四川盆地筇竹寺组黑色岩系与油气成藏及铅锌成矿间的关系研究摘要
许多黑色岩系既是油气藏的烃源岩,又是成矿的矿源岩。四川盆地下寒武统筇竹寺组黑色岩系集中分布于盆地周缘的地表或者深埋于地腹,它们是盆内灯影组和龙王庙组天然气藏重要的烃源岩。四川盆地周缘的MVT型铅锌矿床,主要产于该套黑色岩系下伏的灯影组和麦地坪组白云岩中,矿体沿古岩溶界面分布,在空间上它们常与古油气藏(沥青)相互包容密切共生。通过对盆地北缘马元铅锌矿、盆地西南缘唐家山铅锌矿和雪区铅锌矿中沥青的生物标志化合物研究表明,沥青的形成环境、母质来源、CPI、OEP、萜烷化合物分子参数、甾烷分子参数均可与筇竹寺黑色岩系很好的对比,说明筇竹寺组黑色岩系是这些古油气藏重要的烃源岩。研究表明,盆地北缘和盆地西南缘与铅锌矿共生的古油气藏的油源,可能分别来自于近邻和盆内绵阳-长宁拉张槽内的筇竹寺组烃源岩。对盆地北缘、盆地西南缘和川中腹地筇竹寺组烃源岩中Pb和Zn含量的分析表明,部分烃源岩中Pb和Zn元素异常富集,绝大多数样品中Pb的含量可达地壳克拉克值的1.7~5.9倍;Zn的含量普遍低于地壳克拉克值,仅个别样品中Zn的含量达地壳克拉克值的1.9~8.8倍。通过扫描电镜分析表明,烃源岩中可见丰度不等的μm级方铅矿、闪锌矿、重晶石和立方体状或草莓状黄铁矿。这些特征表明,烃源岩具有提供成矿所需金属元素的潜力。对盆地北缘不同地区和盆地西南缘雪区与铅锌矿共生古油气藏内沥青的Pb、Zn含量分析表明,绝大多数样品中Pb的含量达地壳克拉克值的2~36倍,极个别样品可达162~625倍;大多数样品中Zn的含量可达地壳克拉克值的2~10倍,极个别样品可达36~132倍。对它们的扫描电镜分析表明,在沥青内部可见丰富的um级方铅矿、闪锌矿、重晶石和粒状黄铁矿。沥青中Pb、Zn含量远高于MVT型铅锌矿床成矿流体所需要的Pb(2.0×10–6)和Zn(13×10–6)含量,表明石油可能也是成矿的初始流体。沥青中Pb和Zn的含量均大大地高于烃源岩中Pb和Zn的含量,暗示着在油气生成过程中烃类对成矿金属元素有一个再富集的过程。综上所述,筇竹寺组黑色岩系不仅为与铅锌矿共生的古油气藏提供油源,同时也为铅锌成矿提供了成矿所需的金属元素,它具有双源层的作用。在黑色岩系初始沉积成岩阶段,有机质对成矿金属元素可能进行了预富集形成了矿源层;在成烃过程中,烃源岩中的Pb、Zn被烃类萃取和进一步富集形成初始成矿流体和油藏流体;其后,金属元素可能与石油中卟啉化合物或非卟啉化合物形成金属-有机络合物形式搬运和聚集。烃源岩和沥青中μm级方铅矿和闪锌矿的存在,说明金属元素也可能以μm级硫化物形式搬运和聚集。研究发现,形成古油藏时可能并未成矿,成矿可能主要发生于古油藏向古气藏转换后的古气藏破坏过程中。
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