Lithologie der gemischten eozänen Schiefer in salzhaltigen Seebecken Ostchinas und Mechanismen der organischen Materialanreicherung

TANG XUAN ,  

YUN LU ,  

HE XIPENG ,  

GAO YUQIAO ,  

LIU YANG ,  

GUAN ZIHENG ,  

ZHOU FUTONG ,  

CHEN YIRAN ,  

YU GUANGZHAN ,  

ZUO PENG ,  

摘要

Die neogenen rissbruchgebundenen Seebecken im Osten Chinas sind bedeutende Öl- und Gaslagerstätten, wobei die eozänen Schiefer die Hauptgesteine als Kohlenwasserstoffquellen- und Schieferspeichergesteine darstellen. Obwohl die Ablagerungszeiten der Becken ähnlich sind, bestehen erhebliche Unterschiede in lithologischen Merkmalen, Salzgehalt des Seewassers und organischem Materialgehalt, und die Mechanismen der organischen Materialanreicherung in den Schiefern sind noch nicht systematisch verstanden. Diese Studie wählt die Jiyang- und Liaohe-Depressionen, das Jianghan-Becken und das Nanxiang-Becken des Bohaiwan-Beckens als Untersuchungsobjekte aus und analysiert lithologische Klassifikation, Mineralzusammensetzung sowie Elemente und Isotopenmerkmale umfassend, um die Unterschiede in den Ablagerungsumgebungen der kontinentalen Schiefer und Mechanismen der organischen Materialanreicherung unter klimatischem Einfluss im Osten Chinas zu untersuchen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Verstärkung des ostasiatischen Sommermonsuns im Eozän zu starken Klimaschwankungen führte, wobei die meisten Becken um etwa 40 Millionen Jahre vor heute ihre maximale Wassertiefe erreichten. Zyklische klimatische Veränderungen verursachten regelmäßige Schwankungen der Wassersalinität und führten zur Bildung verschiedener feinkörniger lithologischer Typen wie geschichteter Kalkstein/Dolomit, kalkiger/dolomitischer Mudrock, siliziumreicher Schiefer sowie kalkiger/dolomitischer Schiefer. Die Liaohe-Depression ist durch einen mikrokristallinen dolomitischen Schiefer mit tonhaltiger Zeolith-Mikrostruktur gekennzeichnet, die Dongying-Depression durch graue Schiefer, das Nanxiang-Becken hauptsächlich durch Siltsteine und das Jianghan-Becken durch dolomitische/tonige Kali-Magnesit-Rock-Formationen. Die Salinität des Seewassers zeigt eine regelmäßige räumliche Differenzierung, wobei sich das Wasser von nord nach süd allmählich von Brackwasser über salzhaltiges Wasser zu salzhaltigen Seen wandelt. Die Wassersalinität sowie der Redoxzustand kontrollieren die Bildung und Erhaltung organischen Materials: Feuchtes und warmes Klima begünstigt die biologische Produktion und den Eintrag von organischem Material, was üblicherweise zu hohem Gesamtorganischem Kohlenstoff (TOC) führt; trockenes Klima mit hoher Salinität verstärkt Wasserschichtung und Sauerstoffmangel am Seeboden, was die Erhaltung organischer Substanz fördert und eine hohe Umwandlungsrate der Kohlenwasserstoffbildung ermöglicht, obwohl der TOC-Gehalt nicht unbedingt hoch ist. Die Schiefer der Jiyang-Depression weisen einen hohen TOC-Gehalt (1,5 %~4,5 %) und einen Öl-Sättigungsindex (OSI) von 131 mg/g auf. Die Schiefer in den Becken Jianghan und Liaohe haben niedrigere TOC-Werte (0~3 %), wobei der durchschnittliche OSI in Liaohe 16 mg/g und in Jianghan 159 mg/g beträgt, was darauf hindeutet, dass salzhaltige alkalische Ablagerungsumgebungen mit hoher Salinität, ausgeprägter Schichtung und guten Erhaltungsbedingungen Schlüsselparameter für die Kontrolle der Schieferöl-Anreicherung sind. Die Studienergebnisse zeigen die gekoppelten Beziehungen zwischen dem paläoklimatischen Zustand, der Seewassersalinität, der Ablagerungsumgebung und der organischen Materialanreicherung in den eozänen rissbruchgebundenen Seebecken Ostchinas auf und liefern eine regionale geologische Grundlage für das Verständnis der Bildung und Anreicherung von kontinentalem Schieferöl durch klimatische Einflüsse.

关键词

salzhaltige Seebecken; gemischte Schiefer; Lithologie der Schiefer; organische Materialanreicherung; Oxidation und Reduktion; Paläosalinität; Paläoklima; Eozän

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