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川东北地区嘉陵江组四段沉积特征及油气地质意义

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：陈伟江青春宋金民叶玥豪黄士鹏李智武苏旺李柯然王斌张钊益刘树根西华大学中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学)

四川盆地作为我国油气资源最丰富的产区之一，震旦系、寒武系、二叠系和三叠系发现多个大型油气聚集带。三叠系嘉陵江组是四川盆地天然气的主要产层之一，在川南地区围绕泸州古隆起周缘，取得重大成果，与之相比，川东北地区嘉陵江组尚... 详细信息

四川盆地作为我国油气资源最丰富的产区之一，震旦系、寒武系、二叠系和三叠系发现多个大型油气聚集带。三叠系嘉陵江组是四川盆地天然气的主要产层之一，在川南地区围绕泸州古隆起周缘，取得重大成果，与之相比，川东北地区嘉陵江组尚未取得突破。近年针对川东地区嘉二段提出了“邻水-丰都”台凹，其形成背景与印支运动导致古隆起隆升密切相关。川东北地区嘉陵江组四段亦受到印支运动古隆起影响，但对于该地区是否发育隆凹格局的沉积特征尚不清楚。本文通过岩心描述、薄片鉴定和测井与地震资料解释等手段，对川东北地区嘉四段沉积相和沉积格局进行研究，建立沉积模式，明确油气地质意义。研究结果表明，川东北地区嘉四段岩石类型包括膏盐岩、云质膏岩、膏质云岩、晶粒云岩、颗粒云岩、灰质云岩、云质灰岩和晶粒灰岩。发育局限台地-蒸发台地相，进一步细分为局限潮坪、蒸发潮坪、蒸发泻湖、台内滩、滩间等沉积亚相。局限潮坪发育云坪、灰云坪、云灰坪和灰坪等微相，蒸发潮坪发育云膏坪、膏云坪、云坪、膏坪等微相，蒸发泻湖为膏质泻湖微相，台内滩发育生屑滩、砂屑滩和砾屑滩微相。通过连井剖面沉积相对比及地震资料解释，发现，川东北地区嘉四段受古隆起影响呈“两凹一隆”的沉积格局，地势低洼区域沉积厚层膏盐岩发育膏质泻湖，而古隆起及古地貌高地区发育颗粒滩。颗粒滩分布受古地貌控制，分布在泻湖之间的水下隆起及膏质泻湖周缘，沿着开县-宣汉-达州-渠县-梁平-石柱一线分布，可能是下一步嘉陵江组的有利勘探方向。

关键词：川东北地区嘉四段沉积相沉积模式水下古隆起

含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物的类型、组成与成岩演化过程--以川东地区中二叠统茅口组茅一段为例

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石油勘探与开发 2024年第2期51卷 311-322页

作者：宋金民王佳蕊刘树根李智武罗平江青春金鑫杨迪黄士鹏范建平叶玥豪王俊轲邓豪爽王斌郭嘉欣成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都610059 西华大学成都610039 中国石油勘探开发研究院北京100083

通过野外露头剖面实测和岩心观察,结合薄片鉴定、氩离子抛光、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和激光剥蚀元素面扫描等方法,对四川盆地东部地区中二叠统茅口组一段(简称茅一段)含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物类型、产状及其组成进... 详细信息

