摘 要 【目的】石英是海相頁(yè)巖中最重要的礦物之一，以多種形式存在，并具有多種的硅質(zhì)來(lái)源和成因，而不同類型的石英對(duì)于巖石力學(xué)性能和孔隙演化的貢獻(xiàn)是不同的，且相關(guān)研究目前仍較薄弱，制約了對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層特征的深入認(rèn)識(shí)?！痉椒ā亢?jiǎn)述了近年來(lái)海相頁(yè)巖石英分類的最新進(jìn)展，并在此基礎(chǔ)上，在前期研究較為薄弱的下?lián)P子地區(qū)，利用鼓地1井上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)高家邊組海相頁(yè)巖樣品，綜合運(yùn)用薄片分析、X射線衍射分析、地球化學(xué)分析、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡、核磁共振、能譜分析和陰極發(fā)光等多種方法手段，探究海相頁(yè)巖石英類型和硅質(zhì)來(lái)源，并進(jìn)一步討論生物成因微晶石英對(duì)頁(yè)巖力學(xué)性質(zhì)和孔隙發(fā)育等儲(chǔ)層性質(zhì)的影響。【結(jié)果】下?lián)P子地區(qū)鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖石英類型主要為碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英，其中碎屑石英為陸源輸入，而微晶石英則為自生來(lái)源。硅質(zhì)生物骨架鏡下證據(jù)、生物硅含量、主微量元素特征等指標(biāo)綜合分析表明硅質(zhì)生物可為微晶石英提供重要的硅質(zhì)來(lái)源。【結(jié)論】海相頁(yè)巖中的生物成因微晶石英增強(qiáng)了頁(yè)巖的脆性，并且相互連接，形成剛性的硅質(zhì)基質(zhì)框架，很大程度上提高了頁(yè)巖的力學(xué)性能。此外，這一剛性框架能夠有效地保護(hù)微晶石英內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)孔隙和粒間孔隙不被壓實(shí)，有利于孔隙的保存。

關(guān)鍵詞 海相頁(yè)巖；生物成因微晶石英；硅質(zhì)來(lái)源；巖石力學(xué)性質(zhì)；孔隙演化

第一作者簡(jiǎn)介 王拔秀，男，1998年出生，碩士研究生，海洋地質(zhì)，E-mail： wbx5566677@163.com

通信作者 張鵬輝，男，副教授，油氣地質(zhì)、海洋地質(zhì)和非常規(guī)油氣沉積學(xué)，E-mail： zph010@163.com

中圖分類號(hào) P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

頁(yè)巖氣是一種蘊(yùn)藏于頁(yè)巖層系中具有自生自儲(chǔ)特征的非常規(guī)天然氣資源，頁(yè)巖儲(chǔ)層特征不僅影響頁(yè)巖氣的富集程度，而且對(duì)于后期勘探開(kāi)發(fā)工作也具有重要影響[1?6]。頁(yè)巖儲(chǔ)層特征同時(shí)受巖石有機(jī)質(zhì)和礦物組分，以及后期成巖作用（如溶蝕作用、膠結(jié)作用和壓實(shí)作用等）的控制[7?15]。有機(jī)質(zhì)作為頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙的主要載體之一，特別是腐泥型干酪根及固體瀝青常含有豐富的納米級(jí)有機(jī)質(zhì)孔隙，早期一些研究普遍認(rèn)為T(mén)OC是影響頁(yè)巖孔隙度的重要因素[16?17]。但近年來(lái)進(jìn)一步的研究表明，TOC與孔隙度的關(guān)系是復(fù)雜的，二者之間并非一定存在相關(guān)關(guān)系，這可能與頁(yè)巖存在顯著的無(wú)機(jī)孔隙（也稱基質(zhì)孔隙）有關(guān)[12，18?20]。頁(yè)巖礦物組成不僅是影響儲(chǔ)層孔隙發(fā)育和保存的重要因素，也是影響頁(yè)巖氣富集的重要因素[21?22]。頁(yè)巖中的脆性礦物能夠形成穩(wěn)定的框架，可以減少有機(jī)質(zhì)顆粒受到的有效應(yīng)力，有助于減少對(duì)有機(jī)質(zhì)孔隙的破壞，進(jìn)而有利于孔隙的保存[23?27]。

石英具有高彈性模量、低泊松比和低韌性的特點(diǎn)，是頁(yè)巖中最重要的脆性礦物，具有比其他礦物更高的脆性，對(duì)巖石強(qiáng)度和儲(chǔ)層質(zhì)量起著至關(guān)重要的積極作用[2，12，24，28]。頁(yè)巖中的脆性礦物（包括石英、長(zhǎng)石及碳酸鹽礦物等）被廣泛用于脆性指數(shù)（BI值）的計(jì)算[2，29?31]，但目前關(guān)于脆性礦物的形式，尤其是石英中的生物成因微晶石英對(duì)于頁(yè)巖脆性等巖石力學(xué)方面影響的研究較少。石英是海相頁(yè)巖中最重要的礦物組分之一，以多種形式存在，并存在多種硅質(zhì)來(lái)源和成因[32?33]。在海洋環(huán)境中，硅質(zhì)來(lái)源和石英的形成機(jī)制是多樣且復(fù)雜的，按硅質(zhì)來(lái)源的不同，可分為碎屑硅、生物硅和熱液硅三類[32?37]；此外，次生石英還可在成巖過(guò)程中通過(guò)多種機(jī)制形成，如硅質(zhì)生物碎片的溶解、碎屑石英和硅酸鹽顆粒的溶解或壓溶作用，以及黏土礦物的轉(zhuǎn)化等[33，38]。二氧化硅有多種來(lái)源，包括初級(jí)來(lái)源和次級(jí)來(lái)源，不同來(lái)源的石英在形態(tài)和大小等方面存在差異。近年來(lái)，基于硅質(zhì)來(lái)源和石英晶體形態(tài)，并借助偏光顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）、能譜分析（EDS）和陰極發(fā)光（SEM-CL）等識(shí)別方法，目前已在美國(guó)得克薩斯州上白堊統(tǒng)鷹灘組（Eagle Ford）、白堊系莫里組（Mowry）、米德蘭盆地賓夕法尼亞系克萊恩組（Cline）、北達(dá)科他州威利斯頓盆地上泥盆統(tǒng)—下密西西比統(tǒng)巴肯組（Bakken）、我國(guó)上揚(yáng)子地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組、上中揚(yáng)子地區(qū)下寒武統(tǒng)牛蹄塘組和塔里木盆地下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組等海相頁(yè)巖中發(fā)現(xiàn)了不同類型的石英[22，25，28，33，39?47]。最新研究顯示，生物硅含量與頁(yè)巖孔隙度間可存在較好的正相關(guān)關(guān)系[12，48]，表明生物成因石英對(duì)頁(yè)巖孔隙的保存具有積極作用。

