朱文博，張訓(xùn)華，王修齊，曲中黨，黃正清，周道容

(1.中國(guó)海洋大學(xué) 海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東 青島 266100；2.南京地質(zhì)調(diào)查中心，南京 210016；3.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266071)

近年來，頁巖氣的勘探與開發(fā)在國(guó)內(nèi)外均取得了巨大進(jìn)展，如美國(guó)的Barnett、Haynesville、Marcellus、Utica等一批頁巖氣田相繼得到開發(fā)[1-3]，國(guó)內(nèi)在中上揚(yáng)子地區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了涪陵、長(zhǎng)寧、昭通、威遠(yuǎn)等頁巖氣田[4-5]。下?lián)P子地區(qū)與上揚(yáng)子地區(qū)相比，具有統(tǒng)一的構(gòu)造動(dòng)力學(xué)背景、相似的沉積—構(gòu)造演化過程以及富有機(jī)質(zhì)泥頁巖發(fā)育層位[6]，但一直未獲得油氣突破。

下寒武統(tǒng)荷塘組(蘇北地區(qū)為幕府山組)是下?lián)P子地區(qū)富有機(jī)質(zhì)泥頁巖主要層系，受“一臺(tái)兩盆”的構(gòu)造格局影響，主要分布在蘇北、皖南、浙西地區(qū)[7]。針對(duì)浙西地區(qū)，前人研究認(rèn)為沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高(平均為4.5%)，但熱演化程度過高，EqVRo介于3.0%～4.94%之間，處于過成熟—準(zhǔn)變質(zhì)階段，嚴(yán)重制約油氣成藏[8-10]。本次研究通過野外剖面露頭采樣取得新進(jìn)展，在浙西江山—開化地區(qū)發(fā)現(xiàn)熱演化相對(duì)較低區(qū)域。本文圍繞低熱演化區(qū)，以浙西區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料、最新鉆探的井下資料為基礎(chǔ)，從沉積展布特征，有機(jī)質(zhì)豐度、類型、成熟度、稀土元素等地化特征，礦物組成、孔隙度、滲透率等物性特征，重新對(duì)江山—桐廬地區(qū)下寒武統(tǒng)荷塘組的頁巖氣成藏基礎(chǔ)與勘探前景進(jìn)行探討。

1 地質(zhì)構(gòu)造背景

江山—桐廬地區(qū)處在浙江省西北部，在構(gòu)造區(qū)劃上屬于下?lián)P子地塊錢塘坳陷，南以江山—紹興斷裂為界，北以天目山—白際山斷裂為界(圖1a)。浙西地區(qū)早晉寧期構(gòu)造旋回以NEE方向的緊密線型褶皺構(gòu)造變形為特征；晉寧構(gòu)造旋回以NE向?qū)捑徯婉薨櫈樘攸c(diǎn)，兩者構(gòu)造線具微小的交角。華力西—印支旋回形成NE向緊密線型褶皺構(gòu)造及伴隨產(chǎn)生的走向斷層。印支期及燕山早期，斷層承襲了基底剪切性斷裂方向呈NE向，部分為EW向或NW向；至燕山晚期，斷裂向NNE轉(zhuǎn)變，同時(shí)NW及NE走向斷裂也得到發(fā)育；喜馬拉雅期，除早期斷裂繼續(xù)活動(dòng)外，還形成了SN向斷裂[11]。

在地層上，以江山—紹興拼合帶為界線，浙西北地區(qū)屬于江南地層大區(qū)，浙東南地區(qū)屬于華南地層大區(qū)[11]。下寒武統(tǒng)荷塘組為靜水滯留盆地沉積的含磷碳硅質(zhì)巖，下段為硅質(zhì)頁巖、黑色碳質(zhì)頁巖夾石煤層，含磷結(jié)核及少量黃鐵礦結(jié)核；中段為灰至灰黑色薄層灰?guī)r，含磷白云質(zhì)灰?guī)r夾鈣質(zhì)頁巖；上段為灰色薄層白云巖、條帶狀白云質(zhì)灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r(圖1b)。以石煤層與下伏燈影組或皮園村組呈整合或平行不整合接觸，整體層厚約30～370 m。中、上寒武統(tǒng)總體以白云質(zhì)灰?guī)r、條帶狀灰?guī)r及透鏡狀泥質(zhì)灰?guī)r為主，富產(chǎn)球接子化石。

