盧龍飛，秦建中，申寶劍，騰格爾，劉偉新，張慶珍

(1.中國石化 油氣成藏重點實驗室，江蘇 無錫　214126；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫　214126)

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川東南涪陵地區(qū)五峰
—龍馬溪組硅質(zhì)頁巖的生物成因及其油氣地質(zhì)意義

盧龍飛1,2，秦建中1,2，申寶劍1,2，騰格爾1,2，劉偉新1,2，張慶珍1,2

(1.中國石化 油氣成藏重點實驗室，江蘇 無錫214126；2.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫214126)

摘要：為研究川東南地區(qū)五峰—龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)硅質(zhì)頁巖的成因，選取川東南涪陵頁巖氣探區(qū)鉆井巖心樣品，采用X射線衍射(XRD)、光學(xué)顯微鏡、環(huán)境掃描電子顯微鏡和能譜儀開展了巖石的礦物組成、微觀形貌和成分與結(jié)構(gòu)特征研究。五峰組和龍馬溪組下段頁巖的礦物組成以石英為主，向上至龍馬溪組中部和上部石英含量逐漸降低，黏土礦物含量明顯增加。鏡下觀察到大量具清晰圈層狀生長結(jié)構(gòu)和針狀結(jié)構(gòu)的生物殘體和碎屑，特別是在五峰組和龍馬溪組下段尤為豐富，外觀具有放射蟲和海綿骨針的典型形貌特征。前者內(nèi)部具有明顯的圈層和外部裙邊狀結(jié)構(gòu)，碎屑骨架與內(nèi)部充填物質(zhì)均為微晶石英；碎屑間更小粒級的石英顆粒則多呈不規(guī)則球狀或橢球狀，自形程度低，充填在礦物基質(zhì)中，應(yīng)屬生物硅質(zhì)溶解再沉淀形成的自生石英。后者則以較完整和碎屑兩種形式呈分散狀分布在礦物基質(zhì)中。五峰—龍馬溪組高豐度硅質(zhì)生物及其硅質(zhì)重結(jié)晶產(chǎn)物的存在，為該段硅質(zhì)頁巖的生物成因提供了直接證據(jù)，具有古生產(chǎn)力恢復(fù)、水體沉積環(huán)境追溯、微觀孔隙結(jié)構(gòu)和巖石力學(xué)分析等多方面重要的油氣地質(zhì)意義。

關(guān)鍵詞：石英；生物成因硅；硅質(zhì)頁巖；五峰—龍馬溪組；涪陵地區(qū)；川東南

隨著非常規(guī)油氣評價與勘探技術(shù)的進(jìn)步，烴源巖層系尤其是頁巖本身的資源評價與勘探已成為當(dāng)前油氣勘探領(lǐng)域的熱點[1-5]。我國南方中上揚子地區(qū)普遍發(fā)育多套海相富有機(jī)質(zhì)頁巖層系，最近在川東南焦石壩地區(qū)上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)五峰—龍馬溪組頁巖氣勘探的突破和成功開發(fā)，不僅實現(xiàn)了我國海相頁巖氣首個商業(yè)性發(fā)現(xiàn)，而且實現(xiàn)了我國頁巖氣的導(dǎo)向性突破，顯示出該套層系非常廣闊的頁巖氣前景[6-9]。

石英和黏土礦物是海相頁巖中最主要的兩大礦物組成[10-11]。海相泥頁巖中的二氧化硅通常認(rèn)為有3 種主要來源：陸地搬運而來的母巖風(fēng)化產(chǎn)物、海底火山噴發(fā)和深層熱液物質(zhì)以及生物的硅質(zhì)介殼和骨骼[12]。近年來許多新的研究表明，盆地內(nèi)部硅質(zhì)生物碎屑(蛋白石)的沉積作用對硅質(zhì)頁巖中石英的貢獻(xiàn)比以往所認(rèn)識的要大。Ormiston等(1993)在研究美國中南部North Aylesworth油田Woodford 組硅質(zhì)頁巖時，發(fā)現(xiàn)其中存在著大量的富含硅質(zhì)介殼的微體古生物(放射蟲、海綿等)殘體[13]，且硅質(zhì)生物碎屑的數(shù)量與頁巖微觀孔隙和頁巖氣產(chǎn)量存在著一定的關(guān)系[14]。美國馬塞勒斯頁巖和加拿大西部下侏羅統(tǒng)頁巖中也同樣含有大量生物成因的硅質(zhì)，且與高有機(jī)碳含量和頁巖氣的富集層段相一致[15-16]。此外，巴奈特頁巖的研究結(jié)果也顯示，其中45%的石英為富硅的放射蟲和海綿骨針殘體的蝕變產(chǎn)物[17]。上述研究不僅說明生物成因硅質(zhì)對硅質(zhì)頁巖的形成有明顯貢獻(xiàn)，而且顯示生物來源硅對硅質(zhì)頁巖的孔隙發(fā)育和巖石的壓裂性質(zhì)有重要影響，使得頁巖氣易于富集和壓裂產(chǎn)出，從而成為壓裂的優(yōu)選目標(biāo)層位。