揚(yáng)子地塊廣泛發(fā)育的古生界富有機(jī)質(zhì)海相頁(yè)巖是我國(guó)頁(yè)巖氣勘探開(kāi)采的重點(diǎn)目標(biāo)，近年來(lái)在上、中揚(yáng)子地區(qū)已陸續(xù)有古生界海相頁(yè)巖多套層系頁(yè)巖氣的重大突破，并相繼實(shí)現(xiàn)試采和商業(yè)性開(kāi)采[49?56]；而下?lián)P子地區(qū)頁(yè)巖氣研究相對(duì)滯后，目前在古生界勘探突破較少。盡管目前對(duì)上、中揚(yáng)子地區(qū)古生界海相頁(yè)巖的初步研究表明微晶石英有利于頁(yè)巖孔隙的發(fā)育與保存[12，28，32?33，37，57]，但總體而言，生物成因微晶石英對(duì)于頁(yè)巖孔隙演化和儲(chǔ)層力學(xué)性質(zhì)的研究還不夠完善，尤其缺少對(duì)下?lián)P子古生界海相頁(yè)巖的相關(guān)研究。本文梳理了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海相頁(yè)巖石英分類方面的最新認(rèn)識(shí)，并結(jié)合中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所于2017年在下?lián)P子巢湖地區(qū)實(shí)施的全取心鉆井——鼓地1井所揭示的厚層上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)高家邊組海相頁(yè)巖，發(fā)現(xiàn)前期未引起足夠關(guān)注的生物成因微晶石英在該套頁(yè)巖中廣泛發(fā)育，并進(jìn)一步討論了生物成因微晶石英特征及其對(duì)海相頁(yè)巖儲(chǔ)層孔隙發(fā)育的影響。以期從新的研究視角進(jìn)一步揭示下?lián)P子地區(qū)古生界海相頁(yè)巖孔隙發(fā)育規(guī)律，并為頁(yè)巖氣儲(chǔ)集和賦存機(jī)理提供較為可靠的地質(zhì)依據(jù)。

1 頁(yè)巖石英的分類與識(shí)別

不同類型的石英對(duì)于頁(yè)巖孔隙發(fā)育和演化的貢獻(xiàn)是不同的，因此識(shí)別和分析頁(yè)巖石英類型至關(guān)重要。根據(jù)硅質(zhì)來(lái)源和石英晶體形態(tài)，并借助偏光顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察分析、能譜分析和陰極發(fā)光等方法手段，近年來(lái)在美國(guó)上白堊統(tǒng)鷹灘組頁(yè)巖[40]、中國(guó)上揚(yáng)子下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁(yè)巖[42，46]和上揚(yáng)子五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖[25，33，58]等多套海相頁(yè)巖層系中發(fā)現(xiàn)了不同的石英類型，詳細(xì)石英分類如表1所示。本文借助偏光顯微鏡、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FESEM）、能譜（EDS）和陰極發(fā)光（SEM-CL）等手段，選取下?lián)P子地區(qū)鼓地1井五峰組—高家邊組底部黑色富含筆石頁(yè)巖層段（1 208.0～1 234.0 m），對(duì)應(yīng)晚奧陶世凱迪階— 早志留世魯?shù)るA，涵蓋Dicellograptuscomplexus ? Paraorthograptus pacificus 帶（WF2～WF3）、Akidograp tus ascensus 帶（LM2）等筆石帶序列[60?61]，發(fā)現(xiàn)該套頁(yè)巖中廣泛存在前期未引起足夠重視的多種石英類型，主要包括碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英。總體而言，海相頁(yè)巖中碎屑石英主要通過(guò)河流搬運(yùn)和沉積，主要為陸源輸入，由于長(zhǎng)距離的搬運(yùn)，碎屑石英多呈粉砂狀和次圓狀，在SEM-CL下基本為明亮的顆粒[33，41]，鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖中的碎屑石英表現(xiàn)出類似的特征，且粒徑多介于10～30 μm（圖1）。

頁(yè)巖中絕大多數(shù)石英可能并非碎屑成因，而主要為自生成因[62]。微晶石英為最常見(jiàn)的自生石英之一，在SEM-CL 下不發(fā)光，為灰暗的形式[12，25，32]，可見(jiàn)于多套海相頁(yè)巖層系（圖2）。根據(jù)微晶石英的晶體形態(tài)和分布特征，鼓地1井中的微晶石英可進(jìn)一步細(xì)分為3種類型：Ⅰ型，分散于黏土基質(zhì)中的微晶石英，這類石英在富黏土頁(yè)巖中較為常見(jiàn)，在黏土礦物附近呈片狀或顆粒狀分布，多與蒙脫石的伊利石化有關(guān)（圖2a，g）；Ⅱ型，自形微晶石英（圖2b，h），具有獨(dú)特的晶體形態(tài)，在拋光樣中多呈六邊形，形貌樣中為六方棱柱狀，發(fā)育程度好，直徑多介于1～2 μm；Ⅲ型，無(wú)定形微晶石英（圖2c，d），直徑從數(shù)百納米到幾微米不等，沒(méi)有特定的形狀，發(fā)育豐富的粒間孔隙[33]。其中大部分的Ⅱ型和Ⅲ型微晶石英可能來(lái)源于放射蟲(chóng)等硅質(zhì)生物的溶解，即生物成因來(lái)源[62?63]。

生物骨架石英，主要指硅質(zhì)生物骨骼、碎片及其分泌物[33]，在頁(yè)巖中最為常見(jiàn)的是放射蟲(chóng)和海綿骨針。放射蟲(chóng)等硅質(zhì)生物生長(zhǎng)發(fā)育需要大量的硅，頁(yè)巖中大量硅質(zhì)生物的存在表明沉積時(shí)的水體富含硅[23，64?66]。以晚奧陶世—早志留世時(shí)期揚(yáng)子地區(qū)為例，揚(yáng)子地區(qū)大致表現(xiàn)為一種隆凹相間的古地理格局，這種格局導(dǎo)致古揚(yáng)子海與外海隔離，形成半封閉局限滯留海盆，伴隨冰期后海侵事件而導(dǎo)致海平面上升，上升流提供了豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，海洋初級(jí)生產(chǎn)力高，硅質(zhì)生物較為繁盛[67?70]。鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖放射蟲(chóng)和海綿骨針?lè)植驾^為廣泛（圖3），這些微體生物化石多為硅質(zhì)、有機(jī)質(zhì)所填充，或被溶蝕而產(chǎn)生孔洞。

此外，頁(yè)巖中石英類型還包括石英次生加大和石英脈，其中石英次生加大在陰極發(fā)光圖像下多為暗發(fā)光或弱發(fā)光，可與碎屑石英相區(qū)分（圖4a，b）；石英脈常與方解石和黏土礦物等礦物相伴生，這些石英脈寬度多為幾微米到幾千微米不等（圖4c，d）[25，28，33]，但這兩種石英類型在鼓地1井中很少見(jiàn)。

2 微晶石英硅質(zhì)來(lái)源的判定指標(biāo)