2 泥頁巖沉積特征

2.1 巖相古地理特征

早寒武世荷塘期浙西地區(qū)處于海侵時(shí)期，海水浸沒到江山—紹興和杭州—嘉興一帶，整體由西南向東北方向變淺。該時(shí)期研究區(qū)的沉積環(huán)境大體為靜水滯留還原環(huán)境，為一套深水盆地—陸棚相沉積[12]。

其中，深水盆地相呈NEE向展布，沉積沉降中心位于開化陽坑、安吉杭垓、臨安姚家?guī)X一帶，沉積物以含“石煤層”、磷結(jié)核等黑色碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖夾少量白云質(zhì)灰?guī)r為特征。盆地南面由于受宜春—江山—紹興張性斷裂的影響，形成江南水下隆起和江山—桐廬—浦江水下隆起，對(duì)盆地水流的循環(huán)及外海洋流起到了一定的阻擋作用，造成菌藻類大量繁殖，故浙西區(qū)域早寒武世早期普遍發(fā)育含“石煤”暗色巖系。

陸棚相位于杭嘉湖、江山—蘭溪一帶，沉積厚度小于100 m，最薄僅十余米，根據(jù)沉積物的不同可劃分為碳酸鹽巖陸棚和碎屑巖陸棚。碳酸鹽巖陸棚沉積物一般為深灰色泥巖夾灰?guī)r、灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥巖或白云質(zhì)泥巖與白云巖互層，水平紋層發(fā)育，水深較淺，主要分布在江山—蘭溪一帶；碎屑巖陸棚沉積物一般為碳質(zhì)泥巖、泥頁巖夾砂質(zhì)頁巖或鈣質(zhì)頁巖，生物以游泳、飄浮型三葉蟲為代表，主要分布在建德、富陽一帶。其中水下隆起衢縣志棠、建德、富陽一帶為水下砂壩，厚60～85 m，下部為粉砂巖、石英細(xì)砂巖，向上逐漸變粗。

2.2 展布特征

江山—桐廬地區(qū)荷塘組暗色泥頁巖厚度在20～440 m，整體由南東向北西逐漸增厚。南部江山—蘭溪及富陽—臨安一帶厚度最薄，一般約20～50 m，且大部分缺失，局部地區(qū)只有10余米；中部常山—桐廬一帶厚度增大，約在100～200 m；開化—淳安以北地區(qū)沉積最厚，基本在200 m以上，最厚處可達(dá)400余米，主要為深水盆地沉積(圖2)。

從露頭剖面及井剖面來看(圖3)，橫向上研究區(qū)自北西向南東及南西向北東泥質(zhì)、硅質(zhì)含量減少，鈣質(zhì)、白云質(zhì)含量增加，沉積厚度逐漸變小，表明水體逐漸變淺。

圖2 浙西江山—桐廬地區(qū)荷塘組沉積時(shí)期巖相古地理

圖3 浙西江山—桐廬地區(qū)地層柱狀剖面

2.3 沉積環(huán)境分析

海相沉積物沉積過程中，細(xì)粒沉積物中稀土元素可較好地保留沉積物源區(qū)的物源特征及古沉積環(huán)境信息，稀土元素含量以及它們之間的分餾差異被廣泛應(yīng)用于沉積巖的物源追溯、古氣候與環(huán)境演化、沉積介質(zhì)、構(gòu)造背景分析及沉積成礦作用等方面的研究[13]。

本次稀土元素測(cè)試樣品20個(gè)，地表樣品5個(gè)，巖心樣品15個(gè)。研究區(qū)稀土元素總含量ΣREE(不含Y元素)介于(39.64 ～321.22)×10-6，均值為105.73×10-6(低于上地殼的146×10-6)；輕重稀土比值(ΣLREE/ΣHREE)較大，介于4.13 ～ 17.21之間，均值為8.54(表1)，顯示輕重稀土分餾程度較高，較北美黑色頁巖比值7.5大，為陸源物質(zhì)沉積特征[14]。

