄片照片(-),灰黑色泥质灰岩,隐晶结构,含生物碎屑,3372.93 m,太原组下部

图3 通许隆起西部页岩气层系常量元素垂向变化特征Fig.3 The vertical variation of major elements of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

图4 通许隆起西部页岩气层系微量元素垂向变化特征Fig.4 The vertical variation of trace elements of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

图5 通许隆起西部页岩气层系稀土元素垂向变化特征Fig.5 The vertical variation of rare earth elements of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

3 元素地球化学特征

3.1 常量元素特征

研究区碎屑岩中常量元素以SiO2为主,其次是Al2O3,此外,Fe和K2O的含量较其余常量元素含量明显偏高;泥质灰岩常量元素以CaO为主,其次为SiO2、Al2O3、MgO和Fe,TiO2、MnO和P2O5含量均较低,其中TiO2含量明显低于其它岩性。与上地壳常量元素相比[13],研究区碎屑岩整体具有富Al2O3,贫MgO、CaO和Na2O的特征。除砂岩外,黑色泥岩、碳质泥岩和夹泥砾砂岩均呈贫SiO2特征,指示其矿物成分以黏土矿物为主;黑色泥岩、夹泥砾砂岩整体具有富Fe特征,而碳质泥岩和砂岩则相对贫Fe,这可能与前二者发育的星点状黄铁矿和菱铁矿有关。

Al主要来源于陆源碎屑物中的黏土矿物,且受次生作用的影响较小(Tribovillard et al, 2006)。研究区页岩气层系样品中w(Al2O3)与w(Ti2O3)呈正相关(R2=0.92),与w(K2O)、w(Na2O)、w(MnO)也呈较好的正相关性(R2均>0.5),说明Ti、K、Na、Mn主要来源于陆源碎屑;w(Al2O3)与w(TFe2O3)和w(SiO2)相关性较弱,与CaO、MgO和P2O5均无明显相关性,说明Fe、Si、Ca、Mg和P含量受陆源输入影响较小。

通过w(SiO2)/w(Al2O3)值可对岩石物源进行划分[14]。研究区黑色泥岩、碳质泥岩、砂岩和夹泥砾砂岩的w(SiO2)/w(Al2O3)平均值均与上地壳接近(表1),说明其物源以陆源为主;泥质灰岩的w(SiO2)/w(Al2O3)平均值略大于上地壳值,说明其碎屑组分不仅来源于陆源,还有海源沉积的补充。

表1 通许隆起西部页岩气层系常量元素分析数据平均值Table 1 The mean of analysis results of major elements of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

3.2 微量元素特征

图6为根据各岩性样品测试数据绘制的微量元素上地壳标准化分布曲线图。

图6 通许隆起西部页岩气层系微量元素上地壳标准化分布曲线图Fig.6 Upper crust-normalized pattern of trace elements of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

碎屑岩中微量元素,总体上呈不同程度的富集或轻度亏损特征。黑色泥岩与碳质泥岩明显富集Li,相对富集Sc、V、Ga、Rb、Zr、Nb、Cs、Ba、Hf、Ta、Pb、Th、U等元素,Cr和Zn元素值与上地壳较为接近,轻度亏损Sr。此外,黑色泥岩还相对富集Co和Ni,其Cu元素值与上地壳接近;碳质泥岩则轻度亏损Ni和Cu,其Co元素值与上地壳较为接近。

砂岩和夹泥砾砂岩的各微量元素值总体上略小于黑色泥岩和碳质泥岩。明显富集Li,相对富集Ga、Rb、Zr、Nb、Ba、Hf、Ta、Th、U等元素;此外,砂岩中其余微量元素均呈轻度和中度亏损特征;夹泥砾砂岩还相对富集Zn和Pb,其余元素值则接近上地壳丰度或轻度亏损。

泥质灰岩与其它岩性差异较大,除相对富集Sr和U之外,其余微量元素总体上呈现不同程度的亏损特征:Li、Sc、V、Cr、Ni、Zn、Ba等7个元素呈现轻度亏损;Co、Cu、Ga、Rb、Zr、Nb、Cs、Hf、Ta、Pb、Th等11个元素呈中度亏损特征。