頁(yè)巖自生微晶石英的硅質(zhì)來(lái)源較為廣泛，包括火山玻璃轉(zhuǎn)化、黏土礦物轉(zhuǎn)化、硅酸鹽礦物溶解，以及硅質(zhì)生物骨架溶解與再沉淀等[33，71?73]，可通過(guò)鏡下觀察、主微量元素和生物硅含量等多種指標(biāo)和方法手段來(lái)綜合判定樣品中的硅質(zhì)來(lái)源。

2.1 硅質(zhì)生物骨架

頁(yè)巖中存在放射蟲(chóng)和海綿骨針等硅質(zhì)生物骨架，可通過(guò)鏡下觀察來(lái)識(shí)別，這些硅質(zhì)生物可為成巖作用早期自生石英的沉淀提供較為豐富的硅質(zhì)來(lái)源[12，28，66，74]。鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖鏡下可見(jiàn)放射蟲(chóng)（圖3a，b）和海綿骨針（圖3c，d），其中放射蟲(chóng)多呈紡錘形、橢圓形和圓形，直徑大多在100 μm左右，顯微鏡下部分樣品可見(jiàn)放射狀結(jié)構(gòu)。

2.2 主微量判定指標(biāo)

2.2.1 主微量元素及其比值

Al/ （Fe+Al+Mn）比值通常用于評(píng)估熱液活動(dòng)對(duì)于海洋沉積物的影響，且比值隨著熱液輸入的減少而增加[75]，可以作為確定硅質(zhì)成因的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。其中，純熱液的Al/（Fe+Al+Mn）比值小于0.01，而日本半深海Kamiaso 生物燧石的Al/（Fe+Al+Mn） 比值為0.60[35，66，75?76]。鼓地1 井五峰組— 高家邊組頁(yè)巖的Al/（Fe+Al+Mn）比值為0.65～0.76，平均為0.70（表2），表明硅質(zhì)為非熱液成因。

主微量元素含量對(duì)于判別硅質(zhì)來(lái)源具有重要意義，其中Fe、Mn元素的富集主要與熱液有關(guān)，而Al元素富集則與陸源碎屑相關(guān)[66，77]，因而可通過(guò)Al-Fe-Mn三角圖來(lái)判別頁(yè)巖是否為熱液成因[35，75]。如圖5所示，選取的揚(yáng)子地區(qū)下古生界海相頁(yè)巖樣品具有高Al值和極低的Mn值，為非熱液成因；而中揚(yáng)子新元古界埃迪卡拉系留茶坡組頁(yè)巖則基本落在高Fe值一側(cè)[78]，反映為熱液成因。Zr可表征與重礦物相關(guān)的碎屑輸入[79]，在判別頁(yè)巖樣品為非熱液成因的基礎(chǔ)上，可通過(guò)SiO2與Zr的二元圖解來(lái)進(jìn)一步判斷其是否為生物成因。若SiO2與Zr呈正相關(guān)關(guān)系，反映為碎屑成因；若SiO2 與Zr呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，則表明為生物成因[80]。鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖SiO2與Zr呈較好的負(fù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)系數(shù)（R2）與已證實(shí)硅質(zhì)為生物成因的上揚(yáng)子地區(qū)牛蹄塘組和龍馬溪組頁(yè)巖類似（圖6），因此，鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖生物成因構(gòu)成了硅質(zhì)的重要來(lái)源。

2.2.2 生物硅含量

陸殼中SiO2/Al2O3值約為3.6[81?82]，即若SiO2/Al2O3值位于3.6附近，則表明頁(yè)巖中的硅質(zhì)均為陸源輸入。鼓地1 井五峰組—高家邊組頁(yè)巖SiO2/Al2O3 值介于3.81～11.98，平均為6.25，反映明顯存在其他硅質(zhì)來(lái)源。此外，在Si含量與Al含量交匯圖中，位于伊利石Si/Al 線之上的樣品表明其存在過(guò)量硅[83]。鼓地1井頁(yè)巖樣品均位于伊利石Si/Al 線的上方區(qū)域（圖7），由于前文已排除硅質(zhì)的熱液來(lái)源，故過(guò)量硅可視為生物硅。因此，生物硅可通過(guò)總硅含量減去碎屑硅含量來(lái)估計(jì)[21]，其含量可通過(guò)公式（1）進(jìn)行計(jì)算：

3 生物成因微晶石英對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層的影響

3.1 生物成因微晶石英對(duì)巖石力學(xué)的影響

頁(yè)巖組分與結(jié)構(gòu)是控制其力學(xué)性能的重要因素，高脆性的礦物（包括石英、長(zhǎng)石、黃鐵礦和碳酸鹽礦物）對(duì)巖石的力學(xué)強(qiáng)度具有積極的貢獻(xiàn)[84?85]。脆性指數(shù)（BI值），已被廣泛用于表征頁(yè)巖的脆性，主要包括基于巖石力學(xué)彈性系數(shù)（楊氏模量和泊松比）的力學(xué)BI值和脆性礦物含量的礦物BI值兩種。力學(xué)BI值需要大量樣品的巖石力學(xué)分析測(cè)試和昂貴的成本，而礦物BI值往往導(dǎo)致巖石脆性的人為優(yōu)化，為此，本文借助礦物組成和力學(xué)性能相結(jié)合的方法來(lái)計(jì)算鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖的BI值（表3），計(jì)算方法見(jiàn)公式2[31]：

石英與其他脆性礦物相比，具有更高的脆性[2，31]，是頁(yè)巖中最重要的脆性礦物之一。不同來(lái)源的石英是影響巖石脆性的主要因素，會(huì)表現(xiàn)出不同的巖石力學(xué)性能[30，57，85]。近期的研究表明，與以碎屑石英和蒙脫石伊利石化形成的分散在黏土基質(zhì)中的微晶石英為主的頁(yè)巖相比，以生物成因微晶石英為主的頁(yè)巖往往具有更高的楊氏模量與脆性[57]。鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖的生物硅含量與BI值具有較好的正相關(guān)性（圖8），表明生物成因微晶石英的發(fā)育在一定程度上提高了頁(yè)巖的脆性，這也與前人在上揚(yáng)子四川盆地牛蹄塘組頁(yè)巖[57]、上揚(yáng)子四川盆地龍馬溪組頁(yè)巖[33]和中、上揚(yáng)子五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖[85]等研究較為一致。上述結(jié)果進(jìn)一步表明，存在于頁(yè)巖基質(zhì)中大量的生物成因微晶石英可以相互連接，構(gòu)成剛性框架[17，33，48]，形成有效的支撐，進(jìn)而提高頁(yè)巖的力學(xué)性能。此外，近期對(duì)上揚(yáng)子?xùn)|南緣下寒武統(tǒng)牛蹄塘組頁(yè)巖的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)石英含量介于55%～70%時(shí)，碎屑石英和生物成因石英的比例更適合裂縫的產(chǎn)生，頁(yè)巖脆性相對(duì)更高；而當(dāng)石英含量高于70%，且其類型主要為生物成因石英時(shí)，脆性反而會(huì)有所降低[57]。

