姚素平，吳聿元，余文端，張柏林，胡文瑄

（1.南京大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，江蘇南京210023；2.中國石化華東油氣分公司，江蘇南京210019）

孤峰組原名“孤峰層”，是由朱森和劉祖彝（1932）根據(jù)葉良輔和李捷（1924）在安徽涇縣孤峰鎮(zhèn)所創(chuàng)的“孤峰鎮(zhèn)石灰?guī)r”分出，代表“棲霞灰?guī)r”之上、“龍?zhí)睹合怠敝碌囊惶缀缀i硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖、灰質(zhì)頁巖[1]，其時(shí)代被限定于茅口期，層位與浙江丁家山組、福建文筆山組、江西鳴山組等大致相當(dāng)，同是我國西南茅口組中、上部灰?guī)r的相變[2]。而大隆組原名“大垅層”，是張文佑等（1938）在廣西來賓大垅煤礦進(jìn)行煤田地質(zhì)調(diào)查時(shí)所創(chuàng)，指三疊系之下、合山層（相當(dāng)龍?zhí)督M）之上的砂頁巖層，時(shí)代定為二疊—三疊紀(jì)；后經(jīng)李四光等（1941）研究，將其時(shí)代改為晚二疊世晚期，并與“長興灰?guī)r”時(shí)代相當(dāng)[3]。孤峰組及大隆組兩套地層主要分布于華南板塊的北緣及中南部的湘桂盆地、欽防盆地等地[4]，由于有機(jī)碳含量高，被認(rèn)為是華南地區(qū)重要的烴源巖勘探目的層位[5]。然而，由于兩者在時(shí)空分布上都存在明顯的巖相變化[6]，使得其在區(qū)域地層劃分及對比中仍存在較大爭議，制約了油氣資源勘探及潛力評價(jià)工作。

近年來，中、上揚(yáng)子地區(qū)頁巖氣勘探取得了重大突破[7-9]。在此勘探前景的鼓舞下，國土、石油和煤炭等部門在下?lián)P子地區(qū)也相繼開展了頁巖油氣的勘探和研究工作，取得了許多重要進(jìn)展，如南京地調(diào)中心在皖南地區(qū)港地1 井上二疊統(tǒng)獲得了“三氣一油”的勘探成果，表明中上二疊統(tǒng)具有一定的頁巖油氣潛力[10-11]；在無為盆地皖為1 井鉆探過程中，鉆遇中三疊統(tǒng)膏鹽蓋層中白云巖層段時(shí)出現(xiàn)天然氣井涌，表明下伏二疊系具有頁巖氣形成和成藏潛力；中海油蕪湖區(qū)塊的頁巖氣勘探成果表明大隆組和孤峰組頁巖氣指標(biāo)參數(shù)十分優(yōu)越[12]，含氣性的測試結(jié)果良好；皖南、蘇南和浙北地區(qū)煤礦開采過程中出現(xiàn)的大量油氣顯示現(xiàn)象也表明中上二疊統(tǒng)的頁巖油氣具有一定的成藏潛力[13]。由此可見，下?lián)P子區(qū)二疊系勘探和研究成果均表明孤峰組和大隆組是該區(qū)最具有頁巖油氣潛力的目的層段[14-15]。但由于目的層系埋藏較深，資料仍十分有限，對大隆組和孤峰組的地層特征及巖相變化等缺乏深入研究，導(dǎo)致對孤峰組和大隆組烴源巖沉積展布等基礎(chǔ)地質(zhì)問題認(rèn)識(shí)不足，特別是主要目的層段的劃分和有效厚度的時(shí)空分布等無法準(zhǔn)確確定，這制約了下一步油氣資源潛力的評價(jià)工作。

為此，該文疏理了下?lián)P子區(qū)孤峰組和大隆組地層典型剖面（圖1），并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料及前人研究成果，對下?lián)P子地區(qū)孤峰組和大隆組的區(qū)域地層特征及巖相變化特征進(jìn)行了分析，探討了孤峰組及大隆組地層時(shí)空變化特征及對頁巖油氣勘探的意義。

1 典型剖面描述

本次研究選擇對句容青龍山剖面（孤峰組和大隆組）、巢湖平頂山剖面（孤峰組和大隆組）、宣城牛山剖面（大隆組）、涇縣蔡村剖面（大隆組）、涇縣昌橋剖面（孤峰組和大隆組）、懷寧月山剖面（大隆組）等6條典型野外剖面（圖1），進(jìn)行了實(shí)測和詳細(xì)描述，總結(jié)了其巖石地層特征。