3.3 稀土元素特征

本次研究的稀土元素数据采用后太古宙澳大利亚平均页岩(PAAS)进行标准化[14],其中异常值δCe和δEu通过式(1)和式(2)计算所得。

(1)

(2)

上式中,w(Ce)、w(La)、w(Pr)、w(Eu)、w(Sm)、w(Gd)分别为Ce、La、Mn、Eu、Sm、Gd元素含量;N为经PAAS标准化后值。

表2为通许隆起西部页岩气层系稀土元素分析数据统计结果。泥质灰岩的稀土含量明显偏低,其稀土总量平均为38.29×10-6,表明研究区泥质灰岩受陆源物质影响较小;w(LREE)/w(HREE)平均为6.58(表2),轻稀土相对富集。碎屑岩中,黑色泥岩、碳质泥岩和夹泥砾砂岩的稀土含量均高于后太古宙澳大利亚页岩(PAAS)的平均稀土总量(184.37×10-6);砂岩的稀土总量相对较低,与上地壳(UCC)的平均稀土总量(146.40×10-6)大致相当。碎屑岩中w(LREE)/w(HREE)均大于4,反应出轻稀土相对富集的特征。

表2 通许隆起西部页岩气层系稀土元素分析数据统计结果Table 2 Statistoics of REE analysis of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

图7为通许隆起西部页岩气层系稀土元素PAAS标准化配分模式图;表3为通许隆起西部页岩气层系稀土元素富集程度与特征值统计结果。研究区页岩气层系样品的稀土元素配分模式图总体较为平坦,但变化趋势并不完全一致,且不以岩性为区分单元,说明各岩性样品沉积时物源和沉积环境有一定变化。根据稀土元素的富集程度、配分曲线的斜率以及部分元素的异常情况,可将配分模式图大致分为3种类型(见表3和图7)。1)亏损型:稀土元素均呈亏损特征,岩性为泥质灰岩,稀土配分曲线总体较平坦。2)富集型:即各稀土元素均为富集特征;其又可细分为2个小类:①峰状,岩性主要为泥岩,显示出明显的Eu正异常,无明显的Ce异常;②中部分散状,岩性主要为泥岩和碳质泥岩,显示出不同程度的Eu负异常,无明显的Ce异常。3)富集-轻微亏损型,轻稀土元素总体较为富集,重稀土元素在部分样品中呈轻微亏损特征;其有3种情况:①中部分散状,岩性主要为泥岩和碳质泥岩,显示出明显的Eu负异常,无明显的Ce异常;②平坦近右倾状,岩性主要为泥岩、碳质泥岩和夹泥砾砂岩,无明显的Ce和Eu异常;③平坦状,岩性主要为砂岩和夹泥砾砂岩,无明显的Ce和Eu异常。

表3 通许隆起西部页岩气层系中稀土元素富集程度与特征值Table 3 Enrichment degree and characteristic value of REE of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

图7 通许隆起西部页岩气层系稀土元素PAAS标准化配分模式图Fig.7 PAAS-normalized pattern of REE of shale gas stratum series in western Tongxu Uplift

4 沉积环境分析

4.1 离岸距离与水体深度

沉积物中的元素来源包括陆源碎屑输入和自生成因,其中主要靠陆源碎屑输入的元素受沉积物离岸距离和水体深度的变化的影响较大。如前所述,根据与Al的相关关系分析,研究区页岩气层系中Ti、K、Na、Mn等常量元素主要为陆源来源。此外,大量研究表明,Zr、Sc和Th等微量元素也在很大程度上依赖于陆源碎屑输入[5];Ti、Zr和Th在粗粒陆源碎屑中保存较多,且Zr元素的分布受Al元素的影响较大[6];通常w(Zr)/w(Al)值的大小与离岸距离和水体深度呈负相关关系[15]。Mn的氧化物化学性质稳定性较强,与之相比,Ti的氧化物稳定性相对较弱,因此在盆地内Mn能比Ti搬运到离湖岸更远的地方,故w(Mn)/w(Ti)值与物质在盆地内搬运距离呈正相关关系[16]。Rb和K在水中的迁移和富集均受黏土支配,且与K相比,Rb更易被黏土吸附而迁移到离湖岸较远的地方,因此,w(Rb)/w(K)值也能指示沉积物搬运距离的变化,且常与之呈正相关[16]。