3.2 生物成因微晶石英對(duì)孔隙保存的影響

核磁共振（NMR）是一種快速、無(wú)創(chuàng)、無(wú)損的技術(shù)，近年來(lái)已被初步應(yīng)用于測(cè)定頁(yè)巖的孔隙類型、孔徑分布以及孔隙度等[48，86]。通過(guò)分析鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖核磁共振孔隙度與巖石組成的關(guān)系可知，孔隙度與TOC具有一定的正相關(guān)性，與生物硅具有較好的正相關(guān)性，而與伊利石之間具有較好的負(fù)相關(guān)性（圖9），表明TOC對(duì)孔隙度具有一定的促進(jìn)作用，而生物硅的富集有利于孔隙的發(fā)育與保存。鼓地1井頁(yè)巖樣品中的黏土礦物主要為伊利石，相對(duì)含量占97.75%，填充粒間孔隙而導(dǎo)致孔隙度降低。此外，孔隙度分量與孔徑曲線顯示，鼓地1井頁(yè)巖中低生物硅含量的樣品以直徑為10 nm（綠色條帶）為主，而較高生物硅含量的樣品在10～100 nm的范圍（藍(lán)色條帶）內(nèi)孔隙度有所增加且孔徑分布更為均勻。這可能是隨著生物硅含量的增加，處于10～100 nm的微晶石英粒間孔隙和有機(jī)質(zhì)孔隙得以更好的發(fā)育與保存。

生物成因微晶石英來(lái)源于硅質(zhì)生物的溶解和再沉淀，硅質(zhì)生物的原始成分一般為蛋白石-A，蛋白石-A是一種高度無(wú)序的非晶態(tài)硅質(zhì)物質(zhì)且性質(zhì)不穩(wěn)定，在40 ℃～50 ℃時(shí)會(huì)發(fā)生快速溶解—脫水—再沉淀反應(yīng)，生成蛋白石-CT，并在60 ℃～75 ℃時(shí)會(huì)進(jìn)一步發(fā)生溶解—再沉淀反應(yīng)，逐漸形成高硬度結(jié)構(gòu)的隱晶質(zhì)和微晶石英集合體[32，48，87?88]。由于蛋白石-A和蛋白石-CT的穩(wěn)定性均不高，其成巖的溫度和壓力相對(duì)較低，在成巖作用早期便完成向更為穩(wěn)定的生物成因微晶石英的轉(zhuǎn)變[63，89]。蛋白石-A向蛋白石-CT轉(zhuǎn)化階段，孔隙度損失率高；而蛋白石-CT向微晶石英轉(zhuǎn)化階段，孔隙度損失率低，且損失幅度顯著減小[89]。因而這些形成于成巖作用早期的生物成因微晶石英便構(gòu)成了剛性框架，提高了頁(yè)巖的抗壓實(shí)能力，并有效抑制原生孔隙在埋藏壓實(shí)過(guò)程中的進(jìn)一步減小，從而使原生孔隙得以良好保存，且在發(fā)生顯著的孔隙度損失之前就已開(kāi)始保持孔隙度[48，89]。而在成巖作用晚期，壓實(shí)作用對(duì)頁(yè)巖原生孔隙的破壞程度較為有限，孔隙度損失極為緩慢[89]。在一些生物硅對(duì)總硅貢獻(xiàn)較大的海相頁(yè)巖中，常見(jiàn)次生有機(jī)質(zhì)填充生物成因微晶石英粒間孔隙空間，且這些有機(jī)質(zhì)內(nèi)部有機(jī)質(zhì)孔隙較為發(fā)育[12，25，33，37，48]。下?lián)P子地區(qū)鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖Ro 值介于1.67%～2.11%，平均為1.83%，大多處于高成熟階段，同樣可見(jiàn)有機(jī)質(zhì)填充于生物成因微晶石英粒間孔隙空間，且有機(jī)質(zhì)孔隙發(fā)育較為廣泛（圖10）。頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)和黏土礦物受壓實(shí)作用影響易發(fā)生塑性變形，而生物成因微晶石英則可形成剛性框架，增強(qiáng)其抗壓實(shí)能力，使其內(nèi)部的有機(jī)質(zhì)孔隙得以保存[33]。近年來(lái)越來(lái)越多的研究表明，在剛性框架存在的情況下，頁(yè)巖原生粒間孔隙和有機(jī)質(zhì)孔隙往往得以較好的保存[17?18，24?25]。對(duì)鼓地1井五峰組—高家邊組底部頁(yè)巖的研究進(jìn)一步表明，生物成因微晶石英可在下?lián)P子地區(qū)古生界海相頁(yè)巖中廣泛發(fā)育，有利于孔隙的保存，有助于進(jìn)一步揭示下?lián)P子地區(qū)古生界海相頁(yè)巖孔隙發(fā)育與演化規(guī)律，為尋找頁(yè)巖氣有利賦存區(qū)提供進(jìn)一步的地質(zhì)依據(jù)。

4 結(jié)論

（1） 海相頁(yè)巖石英類型可大致劃分為碎屑石英、自生微晶石英、石英次生加大、生物骨架石英和石英脈五種類型；其中微晶石英作為最常見(jiàn)的一種自生石英類型，基于其晶體形態(tài)和分布特征的差異，可細(xì)分為分散于黏土基質(zhì)中的微晶石英、自形微晶石英和無(wú)定形微晶石英共3種類型。下?lián)P子地區(qū)鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖石英類型主要為碎屑石英、微晶石英和生物骨架石英，其中碎屑石英在陰極發(fā)光下顯示為明亮的顆粒，而微晶石英呈現(xiàn)為在陰極發(fā)光下不發(fā)光或暗發(fā)光的自生來(lái)源特征，生物骨架石英則多為放射蟲(chóng)和海綿骨針的生物碎片。

（2） 海相頁(yè)巖中微晶石英可存在多種硅質(zhì)來(lái)源，鏡下及地球化學(xué)指標(biāo)指示，生物成因構(gòu)成了鼓地1井五峰組—高家邊組頁(yè)巖微晶石英重要的硅質(zhì)來(lái)源。

（3） 生物成因微晶石英對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層發(fā)育具有重要的影響，能夠增強(qiáng)頁(yè)巖的脆性并形成剛性框架，提高了頁(yè)巖的力學(xué)性質(zhì)，使其抗壓實(shí)能力增強(qiáng)，有利于頁(yè)巖內(nèi)部孔隙空間特別是粒間孔隙和有機(jī)質(zhì)孔隙的保存。

參考文獻(xiàn)（References）

［1］ Montgomery S L， Jarvie D M， Bowker K A， et al. Mississippian

Barnett Shale， Fort Worth Basin， north-central Texas： Gas-shale

play with multi-trillion cubic foot potential[J]. AAPG Bulletin，

2005， 89（2）： 155-175.