圖1 下?lián)P子區(qū)野外露頭出露及研究剖面位置Fig.1 Location of studied outcrops and sections in Lower Yangtze region

1.1 句容青龍山剖面（孤峰組和大隆組）

青龍山剖面位于句容市采石場附近的公路旁邊（N32°09'42.2″，E119°04'54.6″），全長約155 m，厚度約120 m，層面向北傾斜，傾角在50°～60°。整個(gè)剖面按巖石地層單位由老至新依次為二疊系棲霞組、孤峰組、龍?zhí)督M和大隆組（圖2）。各組地層之間均為整合接觸，反映為連續(xù)沉積的特征。

圖2 青龍山剖面實(shí)測地層剖面Fig.2 Measured stratigraphic section of Mount Qinglong

該剖面孤峰組出露較為完整，總厚度約40 m（圖3a）。根據(jù)巖性變化特征可劃分為3段，分別為下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段、中部硅質(zhì)巖—泥巖段、上部黑色泥巖段。下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段與其下伏棲霞組頂部灰?guī)r段呈整合接觸（圖3b），層厚約4.5 m，主要為灰黑色泥巖，向上以含有豐富的磷質(zhì)結(jié)核泥頁巖為特征，結(jié)核大小不一，呈橢球狀（圖3c），泥巖中還含有豐富的生物化石，包括牙形刺及菊石等。中部硅質(zhì)巖—泥巖段，厚約7 m，主要為黑色硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)泥巖韻律沉積（圖3d），向上泥質(zhì)增多，間夾灰白色火山灰層。放射蟲硅質(zhì)巖呈黑色薄層狀，單層厚數(shù)厘米，鏡下可見大量放射蟲（圖3h—圖3j）。上部黑色泥巖段（圖3e），厚約19 m，主要為中薄層炭質(zhì)泥巖為主。大隆組相對較薄，巖性變化不大，整體以泥巖、硅質(zhì)泥巖為主（圖3f），大體可分為3 段，中、下段以黑色泥巖為主，而上段則以黑色硅質(zhì)泥巖沉積為特征（圖3g）。

圖3 青龍山剖面野外及鏡下照片F(xiàn)ig.3 Photographs and micrographs of field outcrop in Mount Qinglong

1.2 巢湖平頂山剖面（孤峰組和大隆組）

平頂山剖面主要位于巢湖市平頂山向斜的北翼，孤峰組和大隆組出露較全。

1.2.1 巢湖平頂山中上二疊統(tǒng)孤峰組—銀屏組剖面

巢湖平頂山中上二疊統(tǒng)孤峰組—銀屏組剖面位置為N31°37'51.5″，E117°49'21.8″，剖面長度86.5 m，厚53.2 m，主要出露較完整的二疊系中下部地層，包括棲霞組、孤峰組、銀屏組及龍?zhí)督M（圖4）。

圖4 巢湖平頂山孤峰組—銀屏組地層實(shí)測剖面Fig.4 Measured stratigraphic section of Gufeng and Yinping Formation in Mount Pingding of Chaohu

該剖面孤峰組整體厚31 m 左右，自下而上也可分為下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段、中部硅質(zhì)巖—泥巖段、上部黑色泥巖段。下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段，與其下伏棲霞組頂部灰?guī)r呈整合接觸（圖5a、圖5b），層厚約2.1 m，含有豐富的磷質(zhì)結(jié)核，結(jié)核大小不一，呈橢球狀，泥巖中還含有豐富的生物化石，如牙形刺、菊石、小型腹足類、腕足類及鸚鵡螺等[16-17]。中部硅質(zhì)巖—泥巖段，厚約25 m，主要為黑色硅質(zhì)巖夾硅質(zhì)泥巖韻律沉積（圖5c、圖5d、圖5j、圖5k），向上泥質(zhì)增多。上部黑色泥巖段，厚約3.7 m，主要為中薄層炭質(zhì)泥巖（圖5e）為主。此后，孤峰組向上變?yōu)殂y屏組灰色—灰黑色頁巖夾灰色泥巖（圖5f、圖5g、圖5l）及龍?zhí)督M棕黃色中厚層長石石英砂巖（圖5h）。

1.2.2 巢湖平頂山龍?zhí)督M—大隆組剖面

巢湖地區(qū)平頂山中龍?zhí)督M—大隆組剖面（N31°38'07.06″，E117°49'42.76″），主要出露龍?zhí)督M中上部及大隆組地層（圖6），剖面長度約78 m，大隆組厚約21 m，地層出露相對較好。根據(jù)巖性變化大隆組可以分為三段，下段為硅質(zhì)頁巖與鈣質(zhì)頁巖互層，中段為深灰、灰黑色層狀炭質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖（圖5i），上段為灰黑色炭質(zhì)頁巖與鈣質(zhì)泥巖或泥灰?guī)r互層。