通过野外露头剖面实测和岩心观察,结合薄片鉴定、氩离子抛光、X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和激光剥蚀元素面扫描等方法,对四川盆地东部地区中二叠统茅口组一段(简称茅一段)含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物类型、产状及其组成进行了分析,明确黏土矿物的成岩演化序列,建立黏土矿物沉积-成岩演化模式。研究表明,川东地区茅一段在富Si^(4+)、Mg^(2+)的凉水文石海中沉淀自生海泡石矿物,形成含海泡石层系;在埋藏成岩过程中,自生黏土矿物会经历两条可能的演化序列:①早成岩A期到中成岩A_(1)期,在普遍缺乏Al^(3+)的浅埋藏环境中,海泡石维持稳定状态;中成岩A_(2)期,自生海泡石开始演化为斯蒂文石;中成岩B_(1)期演化为无序滑石;中成岩B_(2)期至晚成岩期,最终演化为滑石,形成了茅一段主要的自生黏土矿物成岩演化序列“海泡石—斯蒂文石—无序滑石—滑石”。②早成岩A期,风暴和上升洋流携带的Al^(3+)参与成岩过程,微量海泡石向蒙脱石演化,部分蒙脱石继续演化为绿泥石;早成岩B期至中成岩A_(1)期,部分蒙脱石演化为伊/蒙混层;中成岩A_(2)期至中成岩B_(2)期,伊/蒙混层向伊利石发生演化,至晚成岩期全部转化为伊利石,由此形成茅一段次级自生黏土矿物成岩演化序列“海泡石—蒙脱石—绿泥石/伊利石”。含海泡石层系泥质灰岩中自生黏土矿物的类型与演化具有两方面的油气地质意义:①海泡石吸附和聚集大量有机质,有效提升茅一段烃源岩的品质和生烃潜力。②海泡石向滑石演化过程中形成大量有机质孔和黏土收缩孔(缝),同时释放富Mg^(2+)成岩转化流体,使凹陷内或凹陷边缘区的灰岩发生白云石化,在中二叠统形成自生自储和(旁)下生(侧)上储型的源储配置新模式,提高了油气成藏效率。

关键词：含海泡石层系自生黏土矿物成岩演化中二叠统茅口组四川盆地

四川盆地二叠系栖霞组碳同位素特征及其地层学意义

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矿物岩石 2024年第2期44卷 137-150页

作者：张高源汪华丁一陈骁叶玥豪彭思桥陈延贵金鑫宋金民李智武成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室四川成都610059 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院四川成都610041

四川盆地二叠系在整个华南地区发育最为完整,是研究二叠系地质事件的良好素材。为厘清栖霞组地层划分以及海平面变化复杂多样的问题,本次研究基于四川盆地2口井的岩屑资料开展了岩性及碳同位素地层对比工作,揭示栖霞组主要以泥晶灰岩、... 详细信息

四川盆地二叠系在整个华南地区发育最为完整,是研究二叠系地质事件的良好素材。为厘清栖霞组地层划分以及海平面变化复杂多样的问题,本次研究基于四川盆地2口井的岩屑资料开展了岩性及碳同位素地层对比工作,揭示栖霞组主要以泥晶灰岩、含生屑泥晶灰岩、含云质灰岩与白云岩为主,在MX150井与LT1井中,碳同位素分别介于-1.72‰~4.75‰与2.75‰~4.91‰之间,碳同位素整体呈升高趋势,下部较为离散,上部的升高段具体表现出两段正偏-负偏-正偏-负偏的变化趋势。这些证据表明栖霞组可对应于空谷阶至罗德阶下部,时限约为283~270 Ma。栖霞组的碳同位素正偏-负偏旋回与全球海平面变化和岩性旋回呈明显相关性。空谷阶下段普遍发育的碳同位素负异常可能与火山及其伴生的野火及甲烷泄露事件有关。大量CO_(2)输入背景下气候变暖,冰川大量融化,海平面升高,因此栖霞组下部以泥质灰岩沉积为主。其上碳同位素整体的升高趋势反映了初级生产力升高和有机碳大量埋藏,最终降低了大气CO_(2)浓度,全球海平面下降,同时栖霞组中下部生屑颗粒灰岩出现标志着沉积水深变浅。中上部的两个碳同位素正偏-负偏次级旋回中,正偏大致对应低海平面时期,碳同位素负偏大致对应高海平面时期,反映了冰川型海平面变化与碳循环波动的相关性。最大正偏点附近总体上白云岩更为发育,可能反映了海平面低位时期,有利于同生-准同生期白云石化发生。

