朱如凱，李夢瑩，楊靜儒，張素榮，蔡 毅，曹 琰，康 緣

（1. 中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083； 2. 中國石油油氣儲層重點實驗室，北京 100083；3. 北京大學(xué)能源研究院，北京 100871）

“細(xì)粒沉積巖”主要是根據(jù)巖石粒度分析提出的［1］，目前已被普遍接受和廣泛應(yīng)用。細(xì)粒沉積巖是指粒級小于62.5 μm 的顆粒含量大于50%的碎屑沉積巖，主要由粘土和粉砂等細(xì)粒物質(zhì)組成，包含少量的盆地內(nèi)生碳酸鹽礦物、生物硅質(zhì)、磷酸鹽等顆粒［2-3］。細(xì)粒沉積巖巖石類型多樣，包括泥巖、頁巖、粉砂質(zhì)泥（頁）巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖，在全球不同時代廣泛分布，細(xì)粒沉積巖約占全球各類沉積巖分布的2/3以上［2-4］。

近年來，以頁巖油氣為代表的非常規(guī)油氣已逐漸成為全球新增化石能源供給的重要領(lǐng)域。傳統(tǒng)意義上的烴源巖已成為近年全球勘探生產(chǎn)的重要目標(biāo)，勘探從“源外找油氣”向“進(jìn)源找油氣”轉(zhuǎn)變，“頁巖革命”促進(jìn)美國實現(xiàn)了由能源凈進(jìn)口國向能源凈出口國的重大轉(zhuǎn)變，大大改變了全球能源供給版圖和地緣政治格局。中國以南方海相五峰組-龍馬溪組頁巖氣為重點，成功實現(xiàn)了規(guī)模效益開發(fā)，截至2020 年底，探明地質(zhì)儲量2×1012m3，實現(xiàn)頁巖氣產(chǎn)量200.4×108m3；同時，陸相頁巖氣、海-陸過渡相頁巖氣的研究、勘探開發(fā)也在不斷探索之中。陸相頁巖油勘探開發(fā)也相繼在鄂爾多斯盆地中、上三疊統(tǒng)延長組7 段（長7 段）、準(zhǔn)噶爾盆地東部吉木薩爾凹陷二疊系蘆草溝組和瑪湖凹陷風(fēng)城組、渤海灣盆地滄東凹陷古近系孔店組二段和濟(jì)陽坳陷沙河街組、松遼盆地青山口組一段等頁巖層系，獲得一批重要突破，展示了陸相頁巖油的良好發(fā)展前景。頁巖層系既生油氣，也儲油氣，源-儲一體，以細(xì)粒沉積為主。本文在對國內(nèi)外細(xì)粒沉積學(xué)研究的系統(tǒng)調(diào)研基礎(chǔ)上，梳理了目前該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，分析了細(xì)粒沉積學(xué)研究的關(guān)鍵科學(xué)問題，介紹了中國細(xì)粒沉積中的有機(jī)質(zhì)富集機(jī)理、非均質(zhì)性分布特征、紋層類型及組合特征、沉積模式等方面取得的進(jìn)展，基于目前的認(rèn)識，提出了未來發(fā)展趨勢及研究重點。總體上，細(xì)粒沉積學(xué)的發(fā)展，將推動常規(guī)和非常規(guī)油氣勘探進(jìn)入新階段。

1 細(xì)粒沉積學(xué)內(nèi)涵

細(xì)粒沉積學(xué)（fine-grained sedimentology）最早由Gorsline在1984年提出［5］，他認(rèn)為細(xì)粒沉積學(xué)的研究內(nèi)容應(yīng)從大尺度的地層格架、巖石學(xué)研究轉(zhuǎn)向精細(xì)地層、礦物屬性及成因研究。細(xì)粒沉積學(xué)是研究細(xì)粒沉積巖的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、分類和成因、沉積過程與分布模式的基礎(chǔ)學(xué)科。主要研究對象是黑色頁巖、泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、頁巖、混積頁巖等；主要研究內(nèi)容包括巖石組分、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、命名與分類、物源、古氣候、水深、介質(zhì)環(huán)境、火山灰影響、有機(jī)質(zhì)富集分布模式等；主要研究方法包括薄片分析、X 衍射分析、X 射線熒光分析技術(shù)（XRF）、掃錨電子顯微鏡礦物分析技術(shù)（Quemscan）、元素地球化學(xué)分析、物理模擬技術(shù)、測井解釋技術(shù)、地球物理預(yù)測技術(shù)等；研究重點包括細(xì)粒沉積層序地層分析、紋層結(jié)構(gòu)類型、組合方式及沉積動力學(xué)條件、有機(jī)質(zhì)富集因素、“混源沉積”模式、細(xì)粒沉積水槽實驗等。Schieber［6-7］也認(rèn)為細(xì)粒沉積學(xué)不僅僅是一個“獨立”學(xué)科，更是一個“綜合”學(xué)科。

2 細(xì)粒沉積學(xué)研究現(xiàn)狀

關(guān)于細(xì)粒沉積研究最早從泥巖開始，Hoosen（1747）提出了泥巖的概念，F(xiàn)arey J 在1811 年最早定義了頁巖（shale）。但之后100 多年里研究進(jìn)展緩慢，直到1853 年，Sorby 才首次利用顯微鏡技術(shù)研究泥巖的微觀特征，他在1908 年指出，細(xì)粒泥巖看似簡單，實則非常復(fù)雜［8］。1920年代以后，隨著X 衍射、掃描電子顯微鏡、鏡質(zhì)體反射率分析等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，解剖了泥頁巖、硅質(zhì)巖等的組構(gòu)特征，提出了細(xì)粒沉積巖的系統(tǒng)分類方法［2］。從此，開啟了細(xì)粒沉積學(xué)的系統(tǒng)基礎(chǔ)研究和工業(yè)化應(yīng)用發(fā)展（圖1）。