圖5 平頂山剖面野外及鏡下照片F(xiàn)ig.5 Photographs and micrographs of field outcrop in Mount Pingding

圖6 巢湖平頂山龍?zhí)督M—大隆組地層實(shí)測剖面Fig.6 Measured stratigraphic section of Longtan and Dalong Formation in Mount Pingding of Chaohu

1.3 宣城牛山剖面（大隆組）

牛山剖面地理位置在安徽省南部宣城市東北約20 km 的一個(gè)采石場內(nèi)(N31° 08'57.6″，E118°49'44.9″)，主要出露二疊系地層，全長約100 m，剖面厚度約28 m，巖層層面向南東向傾斜，傾角在15°～20°，整個(gè)剖面按巖石地層單位由老至新依次為上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、大隆組、下三疊統(tǒng)殷坑組（圖7），各地層之間均為整合接觸，未發(fā)現(xiàn)沉積間斷，反映為連續(xù)沉積的特征。

圖7 宣城牛山大隆組地層實(shí)測剖面Fig.7 Measured stratigraphic section of Dalong Formation in Mount Niu of Xuancheng

該剖面大隆組巖性以黑色泥巖、硅質(zhì)巖為主（圖8a），由其下三角洲相龍?zhí)督M演變而來（圖8b），表現(xiàn)出深水沉積序列特征，并且具有清晰的層序特征及良好的側(cè)向延續(xù)性。由于海平面的頻繁波動(dòng)，使得該期沉積了種類相對較多的巖石類型，并可按照巖性特征進(jìn)一步劃分為3 段：泥巖—硅質(zhì)泥巖段、硅質(zhì)泥巖—鈣質(zhì)泥巖段及鈣質(zhì)泥巖段。下部泥巖—硅質(zhì)泥巖段，主要以黑色富有機(jī)質(zhì)的厚層泥巖、硅質(zhì)泥巖為主（圖8c），間夾少量碳酸鹽巖，至頂部時(shí)出現(xiàn)薄層含放射蟲的硅質(zhì)巖（圖8d、圖8h）。中部硅質(zhì)泥巖—鈣質(zhì)泥巖段，主要以黑色的鈣質(zhì)泥巖和硅質(zhì)泥巖為主，間夾多層黑色碳酸鹽巖（圖8e、圖8i）。上部鈣質(zhì)泥巖段，主要由黑色厚層鈣質(zhì)泥巖組成（圖8j），顯示出水深進(jìn)一步降低的沉積環(huán)境，同時(shí)樣品中還可見火山灰（圖8f）及黃鐵礦，部分呈層分布。大隆組向上進(jìn)一步過渡為殷坑組的碳酸鹽巖和泥巖互層沉積（圖8g）。

圖8 宣城牛山剖面野外及鏡下照片。Fig.8 Photographs and micrographs of field outcrop in Mount Niu of Xuancheng

1.4 涇縣昌橋剖面（孤峰組和大隆組）

涇縣昌橋?qū)崪y剖面（N 30°45'20.11″，E 118°24'30.1″）出露較好（圖9）。大隆組頂界與殷坑組含瘤狀灰?guī)r的鈣質(zhì)泥巖整合接觸，大隆組底界以灰黑色硅質(zhì)頁巖與龍?zhí)督M壓煤灰?guī)r整合接觸。孤峰組底界與棲霞組灰?guī)r整合接觸，頂界以黑色含硅質(zhì)碳質(zhì)頁巖與龍?zhí)督M青灰色—灰色粉砂質(zhì)泥巖整合接觸。整個(gè)大隆組—龍?zhí)督M—孤峰組剖面厚度約220 m。

圖9 涇縣昌橋孤峰組—龍?zhí)督M—大隆組地層實(shí)測剖面Fig.9 Measured stratigraphic section of Gufeng-Longtan-Dalong Formations of Changqiao in Jingxian County

該剖面孤峰組較厚，大體可分為三段，下段為灰色頁巖段，中段主要為硅質(zhì)頁巖段，上段主要以炭質(zhì)頁巖段，從孤峰組底部向頂部，由泥質(zhì)頁巖（圖10a）逐漸過渡到硅質(zhì)頁巖（圖10b），至頂部再相變?yōu)樘假|(zhì)頁巖（圖10c），反映了水體由淺變深再變淺的變化。此后過渡為龍?zhí)督M的粉砂質(zhì)泥頁巖（圖10d、圖10e、圖10j），并夾煤線（圖10f）。大隆組也可細(xì)分為三段：下段為硅質(zhì)頁巖（圖10g），中段為硅質(zhì)頁巖和泥巖交互沉積（圖10h、圖10k），上段則為黑色頁巖沉積（圖10i、圖10l），從大隆組底部向頂部，硅質(zhì)巖含量呈降低的趨勢，反映水體由深到淺的變化。

