劉洪軍，杜治利，陳 夷，田 婭，張蓬勃，王鳳琴

(1.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065；2.陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點實驗室，陜西 西安 710065；3.中國地質(zhì)調(diào)查局 油氣資源調(diào)查中心，北京100083)

引 言

武威盆地是我國河西走廊地區(qū)重要的含油氣盆地之一[1-2]，石炭系被認(rèn)為是其主力勘探目的層系。盆地主體被騰格里沙漠覆蓋，僅在盆地西緣、南緣和東部有零星的石炭系地層出露，除了在盆地南部有3口地質(zhì)鉆井外，在盆地北部尚無任何油氣鉆井，這制約了對盆地北部石炭系井下石油地質(zhì)條件的系統(tǒng)評價。對于武威盆地的古沉積環(huán)境，前人[3-7]已有所研究，認(rèn)為早石炭世時以海灣-瀉湖相及潮坪相沉積環(huán)境為主，晚石炭世羊虎溝組及太原組主要以海陸過渡型的濱淺海相、潮坪相及三角洲相沉積環(huán)境為主，但是這些研究均是從野外地質(zhì)露頭等宏觀方面分析并結(jié)合大地構(gòu)造背景進(jìn)行的。到目前為止，尚未見從巖心的元素及有機(jī)地球化學(xué)生物標(biāo)志化合物方面來研究武威盆地古氣候、古氧化-還原環(huán)境及古水體性質(zhì)等相關(guān)微觀古環(huán)境的報道。本次研究基于武威盆地北部坳陷帶兒馬湖凹陷內(nèi)一口巖心較完整的油氣地質(zhì)調(diào)查井-武地1井[8]。該井目的層系為石炭系。以武地1井石炭系靖遠(yuǎn)組、羊虎溝組及太原組巖心樣品為基礎(chǔ)，通過有機(jī)地球化學(xué)與無機(jī)地球化學(xué)參數(shù)分析，評價研究區(qū)石炭系的古沉積環(huán)境，以期對開展武威盆地石炭系有效烴源巖預(yù)測與油氣勘探提供依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

武威盆地位于甘肅省河西走廊東部[4]，主體在甘肅境內(nèi)，有部分地區(qū)位于內(nèi)蒙古和寧夏自治區(qū)(圖1)。大地構(gòu)造上位于北祁連加里東褶皺帶及阿拉善地塊兩個構(gòu)造單元的交匯地帶[6]，阿拉善地塊受南北兩大斷裂帶所限，其中，北部為疏勒河斷裂—北山斷裂—蘇紅圖—特羅西灘斷裂，南部為祁連山北緣斷裂帶，地塊中間為龍首山斷裂—吉蘭泰—金昌斷裂分割(圖1)。盆地總體走向為近東西，具有褶皺帶-地塊過渡的性質(zhì)，其主體位于阿拉善地塊內(nèi)，總面積約2.75×104km2。除在盆地西部、南部及東部分布有石炭系地質(zhì)露頭外，盆地內(nèi)基本為沙漠覆蓋，總體趨勢南高北低。構(gòu)造上由“三坳兩隆”即北部坳陷、哈拉敖包隆起、中部坳陷、翟家隆起和南部坳陷5個一級構(gòu)造單元及20個二級構(gòu)造單元組成，武地1井位于北部的二級構(gòu)造單元兒馬湖凹陷內(nèi)(圖1)。前人[3-7]研究認(rèn)為武威盆地晚石炭紀(jì)時期為海陸過渡相沉積，主要的沉積相有濱淺海相、濱海沼澤相、瀉湖相、三角洲相。其中，在濱海沼澤相中發(fā)育有厚層的黑色泥頁巖并夾有薄煤層，富產(chǎn)植物化石。從盆地周緣露頭看，石炭系地層從下向上依次為下統(tǒng)前黑山組、臭牛溝組，上統(tǒng)靖遠(yuǎn)組、羊虎溝組和太原組。其中，在下統(tǒng)地層中發(fā)育有灰?guī)r，但分布范圍局限；上石炭統(tǒng)地層中發(fā)育有巨厚的煤系暗色泥頁巖，最厚逾1 000 m，是主要生油氣源巖[3-4]。武地1井自上而下鉆遇地層為：新生界、白堊系巴彥浩特組、侏羅系芬芳河組、二疊系山西組、石炭系太原組、羊虎溝組和靖遠(yuǎn)組(未穿，僅達(dá)靖遠(yuǎn)組中下部)(圖2)。石炭系地層特征如下：太原組厚度為109.2 m，巖性以暗色泥頁巖為主，中間夾中到薄層細(xì)砂巖，分布有厚度不均的薄層劣質(zhì)煤，泥頁巖厚71.9 m，含少量植物莖部及生物化石；羊虎溝組厚度為30.55 m，以暗色泥頁巖與灰色細(xì)砂巖互層為主，泥頁巖厚21.34 m；靖遠(yuǎn)組雖未鉆穿，但厚度大，主要以中厚層細(xì)砂巖為主，暗色泥頁巖相對整個地層厚度不大，總計達(dá)70.04 m(圖2)。