关键词：四川盆地二叠系栖霞组碳同位素对比海平面变化

滇东北地区下寒武统龙王庙组白云石化模式研究:来自钙同位素模拟结果

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地学前缘 2024年第2期31卷 313-326页

作者：李柯然杨迪宋金民李智武金鑫刘芳杨雄刘树根叶玥豪范建平任佳鑫赵玲丽夏舜陈伟成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610059 成都理工大学能源学院四川成都610059 成都理工大学地球与行星科学学院四川成都610059 西华大学四川成都610039

滇东北地区桧溪剖面位于四川盆地南缘外侧,剖面龙王庙组地层白云石化活动强烈,广泛发育泥晶灰岩、砂屑灰岩、泥晶白云岩、云质灰岩和灰质云岩等岩性。剖面3个灰岩过渡岩性白云岩旋回中具有混积特征,石英颗粒大量发育。阴极发光下,3个岩... 详细信息

滇东北地区桧溪剖面位于四川盆地南缘外侧,剖面龙王庙组地层白云石化活动强烈,广泛发育泥晶灰岩、砂屑灰岩、泥晶白云岩、云质灰岩和灰质云岩等岩性。剖面3个灰岩过渡岩性白云岩旋回中具有混积特征,石英颗粒大量发育。阴极发光下,3个岩性旋回主要呈暗红色,可见石膏。地球化学测试显示:旋回1中灰岩白云岩碳同位素为-0.78‰~-0.49‰,氧同位素为-9.28‰~-8.96‰,锶同位素为0.70979554~0.71218318,钙同位素为0.54‰~1.12‰;旋回2中灰岩白云岩碳同位素为0.37‰~0.41‰,氧同位素为-9.76‰~-9.64‰,锶同位素为0.71008711~0.71374167,钙同位素为0.63‰~0.81‰;旋回3中灰岩白云岩碳同位素为-0.03‰~0.23‰,氧同位素为-9.90‰~-9.24‰,锶同位素为0.70990934~0.71237617,钙同位素为0.56‰~0.94‰;3个旋回中灰岩锶、钙同位素测试结果明显偏低,白云岩锶、钙结果明显偏高。钙同位素对流、缓冲模型模拟结果显示,旋回1白云石化流体Mg^(2+)浓度为2倍海水当量(105.64 mmol/kg,Mg^(2+)/Ca^(2+)=1.99),旋回2白云石化流体Mg^(2+)浓度为7倍海水当量(369.74 mmol/kg,Mg^(2+)/Ca^(2+)=6.79),旋回3白云石化流体Mg^(2+)浓度为2.3倍海水当量(121.48 mmol/kg,Mg^(2+)/Ca^(2+)=2.29)。温度模拟显示,白云石化流体温度主要为30℃。综合岩石学、常规地球化学及钙同位素模拟结果,滇东北地区龙王庙组白云岩为渗透回流模式成因。

关键词：滇东北地区龙王庙组白云石化钙同位素流体温度模拟流体元素模拟

川中地区北部下寒武统沧浪铺组一段风暴岩特征及沉积地质意义

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石油实验地质 2024年第2期46卷 299-310页

作者：田立洲宋金民叶玥豪刘树根李智武金鑫杨迪赵玲丽丁一任佳鑫王瀚李柯然邓豪爽成都理工大学能源学院成都610059 油气藏地质与开发工程全国重点实验室(成都理工大学) 成都610059 西华大学成都610039

川中地区北部下寒武统沧浪铺组风暴岩发育,但对该风暴岩沉积以及该区早寒武世沉积环境、古地理和沉积古地貌的研究较为薄弱。通过详细岩心观察及镜下薄片鉴定,研究了沧浪铺组风暴沉积序列和沉积模式,并揭示其地质意义。研究区沧浪铺组... 详细信息