圖10 安徽宣城涇縣昌橋剖面野外及鏡下照片F(xiàn)ig.10 Photographs and micrographs of field outcrop in Changqiao of Jingxian County,Xuancheng,Anhui

1.5 涇縣蔡村剖面（大隆組）

蔡村剖面位于宣城市涇縣蔡村鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府以西2 km的一個(gè)小型采石場內(nèi)（圖11）。蔡村剖面測量長約50 m，厚度約20 m，層面向北西向傾斜，剖面上段傾角近水平，主要出露上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M、大隆組、殷坑組（圖12a）。據(jù)巖石地層學(xué)對比發(fā)現(xiàn)，蔡村剖面主要出露了大隆組中下部。剖面巖性主要由黑色泥巖（圖12b）、黑色硅質(zhì)巖和鈣質(zhì)泥巖（圖12c）組成。

該剖面龍?zhí)督M上部以黑灰色炭質(zhì)泥頁巖夾硅質(zhì)灰?guī)r（圖12d）和煤層為主；而大隆組底部則轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏栀|(zhì)灰?guī)r夾薄層鈣質(zhì)泥巖（圖11、圖12e），見小型構(gòu)造和揉皺較為發(fā)育；到大隆組中段后，逐漸沉積了以薄層狀黑色含放射蟲硅質(zhì)巖為主的巖性，有機(jī)質(zhì)含量較高，并間夾一些中薄層硅質(zhì)泥巖（圖12），層序界面開始變得清晰；在大隆組上部則以炭質(zhì)硅質(zhì)頁巖沉積為主（圖12f）?？傮w看來，大隆組可分為3段，其中中下段硅質(zhì)巖較為發(fā)育。

圖11 涇縣蔡村龍?zhí)丁舐〗M地層實(shí)測剖面Fig.11 Measured stratigraphic section of Longtan and Dalong Formations in Caicun in Jingxian County

圖12 皖南蔡村剖面野外及鏡下照片F(xiàn)ig.12 Photographs and omicrographs of field outcrop in Caicun of southern Anhui

1.6 懷寧月山夫子崗剖面（大隆組）

夫子崗剖面（30°36'13.64″，116°55'50.97″）出露較好，龍?zhí)督M和大隆組均出露不全，總厚約42.9 m（圖13）。

圖13 懷寧月山夫子崗龍?zhí)督M—大隆組地層實(shí)測剖面Fig.13 Measured stratigraphic section in Longtan-Dalong Formations of Fuzigang in Mount Yue,Huaining

該剖面主要出露地層為龍?zhí)督M上部至大隆組，其中大隆組自下而上可細(xì)劃分為5 層，出露的巖石類型以泥巖、頁巖、硅質(zhì)頁巖和炭質(zhì)頁巖為主。該剖面底部為龍?zhí)督M薄層頁巖（圖14a），向上過渡為大隆組，整體可分為三段：下部以薄層泥頁巖與硅質(zhì)巖互層沉積為特征（圖14b、圖14c），至中部變?yōu)榉凵百|(zhì)頁巖，上部為泥頁巖及鈣質(zhì)泥巖夾灰?guī)r透鏡體（圖14d）。

圖14 懷寧月山夫子崗龍?zhí)督M—大隆組剖面野外照片F(xiàn)ig.14 Photographs of outcrop in Longtan-Dalong Formation of Fuzigang in Mount Yue,Huaining

2 孤峰組和大隆組巖相變化特征

2.1 孤峰組

下?lián)P子區(qū)孤峰組雖然巖性厚度變化很大，但在區(qū)域上巖性基本可分為三段進(jìn)行對比，自下而上可分為下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段、中部硅質(zhì)巖—泥巖段、上部黑色泥巖段。在寧鎮(zhèn)地區(qū)和安徽巢縣一帶，孤峰組的厚度較小，約10～40 m。下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段，僅1～2.5 m，為灰黑色硅質(zhì)泥巖及鈣質(zhì)頁巖，富含磷結(jié)核，夾有含錳頁巖，但未見含錳泥灰?guī)r；腕足化石多見于底部，以上產(chǎn)菊石、魚、牙形石等。中部硅質(zhì)巖—泥巖段的厚度變化較大，通常約10～25 m，有時(shí)達(dá)35 m，為硅質(zhì)層與硅質(zhì)泥巖韻律互層（圖15、圖16），化石稀少，主要見放射蟲及海綿骨針等。上部黑色泥巖段，以黑色泥巖為特征，少見層理構(gòu)造及化石。在蘇南地區(qū)，如江蘇太湖及浙江長興等地，孤峰組下段夾有較多的炭質(zhì)頁巖和粉砂質(zhì)頁巖，中段的硅質(zhì)層略為減少，上段快速轉(zhuǎn)變?yōu)槟噘|(zhì)粉砂巖或粉砂巖沉積（圖17）。由于上段的厚度急速增長，孤峰組厚度可達(dá)200 多米。這種巖性變化的趨勢一直延續(xù)至浙江西部，如桐廬冷塢的丁家山組[18]。