圖1 細(xì)粒沉積學(xué)研究發(fā)展歷程Fig.1 Evolution of fine-grained sedimentology

國外細(xì)粒沉積學(xué)的研究，比較集中在海相層系，在巖石學(xué)特征、層序地層、沉積環(huán)境與沉積動力、有機(jī)質(zhì)富集機(jī)理與成因模式、泥頁巖實驗沉積學(xué)等方面取得了一系列新的認(rèn)識；相關(guān)研究成果集中反映在一系列泥頁巖與細(xì)粒沉積學(xué)專著中。早期的如Potter P E等［9］出版了《頁巖沉積學(xué)》，當(dāng)時被評估為內(nèi)容相當(dāng)不好理解，但卻提出了需要解決的一系列問題以取得更大進(jìn)展。O’Brien和Slatt［10］出版了《阿特拉斯泥質(zhì)巖》，提供了各種頁巖地層圖版，并將它們?nèi)谌氲骄唧w沉積環(huán)境中。Schieber 等［6］出版了《頁巖與泥巖》上、下兩卷，對1980 年以來頁巖研究的取得的進(jìn)展進(jìn)行了評估，包括盆地研究、沉積學(xué)、層序地層學(xué)、古生物學(xué)、地球化學(xué)、經(jīng)濟(jì)地質(zhì)學(xué)、巖石學(xué)和地球物理學(xué)等各方面內(nèi)容。Potter等［11］出版了《泥與泥巖》，論述了頁巖研究的多個主題及未來研究的問題。Lazar等［12］出版了《泥巖引物：紋層和層尺度的巖相變化、判別標(biāo)準(zhǔn)與沉積學(xué)-地層學(xué)影響》，重點闡述了富有機(jī)質(zhì)細(xì)粒沉積巖的成儲機(jī)制。Larsen 等［13］出版了《對泥巖的關(guān)注》，主要包括泥巖沉積學(xué)和成巖作用過程等內(nèi)容。關(guān)于陸相細(xì)粒沉積方面，Picard［2］提出陸相湖盆沉積水體有限，水體循環(huán)能力不及海洋，富有機(jī)質(zhì)頁巖以分層和湖侵兩種沉積模式為主，按湖泊類型分為淡水湖盆、干鹽湖盆和半咸水湖盆3類。Lemons［14］提出湖平面變化、構(gòu)造作用、物源和盆地底形影響湖盆細(xì)粒沉積相分布。

中國細(xì)粒沉積學(xué)研究主要集中在粘土礦物成分、結(jié)構(gòu)和形成環(huán)境與分布等方面。在20 世紀(jì)，基于中國陸相沉積盆地發(fā)育的特色，中國石油地質(zhì)工作者從烴源巖和蓋層研究需求出發(fā)，在湖泊成因、湖泊相類型與烴源巖分布特征關(guān)系等方面取得了重要進(jìn)展，指導(dǎo)了中國陸相盆地油氣勘探。按照水介質(zhì)鹽度，可分為淡水湖泊和咸化湖泊兩種類型；淡水湖泊一般形成于潮濕氣候環(huán)境，以泥頁巖和粉細(xì)砂巖等細(xì)粒沉積為主，干酪根多屬腐泥型，生油條件好-較好；咸水湖泊一般形成于大陸干旱氣候環(huán)境，發(fā)育碎屑巖、碳酸鹽巖、硫酸鹽巖等多種類型，白云石化作用較強(qiáng)。根據(jù)沉積巖的成分、顏色、結(jié)構(gòu)、展布和化石等多種標(biāo)志，對古代湖泊沉積相進(jìn)行劃分，并預(yù)測生油巖與儲集巖的分布。深湖-半深湖相巖性以細(xì)粒沉積物為主，發(fā)育黑色泥巖、頁巖，常見粉細(xì)砂巖、薄層泥灰?guī)r或白云巖夾層，生油潛力最大。

近年來，隨著非常規(guī)油氣勘探開發(fā)的不斷推進(jìn)，細(xì)粒沉積學(xué)研究在中國也引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注和重視，海相與陸相細(xì)粒沉積學(xué)研究取得了重要的進(jìn)展。研究認(rèn)為陸相富有機(jī)質(zhì)頁巖層系主要發(fā)育在半深湖-深湖環(huán)境，常分布于最大湖泛面附近的高位體系域下部和湖侵體系域，頁巖沉積于半深湖-深湖環(huán)境，沉積速率低并伴有程度不等的化學(xué)沉積作用；泥巖多形成于濱湖-淺湖環(huán)境，沉積速率快且多具密度流特征［15］。頁巖與塊狀泥巖在有機(jī)質(zhì)豐度、生烴潛力等方面差異較大［16-17］。細(xì)粒沉積體系類型及其源儲配置、組合關(guān)系控制非常規(guī)油氣宏觀分布，應(yīng)建立細(xì)粒沉積體系與致密相帶沉積學(xué)［18］，創(chuàng)立細(xì)粒沉積學(xué)［19-20］。應(yīng)規(guī)范細(xì)粒沉積巖相關(guān)概念及術(shù)語，建立系統(tǒng)、科學(xué)的細(xì)粒沉積巖分類和統(tǒng)一的巖性/巖相/微相分類體系，研究細(xì)粒沉積的機(jī)械作用、地球化學(xué)與生物過程以及動力學(xué)機(jī)理［11，21］。建立行之有效的細(xì)粒沉積巖研究方法體系；加強(qiáng)典型盆地巖石微觀組構(gòu)與宏觀分布規(guī)律等解剖研究，建立不同類型湖盆細(xì)粒沉積體系的成因模式；加強(qiáng)湖盆細(xì)粒沉積、粗粒沉積、混積體系整體研究，揭示其相互控制機(jī)理，建立不同類型細(xì)粒沉積體系的分布模式［4，21］。

總體看，細(xì)粒沉積學(xué)研究正方興未艾，在國際沉積學(xué)界也引起了廣泛關(guān)注，2014年在瑞士召開的第20屆國際沉積學(xué)大會，泥巖沉積動力學(xué)及其控制因素（泥質(zhì)沉積物形成過程）成為了會議10 個熱點之一，2018 年在加拿大召開的第21 屆國際沉積學(xué)大會，在頁巖沉積專題中，針對性討論了頁巖水槽實驗、有機(jī)絮凝作用、泥質(zhì)超重流體、混積作用過程、頁巖層序地層和氣候控制韻律等內(nèi)容。

3 近期主要研究進(jìn)展與關(guān)注點

3.1 細(xì)粒沉積巖石學(xué)與巖相

巖石學(xué)特征是細(xì)粒沉積巖研究的基礎(chǔ)，巖石的沉積成因、儲集物性、脆性等多方面特征均受其影響。對于細(xì)粒沉積巖的劃分方法和標(biāo)準(zhǔn)有很多，到目前為止還沒有一個詳細(xì)的被廣泛接受的細(xì)粒沉積巖的劃分標(biāo)準(zhǔn)，因此在“mudrock”、“mudstone”、“shale”等詞匯的運用上并不明確。

