徐祖新，韓淑敏，王啟超

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司，河北涿州072750；3.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京102249）

中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖儲層中黃鐵礦特征及其油氣意義

徐祖新1，韓淑敏2，王啟超3

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油集團東方地球物理勘探有限責任公司，河北涿州072750；3.中國石油大學（北京）地球科學學院，北京102249）

黃鐵礦是富有機質沉積的特征礦物，是恢復沉積環(huán)境的重要指標，也可以指示頁巖的含油氣性?；跉咫x子拋光-掃描電鏡（Ar-SEM）技術獲得陡山沱組頁巖高分辨率掃描電鏡圖像，利用ImageJ軟件統(tǒng)計和分析草莓狀黃鐵礦粒徑大小，探討黃鐵礦含量和吸附氣含量之間的關系。結果表明：①陡山沱組頁巖中草莓狀黃鐵礦粒徑小，代表其經(jīng)歷了較長時間的靜水缺氧沉積環(huán)境，對有機質的富集和保存均有利，為頁巖氣的形成提供了良好的沉積條件；②陡山沱組頁巖儲層中黃鐵礦含量與吸附氣含量呈正相關關系，根據(jù)黃鐵礦的含量可以預測頁巖吸附氣；③鐵含量越高越有利于有機質富集，而有機質含量的高低直接影響著頁巖氣的生成能力和賦存能力，根據(jù)平面上黃鐵礦的富集程度可以預測頁巖含氣區(qū)。

頁巖儲層；沉積環(huán)境；草莓狀黃鐵礦；陡山沱組；中揚子地區(qū)

0　引言

近年來，頁巖氣勘探在美國獲得了巨大的成功，引起了廣泛的關注。國內(nèi)外學者從成藏機理、成藏條件、儲層孔隙結構特征、測井評價、資源評價和壓裂開采等方面對頁巖氣進行了深入的研究［1-10］，但對頁巖沉積環(huán)境的研究相對較少，而利用草莓狀黃鐵礦的形態(tài)特征研究頁巖沉積環(huán)境更鮮有報道。頁巖儲層與常規(guī)儲層不同，沉積環(huán)境對頁巖儲層的控制作用更為明顯［11］。沉積環(huán)境不僅控制頁巖的厚度、分布面積及有機碳含量（TOC）等，而且還影響沉積巖石類型以及礦物組分。巖石類型以及礦物組成差異又控制了頁巖儲層物性特征，進而影響頁巖氣的聚集［11］。因此，研究頁巖的沉積環(huán)境對查明頁巖氣的形成條件和頁巖儲層物性特征均具有重要意義。

中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖有機質含量高、有機質類型好、熱演化程度高，多數(shù)已達到成熟—過成熟階段，是有效頁巖氣氣源巖。國內(nèi)外學者在研究海相頁巖儲層時，已發(fā)現(xiàn)過草莓狀黃鐵礦的存在［12-14］，但是并未對其足夠重視。黃鐵礦是富有機質沉積的特征礦物，也是恢復沉積環(huán)境的重要指標，它常以自形晶體和草莓狀集合體的形式出現(xiàn)，并存在于現(xiàn)代缺氧沉積物和古代沉積巖中［15］。草莓狀黃鐵礦是沉積巖中黃鐵礦的常見類型，直徑通常為1.0～20.0μm，由數(shù)百至數(shù)萬個等大小且同形態(tài)微晶組成。在不同氧化-還原環(huán)境中形成的黃鐵礦特征不同，因此可以根據(jù)黃鐵礦的形態(tài)差異來判斷沉積環(huán)境［16］。此外，黃鐵礦含量和頁巖儲層含油氣性存在一定的正相關關系［17-18］，可以根據(jù)黃鐵礦的含量研究頁巖的含油氣性特征。同時，鐵含量高有利于有機質富集［19-21］，而有機質含量越高越有利于頁巖氣的生成和賦存，因此可以根據(jù)平面上黃鐵礦的富集程度來預測頁巖含氣區(qū)［17］。

筆者根據(jù)中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖儲層中草莓狀黃鐵礦的粒徑特征，對該頁巖形成時的沉積環(huán)境進行分析，并探討黃鐵礦含量和頁巖含氣量之間的關系，以期為中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖氣綜合地質評價提供依據(jù)。