然而目前針對我國南方海相五峰—龍馬溪組富有機(jī)質(zhì)頁巖層系中硅質(zhì)的成因和來源研究，特別是硅質(zhì)生物的貢獻(xiàn)研究還很少開展，極大地限制了海相頁巖氣勘探領(lǐng)域和范圍的擴(kuò)大。為此，本文選取川東南涪陵頁巖氣探區(qū)代表性鉆井巖心樣品，通過粉碎、自然斷面和氬離子拋光等樣品處理，應(yīng)用X射線衍射、環(huán)境掃描電子顯微鏡和能譜測定儀，開展了頁巖礦物組成和微觀顯微特征分析，考察石英含量變化，分析微結(jié)構(gòu)和成分特征，進(jìn)而探討硅質(zhì)頁巖的成因。

1樣品與分析

頁巖樣品采自川東南地區(qū)中國石化涪陵頁巖氣探區(qū)重點鉆井五峰組和龍馬溪組巖心樣品。

全巖礦物成分分析在德國布魯克公司D8 ADVANCE型X 射線衍射儀上完成，在溫度25 ℃和相對濕度50%的條件下，依據(jù)SY/T5163-2010標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測試。儀器條件：Cu靶，X射線管電壓40 kV、電流100 mA，掃描速度4°(2θ)/min，掃描步寬0.02°(2θ)。樣品處理是在無污染條件下將頁巖樣品破碎至200目，取5 g左右混合均勻的樣品粉末，采用正裝法制樣并進(jìn)行X射線衍射分析，全巖礦物的定量分析在Rockquan2012軟件平臺完成。

巖礦特征分析在偏光/熒光顯微鏡(徠卡DM4500P)上完成。選擇樣品的層面進(jìn)行巖石薄片的磨片制樣，分別制成巖石薄片和巖石光片。

顯微形貌分析主要在Quanta200環(huán)境掃描電子顯微鏡上完成。首先對巖石樣品做鍍金膜處理，然后選擇Quanta200掃描電鏡的高真空掃描模式對頁巖的微觀形貌和結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行觀察。工作參數(shù)設(shè)置為：電壓20 kV，工作距離7.5～25 mm，分辨率達(dá)到12 nm，放大倍數(shù)25～100 000。

2結(jié)果與討論

2.1頁巖礦物組成與顯微結(jié)構(gòu)特征

用X射線衍射方法對焦頁1井五峰組和龍馬溪組頁巖進(jìn)行全巖礦物組成分析，結(jié)果顯示石英含量普遍較高，在35%以上，尤其是龍馬溪組底部和五峰組中的石英含量最高，達(dá)到60%～85%。黏土礦物含量則與石英基本呈此消彼長關(guān)系，碳酸鹽與長石等礦物含量整體較低，它們與黏土礦物的含量在龍馬溪組底部和五峰組均為最低，在龍馬溪組上部最高。從衍射圖譜(圖1)中可以看出，五峰組2 414 m硅質(zhì)頁巖樣品中伊利石(001)、綠泥石(002 與004)和黏土礦物疊置峰(7.02?)的強度很低，向上至龍馬溪組底部頁巖(2 407 m)上述衍射峰的強度略微增加，至龍馬溪組上部頁巖(2 360 m)則明顯增強，斜長石、鉀長石、方解石和白云石衍射峰的強度變化也基本類同于黏土礦物變化趨勢。

不同礦物含量的縱向變化特征顯示，五峰組和龍馬溪組底部頁巖黏土與長石等碎屑礦物的含量很低，加之可能還有次生黏土的存在，說明碎屑礦物的貢獻(xiàn)量很小，因此作為主體礦物的石英并非陸源碎屑搬運、沉積的產(chǎn)物，而是盆內(nèi)原地化學(xué)沉積，特別是生物化學(xué)沉積作用的結(jié)果。

