下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)：地質(zhì)特征、環(huán)境演變與烴源巖發(fā)育關(guān)聯(lián)探究一、引言1.1研究背景與目的下?lián)P子蘇皖地區(qū)處于中國東部重要的構(gòu)造位置，其下寒武統(tǒng)地層蘊含著豐富的地質(zhì)信息，對揭示區(qū)域地質(zhì)演化歷史、古環(huán)境變遷以及能源資源勘探具有關(guān)鍵意義。寒武紀(jì)作為顯生宙的開端，見證了地球生命的爆發(fā)式演化，即“寒武紀(jì)大爆發(fā)”，這一時期生物種類和數(shù)量的急劇增加，在生物演化史上留下了濃墨重彩的一筆。下寒武統(tǒng)地層記錄了這一重大生物演化事件的早期階段，為研究生物起源和早期演化提供了直接的化石證據(jù)，通過對其中化石的研究，我們可以了解生物在這一時期的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生態(tài)特征，以及它們的演化路徑和適應(yīng)策略。從區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造角度來看，下?lián)P子蘇皖地區(qū)在新元古代-早古生代期間經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過程，涉及板塊運動、洋盆開合以及造山作用等重大地質(zhì)事件。這些構(gòu)造運動深刻影響了下寒武統(tǒng)地層的沉積、變形和變質(zhì)，使其成為研究區(qū)域構(gòu)造演化的關(guān)鍵層位。在板塊運動過程中，下?lián)P子地區(qū)與其他板塊的碰撞、拼接導(dǎo)致了地層的褶皺、斷裂和隆升，改變了沉積環(huán)境和古地理格局；洋盆的開合則控制了沉積物質(zhì)的來源和沉積相的分布，不同時期的洋盆演化形成了各具特色的沉積地層。在能源資源領(lǐng)域，下寒武統(tǒng)地層中的烴源巖是重要的潛在能源資源。烴源巖作為生成石油和天然氣的原始物質(zhì)，其發(fā)育和演化受到地質(zhì)條件的嚴(yán)格控制。深入研究下寒武統(tǒng)烴源巖的地質(zhì)-地球化學(xué)特征，對于評估區(qū)域油氣資源潛力、指導(dǎo)油氣勘探具有不可替代的作用。烴源巖的有機質(zhì)豐度、類型和成熟度等地球化學(xué)參數(shù)，直接決定了其生烴能力和生烴潛力；而地質(zhì)條件如沉積環(huán)境、構(gòu)造演化等，則影響著烴源巖的形成、保存和改造。通過對這些因素的綜合研究，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測油氣資源的分布和富集規(guī)律，為油氣勘探提供科學(xué)依據(jù)。本研究旨在全面、系統(tǒng)地剖析下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的地質(zhì)-地球化學(xué)特征，包括巖石學(xué)、沉積學(xué)、地球化學(xué)等多方面。通過對地層的詳細(xì)描述和分析，重建該地區(qū)早寒武世的古環(huán)境演化歷史，探討構(gòu)造運動、海平面變化、古氣候等因素對古環(huán)境的影響機制。深入研究下寒武統(tǒng)烴源巖的發(fā)育特征，包括烴源巖的分布、有機質(zhì)豐度、類型和成熟度等，分析其生烴潛力和控制因素，為區(qū)域油氣資源勘探提供理論支持和實踐指導(dǎo)。本研究將為揭示下?lián)P子蘇皖地區(qū)的地質(zhì)演化歷史、古環(huán)境變遷以及能源資源勘探提供重要的科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論和實際意義。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國內(nèi)外學(xué)者對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的研究在多個領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展。在地質(zhì)研究方面，早期工作主要集中于地層劃分與對比。通過對巖石地層、生物地層的研究，基本建立了該地區(qū)下寒武統(tǒng)的地層框架。厲建華等人對蘇皖北部寒武系—新元古界界線剖面的詳測，證實下寒武統(tǒng)超覆在新元古界不同層位巖組上，明確了其間存在較大沉積間斷，且新元古界為前南華系地層，這一研究成果為區(qū)域地層對比提供了重要依據(jù)。在沉積學(xué)研究中，學(xué)者們識別出多種沉積相類型，揭示了下寒武統(tǒng)沉積環(huán)境的復(fù)雜性。早寒武世時期，淺海陸棚沉積環(huán)境在研究區(qū)普遍發(fā)育，泥質(zhì)烴源巖大多形成于這種與上升洋流有關(guān)的沉積環(huán)境，上升洋流能夠?qū)⒋笱笈璧刂懈缓袡C質(zhì)的物質(zhì)搬運至大陸邊緣陸棚沉積。陳潔等對中下?lián)P子區(qū)下寒武統(tǒng)頁巖的研究發(fā)現(xiàn)，該套含氣頁巖在研究區(qū)內(nèi)分布廣泛，沉積厚度大，約20—160m，這對于了解區(qū)域沉積格局和烴源巖分布具有重要意義。地球化學(xué)研究為探討下寒武統(tǒng)的物質(zhì)來源、古環(huán)境演化提供了有力手段。通過對元素地球化學(xué)、同位素地球化學(xué)的分析，研究了地層的物質(zhì)來源、古氣候和古海洋環(huán)境變化。例如，對微量元素和稀土元素的研究，有助于了解沉積時的水體氧化還原條件、物源區(qū)性質(zhì)等；碳、氧、硫同位素分析則可揭示古海洋化學(xué)組成的變化。一些研究通過分析下寒武統(tǒng)地層中的微量元素，發(fā)現(xiàn)其在特定層位的異常富集或虧損，與當(dāng)時的海洋環(huán)境變化密切相關(guān)，為重建古環(huán)境提供了關(guān)鍵線索。在烴源巖發(fā)育研究方面，國內(nèi)外學(xué)者對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的有機質(zhì)豐度、類型和成熟度等進(jìn)行了大量研究。研究表明，該地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖有機質(zhì)豐度較高，達(dá)0.22％～6.0％，熱演化程度總體上大于3.0％，處于高一過成熟階段晚期，具有較好的生烴潛力，這為區(qū)域油氣資源評價提供了重要基礎(chǔ)。汪凱明等通過對下?lián)P子皖南地區(qū)下寒武統(tǒng)荷塘組的研究，指出有效的烴源條件、儲集條件和保存條件是頁巖氣成藏的基礎(chǔ)，三者良好的動態(tài)耦合、時空配置是頁巖氣富集的關(guān)鍵，這一成果對于指導(dǎo)下寒武統(tǒng)頁巖氣勘探具有重要意義。盡管取得了上述成果，但當(dāng)前研究仍存在一些不足。在地質(zhì)研究中，對于下寒武統(tǒng)地層的高精度劃分與對比，特別是在不同構(gòu)造單元之間，仍存在一定的不確定性。沉積學(xué)研究方面，對沉積相的精細(xì)劃分和沉積過程的定量重建還不夠深入，難以全面揭示沉積環(huán)境的演化規(guī)律。地球化學(xué)研究中，雖然對部分元素和同位素進(jìn)行了分析，但對于一些關(guān)鍵地球化學(xué)指標(biāo)的解譯還存在爭議，不同研究結(jié)果之間的對比和綜合分析還需加強。在烴源巖發(fā)育研究中，對烴源巖的非均質(zhì)性研究相對薄弱，對其在復(fù)雜地質(zhì)條件下的生烴演化過程和油氣運移規(guī)律的認(rèn)識還不夠清晰。這些不足為后續(xù)研究提供了方向，需要進(jìn)一步深入研究，以全面揭示下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的地質(zhì)-地球化學(xué)特征、環(huán)境演化與烴源巖發(fā)育規(guī)律。1.3研究意義本研究對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)地質(zhì)-地球化學(xué)特征、環(huán)境演化與烴源巖發(fā)育的探索，在理論和實踐層面均具有重要意義。在理論研究方面，這一研究能夠深化對區(qū)域地質(zhì)演化歷史的理解。下?lián)P子蘇皖地區(qū)處于復(fù)雜的構(gòu)造位置，新元古代-早古生代期間經(jīng)歷了板塊運動、洋盆開合以及造山作用等重大地質(zhì)事件，這些事件對下寒武統(tǒng)地層的沉積、變形和變質(zhì)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。通過對下寒武統(tǒng)地層的詳細(xì)研究，能夠進(jìn)一步明確這些地質(zhì)事件的發(fā)生過程、演化機制以及對區(qū)域地質(zhì)格局的塑造作用，補充和完善區(qū)域地質(zhì)演化理論。研究地層中的構(gòu)造變形特征，可以推斷板塊碰撞的方向和強度，以及造山運動的期次和影響范圍，為重建區(qū)域構(gòu)造演化歷史提供關(guān)鍵依據(jù)。對古環(huán)境演化的研究也具有重要意義。早寒武世是地球歷史上的關(guān)鍵時期，了解該時期的古環(huán)境演化對于認(rèn)識地球環(huán)境演變規(guī)律、生物演化與環(huán)境的相互關(guān)系至關(guān)重要。下寒武統(tǒng)地層記錄了早寒武世的古環(huán)境信息，通過對其巖石學(xué)、沉積學(xué)和地球化學(xué)特征的分析，可以重建當(dāng)時的古海洋、古氣候和古生態(tài)環(huán)境，揭示古環(huán)境演化的驅(qū)動因素和過程。分析地層中的沉積相和古生物化石，可以了解當(dāng)時的海洋深度、水體溫度、鹽度以及生物群落結(jié)構(gòu)，進(jìn)而推斷古氣候條件和環(huán)境變遷，為全球古環(huán)境演化研究提供區(qū)域?qū)嵗膶嵺`應(yīng)用角度來看，本研究成果對油氣資源勘探具有重要指導(dǎo)作用。下寒武統(tǒng)烴源巖是潛在的油氣資源，其地質(zhì)-地球化學(xué)特征決定了油氣的生成、運移和聚集。深入研究烴源巖的發(fā)育特征，包括有機質(zhì)豐度、類型、成熟度以及沉積環(huán)境和構(gòu)造演化對其的控制作用，能夠準(zhǔn)確評估區(qū)域油氣資源潛力，預(yù)測油氣富集區(qū)，為油氣勘探提供科學(xué)依據(jù)，提高勘探成功率，降低勘探成本。通過分析烴源巖的地球化學(xué)參數(shù)和地質(zhì)條件，可以圈定有利的勘探區(qū)域，指導(dǎo)勘探井位的部署，提高油氣勘探的效率和效益。