細(xì)粒沉積巖已經(jīng)超過一個世紀(jì)沒有統(tǒng)一分類方案［22］。各位學(xué)者都不同意按照一個包容的術(shù)語命名全部類型的細(xì)粒沉積巖，頁巖（shale）、粘土巖（claystone）、泥巖（mudstone）、泥質(zhì)巖（mudrock）、細(xì)屑巖（lutite）、泥質(zhì)巖（pelite）和泥板巖（argillite）是一些最常見的被廣泛應(yīng)用的術(shù)語，但超過50 %的顆粒小于62.5 μm 是這些巖石的定義特征［23-24］。相似的細(xì)粒沉積巖可能形成于不同的沉積環(huán)境，具有不同特征的細(xì)粒沉積巖也可能形成于相同的沉積環(huán)境，目前沒有一種成因分類方案得到普遍認(rèn)可。

Milliken［22］提出了一個三端元分類方案，首先考慮區(qū)分盆外和盆內(nèi)成因顆粒（圖2）。盆外顆粒由化學(xué)和機(jī)械風(fēng)化作用產(chǎn)生，并被河流搬運至盆地內(nèi)沉積，風(fēng)成顆粒、火山成因的物質(zhì)也包括在內(nèi)。所有砂巖內(nèi)常見的組分（如石英、長石和巖屑顆粒）都可以在細(xì)粒沉積巖內(nèi)以粉砂和粗粘土粒級存在。然而，盡管在很多樣品內(nèi)可見大量細(xì)砂和粉砂，但是幾乎所有的細(xì)粒盆外沉積物都以粘土級顆粒物質(zhì)為主。沉積物源和成巖作用的相互影響產(chǎn)生了細(xì)粒沉積物巨大的巖性非均質(zhì)性。

圖2 細(xì)粒沉積物和沉積巖三端元分類方案Fig.2 Ternary diagram showing classification of fine-grained sediments and sedimentary rocks

在產(chǎn)業(yè)部門，強(qiáng)調(diào)實用性，突出儲層品質(zhì)與可壓裂性。斯倫貝謝公司提出了根據(jù)粘土、石英+長石+云母、碳酸鹽礦物的三端元劃分方案。認(rèn)為富粘土硅質(zhì)頁巖、混合硅質(zhì)頁巖、粘土/硅質(zhì)頁巖儲層品質(zhì)好。

近年來，根據(jù)細(xì)粒沉積巖礦物微觀結(jié)構(gòu)、總有機(jī)碳（TOC）含量、礦物成分按照三級劃分原則，以細(xì)粒沉積巖常見的長英質(zhì)（長石+石英）、粘土礦物和碳酸鹽礦物作為劃分的3 個端元，結(jié)合細(xì)粒沉積中有機(jī)質(zhì)含量，作為第四端元參與定名，開展了中國典型盆地細(xì)粒沉積巖巖石類型劃分［3，16-17］。具體命名原則：首先依據(jù)礦物微觀分布是否存在紋層結(jié)構(gòu)，分為無紋層（泥巖、粘土巖類）與紋層結(jié)構(gòu)（頁巖、粘土頁巖類），進(jìn)而依據(jù)TOC含量高低，分為低有機(jī)質(zhì)（＜2 %）、中有機(jī)質(zhì)（2 %～4 %）、高有機(jī)質(zhì)（＞4 %），最后依據(jù)礦物組成將細(xì)粒沉積巖分為鈣質(zhì)/云質(zhì)泥巖/頁巖、泥灰?guī)r、硅質(zhì)泥灰?guī)r、粘土質(zhì)泥巖/頁巖、硅質(zhì)泥巖/頁巖等16類。

巖相識別及分布預(yù)測，對于頁巖油氣勘探開發(fā)是至關(guān)重要的。國內(nèi)外研究者普遍以礦物組成與沉積構(gòu)造作為頁巖巖相劃分的兩個核心指標(biāo)，并且也將TOC含量作為重要指標(biāo)納入巖相劃分中。如米德蘭盆地Wolfcamp B 和下Spraberry 層段劃分為5 個巖相。粉砂質(zhì)泥巖相是最佳烴源巖，儲層品質(zhì)優(yōu)到一般；泥質(zhì)粉砂巖相是最佳烴源巖和最佳儲層；粉砂質(zhì)鈣質(zhì)泥巖相是良好的烴源巖和良好的儲層；生物碎屑粒泥灰?guī)r相烴源巖和儲層品質(zhì)均一般；泥粒灰?guī)r-粒狀灰?guī)r相烴源巖差，儲層品質(zhì)差-優(yōu)。通過對各巖相詳細(xì)的結(jié)構(gòu)、成分、沉積學(xué)和成巖作用分析，可以更好地了解整個米德蘭盆地的儲層品質(zhì)及其分布。中國斷陷湖盆、坳陷湖盆細(xì)粒沉積巖發(fā)育多種巖相類型，不同凹陷巖相類型差異大。如東營凹陷典型巖相類型為紋層狀灰?guī)r相、頁狀粘土巖相；滄東凹陷典型巖相類型為紋層狀白云巖相、塊狀白云巖相。四川盆地下侏羅統(tǒng)共識別出6類20 種巖相類型，以中-高碳粘土質(zhì)頁巖巖相、紋層-薄層狀粘土質(zhì)頁巖巖相及低-中碳粉砂質(zhì)頁巖巖相為主，次為低-中碳粘土質(zhì)介殼灰質(zhì)頁巖巖相、含-低碳粉砂質(zhì)粘土質(zhì)頁巖巖相［25］。

3.2 細(xì)粒沉積巖旋回地層與層序地層分析

相對于粗粒碎屑巖和碳酸鹽巖層序來說，對細(xì)粒沉積巖的層序地層結(jié)構(gòu)了解得相對較少，細(xì)粒沉積體系也成為最難用層序地層學(xué)術(shù)語解釋的沉積體系之一［26］。由于缺乏高頻率生物地層數(shù)據(jù)，建立層序地層結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)受到限制，因此，必須通過巖相疊置模式研發(fā)更多解釋巖相沉積環(huán)境和環(huán)境時空變化的方法；巖相、洪泛面以及海進(jìn)（湖進(jìn)）侵蝕面旋回性疊置樣式的識別是在這些細(xì)粒巖層中建立層序地層結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。利用測井曲線、巖心的巖性組合變化、地球化學(xué)參數(shù)、旋回地層分析等對細(xì)粒沉積巖進(jìn)行層序地層界面識別及層序劃分成為重要的手段。姜在興等提出以“成因控層”理論指導(dǎo)，將細(xì)粒沉積組分與層序主控因素相結(jié)合進(jìn)行層序地層劃分［3］。