［2］ Jarvie D M， Hill R J， Ruble T E， et al. Unconventional shale-gas

systems： The Mississippian Barnett Shale of north-central Texas

as one model for thermogenic shale-gas assessment[J]. AAPG

Bulletin， 2007， 91（4）： 475-499.

［3］ 張金川，徐波，聶海寬，等. 中國(guó)頁(yè)巖氣資源勘探潛力[J]. 天然

氣工業(yè)，2008，28（6）：136-140.［Zhang Jinchuan， Xu Bo， Nie Haikuan，

et al. Exploration potential of shale gas resources in China

[J]. Natural Gas Industry， 2008， 28（6）： 136-140.］

［4］ 鄒才能，董大忠，王社教，等. 中國(guó)頁(yè)巖氣形成機(jī)理、地質(zhì)特征及資

源潛力[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2010，37（6）：641-653.［Zou Caineng，

Dong Dazhong， Wang Shejiao， et al. Geological characteristics，

formation mechanism and resource potential of shale gas in China

[J]. Petroleum Exploration and Development， 2010， 37（6）：

641-653.］

［5］ 蔣裕強(qiáng)，董大忠，漆麟，等. 頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的基本特征及其評(píng)價(jià)

[J]. 天然氣工業(yè)，2010，30（10）：7-12.［Jiang Yuqiang， Dong Dazhong，

Qi Lin， et al. Basic features and evaluation of shale gas

reservoirs[J]. Natural Gas Industry， 2010， 30（10）： 7-12.］

［6］ Loucks R G， Reed R M， Ruppel S C， et al. Spectrum of pore

types and networks in mudrocks and a descriptive classification

for matrix-related mudrock pores[J]. AAPG Bulletin， 2012， 96

（6）： 1071-1098.

［7］ 劉樹(shù)根，馬文辛，Luba J，等. 四川盆地東部地區(qū)下志留統(tǒng)龍馬

溪組頁(yè)巖儲(chǔ)層特征[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2011，27（8）：2239-2252.［Liu

Shugen， Ma Wenxin， Luba J， et al. Characteristics of the shale

gas reservoir rocks in the Lower Silurian Longmaxi Formation，

east Sichuan Basin， China[J]. Acta Petrologica Sinica， 2011， 27

（8）： 2239-2252.］

［8］ 陳文玲，周文，羅平，等. 四川盆地長(zhǎng)芯1 井下志留統(tǒng)龍馬溪組

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征研究[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2013，29（3）：1073-1086.

［Chen Wenling， Zhou Wen， Luo Ping， et al. Analysis of the shale gas

reservoir in the Lower Silurian Longmaxi Formation， Changxin 1

well， southeast Sichuan Basin， China[J]. Acta Petrologica Sinica，

2013， 29（3）： 1073-1086.］

［9］ Ko L T， Loucks R G， Zhang T W， et al. Pore and pore network

evolution of Upper Cretaceous Boquillas （Eagle Ford–equivalent）

mudrocks： Results from gold tube pyrolysis experiments[J].

AAPG Bulletin， 2016， 100（11）： 1693-1722.

［10］ 譚靜強(qiáng)，張煜麟，羅文彬，等. 富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖微納米孔隙結(jié)

構(gòu)研究進(jìn)展[J]. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)，2019，38（1）：18-29.

［Tan Jingqiang， Zhang Yulin， Luo Wenbin， et al. Research

progress on microscale and nanoscale pore structures of organicrich

muddy shales[J]. Bulletin of Mineralogy， Petrology and

Geochemistry， 2019， 38（1）： 18-29.］

［11］ Gao Z Y， Fan Y P， Xuan Q X， et al. A review of shale pore structure

evolution characteristics with increasing thermal maturities

[J]. Advances in Geo-Energy Research， 2020， 4（3）： 247-259.

［12］ Dong T， He Q， He S， et al. Quartz types， origins and organic

matter-hosted pore systems in the lower Cambrian Niutitang Formation，

Middle Yangtze Platform， China[J]. Marine and Petroleum

Geology， 2021， 123： 104739.

［13］ 騰格爾，盧龍飛，俞凌杰，等. 頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔隙形成、保持及其

連通性的控制作用[J]. 石油勘探與開(kāi)發(fā)，2021，48（4）：687-

699.［Borjigin T， Lu Longfei， Yu Lingjie， et al. Formation， preservation

and connectivity control of organic pores in shale[J]. Petroleum

Exploration and Development， 2021， 48（4）： 687-699.］

［14］ 徐良偉，楊克基，魯文婷，等. 富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖微納米孔隙系

統(tǒng)演化特征及模式研究新進(jìn)展[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2022，40（1）：1-

21.［Xu Liangwei， Yang Keji， Lu Wenting， et al. New research

progress on organic-rich shale micro- and nanoscale pore system

evolution characteristics and models[J]. Acta Sedimentologica

Sinica， 2022， 40（1）： 1-21.］

［15］ 盧龍飛，劉偉新，魏志紅，等. 四川盆地志留系頁(yè)巖成巖特征

及其對(duì)孔隙發(fā)育與保存的控制[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2022，40（1）：73-

87.［Lu Longfei， Liu Weixin， Wei Zhihong， et al. Diagenesis of

the Silurian shale， Sichuan Basin： Focus on pore development

and preservation [J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2022， 40（1）：

73-87.］

［16］ Jarvie D M. Shale resource systems for oil and gas： Part 1—

shale-gas resource systems[M]//Breyer J A. Shale reservoirsgiant

resources for the 21st century. AAPG Memoir， 2012：

69-87.

［17］ Milliken K L， Day-Stirrat R J. Cementation in mudrocks： Brief

review with examples from cratonic basin mudrocks[M]//Chatellier

J Y， Jarvie D M. Critical assessment of shale resource plays.

AAPG Memoir， 2013： 133-150.

［18］ Fishman N S， Hackley P C， Lowers H A， et al. The nature of porosity

in organic-rich mudstones of the Upper Jurassic Kimmeridge

Clay Formation， North Sea， offshore United Kingdom[J].

International Journal of Coal Geology， 2012， 103： 32-50.

［19］ Ardakani O H， Sanei H， Ghanizadeh A， et al. Hydrocarbon potential

and reservoir characteristics of Lower Cretaceous Garbutt

Formation， Liard Basin Canada[J]. Fuel， 2017， 209： 274-289.

［20］ Nie H K， Sun C X， Liu G X， et al. Dissolution pore types of the

Wufeng Formation and the Longmaxi Formation in the Sichuan

Basin， South China： Implications for shale gas enrichment[J].

Marine and Petroleum Geology， 2019， 101： 243-251.

［21］ Ross D J K， Bustin R M. Investigating the use of sedimentary

geochemical proxies for paleoenvironment interpretation of thermally

mature organic-rich strata： Examples from the Devonian–

Mississippian shales， western Canadian sedimentary basin[J].

Chemical Geology， 2009， 260（1/2）： 1-19.