用光學(xué)顯微鏡對焦頁1井五峰組和龍馬溪組頁巖進(jìn)行結(jié)構(gòu)觀察，發(fā)現(xiàn)五峰組和龍馬溪組底部頁巖多具水平紋層理構(gòu)造，含大量的石英礦物顆粒，黏土礦物和長石、碳酸鹽等礦物較少，石英顆粒間大多充填黑色瀝青或受到瀝青浸染；石英顆粒大小不等，主要呈分散狀、斑狀和具有似生物形貌的球狀、似球狀分布，間夾其他不透明礦物(圖2)。

利用掃描電鏡進(jìn)行觀察，可見大量斑塊狀、團(tuán)塊狀的石英集合體和疊置的呈片狀、卵狀和橢球狀的石英顆粒(圖3)。前者具有一定的輪廓，含一定量的有機(jī)碳質(zhì)，直徑較大，大小在100～150μm范圍內(nèi)，可能為硅質(zhì)生屑經(jīng)埋藏、成巖由非晶態(tài)硅質(zhì)轉(zhuǎn)變形成的晶體石英集合體。后者則以顆粒形式產(chǎn)出，呈大小不等的液滴狀、圓球狀、帶棱似球狀，具隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，表面相對光滑細(xì)膩，大小在1～3 μm范圍內(nèi)，因其分布在集合體之間和其他礦物基質(zhì)中，故推斷為生物硅質(zhì)溶蝕和蝕變過程中釋放出的硅質(zhì)重結(jié)晶后形成的自生石英。另外，少量存在的黏土礦物主要以伊利石和綠泥石為主，呈薄片狀、薄層狀與硅質(zhì)顆粒及有機(jī)質(zhì)混雜堆積在一起，應(yīng)為成巖過程中形成的自生黏土礦物。

圖1　川東南涪陵地區(qū)焦頁1井五峰—龍馬溪組頁巖全巖X射線衍射圖譜Fig.1　X-ray diffraction pattern of bulk rocks from the Wufeng-Longmaxi formations in well Jiaoye1, Fuling area, southeastern Sichuan Basin

圖2　川東南涪陵地區(qū)焦頁1井五峰組與龍馬溪組 底部頁巖全巖光學(xué)顯微鏡下特征

a.硅質(zhì)巖，2 411.76 m，O3w，巖石薄片。致密塊狀，黑色，微層理不發(fā)育，以大量石英礦物為主，極細(xì)粒，均勻分布，粒間見黏土及有機(jī)質(zhì)浸染；b.硅質(zhì)巖，2 415.1 m, O3w，巖石薄片。微層理發(fā)育，薄片上呈灰黑色，見較多的細(xì)粒石英；c.硅質(zhì)巖，2 411.76 m，O3w，巖石光片。含少量方解石，細(xì)粒礦物為石英；d.硅質(zhì)巖，2 415.1 m，O3w，巖石光片。顆粒較小，石英及方解石較多，有粒間有機(jī)質(zhì)，見團(tuán)塊狀石英

Fig.2Photomicrographs of bulk rocks from the Wufeng-Longmaxi formations in well Jiaoye1,Fuling area, southeastern Sichuan Basin

圖3　川東南涪陵地區(qū)焦頁1井五峰組與龍馬溪組 底部硅質(zhì)頁巖掃描電鏡下特征

a.富含放射蟲硅質(zhì)頁巖，2 415.1 m，O3w，垂向自然斷面，垂直于層面； b. 富含海綿骨針硅質(zhì)頁巖，2 398.7 m，S1l，垂向自然斷面,平行于層面； c.a圖放射蟲結(jié)構(gòu)放大； d.a圖放射蟲結(jié)構(gòu)間硅質(zhì)膠結(jié)物放大

Fig.3Scanning electron microscopic photomicrograph of siliceous shale from the Wufeng-Longmaxi formations in well Jiaoye1, Fuling area, southeastern Sichuan Basin

2.2頁巖的生物成因證據(jù)