1　地質背景

中揚子地區(qū)位于揚子板塊中部，南有江南造山帶，北有東秦嶺造山帶，總面積約15.5萬km2［22］（圖1）。其盆地演化可分為5個時期：加里東克拉通（Z-O2）、前陸盆地（O3-S）及海西—早印支（D-T2）克拉通盆地期，晚印支—早燕山（T3-J2）前陸原型盆地沉積演化期，早燕山末（J3-K1）陸內(nèi)盆地強烈褶皺變形期，晚燕山—早喜山（K2-E）盆地伸展改造期和晚喜山（N-Q）盆緣強烈擠壓變形期［22］。

圖1　中揚子地區(qū)構造單元劃分（據(jù)文獻［22］修改）Fig.1 Tectonic unitdivision ofm idd le Yangtzearea

中揚子地區(qū)上震旦統(tǒng)陡山沱組是海侵范圍擴大后，在海盆區(qū)的半深水—深水環(huán)境下形成的產(chǎn)物，以黑色細碎屑巖與深色含硅質薄層或條帶的碳酸鹽巖組合為特征，其中發(fā)育黃鐵礦。該組自下而上分為4個巖性段：第一段與第三段均為白色碳酸鹽巖，第二段與第四段均為黑色炭質頁巖。4個巖性段在中揚子地區(qū)均分布穩(wěn)定，常被稱為下白云巖段、下頁巖段、上白云巖段和上頁巖段。研究區(qū)陡山沱組厚度一般為100～200m，與下伏南沱組呈假整合接觸，與上覆燈影組呈整合接觸。

2　樣品采集和研究方法

筆者在中揚子地區(qū)黃陵背斜南翼的DS1井采集了10塊陡山沱組頁巖樣品（圖2），它們分布于整個陡山沱組，能夠反映陡山沱組沉積時的氧化-還原環(huán)境。

頁巖儲層結構致密，孔隙微小，一般以納米級孔隙為主，而且頁巖樣品的自然斷面一般很粗糙，還常被一些脫落的碎屑覆蓋。因此，其研究方法包括以下步驟：①用氬離子拋光的方法對頁巖樣品進行處理，去除樣品表面凹凸不平的部分及附著物，得到一個非常平整的面；②利用高分辨率掃描電鏡觀察草莓狀黃鐵礦的圖像，其圖像比未經(jīng)氬離子拋光的圖像更清晰［23］；③利用ImageJ圖像處理軟件統(tǒng)計草莓狀黃鐵礦的粒徑大小。

圖2　中揚子地區(qū)陡山沱組地層綜合柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column of Doushantuo Formation inm iddle Yangtzearea

同時，對采集的10塊陡山沱組頁巖樣品進行了X射線衍射黏土礦物和等溫吸附實驗。X射線衍射黏土礦物分析所用儀器為D8 DISCOVER型，等溫吸附實驗所用儀器為ISO-200型。實驗結果如表1所列，其中黃鐵礦的質量分數(shù)為1.1%～9.4%，平均為5.11%。

表1　中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖礦物質量分數(shù)及吸附氣質量體積Table 1 M ass fraction and adsorption volume of shale of Doushantuo Formation inm idd le Yangtze area

3　頁巖中草莓狀黃鐵礦的粒徑特征

草莓狀黃鐵礦是指由等粒徑的亞微米級黃鐵礦晶體或微晶體緊密堆積而成，形似草莓的黃鐵礦球形集合體［24-26］，其直徑通常為數(shù)微米到幾十微米。草莓狀黃鐵礦具有獨特的形狀和結構特征，在掃描電鏡下很容易被辨認出來（圖版Ⅰ）。樣品中的黃鐵礦大部分以球形的草莓狀集合體形式出現(xiàn)，自形晶體黃鐵礦較少見。大部分草莓狀黃鐵礦個體保存完整，而且邊緣清晰，沒有次生加大邊的出現(xiàn)，有利于觀察和測量其草莓體直徑大小。