圖1 武威盆地構(gòu)造位置及武地1井井位

圖2 武地1井石炭系綜合柱狀圖

2 樣品采集與分析

本次采集樣品共計40塊，其中，黑色泥頁巖樣品15塊，細(xì)砂巖樣品25塊，樣品測試及計算結(jié)果分別見表1、表2。為了分析暗色泥頁巖及細(xì)砂巖形成時的古環(huán)境，分別從有機(jī)地球化學(xué)和無機(jī)地球化學(xué)兩個方面入手，針對暗色泥頁巖進(jìn)行主微量元素分析、可溶有機(jī)質(zhì)抽提、族組分分離，并在分離的基礎(chǔ)上對飽和烴和芳香烴進(jìn)行氣相色譜與質(zhì)譜(GC-MS)分析，對細(xì)砂巖進(jìn)行主微量元素分析。微量元素分析執(zhí)行GB/T 14506.30-2010《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法》，使用儀器為PerkinElmer，Elan DCR-e型等離子體質(zhì)譜分析儀。主量元素采用GB/T 14506.14-2010《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法》和GB/T 14506.28-2010《硅酸鹽巖石化學(xué)分析方法》，使用儀器為AxiosmAX X射線熒光光譜儀。飽和烴及芳香烴色譜/質(zhì)譜分析(GC-MS)采用Agilent6890GC/5890MSD色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀，按《氣相色譜—質(zhì)譜法測定沉積物和原油中生物標(biāo)志物》(GB/T18606-2017)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。主微量元素實驗均在核工業(yè)研究院(北京)完成，有機(jī)地球化學(xué)實驗均在中國石油大學(xué)(北京)國家重質(zhì)油重點實驗室完成。

3 測試結(jié)果分析與討論

3.1主微量元素地球化學(xué)特征

測試了主量元素化合物K2O、Na2O、CaO、Fe2O3和Al2O3，其中，Al2O3和Fe2O3含量較高，w(Al2O3)最高達(dá)26.68%，最小4.11%，平均13.57%；w(Fe2O3)分布于0.80%～9.23%，平均3.95%。w(K2O)分布于0.48%～7.15%，平均3.27%。Na2O和CaO含量較低，CaO在暗色泥頁巖中的含量高于在細(xì)砂巖中的含量。w(MgO)分布在1%左右，變化不大(表2)。與這幾種主量元素的大陸地殼標(biāo)準(zhǔn)值(UCC)相比[9]，Na2O和CaO整體上偏低，而Al2O3和K2O相對于其UCC值分布較為分散(圖3(a))。從巖性上看，靖遠(yuǎn)組上下部泥巖及細(xì)砂巖主量元素含量有一定的差別，上部泥巖中K2O、Al2O3和MgO含量小于下部泥巖，而CaO則相反，靖遠(yuǎn)組上下部泥巖中Na2O的含量相當(dāng)。這些主量元素在泥巖中的含量整體均高于細(xì)砂巖的含量(圖3(a))。

主要測試了微量元素Mn、Ni、Sr、V、Zn、Li、Co、Ti、Ba、Cr和Cu，將這些微量元素的上地殼背景值(UCC)作為標(biāo)準(zhǔn)值[9]，將各元素測試值與標(biāo)準(zhǔn)值相比，該值就是各元素的富集指數(shù)，大于1則表明富集，反之就表示該微量元素虧損。計算結(jié)果表明，Ni、V、Zn、Li、Cu和Co元素富集，而其他微量元素整體為虧損(圖3(b))。從巖性分析，靖遠(yuǎn)組上部泥巖中微量元素Li含量高于下部泥巖，而Co含量則是下部泥巖高于上部泥巖，細(xì)砂巖所含微量元素整體低于泥巖(圖3(b))。