由圖4a可以看出各樣品曲線形態(tài)較統(tǒng)一且呈右傾趨勢(shì)。(La/Yb)S值在4.56～20.15之間，均值為9.15，呈現(xiàn)出輕稀土元素富集、重稀土元素嚴(yán)重虧損的特征；指示輕稀土之間分餾程度的(La/Sm)S值在3.00 ～ 5.43之間，表明輕稀土元素分餾程度高，而重稀土元素段曲線較為平坦，說明其分餾程度較低。圖4b的各曲線較為平坦，(La/Yb)N在0.62～ 2.74之間，具幅度不大的右傾或呈現(xiàn)帽狀，同時(shí)具有輕微的Ce負(fù)異常和較明顯的Eu正異常，反映出稀土元素具有輕稀土富集、重稀土含量穩(wěn)定及非正常海相沉積的特征[15]；(La/Sm)N在0.90 ～ 1.62之間，均值1.15(大于1)，表明成巖物質(zhì)有幔源或深部物質(zhì)的加入[16]。

三十七年轉(zhuǎn)瞬即逝，傷心的往事都風(fēng)一樣刮過去了，但有個(gè)人，像血液每天流淌在她的血管里，貫穿于身體與她的生命同在。那人，就是楊琳，她的恩人。十年前，歐陽橘紅曾托濱湖公司去部里開會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)，打聽楊琳，他們給她提供了三個(gè)叫楊琳的人，但年齡都對(duì)不上。她要趁有生之年，回濱湖看看楊琳。

值得注意的是δEu值在0.19 ～ 3.78之間，均值1.21，總體表現(xiàn)為正異常。前人研究δEu值正異常主要受海底熱液影響，當(dāng)海相沉積過程中有較高溫和強(qiáng)還原性的熱液加入時(shí)，其中的Eu2+可穩(wěn)定存在從而造成正異常[17]。

總體而言，江山—開化區(qū)域的荷塘組暗色泥巖形成于淺水陸棚或深水陸棚相沉積環(huán)境中，沉積及成巖過程中有熱水作用的參與，并且在開化西南部熱液活動(dòng)較為強(qiáng)烈。

3 泥頁巖有機(jī)地化特征

3.1 有機(jī)質(zhì)類型

有機(jī)質(zhì)的成因類型是影響其生烴潛力、產(chǎn)氣規(guī)模及組成的重要因素[18]。浙西地區(qū)由于較高的熱演化程度，對(duì)干酪根元素的組成、紅外官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)性質(zhì)判別有很大影響，故采用受其影響較小的干酪根顯微組分鏡檢指標(biāo)。根據(jù)收集到的浙西地區(qū)荷塘組頁巖的干酪根類型TI指數(shù)數(shù)據(jù)[10]，按干酪根劃分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，總體上，研究區(qū)荷塘組干酪根以Ⅰ型為主，其次為Ⅱ1型和Ⅱ2型，主要為腐泥組，平均占78.57%；少量為固體瀝青，平均占20.38%；殼質(zhì)組、鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組與動(dòng)物有機(jī)碎屑平均含量都在1%以下。

表1 浙西江山—開化地區(qū)荷塘組稀土元素分析結(jié)果

注：下標(biāo)S表示球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化,下標(biāo)N表示北美頁巖標(biāo)準(zhǔn)化[13]；δCe=2CeS/(LaS+PrS)，δEu=EuS/(SmS+GdS)0.5。

圖4 浙西江山—開化地區(qū)荷塘組樣品稀土元素配分模式

3.2 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是評(píng)價(jià)勘探區(qū)頁巖氣成藏的主要因素，評(píng)測(cè)指標(biāo)主要包括有機(jī)碳含量、生烴潛量和氯仿瀝青“A”[19]。由于目標(biāo)地層普遍達(dá)到了過成熟演化階段，造成殘留氯仿瀝青“A”含量及生烴潛量普遍過低，生烴潛量介于0.022～0.436 mg/g，不能準(zhǔn)確反映其生烴能力，故本文主要采用有機(jī)碳含量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本次研究共采集樣品47件，其中TOC測(cè)試樣品39件，收集數(shù)據(jù)點(diǎn)4處。測(cè)試結(jié)果(表2)分析表明，下寒武統(tǒng)荷塘組泥頁巖TOC含量在0.36%～23.52%，平均為5.84%，大部分樣品大于2%，只有5個(gè)樣品數(shù)值在2%之下。