通過焦頁1井全井段巖心的掃描電鏡觀察，發(fā)現(xiàn)五峰—龍馬溪組下部層段頁巖中存在大量的具有生物結(jié)構(gòu)的礦物團(tuán)粒。圖4為五峰組硅質(zhì)頁巖不同放大倍數(shù)的掃描電鏡照片。在較大視域下，可以看到緊密排布的圓形和近圓形黑色和灰色致密團(tuán)塊(圖4a)，繼續(xù)放大觀察，發(fā)現(xiàn)這些致密團(tuán)塊主要由具裙帶狀環(huán)形外邊和環(huán)邊包裹的內(nèi)部實體物質(zhì)組成，有的環(huán)內(nèi)呈黑、灰色相間的花紋狀結(jié)構(gòu)特征，有的則呈灰色均質(zhì)實體結(jié)構(gòu)特征(圖4b)，顯示出明顯的生物結(jié)構(gòu)特征。

逐一對這些特征性結(jié)構(gòu)進(jìn)行細(xì)致觀察、對比，發(fā)現(xiàn)它們的環(huán)邊特征基本無明顯差別，環(huán)內(nèi)實體物質(zhì)則分為具環(huán)狀花紋和均一狀2類。前者主要呈現(xiàn)單個同心紋結(jié)構(gòu)或多個同心紋相互切割結(jié)構(gòu)等多種樣式(圖4c,d)，顯示它們歸屬于同一類生物體。同時由于具有多同心紋結(jié)構(gòu)的個體均大于單同心紋結(jié)構(gòu)的個體，多同心紋相互切割的結(jié)構(gòu)可能正是生物體內(nèi)細(xì)胞分裂、生長過程的反映，故推斷前者較后者更接近于成體。后者則呈較均一結(jié)構(gòu)，環(huán)邊向內(nèi)有一有機(jī)質(zhì)較多的過渡條帶。為進(jìn)一步明確它們的生物歸屬，對所得微觀生物結(jié)構(gòu)中的微晶顆粒進(jìn)行了密集的能譜分析(圖4c,d)，結(jié)果顯示這些生物結(jié)構(gòu)無論是環(huán)狀外邊還是環(huán)內(nèi)實體中的微顆粒均主要由硅、氧2種元素組成(表1)，說明其礦物組成主要是石英SiO2，同時還含有一定量的碳元素，也反映出與生物密切相關(guān)。該結(jié)果與X射線衍射的全巖分析結(jié)果(圖1)完全一致，因此可以確定是石英晶體無疑。根據(jù)上述微觀生物結(jié)構(gòu)和奧陶—志留紀(jì)該地質(zhì)時期所發(fā)育古生物的形貌特征，判斷它們是硅質(zhì)放射蟲的殘體或骨架碎屑經(jīng)成巖改造后的產(chǎn)物。上述裙帶狀環(huán)形外邊是放射蟲的囊壁或皮殼，內(nèi)部則是放射蟲的囊體和囊內(nèi)質(zhì)，經(jīng)成巖改造后現(xiàn)今則均以微晶石英形式存在。這些放射蟲個體普遍較大，主要為球形，囊壁厚且簡單，說明能夠習(xí)冷水生活[12]，反映出當(dāng)時可能為遠(yuǎn)離淡水補給和陸緣碎屑供應(yīng)的較深水體環(huán)境。由于制樣工作是垂直沉積層理面進(jìn)行的，因此獲得的大多是放射蟲體腔的橫切面圖像，這時放射蟲大多處于平躺狀，其特有的針刺狀構(gòu)造難以觀察到。

圖4　川東南涪陵地區(qū)焦頁1井五峰組與龍馬溪組 底部硅質(zhì)頁巖中放射蟲結(jié)構(gòu)掃描電鏡特征

a.富含放射蟲硅質(zhì)頁巖，2 415.1 m，O3w，垂直層面氬離子拋光； b. a圖局部放大，以硅質(zhì)為主，幾乎不含黏土； c.b圖左方放射蟲結(jié)構(gòu)放大，數(shù)字為能譜打點位置和編號；d.b圖下方放射蟲結(jié)構(gòu)放大，數(shù)字為能譜打點位置和編號
Fig.4Scanning electron microscope photomicrographs of radiolarian in siliceous shale from the Wufeng-Longmaxi formations in well Jiaoye1, Fuling area, southeastern Sichuan Basin

表1　圖4c中典型放射蟲結(jié)構(gòu)能譜分析結(jié)果Table 1　Energy spectrum analysis of typical radiolarian (Fig. 4c)　　　 %