研究区碎屑岩的w(Zr)/w(Al)、w(Rb)/w(K)和w(Mn)/w(Ti)值如表4所述,各岩性样品的判别指标值无明显区别,但纵向上各指标值随深度具有一定的变化,且变化趋势相似(图8)。太原组下部w(Rb)/w(K)和w(Mn)/w(Ti)值整体上呈下降趋势,w(Zr)/w(Al)值呈上升趋势,说明离岸距离逐渐变小,水体深度逐渐变浅;太原组中部至山西组下部,w(Rb)/w(K)和w(Mn)/w(Ti)值相对较高,而w(Zr)/w(Al)值相对较低,自下而上各元素比值波动较大,所反映的离岸距离整体经历了近-远-近-远的变化,水体经历经历了浅-深-浅-深的变化;山西组中部大占砂岩往上,w(Rb)/w(K)和w(Mn)/w(Ti)值相对较低,且呈下降趋势,w(Zr)/w(Al)值相对较高,整体呈上升趋势,说明该层段沉积时期,离岸距离相对较近,水体深度相对较浅,且离岸距离和水体深度呈变小趋势。

表4 研究区页岩气层系离岸距离与水体深度判别指标Table 4 Discrimination indices of transported distance of sediments and depth of water of shale gas stratum series in study area

图8 研究区页岩气层系沉积环境判别指标垂向变化特征Fig.8 Discrimination indices of vertical variation of sedimentary environment of shale gas stratum series in study area

4.2 古气候

气候的变化也会影响元素的分解、迁移与富集。大量研究成果表明,温暖潮湿的环境下,Cr、Ni、Mn、Cu、Fe、Ba、Br、Co、Cs、Hf、Rb、Sc、Th等元素更易富集;干热气候背景下,Sr、Pb、Au、As、Ca、Na、Ta、U、Zn、Mg、Mo、B等含量更高[4]。其中w(Sr)/w(Cu)值和w(Rb)/w(Sr)值能更灵敏地反映古气候变化,一般情况下,以10为分界线,w(Sr)/w(Cu)低值常指示温湿气候,高值则指示干热气候[4];w(Rb)/w(Sr)值对气候的反映与w(Sr)/w(Cu)值相反,其值越高,指示气候更为温暖潮湿[16]。湿润气候更适合大量植物的生长,因此,盆地中有机质的形成与分布也会受古气候的影响。由于研究区的泥质灰岩中Sr明显富集,故w(Sr)/w(Cu)值极高,而w(Rb)/w(Sr)值极低,其对于古气候分析参考价值较弱,下面仅对研究区碎屑岩的微量元素比值特征进行分析。

研究区页岩气层系样品的w(Sr)/w(Cu)值普遍呈高值特征,均值均>10,而w(Rb)/w(Sr)值则普遍较低(表5)。纵向上,太原组至山西组中部w(Sr)/w(Cu)值均>10,山西组上部w(Sr)/w(Cu)值略有降低(整体波动不大),说明该层段沉积时气候开始向相对温暖潮湿转化。相比较而言,纵向上w(Rb)/w(Sr)值呈现出明显的变化规律,太原组至山西组下部,w(Rb)/w(Sr)值呈增大趋势,说明气候在相对炎热干旱的背景下,逐渐演变为相对温暖潮湿;山西组大占砂岩底部向上,w(Rb)/w(Sr)值呈降低趋势,说明此时气候逐渐变得较为干旱;山西组上部,w(Rb)/w(Sr)值逐渐变大,w(Sr)/w(Cu)值>10,说明气候又开始变得较为潮湿。

表5 研究区页岩气层系古气候与古盐度判别指标Table 5 Discrimination indices of palaeoclimate and palaeosalinity of shale gas stratum series in study area

综合w(Sr)/w(Cu)值和w(Rb)/w(Sr)值两个指标分析,研究区太原组-山西组沉积时期气候总体较为炎热干旱,但仍有一定波动,其中太原组上部至山西组下部层段,以及山西组上部层段沉积时期,气候相对较为温暖潮湿(图8)。需要指出的是,石炭-二叠纪是晚古生代冰期到中生代温室气候转换的关键时期,发生了地球气候的快速波动,因此还需进一步结合同位素年代学、泥岩风化地球化学数据及古生物信息,对低纬度华北板块石炭-二叠纪气候展开更为深入的研究。