此外，研究成果還能為區(qū)域礦產(chǎn)資源勘查提供參考。下寒武統(tǒng)地層中除了烴源巖外，還可能蘊藏著其他礦產(chǎn)資源，如磷、錳、重晶石等。了解地層的地質(zhì)特征和沉積環(huán)境，有助于發(fā)現(xiàn)和評價這些礦產(chǎn)資源，為區(qū)域礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用提供基礎(chǔ)資料。研究地層中的元素地球化學(xué)特征和沉積相分布，可以推斷礦產(chǎn)資源的形成條件和富集規(guī)律，為尋找和開發(fā)其他礦產(chǎn)資源提供線索。本研究對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的深入剖析，在完善地質(zhì)演化理論、揭示古環(huán)境演化規(guī)律以及指導(dǎo)油氣和其他礦產(chǎn)資源勘探等方面具有重要的理論和實踐價值，對推動區(qū)域地質(zhì)研究和資源開發(fā)具有積極作用。二、區(qū)域地質(zhì)背景2.1構(gòu)造背景下?lián)P子蘇皖地區(qū)處于揚子板塊的東部，其大地構(gòu)造位置獨特，北以郯廬斷裂和嘉山-響水?dāng)嗔雅c華北板塊相接，西界大體沿青藏高原和橫斷山東緣展布，東南界大致在雪峰山之東和江山-紹興深斷裂一線。這種特殊的構(gòu)造位置使其在地質(zhì)歷史時期經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化過程，尤其是在早寒武世時期，受到板塊運動的深刻影響。早寒武世時期，全球板塊運動格局發(fā)生了重要變化。揚子板塊在這一時期處于相對獨立的活動階段，但周邊板塊的運動對其產(chǎn)生了顯著影響。在其北部，華北板塊與揚子板塊之間的秦嶺洋逐漸收縮，板塊之間的相互作用導(dǎo)致下?lián)P子蘇皖地區(qū)受到來自北方的擠壓應(yīng)力；在其東南部，華夏地塊與揚子板塊已經(jīng)碰撞拼合，構(gòu)成了華南板塊，但板塊內(nèi)部的應(yīng)力調(diào)整仍在繼續(xù)，影響著下?lián)P子蘇皖地區(qū)的構(gòu)造演化。在板塊運動過程中，下?lián)P子蘇皖地區(qū)經(jīng)歷了多次構(gòu)造變形和隆升沉降事件。晉寧（雪峰）期，揚子古板塊硬性基底形成，中-晚元古代呈現(xiàn)“兩弧夾一盆”的模式，這為下?lián)P子蘇皖地區(qū)的構(gòu)造演化奠定了基礎(chǔ)。加里東期，揚子古板塊經(jīng)歷了強烈的褶皺運動，在該地區(qū)主要表現(xiàn)為整體抬升與少量剝蝕，使得地層發(fā)生變形和隆升，改變了原有的沉積環(huán)境。構(gòu)造運動對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的沉積起到了關(guān)鍵的控制作用。在早寒武世，構(gòu)造運動導(dǎo)致區(qū)域地形的差異，形成了不同的沉積古地理單元。隆起區(qū)遭受剝蝕，為沉積區(qū)提供了物質(zhì)來源；而坳陷區(qū)則接受沉積，形成了不同厚度和巖性的地層。在一些受構(gòu)造擠壓影響的區(qū)域，地層發(fā)生褶皺和斷裂，使得沉積相帶發(fā)生遷移和變化，形成了復(fù)雜的沉積格局。地層的褶皺和斷裂會導(dǎo)致沉積環(huán)境的改變，如斷層的活動可能會形成沉積凹陷，控制沉積物的堆積和分布；褶皺則會影響水流方向和水體深度，進(jìn)而影響沉積相的類型和分布。構(gòu)造運動還控制了海平面的升降，間接影響了下寒武統(tǒng)的沉積。當(dāng)構(gòu)造運動導(dǎo)致區(qū)域隆升時，海平面相對下降，沉積環(huán)境向陸相轉(zhuǎn)變；而當(dāng)構(gòu)造運動導(dǎo)致區(qū)域沉降時，海平面相對上升，沉積環(huán)境向海相轉(zhuǎn)變。這種海平面的升降變化，使得下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)地層中出現(xiàn)了海相沉積和陸相沉積的交替，形成了不同的沉積旋回和沉積相組合。在一些地層剖面上，可以觀察到海相地層與陸相地層的交替出現(xiàn)，反映了當(dāng)時海平面的升降變化和構(gòu)造運動的影響。下?lián)P子蘇皖地區(qū)在早寒武世時期的構(gòu)造背景復(fù)雜，板塊運動和構(gòu)造演化對下寒武統(tǒng)的沉積產(chǎn)生了多方面的控制作用，這些作用塑造了該地區(qū)下寒武統(tǒng)地層的基本特征和沉積格局，為后續(xù)的地質(zhì)演化和油氣資源形成奠定了基礎(chǔ)。2.2地層特征2.2.1地層劃分與對比在對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)進(jìn)行地層劃分時，主要依據(jù)巖石地層、生物地層等方法。巖石地層劃分是基于地層的巖石組合特征，如巖石類型、巖性變化、沉積構(gòu)造等。生物地層劃分則以地層中所含的化石為依據(jù)，不同時期的生物化石組合具有獨特性，能夠反映地層的時代。通過對巖石地層的詳細(xì)觀察，研究區(qū)下寒武統(tǒng)可劃分為多個巖石地層單位，如荷塘組、幕府山組等。荷塘組主要由黑色頁巖、粉砂巖組成，夾有硅質(zhì)巖和磷塊巖，其巖石組合特征與其他地層單位具有明顯區(qū)別。在生物地層劃分方面，荷塘組中含有豐富的三葉蟲化石，如Redlichia等，這些三葉蟲化石是早寒武世的典型化石，可作為確定地層時代的重要標(biāo)志。與周邊地區(qū)下寒武統(tǒng)地層進(jìn)行對比時，發(fā)現(xiàn)存在一定的相似性和差異性。與上揚子地區(qū)相比，下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的巖石地層單位在巖性上有相似之處，如都發(fā)育有黑色頁巖，但在沉積厚度和化石組合上存在差異。上揚子地區(qū)下寒武統(tǒng)的黑色頁巖厚度較大，且含有一些獨特的化石類型，如澄江動物群，而下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的黑色頁巖厚度相對較小，化石組合也有所不同。與華北地區(qū)相比，差異更為明顯。華北地區(qū)下寒武統(tǒng)以碳酸鹽巖沉積為主，而研究區(qū)則以碎屑巖和頁巖沉積為主，這與兩個地區(qū)在早寒武世時期的古地理環(huán)境和構(gòu)造背景不同有關(guān)。華北地區(qū)在早寒武世處于相對穩(wěn)定的淺海臺地環(huán)境，有利于碳酸鹽巖的沉積；而下?lián)P子蘇皖地區(qū)則受到板塊運動的影響，沉積環(huán)境較為復(fù)雜，以碎屑巖和頁巖沉積為主。在進(jìn)行地層對比時，除了考慮巖石地層和生物地層特征外，還結(jié)合了區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和沉積演化歷史。通過對區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造的分析，了解不同地區(qū)在早寒武世時期的構(gòu)造背景和沉積環(huán)境變化，有助于解釋地層對比中出現(xiàn)的差異。在早寒武世，下?lián)P子蘇皖地區(qū)受到板塊運動的影響，經(jīng)歷了多次海侵和海退，沉積環(huán)境不斷變化，這導(dǎo)致了地層在巖性和化石組合上的差異。通過對沉積演化歷史的研究，也可以了解不同地區(qū)地層的形成過程和演化趨勢，為地層對比提供更全面的依據(jù)。對沉積相的分析可以了解不同時期的沉積環(huán)境，從而推斷地層的形成條件和演化過程，有助于確定地層的相對年代和對比關(guān)系。2.2.2巖石類型及分布下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)主要巖石類型豐富多樣，包括頁巖、粉砂巖、砂巖、碳酸鹽巖以及硅質(zhì)巖等。頁巖在研究區(qū)下寒武統(tǒng)中廣泛分布，其中荷塘組的黑色頁巖最為典型。這些黑色頁巖具有較高的有機質(zhì)含量，是重要的烴源巖。其形成與當(dāng)時的沉積環(huán)境密切相關(guān)，通常在水體較為安靜、缺氧的條件下，有利于有機質(zhì)的保存和富集。在淺海陸棚環(huán)境中，水體循環(huán)不暢，底部處于缺氧狀態(tài)，使得生物遺體等有機質(zhì)能夠在沉積物中大量保存，經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用形成黑色頁巖。粉砂巖和砂巖主要分布在靠近古陸邊緣的區(qū)域，是陸源碎屑物質(zhì)經(jīng)河流搬運至海洋沉積而成。這些碎屑物質(zhì)的粒度相對較粗，反映了當(dāng)時沉積環(huán)境的水動力條件較強。在靠近古陸的濱海地帶，河流攜帶的大量碎屑物質(zhì)在海浪和潮汐的作用下沉積下來，形成粉砂巖和砂巖。其沉積厚度和分布范圍受到古地形和物源供應(yīng)的影響，在地形低洼、物源充足的區(qū)域，粉砂巖和砂巖的沉積厚度較大，分布范圍也較廣。在一些古河谷的延伸區(qū)域，由于物源豐富，粉砂巖和砂巖的沉積厚度明顯增加。碳酸鹽巖在研究區(qū)下寒武統(tǒng)中也有一定分布，主要為石灰?guī)r和白云巖。它們通常形成于溫暖、清澈、水動力條件適中的淺海環(huán)境，這種環(huán)境有利于生物的生長和碳酸鹽的沉淀。在淺海臺地環(huán)境中，海洋生物如珊瑚、藻類等大量繁殖，它們的骨骼和分泌物是碳酸鹽的重要來源。這些生物死亡后，其遺體在海底堆積，經(jīng)過壓實和膠結(jié)作用形成碳酸鹽巖。碳酸鹽巖的分布與古地理格局密切相關(guān)，在古陸邊緣的淺海臺地和礁灘區(qū)域，碳酸鹽巖較為發(fā)育。在一些古海島的周邊，由于生物礁的發(fā)育，形成了大量的碳酸鹽巖沉積。硅質(zhì)巖則主要與生物作用和火山活動有關(guān)。生物成因的硅質(zhì)巖是由硅質(zhì)生物如海綿骨針、放射蟲等的遺體堆積而成；火山成因的硅質(zhì)巖則是火山噴發(fā)物質(zhì)在海水中經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和沉積作用形成。在一些海洋盆地中，硅質(zhì)生物大量繁殖，它們死亡后硅質(zhì)骨骼在海底堆積，形成生物成因的硅質(zhì)巖；而在火山活動頻繁的區(qū)域，火山噴發(fā)的硅質(zhì)物質(zhì)進(jìn)入海洋，經(jīng)過沉淀和固結(jié)形成火山成因的硅質(zhì)巖。硅質(zhì)巖在研究區(qū)下寒武統(tǒng)中的分布相對較為局限，主要出現(xiàn)在特定的沉積環(huán)境和地質(zhì)時期。在一些深海盆地或與火山活動相關(guān)的區(qū)域，硅質(zhì)巖較為常見。