此外，該層段還發(fā)育豐富的硅質(zhì)海綿骨針(圖3b)，主要以十字骨針和三軸六射骨針為主，呈雜亂式密集分布，以薄層的韻律形式往復(fù)出現(xiàn)。這些生物經(jīng)原地沉積和埋藏、成巖后由非晶態(tài)生物硅質(zhì)脫水轉(zhuǎn)化為結(jié)晶態(tài)的微晶石英，在形貌上表現(xiàn)為上述諸生物的碎屑或蝕變殘體以及硅質(zhì)膠結(jié)物。

除焦頁1井外，涪陵地區(qū)其他鉆井巖心五峰—龍馬溪組下部同樣發(fā)育上述放射蟲及海綿骨針富集層段，在川東和川南地區(qū)甚至整個揚子地區(qū)相同層位也廣泛發(fā)育[18-20]。硅質(zhì)頁巖中富含大量放射蟲以及海綿骨針等硅質(zhì)生物碎屑，并以它們?yōu)榈V物支撐格架，說明硅質(zhì)巖中的硅質(zhì)主要來源于這些生物的硅質(zhì)介殼和骨骼，屬海洋內(nèi)源沉積，而非陸源搬運而來[12, 21-23]。結(jié)合X射線衍射所提供的陸源碎屑礦物較少的結(jié)果，充分證明中上揚子地區(qū)盆內(nèi)的生物沉積作用是五峰—龍馬溪組下部層段硅質(zhì)頁巖形成的最主要原因。

2.3生物成因硅的油氣地質(zhì)意義

海洋水體中含有豐富的硅是放射蟲和海綿骨針等硅質(zhì)生物繁盛的基本條件。同時，硅又是其他海洋生物生長所必需的重要營養(yǎng)元素，其含量高低與水體中的初級生產(chǎn)力密切相關(guān)[ 24]，可有效指示大洋古生產(chǎn)力的大小。大量海洋調(diào)查的結(jié)果顯示高生物來源硅質(zhì)的富集層往往與高生產(chǎn)力的水體條件有很好的對應(yīng)性[ 25 ]。川東南地區(qū)五峰—龍馬溪組底部層段石英含量與有機(jī)碳含量成正相關(guān)[8,26-27]，正是硅既作為硅質(zhì)生物骨架元素又充當(dāng)其他生物營養(yǎng)元素雙重效應(yīng)的體現(xiàn)，硅質(zhì)生物的富集反映出該區(qū)晚奧陶世—早志留世富硅水體的初級生產(chǎn)力達(dá)到較高的水平，從而使總有機(jī)碳含量高。由于這一耦合關(guān)系的存在，生物成因的硅質(zhì)頁巖普遍具有有機(jī)碳含量較高的特征，因此是良好的烴源層[ 28-29 ]。

生物來源硅質(zhì)的存在還有利于頁巖中微觀孔隙的形成與保持。在透射電鏡下，生物來源非晶態(tài)的SiO2所組成的球體在三維空間作規(guī)則的最緊密堆積結(jié)構(gòu)，球體直徑可達(dá)100 nm，在大多數(shù)情況下，球體之間的孔隙為硅石所充填，并含有少量的水。當(dāng)開始溶解的時候，這些充填的硅石通常首先溶解，進(jìn)而產(chǎn)生多孔的結(jié)構(gòu)[ 30 ]。同時，這些硅質(zhì)生物體的結(jié)構(gòu)本身就具有極高的原生孔隙且連通性較好。放射蟲和海綿骨針等硅質(zhì)生物都具有一定的中空體腔，體腔所含的有機(jī)質(zhì)在埋藏過程中被分解后，體腔盡管會被次生石英、黏土礦物或有機(jī)顆粒局部或全部充填，但仍能夠保持部分開啟甚至完全開啟的狀態(tài)[ 31]，是頁巖氣體分子有效的存儲空間。此外，在成巖過程中，生物硅質(zhì)(蛋白石)還通過成巖作用轉(zhuǎn)變成剛性的晶態(tài)石英，大量的石英顆粒構(gòu)成一個相對剛性的格架，抗壓實能力增強，有利于頁巖中各類孔隙的保存。因此，生物成因的硅質(zhì)頁巖層系是頁巖氣的良好儲集體。