［22］ Han C， Han M， Jiang Z X， et al. Source analysis of quartz from

the Upper Ordovician and Lower Silurian black shale and its effects

on shale gas reservoir in the southern Sichuan Basin and its

periphery， China[J]. Geological Journal， 2019， 54（1）： 438-449.

［23］ 盧龍飛，秦建中，申寶劍，等. 川東南涪陵地區(qū)五峰組—龍馬

溪組硅質(zhì)頁(yè)巖的生物成因及其油氣地質(zhì)意義[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地

質(zhì)，2016，38（4）：460-465，472.［Lu Longfei， Qin Jianzhong，

Shen Baojian， et al. Biogenic origin and hydrocarbon significance

of siliceous shale from the Wufeng-Longmaxi Formations

in Fuling area， southeastern Sichuan Basin[J]. Petroleum Geology

amp; Experiment， 2016， 38（4）： 460-465， 472.］

［24］ Guo X W， Qin Z J， Yang R， et al. Comparison of pore systems

of clay-rich and silica-rich gas shales in the Lower Silurian Longmaxi

Formation from the Jiaoshiba area in the eastern Sichuan

Basin， China[J]. Marine and Petroleum Geology， 2019， 101：

265-280.

［25］ Dong T， He S， Chen M F， et al. Quartz types and origins in the

Paleozoic Wufeng-Longmaxi Formations， eastern Sichuan Basin，

China： Implications for porosity preservation in shale reservoirs

[J]. Marine and Petroleum Geology， 2019， 106： 62-73.

［26］ Chen L， Jiang Z X， Liu Q X， et al. Mechanism of shale gas occurrence：

Insights from comparative study on pore structures of

marine and lacustrine shales[J]. Marine and Petroleum Geology，

2019， 104： 200-216.

［27］ 董大忠，梁峰，管全中，等. 四川盆地五峰組—龍馬溪組頁(yè)巖

氣優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育模式及識(shí)別評(píng)價(jià)技術(shù)[J]. 天然氣工業(yè)，2022，

42（8）：96-111.［Dong Dazhong， Liang Feng， Guan Quanzhong，

et al. Development model and identification evaluation technology

of Wufeng-Longmaxi Formation quality shale gas reservoirs

in the Sichuan Basin[J]. Natural Gas Industry， 2022， 42（8）：

96-111.］

［28］ Qiu Z， Liu B， Dong D Z， et al. Silica diagenesis in the Lower Paleozoic

Wufeng and Longmaxi Formations in the Sichuan Basin，

South China： Implications for reservoir properties and paleoproductivity[

J]. Marine and Petroleum Geology， 2020， 121：

104594.

［29］ 李鉅源. 東營(yíng)凹陷泥頁(yè)巖礦物組成及脆度分析[J]. 沉積學(xué)報(bào)，

2013，31（4）：616-620.［Li Juyuan. Analysis on mineral components

and frangibility of shales in Dongying Depression[J]. Acta

Sedimentologica Sinica， 2013， 31（4）： 616-620.］

［30］ Dong T， Harris N B， Ayranci K， et al. The impact of rock composition

on geomechanical properties of a shale formation： Middle

and Upper Devonian Horn River Group shale， Northeast British

Columbia， Canada[J]. AAPG Bulletin， 2017， 101（2）： 177-204.

［31］ Huo Z P， Zhang J C， Li P， et al. An improved evaluation method

for the brittleness index of shale and its application： A case study

from the southern North China Basin[J]. Journal of Natural Gas

Science and Engineering， 2018， 59： 47-55.

［32］ Xi Z D， Tang S H， Zhang S H， et al. Characterization of quartz

in the Wufeng Formation in northwest Hunan province， South

China and its implications for reservoir quality[J]. Journal of Petroleum

Science and Engineering， 2019， 179： 979-996.

［33］ Xu H， Zhou W， Hu Q H， et al. Quartz types， silica sources and

their implications for porosity evolution and rock mechanics in

the Paleozoic Longmaxi Formation shale， Sichuan Basin[J]. Marine

and Petroleum Geology， 2021， 128： 105036.

［34］ Reynolds J H， Verhoogen J. Natural variations in the isotopic

constitution of silicon[J]. Geochimica et Cosmochimica Acta，

1953， 3（5）： 224-234.

［35］ Adachi M， Yamamoto K， Sugisaki R. Hydrothermal chert and associated

siliceous rocks from the northern Pacific their geological

significance as indication od ocean ridge activity[J]. Sedimentary

Geology， 1986， 47（1/2）： 125-148.

［36］ Moore T C Jr. Biogenic silica and chert in the Pacific Ocean[J].

Geology， 2008， 36（12）： 975-978.

［37］ Zhao J H， Jin Z K， Jin Z J， et al. Origin of authigenic quartz in

organic-rich shales of the Wufeng and Longmaxi Formations in

the Sichuan Basin， South China： Implications for pore evolution

[J]. Journal of Natural Gas Science and Engineering， 2017， 38：

21-38.

［38］ McBride E F. Quartz cement in sandstones： A review[J]. Earth-

Science Reviews， 1989， 26（1/2/3）： 69-112.

［39］ Fishman N S， Egenhoff S O， Boehlke A R， et al. Petrology and

diagenetic history of the upper shale member of the Late Devonian-

Early Mississippian Bakken Formation， Williston Basin， North

Dakota[M]//Larsen D， Egenhoff S O， Fishman N S. Paying attention

to mudrocks： Priceless！. Geological Society of America，

2015： 125-151.

［40］ Milliken K L， Ergene S M， Ozkan A. Quartz types， authigenic

and detrital， in the upper Cretaceous Eagle Ford Formation，

south Texas， USA[J]. Sedimentary Geology， 2016， 339：

273-288.

［41］ Milliken K L， Olson T. Silica diagenesis， porosity evolution， and

mechanical behavior in siliceous mudstones， Mowry Shale （Cretaceous），

Rocky Mountains， U. S. A. [J]. Journal of Sedimentary

Research， 2017， 87（4）： 366-387.

［42］ Niu X， Yan D T， Zhuang X G， et al. Origin of quartz in the lower

Cambrian Niutitang Formation in south Hubei province， Upper

Yangtze Platform[J]. Marine and Petroleum Geology， 2018，

96： 271-287.

［43］ 孫川翔，聶海寬，劉光祥，等. 石英礦物類型及其對(duì)頁(yè)巖氣富

集開(kāi)采的控制：以四川盆地及其周緣五峰組—龍馬溪組為例

[J]. 地球科學(xué)，2019，44（11）：3692-3704.［Sun Chuanxiang，

Nie Haikuan， Liu Guangxiang， et al. Quartz type and its control

on shale gas enrichment and production： A case study of the

Wufeng-Longmaxi Formations in the Sichuan Basin and its surrounding

areas， China[J]. Earth Science， 2019， 44（11）： 3692-

3704.］

［44］ Peng J W， Milliken K L， Fu Q L. Quartz types in the Upper

Pennsylvanian organic‐rich Cline Shale （Wolfcamp D）， Midland

Basin， Texas： Implications for silica diagenesis， porosity evolution

and rock mechanical properties[J]. Sedimentology， 2020， 67

（4）： 2040-2064.