草莓狀黃鐵礦的形成與環(huán)境有密切的關系，利用草莓狀黃鐵礦的形態(tài)特征可以判斷其沉積環(huán)境的氧化-還原狀態(tài)［27-28］。一般來講，在缺氧環(huán)境下形成的草莓狀黃鐵礦的平均粒徑很小，一般為2.7～3.2μm，缺乏粒徑大的草莓狀黃鐵礦，且在靜水盆地中形成的草莓狀黃鐵礦的粒徑普遍偏小，并缺少變化［29］；在氧化環(huán)境中形成的草莓狀黃鐵礦生長慢，粒徑大［29］。Wilkin等［27］指出草莓狀黃鐵礦在形成后其形狀、大小和結構都較穩(wěn)定，不再受成巖作用的影響，甚至不隨成巖過程中礦物的變化而變化。因此，測量頁巖中草莓狀黃鐵礦的粒徑大小，可以研究頁巖的沉積環(huán)境。

利用ImageJ軟件可以自動統(tǒng)計掃描電鏡圖像中草莓狀黃鐵礦顆粒的數(shù)量、粒徑、面積和周長等參數(shù)［30-32］。表2為中揚子地區(qū)陡山沱組10塊頁巖樣品的草莓狀黃鐵礦粒徑的統(tǒng)計結果。

表2　中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖草莓狀黃鐵礦粒徑分布Table 2 Framboid pyrite size and distribution of shale of Doushantuo Formation inm iddle Yangtze area

Wilkin等［27］提出硫化和氧化（包括次氧化）環(huán)境下沉積的草莓狀黃鐵礦平均粒徑分別為（5.0士1.7）μm和（7.7士4.1）μm。他們認為硫化環(huán)境下僅有低于4%的草莓狀黃鐵礦的粒徑大于10μm，而非硫化環(huán)境下則有相當多（10%～50%）的草莓狀黃鐵礦的粒徑大于10μm。從表2可以看出，中揚子地區(qū)陡山沱組草莓狀黃鐵礦平均粒徑較?。?.82～5.76μm），只有一塊具有磷結核產(chǎn)出的頁巖樣品（YL-3）中草莓狀黃鐵礦的平均粒徑大于5μm，其余草莓狀黃鐵礦的平均粒徑均小于5μm。

Newton［33］利用草莓狀黃鐵礦的最大粒徑（MFD）來區(qū)分沉積環(huán)境是硫化的還是氧化的，一般氧化環(huán)境下MFD值大，而硫化環(huán)境下MFD值小。在硫化環(huán)境下草莓狀黃鐵礦的MFD值一般小于20μm，而氧化環(huán)境下草莓狀黃鐵礦的MFD值會大于20μm。陡山沱組草莓狀黃鐵礦的MFD值為9.21～13.82μm（參見表2）。

中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖草莓狀黃鐵礦的平均粒徑和MFD值基本都落在硫化的沉積環(huán)境內(nèi)。因此，可以判斷中揚子地區(qū)上震旦統(tǒng)陡山沱組沉積期長期為缺氧環(huán)境，只在磷結核層沉積期出現(xiàn)了短期的氧化環(huán)境，但是很快又回到了缺氧環(huán)境。這種長期存在的缺氧環(huán)境，有利于有機質的聚集和保存，且有利于頁巖氣的形成。

4　頁巖中黃鐵礦的油氣意義

頁巖含氣量是頁巖氣資源評價和有利區(qū)優(yōu)選的關鍵參數(shù)。目前頁巖含氣量的獲取主要有2種方法：①通過解吸法分別測量解吸氣、殘余氣和損失氣含量；②利用等溫吸附實驗和測井解釋等方法分別計算頁巖中的吸附氣與游離氣含量。解吸法測量結果容易受取心方式和損失氣量估算不準等因素的影響；吸附氣量的估算需要綜合考慮TOC、溫度和壓力等因素對頁巖吸附能力的影響，應建立適當?shù)奈綒夂抗浪隳Ｐ?；游離氣含量估算的關鍵是確定頁巖的有效孔隙度和含氣飽和度。

圖3　中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖中黃鐵礦含量和吸附氣質量體積的關系Fig.3 Relationship between pyrite contentand adsorbed gascontentof shale of Doushantuo Formation inm iddle Yangtze area