川中地区北部下寒武统沧浪铺组风暴岩发育,但对该风暴岩沉积以及该区早寒武世沉积环境、古地理和沉积古地貌的研究较为薄弱。通过详细岩心观察及镜下薄片鉴定,研究了沧浪铺组风暴沉积序列和沉积模式,并揭示其地质意义。研究区沧浪铺组发育砾屑层、粒序段、平行层理和丘状交错层理等风暴沉积构造,可划分出5个风暴沉积序列,即:序列Ⅰ由砾屑段(A)、平行层理段(C)和丘状交错层理段(D)组成,在正常浪基面之上沉积;序列Ⅱ由平行层理段(C)、丘状交错层理段(D)和水平层理泥岩段(E)组成,位于风暴浪基面附近;序列Ⅲ由底冲刷面和砾屑段(A)和粒序段(B)构成,于正常浪基面和风暴浪基面之间;序列Ⅳ由粒序段(B)和平行层理段(C)组成,距离风暴中心远,沉积环境更靠近风暴浪基面附近;序列Ⅴ由底冲刷面和砾屑段(A)构成,位于平均海平面与正常浪基面之间且靠近正常浪基面。川中地区北部风暴岩的发现证实,沧浪铺组一段为陆棚—斜坡—台地边缘沉积,指示上扬子板块在沧浪铺组沉积期处于低纬度地区,这为岩相古地理恢复提供了约束;同时风暴作用形成连片分布的颗粒滩,有效提升储集相带的规模,有助于对颗粒滩相带的分布进行预测。

关键词：风暴沉积沉积模式沉积序列风暴岩沧浪铺组下寒武统川中北部

四川盆地中二叠统茅口组一段含海泡石层系古环境与沉积格局指示意义

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石油学报 2024年第6期45卷 914-931页

作者：宋金民江青春刘树根金鑫范建平李智武黄士鹏苏旺杨迪姜华叶玥豪王佳蕊王俊任杉成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室四川成都610059 中国石油勘探开发研究院北京100083 西华大学四川成都610039

四川盆地中二叠统茅口组一段(茅一段)灰岩-泥质灰岩韵律层发育含海泡石层系。基于岩石薄片鉴定、扫描电镜观察、主/微量元素与碳/氧同位素测定等分析方法,对茅一段含海泡石层系的古环境与沉积模式进行研究,揭示其蕴含的沉积地质意义。... 详细信息

四川盆地中二叠统茅口组一段(茅一段)灰岩-泥质灰岩韵律层发育含海泡石层系。基于岩石薄片鉴定、扫描电镜观察、主/微量元素与碳/氧同位素测定等分析方法,对茅一段含海泡石层系的古环境与沉积模式进行研究,揭示其蕴含的沉积地质意义。研究结果表明,中二叠统茅一段的海泡石主要存在4种形态:透镜状、星点状、层状与生物碎屑状。其中,透镜状和星点状海泡石主要发育在灰岩层中,层状海泡石则发育在泥质灰岩层中,生物碎屑状海泡石在灰岩和泥质灰岩中均有发育。灰岩沉积期,利用氧同位素(δ^(18)O)恢复的古海水温度(T_(1))集中分布于3.71~12.45℃,利用Mg/Ca恢复的古海水温度(T_(2))集中分布于13.78~14.20℃;灰岩中的Sr/Ba集中分布于16.57~659.18,古盐度平均为131.97,Sr/Cu平均为2175.43,V/(V+Ni)平均为0.9044,Ni/Co平均为14.32,指示沉积环境为高盐度、干旱、贫氧-缺氧的凉水环境;泥质灰岩沉积期的T_(1)集中分布于6.98~14.48℃,T_(2)分布于13.80~15.14℃,Sr/Ba集中分布于77.34~819.59,古盐度平均为131.76,Sr/Cu平均为1511.73,V/(V+Ni)平均为0.9122,Ni/Co平均为16.42,反映沉积环境为相对低盐度、相对湿润、缺氧的凉水环境。在贫Al、富Mg的凉水环境下(T_(1)<12℃),断裂沟通的富Si流体在重力与浓度势的驱动下在低洼区形成大量海泡石沉积。随着埋深增大,海泡石发生不同程度的成岩转化,形成海泡石-滑石-白云石-石英的矿物组合序列。茅一段含海泡石层系的沉积模式为:灰岩沉积期,海水温度较低,淡水及陆源输入量少,海水盐度高,硅质流体少,由此沉积透镜状、星点状海泡石;泥质灰岩沉积期,海水温度升高,淡水及陆源输入量增加,盐度随之降低,火山活动频发,硅质流体注入,由此沉积层状海泡石。含海泡石层系的厚度分布特征揭示四川盆地茅口组具有“两台一凹”的沉积格局,“C”形通江-长寿凹陷内含海泡石层系的厚度大。