不同巖石類型在空間上的分布規(guī)律明顯受到沉積環(huán)境和構(gòu)造背景的控制。在靠近古陸邊緣的區(qū)域，由于陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)充足，以粉砂巖和砂巖沉積為主；在淺海陸棚環(huán)境中，水體相對安靜，有利于頁巖和碳酸鹽巖的沉積；而在深海盆地或與火山活動相關(guān)的區(qū)域，則可能出現(xiàn)硅質(zhì)巖。構(gòu)造運動導(dǎo)致的地形起伏和沉積盆地的演化，也會影響巖石類型的分布。在構(gòu)造活動強烈的區(qū)域，地層可能發(fā)生褶皺和斷裂，改變沉積環(huán)境，從而影響巖石類型的分布。在一些斷裂帶附近，由于地層的錯動和變形，沉積環(huán)境發(fā)生變化，導(dǎo)致巖石類型的分布出現(xiàn)異常。三、下寒武統(tǒng)地球化學(xué)特征3.1樣品采集與分析方法本研究在充分考慮下?lián)P子蘇皖地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造和地層分布特征的基礎(chǔ)上，選取了多個具有代表性的采樣點。采樣點主要分布在安徽南部、江蘇南部等地，涵蓋了不同的構(gòu)造單元和沉積相帶。在安徽南部的寧國地區(qū)，選取了處于淺海陸棚相沉積環(huán)境的剖面進(jìn)行采樣；在江蘇南部的宜興地區(qū)，對靠近古陸邊緣的三角洲相沉積剖面進(jìn)行了樣品采集。這些采樣點的選擇，能夠全面反映研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層在不同構(gòu)造和沉積環(huán)境下的地球化學(xué)特征。針對下寒武統(tǒng)地層，系統(tǒng)采集了各類巖石樣品，共計[X]件。其中，頁巖樣品[X1]件，粉砂巖樣品[X2]件，砂巖樣品[X3]件，碳酸鹽巖樣品[X4]件，硅質(zhì)巖樣品[X5]件。在每個采樣點，按照地層順序，從下往上依次采集樣品，確保樣品能夠反映地層的連續(xù)變化。對于厚度較大的地層單元，在不同深度采集多個樣品，以分析其地球化學(xué)特征的垂向變化。在采集頁巖樣品時，選擇顏色較深、質(zhì)地均勻的部位，避免采集受到風(fēng)化或后期改造影響的部分，以保證樣品的原始性和代表性。主量元素分析采用X射線熒光光譜儀（XRF）進(jìn)行。在實驗前，將樣品粉碎至200目以下，制成粉末樣品。然后，將粉末樣品與適量的熔劑混合，在高溫下熔融制成玻璃片。使用X射線熒光光譜儀對玻璃片進(jìn)行分析，測量樣品中各種主量元素的含量。在分析過程中，嚴(yán)格控制實驗條件，確保儀器的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。每個樣品重復(fù)測量3次，取平均值作為分析結(jié)果，以減小測量誤差。微量元素和稀土元素分析則采用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（ICP-MS）。首先，將樣品用酸消解，使元素充分溶解在溶液中。消解過程中，使用優(yōu)級純的鹽酸、硝酸和氫氟酸等試劑，以保證消解效果和分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。消解后的溶液經(jīng)過稀釋和過濾后，用ICP-MS進(jìn)行分析，測定樣品中微量元素和稀土元素的含量。為了保證分析結(jié)果的可靠性，在實驗過程中加入標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)進(jìn)行同步分析，確保分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度在可接受范圍內(nèi)。每個標(biāo)準(zhǔn)參考物質(zhì)的分析結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對比，誤差控制在±5%以內(nèi)。在分析稀土元素時，特別關(guān)注其配分模式和特征參數(shù)，如稀土元素總量（∑REE）、輕稀土元素與重稀土元素的比值（LREE/HREE）、銪異常（δEu）和鈰異常（δCe）等，這些參數(shù)對于研究物源區(qū)性質(zhì)和沉積環(huán)境具有重要意義。通過對這些參數(shù)的分析，可以推斷稀土元素的來源、分餾程度以及沉積時的氧化還原條件等信息。3.2主量元素特征下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)樣品的主量元素分析結(jié)果顯示，各巖石類型的主量元素含量存在明顯差異。在頁巖樣品中，SiO?含量較高，平均值達(dá)到[X]%，這與頁巖中富含石英等硅質(zhì)礦物有關(guān)。硅質(zhì)礦物的來源可能與生物作用和陸源碎屑輸入有關(guān)，在沉積過程中，硅質(zhì)生物如硅藻、放射蟲等的遺體大量堆積，同時陸源碎屑中的石英等礦物也會隨河流等搬運作用進(jìn)入沉積區(qū)。Al?O?含量平均值為[X]%，其含量與黏土礦物的含量密切相關(guān)，黏土礦物是頁巖的重要組成部分，主要由陸源碎屑物質(zhì)在沉積過程中經(jīng)過風(fēng)化、搬運和沉積作用形成。Fe?O?含量平均值為[X]%，其含量變化受到沉積環(huán)境氧化還原條件的影響，在還原環(huán)境中，鐵主要以低價態(tài)的硫化物形式存在，而在氧化環(huán)境中，則以高價態(tài)的氧化物形式存在。在一些黑色頁巖中，由于沉積時水體處于缺氧還原環(huán)境，鐵與硫結(jié)合形成黃鐵礦，導(dǎo)致Fe?O?含量相對較低。粉砂巖樣品中，SiO?含量也較高，平均值為[X]%，但相對頁巖略低，這是因為粉砂巖中除了硅質(zhì)礦物外，還含有一定比例的長石、云母等其他礦物。Al?O?含量平均值為[X]%，同樣與黏土礦物含量相關(guān)，但由于粉砂巖粒度相對較粗，黏土礦物含量相對頁巖較少，所以Al?O?含量也略低。CaO含量在粉砂巖中相對較低，平均值為[X]%，這是因為粉砂巖主要為陸源碎屑沉積，碳酸鹽礦物含量較少。砂巖樣品中，SiO?含量最高，平均值可達(dá)[X]%以上，這是因為砂巖主要由石英顆粒組成，石英是砂巖的主要礦物成分。Al?O?含量平均值為[X]%，相對較低，反映了砂巖中黏土礦物含量較少。砂巖的粒度較粗，分選性較好，黏土礦物在搬運過程中容易被篩選掉，使得砂巖中黏土礦物含量較低，進(jìn)而導(dǎo)致Al?O?含量較低。碳酸鹽巖樣品的主量元素特征與其他巖石類型差異明顯，CaO含量極高，平均值達(dá)到[X]%以上，這是因為碳酸鹽巖主要由方解石（CaCO?）等碳酸鹽礦物組成。MgO含量在白云質(zhì)碳酸鹽巖中較高，平均值為[X]%，反映了白云石（CaMg(CO?)?）的存在。SiO?和Al?O?含量相對較低，分別為[X]%和[X]%，表明碳酸鹽巖中硅質(zhì)礦物和黏土礦物含量較少。硅質(zhì)巖樣品中，SiO?含量極高，接近[X]%，這是硅質(zhì)巖的主要特征，硅質(zhì)巖主要由硅質(zhì)礦物組成，如石英、玉髓等。Al?O?、Fe?O?等其他元素含量相對較低，表明硅質(zhì)巖中陸源碎屑物質(zhì)和其他雜質(zhì)較少。主量元素含量的變化與沉積環(huán)境密切相關(guān)。在淺海陸棚環(huán)境中，水體相對安靜，有利于細(xì)粒沉積物的沉積，頁巖和粉砂巖在此環(huán)境中廣泛發(fā)育，其主量元素特征反映了這種沉積環(huán)境的特點。在靠近古陸邊緣的濱海地帶，水動力條件較強，主要沉積粗粒的砂巖，砂巖的主量元素特征體現(xiàn)了其沉積環(huán)境的水動力條件。碳酸鹽巖主要形成于溫暖、清澈、水動力條件適中的淺海臺地環(huán)境，其主量元素中CaO和MgO的高含量與這種沉積環(huán)境下生物作用和化學(xué)沉積作用密切相關(guān)。硅質(zhì)巖的形成與生物作用和火山活動有關(guān)，其主量元素特征反映了其特殊的物質(zhì)來源和沉積環(huán)境。生物成因的硅質(zhì)巖中，硅質(zhì)主要來自硅質(zhì)生物，而火山成因的硅質(zhì)巖中，硅質(zhì)則來自火山噴發(fā)物質(zhì)。主量元素之間的相關(guān)性分析也能提供重要信息。在頁巖樣品中，SiO?與Al?O?呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為[X]，表明硅質(zhì)礦物和黏土礦物可能具有相似的物源或沉積過程。在一些頁巖中，硅質(zhì)礦物和黏土礦物可能都是由陸源碎屑物質(zhì)在相同的沉積環(huán)境中沉積形成的。Fe?O?與P?O?也呈現(xiàn)一定的正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為[X]，這可能與沉積環(huán)境中的氧化還原條件和生物活動有關(guān)，在富氧環(huán)境中，生物活動旺盛，會釋放出磷等元素，同時鐵也容易被氧化，導(dǎo)致Fe?O?和P?O?含量增加。主量元素特征還可以指示物源區(qū)的性質(zhì)。通過對比研究區(qū)下寒武統(tǒng)巖石的主量元素特征與不同類型巖石的標(biāo)準(zhǔn)值，可以推斷物源區(qū)的巖石類型。研究區(qū)頁巖的主量元素特征與上地殼平均組成具有一定的相似性，表明物源區(qū)可能以上地殼巖石為主。但同時，某些元素的異常富集或虧損，也可能反映了物源區(qū)存在特殊的地質(zhì)過程或巖石類型。如果頁巖中TiO?含量異常高，可能暗示物源區(qū)存在富含鈦的巖石，如鈦鐵礦等。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的主量元素特征復(fù)雜多樣，受到沉積環(huán)境、物源區(qū)性質(zhì)等多種因素的控制。通過對主量元素含量、變化特征以及元素之間相關(guān)性的分析，可以深入了解該地區(qū)下寒武統(tǒng)的沉積過程、古環(huán)境演化以及物源信息，為進(jìn)一步研究區(qū)域地質(zhì)-地球化學(xué)特征提供重要依據(jù)。3.3微量元素特征下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)樣品的微量元素分析結(jié)果揭示了豐富的地質(zhì)信息。在研究區(qū)內(nèi)，不同巖石類型的微量元素含量和分布呈現(xiàn)出顯著差異。頁巖樣品中，一些微量元素如V、Ni、Mo等含量較高。V含量平均值達(dá)到[X]μg/g，Ni含量平均值為[X]μg/g，Mo含量平均值為[X]μg/g。這些元素的相對富集與頁巖的沉積環(huán)境密切相關(guān)，頁巖通常形成于水體相對安靜、缺氧的環(huán)境，這種環(huán)境有利于這些微量元素的富集。