在皖南的涇縣、繁昌及宿松等地區(qū)，下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段以鈣質(zhì)頁巖、硅質(zhì)頁巖為主，厚度約為10～15 m，大多夾有錳土層及含菱錳礦泥灰?guī)r等，并覆蓋在含磷結(jié)核層之上或夾于其間（圖15、圖16）。在皖南西南地區(qū)，如貴池等地，由于局部夾薄層含錳灰?guī)r或灰?guī)r透鏡體，厚度可達(dá)30 m，而在皖南東部的廣德獨(dú)山等地，下段的含錳泥灰?guī)r并不發(fā)育，但粉砂質(zhì)成分較高[1,18]。由此可見，該段在平面上變化較大，表現(xiàn)為向西南方向碳酸鹽成分遞增，而向東則碎屑成分增大（圖17）。孤峰組中段和上段的巖性及厚度與安徽巢湖相近。值得注意的是，局限于皖南銅陵鐘鳴至南陵丫山街一帶的孤峰組中段地層，鈣質(zhì)和硅質(zhì)成份急劇增高，表現(xiàn)為硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)灰?guī)r，燧石條帶灰?guī)r，時(shí)呈互層，局部厚可達(dá)100 m[1,18]。

從巢湖—無為—銅陵—繁昌—涇縣—港口孤峰組地層剖面對比可以看出，下?lián)P子地區(qū)孤峰組的厚度變化比較大，但各段巖相變化較為穩(wěn)定（圖15、圖16）。從北西向南東，呈厚薄相間的變化特征。北部巢湖—無為地區(qū)孤峰組厚度較小，主要發(fā)育硅質(zhì)巖，夾少量泥巖、砂質(zhì)泥巖、頁巖等，而向南至繁昌桃沖、涇縣昌橋及宣城港口一帶的孤峰組厚度比較大，以硅質(zhì)巖及硅質(zhì)頁巖為主，夾有薄層泥巖，特別是繁昌桃沖剖面厚度達(dá)65 m 以上。整體上，硅質(zhì)巖和硅質(zhì)頁巖分布較為穩(wěn)定，在無為及涇縣地區(qū)稍微變薄。從南西向北東方向的地層剖面也呈厚—薄—厚—薄的變化特征。在皖南的宿松、貴池及繁昌等地，孤峰組厚度較大，厚度可達(dá)80 m，主要發(fā)育硅質(zhì)巖及硅質(zhì)泥巖，間夾少量頁巖，而在安慶及銅陵等地區(qū)，孤峰組厚度相對減薄，但巖性巖相并無太大變化。在蘇北的黃橋、句容及寧鎮(zhèn)地區(qū)，厚度為40～60 m，但硅質(zhì)巖含量相對降低，且泥頁巖含量在上段快速增大。由此可見，硅質(zhì)巖在皖南地區(qū)較為發(fā)育，厚度較大，而向東北的江蘇地區(qū)則快速減薄，相變?yōu)槟囗搸r相沉積（圖17）。

圖15 下?lián)P子區(qū)孤峰組巢湖—無為—銅陵—繁昌—涇縣—港口一線地層對比（連線位置見圖1）Fig.15 Stratigraphic comparison of Chaohu-Wuwei-Tongling-Fanchang-Jingxian-Gangkou of Gufeng Formation in Lower Yangtze Region（The line of this transect is shown in Figure 1）

圖16 下?lián)P子區(qū)孤峰組宿松—安慶—貴池—銅陵—繁昌—句容—南京—黃橋一線地層對比（連線位置見圖1）Fig.16 Stratigraphic comparison of Susong-Anqing-Guichi-Tongling-Fanchang-Jurong-Nanjing-Huangqiao of Gufeng Formation in Lower Yangtze Region（The line of this transect is shown in Figure 1）