TOC測(cè)試樣品巖性主要為碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)泥巖、硅質(zhì)碳質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)泥巖，其次為硅質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)頁巖和硅質(zhì)巖。其中碳質(zhì)頁巖樣品12個(gè)，TOC含量變化較大，介于1.48%～23.52%，平均6.67%；硅質(zhì)泥巖樣品12個(gè)，TOC含量在2.97%～16.93%，平均6.06%；硅質(zhì)碳質(zhì)頁巖樣品6個(gè)，TOC含量最大，在2.83%～15.3%，平均8.19%；鈣質(zhì)泥巖樣品4個(gè)，TOC含量最小，范圍0.36%～8.94%，平均2.68%?？梢娊健]地區(qū)下寒武統(tǒng)荷塘組為一套富含有機(jī)質(zhì)的泥頁巖層系，具有形成頁巖氣藏的物質(zhì)基礎(chǔ)。研究區(qū)內(nèi)有機(jī)碳含量高值區(qū)(w(TOC)> 4%)位于常山—淳安一帶，屬于深水盆地—深水陸棚相帶內(nèi)，尤其是衢州北部、淳安西部具有很好的生氣基礎(chǔ)；低值區(qū)(w(TOC)< 2%)位于研究區(qū)的東部及東北部，屬于淺水陸棚至局限臺(tái)地相帶(圖5a)。

表2 浙西江山—桐廬地區(qū)荷塘組泥頁巖有機(jī)碳含量和成熟度數(shù)據(jù)

注：Rb為瀝青隨機(jī)反射率，EqVRo為等效鏡質(zhì)體反射率，EqVRo=0.679Rb+0.319 5[20]。

3.3 熱演化程度

鏡質(zhì)體反射率是目前國(guó)際上通用可對(duì)比的成熟度指標(biāo)。在南方早古生代地層中，由于高等植物的缺乏，造成鏡質(zhì)體稀少缺失，常用固體瀝青反射率Rb來代替鏡質(zhì)體反射率進(jìn)行評(píng)價(jià)。本次熱演化測(cè)試樣品43個(gè)(表2)，收集數(shù)據(jù)點(diǎn)4處。結(jié)果表明，江山—桐廬地區(qū)荷塘組泥頁巖EqVRo在2.25%～3.67%，平均為3.07%。可知研究區(qū)荷塘組泥頁巖的熱演化程度均處于過成熟階段。對(duì)比國(guó)內(nèi)外頁巖氣開發(fā)實(shí)踐，具商業(yè)開發(fā)價(jià)值的頁巖氣層系Ro在1.1%～3.0%之間[4, 21]，當(dāng)頁巖的Ro>3%時(shí)，有機(jī)質(zhì)會(huì)出現(xiàn)碳化現(xiàn)象，頁巖吸附能力明顯下降[22]。因此有利區(qū)域Ro值應(yīng)盡量限制在3%以內(nèi)。

圖5 浙西江山—桐廬地區(qū)早寒武世荷塘期TOC和Ro展布

浙西地區(qū)主要受加里東、印支以及燕山這3次構(gòu)造活動(dòng)的影響。進(jìn)入加里東構(gòu)造期以來研究區(qū)處于持續(xù)沉積階段，沉積厚度普遍超過6 km，至晚奧陶世，隨著華夏江南隆起的抬升，沉積中心向北遷移且范圍縮小。研究區(qū)盆地相區(qū)荷塘組大致在早中奧陶世開始生油，晚奧陶世—早志留世進(jìn)入生油高峰，早志留世—晚志留世生油結(jié)束，進(jìn)入濕氣或干氣保存期；研究區(qū)南部以及東北部的水下隆起區(qū)成熟時(shí)間為中晚奧世至早志留世，在中晚志留世進(jìn)入生油高峰，生油在泥盆紀(jì)結(jié)束(埋深約4 300 m)。印支運(yùn)動(dòng)以大規(guī)模的褶皺回返為特征，使地殼上升，奠定了浙西總的構(gòu)造格局。燕山運(yùn)動(dòng)以斷裂和巖漿活動(dòng)為主，尤其是晚侏羅世時(shí)，沿馬金—烏鎮(zhèn)斷裂和深部隆起區(qū)(東部)有大規(guī)模的火山噴發(fā)和中酸性巖漿侵入，對(duì)周圍區(qū)域古生界黑色巖系的熱演化程度有很大影響。江山—常山地區(qū)荷塘組歷史埋藏相對(duì)較淺，并且受燕山期巖漿活動(dòng)影響較少，從熱演化程度展布上看是研究區(qū)內(nèi)的低值中心，為勘探較為有利的區(qū)域(圖5b)；成熟度向北及北東向逐漸增高，高值區(qū)位于建德及杭垓一帶。