根據(jù)實驗分析結果，中揚子地區(qū)上震旦統(tǒng)陡山沱組頁巖儲層中黃鐵礦含量和吸附氣含量呈正相關關系（圖3）。這主要是因為鐵離子是有機質沉積必需的物質，鐵含量高有利于有機質富集，這間接表明黃鐵礦增加含氣量隨之增加。但是兩者的擬合系數(shù)（R2）小于1，說明還有其他因素影響頁巖吸附氣的含量，如頁巖的有機質含量和頁巖物性等。對老井開展頁巖氣復查工作，如果前期測試沒有含氣量數(shù)據(jù)，那么可以根據(jù)X射線衍射黏土礦物含量測得黃鐵礦的含量，并間接估算頁巖的含氣量。

頁巖儲層中常發(fā)育黃鐵礦粒間孔，可以為頁巖氣提供賦存空間（圖版Ⅰ）。硅質頁巖中的黃鐵礦晶粒多為單獨分布，黃鐵礦脫落形成的晶間孔較常見。Loucks等［34］認為這種孔隙在頁巖基質中通常是孤立存在的，可以為頁巖氣賦存提供空間，但是孔隙間的連通性差，不利于頁巖氣的滲流；有的學者［13，35］在草莓狀黃鐵礦附近發(fā)現(xiàn)了有機質殘余物，它們通常存在于黃鐵礦微球粒的周圍，具有很強的吸附氣體的能力。因此，黃鐵礦含量和吸附氣含量呈一定的正相關關系，同時表明黃鐵礦粒間孔與有機質源區(qū)存在一定聯(lián)系，從某種程度上肯定了黃鐵礦粒間孔的頁巖氣意義。

如前所述，有機質含量的高低直接影響著頁巖中天然氣的生成能力和賦存能力［17］。Shiley等［36］認為在伊利諾斯盆地肯塔基州，可以根據(jù)巖心中鐵離子的含量預測天然氣大量聚集的地區(qū)。聶海寬等［17］認為頁巖儲層中黃鐵礦含量和TOC也呈正相關關系。TOC是頁巖氣聚集最重要的控制因素，它不僅控制著頁巖的彈性和裂縫的發(fā)育程度，更重要的是控制著頁巖的含氣量。因此，可以根據(jù)黃鐵礦的富集程度預測頁巖儲層在平面上的含氣區(qū)。這在一定程度上可以彌補頁巖含氣量測試數(shù)據(jù)過少的缺陷。限于資料，本次研究未能做出中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖儲層黃鐵礦含量等值線圖，但在資料豐富的地區(qū)，可以做出黃鐵礦含量等值線圖，并可在一定程度上預測頁巖含氣區(qū)。

5　結論

（1）中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖儲層中草莓狀黃鐵礦粒徑較小，代表其經(jīng)歷了較長時間的靜水缺氧沉積環(huán)境，對有機質的富集和保存均有利，為頁巖氣的形成提供了良好的沉積條件。

（2）中揚子地區(qū)陡山沱組頁巖中黃鐵礦含量和吸附氣含量呈正相關關系，因此可以根據(jù)黃鐵礦的含量預測頁巖吸附氣含量。

（3）鐵離子是有機質沉積必需的物質，鐵含量高有利于有機質富集，而有機質含量的高低直接影響著頁巖氣的生成能力和賦存能力，因此可以根據(jù)平面上黃鐵礦的富集程度預測中揚子地區(qū)頁巖含氣區(qū)。

（References）：

［1］張金川，金之鈞，袁明生.頁巖氣成藏機理和分布［J］.天然氣工業(yè)，2004，24（7）：15-18. Zhang Jinchuan，Jin Zhijun，Yuan Mingsheng.Reservoiringmechanism ofshalegasand itsdistribution［J］.NaturalGas Industry，2004，24（7）：15-18.

［2］霍鳳斌，張濤，徐發(fā)，等.“兩層·六端元”頁巖評價方法在下?lián)P子地區(qū)的應用［J］.巖性油氣藏，2013，25（3）：87-91. Huo Fengbin，Zhang Tao，Xu Fa，etal.Application of“two layerand six terminal element”shale evaluationmethod in Lower Yangtze area［J］.Lithologic Reservoirs，2013，25（3）：87-91.