圖3 武地1井石炭系巖樣主微量元素地球化學(xué)特征

3.2 古氣候條件

古氣候通常劃分為3類，即溫暖濕潤、干旱炎熱和寒冷干燥。隨著沉積水體中水分的蒸發(fā)，水體介質(zhì)的堿性會變大，此時水體中的Na、Ca、Mg、Sr和Mn等元素就會大量析出，進(jìn)而沉積在水體底部，其含量就會相應(yīng)增大。與Ca相比，當(dāng)溫度較高時，Mg更易于沉積，因此，沉積物中w(Mg)/w(Ca)比值會隨著干旱程度的變化而變化。前人研究[10]已經(jīng)證實，w(Sr)/w(Cu)和w(CaO)/w(MgO)是判別古氣候環(huán)境的有效指標(biāo)。一般情況下，Sr本身就是典型的喜干型元素，其含量低指示溫暖潮濕氣候，而高值則表示干旱氣候。w(Sr)/w(Cu)比值介于1.3～5.0時，指示為溫暖濕潤氣候，而該值大于5.0時則表示干旱炎熱氣候。

武地1井上石炭統(tǒng)3個層位太原組、羊虎溝組和靖遠(yuǎn)組泥巖或砂巖樣品中w(Sr)/w(Cu)<5.0的樣品占總樣品數(shù)的82.93%，說明上石炭紀(jì)時期整體上應(yīng)該為溫暖潮濕氣候。w(Sr)/w(Cu)>5.0的樣品僅有7個，其中有6個樣品處于1 590.56～1 628.45 m深度段內(nèi)，巖性為深黑色泥巖。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，它們應(yīng)是氣候炎熱時期的產(chǎn)物(圖2、圖4(a))，可能處于蒸發(fā)還原環(huán)境，淡水補(bǔ)給小于蒸發(fā)量，水體以咸水為主(見下述古鹽度分析)。w(Sr)的上地殼值為600 μg/g[9]，而本次40個樣品中僅有1個樣品w(Sr)>600 μg/g，平均值約為150.10 μg/g(表1、圖2)。w(CaO)/w(MgO)的值絕大多數(shù)于小1(表2、圖4(b))，表明Mg比Ca更加富集。從太原組、羊虎溝組和靖遠(yuǎn)組樣品這些參數(shù)可以判別，上石炭統(tǒng)時期，武地1井所處位置整體上應(yīng)該是溫暖濕潤氣候(圖2)。

圖4 武地1井石炭系樣品古氣候參數(shù)

Nesbit等[11]提出化學(xué)風(fēng)化蝕變指數(shù)CIA(CIA=w(Al2O3)/w(Al2O3+CaO+Na2O+K2O)×100)可用來判斷沉積旋回及源區(qū)的風(fēng)化強(qiáng)度。國內(nèi)一些學(xué)者[12-17]將該參數(shù)進(jìn)一步應(yīng)用于判別沉積物沉積時期的氣候條件，研究證實當(dāng)50

3.3 古生產(chǎn)力條件

古生產(chǎn)力條件差異直接影響著有機(jī)質(zhì)富集的程度。Cu、Ni和Zn可以反映湖泊的生產(chǎn)力條件，這是因為Cu、Ni和Zn會與有機(jī)質(zhì)結(jié)合，在還原的水體中被保存到沉積物中[18]。研究區(qū)泥巖中w(Cu)分布在39.7～151.4 μg/g，平均85.4 μg/g(圖5(a))；w(Ni)分布在25.0～158.7 μg/g，平均63.9 μg/g(圖5(b))；w(Zn)分布在53.8～238.0 μg/g，平均114.0 μg/g(圖5(c))。細(xì)砂巖中w(Cu)分布在18.0～88.2 μg/g，平均44.9 μg/g(圖5(a))；w(Ni)分布在9.5～83.3 μg/g，平均32.1 μg/g(圖5(b))；w(Zn)分布在20.4～96.0 μg/g，平均53.6 μg/g(圖5(c))。泥巖中Cu、Ni和Zn含量均明顯高高于細(xì)砂巖，這說明研究區(qū)泥巖沉積時期古生產(chǎn)力條件明顯高于細(xì)砂巖。

圖5 古生產(chǎn)力評價參數(shù)箱狀圖

3.4 有機(jī)質(zhì)保存條件

3.4.1 水體氧化還原性

(1)主微量元素特征

沉積水體的氧化還原性對微量元素溶解與沉淀具有十分明顯的控制作用。對沉積水體氧化還原環(huán)境敏感的微量元素是指溶解度明顯受水體的氧化還原性控制，向還原性水體及沉積物聚集而自生并富集的微量元素。