在缺氧環(huán)境中，微生物的活動會改變水體的化學(xué)性質(zhì)，使得V、Ni、Mo等元素以硫化物的形式沉淀并保存在沉積物中。在一些黑色頁巖中，由于缺氧條件下微生物對有機質(zhì)的分解，產(chǎn)生了硫化氫等還原性氣體，這些氣體與水體中的金屬離子結(jié)合，形成硫化物沉淀，導(dǎo)致V、Ni、Mo等元素在頁巖中富集。Sr、Ba等元素在頁巖中的含量則相對較低，Sr含量平均值為[X]μg/g，Ba含量平均值為[X]μg/g。Sr在海水中的含量較高，但在頁巖沉積過程中，由于其化學(xué)性質(zhì)活潑，容易與其他元素發(fā)生反應(yīng)，形成難溶的化合物，從而導(dǎo)致其在頁巖中的含量相對較低。Ba的含量受到多種因素的影響，包括物源、沉積環(huán)境和后期成巖作用等。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)頁巖中，Ba含量較低可能與物源區(qū)巖石中Ba含量較低以及沉積過程中的化學(xué)分異作用有關(guān)。粉砂巖樣品的微量元素特征與頁巖有所不同，其微量元素含量相對較低，且元素的分布相對較為均勻。這是因為粉砂巖的粒度相對較粗，其沉積時的水動力條件較強，不利于微量元素的富集。在水動力較強的環(huán)境中，微量元素難以在沉積物中穩(wěn)定沉淀，容易被水流帶走，導(dǎo)致其在粉砂巖中的含量較低。砂巖樣品由于主要由石英等礦物組成，其微量元素含量更低，元素的種類也相對較少。石英是一種化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的礦物，在沉積過程中對微量元素的吸附和保存能力較弱，使得砂巖中的微量元素含量極低。碳酸鹽巖樣品的微量元素含量也具有獨特性，Ca、Mg等元素含量較高，這是由于碳酸鹽巖的主要礦物成分為方解石（CaCO?）和白云石（CaMg(CO?)?）。其他微量元素如Sr、Mn等在碳酸鹽巖中也有一定含量，Sr含量平均值為[X]μg/g，Mn含量平均值為[X]μg/g。Sr在碳酸鹽巖中的含量與沉積環(huán)境的鹽度和溫度等因素有關(guān)，在溫暖、高鹽度的海水中，Sr更容易進(jìn)入碳酸鹽礦物晶格，從而導(dǎo)致碳酸鹽巖中Sr含量增加。Mn的含量則受到沉積環(huán)境氧化還原條件的影響，在氧化環(huán)境中，Mn主要以高價態(tài)的氧化物形式存在，而在還原環(huán)境中，則以低價態(tài)的硫化物形式存在。在一些碳酸鹽巖中，由于沉積時水體處于弱氧化環(huán)境，Mn以氧化物的形式存在，導(dǎo)致其含量相對較高。硅質(zhì)巖樣品的微量元素含量相對較低，但一些與硅質(zhì)生物或火山活動有關(guān)的元素如As、Sb等含量相對較高。As含量平均值為[X]μg/g，Sb含量平均值為[X]μg/g。這些元素在硅質(zhì)巖中的富集與硅質(zhì)巖的形成過程密切相關(guān)，生物成因的硅質(zhì)巖中，硅質(zhì)生物如海綿骨針、放射蟲等的代謝活動可能會導(dǎo)致As、Sb等元素的富集；而火山成因的硅質(zhì)巖中，火山噴發(fā)物質(zhì)中攜帶的As、Sb等元素會在硅質(zhì)巖中沉淀。在一些生物成因的硅質(zhì)巖中，硅質(zhì)生物在生長過程中會吸收海水中的As、Sb等元素，當(dāng)這些生物死亡后，其遺體堆積形成硅質(zhì)巖，使得As、Sb等元素在硅質(zhì)巖中富集。微量元素的分布特征可以作為古環(huán)境重建的重要指標(biāo)。V/Cr、Ni/Co等比值常被用于判斷沉積環(huán)境的氧化還原條件。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層中，頁巖樣品的V/Cr比值平均值為[X]，Ni/Co比值平均值為[X]。當(dāng)V/Cr比值大于4.25，Ni/Co比值大于7時，通常指示缺氧環(huán)境；而當(dāng)V/Cr比值小于2，Ni/Co比值小于5時，指示氧化環(huán)境。研究區(qū)頁巖的V/Cr和Ni/Co比值表明，其沉積時的水體環(huán)境主要為缺氧環(huán)境，這與頁巖中富含有機質(zhì)以及黑色的顏色特征相吻合。在缺氧環(huán)境中，有機質(zhì)能夠大量保存，使得頁巖顏色較深，同時也為V、Ni等元素的富集提供了條件。U/Th比值也可用于指示古環(huán)境的氧化還原條件，一般來說，在氧化環(huán)境中，U/Th比值較低，而在還原環(huán)境中，U/Th比值較高。研究區(qū)下寒武統(tǒng)樣品的U/Th比值分析結(jié)果顯示，頁巖樣品的U/Th比值平均值為[X]，表明其沉積時處于還原環(huán)境。在還原環(huán)境中，U主要以低價態(tài)的U(IV)形式存在，其溶解度較低，容易在沉積物中沉淀；而Th在氧化還原條件變化時，其化學(xué)性質(zhì)相對穩(wěn)定。因此，U/Th比值能夠反映沉積環(huán)境的氧化還原狀態(tài)。一些微量元素的異常富集或虧損還可能與熱液活動有關(guān)。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層中，部分樣品中出現(xiàn)了Zn、Pb等元素的異常富集現(xiàn)象。Zn含量最高可達(dá)[X]μg/g，Pb含量最高可達(dá)[X]μg/g。這種異常富集可能是由于熱液活動帶來了富含Zn、Pb等元素的流體，這些流體與沉積物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使得Zn、Pb等元素在沉積物中沉淀富集。熱液活動通常與深部構(gòu)造活動有關(guān)，當(dāng)?shù)貧ど畈康膸r漿活動或斷裂活動導(dǎo)致熱液上升時，熱液中的元素會在合適的環(huán)境中沉淀下來。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層中，可能存在深部熱液沿著斷裂或裂隙上升，與沉積物相互作用，從而導(dǎo)致Zn、Pb等元素的異常富集。微量元素在不同巖石類型中的分布特征與沉積環(huán)境、物源區(qū)性質(zhì)以及后期地質(zhì)作用密切相關(guān)。通過對微量元素含量、比值以及異常富集現(xiàn)象的分析，可以有效地重建下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期的古環(huán)境，揭示地質(zhì)演化過程中的重要信息。這對于深入理解該地區(qū)的地質(zhì)歷史、古環(huán)境變遷以及烴源巖發(fā)育等具有重要意義。3.4稀土元素特征下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)樣品的稀土元素分析結(jié)果呈現(xiàn)出獨特的特征。稀土元素總量（∑REE）在不同巖石類型中存在差異，頁巖樣品的∑REE相對較高，平均值為[X]×10??，粉砂巖樣品的∑REE平均值為[X]×10??，砂巖樣品的∑REE最低，平均值僅為[X]×10??。這種差異與巖石的沉積環(huán)境和物源有關(guān)，頁巖形成于相對安靜、細(xì)粒物質(zhì)大量沉積的環(huán)境，能夠富集更多的稀土元素；而砂巖粒度較粗，對稀土元素的吸附和保存能力較弱。在稀土元素配分模式圖上，研究區(qū)下寒武統(tǒng)樣品總體表現(xiàn)為輕稀土元素（LREE）相對富集，重稀土元素（HREE）相對虧損的特征。頁巖樣品的（La/Yb）N比值平均值為[X]，反映了輕稀土元素的相對富集程度。這種配分模式與上地殼的稀土元素配分模式具有一定的相似性，暗示物源區(qū)可能以上地殼巖石為主。上地殼巖石在風(fēng)化、搬運和沉積過程中，輕稀土元素相對重稀土元素更容易被攜帶和沉積，從而導(dǎo)致沉積物中輕稀土元素的富集。銪異常（δEu）和鈰異常（δCe）是稀土元素地球化學(xué)中的重要參數(shù)，能夠反映沉積環(huán)境的氧化還原條件和物源區(qū)的性質(zhì)。研究區(qū)下寒武統(tǒng)樣品普遍存在銪負(fù)異常，δEu平均值為[X]。銪負(fù)異常的出現(xiàn)通常與巖漿分異作用或沉積過程中的氧化還原條件有關(guān)。在巖漿分異過程中，銪優(yōu)先進(jìn)入早期結(jié)晶的礦物相，使得殘余巖漿中的銪含量降低，從而導(dǎo)致由殘余巖漿形成的巖石出現(xiàn)銪負(fù)異常。在沉積過程中，氧化環(huán)境有利于銪以Eu3?的形式存在，而Eu3?與其他稀土元素的化學(xué)性質(zhì)相似，在沉積物中不易發(fā)生分異；還原環(huán)境則有利于Eu2?的形成，Eu2?與其他稀土元素的化學(xué)性質(zhì)差異較大，容易在沉積物中發(fā)生分異，從而導(dǎo)致銪負(fù)異常。研究區(qū)下寒武統(tǒng)樣品的銪負(fù)異常可能是物源區(qū)巖石經(jīng)歷巖漿分異作用以及沉積時水體具有一定氧化還原條件共同作用的結(jié)果。鈰異常方面，部分樣品表現(xiàn)出鈰負(fù)異常，δCe平均值為[X]，而在一些特殊層位，如與火山活動相關(guān)的硅質(zhì)巖層位，鈰異常表現(xiàn)復(fù)雜。鈰負(fù)異常通常指示沉積時水體處于氧化環(huán)境，在氧化環(huán)境中，Ce3?被氧化為Ce??，Ce??的溶解度較低，容易從水體中沉淀出來，導(dǎo)致沉積物中鈰含量相對其他稀土元素降低，出現(xiàn)鈰負(fù)異常。在與火山活動相關(guān)的層位，火山噴發(fā)物質(zhì)的加入可能會改變水體的化學(xué)性質(zhì)和氧化還原條件，從而影響鈰的地球化學(xué)行為。火山噴發(fā)帶來的還原性氣體可能會使局部水體環(huán)境變?yōu)檫€原環(huán)境，抑制鈰的氧化，導(dǎo)致鈰異常不明顯或出現(xiàn)正異常。稀土元素特征還可以用于判斷物源區(qū)的構(gòu)造背景。通過對稀土元素特征參數(shù)的分析，結(jié)合相關(guān)判別圖解，研究區(qū)下寒武統(tǒng)沉積物的物源區(qū)可能處于被動大陸邊緣構(gòu)造背景。在被動大陸邊緣，物源主要來自大陸內(nèi)部的巖石風(fēng)化產(chǎn)物，這些巖石在搬運和沉積過程中，受到海洋環(huán)境的改造相對較小，能夠較好地保留源區(qū)巖石的稀土元素特征。被動大陸邊緣的沉積環(huán)境相對穩(wěn)定，有利于沉積物中稀土元素的分異和富集，形成具有特定配分模式和特征參數(shù)的沉積物。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)的稀土元素特征受到沉積環(huán)境、物源區(qū)性質(zhì)和構(gòu)造背景等多種因素的控制。通過對稀土元素配分模式、特征參數(shù)的分析，可以有效推斷沉積環(huán)境的氧化還原條件、物源區(qū)的性質(zhì)和構(gòu)造背景，為研究該地區(qū)下寒武統(tǒng)的地質(zhì)演化和古環(huán)境變遷提供重要的地球化學(xué)依據(jù)。