［3］熊鐳，張超謨，張沖，等.A地區(qū)頁巖氣儲層總有機碳含量測井評價方法研究［J］.巖性油氣藏，2014，26（3）：74-78. Xiong Lei，Zhang Chaomo，Zhang Chong，etal.Research on logging evaluationmethod of TOC contentofshalegas reservoir in A area［J］.Lithologic Reservoirs，2014，26（3）：74-78.

［4］張小龍，張同偉，李艷芳，等.頁巖氣勘探和開發(fā)進展綜述［J］.巖性油氣藏，2013，25（2）：116-122. Zhang Xiaolong，Zhang Tongwei，LiYanfang，etal.Research advance in exploration and developmentofshalegas［J］.Lithologic Reservoirs，2013，25（2）：116-122.

［5］羅健，戴鴻鳴，邵隆坎，等.四川盆地下古生界頁巖氣資源前景預測［J］.巖性油氣藏，2012，24（4）：70-74. Luo Jian，DaiHongming，Shao Longkan，etal.Prospectprediction for shale gas resources of the Lower Paleozoic in Sichuan Basin［J］.Lithologic Reservoirs，2012，24（4）：70-74.

［6］郭秋麟，周長遷，陳寧生，等.非常規(guī)油氣資源評價方法研究［J］.巖性油氣藏，2011，23（4）：12-19. Guo Qiulin，Zhou Changqian，Chen Ningsheng，et al.Evaluation methods for unconventional hydrocarbon resources［J］.Lithologic Reservoirs，2011，23（4）：12-19.

［7］Guidry FK，Houston R，Walsh JW.Well Log Interpretation ofa Devonian Gas Shale：An example analysis［R］.SPE 26932，1993：393-394.

［8］Shelley B，Johnson B J，F(xiàn)ielder EO，etal.Dataanalysisofbarnett shale completions［R］.SPE 100674，2008.

［9］Lewis R，Ingraham D，Pearcy M，etal.New evaluation techniques for gas shale reservoirs［C］.Schlumberger：Reservoir Symposium，2004：1-11.

［10］Grieser B，Halliburton JB.Identification of production potential in unconventional reservoirs［R］.SPE 106623，2007.

［11］王陽，陳潔，胡琳，等.沉積環(huán)境對頁巖氣儲層的控制作用——以中下?lián)P子區(qū)下寒武統(tǒng)筇竹寺組為例［J］.煤炭學報，2013，38（5）：845-850. Wang Yang，Chen Jie，Hu Lin，etal.Sedimentaryenvironmentcontrol on shalegas reservoir：A case study of Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in the Middle Lower Yangtze area［J］.Journal of China Coal Society，2013，38（5）：845-850.

［12］LoucksRG.，Ruppel SC.Mississippian barnett shale：lithofacies and depositionalsettingofa deep-water shale-gassuccession in the FortWorth Basin，Texas［J］.AAPGBulletin，2007，91（4）：579-601.

［13］吳勘，馬強分，馮慶來.鄂西建始中二疊世孤峰組孔隙特征及頁巖氣勘探意義［J］.地球科學——中國地質大學學報，2012，37（增刊2）：175-183. Wu Kan，MaQiangfen，F(xiàn)engQinglai.Middlepermian pore characteristics and shale gas exploration significance from the Gufeng Formation in Jianshi，Western Hubei［J］.Earth Science—Journalof ChinaUniversityofGeosciences，2012，37（S2）：175-179.

［14］VergésE，TostD，AyalaD，etal.3D poreanalysisofsedimentary rocks［J］.SedimentaryGeology，2011，234：109-115.

［15］常華進，儲雪蕾.草莓狀黃鐵礦與古海洋環(huán)境恢復［J］.地球科學進展，2011，26（5）：475-481. ChangHuajin，Chu Xuelei.Pyrite framboidsand palaeo-ocean redox condition reconstruction［J］.Advances in Earth Science，2011，26（5）：475-481.