多數(shù)情況下，在氧化環(huán)境易溶而在還原環(huán)境沉淀的典型微量元素有U、Mo、V、Cr、Co、Ni、Cu及Fe等，這些元素在缺氧的環(huán)境中會自生富集，在后生成巖作用過程中也很少會發(fā)生遷移，其中保留了原始沉積時的地質(zhì)環(huán)境信息，因此，可以作為判斷古沉積環(huán)境的氧化與還原指標(biāo)[18]。前人研究總結(jié)出反映古氧化還原環(huán)境最有效的微量元素參數(shù)主要有w(U)/w(Th)、w(V)/w(V+Ni)和w(Cu)/w(Zn)或w(Cu+Mo)/w(Zn)[19]，其次，w(V)/w(Cr)和w(Ni)/w(Co)也是較為可行的氧化還原指標(biāo)參數(shù)。通常w(V)/w(V+Ni)>0.84及w(Ni)/w(Co)>7.0時為還原環(huán)境，而當(dāng)0.6

上石炭統(tǒng)三個層段泥巖和砂巖樣品w(V)/w(V+Ni)值分布范圍變化不大，在為0.40～0.86，平均0.68，僅有4個樣品該數(shù)值小于0.6(表1、圖6(a))。w(Cu)/w(Zn)在0.4～1.45時為氧化-還原過渡性環(huán)境，大于1.45則為還原環(huán)境，而小于0.4則為氧化環(huán)境[18]。武地1井上石炭系烴源巖w(Cu)/w(Zn)值分布于0.35～2.81，主頻在0.4～1.2(表2、圖6(c))，總體上該值不大，這證實該時期研究區(qū)為氧化-還原環(huán)境。

另外，從V元素富集系數(shù)[9](VEF)的分布也可以看出，研究區(qū)泥巖中VEF分布在0.70～1.15，平均0.93，而細(xì)砂巖中VEF分布在0.53～1.31，平均0.76。泥巖中VEF主體明顯高于細(xì)砂巖，這說明泥巖沉積時期水體還原性明顯高于細(xì)砂巖沉積時期。

(2)生物標(biāo)志物特征

烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)抽提物中飽和烴餾分的植烷系列化合物，其相應(yīng)生物標(biāo)志化合物參數(shù)也能很好地用于判斷其生物母質(zhì)形成時的氧化與還原環(huán)境[20-21]。姥鮫烷和植烷是植醇分別在還原和氧化環(huán)境下形成，Pr/Ph比值可以反映有機(jī)質(zhì)的沉積環(huán)境，1時0.6時，硫芴含量增大，還原性就會增強(qiáng)，反之，當(dāng)wOF/(wOF+wF)>0.6時氧化性就會變強(qiáng)。武地1井石炭系太原組、羊虎溝組和靖遠(yuǎn)組暗色泥頁巖這2個參數(shù)具有相似的分布規(guī)律，其中wSF/(wSF+wF)介于0.17～0.39，平均0.30，而wOF/(wOF+wF)分布在0.19～0.33，均值為0.26(表3、圖6(b))，這也從另一方面證實研究區(qū)上石炭系地層主要形成于弱氧化-弱還原環(huán)境。

飽和烴餾分中的甾烷類化合物幾乎都來源于真核生物。盡管有研究表明，一些水生生物如褐藻及許多綠藻是以C29為主的，但在一些與陸生植物有機(jī)質(zhì)無關(guān)的沉積或原油中也存在豐富的C29甾類[22]。許多缺乏陸生植物的前泥盆紀(jì)沉積的原油及一些碳酸鹽巖來源的原油含有豐富的C29甾烷，它們的生物先質(zhì)沒有或很少有高等植物輸入[25-28]。但一般認(rèn)為，水生生物富含C27和C28甾醇，而高等植物富含C29甾烷[29]。以陸相高等植物有機(jī)質(zhì)為主導(dǎo)的煤系沉積缺少C27而富集C29甾烷是一重要特征，這已被大量研究證實。因此，現(xiàn)在常用規(guī)則生物構(gòu)型甾烷ααα20RC27、C28和C29三者相對含量來判別沉積環(huán)境，當(dāng)C27含量高于C29時，說明以深水還原沉積環(huán)境為主，當(dāng)C27含量低于C29時，則以陸相氧化環(huán)境為主，當(dāng)兩者含量相當(dāng)則表明為過渡性的氧化-還原沉積環(huán)境。武地1井上石炭系暗色泥頁巖規(guī)則生物構(gòu)型甾烷ααα20RC27、C28和C29的相對含量見表3，可見C27與C29含量十分接近，后者含量僅比前者含量高約2%，而C28含量相對較小，將這3種化合物含量作成三角圖，發(fā)現(xiàn)11個泥頁巖樣品的值分布十分集中(圖6(d))，均處于過渡沉積環(huán)境內(nèi)。