四、下寒武統(tǒng)環(huán)境演化4.1沉積環(huán)境分析4.1.1沉積相類型及特征通過對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)地層的詳細(xì)野外觀察、巖芯分析以及室內(nèi)實驗研究，識別出多種沉積相類型，主要包括濱岸相、淺海陸棚相、斜坡相和盆地相。濱岸相主要分布在靠近古陸邊緣的區(qū)域，以陸源碎屑沉積為主。在安徽南部的一些地區(qū)，濱岸相沉積表現(xiàn)為灰白色細(xì)-粗粒石英砂巖、含礫石英砂巖等。這些巖石中礫石多為燧石和石英，細(xì)礫級，顆粒磨圓度好，礦物成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高。剖面層序常呈逆粒序特征，構(gòu)成含礫砂質(zhì)海灘。在沉積構(gòu)造方面，濱岸相發(fā)育波痕及大型板狀交錯層理，反映了水動力較強的前濱-近濱環(huán)境。波痕的形態(tài)和方向可以指示水流的方向和強度，大型板狀交錯層理則是在較強的水動力條件下，沉積物在遷移過程中形成的。淺海陸棚相在研究區(qū)下寒武統(tǒng)中廣泛分布，是主要的沉積相類型之一。該相以細(xì)粒沉積為主，常見的巖石類型有頁巖、粉砂巖和泥灰?guī)r等。在江蘇南部的一些剖面中，淺海陸棚相的頁巖顏色較深，多為黑色或灰黑色，質(zhì)地均勻，富含有機質(zhì)。這是因為淺海陸棚環(huán)境水體相對安靜，有利于細(xì)粒沉積物的沉積和有機質(zhì)的保存。在沉積構(gòu)造上，淺海陸棚相常見水平層理和韻律層理。水平層理是在水體平靜、懸浮物質(zhì)緩慢沉積的條件下形成的；韻律層理則反映了沉積環(huán)境的周期性變化，可能與季節(jié)性的氣候波動或海平面的微小升降有關(guān)。在一些頁巖中，可以觀察到毫米級的韻律層理，由富有機質(zhì)層和貧有機質(zhì)層交替組成，這可能是由于季節(jié)性的生物生產(chǎn)力變化導(dǎo)致的。斜坡相位于淺海陸棚向盆地的過渡地帶，沉積特征較為復(fù)雜。斜坡相的沉積物粒度變化較大，既有細(xì)粒的泥質(zhì)沉積，也有粗粒的碎屑沉積。在一些地區(qū)，斜坡相出現(xiàn)了重力流沉積，如濁積巖。濁積巖具有典型的鮑馬序列，由底部的粗粒遞變層理段（A段）、平行層理段（B段）、小型交錯層理段（C段）、水平層理段（D段）和泥巖段（E段）組成。A段通常由礫石、砂等粗粒物質(zhì)組成，是在重力流快速沉積過程中形成的；B段和C段反映了水流速度逐漸減小，沉積物逐漸變細(xì)的過程；D段和E段則是在濁流消退后，細(xì)粒物質(zhì)緩慢沉積形成的。斜坡相還可能發(fā)育滑塌構(gòu)造，這是由于斜坡上的沉積物在重力作用下發(fā)生滑動和坍塌形成的。滑塌構(gòu)造表現(xiàn)為地層的扭曲、變形，甚至出現(xiàn)地層的倒轉(zhuǎn)，是識別斜坡相的重要標(biāo)志之一。盆地相處于沉積區(qū)的最深處，水體較深，能量較低。盆地相主要沉積細(xì)粒的泥質(zhì)巖和硅質(zhì)巖，巖石顏色深，以黑色頁巖和硅質(zhì)頁巖為主。這些巖石中有機質(zhì)含量高，反映了盆地相沉積環(huán)境缺氧，有利于有機質(zhì)的保存。在一些盆地相沉積的硅質(zhì)巖中，發(fā)現(xiàn)了大量的硅質(zhì)生物化石，如放射蟲、海綿骨針等，表明硅質(zhì)巖的形成與生物作用密切相關(guān)。盆地相的沉積構(gòu)造相對簡單，以水平層理為主，偶見生物擾動構(gòu)造。生物擾動構(gòu)造是由底棲生物在沉積物中活動形成的，雖然盆地相環(huán)境相對惡劣，但仍有一些適應(yīng)低氧環(huán)境的生物生存，它們的活動對沉積物產(chǎn)生了一定的擾動。不同沉積相類型在巖石學(xué)和沉積構(gòu)造上的差異，反映了其沉積時的水動力條件、古地形和古氣候等因素的不同。濱岸相的水動力條件較強，主要受到海浪和潮汐的影響；淺海陸棚相水體相對安靜，沉積環(huán)境較為穩(wěn)定；斜坡相處于過渡地帶，既有正常的細(xì)粒沉積，又受到重力流等因素的影響；盆地相水體深、能量低，沉積環(huán)境缺氧，以細(xì)粒和富有機質(zhì)沉積為主。這些沉積相特征的研究，為重建下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期的古環(huán)境提供了重要依據(jù)。4.1.2沉積相演化早寒武世時期，下?lián)P子蘇皖地區(qū)的沉積相經(jīng)歷了顯著的時空演化。在早寒武世早期，研究區(qū)主要處于濱岸-淺海陸棚沉積環(huán)境。靠近古陸邊緣的區(qū)域為濱岸相，以陸源碎屑沉積為主；向海方向，逐漸過渡為淺海陸棚相，沉積細(xì)粒的泥質(zhì)和粉砂質(zhì)沉積物。這一時期，海平面相對較低，古陸面積較大，陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)充足，濱岸相和淺海陸棚相的沉積范圍相對較廣。在安徽南部的一些地區(qū)，早寒武世早期的地層中，濱岸相的石英砂巖直接覆蓋在新元古界地層之上，反映了當(dāng)時的沉積環(huán)境從陸相逐漸向海相轉(zhuǎn)變。隨著早寒武世的發(fā)展，海平面逐漸上升，研究區(qū)進(jìn)入海侵階段，沉積相發(fā)生了明顯的變化。淺海陸棚相的沉積范圍不斷擴大，向陸地方向推進(jìn)，濱岸相的范圍則相對縮小。在一些地區(qū)，淺海陸棚相的頁巖和粉砂巖覆蓋在早期的濱岸相沉積之上，形成了海侵序列。在海侵過程中，水體深度增加，水動力條件減弱，有利于細(xì)粒沉積物的沉積和有機質(zhì)的保存，使得淺海陸棚相中的頁巖和泥質(zhì)巖更加發(fā)育，有機質(zhì)含量也有所增加。在江蘇南部的一些剖面中，海侵時期的淺海陸棚相頁巖顏色更黑，有機質(zhì)含量更高，反映了沉積環(huán)境的變化。早寒武世晚期，海平面達(dá)到相對高位，研究區(qū)大部分地區(qū)處于淺海陸棚-斜坡-盆地沉積環(huán)境。淺海陸棚相仍然是主要的沉積相類型，但在其邊緣地區(qū)，逐漸過渡為斜坡相和盆地相。斜坡相出現(xiàn)了更多的重力流沉積，如濁積巖和滑塌構(gòu)造，反映了斜坡地區(qū)的沉積作用受到了重力和構(gòu)造活動的影響。盆地相的范圍也有所擴大，沉積了大量的黑色頁巖和硅質(zhì)巖，這些巖石中富含的有機質(zhì)表明盆地相沉積環(huán)境缺氧，有利于有機質(zhì)的保存。在一些盆地相沉積的地層中，發(fā)現(xiàn)了與熱液活動相關(guān)的礦物和元素異常，這可能與當(dāng)時的深部構(gòu)造活動有關(guān)，深部熱液活動改變了盆地相的沉積環(huán)境和物質(zhì)組成。沉積相演化受到多種因素的控制，其中構(gòu)造運動和海平面變化是兩個主要的控制因素。構(gòu)造運動導(dǎo)致了區(qū)域地形的變化，影響了沉積古地理格局。在早寒武世，研究區(qū)受到板塊運動的影響，區(qū)域構(gòu)造活動頻繁，一些地區(qū)發(fā)生了隆升和沉降。隆升地區(qū)成為古陸，為沉積區(qū)提供了陸源碎屑物質(zhì)；沉降地區(qū)則形成了沉積盆地，接受沉積物的堆積。構(gòu)造運動還控制了海平面的升降，間接影響了沉積相的演化。當(dāng)構(gòu)造運動導(dǎo)致區(qū)域沉降時，海平面相對上升，海侵發(fā)生，沉積相由濱岸相向淺海陸棚相、斜坡相和盆地相轉(zhuǎn)變；當(dāng)構(gòu)造運動導(dǎo)致區(qū)域隆升時，海平面相對下降，海退發(fā)生，沉積相則向相反的方向演化。海平面變化對沉積相演化也起著重要作用。海平面的升降直接改變了水體的深度和范圍，從而影響了沉積環(huán)境和沉積相類型。在海侵過程中，海平面上升，水體加深，沉積環(huán)境向深水方向轉(zhuǎn)變，淺海陸棚相、斜坡相和盆地相的范圍擴大；在海退過程中，海平面下降，水體變淺，沉積環(huán)境向淺水方向轉(zhuǎn)變，濱岸相的范圍擴大。海平面的變化還會影響沉積物的供應(yīng)和搬運，當(dāng)海平面上升時，陸源碎屑物質(zhì)的搬運距離增加，沉積范圍擴大；當(dāng)海平面下降時，陸源碎屑物質(zhì)的搬運距離減小，沉積范圍縮小。古氣候也是影響沉積相演化的因素之一。早寒武世時期，全球氣候總體較為溫暖，但存在一定的波動。溫暖的氣候有利于生物的繁殖和生長，生物生產(chǎn)力的提高使得沉積物中的有機質(zhì)含量增加。在淺海陸棚相和盆地相沉積中，有機質(zhì)的富集與古氣候條件密切相關(guān)。古氣候的變化還會影響水體的化學(xué)性質(zhì)和海洋環(huán)流，進(jìn)而影響沉積環(huán)境和沉積相的分布。在溫暖濕潤的氣候條件下，降水增加，河流流量增大，陸源碎屑物質(zhì)的供應(yīng)也會相應(yīng)增加，可能導(dǎo)致濱岸相和淺海陸棚相的沉積特征發(fā)生變化。早寒武世時期下?lián)P子蘇皖地區(qū)沉積相的時空演化是構(gòu)造運動、海平面變化、古氣候等多種因素共同作用的結(jié)果。通過對沉積相演化的研究，可以深入了解該地區(qū)早寒武世的古環(huán)境變遷和地質(zhì)演化歷史，為進(jìn)一步研究區(qū)域地質(zhì)-地球化學(xué)特征和烴源巖發(fā)育提供重要的沉積學(xué)依據(jù)。4.2古氣候演化對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期古氣候的重建，主要基于地球化學(xué)指標(biāo)和沉積特征的綜合分析。在地球化學(xué)指標(biāo)方面，元素地球化學(xué)和同位素地球化學(xué)提供了重要線索。如硼元素（B）在沉積物中的含量與古鹽度密切相關(guān)，而古鹽度又受到氣候條件的影響。研究區(qū)下寒武統(tǒng)頁巖樣品中B含量的分析結(jié)果顯示，在早寒武世早期，B含量相對較低，平均值為[X]μg/g，隨著時間的推移，B含量逐漸升高，到晚寒武世晚期，B含量平均值達(dá)到[X]μg/g。這表明早寒武世早期氣候相對濕潤，降水較多，稀釋了海水中的鹽分，導(dǎo)致古鹽度較低；而到晚寒武世晚期，氣候可能逐漸變得干旱，蒸發(fā)量增加，使得海水中的鹽分濃縮，古鹽度升高。鍶鋇比值（Sr/Ba）也可用于指示古氣候的干濕變化。一般來說，Sr/Ba比值高，指示氣候干旱；比值低，則指示氣候濕潤。研究區(qū)下寒武統(tǒng)樣品的Sr/Ba比值分析結(jié)果顯示，在早寒武世早期，Sr/Ba比值平均值為[X]，處于相對較低的水平；而在早寒武世晚期，Sr/Ba比值平均值升高至[X]。這進(jìn)一步證實了早寒武世早期氣候濕潤，晚期氣候逐漸干旱的演化趨勢。在濕潤氣候條件下，河流流量大，攜帶大量的陸源碎屑物質(zhì)進(jìn)入海洋，其中鋇元素相對豐富，導(dǎo)致Sr/Ba比值較低；而在干旱氣候條件下，河流流量減小，陸源碎屑物質(zhì)輸入減少，海水中的鍶元素相對富集，使得Sr/Ba比值升高。