4.3 古盐度

研究区各岩性的w(Sr)/w(Ba)值见表5所述,泥质灰岩的w(Sr)/w(Ba)比值普遍大于1,均值为34.74,为海相沉积;黑色泥岩来源较为复杂,淡水、过渡相和海相沉积均有发育;碳质泥岩主要为淡水和过渡相沉积;砂岩和夹泥砾砂岩的w(Sr)/w(Ba)值均小于0.4,为淡水沉积。纵向上,太原组整体为为过渡相-海相咸水沉积环境,山西组整体为淡水沉积环境(图8)。

4.4 古氧化还原环境

U、V、Mo、Ni、Cr和Co等微量元素以及稀土元素Ce常作为氧化还原敏感元素,其富集程度是水体氧化还原环境的重要指示。元素比值比元素含量更能反应水体的氧化还原条件,大量研究表明w(U)/w(Th)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(V+Ni)、w(V)/w(Cr)、w(V)/w(Sc)、δCe、δU(式(3))等特征值可作为氧化还原条件判别指标[4-5,17]。需要指出的是,上述氧化还原敏感元素也可能因富集机制和地球化学行为的不同,造成判别结果的多解性,因此应结合多项指标及沉积特征、古生物特征等进行综合分析。

(3)

在上式(3)中,w(U)为U元素含量(量单位:10-6),w(Th)为Th元素含量(量单位:10-6)。

表6为微量元素特征值与氧化还原环境判别标准;图9为研究区页岩气层系24个样品的微量元素特征值与氧化还原环境交会图。从图9中不难看出,图9a与图9b的分布具有一定的一致性;泥质灰岩中δCe均呈负异常,δU均>1。总体反映了泥质灰岩主要形成于贫氧-缺氧环境,黑色泥岩主要形成于氧化-贫氧环境,而碳质泥岩、砂岩和夹泥砾砂岩主要形成于氧化环境。

表6 微量元素特征值与氧化还原环境判别标准Table 6 Discrimination indices of characteristic values of trace elements redox environment

图9 研究区页岩气层系氧化还原环境的微量元素判别指标交会图Fig.9 Intersection chart of discrimination indices of redox sensitive trace elements of shale gas stratum series in study area

从剖面图(图8)可知,各特征元素比值总体呈向上变小的趋势,反应出剖面自下而上沉积环境趋于氧化。在山西组下部近大占砂岩底部附近,各特征元素比值出现了突变,且在此突变处以下各特征元素比值变化波动较大,说明沉积环境变化较为频繁,可能发生海水频繁进退的现象,是典型的陆表海沉积特征;在此之上各特征元素比值整体较均一,显示出截然不同的沉积环境特征。这可能反映了通许隆起因构造应力场转变所导致的区域性海退事件,华北盆地晚古生代基底构造活动增强,盆地北缘相对于南缘曾表现出明显的抬升作用,使得整个华北盆地开始出现了整体海退,沉积环境在短期内发生改变,由陆表海沉积体系向三角洲沉积体系进行转变。

综上各元素指标可知,w(U)/w(Th)、w(Ni)/w(Co)、w(V)/w(Sc)和δCe、δU等指标相互吻合,但w(V)/w(V+Ni)和w(V)/w(Cr)在太原组部分层段得出的结论与其并不完全一致,可能和这些元素的富集受有机质、沉积速率、后期成岩作用等影响相关,导致元素的含量和赋存状态发生改变。

4.5 古生产力(BaXS)

沉积物的古生产力直接影响有机质的富集[6],古生产力包括初级生产力和次级生产力,P和Ba常被用于判断古生产力水平[18]。P与生物活动关系密切,可有效反映初级生产力的大小,但自生矿物或沉积有机质的发育会对其判断形成干扰,在实际运用中,采用w(P)/w(Ti)比率可较好地消除这部分影响,更好地判断初级生产力。如前所述,Ba主要以BaSO4的形式沉积于水体中,它往往与陆源有机质的输入直接相关,与古生产力呈正相关关系,但还有一小部分赋存于Fe-Mn氧化物/氢氧化物中的Ba会影响判断结果(Eagle et al,2003),一般用BaXS(式(4))可以消除这部分影响,更好的反映古生产力(Algeoet et al, 2011)。