［45］ 張鵬輝，陳志勇，薛路，等. 塔里木盆地西北緣下寒武統(tǒng)黑色

巖系差異性成巖演化及其影響因素[J]. 巖石學(xué)報(bào)，2020，36

（11）：3463-3476.［Zhang Penghui， Chen Zhiyong， Xue Lu， et

al. The differential diagenetic evolution and its influencing factors

of lower Cambrian black rock series in the northwestern

margin of Tarim Basin[J]. Acta Petrologica Sinica， 2020， 36（11）：

3463-3476.］

［46］ Chen X L， Shi W Z， Hu Q H， et al. Origin of authigenic quartz

in organic-rich shales of the Niutitang Formation in the northern

margin of Sichuan Basin， South China： Implications for pore network

development[J]. Marine and Petroleum Geology， 2022，

138： 105548.

［47］ 劉國(guó)恒，翟剛毅，楊銳，等. 石英結(jié)晶度指數(shù)：中國(guó)四川盆地及

周緣晚奧陶世—早志留世富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖中硅質(zhì)為生物成因的

定量性新證據(jù)[J]. 中國(guó)科學(xué)（D輯）：地球科學(xué)，2021，51（7）：

1135-1149.［Liu Guoheng， Zhai Gangyi， Yang Rui， et al. Quartz

crystallinity index： New quantitative evidence for biogenic silica

of the Late Ordovician to Early Silurian organic-rich shale in the

Sichuan Basin and adjacent areas， China[J]. Science China

（Seri. D）： Earth Sciences， 2021， 51（7）： 1135-1149.］

［48］ Knapp L J， Ardakani O H， Uchida S， et al. The influence of rigid

matrix minerals on organic porosity and pore size in shale reservoirs：

Upper Devonian Duvernay Formation， Alberta， Canada

[J]. International Journal of Coal Geology， 2020， 227： 103525.

［49］ Hao F， Zou H Y， Lu Y C. Mechanisms of shale gas storage： Implications

for shale gas exploration in China[J]. AAPG Bulletin，

2013， 97（8）： 1325-1346.

［50］ 郭旭升，胡東風(fēng)，魏志紅，等. 涪陵頁(yè)巖氣田的發(fā)現(xiàn)與勘探認(rèn)

識(shí)[J]. 中國(guó)石油勘探，2016，21（3）：24-37.［Guo Xusheng， Hu

Dongfeng， Wei Zhihong， et al. Discovery and exploration of

Fuling shale gas field[J]. China Petroleum Exploration， 2016， 21

（3）： 24-37.］

［51］ Liu Z Q， Guo S B， Lv R. Shale-gas play risk of the Lower Cambrian

on the Yangtze Platform， South China[J]. AAPG Bulletin，

2020， 104（5）： 989-1009.

［52］ 張君峰，許浩，周志，等. 鄂西宜昌地區(qū)頁(yè)巖氣成藏地質(zhì)特征

[J]. 石油學(xué)報(bào)，2019，40（8）：887-899.［Zhang Junfeng， Xu Hao，

Zhou Zhi， et al. Geological characteristics of shale gas reservoir

in Yichang area， western Hubei[J]. Acta Petrolei Sinica， 2019， 40

（8）： 887-899.］

［53］ 陳孔全，李君軍，唐協(xié)華，等. 中揚(yáng)子地區(qū)五峰組—龍馬溪組

頁(yè)巖氣成藏關(guān)鍵地質(zhì)因素[J]. 天然氣工業(yè)，2020，40（6）：18-

30.［Chen Kongquan， Li Junjun， Tang Xiehua， et al. Key geological

factors for shale gas accumulation in the Wufeng-

Longmaxi Fms in the central Yangtze area[J]. Natural Gas Industry，

2020， 40（6）： 18-30.］

［54］ 邱振，鄒才能. 非常規(guī)油氣沉積學(xué)：內(nèi)涵與展望[J]. 沉積學(xué)報(bào)，

2020，38（1）：1-29.［Qiu Zhen， Zou Caineng. Unconventional

petroleum sedimentology： Connotation and prospect[J]. Acta

Sedimentologica Sinica， 2020， 38（1）： 1-29.］

［55］ 鄒才能，趙群，叢連鑄，等. 中國(guó)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)進(jìn)展、潛力及前景

[J]. 天然氣工業(yè)，2021，41（1）：1-14.［Zou Caineng， Zhao Qun，

Cong Lianzhu， et al. Development progress， potential and prospect

of shale gas in China[J]. Natural Gas Industry， 2021， 41（1）：

1-14.］

［56］ 施振生，邱振. 海相細(xì)粒沉積層理類型及其油氣勘探開(kāi)發(fā)意

義[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2021，39（1）：181-196.［Shi Zhensheng， Qiu

Zhen. Main bedding types of marine fine-grained sediments and

their significance for oil and gas exploration and development

[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2021， 39（1）： 181-196.］

［57］ Liu J S， Ding W L， Wang R Y， et al. Quartz types in shale and

their effect on geomechanical properties： An example from the

lower Cambrian Niutitang Formation in the Cen'gong block，

South China[J]. Applied Clay Science， 2018， 163： 100-107.

［58］ Yang X R， Yan D T， Wei X S， et al. Different formation mechanism

of quartz in siliceous and argillaceous shales： A case study

of Longmaxi Formation in South China[J]. Marine and Petroleum

Geology， 2018， 94： 80-94.

［59］ Dowey P J， Taylor K G. Extensive authigenic quartz overgrowths

in the gas-bearing Haynesville-Bossier Shale， USA[J].

Sedimentary Geology， 2017， 356： 15-25.

［60］ Chen Q， Fan J X， Zhang L N， et al. Paleogeographic evolution

of the Lower Yangtze region and the break of the “platformslope-

basin” pattern during the Late Ordovician[J]. Science China

Earth Sciences， 2018， 61（5）： 625-636.

［61］ 王文娟，陳建文，雷寶華，等. 下?lián)P子巢湖鼓地1 井五峰組—高

家邊組生物地層及部分筆石帶缺失原因[J]. 海洋地質(zhì)前沿，

2021，37（4）：61-67.［Wang Wenjuan， Chen Jianwen， Lei Baohua，

et al. Cause of the partial missing of graptolite zones in

Wufeng and Kaochiapien Formations of well GD-1， Chaohu area，

Lower Yangtze region[J]. Marine Geology Frontiers， 2021，

37（4）： 61-67.］

［62］ Schieber J， Krinsley D， Riciputi L. Diagenetic origin of quartz

silt in mudstones and implications for silica cycling[J]. Nature，

2000， 406（6799）： 981-985.

［63］ Schieber J. Early diagenetic silica deposition in algal cysts and

spores： A source of sand in black shales？[J]. Journal of Sedimentary

Research， 1996， 66（1）： 175-183.