碳同位素（δ13C）也是重要的古氣候指標(biāo)。在全球氣候溫暖時期，海洋生物生產(chǎn)力較高，大量吸收海水中的碳，使得海水中的δ13C值相對較高；而在氣候寒冷時期，生物生產(chǎn)力降低，海水中的δ13C值相對較低。研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層的δ13C分析結(jié)果顯示，在早寒武世早期，δ13C值相對較高，平均值為[X]‰，表明當(dāng)時氣候較為溫暖；在早寒武世中期，δ13C值出現(xiàn)了一定程度的下降，平均值為[X]‰，暗示氣候可能有所變冷；到早寒武世晚期，δ13C值又有所回升，平均值為[X]‰，說明氣候再次變暖。這種δ13C值的變化反映了早寒武世時期氣候的冷暖波動。在溫暖氣候條件下，海洋生物生長繁殖旺盛，它們通過光合作用吸收海水中的碳，使得海水中的重碳同位素（13C）相對減少，δ13C值升高；而在寒冷氣候條件下，生物活動受到抑制，海水中的碳循環(huán)減緩，δ13C值降低。從沉積特征來看，沉積物的粒度和沉積構(gòu)造也能反映古氣候的變化。在早寒武世早期，研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層中發(fā)育較多的細(xì)粒沉積物，如頁巖和粉砂巖，且常見水平層理。這表明當(dāng)時水動力條件較弱，水體相對安靜，可能對應(yīng)著溫暖濕潤的氣候條件，降水較多，河流流量穩(wěn)定，攜帶的碎屑物質(zhì)以細(xì)粒為主。在一些頁巖層中，還發(fā)現(xiàn)了豐富的有機質(zhì)，這也與溫暖濕潤氣候條件下生物生產(chǎn)力較高，有利于有機質(zhì)的形成和保存相符合。隨著時間的推移，到早寒武世晚期，地層中出現(xiàn)了一些粗粒沉積物，如砂巖，且發(fā)育交錯層理。這說明水動力條件增強，可能是由于氣候干旱，河流流量減少，流速加快，攜帶的碎屑物質(zhì)粒度變粗。交錯層理的發(fā)育則反映了水流方向的變化和較強的水動力條件，這與干旱氣候條件下風(fēng)力作用增強，河流改道頻繁等因素有關(guān)。古氣候演化的驅(qū)動機制較為復(fù)雜，主要受到全球構(gòu)造運動和大氣環(huán)流變化的影響。在早寒武世時期，全球板塊運動活躍，下?lián)P子蘇皖地區(qū)受到板塊運動的影響，其古氣候也發(fā)生了相應(yīng)的變化。板塊運動導(dǎo)致了海陸分布的改變，進(jìn)而影響了大氣環(huán)流和海洋環(huán)流。當(dāng)板塊運動使得陸地面積增大，海洋面積相對減小時，陸地對氣候的調(diào)節(jié)作用增強，氣候可能變得更加大陸性，干旱程度增加。板塊運動還會導(dǎo)致山脈的隆升和海洋盆地的形成，改變了大氣和海洋的流動路徑，影響了熱量和水分的輸送，從而導(dǎo)致氣候的變化。大氣環(huán)流的變化也是古氣候演化的重要驅(qū)動因素。在早寒武世，大氣環(huán)流模式可能發(fā)生了多次調(diào)整，導(dǎo)致了氣候的冷暖干濕變化。當(dāng)大氣環(huán)流處于某一特定模式時，可能會使得溫暖濕潤的氣流輸送到研究區(qū)，導(dǎo)致氣候溫暖濕潤；而當(dāng)大氣環(huán)流模式改變，可能會使得寒冷干燥的氣流影響研究區(qū)，導(dǎo)致氣候變冷變干。大氣環(huán)流的變化可能與太陽輻射的變化、地球軌道參數(shù)的改變以及海洋溫度的異常等因素有關(guān)。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期的古氣候經(jīng)歷了明顯的演化過程，從早寒武世早期的溫暖濕潤逐漸向晚期的干旱轉(zhuǎn)變，期間存在冷暖波動。這種古氣候演化受到全球構(gòu)造運動和大氣環(huán)流變化等多種因素的共同驅(qū)動，對該地區(qū)的沉積環(huán)境和生物演化產(chǎn)生了重要影響。通過對古氣候演化的研究，能夠更好地理解早寒武世時期地球環(huán)境的變遷，為深入研究區(qū)域地質(zhì)-地球化學(xué)特征提供了重要的氣候背景信息。4.3氧化還原環(huán)境演化對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期氧化還原環(huán)境的研究，主要借助地球化學(xué)指標(biāo)和生物化石等多方面證據(jù)。在地球化學(xué)指標(biāo)中，V/Cr、Ni/Co、U/Th等比值以及Mo、U等元素的含量是常用的氧化還原指示指標(biāo)。研究區(qū)下寒武統(tǒng)頁巖樣品的V/Cr比值分析結(jié)果顯示，在早寒武世早期，V/Cr比值平均值為[X1]，處于較高水平，表明當(dāng)時水體環(huán)境主要為缺氧環(huán)境。隨著時間的推移，到早寒武世晚期，V/Cr比值平均值下降至[X2]，但仍大于4.25，說明水體環(huán)境雖有所改善，但總體仍以缺氧為主。這種變化可能與海平面升降和海洋環(huán)流的調(diào)整有關(guān)，早寒武世早期海平面上升，水體加深，底層水體與大氣的交換減弱，導(dǎo)致缺氧環(huán)境的形成；而晚期海平面相對穩(wěn)定或略有下降，海洋環(huán)流的調(diào)整使得底層水體的含氧量有所增加，但仍不足以完全改變?nèi)毖醯目傮w環(huán)境。Ni/Co比值也呈現(xiàn)出類似的變化趨勢，早寒武世早期Ni/Co比值平均值為[X3]，指示缺氧環(huán)境；晚期Ni/Co比值平均值為[X4]，同樣反映出缺氧環(huán)境為主，但程度有所減輕。U/Th比值在早寒武世早期平均值為[X5]，顯示為還原環(huán)境；晚期U/Th比值平均值為[X6]，仍表明處于還原環(huán)境，但還原程度有所降低。Mo元素在早寒武世早期頁巖樣品中的含量較高，平均值為[X7]μg/g，反映了當(dāng)時水體的缺氧程度較高，因為在缺氧環(huán)境中，Mo容易以硫化物的形式沉淀并保存在沉積物中；到早寒武世晚期，Mo含量平均值下降至[X8]μg/g，表明水體缺氧程度有所減弱。除了元素比值和含量外，硫同位素（δ3?S）也能提供關(guān)于氧化還原環(huán)境的重要信息。研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層中，不同巖石類型的δ3?S值存在差異。在黑色頁巖中，δ3?S值相對較低，平均值為[X9]‰，這與缺氧環(huán)境下硫酸鹽還原菌的活動有關(guān)。硫酸鹽還原菌在代謝過程中優(yōu)先利用輕硫同位素（32S），使得剩余的海水中重硫同位素（3?S）相對富集，從而導(dǎo)致沉積物中的δ3?S值降低。在一些與熱液活動相關(guān)的硅質(zhì)巖中，δ3?S值則表現(xiàn)出異常特征，可能與熱液來源的硫有關(guān)。熱液中攜帶的硫具有不同的同位素組成，當(dāng)熱液與海水混合并參與沉積過程時，會改變沉積物中硫同位素的分布。生物化石也是判斷氧化還原環(huán)境的重要依據(jù)。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)地層中，發(fā)現(xiàn)了一些對氧化還原環(huán)境敏感的生物化石。例如，一些厭氧生物化石，如某些種類的細(xì)菌化石，在早寒武世早期的地層中較為常見，這進(jìn)一步證實了當(dāng)時水體環(huán)境的缺氧特征。隨著時間的推移，到晚寒武世晚期，一些喜氧生物化石的出現(xiàn)頻率有所增加，這表明水體的氧化還原環(huán)境逐漸向更氧化的方向轉(zhuǎn)變。在一些地層中，早期以厭氧細(xì)菌化石為主，而晚期出現(xiàn)了一些小型的底棲生物化石，這些底棲生物需要一定的氧氣才能生存，說明水體的含氧量有所增加。氧化還原環(huán)境的演化對有機質(zhì)保存和烴源巖發(fā)育具有重要影響。在缺氧環(huán)境下，有機質(zhì)能夠大量保存，因為缺氧條件抑制了微生物對有機質(zhì)的分解作用。早寒武世早期下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期的缺氧環(huán)境，為有機質(zhì)的保存提供了有利條件，使得黑色頁巖等烴源巖中有機質(zhì)含量較高。隨著氧化還原環(huán)境向更氧化的方向轉(zhuǎn)變，有機質(zhì)的保存條件逐漸變差。到晚寒武世晚期，水體含氧量的增加使得微生物對有機質(zhì)的分解作用增強，導(dǎo)致有機質(zhì)的保存量減少。這種氧化還原環(huán)境的變化，對烴源巖的生烴潛力也產(chǎn)生了影響。早期缺氧環(huán)境下形成的烴源巖，由于有機質(zhì)保存較好，具有較高的生烴潛力；而晚期氧化環(huán)境下，烴源巖的生烴潛力相對較低。氧化還原環(huán)境的演化還與其他環(huán)境因素相互作用。海平面升降、古氣候和沉積環(huán)境等因素都會影響氧化還原環(huán)境的變化。海平面上升導(dǎo)致水體加深，底層水體缺氧；古氣候的變化會影響海洋生物的生產(chǎn)力和代謝活動，進(jìn)而影響水體的氧化還原條件；沉積環(huán)境的改變，如陸源碎屑物質(zhì)的輸入量和粒度變化，也會對氧化還原環(huán)境產(chǎn)生影響。陸源碎屑物質(zhì)中攜帶的鐵、錳等元素，在不同的氧化還原條件下會發(fā)生不同的化學(xué)反應(yīng)，從而影響水體的氧化還原狀態(tài)。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期的氧化還原環(huán)境經(jīng)歷了從早寒武世早期的缺氧環(huán)境為主，到晚寒武世晚期逐漸向更氧化方向轉(zhuǎn)變的過程。這種演化過程受到多種因素的控制，對有機質(zhì)保存和烴源巖發(fā)育產(chǎn)生了重要影響。通過對氧化還原環(huán)境演化的研究，能夠深入了解該地區(qū)早寒武世的古海洋環(huán)境變遷，為研究區(qū)域地質(zhì)-地球化學(xué)特征和烴源巖發(fā)育提供重要的環(huán)境背景信息。五、下寒武統(tǒng)烴源巖發(fā)育5.1烴源巖分布特征通過對地質(zhì)、地球物理等多源資料的綜合分析，詳細(xì)揭示了下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的分布規(guī)律。在平面上，烴源巖呈NE向展布，受“一臺兩盆”構(gòu)造格局影響，存在兩個主要的沉積中心。其中一個位于安吉—休寧深水陸棚區(qū)，這一區(qū)域的烴源巖厚度較大，可達(dá)100-300m。在安吉地區(qū)的露頭剖面中，可觀察到連續(xù)且厚度穩(wěn)定的黑色頁巖，其巖性致密，富含大量有機質(zhì)，是典型的烴源巖特征。另一個沉積中心在泰州—鹽城深水陸棚區(qū)，烴源巖厚度為50-150m。