圖6 武地1井石炭系地層沉積環(huán)境判別圖版

表3 沉積環(huán)境及水體性質(zhì)的生物標(biāo)志化合參數(shù)

3.4.2 古鹽度

能反映古沉積環(huán)境水體鹽度的指標(biāo)參數(shù)較多[12-17,30]，如無機(jī)地球化學(xué)參數(shù)w(Sr)/w(Ba)和100w(MgO)/w(Al2O3)等，研究證實，w(Sr)/w(Ba)可以判別沉積介質(zhì)中鹽度的變化，并且其值與古鹽度呈很好的正相關(guān)關(guān)系。一般情況下，w(Sr)/w(Ba)>1時為海相咸水沉積，w(Sr)/w(Ba)<1時為陸相淡水沉積[31]。圖7(a)為武地1井石炭系40個樣品的w(Sr)/w(Ba)比值散點圖，可以確定靖遠(yuǎn)組上部的泥巖及少部分細(xì)砂巖樣品該值大于1，為明顯的咸水還原環(huán)境，其余絕大部分樣品該值小于1，部分值甚至小于0.5(圖7(a))，主體為微咸水-半咸水沉積環(huán)境，這與前述的上石炭紀(jì)時主體處于氧化-還原環(huán)境較為一致。

還有學(xué)者分析認(rèn)為，Sr元素含量的高低也是很好的鹽度指標(biāo)[9]，將樣品中w(Sr)除以其在上地殼中的背景值(UCC)，所得結(jié)果如果0.6

李明濤[12]研究寧夏同心地區(qū)古近紀(jì)—新近紀(jì)地層的沉積環(huán)境時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)100w(MgO)/w(Al2O3)<1時，為淡水環(huán)境，當(dāng)1<100w(MgO)/w(Al2O3)<10時，古沉積水體為海陸過渡類型咸水-半咸水-淡水沉積，而當(dāng)該比值介于10～100則為海相咸水環(huán)境。從表2中100w(MgO)/w(Al2O3)值來看，石炭系3個層位的樣品差別不大，所有樣品該值主頻分布范圍為6～16，最高峰為10～12(圖7(b))，主體處于微咸水-半咸水-咸水的過渡沉積環(huán)境中。

圖7 武地1井石炭系樣品特征

此外，在泥巖抽提可溶有機(jī)質(zhì)生物標(biāo)志化合物中，表征沉積水體含鹽量高低[32-35]的伽馬蠟烷含量較為豐富，伽馬蠟烷指數(shù)(伽瑪蠟烷/C30藿烷)平均0.27，差別不大；也有學(xué)者[32]常用伽馬蠟烷/0.5C31αβ22(S+R)值來衡量沉積水體的鹽度，該值越大沉積環(huán)境水體越咸，11個樣品該值分布在1.36～1.90，平均1.76(表3)，這也從另一個方面印證當(dāng)時的沉積環(huán)境以微咸水-半咸水為主。

3.4.3 沉積速率與碎屑輸入

前人[36]根據(jù)太平洋現(xiàn)代沉積物中的Co、TiO2等建立了計算沉積速率公式：

lg(w(Co)/w(TiO2)-8)=-0.879 lg(vSR)+2.314。

式中，vSR為沉積速率，cm/ka。

分析沉積速率計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)泥巖沉積速率在7.3～9.8 cm/ka，平均8.5 cm/ka，主體明顯大于細(xì)砂巖沉積速率(5.2～10.2 cm/ka，平均7.3 cm/ka)(圖8(a))。

圖8 與沉積速率、碎屑輸入相關(guān)的圖版

w(Al2O3)/w(TiO2)的值常被用作指示陸源碎屑輸入[11,37-38]。通常，隨著沉積速率的增大，陸源碎屑輸入量也會增大，二者存在很好的正相關(guān)關(guān)系。研究區(qū)泥巖的w(Al2O3)/w(TiO2)值(25～41，平均32)主體明顯高于細(xì)砂巖(21～44，平均27)。隨著沉積速率的增大，陸源碎屑輸入量明顯增大(圖8(b))。這說明研究區(qū)泥巖沉積時期陸源碎屑輸入量明顯大于細(xì)砂巖沉積時期。