4 泥頁巖儲(chǔ)層特征

4.1 礦物組成特征

江山—開化地區(qū)荷塘組泥頁巖的主要礦物為石英(均值59.7%)、黏土礦物(均值16.6%)、長(zhǎng)石(均值5.1%，其中鉀長(zhǎng)石0%～22%，斜長(zhǎng)石0%～7%)、碳酸鹽礦物(均值5.5%)，其中石英含量最高，部分含有少量菱鐵礦(表3)。研究區(qū)內(nèi)脆性礦物為石英、長(zhǎng)石，含量41.5%～75.1%，在頁巖氣開發(fā)中具有良好的脆性和可壓性，利于頁巖儲(chǔ)層物性的改善[23]。泥頁巖黏土礦物組成以伊利石(均值41.6%)、伊/蒙混層(均值55.6%)為主，含少量高嶺石、綠泥石(開化附近高嶺石含量較高)，不含蒙脫石，表明泥頁巖已到晚成巖作用晚期，與熱演化程度相符，為過成熟階段。

4.2 儲(chǔ)集空間及物性特征

孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)及其連通性是評(píng)價(jià)頁巖氣儲(chǔ)層物性的關(guān)鍵因素，本次研究采用有機(jī)質(zhì)孔、粒內(nèi)孔、粒間孔、微裂隙來描述頁巖儲(chǔ)集空間[24]。

表3 浙西江山—開化地區(qū)荷塘組泥頁巖主要礦物及黏土礦物組分

注：PF.鉀長(zhǎng)石，PL.斜長(zhǎng)石，Cal.方解石，Dol.白云石，Py.黃鐵礦，Sid.菱鐵礦，I.伊利石，K.高嶺土，C.綠泥石，S.蒙脫石，I/S.伊/蒙混層，C/S.綠/蒙混層，IS.伊蒙混層比，CS.綠蒙混層比。

從ZJD-1井及江山地區(qū)野外露頭樣品掃描電鏡圖像可見(圖6)，本區(qū)荷塘組泥頁巖2大類型孔隙均發(fā)育。結(jié)合巖心觀察，其頁理、節(jié)理較為發(fā)育，普遍見張裂縫，被方解石半充填或全充填(圖6a，b)。微裂縫在掃描電鏡下大量發(fā)育(圖6c-e)，連通性較好，開度變化較大，部分被礦物充填，有利于游離氣的儲(chǔ)存并可提高儲(chǔ)層滲透性。裂隙中充填大量黃鐵礦、石英、有機(jī)質(zhì)與片狀伊利石，并可見較多溶蝕微孔。微孔隙以納米—微米級(jí)孔隙為主，以0.1～2.0 μm孔隙為主；無機(jī)孔以粒間孔為主，發(fā)育有礦物粒間孔、晶間孔隙、黏土礦片間孔隙與粒間溶蝕孔(圖6f-h)，粒間孔隙發(fā)育集中，數(shù)量較多，吸附性較強(qiáng)；粒內(nèi)孔主要為片狀黏土礦物粒內(nèi)孔、礦物表面孔、球粒狀黃鐵礦內(nèi)部孔隙(圖6e-f)，分布較零散，孔隙間不連通。

值得注意的是，在浙西地區(qū)有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育具有差異性。與常山地區(qū)樣品有機(jī)質(zhì)孔大量發(fā)育不同[25]，江山地區(qū)樣品總體有機(jī)質(zhì)孔欠發(fā)育或發(fā)育孔徑很小(多小于20 nm)，其原因可能與其有機(jī)質(zhì)賦存形式以及靠近江紹結(jié)合帶有關(guān)。游離有機(jī)質(zhì)所形成的純有機(jī)質(zhì)體未能受到黏土骨架的保護(hù)(圖6f)，即使包裹黏土礦物也由于遭受了強(qiáng)烈的擠壓，使得有機(jī)質(zhì)孔孔徑變小甚至可能消失(圖6i)[26]。