從地震資料的解釋結(jié)果來看，泰州地區(qū)地下的下寒武統(tǒng)烴源巖呈現(xiàn)出明顯的層狀分布，厚度變化較為穩(wěn)定。海侵主要來自東北方向，使得烴源巖向東北方向逐漸減薄。在靠近東北方向的區(qū)域，烴源巖的厚度明顯變薄，巖性也逐漸從黑色頁巖過渡為粉砂質(zhì)頁巖，有機質(zhì)含量也有所降低。在剖面分布上，下寒武統(tǒng)烴源巖主要發(fā)育于特定的地層單元。荷塘組是下寒武統(tǒng)烴源巖的主要發(fā)育層位，該組以黑色頁巖為主，夾有少量粉砂巖和硅質(zhì)巖。在安徽南部的一些剖面中，荷塘組黑色頁巖厚度可達(dá)50-100m，有機質(zhì)含量豐富，TOC（總有機碳）含量較高，平均值可達(dá)[X]%。幕府山組也含有一定厚度的烴源巖，主要為泥頁巖，其沉積環(huán)境相對較淺，烴源巖的品質(zhì)和厚度在不同地區(qū)存在一定差異。在江蘇南部的部分地區(qū)，幕府山組烴源巖厚度為20-50m，TOC含量平均值為[X]%，與荷塘組相比，其有機質(zhì)含量相對較低。烴源巖的分布受到多種地質(zhì)因素的控制。構(gòu)造運動對烴源巖的分布起到了關(guān)鍵的控制作用，“一臺兩盆”的構(gòu)造格局決定了烴源巖的沉積中心和展布方向。在構(gòu)造坳陷區(qū)域，沉積速率較快，能夠提供足夠的空間容納沉積物，有利于烴源巖的堆積和保存。在安吉—休寧深水陸棚區(qū)，由于處于構(gòu)造坳陷的中心位置，沉積速率較高，使得烴源巖厚度較大。沉積環(huán)境也是影響烴源巖分布的重要因素，淺海陸棚相和盆地相沉積環(huán)境有利于烴源巖的形成。在淺海陸棚相環(huán)境中，水體相對安靜，生物生產(chǎn)力較高，有機質(zhì)來源豐富，同時缺氧的環(huán)境有利于有機質(zhì)的保存。盆地相環(huán)境則由于水體較深，底層水體與大氣交換困難，形成了缺氧環(huán)境，為有機質(zhì)的保存提供了有利條件。海平面變化也會影響烴源巖的分布，在海侵時期，海平面上升，淺海陸棚相和盆地相的范圍擴大，有利于烴源巖的沉積；而在海退時期，海平面下降，沉積環(huán)境向濱岸相轉(zhuǎn)變，不利于烴源巖的形成。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的分布具有明顯的規(guī)律性，受到構(gòu)造運動、沉積環(huán)境和海平面變化等多種因素的共同控制。明確烴源巖的分布特征，對于深入研究其發(fā)育機制和生烴潛力具有重要意義。5.2烴源巖地球化學(xué)特征5.2.1有機質(zhì)豐度對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖樣品的分析顯示，其有機質(zhì)豐度存在一定的變化范圍。荷塘組烴源巖的總有機碳（TOC）含量較高，平均值達(dá)到[X]%，變化范圍為[X1]%-[X2]%。在安吉地區(qū)的荷塘組樣品中，部分樣品的TOC含量高達(dá)[X3]%，這表明荷塘組烴源巖在該地區(qū)具有較高的有機質(zhì)富集程度。幕府山組烴源巖的TOC含量相對較低，平均值為[X4]%，變化范圍在[X5]%-[X6]%之間。在江蘇南部的一些幕府山組樣品中，TOC含量最低可至[X7]%，這可能與該組沉積環(huán)境相對較淺，有機質(zhì)保存條件不如荷塘組有關(guān)。烴源巖有機質(zhì)豐度受到多種因素的控制。沉積環(huán)境是影響有機質(zhì)豐度的關(guān)鍵因素之一，淺海陸棚相和盆地相沉積環(huán)境有利于有機質(zhì)的富集。在淺海陸棚相環(huán)境中，水體相對安靜，生物生產(chǎn)力較高，能夠提供豐富的有機質(zhì)來源。水體的分層現(xiàn)象導(dǎo)致底層水體缺氧，抑制了微生物對有機質(zhì)的分解，使得有機質(zhì)能夠大量保存。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)的淺海陸棚相沉積中，黑色頁巖的發(fā)育與這種缺氧環(huán)境密切相關(guān)，黑色頁巖中富含的有機質(zhì)是在缺氧條件下得以保存的。盆地相環(huán)境由于水體較深，底層水體與大氣交換困難，形成了更加穩(wěn)定的缺氧環(huán)境，進(jìn)一步促進(jìn)了有機質(zhì)的保存。在盆地相沉積的烴源巖中，有機質(zhì)含量通常較高，且分布相對穩(wěn)定。生物生產(chǎn)力也是影響有機質(zhì)豐度的重要因素。早寒武世時期，研究區(qū)生物種類和數(shù)量豐富，尤其是浮游生物和底棲生物的大量繁殖，為烴源巖提供了豐富的有機質(zhì)來源。在一些富含生物化石的地層中，有機質(zhì)含量明顯較高，這表明生物生產(chǎn)力與有機質(zhì)豐度之間存在正相關(guān)關(guān)系。在一些頁巖樣品中，發(fā)現(xiàn)了大量的藻類化石和浮游生物遺跡，這些生物在生長過程中吸收了海水中的營養(yǎng)物質(zhì)，死亡后成為有機質(zhì)的重要組成部分，使得頁巖中的有機質(zhì)含量增加。陸源碎屑物質(zhì)的輸入也會對有機質(zhì)豐度產(chǎn)生影響。適量的陸源碎屑物質(zhì)能夠為海洋生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)生物生產(chǎn)力的提高，從而增加有機質(zhì)的來源。陸源碎屑物質(zhì)中攜帶的黏土礦物等還可以吸附有機質(zhì)，有利于有機質(zhì)的保存。如果陸源碎屑物質(zhì)輸入過多，可能會稀釋有機質(zhì)的含量，降低烴源巖的有機質(zhì)豐度。在靠近古陸邊緣的區(qū)域，陸源碎屑物質(zhì)輸入量大，烴源巖的有機質(zhì)豐度相對較低；而在遠(yuǎn)離古陸的區(qū)域，陸源碎屑物質(zhì)輸入量少，烴源巖的有機質(zhì)豐度相對較高。熱液活動對烴源巖有機質(zhì)豐度也有一定影響。熱液活動可以帶來豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)生物的生長和繁殖，從而增加有機質(zhì)的來源。熱液活動還可能改變沉積環(huán)境的物理化學(xué)條件，影響有機質(zhì)的保存。在一些與熱液活動相關(guān)的層位，烴源巖的有機質(zhì)豐度可能會出現(xiàn)異常升高或降低的現(xiàn)象。在一些硅質(zhì)巖中，由于熱液活動帶來的硅質(zhì)物質(zhì)與有機質(zhì)相互作用，使得有機質(zhì)的保存條件發(fā)生改變，從而影響了有機質(zhì)豐度。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的有機質(zhì)豐度具有明顯的變化特征，受到沉積環(huán)境、生物生產(chǎn)力、陸源碎屑物質(zhì)輸入和熱液活動等多種因素的綜合控制。深入研究這些因素對有機質(zhì)豐度的影響，對于評估烴源巖的生烴潛力和油氣資源勘探具有重要意義。5.2.2有機質(zhì)類型通過對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖干酪根的元素分析，結(jié)合顯微組分鑒定，確定了烴源巖的有機質(zhì)類型。荷塘組烴源巖的干酪根元素分析結(jié)果顯示，其H/C原子比平均值為[X]，O/C原子比平均值為[X]。在干酪根的顯微組分中，無定形有機質(zhì)含量較高，平均值達(dá)到[X]%，藻類體等腐泥組組分也占有一定比例，平均值為[X]%，而鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組等陸源組分含量較低，平均值分別為[X]%和[X]%。根據(jù)干酪根元素組成和顯微組分特征，荷塘組烴源巖的有機質(zhì)類型主要為Ⅰ型和Ⅱ?型。Ⅰ型干酪根具有較高的H/C原子比和較低的O/C原子比，主要來源于藻類等低等水生生物，生烴潛力高；Ⅱ?型干酪根的H/C原子比相對Ⅰ型略低，O/C原子比略高，有機質(zhì)來源既有低等水生生物，也有一定比例的陸源有機質(zhì)，生烴潛力也較好。幕府山組烴源巖的干酪根元素分析結(jié)果顯示，H/C原子比平均值為[X]，O/C原子比平均值為[X]。顯微組分中，無定形有機質(zhì)含量平均值為[X]%，藻類體含量平均值為[X]%，鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組含量相對荷塘組有所增加，平均值分別為[X]%和[X]%。綜合分析表明，幕府山組烴源巖的有機質(zhì)類型以Ⅱ?型和Ⅱ?型為主。Ⅱ?型干酪根的H/C原子比更低，O/C原子比更高，陸源有機質(zhì)的比例相對Ⅱ?型更高，生烴潛力相對較弱。有機質(zhì)類型主要受到沉積環(huán)境和生物來源的控制。在淺海陸棚相和盆地相沉積環(huán)境中，水體相對安靜，生物生產(chǎn)力較高，且以浮游生物和底棲生物等低等水生生物為主，這些生物是形成Ⅰ型和Ⅱ?型干酪根的主要來源。在荷塘組烴源巖形成的淺海陸棚相環(huán)境中，大量的藻類等低等水生生物在水體中繁殖，死亡后沉積下來，經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用形成了以Ⅰ型和Ⅱ?型為主的干酪根。在一些富含有機質(zhì)的黑色頁巖中，藻類化石豐富，進(jìn)一步證實了這種生物來源對有機質(zhì)類型的影響。陸源有機質(zhì)的輸入也會改變有機質(zhì)類型。在靠近古陸邊緣的區(qū)域，陸源碎屑物質(zhì)輸入較多，陸源有機質(zhì)的比例增加，使得干酪根中鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組等陸源組分含量升高，有機質(zhì)類型向Ⅱ?型轉(zhuǎn)變。幕府山組烴源巖在一些靠近古陸邊緣的地區(qū)，由于陸源有機質(zhì)的輸入，有機質(zhì)類型相對荷塘組更偏向Ⅱ?型。在一些幕府山組樣品中，鏡質(zhì)組含量較高，反映了陸源有機質(zhì)對有機質(zhì)類型的影響。生物來源的差異也會導(dǎo)致有機質(zhì)類型的不同。不同生物的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)不同，其分解和轉(zhuǎn)化形成的干酪根性質(zhì)也不同。藻類等低等水生生物富含類脂化合物，在沉積過程中容易形成富含脂肪鏈的干酪根，表現(xiàn)為Ⅰ型和Ⅱ?型；而高等植物富含纖維素和木質(zhì)素等，其分解形成的干酪根中芳香結(jié)構(gòu)較多，表現(xiàn)為Ⅱ?型和Ⅲ型。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖中，以低等水生生物為主的荷塘組形成了Ⅰ型和Ⅱ?型干酪根，而陸源有機質(zhì)輸入較多的幕府山組則形成了Ⅱ?型和Ⅱ?型干酪根。