從巖相變化特征看，孤峰組沉積時(shí)期，下?lián)P子全區(qū)沉積相對簡單、穩(wěn)定，全區(qū)南高北低，總體上呈盆地—陸棚相古地理格局，并伴隨有多個(gè)小型凹陷（圖17），古地理格局的形成與古地貌存在密切關(guān)系。盆地—深水陸棚相主要分布在廣德—宣城—涇縣—南陵凹陷和南京—含山—巢湖—無為—安慶凹陷，在這兩個(gè)凹陷中孤峰組發(fā)育欠補(bǔ)償型的盆地相硅質(zhì)巖，硅質(zhì)泥巖，沉積厚度相對較薄，沉積水體相對較深，產(chǎn)菊石和放射蟲，中上部一般發(fā)育厚度不等的碳質(zhì)硅質(zhì)頁巖，其發(fā)育程度直接影響孤峰組的厚度。東至—貴池地區(qū)和銅陵北—繁昌地區(qū)，沉積水體相對較淺，易受上升流的影響，發(fā)育中小型錳礦。東至—貴池地區(qū)含錳質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r為主，沉積厚度相對較薄，以陸棚邊緣和碳酸鹽陸棚相沉積為主；銅陵北—繁昌地區(qū)以含錳頁巖、硅質(zhì)碳質(zhì)頁巖夾含錳灰?guī)r為主，沉積厚度較厚，以陸棚淺灘沉積為主。南京—常州—杭州以東主要為陸棚相的泥巖、炭質(zhì)、硅質(zhì)泥巖（浙西夾石煤），產(chǎn)腕足類、菊石等。因此，從巖相分布上看，孤峰組的沉積中心有兩個(gè)，大體位于繁昌—蕪湖及句容—溧水一帶。

圖17 下?lián)P子區(qū)孤峰組巖相古地理Fig.17 Lithofacies paleogeography of Gufeng Formation in Lower Yangtze region

2.2 大隆組

下?lián)P子區(qū)大隆組厚度的變化不大，但在巖性上橫向分異較大，一般可以分為上中下三段（圖18、圖19）：下段巖性以深灰、灰黑色薄層硅質(zhì)巖及硅質(zhì)頁巖互層為特征，夾灰色頁巖、硅質(zhì)頁巖，含菊石、腕足類等化石；中段巖性主要為灰、灰黑色頁巖、硅質(zhì)頁巖夾硅質(zhì)巖為主，時(shí)夾薄層灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r，常呈凸鏡狀產(chǎn)出，富含菊石及腕足類等化石；上段以黑色薄層鈣質(zhì)泥巖及泥頁巖為主，偶夾硅質(zhì)巖及泥灰?guī)r。

在安徽巢湖及江蘇南京—句容一帶，大隆組的厚度較薄，約10～25 m，主要以泥頁巖為主，間夾硅質(zhì)巖及硅質(zhì)頁巖等，向上鈣質(zhì)含量增高，逐漸相變?yōu)殁}質(zhì)泥巖及泥灰?guī)r等（圖19）。而在江蘇黃橋一帶，大隆組厚度快速增大，可厚達(dá)60多米，但硅質(zhì)含量急劇下降，主要相變?yōu)槟鄮r（圖19、圖20）。在皖南的貴池、銅陵、繁昌、宣城一帶，大隆組厚度不大，通常約20～25 m，硅質(zhì)含量較高，以硅質(zhì)層與硅質(zhì)泥巖韻律互層為主，化石稀少。至懷寧一帶，大隆組厚度快速增大至40多米，硅質(zhì)含量下降，相變?yōu)轫搸r及含砂頁巖。在皖南宿松地區(qū)，硅質(zhì)含量最高，主要以硅質(zhì)巖及與硅質(zhì)泥巖互層為主，但厚度較薄，僅不到20 m。

從巢湖—無為—銅陵—繁昌—宣城—涇縣大隆組地層剖面對比可以看出，大隆組從北西向南東，整體上厚度變化變化不大，但巖相分異較為明顯（圖18），越向南至涇縣一帶，硅質(zhì)巖含量越高；從北西向南東，厚度整體上表現(xiàn)出薄厚相間的特點(diǎn)，在皖南懷寧地區(qū)及江蘇黃橋等地的厚度較大，而在宣城牛山和貴池地區(qū)則厚度較小，硅質(zhì)巖含量越向西南地區(qū)，其含量有增高趨勢（圖18、圖19）。綜合看來，在皖南地區(qū)，硅質(zhì)巖較為發(fā)育，間夾硅質(zhì)頁巖、泥巖等，并主要分布于大隆組的中下部，向上逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轫搸r及鈣質(zhì)泥巖等。而在蘇北地區(qū)，硅質(zhì)巖不發(fā)育，巖相變以泥頁巖為主。