Abouelresh 等［27］對得克薩斯州沃思堡盆地中東部巴奈特頁巖的巖相和層序地層結(jié)構(gòu)研究表明，巖相旋回疊置樣式、凝縮段（CS）以及海侵侵蝕面的確認(rèn)是建立該細(xì)粒巖層中層序地層結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，頻譜伽馬射線鈾、釷測井是重要的手段。Hemmesch 等［28］對美國得克薩斯西部二疊盆地伍德福德頁巖層序地層格架研究表明，以二級海平面升降旋回為層序的頂?shù)捉缑?，層序界面處泥巖生物擾動明顯，有機(jī)碳含量低。碳酸鹽巖和泥巖的互層以及其中夾有的薄層放射蟲類可用來劃分為三級層序，層序的厚度為5～10 m，三級層序的劃分主要依賴于其中薄層放射蟲類的地層分布特征；碳酸鹽巖主要位于伍德福德頁巖的下部，代表高位時期；燧石位于伍德福德頁巖的上部，代表低位時期。

中國對海相頁巖的層序地層學(xué)研究主要集中在上奧陶統(tǒng)-下志留統(tǒng)的五峰組-龍馬溪組黑色頁巖。王玉滿等［29］將龍馬溪組頁巖劃分為兩個三級層序；王冠平等［30］認(rèn)為五峰組-龍馬溪組一段先后經(jīng)歷了3 次較大規(guī)模的海侵-海退旋回，可以劃分出3個三級層序和7個體系域。

蒲秀剛等［31］開展了滄東凹陷孔二段高分辨率層序地層劃分及沉積學(xué)特征分析，孔二段為一套完整的三級層序，可進(jìn)一步劃分為4個四級層序，高位體系域細(xì)粒相區(qū)巖礦組成具有成分復(fù)雜、優(yōu)勢礦物不發(fā)育、泥級長英質(zhì)碎屑以及方沸石等脆性礦物普遍存在的特點，主要發(fā)育了泥頁巖、白云巖、砂巖及混合沉積巖4大巖石類型，其中混合沉積巖最為發(fā)育，致密砂巖與白云巖是主要的致密儲層。

細(xì)粒沉積層系旋回與烴源巖非均質(zhì)性逐漸成為關(guān)注的熱點［32］。Zhang［33］對鄂爾多斯盆地中生界開展了多尺度波動過程研究，從陸相沉積記錄中識別到93，29，9和5 Myr等波動周期。其中，93 Myr波動過程決定著鄂爾多斯盆地印支期—燕山期構(gòu)造體制旋回與秦嶺造山帶巖漿活動節(jié)律；29 Myr 波動過程控制了盆地地殼垂向振蕩，進(jìn)而影響沉積-剝蝕過程及不整合發(fā)育；9 Myr及5 Myr高頻波動過程可能是對全球氣候演變的沉積響應(yīng)，影響鄂爾多斯盆地湖平面變化，并在關(guān)鍵地質(zhì)時期形成了長7 段優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育環(huán)境。渤海灣盆地東營凹陷樊頁1 井古近系頁巖油層段識別到～1.2 Myr 和～0.84 Myr 波動周期，是全球氣候變化和盆地構(gòu)造環(huán)境波動的沉積響應(yīng)。天文旋回是湖泊細(xì)粒沉積序列與有機(jī)質(zhì)富集的原始驅(qū)動。學(xué)界對細(xì)粒沉積層系旋回特征及烴源巖非均質(zhì)性的成因非常關(guān)注［32］。在控制盆地沉積的因素里面：太陽系軌道周期制約了沉積盆地多旋回充填演化過程。在構(gòu)造背景穩(wěn)定的前提下，氣候變化是控制盆地沉積過程的根本因素。由于地球軌道周期主要反映氣候因素，太陽系軌道周期與地球軌道周期疊加產(chǎn)生的沉積響應(yīng)是最需要關(guān)注的地方。

3.3 細(xì)粒沉積巖沉積地球化學(xué)與氧化還原環(huán)境、古鹽度、古水深、古氣候、古氧度判識

目前，在恢復(fù)古氣候和重建古環(huán)境的研究中，主要采用了常量元素、微量元素、古生物、同位素尤其是碳氧同位素、沉積物粒度特征以及特殊巖石礦物等方法。在缺乏古生物證據(jù)和古地磁證據(jù)的地區(qū)（如湖泊），學(xué)者們主要采用沉積物粒度特征、碳氧同位素、碳酸鹽含量和有機(jī)質(zhì)含量等特征指標(biāo)來恢復(fù)古氣候和重建古環(huán)境（表1）。這方面，國內(nèi)外開展了大量的研究工作，發(fā)表了眾多的文獻(xiàn)，特別是鎂、鐵、銅、鋅、鉬、鋰、鉻、硒、汞、鉈等非傳統(tǒng)同位素方法的應(yīng)用取得了巨大進(jìn)展，如鉬同位素變化示蹤地質(zhì)歷史時期古海洋的氧化還原環(huán)境，示蹤湖泊水體-沉積物界面的氧化還原狀態(tài)；鐵同位素示蹤地球歷史中海洋的氧逸度演化［34］。

表1 沉積環(huán)境判識主要參數(shù)與方法Table 1 Main parameters and methods for sedimentary environment identification

3.4 富有機(jī)質(zhì)頁巖沉積環(huán)境淺水與深水的爭議

傳統(tǒng)觀點通常將細(xì)粒沉積巖解釋為沉積于水深、安靜和永久缺氧的盆地環(huán)境中，垂向懸浮沉降于盆地深處。但是，也有一些研究實例指示其發(fā)育于淺水環(huán)境［6，35］，這些淺水黑色頁巖的沉積學(xué)研究記錄了沖刷面、改造的滯留沉積物、正反粒序、水流、波浪和波紋的組合交錯層理（HCS）以及灰綠色的頁巖夾層等沉積特征。紐約州中上泥盆統(tǒng)黑色頁巖是淺水還是深水環(huán)境，爭論了50 多年［36］；近期，Langhorne 研究認(rèn)為美國阿巴拉契亞盆地南部泥盆系富含有機(jī)質(zhì)的查塔努加頁巖直接覆蓋于不整合面之上，富有機(jī)質(zhì)細(xì)粒沉積物沉積在相對較淺的、有時具有流動的水流和支持底棲生物的含氧底水環(huán)境［36］（圖3）。塔里木盆地寒武系玉爾吐斯組黑色頁巖沉積環(huán)境，也一直存在有淺水、深水陸棚-深盆、中緩坡-外緩坡的爭議［37］，近期，金值民等研究認(rèn)為玉爾吐斯組富有機(jī)質(zhì)細(xì)粒沉積物主要由薄層放射蟲硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖和含筆石頁巖組成，總體處于浪基面附近及以下的淺水環(huán)境。