［64］ Lampitt R S， Salter I， Johns D. Radiolaria： Major exporters of

organic carbon to the deep ocean[J]. Global Biogeochemical Cycles，

2009， 23（1）： GB1010.

［65］ Crosta X， Romero O E， Ther O， et al. Climatically-controlled siliceous

productivity in the eastern gulf of Guinea during the last

40 000 yr[J]. Climate of the Past， 2012， 8（2）： 415-431.

［66］ 王淑芳，鄒才能，董大忠，等. 四川盆地富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖硅質(zhì)生

物成因及對(duì)頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)的意義[J]. 北京大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)

版），2014，50（3）：476-486. ［Wang Shufang， Zou Caineng，

Dong Dadong， et al. Biogenic silica of organic-rich shale in Sichuan

Basin and its significance for shale gas[J]. Acta Scientiarum

Naturalium Universitatis Pekinensis， 2014， 50（3）：

476-486.］

［67］ Gorjan P， Kaiho K， Fike D A， et al. Carbon-and sulfur-isotope

geochemistry of the Hirnantian （Late Ordovician） Wangjiawan

（Riverside） section， South China： Global correlation and environmental

event interpretation[J]. Palaeogeography， Palaeoclimatology，

Palaeoecology， 2012， 337-338： 14-22.

［68］ Liu Y， Li C， Algeo T J， et al. Global and regional controls on marine

redox changes across the Ordovician-Silurian boundary in

South China[J]. Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology，

2016， 463： 180-191.

［69］ Khan M Z， Feng Q L， Zhang K， et al. Biogenic silica and organic

carbon fluxes provide evidence of enhanced marine productivity

in the Upper Ordovician-Lower Silurian of South China[J].

Palaeogeography， Palaeoclimatology， Palaeoecology， 2019， 534：

109278.

［70］ Cai Q S， Hu M Y， Zhang B M， et al. Source of silica and its implications

for organic matter enrichment in the Upper Ordovician-

Lower Silurian black shale in western Hubei province， China：

Insights from geochemical and petrological analysis[J]. Petroleum

Science， 2022， 19（1）： 74-90.

［71］ Peltonen C， Marcussen ?， Bj?rlykke K， et al. Clay mineral diagenesis

and quartz cementation in mudstones： The effects of

smectite to illite reaction on rock properties[J]. Marine and Petroleum

Geology， 2009， 26（6）： 887-898.

［72］ Thyberg B， Jahren J， Winje T， et al. Quartz cementation in Late

Cretaceous mudstones， northern North Sea： Changes in rock

properties due to dissolution of smectite and precipitation of

micro-quartz crystals[J]. Marine and Petroleum Geology， 2010，

27（8）： 1752-1764.

［73］ Dong T， Harris N B， Knapp L J， et al. The effect of thermal maturity

on geomechanical properties in shale reservoirs： An example

from the Upper Devonian Duvernay Formation， western

Canada sedimentary basin[J]. Marine and Petroleum Geology，

2018， 97： 137-153.

［74］ Lei Z H， Dashtgard S E， Wang J， et al. Origin of chert in Lower

Silurian Longmaxi Formation： Implications for tectonic evolution

of Yangtze Block， South China[J]. Palaeogeography， Palaeo‐

climatology， Palaeoecology， 2019， 529： 53-66.

［75］ Yamamoto K. Geochemical characteristics and depositional environments

of cherts and associated rocks in the Franciscan and

Shimanto Terranes[J]. Sedimentary Geology， 1987， 52（1/2）：

65-108.

［76］ Bostr?m K， Kraemer T， Gartner S. Provenance and accumulation

rates of opaline silica， Al， Ti， Fe， Mn， Cu， Ni and Co in Pacific

pelagic sediments[J]. Chemical Geology， 1973， 11（2）：

123-148.

［77］ Wedepohl K H. Environmental influences on the chemical composition

of shales and clays[J]. Physics and Chemistry of the

Earth， 1971， 8： 307-333.

［78］ Tan J Q， Wang Z H， Wang W H， et al. Depositional environment

and hydrothermal controls on organic matter enrichment in the

lower Cambrian Niutitang shale， southern China[J].

AAPG Bulletin， 2021， 105（7）： 1329-1356.

［79］ Gambacorta G， Trincianti E， Torricelli S. Anoxia controlled by

relative sea-level changes： An example from the Mississippian

Barnett Shale Formation[J]. Palaeogeography， Palaeoclimatology，

Palaeoecology， 2016， 459： 306-320.

［80］ Wright A M， Spain D， Ratcliffe K T. Application of inorganic

whole rock geochemistry to shale resource plays[C]//Canadian

unconventional resources and international petroleum conference.

Calgary， Canada： SPE， 2010： 137946.

［81］ Taylor S R， McLennan S M. The continental crust： Its composition

and evolution[M]. Oxford： Blackwell Scientific Publication，

1985.

［82］ Taylor S R， McLennan S M. The geochemical evolution of the

continental crust[J]. Reviews of Geophysics， 1995， 33（2）：

241-265.

［83］ Rowe H D， Loucks R G， Ruppel S C， et al. Mississippian Barnett

Formation， Fort Worth Basin， Texas： Bulk geochemical inferences

and Mo–TOC constraints on the severity of hydrographic

restriction[J]. Chemical Geology， 2008， 257（1/2）： 16-25.

［84］ Rybacki E， Meier T， Dresen G. What controls the mechanical

properties of shale rocks？–Part II： Brittleness[J]. Journal of Petroleum

Science and Engineering， 2016， 144： 39-58.

［85］ Ye Y P， Tang S H， Xi Z D， et al. Quartz types in the Wufeng-

Longmaxi Formations in southern China： Implications for porosity

evolution and shale brittleness[J]. Marine and Petroleum Geology，

2022， 137： 105479.

［86］ Liu Z S， Liu D M， Cai Y D， et al. Application of nuclear magnetic

resonance （NMR） in coalbed methane and shale reservoirs： A

review[J]. International Journal of Coal Geology， 2020， 218：

103261.

［87］ Isaacs C M. Porosity reduction during diagenesis of Monterey

Formation， Santa Barbara， California： Abstract[M]. AAPG Bulletin，

1981， 65（5）： 940-941.

［88］ Rice S B， Freund H， Huang W L， et al. Application of Fourier

Transform infrared spectroscopy to silica diagenesis： The opal-A

to opal-CT transformation[J]. Journal of Sedimentary Research，

1995， 65（4a）： 639-647.

［89］ 盧龍飛，劉偉新，俞凌杰，等. 生物蛋白石早期成巖相變特征

及對(duì)硅質(zhì)頁(yè)巖孔隙發(fā)育與孔徑分布的影響[J]. 石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，

2020，42（3），363-370.［Lu Longfei， Liu Weixin， Yu Lingjie， et

al. Early diagenesis characteristics of biogenic opal and its influence

on porosity and pore network evolution of siliceous shale

[J]. Petroleum Geology amp; Experiment， 2020， 42（3）： 363-370.］