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的有機質(zhì)類型多樣，主要受到沉積環(huán)境和生物來源的控制。有機質(zhì)類型的確定對于評估烴源巖的生烴潛力和生烴類型具有重要意義。Ⅰ型和Ⅱ?型干酪根具有較高的生烴潛力，主要生成石油和天然氣；而Ⅱ?型干酪根生烴潛力相對較弱，且生成的天然氣比例相對較高。了解烴源巖的有機質(zhì)類型，能夠為油氣資源勘探和開發(fā)提供重要的地球化學(xué)依據(jù)。5.2.3熱演化程度鏡質(zhì)體反射率（Ro）是衡量烴源巖熱演化程度的重要指標(biāo)之一。對下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖樣品的鏡質(zhì)體反射率測試結(jié)果顯示，荷塘組烴源巖的Ro值較高，平均值達(dá)到[X]%，變化范圍在[X1]%-[X2]%之間。在安吉—休寧深水陸棚區(qū)的荷塘組樣品中，Ro值普遍大于[X3]%，表明該區(qū)域的荷塘組烴源巖已達(dá)到高成熟-過成熟階段。幕府山組烴源巖的Ro值相對較低，平均值為[X4]%，變化范圍在[X5]%-[X6]%之間。在江蘇南部的部分地區(qū)，幕府山組烴源巖的Ro值在[X7]%左右，處于成熟-高成熟階段。生物標(biāo)志化合物參數(shù)也能反映烴源巖的熱演化程度。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖中，常用的生物標(biāo)志化合物參數(shù)如CPI（碳優(yōu)勢指數(shù)）、OEP（奇偶優(yōu)勢比）等顯示出一定的變化特征。荷塘組烴源巖的CPI值平均值為[X]，OEP值平均值為[X]，表明其熱演化程度較高，有機質(zhì)已發(fā)生了明顯的熱降解。在高成熟-過成熟階段，CPI和OEP值趨近于1，反映了有機質(zhì)的熱演化程度較高，正構(gòu)烷烴的奇偶優(yōu)勢逐漸消失。幕府山組烴源巖的CPI值平均值為[X]，OEP值平均值為[X]，相對荷塘組更偏離1，說明其熱演化程度相對較低。熱演化程度對烴源巖的生烴過程產(chǎn)生了重要影響。在低成熟階段，烴源巖中的有機質(zhì)主要發(fā)生生物化學(xué)作用，生成少量的生物氣和低熟油。隨著熱演化程度的升高，有機質(zhì)開始發(fā)生熱降解作用，生成大量的石油和天然氣。當(dāng)烴源巖達(dá)到高成熟-過成熟階段時，石油會進(jìn)一步裂解為天然氣，生烴類型逐漸以天然氣為主。在研究區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖中，荷塘組烴源巖由于熱演化程度較高，已進(jìn)入高成熟-過成熟階段，其生烴類型主要為天然氣；而幕府山組烴源巖熱演化程度相對較低，處于成熟-高成熟階段，仍具有一定的生油潛力，同時也會生成天然氣。熱演化程度還會影響烴源巖的孔隙結(jié)構(gòu)和儲集性能。隨著熱演化程度的升高，烴源巖中的有機質(zhì)會發(fā)生熱解和縮聚反應(yīng)，導(dǎo)致孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在低成熟階段，烴源巖中的有機質(zhì)主要以大分子形式存在，孔隙結(jié)構(gòu)相對較為致密；隨著熱演化程度的升高，有機質(zhì)熱解產(chǎn)生的小分子氣體和液體增多，孔隙結(jié)構(gòu)逐漸變得復(fù)雜，孔隙度和滲透率可能會發(fā)生變化。在高成熟-過成熟階段，烴源巖中的有機質(zhì)進(jìn)一步縮聚，可能會導(dǎo)致孔隙堵塞，降低孔隙度和滲透率。研究區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的熱演化程度對其孔隙結(jié)構(gòu)和儲集性能產(chǎn)生了不同程度的影響，需要進(jìn)一步研究其變化規(guī)律，以評估烴源巖的儲集性能。下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖的熱演化程度存在差異，受到地質(zhì)歷史時期的構(gòu)造運動、埋藏深度和地?zé)崽荻鹊榷喾N因素的控制。熱演化程度對烴源巖的生烴過程、孔隙結(jié)構(gòu)和儲集性能產(chǎn)生了重要影響。深入研究烴源巖的熱演化程度及其影響，對于準(zhǔn)確評估烴源巖的生烴潛力和油氣資源勘探開發(fā)具有重要意義。5.3烴源巖發(fā)育的控制因素5.3.1沉積環(huán)境對烴源巖發(fā)育的影響沉積環(huán)境在烴源巖的發(fā)育過程中扮演著至關(guān)重要的角色，對有機質(zhì)的輸入、保存和轉(zhuǎn)化產(chǎn)生了多方面的影響。沉積相類型的差異直接決定了有機質(zhì)的來源和沉積條件。在淺海陸棚相沉積環(huán)境中，水體相對安靜，生物生產(chǎn)力較高，為烴源巖提供了豐富的有機質(zhì)來源。浮游生物和底棲生物在這種環(huán)境中大量繁殖，它們死亡后的遺體成為有機質(zhì)的重要組成部分。在一些富含有機質(zhì)的黑色頁巖中，可觀察到大量的藻類化石和浮游生物遺跡，這些生物在生長過程中吸收海水中的營養(yǎng)物質(zhì)，死亡后沉積下來，經(jīng)過漫長的地質(zhì)作用形成了烴源巖中的有機質(zhì)。淺海陸棚相的水體分層現(xiàn)象導(dǎo)致底層水體缺氧，抑制了微生物對有機質(zhì)的分解，使得有機質(zhì)能夠大量保存。在缺氧環(huán)境中，微生物的代謝活動受到限制，難以對有機質(zhì)進(jìn)行有效分解，從而有利于有機質(zhì)在沉積物中的積累。濱岸相沉積環(huán)境由于水動力條件較強，不利于有機質(zhì)的保存。在濱岸地區(qū)，海浪和潮汐的作用使得沉積物顆粒較粗，有機質(zhì)難以在這種環(huán)境中穩(wěn)定沉積，容易被水流帶走。濱岸相的氧化環(huán)境也會加速有機質(zhì)的分解，使得有機質(zhì)難以在沉積物中富集。在一些濱岸相的砂巖沉積中，有機質(zhì)含量極低，幾乎檢測不到，這與濱岸相的沉積環(huán)境不利于有機質(zhì)保存密切相關(guān)。斜坡相和盆地相沉積環(huán)境也對烴源巖發(fā)育產(chǎn)生重要影響。斜坡相處于淺海陸棚向盆地的過渡地帶，沉積特征較為復(fù)雜，既有正常的細(xì)粒沉積，又受到重力流等因素的影響。重力流沉積可能會帶來大量的陸源碎屑物質(zhì)，這些物質(zhì)可能會稀釋有機質(zhì)的含量，但在一定條件下，重力流也可能將淺海陸棚相的富有機質(zhì)沉積物搬運至斜坡相，增加斜坡相的有機質(zhì)含量。在一些斜坡相的濁積巖中，可發(fā)現(xiàn)含有一定量的有機質(zhì)，這些有機質(zhì)可能來自淺海陸棚相的沉積。盆地相處于沉積區(qū)的最深處，水體較深，能量較低，形成了穩(wěn)定的缺氧環(huán)境，有利于有機質(zhì)的保存。在盆地相沉積的烴源巖中，有機質(zhì)含量通常較高，且分布相對穩(wěn)定。在一些盆地相的黑色頁巖中，有機質(zhì)含量可達(dá)較高水平，這是由于盆地相的缺氧環(huán)境有效地抑制了微生物對有機質(zhì)的分解，使得有機質(zhì)能夠長期保存。盆地相的沉積速率相對較低，沉積物堆積緩慢，有利于有機質(zhì)在沉積物中的富集。在沉積速率較低的情況下，單位體積的沉積物中有機質(zhì)的含量相對較高，從而有利于烴源巖的發(fā)育。古氣候?qū)N源巖發(fā)育的影響主要體現(xiàn)在生物生產(chǎn)力和沉積環(huán)境的改變上。在溫暖濕潤的氣候條件下，生物生產(chǎn)力較高，海洋生物大量繁殖，為烴源巖提供了豐富的有機質(zhì)來源。溫暖濕潤的氣候還會導(dǎo)致降水增加，河流流量增大，陸源碎屑物質(zhì)的輸入量也會相應(yīng)增加。適量的陸源碎屑物質(zhì)能夠為海洋生物提供營養(yǎng)物質(zhì)，促進(jìn)生物生產(chǎn)力的提高，從而增加有機質(zhì)的來源。陸源碎屑物質(zhì)中攜帶的黏土礦物等還可以吸附有機質(zhì)，有利于有機質(zhì)的保存。如果陸源碎屑物質(zhì)輸入過多，可能會稀釋有機質(zhì)的含量，降低烴源巖的質(zhì)量。在靠近古陸邊緣的區(qū)域，陸源碎屑物質(zhì)輸入量大，烴源巖的有機質(zhì)豐度相對較低；而在遠(yuǎn)離古陸的區(qū)域，陸源碎屑物質(zhì)輸入量少，烴源巖的有機質(zhì)豐度相對較高。在干旱氣候條件下，生物生產(chǎn)力相對較低，有機質(zhì)來源減少。干旱氣候還可能導(dǎo)致水體鹽度升高，影響生物的生存和繁殖，進(jìn)一步降低生物生產(chǎn)力。在一些干旱氣候條件下形成的沉積地層中，有機質(zhì)含量較低，烴源巖的發(fā)育受到限制。在一些鹽湖相沉積中，由于鹽度較高，生物種類和數(shù)量稀少，有機質(zhì)來源匱乏，難以形成優(yōu)質(zhì)烴源巖。氧化還原環(huán)境是影響烴源巖發(fā)育的關(guān)鍵因素之一。在缺氧環(huán)境下，有機質(zhì)能夠大量保存，因為缺氧條件抑制了微生物對有機質(zhì)的分解作用。早寒武世早期下?lián)P子蘇皖地區(qū)下寒武統(tǒng)沉積時期的缺氧環(huán)境，為有機質(zhì)的保存提供了有利條件，使得黑色頁巖等烴源巖中有機質(zhì)含量較高。隨著氧化還原環(huán)境向更氧化的方向轉(zhuǎn)變，有機質(zhì)的保存條件逐漸變差。到晚寒武世晚期，水體含氧量的增加使得微生物對有機質(zhì)的分解作用增強，導(dǎo)致有機質(zhì)的保存量減少。這種氧化還原環(huán)境的變化，對烴源巖的生烴潛力也產(chǎn)生了影響。早期缺氧環(huán)境下形成的烴源巖，由于有機質(zhì)保存較好，具有較高的生烴潛力；而晚期氧化環(huán)境下，烴源巖的生烴潛力相對較低。氧化還原環(huán)境還會影響有機質(zhì)的類型。在缺氧環(huán)境中，有機質(zhì)主要來源于低等水生生物，這些生物富含類脂化合物，在沉積過程中容易形成富含脂肪鏈的干酪根，表現(xiàn)為Ⅰ型和Ⅱ?型。而在氧化環(huán)境中，陸源有機質(zhì)的輸入相對增加，有機質(zhì)類型可能向Ⅱ?型和Ⅲ型轉(zhuǎn)變。在一些靠近古陸邊緣且水體氧化的區(qū)域，烴源巖的有機質(zhì)類型更偏向Ⅱ?型，這與陸源有機質(zhì)的輸入和氧化環(huán)境的影響有關(guān)。沉積環(huán)境中的氧化還原條件還會影響元素的地球化學(xué)行為，進(jìn)而影響烴源巖的地球化學(xué)特征。在缺氧環(huán)境中，一些元素如V、Ni、Mo等容易以硫化物的形式沉淀并保存在沉積物中，使得烴源巖中這些元素的含量相對較高。在一些黑色頁巖中，由于缺氧條件下微生物對有機質(zhì)的分解，產(chǎn)生了硫化氫等還原性氣體，這些氣體與水體中的金屬離子結(jié)合，形成硫化物沉淀，導(dǎo)致V、Ni、Mo等元素在頁巖中富集。而在氧化環(huán)境