江山地區(qū)處于江紹斷裂帶周緣，較強(qiáng)的構(gòu)造改造作用使得微裂縫普遍發(fā)育的同時(shí)，又抑制了有機(jī)質(zhì)孔的發(fā)育。北部的常山—開化地區(qū)構(gòu)造保存條件較好，雖會(huì)在一定程度上影響無機(jī)孔隙以及微裂縫系統(tǒng)的發(fā)育，但有機(jī)質(zhì)孔的大量發(fā)育更加有利于吸附氣的富集。浙西地區(qū)下寒武統(tǒng)荷塘組普遍處于過成熟階段，在經(jīng)歷相比中上揚(yáng)子更為復(fù)雜強(qiáng)烈的構(gòu)造改造作用后，尋找常規(guī)的游離氣聚集氣藏并不現(xiàn)實(shí)，但以吸附態(tài)為主的成藏還有一定的可能性，這就要求利于頁巖氣吸附的微孔隙大量發(fā)育，而利于運(yùn)移的微裂縫較少發(fā)育。因此，儲(chǔ)集物性有利區(qū)域要向北尋找埋藏較深、構(gòu)造改造作用較弱區(qū)域。

圖6 浙西江山地區(qū)荷塘組泥頁巖孔隙結(jié)構(gòu)特征

a.野外天然張裂縫發(fā)育；b.普遍見張裂縫，被方解石半或全填充，ZJD-1井巖心；c.裂縫發(fā)育(背散射電子圖像)，ZJD-1井，620.3 m；d.成巖收縮縫及微裂縫，ZJD-1井，620.3 m；e.裂縫和孔隙中充填黃鐵礦，發(fā)育少量微米級(jí)粒內(nèi)孔，ZJD-1井，620.3 m；f.孔隙中充填石英晶粒、有機(jī)質(zhì)、片狀伊利石，晶間孔、粒間孔較發(fā)育，ZJD-1井，639.2 m；g.溶蝕微孔較發(fā)育，ZJD-1井，620.3 m；h.微縫隙分布，局部發(fā)育粒間孔，ZJD-1井，620.3 m；i.有機(jī)質(zhì)包裹黏土礦物，有機(jī)質(zhì)孔發(fā)育較少，后嶺塢露頭樣品

Fig.6 Pore structure in shale from Hetang Formation in Jiangshan area, western Zhejiang province

5 頁巖氣勘探前景及風(fēng)險(xiǎn)

5.1 勘探前景

從基本地質(zhì)特征評(píng)價(jià)頁巖氣遠(yuǎn)景區(qū)主要包括6個(gè)因素：沉積環(huán)境、厚度、有機(jī)地球化學(xué)、熱演化程度、礦物組成及孔隙度[27]。江山—桐廬地區(qū)下寒武統(tǒng)荷塘組泥頁巖處于有利沉積相帶內(nèi)，具有厚度較大、有機(jī)質(zhì)豐度高、脆性礦物含量高、黏土礦物含量適中等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也具有熱演化程度高、構(gòu)造保存條件復(fù)雜等劣勢(shì)。通過與美國(guó)以及中上揚(yáng)子主要產(chǎn)氣頁巖特征相對(duì)比(表4)，認(rèn)為本區(qū)具有較好的成藏物質(zhì)基礎(chǔ)，可進(jìn)一步進(jìn)行勘探開發(fā)研究。

我國(guó)下?lián)P子區(qū)域下古生界海相頁巖經(jīng)過多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，普遍具有構(gòu)造保存條件復(fù)雜、熱演化程度過高的問題。因此在選區(qū)時(shí)應(yīng)本著3個(gè)原則：(1)“高中找厚”：尋找高有機(jī)質(zhì)豐度泥頁巖沉積較厚區(qū)域；(2)“高中找低”：在普遍高熱演化程度環(huán)境中尋找熱演化程度較低值區(qū)域；(3)“強(qiáng)中找穩(wěn)”：在強(qiáng)構(gòu)造背景中尋找地層較穩(wěn)定、埋藏較深區(qū)域。結(jié)合我國(guó)海相頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)[30]，研究發(fā)現(xiàn)常山—開化地區(qū)為有利勘探區(qū)域(圖7)。