圖3 美國阿巴拉契亞盆地查塔努加黑色頁巖淺水上超模式［36］Fig.3 Shallow-water onlap model for Chattanooga black shale，Appalachian Basin，USA［36］

3.5 細(xì)粒沉積實驗沉積學(xué)進(jìn)展

很多人認(rèn)為細(xì)粒物質(zhì)的沉積和固結(jié)是個簡單的過程，然而，通過實驗研究發(fā)現(xiàn)這是個十分復(fù)雜的問題，其結(jié)果取決于許多變量。Schieber J 等［6，38］認(rèn)為實驗研究對巖石記錄的精確解釋至關(guān)重要，通過現(xiàn)代以及古代泥巖、頁巖豐富的沉積特征與有利于絮狀物形成的水槽實驗，記錄沉積過程和參數(shù)，解釋頁巖、泥巖的起源和性質(zhì)和沉積過程。波狀粘土沉積層結(jié)構(gòu)的實驗表明，通過赤鐵礦注入揭示層內(nèi)結(jié)構(gòu)、斜坡/前積、側(cè)向加積，實驗結(jié)論是以往認(rèn)為層狀頁巖形成是由于垂直沉積通量發(fā)生波動，通過實驗認(rèn)為平流運輸形成層狀頁巖和泥晶灰?guī)r。靜水沉降實驗發(fā)現(xiàn)松散絮狀物易垮塌，底部荷載密集絮狀物不會垮塌，有機(jī)雪沉積快于粘土松散物沉積，泥質(zhì)堆積來自于遷移的絮狀波紋，粒狀有機(jī)碎屑在前積層底部，有機(jī)雪與粘土在絮狀物中混合，“包卷”絮狀物密度大，實驗結(jié)論是湍流流體利于有機(jī)質(zhì)保存，當(dāng)有機(jī)質(zhì)加入到靜水沉降粘土?xí)r，有機(jī)質(zhì)在很大程度上與粘土分離，當(dāng)有機(jī)質(zhì)加入到湍流粘土流體中時，形成有機(jī)粘土聚集物，利于有機(jī)質(zhì)保存［38］。

3.6 細(xì)粒沉積紋層結(jié)構(gòu)及成因研究

紋層又稱細(xì)層，是層理的最初級單位，厚度通常為數(shù)毫米或小于1 mm。形態(tài)有直線狀、曲線狀等，同一紋層往往具有比較均一的成分和結(jié)構(gòu)，但有時也可有一些粒級的變化，是在相同水動力條件下的同時形成物，紋層之間的界面是短暫的無沉積間斷面。

受氣候韻律性和水動力條件、物源混積、有機(jī)質(zhì)絮凝等因素影響，細(xì)粒沉積巖中廣泛發(fā)育紋層構(gòu)造。目前的研究比較關(guān)注紋層礦物組成、粒度變化、厚度、形態(tài)、連續(xù)性、界面接觸關(guān)系與組合類型等；也提出了藻類季節(jié)性勃發(fā)、碳酸鹽紋層與化學(xué)作用、火山活動、水動力條件變化、生物化學(xué)作用以及陸源季節(jié)性輸入等控制紋層發(fā)育的認(rèn)識。近期，有人提出洪水成因異輕流+異重流長距離搬運，絮凝羽狀流形成紋層狀粉砂巖。

中國南方海相志留系龍馬溪組-奧陶系五峰組頁巖，發(fā)育硅質(zhì)（長英質(zhì)）紋層、鈣質(zhì)紋層、粘土質(zhì)紋層、有機(jī)質(zhì)紋層4 類，形態(tài)上有平行、斷續(xù)、板狀等；并且不同紋層類型其TOC值、粘土礦物含量、脆性礦物含量均有明顯差異，這與沉積時期陸源碎屑供給、古水動力條件變化、水體含氧量變化等有關(guān)。

中國陸相湖盆頁巖紋層結(jié)構(gòu)發(fā)育，發(fā)育有富凝灰質(zhì)紋層、長英質(zhì)紋層（粉砂質(zhì)）、富有機(jī)質(zhì)紋層、碳酸鹽質(zhì)紋層、生物紋層、粘土紋層等。鄂爾多斯盆地長73亞段主要發(fā)育有富凝灰質(zhì)紋層、富有機(jī)質(zhì)紋層、粉砂級長英質(zhì)紋層和粘土紋層4種紋層類型，并組合形成了“富有機(jī)質(zhì)+粉砂級長英質(zhì)”和“富有機(jī)質(zhì)+富凝灰質(zhì)”兩類主要的二元紋層組合頁巖油發(fā)育層系，富有機(jī)質(zhì)及富凝灰質(zhì)紋層中的凝灰質(zhì)團(tuán)塊內(nèi)明顯可見前積層，與物理模擬實驗結(jié)果一致（圖4）。準(zhǔn)噶爾盆地吉木薩爾凹陷蘆草溝組發(fā)育白云石+長英質(zhì)紋層、有機(jī)質(zhì)+凝灰質(zhì)紋層、有機(jī)質(zhì)+粘土+白云石紋層、白云石+方解石紋層4類紋層。渤海灣盆地孔二段、沙三段主要發(fā)育長英質(zhì)紋層、有機(jī)質(zhì)紋層、碳酸鹽紋層3 類紋層。松遼盆地青山口組主要發(fā)育粘土礦物紋層、長英質(zhì)粉砂紋層、介形蟲紋層3 類紋層，主要形成3 類組合，間歇性湖平面變化是紋層組合差異的關(guān)鍵（圖5）。

圖4 鄂爾多斯盆地城96井長7段紋層前積現(xiàn)象Fig.4 Images showing the laminae progradation in samples from Well Cheng-96 in the Chang 7 Member，Ordos Basin

圖5 松遼盆地古2HC井青山口組主要紋層類型及特征Fig.5 Images showing the types and characteristics of lamina in samples from Well Gu-2HC，Qingshankou Formation，Songliao Basin

細(xì)粒沉積巖中紋層發(fā)育與頁巖油氣甜點區(qū)的形成密切相關(guān)，提取紋層類型的信息對頁巖氣儲層評價具有重要意義。取心照片、薄片資料往往有限且不連續(xù)；近期，眾多學(xué)者開始探索在巖心薄片和掃描電鏡觀察解析紋層結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，基于巖心、成像測井識別紋層結(jié)構(gòu)和特征，建立測井尺度細(xì)粒沉積巖的紋層結(jié)構(gòu)劃分方案；建立不同環(huán)境發(fā)育的細(xì)粒沉積巖的紋層結(jié)構(gòu)測井識別方法；揭示不同環(huán)境下紋層結(jié)構(gòu)與優(yōu)質(zhì)儲層發(fā)育耦合關(guān)系，并進(jìn)行優(yōu)質(zhì)儲層預(yù)測（圖6）。