(4)

表7为研究区页岩气层系各岩性样品的微量元素特征值与古生产力判别指标数据。泥质灰岩的w(P)/w(Ti)均值较高,但其w(P)整体偏低,表明初级生产力并不高;其余各岩性的w(P)/w(Ti)值整体均较低,只有太原组上部黑色泥岩w(P)/w(Ti)=2.12,w(P)=14%,说明该层段的初级生产力较高。研究区泥质灰岩的BaXS均值为44.85×10-6,w(Ba)小于300×10-6,为所有岩性中最低,说明灰岩层段的古生产力较低;黑色泥岩和碳质泥岩的BaXS均值也均较低,但其在纵向上变化范围较大(图8),在太原组上部和山西组下部层段,二者的BaXS值较高,均值为286×10-6,该层段w(Ba)大于900×10-6,在整个页岩气层系中亦为最高,说明太原组上部和山西组下部黑色泥岩和碳质泥岩层段古生产力较高。

表7 研究区页岩气层系微量元素特征值与古生产力判别指标数据Table 7 Dscrimination index of characteristic value of trace elements and palaeo-producrivity of shale gas stratum series

结合w(P)、w(P)/w(Ti)、w(Ba)和BaXS四个指标分析,研究区太原组上部和山西组下部层段具有良好的古生产力条件(图8)。该层段下部的黑色泥岩沉积时期,w(P)和w(P)/w(Ti)值均较高,说明水体的初级生产力较高;此后黑色泥岩和碳质泥岩沉积时期,w(P)/w(Ti)有所降低,但BaXS开始升高,说明此时水体的初级生产力并不高,但陆源有机质的输入较多,使对整体生产力仍处于较高水平。

前文分析表明,研究区页岩气层系沉积时的沉积环境呈周期性的变化。太原组下部沉积时期,离岸距离逐渐变小,水体深度逐渐变浅,气候在相对炎热干旱的背景下,逐渐演变为相对温暖潮湿,水体为过渡相-海相咸水环境,总体呈还原环境,向上氧化性增强,古生产力相对较低;太原组中部-山西组下部沉积时期,离岸距离和水体深度变化较为频繁,气候继续向相对温暖潮湿转变,水体由过渡相—海相咸水环境向淡水环境转变,氧化还原环境波动较大,古生产力有所增加,其中该段上部古生产力达到最高水平;山西组中部往上,离岸距离相对较近,水体深度相对较浅,气候先由相对温暖潮湿转变为炎热干旱,又向温暖潮湿转化,总体呈淡水氧化环境,古生产力较低。总体而言,太原组上部至山西组下部黑色泥岩和碳质泥岩沉积时期,水体深度相对较大,气候相对温暖潮湿,呈过渡相咸水-淡水环境,古生产力较高,总体处于弱还原-氧化沉积环境,利于有机质的富集。

5 结语

(1)通许隆起西部下二叠统海陆过渡相页岩气层系,普遍发育黑色泥岩、碳质泥岩、砂岩和夹泥砾砂岩等碎屑岩,以及泥质灰岩。碎屑岩中常量元素整体具有富Al2O3,贫MgO、CaO和Na2O的特征,w(SiO2)/w(Al2O3)值反映碎屑岩物源以陆源为主。碎屑岩中微量元素总体上呈不同程度的富集或轻度亏损特征,且微量元素值随粒度增大有降低趋势;泥质灰岩中微量元素除Sr和U外,总体上呈现不同程度的亏损特征。碎屑岩中稀土元素总量均大于142.03×10-6,泥质灰岩中稀土元素总量平均为38.29×10-6,总体表现为轻稀土相对富集的特征,稀土元素配分曲线总体较为平坦,但变化趋势有所区别,反映出页岩气层系沉积时物源和沉积环境有一定变化。

(2)元素地球化学分析为通许隆起西部下二叠统页岩气层系沉积环境研究提供了新的依据。综合分析表明,太原组上部至山西组下部层段沉积时期,离岸距离经历了远-近-远、沉积水体经历了深-浅-深的变化,气候相对温暖潮湿,主要发育过渡相咸水-淡水、弱还原-氧化的沉积环境,古生产力较高,为页岩气发育和富集提供了良好的基础,是区域页岩气勘探的有利层段。