常山—開化地區(qū)位于馬金—烏鎮(zhèn)斷裂與常山—漓渚斷裂之間，雖被球川—蕭山斷裂切割，分屬開化—桐廬凹陷與常山—諸暨凸起，但目標(biāo)地層埋藏較深，主體介于500～3 300 m之間，局部可深達(dá)5 km左右，且球川—蕭山斷裂在地表多表現(xiàn)為逆沖斷裂[11]，起到一定構(gòu)造保護(hù)作用(圖8)。同時(shí)，常山—開化地區(qū)古生界地層較全，剝蝕相對(duì)較少；有利區(qū)內(nèi)斷裂相對(duì)較少，且地層傾角相對(duì)較小；總體而言具較好的構(gòu)造保存條件。該區(qū)EqVRo在2.25%～3.12%，TOC含量在2.86%～13.23%，厚度在50～300 m，面積在1 900 km2左右，埋深較深，地層相對(duì)平緩，同時(shí)避開火成巖巖體出露的燕山期巖漿活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)域，是江山—桐廬地區(qū)頁巖氣的有利勘探區(qū)域(表5)。

5.2 勘探風(fēng)險(xiǎn)

從構(gòu)造位置、斷裂發(fā)育、頁巖靜態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)、上覆地層剝蝕情況及巖體發(fā)育等方面綜合評(píng)價(jià)，常山—開化地區(qū)是江山—桐廬地區(qū)頁巖氣最有利勘探區(qū)域。然而，有利區(qū)雖避開了巖漿活動(dòng)較強(qiáng)烈區(qū)域，但仍可能存在部分巖脈、巖枝侵蝕頁巖儲(chǔ)層的情況，而這些小規(guī)模的熱事件，常規(guī)物探方法很難識(shí)別，成為勘探中的重要的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)研究區(qū)缺少地震等物探資料，對(duì)隱伏的中小斷裂的展布及性質(zhì)無法進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，對(duì)頁巖氣的保存條件評(píng)價(jià)造成了很大影響，這也成為勘探中的另一重要風(fēng)險(xiǎn)。

6 結(jié)論

(1)浙西江山—桐廬地區(qū)下寒武統(tǒng)荷塘組處于有利沉積相帶內(nèi)(深水盆地—陸棚相沉積)，具有沉積厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度高、熱演化程度相對(duì)較低、脆性礦物含量高、黏土礦物含量適中、微孔隙微裂縫發(fā)育等特點(diǎn)，具有較好的成藏物質(zhì)基礎(chǔ)。

(2)江山—桐廬地區(qū)稀土元素具有輕微的Ce負(fù)異常和較明顯的Eu正異常，輕稀土富集、重稀土含量穩(wěn)定及非正常海相沉積的特征，表明該區(qū)域荷塘組暗色泥巖沉積過程中有熱水作用參與，并且在開化西南部熱液活動(dòng)較為強(qiáng)烈。

(3)結(jié)合江山—桐廬地區(qū)荷塘組泥頁巖展布特征、有機(jī)地化特征、儲(chǔ)層物性特征、火山巖體展布、熱液活動(dòng)及保存條件等因素，根據(jù)中國(guó)海相頁巖氣有利區(qū)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)選出常山—開化地區(qū)為該區(qū)頁巖氣勘探開發(fā)的有利區(qū)域。同時(shí)仍需加強(qiáng)火成巖體研究，尤其是小規(guī)模的熱事件的研究，以最大程度避免勘探風(fēng)險(xiǎn)。

表4 研究區(qū)荷塘組與中美典型含油氣頁巖地質(zhì)參數(shù)對(duì)比[5，8，10，25，28-29]

注：“/”后為平均值。

圖7 浙西江山—桐廬地區(qū)頁巖氣有利區(qū)優(yōu)選

主要參數(shù)變化范圍常山—開化地區(qū)頁巖面積/km2200～5001 900泥頁巖厚度/m厚度穩(wěn)定,大于1050～300w(TOC)/%平均大于2.002.86～13.23Ro/%I型大于1.20,Ⅱ型大于0.702.25～3.12埋深/m300～4 500500～3 300地表?xiàng)l件地形高差較小,平原、丘陵、低山、中山、沙漠等丘陵總含氣量/(m3·t-1)≥0.50吸附氣0.5～8.6/3.26保存條件中等—好中等

致謝:衷心感謝南京地質(zhì)調(diào)查中心能源室項(xiàng)目組成員在數(shù)據(jù)分析及論文撰寫過程中所給予的建議指導(dǎo)！