圖6 鄂爾多斯盆地城96井長7段紋層尺度及其疊置關(guān)系測井識別Fig.6 Logging identification of the scale and superposition relationship of laminae in Well Cheng-96 in the Chang 7 Member，Ordos Basin

3.7 細(xì)粒沉積有機(jī)質(zhì)富集主控因素

3.7.1 海相細(xì)粒沉積有機(jī)質(zhì)富集主控因素

海相富有機(jī)質(zhì)頁巖主要發(fā)育于滯流海盆、陸棚區(qū)局限盆地、邊緣海斜坡與邊緣海盆地等低能環(huán)境；富有機(jī)質(zhì)黑色頁巖形成主要受控于表層浮游生物、火山活動、缺氧環(huán)境、保存條件，其中“海洋雪”和藻類爆發(fā)是富有機(jī)質(zhì)沉積物形成的關(guān)鍵因素［39］。目前已初步建立了水體分層、海侵、門檻、洋流上涌等4 種富有機(jī)質(zhì)頁巖沉積模式［40］。地質(zhì)歷史時期，海相富有機(jī)質(zhì)頁巖沉積廣泛發(fā)育于大洋盆地、大陸邊緣盆地等［41-42］，是全球常規(guī)-非常規(guī)油氣中最重要的烴源巖。海相富有機(jī)質(zhì)頁巖沉積的形成機(jī)理，一直是海洋地質(zhì)學(xué)和石油地質(zhì)學(xué)界長期爭論的話題［43-50］，爭論焦點是保存條件（水體氧化還原條件）和海洋表層生產(chǎn)力，即“保存”和“生產(chǎn)力”模式之爭。早期研究普遍認(rèn)為缺氧的保存條件是富有機(jī)質(zhì)沉積的主要控制因素［43-45-54］。通過對缺氧海盆（如黑海）或湖盆等水體沉積物中有機(jī)質(zhì)含量的研究，發(fā)現(xiàn)在氧化水體沉積物中有機(jī)質(zhì)含量偏低，在硫化缺氧水體中其含量明顯偏高。然而，一些學(xué)者對洋流上涌地區(qū)（如秘魯西部、非洲西北部、加利福尼亞以及南極洲北部等海域）的研究發(fā)現(xiàn)，由于富營養(yǎng)水體的上涌，表層生物極為繁盛，說明其生物生產(chǎn)力較高，而海底沉積物中有機(jī)質(zhì)含量很高但普遍見到生物擾動，表明底部水體并不缺氧，并由此推斷高生產(chǎn)力才是富有機(jī)質(zhì)沉積形成的主要控制因素［47］。這一認(rèn)識也逐漸得到一些學(xué)者認(rèn)可，他們認(rèn)為有機(jī)質(zhì)富集沉積與海洋表層較高的生產(chǎn)力關(guān)系密切［55-57］。大量易分解的代謝有機(jī)質(zhì)沉降至水體底部時，會導(dǎo)致富氫有機(jī)質(zhì)的富集，有機(jī)質(zhì)分解會消耗水體底部的氧氣，造成底部水體缺氧［47，58］。他們認(rèn)為富有機(jī)質(zhì)沉積的缺氧條件可能是高生產(chǎn)力的結(jié)果。然而，沉積速率也較早地被認(rèn)為是影響海相有機(jī)質(zhì)富集的重要因素［59-62］，近年來才逐漸被重視起來［49，63-64］。一般認(rèn)為較高沉積速率會稀釋有機(jī)質(zhì)，不利于有機(jī)質(zhì)富集［49，59，63-64］，緩慢沉積速率有利于有機(jī)質(zhì)富集［49，60，63-64］，但均與沉積底部水體保存條件密切相關(guān)［65-66］。目前，這3 個因素常被作為主要且相對獨立因素來開展海相有機(jī)質(zhì)富集的因素分析［67-69］。實際上，影響有機(jī)質(zhì)富集的因素較多，還包括粘土礦物含量、海平面變化等［32，69-71］。綜合而言，海洋中高生產(chǎn)力是有機(jī)質(zhì)形成與富集的基礎(chǔ)，保存條件、沉積速率等均是影響有機(jī)質(zhì)富集非常重要的因素，它們之間存在著相應(yīng)聯(lián)系［6，35，38-39，49，68-74］，地質(zhì)背景不同決定了它們中誰是關(guān)鍵控制因素。

3.7.2 湖相細(xì)粒沉積有機(jī)質(zhì)富集主控因素

中國陸相沉積盆地發(fā)育多套湖相泥頁巖層系，具有分布范圍廣、時代新、有機(jī)質(zhì)豐度高、厚度大的特點。古生產(chǎn)力的高低和沉積環(huán)境的氧化還原程度是影響有機(jī)質(zhì)富集和保存的主要因素。古生產(chǎn)力受氣候環(huán)境、地區(qū)光照率、湖盆地貌、營養(yǎng)鹽供給、水介質(zhì)條件、藻類季節(jié)性勃發(fā)、自養(yǎng)型細(xì)菌等的影響；有機(jī)質(zhì)分解與保存條件受水體分層、細(xì)菌生物、無機(jī)礦物、水介質(zhì)條件、粘土礦物、沉積速率等的綜合影響。在有機(jī)質(zhì)的分解與保存過程中，硫酸鹽還原菌消耗有機(jī)質(zhì)的能力不亞于氧化條件下需氧微生物消耗有機(jī)質(zhì)的能力，在缺氧和硫酸鹽含量低的水體中生物的擾動和沉積物再懸浮作用相對較弱，有機(jī)質(zhì)氧化分解作用小，快速埋藏的能力強(qiáng)。鄂爾多斯盆地晚三疊世經(jīng)歷了由淺海沉積向陸湖沉積的根本性轉(zhuǎn)變。長7 段沉積期，鄂爾多斯盆地基底整體劇烈下沉，湖盆發(fā)育達(dá)到鼎盛期，湖盆水體也明顯加深，最大水深60 m，為低能安靜沉積環(huán)境，水循環(huán)停滯，沉積速率較低［75-80］。長7 段頁巖有機(jī)質(zhì)主要來源于水生浮游植物，缺乏陸源有機(jī)成分，含有多層不等厚火山凝灰?guī)r，巖心以灰色、灰黃色、灰褐色、灰白色為主，偶見灰綠色、灰褐色。長7 段富有機(jī)質(zhì)頁巖形成時期沉積水體中一定強(qiáng)度的硫酸鹽細(xì)菌還原作用（BSR）利于形成強(qiáng)還原環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)保存。通過硫酸鹽還原指數(shù)（SRI指數(shù)）能夠反映BSR 強(qiáng)度，在SRI＜1.375時，BSR 消耗的有機(jī)物小于有機(jī)質(zhì)有效保存，TOC含量相對較高。準(zhǔn)噶爾盆地瑪湖凹陷風(fēng)城組沉積期為西部前陸盆地系統(tǒng)劇烈發(fā)育期，主體為半深-深堿湖背景下的多源混合細(xì)粒沉積建造，存在來自干旱炎熱蒸發(fā)環(huán)境引起的內(nèi)源化學(xué)沉積、前陸盆地發(fā)育過程中周緣火山活動提供的火山物質(zhì)等。大量研究證實，烴源巖形成時期堿化程度高，古氣候經(jīng)歷了半干旱—較潮濕—半干旱—干旱—半干旱的過渡，同時盆內(nèi)水體至少經(jīng)歷了兩期熱液作用的影響。當(dāng)前對湖盆水體環(huán)境的成因仍有爭議，部分學(xué)者認(rèn)為是熱液成因，部分學(xué)者認(rèn)為是為蒸發(fā)和熱液共同成因。