［16］吳朝東.湘西震旦—寒武紀交替時期古海洋環(huán)境的恢復［J］.地學前緣，2000，7（增刊2）：45-57. Wu Zhaodong.Aancientmarine environment during the recovery period of Sinian-Cambrian［J］.Earth Science Frontiers，2000，7（S2）：45-57.

［17］聶海寬，張金川.頁巖氣聚集條件及含氣量計算——以四川盆地及其周緣下古生界為例［J］.地質學報，2012，86（2）：349-361. Nie Haikuan，Zhang Jinchuan.Shale gasaccumulation conditions and gascontentcalculation：A case study of Sichuan basin and its periphery in the Lower Paleozoi［J］.Acta Geologica Sinica，2011，86（2）：349-361.

［18］鄒才能，陶士振，侯連華，等.非常規(guī)油氣地質［M］.北京：地質出版社，2011：140-151. Zou Caineng，Tao Shizhen，Hou Lianhua，etal.Theunconventional oiland gasgeology［M］.Beijing：GeologyPress，2011：140-151.

［19］Canfield D，Raiswell R，Westrich J，et al.The use of chromium reduction in the analysisof reduced inorganic sulfur in sediments and shales［J］.ChemicalGeology，1986，51（1/2）：149-155.

［20］Kaplan IR，Bird K J，Tailleur IL.Sourceofmolten elementalsulfur and hydrogen sulfide from the Inigokwell，northern Alaska［J］.AAPG Bulletin，2012，96（2）：337-354.

［21］BernerRA，De Leeuw JW，SpiroB，etal.Sulphate reduction，organic matter decomposition and pyrite formation（and discussion）［J］. Philosophical Transactionsof the Royal Society of London，1985，315（1531）：25-38.

［22］王韶華.中揚子震旦統(tǒng)油氣藏特征及勘探潛力［D］.武漢：中國地質大學，2010. WangShaohua.Siniangas reservoircharacteristicsand exploration potentialofMiddle Yangtzearea［D］.Wuhan：China Universityof Geosciences，2010.

［23］陳一鳴，魏秀麗，徐歡.北美頁巖氣儲層孔隙類型研究的啟示［J］.復雜油氣藏，2012，5（4）：19-22. Chen Yiming，Wei Xiuli，Xu Huan.Suggestions from the research ofpore typesofshale gas reservoir in North America［J］.Complex Hydrocarbon Reservoirs，2012，5（4）：19-22.

［24］李洪星，陸現(xiàn)彩，邊立曾，等.草莓狀黃鐵礦微晶形態(tài)和成分的地質意義——以棲霞組含泥灰?guī)r為例［J］.礦物學報，2012，32（3）：443-448. LiHongxing，Lu Xiancai，Bian Lizeng，etal.Geologicalsignificance ofmicrocrystallinemorphologyand compositionof framboidspyrite：A case study ofmarl of Chihsia Formation［J］.Acta Mineralogica Sinica，2012，32（3）：443-448.

［25］Love LG，AmstutzGC.Review ofmicroscopic pyrite from theDevonian ChattanoogaShaleand RammelsbergBanderz［J］.FortschriftMineralogie，1966，43：273-309.

［26］Rickard DT.Theorigin of framboids［J］.Lithos，1970，3（3）：269-293.

［27］Wilkin RT，BarnesH L，Brantley SL.Thesizedistribution of framboidal pyrite in modern sediments：An indicator of redox conditions［J］.GeochimicaetCosmochimica Acta，1996，60（20）：3897-3912.

［28］Zhou Chuanming，Jiang Shaoyong.Palaeoceanographic redox environments for the lower Cambrian Hetang Formation in south China：Evidence from pyrite framboids，redox sensitive trace elements，and spongebiotaoccurrence［J］.Palaeogeography Palaeoclimatology Palaeoecology，2009，271（3/4）：279-286.

［29］楊雪英，龔一鳴.莓狀黃鐵礦：環(huán)境與生命的示蹤計［J］.地球科學——中國地質大學學報，2011，36（4）：643-658. Yang Xueying，GongYiming.Pyrite framboid：Indicatorofenvironments and life［J］.Earth Science—JournalofChinaUniversityofGeosciences，2011，36（4）：643-658.