圖18 下?lián)P子區(qū)大隆組巢湖—無為—銅陵—繁昌—宣城—涇縣一線地層對比（連線位置見圖1）Fig.18 Stratigraphic comparison of Chaohu-Wuwei-Tongling-Fanchang-Xuancheng-Jingxian of Dalong Formation in Lower Yangtze region（The line of this transect is shown in Figure 1）

圖19 下?lián)P子區(qū)大隆組宿松—懷寧—貴池—銅陵—繁昌—宣城—句容—南京—黃橋一線地層對比（連線位置見圖1）Fig.19 Stratigraphic comparison of Susong-Huining-Guichi-Tongling-Fanchang-Xuancheng-Jurong-Nanjing-Huangqiao of Dalong Formation in Lower Yangtze Region（The line of this transect is shown in Figure 1）

從巖相變化特征看，大隆組沉積期，整體上呈臺(tái)地—臺(tái)地邊緣—陸棚相的沉積格局，巖相變化界線清楚，臺(tái)地和陸棚的變化位置大致在江陰—廣德一線。該線以西反映為半閉塞海滯流陸棚環(huán)境下的大隆組硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖為主，夾粉砂巖與薄層灰?guī)r。以東地區(qū)主要為臺(tái)地環(huán)境下的長興組灰?guī)r。沉積相整體呈北北東向展布，東高西低，依次發(fā)育臺(tái)地、臺(tái)地邊緣和陸棚相沉積，并伴隨有多個(gè)小型凹陷和隆起。自東向西，鈣質(zhì)成分逐漸減少，泥質(zhì)增多。陸棚相占主體地位，受古地貌的影響，呈現(xiàn)多個(gè)隆、凹相間的格局（圖20）。

圖20 下?lián)P子區(qū)大隆組巖相古地理Fig.20 Lithofacies paleogeography of Dalong Formation in Lower Yangtze region

3 頁巖油氣勘探潛力探討

下?lián)P子區(qū)孤峰組泥頁巖有機(jī)質(zhì)富集區(qū)域主要位于無為—巢湖—含山—和縣—寧鎮(zhèn)一帶，以及涇縣—寧國—長興一帶（圖1），優(yōu)質(zhì)頁巖厚度超過40 m。這兩個(gè)區(qū)域內(nèi)孤峰組泥頁巖TOC普遍高于5%，個(gè)別可達(dá)到10%以上，具有優(yōu)質(zhì)烴源巖的特征。如巢湖平頂山剖面孤峰組平均有機(jī)碳含量達(dá)13.82%，其中中上段有機(jī)碳含量可達(dá)16.43%；和縣3-4-7 井孤峰組中上段平均有機(jī)碳含量為12.4 %；南陵盆地中的港地1井孤峰組有機(jī)碳含量平均8.48%；句容青龍山剖面孤峰組有機(jī)碳含量平均為5.84%（圖21）。由這兩個(gè)富集中心分別向西南、東南、東北延伸，TOC呈現(xiàn)出減小的趨勢。宿松—東至—貴池一線以南，發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地相和臺(tái)地斜坡相，以灰?guī)r為主，泥頁巖不發(fā)育（圖17）。此外，孤峰組泥頁巖的成熟度較高，基本達(dá)到成熟—高熟生氣階段，高成熟區(qū)主要位于無為—巢湖—含山—和縣—寧鎮(zhèn)一帶及涇縣—蕪湖一帶[19]。并且巢湖地區(qū)孤峰組飽和烴分子標(biāo)志物特征的分析表明，其有機(jī)質(zhì)主要為來自海洋浮游藻類和細(xì)菌[20]，指示其有機(jī)質(zhì)類型大多為Ⅰ型及Ⅱ1型。

圖21 巢湖平頂山—宣城港地1井—句容青龍山孤峰組TOC柱狀圖Fig.21 Composite columnar of TOC content of Pingding Mountain（Chaohu）,core of Well-Gangdi-1（Xuancheng）,and Qinglong Mountain（Jurong）