4 細(xì)粒沉積學(xué)關(guān)鍵科學(xué)問題與發(fā)展重點

100 多年前，Sorby 指出，“在自然環(huán)境條件下足以證明粘土的結(jié)構(gòu)有很大不同，其形成環(huán)境也不同；但未經(jīng)薄片觀察時，在沉積組構(gòu)方面總是還有些疑問”。這一現(xiàn)象至今沒有任何改變［73］。

細(xì)粒沉積巖的形成與分布受構(gòu)造沉積背景、物源、氣候變化、水動力條件、火山活動、海底（湖底）熱液活動等影響，時空變化大。不同類型細(xì)粒沉積巖在沉積環(huán)境、巖石學(xué)特征、礦物結(jié)構(gòu)、層理構(gòu)造、有機(jī)質(zhì)類型與分布及含量、生排烴效率等方面均有差異。從頁巖油氣勘探開工業(yè)實踐效果看，頁巖TOC含量高，儲集性相對較好，脆性礦物含量相對較高，是頁巖油氣勘探開發(fā)最有利的巖相類型。但在目前的國內(nèi)外研究及生產(chǎn)實踐中，特別是陸相環(huán)境巖性復(fù)雜、混積作用普遍存在的情況下，仍存在術(shù)語不規(guī)范、分類不系統(tǒng)、概念不清晰、相帶不明確、地層不等時、分布不清楚等問題，成為制約頁巖油氣選區(qū)評價、“甜點區(qū)/段”優(yōu)選、壓裂改造與鉆井工藝設(shè)計、開發(fā)方案優(yōu)化的關(guān)鍵。

4.1 術(shù)語規(guī)范與分類

細(xì)粒沉積巖已經(jīng)超過一個世紀(jì)沒有統(tǒng)一分類方案，頁巖、粘土巖、泥巖、細(xì)粒巖、泥質(zhì)巖和泥板巖是最常見的被廣泛應(yīng)用的術(shù)語。“泥頁巖”是目前國內(nèi)文獻(xiàn)中出現(xiàn)較多但又沒有明確含義的術(shù)語，大多數(shù)研究人員是在不能明確區(qū)分泥巖還是頁巖的情況下，籠統(tǒng)地稱為泥頁巖。實際上，泥頁巖指固結(jié)程度更高的泥巖［81］；或指泥巖和頁巖之間的過渡巖石類型，可見發(fā)育不完善的頁理，一般是淺湖到深湖沉積的產(chǎn)物［82-83］；國外也用到“mudshale”這一術(shù)語，指固結(jié)的細(xì)粒沉積巖，粘土礦物含量33 % ~ 65 %，層厚小于10 mm。建議在野外或巖心觀察描述時，將劈裂性作為一個重要標(biāo)準(zhǔn)，頁巖易劈裂，泥巖不具劈裂性，不建議使用泥頁巖術(shù)語。

另外容易混淆的術(shù)語是“紋層”、“層理”、“頁理”、“塊狀”?！凹y層”（laminae，也稱細(xì)層）厚度通常為數(shù)毫米或小于1 mm，國外一般以1 cm 為界限［84］，同一紋層往往具有比較均一的成分和結(jié)構(gòu)，但有時也有一些粒級變化，是在相同水動力條件下同時形成?！绊摾怼保╬apery）指巖石易平行層面裂開成薄板狀或薄片狀的習(xí)性，厚度在1 cm 以下，只在地表露頭出現(xiàn)，深埋在地下的粉砂巖和泥質(zhì)巖是沒有頁理的。“層理”（bedding）是巖石沿垂直方向變化所產(chǎn)生的層狀構(gòu)造，一般厚度大于1 cm?！皦K狀”（massive）層內(nèi)物質(zhì)均勻，組分和結(jié)構(gòu)無分異，代表一種快速無分異的堆積，一般厚度大于1 m。

4.2 頁巖層系旋回地層與層序地層格架

泥巖、頁巖中有機(jī)質(zhì)分布的非均質(zhì)性是一個非常普遍的現(xiàn)象。中國陸相湖盆細(xì)粒沉積巖中凝灰?guī)r薄層發(fā)育，應(yīng)該多開展泥巖、頁巖中凝灰?guī)r薄夾層的IDTIMS 測年分析，為高精度年代地層格架建立和劃分對比提供依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，建立層序地層界面的識別標(biāo)志和層序地層格架，分析層序格架內(nèi)泥巖、頁巖的時空分布規(guī)律，為資源潛力分析和選區(qū)評價提供基礎(chǔ)。

4.3 古氣候與沉積模式

大多數(shù)研究者認(rèn)為，頁巖油氣富集沉積環(huán)境主要是在遠(yuǎn)離物源區(qū)的深水區(qū)；但也有不同觀點。優(yōu)質(zhì)頁巖儲層和頁巖油氣富集的主要部位并非位于盆地沉積中心，而是受盆地構(gòu)造形態(tài)、物源供給等多種因素綜合控制，遠(yuǎn)離物源區(qū)的淺水區(qū)通常為較好的頁巖儲層和頁巖油氣富集區(qū)［85-91］。應(yīng)加強(qiáng)頁巖、泥巖沉積古環(huán)境、古水深、古氣候、動力學(xué)條件的研究，鈣、鐵、鉬、鋰、釩、鉻等非傳統(tǒng)同位素地球化學(xué)正成為一種重要研究手段；另外，XRF（X-ray fluorescence）正成為國內(nèi)外研究泥巖、頁巖巖石學(xué)特征、古環(huán)境、古氣候、脆性指數(shù)、“甜點段”優(yōu)選的一種重要方法。