當(dāng)沉積速率<5 cm/ka時，隨著沉積速率的增大，烴源巖中的總有機(jī)碳含量隨之增大，而當(dāng)沉積速率>5.2 cm/ka時，隨著沉積速率的增大，烴源巖中的總有機(jī)碳含量隨之減小[39]。研究區(qū)泥巖和細(xì)砂巖的沉積速率均遠(yuǎn)大于5.2 cm/ka，綜合水體氧化還原性條件、古生產(chǎn)力條件、沉積速率、碎屑輸入分析結(jié)果認(rèn)為，在弱氧化-弱還原條件的水體中，泥巖更快的沉積速率避免了有機(jī)質(zhì)被分解消耗，大量原始有機(jī)質(zhì)還沒來得及被分解消耗就已經(jīng)被沉積物束縛在地層中，從而使得有機(jī)質(zhì)有效保存。

3.5 古沉積環(huán)境與烴源巖相關(guān)性

通常條件下，當(dāng)沉積水體較深時，深部水體中含氧就會很少，成為還原環(huán)境，有利于水體中的有機(jī)質(zhì)進(jìn)入底部的沉積物中，并在后期的成巖作用過程中保存下來。在這種環(huán)境中形成的泥頁巖顏色較深，總有機(jī)碳含量相應(yīng)較高。太原組及羊虎溝組地層以暗色泥頁巖為主，夾薄層灰色細(xì)砂巖；靖遠(yuǎn)組地層雖然以灰色細(xì)砂巖為主，但其內(nèi)部暗色泥頁巖累積厚度很大。沉積巖中殘余總有機(jī)碳含量的高低不僅能確定其有機(jī)質(zhì)豐度，也能反映沉積水體的深淺、盆地的沉積速率和當(dāng)時水體的物理化學(xué)條件，如：氧化還原環(huán)境、電位Eh、酸堿度Ph等[33]。為了進(jìn)一步了解石炭紀(jì)沉積時的古環(huán)境是否有利于有機(jī)質(zhì)保存，對這3個層位的暗色泥頁巖進(jìn)行取樣，并測定樣品的有機(jī)碳含量。分析結(jié)果顯示：太原組暗色泥頁巖w(TOC)在0.38%～57.3%，平均值高達(dá)6.7%；羊虎溝組暗色泥頁巖w(TOC)介于0.78%～1.56%，平均1.14%；靖遠(yuǎn)組暗色泥頁巖0.13%

自下而上，從細(xì)砂巖至泥巖沉積時期，湖泊古生產(chǎn)力條件逐漸變好，湖泊水體還原性變強(qiáng)，這些均有利于有機(jī)質(zhì)的富集。同時，泥巖沉積速率相對于細(xì)砂巖明顯變快，在整體弱氧化-弱還原的水體環(huán)境中，泥巖更快的沉積速率使得大部分有機(jī)質(zhì)沒有被氧化分解，直接保存在沉積物中，從而形成了有機(jī)質(zhì)豐度較高的烴源巖。

4 結(jié) 論

(1)武威盆地北部兒馬湖凹陷武地1井上石炭統(tǒng)的主量元素化合物中，Al2O3和Fe2O3含量高，次為K2O，CaO和MgO含量低，微量元素Ni、V、Zn、Li、Cu和Co富集，Mn、Sr、Ba和Cr虧損。

(2)w(Sr)/w(Cu)、w(CaO)/w(MgO)、Sr含量及CIA指數(shù)等均表明上石炭統(tǒng)時期研究區(qū)為溫暖濕潤型氣候。

(3)w(V)/w(V+Ni)、w(Cu)/w(Zn)、Pr/Ph、wSF/(wSF+wF)、wOF/(wOF+wF)及規(guī)則生物構(gòu)型甾烷ααα20RC27、C28和C29三者相對含量等參數(shù)可判別水體為弱氧化-弱還原條件。

(4)w(Sr)/w(Ba)、100w(MgO)/w(Al2O3)、伽馬蠟烷指數(shù)和伽馬蠟烷/0.5C31αβ22(S+R)等參數(shù)可判定其沉積水體為微咸水-半咸水，與其濱淺海相過渡型沉積背景一致。

(5)泥巖沉積時期，在較高的古生產(chǎn)力條件和弱氧化-弱還原的水體條件下，較快的沉積速率避免了大量有機(jī)質(zhì)被氧化分解，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的富集。