［30］王銀改.ImageJ軟件在檢驗醫(yī)學圖像分析處理中的應用［J］.中華檢驗醫(yī)學雜志，2005，28（7）：747-748. Wang Yingai.ImageJsoftware inmedical imageanalysisprocessing ofapplications［J］.Chinese Journalof LaboratoryMedicine，2005，28（7）：747-748.

［31］王銀改，王清改，翟素平.ImageJ軟件輔助分析在網(wǎng)織紅細胞計數(shù)中的應用［J］.臨床檢驗雜志，2005，23（3）：210-211. Wang Yingai，WangQinggai，ZhaiSuping.Theapplication of ImageJ software in the red blood cellcount［J］.Chinese JournalofClinical Laboratory Scienc，2005，23（3）：210-211.

［32］宋玉丹.ImageJ在礦物初碎檢測中的應用［D］.太原：太原理工大學，2008. Song Yudan.Study on theapplication of Image in themineral［D］. Taiyuan：Taiyuan UniversityofTechnologyMaster'sThesis，2008.

［33］Newton R.Pyrite framboid diameterasameasureofoxygen deficiency in ancientmudrocks［J］.American Journal of Science，1998，298（7）：537-552.

［34］LoucksRG，Reed RM，Ruppel SC，etal.Morphology，genesis，and distribution ofnanometer-scalepores in siliceousmudstonesof the Mississippian BarnettShale［J］.JournalofSedimentary Research，2009，79：848-861.

［35］CurtisM E，Sondergeld CH，Ambrose R J，etal.Microstructural investigationofgasshalesin twoand threedimensionsusingnanometerscale resolution imaging［J］.AAPGPulletin，2012，96（4）：665-677.

［36］ShileyRH，CluffRM，Dkerson DR，etal.Correlationofnaturalgas contentto iron speciesin theNew Albanyshalegroup［J］.Fuel，1981. 60（8）：732-738.

圖版Ⅰ

（本文編輯：李在光）

Characteristicsof pyrite and itshydrocarbon significanceof shale reservoir of Doushantuo Formation inm iddle Yangtzearea

XU Zuxin1，HAN Shumin2，WANGQichao3
（1.PetroChina Research Institute ofPetroleum Exploration&Development，Beijing 100083，China；2.Bureau ofGeophysics Prospecting Inc.，CNPC，Zhuozhou 072750，Hebei，China；3.College ofGeosciences，China University ofPetrdeum，Beijing 102249，China）

Pyrite isamineralwith the deposition ofabundantorganicmatter，and it isnotonly an important index to restore sedimentary environment，but also can indicate the characteristics of oil and gas in shale reservoirs.This paperused argon-ion polishing-scanning electronmicroscopy（Ar-SEM）techniquesand ImageJsoftware to study grain size and hydrocarbon significance of shale reservoir ofDoushantuo Formation in theMiddle Yangtze area.The results show that：①the framboids pyrite in shale of Doushantuo Formation is of small particle size，showing a long anoxic sedimentary environment，which is better for the deposition and preservation of organic matter and provides good conditions for the formation ofshale gas；②the contentofpyrite has positive correlationwith the contentofadsorbed gas in the shale of Doushantuo Formation，thuswe can predicate adsorbed gas in shale according to the content of pyrite；③iron is the necessarymaterial for deposition oforganicmatter，high iron content isbeneficial to the enrichment oforganicmatter，and the organicmatter content influences the shale gas generation and storage capacity，sowe can predicatemaximum shalegas-bearingareaaccording to theenrichmentdegreeofpyrite.

shale reservoirs；sedimentary environment；framboids pyrite；Doushantuo Formation；middle Yangtze area

TE122.2

A

1673-8926（2015）02-0031-07

2014-05-05；

2014-07-10

中國石油重大科技專項“成熟探區(qū)油氣分布規(guī)律與精細勘探技術研究”（編號：2011D-07）資助

徐祖新（1988-），男，中國石油勘探開發(fā)研究院在讀博士研究生，研究方向為非常規(guī)油氣地質。地址：（100083）北京市海淀區(qū)學院路20號910信箱地質所239室。E-m ail：xuzuxin-20081234@163.com。