4.4 有機(jī)質(zhì)富集機(jī)理

細(xì)粒沉積巖中有機(jī)質(zhì)豐度非均質(zhì)性強(qiáng)，沉積時期不同性質(zhì)水體對有機(jī)質(zhì)形成和保存作用機(jī)理不同。有機(jī)質(zhì)富集與火山灰和深部流體、海侵作用影響、沉積速率大小、古氧度、藻類爆發(fā)機(jī)制等因素的影響均沒有明確的認(rèn)識。富有機(jī)質(zhì)頁巖層系多見不同厚度凝灰?guī)r夾層或熱水沉積礦物，指示了頁巖形成過程中伴隨有火山活動或深部流體等關(guān)鍵地質(zhì)事件，其必然對沉積盆地的古環(huán)境、古氣候、古生產(chǎn)力、古鹽度、古水深、沉積速率產(chǎn)生重要作用，顯著影響沉積層系富有機(jī)質(zhì)的形成和發(fā)育。當(dāng)前學(xué)者對以火山活動為代表的地質(zhì)事件引起高產(chǎn)區(qū)原始TOC含量高的原因尚有爭議，有學(xué)者認(rèn)為，火山活動攜帶營養(yǎng)物質(zhì)如K，Na，N，P和S等促進(jìn)生物繁盛，生物大量消耗水體中氧氣造成生物死亡，提高了古生產(chǎn)力［92-93］；也有學(xué)者認(rèn)為，火山噴發(fā)（深部流體侵入）輸入大量硫酸鹽，促進(jìn)BSR 的發(fā)生，使得水體變?yōu)閺?qiáng)還原環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)保存。Zhang 等［33］認(rèn)為高強(qiáng)度的熱液/火山物質(zhì)輸入引起高沉積速率可稀釋初級生產(chǎn)力，或致使有機(jī)質(zhì)豐度降低；也有人認(rèn)為過量火山活動或者熱液流體輸入會引起強(qiáng)烈的BSR 作用，大量有機(jī)質(zhì)消耗，不利于有機(jī)質(zhì)富集。厘定有機(jī)質(zhì)富集段沉積動力條件、有機(jī)物堆積速率與保存條件，分析有機(jī)質(zhì)來源、顯微組成及與各類礦物的共生關(guān)系，建立有機(jī)質(zhì)富集段成因模式（圖7），確定富有機(jī)質(zhì)的分布規(guī)律與主控因素是關(guān)鍵科學(xué)問題。

圖7 細(xì)粒沉積巖有機(jī)質(zhì)富集因素示意圖Fig.7 Sketch diagram showing factors controlling the organic enrichment in fine-grained sedimentary rocks

4.5 紋層類型及組合的微觀觀察與宏觀分布的測井評價預(yù)測

不同紋層類型的有機(jī)質(zhì)含量、粘土礦物組成等都有明顯差異，是天文周期驅(qū)動的紋層結(jié)構(gòu)還是季節(jié)性紋層、是生物作用影響還是混源沉積的影響、紋層與頁理的關(guān)系、頁理與構(gòu)造應(yīng)力關(guān)系等等均不明確，從多沉積條件（水體環(huán)境、水動力條件）解釋紋層的形成，并歸納總結(jié)其成因模式是亟待解決的科學(xué)問題。在分布預(yù)測上，通過巖心觀察和顯微分析研究紋層結(jié)構(gòu)及組合，可以正確區(qū)分頁巖、泥巖，但盆地內(nèi)鉆井資料及取心有限，如何通過巖心顯微觀察得到的認(rèn)識去標(biāo)定測井評價模型，通過測井解釋區(qū)分泥巖、頁巖分布是一大難題。在研究鄂爾多斯盆地?zé)N源巖分布時，發(fā)現(xiàn)長7 段烴源巖中頁巖、泥巖在自然伽馬、密度和電阻率等參數(shù)方面差異顯著，頁巖自然伽馬值大于180 API，密度值小于2.4 g/cm3，陣列深感應(yīng)電阻率值大于80 Ω·m，泥巖自然伽馬值為120~180 API，密度值為2.4~2.5 g/cm3，陣列深感應(yīng)電阻率值為40~80 Ω·m，取得了較好的效果。應(yīng)加強(qiáng)常規(guī)測井最優(yōu)化解釋、ECS 或Lithoscaner 測井、高級電成像測井、陣列聲波測井重提波處理與儲層各向異性參數(shù)定量表征等方法探索，預(yù)測頁巖、泥巖的分布規(guī)律。研究形成黑色頁巖紋層成因數(shù)值模擬軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)了點物源/面物源兩種場景下細(xì)粒沉積過程模擬，對流體流速、深度、顆粒種類、大小及實驗組數(shù)等參數(shù)的自定義設(shè)置，實現(xiàn)了成巖壓實演化過程模擬，包括細(xì)粒沉積受力分析計算及壓實處理邏輯，也是重點發(fā)展方向。

5 結(jié)論

細(xì)粒沉積學(xué)研究在國內(nèi)外引起了越來越多學(xué)者的關(guān)注和重視，在巖石學(xué)特征分類、旋回地層與層序地層學(xué)分析、沉積環(huán)境與沉積動力、沉積地球化學(xué)與氧化還原環(huán)境、古鹽度、古水深、古氣候、古氧度判識、沉積紋層結(jié)構(gòu)及成因、有機(jī)質(zhì)富集主控因素、泥頁巖實驗沉積學(xué)等方面取得了一系列重要進(jìn)展。但在目前的國內(nèi)外研究及生產(chǎn)實踐中，特別是陸相環(huán)境巖性復(fù)雜、混積作用普遍存在的情況下，仍存在術(shù)語不規(guī)范、分類不系統(tǒng)、概念不清晰、相帶不明確、地層不等時、分布不清楚等問題，其沉積過程及成儲機(jī)理也不明確。未來細(xì)粒沉積學(xué)應(yīng)加強(qiáng)術(shù)語規(guī)范與分類、旋回地層與層序地層格架、有機(jī)質(zhì)非均質(zhì)性成因、有機(jī)質(zhì)形成和保存作用機(jī)理、紋層結(jié)構(gòu)成因及組合類型、頁巖和泥巖沉積水體環(huán)境及動力學(xué)條件、古水深與沉積模式等方面研究，更好地服務(wù)于工業(yè)實踐。