石英屬典型的脆性礦物，其含量越高，頁巖的脆性越好，可壓性就越強。生物成因的硅質(zhì)頁巖不僅石英含量高，脆性好，而且還由于硅質(zhì)生物骨架較疏松，在早成巖作用階段較陸源石英更易溶蝕，溶蝕出的硅又以膠結(jié)物的形式在沉積顆粒間沉淀下來，在頁巖中形成連片的硅質(zhì)膠結(jié)體系，在人工壓裂條件下，優(yōu)先破裂產(chǎn)生納米—微米級連通微裂縫(圖3a, b)，從而使硅質(zhì)頁巖層系易于壓裂。對五峰—龍馬溪組頁巖進(jìn)行的三軸應(yīng)力測試結(jié)果顯示，無論是泊松比還是楊氏模量均達(dá)到良好的標(biāo)準(zhǔn)[32]，與北美巴奈特頁巖特征相似，而其中下部豐富的生物來源硅質(zhì)則是提高脆性的重要因素。因此，具生物成因硅質(zhì)的頁巖層段是頁巖氣開發(fā)的優(yōu)選目標(biāo)層位。

3結(jié)語

(1)川東南涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組中下部硅質(zhì)頁巖石英含量極高，而黏土礦物和長石等碎屑礦物含量較少，其中富硅層段含有大量的放射蟲和海綿骨針等硅質(zhì)生物的碎屑和殘體，生物內(nèi)部結(jié)構(gòu)保存完整，以結(jié)晶態(tài)的石英集合體形式存在，構(gòu)成了硅質(zhì)巖的主要礦物支撐骨架，為該層段硅質(zhì)頁巖的生物成因和硅質(zhì)來源提供了強有力證據(jù)。

(2)生物成因硅質(zhì)巖的正確認(rèn)識不僅對揭示有利的富有機(jī)質(zhì)頁巖的沉積環(huán)境和恢復(fù)高古生產(chǎn)力有重要意義，而且對頁巖微觀結(jié)構(gòu)特征和孔隙連通性分析具有重要意義。同時，生物成因的硅質(zhì)頁巖層系脆性高，并具備頁巖氣“甜點”評價的多項關(guān)鍵要素，使得其分布層段成為頁巖氣開發(fā)的優(yōu)選目標(biāo)層位。

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(編輯徐文明)

文章編號：1001-6112(2016)04-0460-06

doi：10.11781/sysydz201604460

收稿日期：2016-03-10；

修訂日期：2016-06-10。

作者簡介：盧龍飛(1977—)，博士，從事油氣地球化學(xué)和非常規(guī)油氣地質(zhì)研究。E-mail:lulf.syky@sinopec.com。

基金項目：國家自然科學(xué)基金(U1562106)和中國石化科技部項目(P15097)資助。

中圖分類號：TE122.1

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Biogenic origin and hydrocarbon significance of siliceous shale from the Wufeng-Longmaxi formations in Fuling area, southeastern Sichuan Basin

Lu Longfei1,2, Qin Jianzhong1,2, Shen Baojian1,2, Tenger1,2, Liu Weixin1,2, Zhang Qingzhen1,2

(1. SINOPEC Key Laboratory of Hydrocarbon Accumulation, Wuxi, Jiangsu 214126, China;2.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,Wuxi,Jiangsu214126,China)

Abstract:Drill core samples were collected from the Fuling area in the southeastern Sichuan Basin to study the origin of siliceous shale rich in organic matter in the Wufeng-Longmaxi formations. X-ray diffraction, optical microscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were applied to study the mineral components, micro-morphology and structure of the samples. Quartz is dominant in the lower part of Wufeng-Longmaxi formations, and decreases gradually upwards, while clay content increases. Abundant biological residue and debris with circled growth structure and needle structure were clearly observed, especially in the Wufeng Formation and the lower part of Longmaxi Formation. The circled structure has a skirt-like boundary, and was filled with microcrystalline quartz. Smaller quartz grains among biological residues are like irregular balls or ellipsoids. They are not idiomorphic, and are authigenic quartz via silica precipitation from siliceous organism dissolution. Debris scattered in mineral matrix, either in complete or clastic form. The enrichment of siliceous organisms and siliceous recrystallization provide direct biogenic evidence for siliceous shale in the Wufeng-Longmaxi formations, which has an important significance for potential hydrocarbon recovery, water sedimentary environment trace, micro-pore and fracture structure, and rock mechanics analysis.

Key words:quartz; biogenic silica; siliceous shale; Wufeng-Longmaxi formations; Fuling area; southeastern Sichuan Basin