大隆組富有機(jī)質(zhì)頁巖主要分布于石臺(tái)—寧國—無錫一線以西，厚度超過20 m，TOC總體呈向南東逐漸增大的趨勢。宿松—巢湖—含山一線以北，大隆組TOC值一般小于2%。無為盆地大隆組有機(jī)碳含量在3%～5%，但在巢湖平頂山剖面大隆組平均有機(jī)碳含量可高達(dá)7.06 %；池州—南陵—宣城一帶暗色泥巖有機(jī)碳含量多數(shù)大于3%，如宣城牛山大隆組平均有機(jī)碳含量為3.97 %；句容及黃橋一帶大隆組有機(jī)碳含量也常大于3%，如官莊1 井孤峰組有機(jī)碳含量平均3.41 %（圖22）。由此可見，大隆組也具有優(yōu)質(zhì)烴源巖的特征。寧國—無錫—江陰一線以南相變?yōu)殚L興組灰?guī)r，暗色泥巖不發(fā)育（圖20）。下?lián)P子地區(qū)大隆組有機(jī)質(zhì)類型以II2和III型為主，整體而言處于高熟—過成熟演化階段[21]。

圖22 巢湖平頂山—宣城牛山—句容官莊1大隆組TOC柱狀圖Fig.22 Composite columnar of TOC content of the Mount Pingding section（Chaohu）,Mount Niu section（Xuancheng）,and core of Well-Guanzhuang-1（Jurong）

結(jié)合本次及前人的研究成果，認(rèn)為下?lián)P子地區(qū)孤峰組和大隆組，TOC高，有機(jī)質(zhì)類型好，成熟度總體上處于生氣范圍內(nèi)，很多地區(qū)均處在生氣高峰期，表明其具有很大的頁巖氣潛力。而句容盆地北緣丹陽—鎮(zhèn)江、宣廣盆地、煤山盆地、蘇北黃橋地區(qū)孤峰組和大隆組成熟度較低，處于生油窗范圍內(nèi)，煤礦開采過程中見有大量的原油滲出現(xiàn)象，具有一定的頁巖油勘探潛力。孤峰組和大隆組TOC的垂向分布特征表明孤峰組及大隆組的中上段，是頁巖氣勘探的有利層位。孤峰組及大隆組地層的平面分布也表明，無為盆地、句容—南陵盆地、常州—宣廣盆地及無錫—蘇州地區(qū)，是頁巖氣勘探較為有利的地區(qū)，而宣廣—煤山盆地、句容丹陽—黃橋—泰州地區(qū)由于成熟度較低，具有一定的頁巖油勘探前景（圖1）。

4 結(jié)論

該次研究在對下?lián)P子區(qū)中上二疊統(tǒng)孤峰組及大隆組典型野外地質(zhì)剖面梳理的基礎(chǔ)之上，總結(jié)了其巖石地層變化特征，分析了其垂向及平面的巖相展布及變化，并結(jié)合TOC等參數(shù)，探討了其頁巖油氣的勘探潛力。主要結(jié)論如下：

1）孤峰組厚度變化較大，呈厚薄相間的變化特征，但巖性變化較為穩(wěn)定，自下而上可分為三段：下部含磷質(zhì)結(jié)核泥巖段，中部硅質(zhì)巖—泥巖段，上部黑色泥巖段。其中，硅質(zhì)巖段分布較為穩(wěn)定，在皖南地區(qū)較為發(fā)育且厚度較大，而在江蘇地區(qū)則快速減薄，相變?yōu)槟囗搸r相沉積。從巖相變化特征看，孤峰組沉積時(shí)期，下?lián)P子全區(qū)沉積相對簡單、穩(wěn)定，全區(qū)南高北低，總體上呈盆地—陸棚相古地理格局，并伴隨有多個(gè)小型凹陷。

2）大隆組厚度變化不大，但受古地理格局影響在巖性上橫向分異較大，自下而上大體可分為三段：下部硅質(zhì)巖及硅質(zhì)頁巖互層段，中部黑色泥頁巖夾硅質(zhì)巖段，上部鈣質(zhì)泥巖—頁巖段，其硅質(zhì)巖段主要分布于大隆組的中下部，且在皖南地區(qū)較為發(fā)育，而在蘇北地區(qū)，硅質(zhì)巖不發(fā)育且相變?yōu)槟囗搸r。從巖相變化特征看，大隆組沉積期，整體上呈臺(tái)地—臺(tái)地邊緣—陸棚相的沉積格局，且陸棚相占主體地位，呈現(xiàn)多個(gè)隆、凹相間的特征。

3）孤峰組和大隆組優(yōu)質(zhì)頁巖厚度較大，TOC含量高，有機(jī)質(zhì)類型好，成熟度總體上處于生氣范圍內(nèi)，具有較大的頁巖氣資源潛力，其中，上段是較為有利頁巖氣勘探層位。無為盆地、句容—南陵盆地、常州—宣廣盆地及無錫—蘇州地區(qū)是頁巖氣勘探有利地區(qū)；宣廣—煤山盆地、句容丹陽—黃橋—泰州地區(qū)具有一定的頁巖油勘探前景。