Lithologie des schistes hétérométriques des bassins lacustres salins de l'Est de la Chine à l'Éocène et mécanismes d'enrichissement en matière organique

TANG XUAN ,  

YUN LU ,  

HE XIPENG ,  

GAO YUQIAO ,  

LIU YANG ,  

GUAN ZIHENG ,  

ZHOU FUTONG ,  

CHEN YIRAN ,  

YU GUANGZHAN ,  

ZUO PENG ,  

摘要

Les bassins lacustres à failles néogènes de l'Est de la Chine représentent une zone importante d'accumulation de pétrole et de gaz, où les schistes de l'Éocène sont les principales roches sources et réservoirs de pétrole et de gaz de schiste. Bien que les périodes de dépôt des divers bassins soient proches, il existe des différences significatives en termes de caractéristiques lithologiques, de salinité de l'eau lacustre et de richesse en matière organique, et les mécanismes d'enrichissement en matière organique des schistes restent peu compris. Cette étude sélectionne comme objets de recherche les bassins de la baie de Bohai, notamment la dépression de Jiyang, la dépression de Liaohe, le bassin de Jianghan et le bassin de Nanxiang, et analyse de manière intégrée la classification lithologique, la composition minérale, les caractéristiques élémentaires et isotopiques, afin d'explorer les différences d'environnements de sédimentation des schistes continentaux sous l'influence climatique de l'Est de la Chine et les mécanismes d'enrichissement en matière organique. Les résultats montrent que le renforcement de la mousson estivale en Asie de l'Est au cours de l'Éocène a entraîné de fortes fluctuations climatiques, avec une profondeur d'eau maximale atteinte il y a environ 40 millions d'années dans les différents bassins. Les variations climatiques cycliques provoquent des changements réguliers de la salinité de l'eau, favorisant la formation de plusieurs types de lithologies fines telles que des calcaires/dolomies stratifiés, des mudrocks calcaires/dolomitiques, des schistes argileux siliceux et des schistes calcaires/dolomitiques. La dépression de Liaohe est caractérisée par un dolomite microcristallin contenant de la smectite argileuse, la dépression de Dongying par des schistes gris, le bassin de Nanxiang est principalement composé de siltstones, et le bassin de Jianghan est dominé par des dolomies/mudrocks nitrate de calcium. La salinité de l'eau lacustre présente une différenciation spatiale régulière, passant globalement d'eau saumâtre à eau salée puis à des environnements de lacs salins du nord au sud. La salinité de l'eau et le statut redox contrôlent la formation et la préservation de la matière organique : un climat chaud et humide favorise la prolifération biologique et l'apport de matière organique, conduisant généralement à une teneur élevée en carbone organique total (TOC) ; un climat sec entraîne une forte salinité de l'eau, renforçant la stratification et l'anoxie benthique, ce qui favorise la conservation de la matière organique avec un taux de transformation de la production d'hydrocarbures élevé, même si la teneur en TOC n'est pas toujours élevée. Les schistes de la dépression de Jiyang présentent un TOC élevé (1,5 % à 4,5 %) et un indice de saturation en huile (OSI) de 131 mg/g. Les schistes des bassins de Jianghan et Liaohe ont un TOC plus faible (0 à 3 %), avec un OSI moyen de 16 mg/g à Liaohe et de 159 mg/g à Jianghan, indiquant que les environnements de dépôt salins alcalins à forte salinité, forte stratification et bonnes conditions de conservation sont probablement des facteurs clés contrôlant l'accumulation de pétrole de schiste. Les résultats révèlent la relation couplée entre le paléoclimate, la salinité de l'eau lacustre, l'environnement de dépôt et l'enrichissement en matière organique dans les bassins lacustres néogènes à failles de l'Est de la Chine, fournissant une base géologique régionale pour comprendre la formation et l'accumulation de pétrole de schiste continentale sous influence climatique.

关键词

bassins lacustres salins; schistes hétérométriques; lithologie des schistes; enrichissement en matière organique; oxydoréduction; paléosalinité; paléoclimat; Éocène

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