关键词：中二叠统含海泡石层系古环境沉积模式通江-长寿凹陷四川盆地

渝西—川南地区五峰组—龙马溪组深层页岩气储层岩相及孔隙特征

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矿物岩石 2022年第4期42卷 104-115页

作者：袁竟舟叶玥豪徐昉昊方立羽陈虎马韶光焦堃中国石油西南油气田分公司开发事业部四川成都610500 油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学四川成都610059

四川盆地渝西—川南地区普遍发育深层页岩气储层,但受复杂的构造—沉积分异影响,深层页岩气潜力差异显著。针对研究区五峰组—龙马溪组深层页岩矿物成分变化大、孔隙特征差异大、甜点追踪难度大的现状,选取渝西—川南地区8口典型深层页... 详细信息

四川盆地渝西—川南地区普遍发育深层页岩气储层,但受复杂的构造—沉积分异影响,深层页岩气潜力差异显著。针对研究区五峰组—龙马溪组深层页岩矿物成分变化大、孔隙特征差异大、甜点追踪难度大的现状,选取渝西—川南地区8口典型深层页岩气井中五峰组23块及龙马溪组龙一段32块样品开展TOC含量、镜质体反射率(Ro)、X射线衍射(XRD)全岩成分、低压N2吸附等分析测试,对深层页岩气储层的岩相分布与孔隙结构特征展开研究,查明深层页岩气储层孔隙结构特征的主控因素及其对深层页岩气富集的潜在影响。研究发现,研究区五峰组—龙马溪组龙一段深层页岩以硅质页岩岩相组合为主,其中五峰组以含黏土硅质页岩相及混合硅质页岩相为主,龙马溪组龙一段以混合硅质页岩相与硅质页岩相为主。五峰组的BET比表面积为8.50~16.73 m^(2)/g,均值12.06 m^(2)/g;龙马溪组龙一段的BET比表面积为13.78~27.09 m^(2)/g,均值21.33 m^(2)/g,约为五峰组的2倍。埋藏深度对研究区深层页岩的BET比表面积、BJH平均孔径、DFT微孔体积、DFT微孔比表面积、DFT介孔体积及DFT介孔比表面积等主要孔隙参数影响不显著。TOC含量对BET比表面积、DFT微孔体积及DFT微孔比表面积影响显著,矿物含量对孔隙特征影响不显著,表明研究区深层页岩中微孔赋存仍主要受有机质控制。研究区深埋藏作用对深层页岩的孔隙结构影响有限,TOC含量和页岩岩相组合是控制深层页岩气储层孔隙结构的主要因素。

关键词：五峰组龙马溪组孔隙结构岩相页岩气富集

米仓山前缘下寒武统筇竹寺组页岩孔隙特征及地质意义

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第9期53卷 3708-3723页

作者：焦堃夏国栋张正林刘树根王佳玉邓宾叶玥豪吴娟李飞李小佳成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室(成都理工大学) 四川成都610059 成都理工大学能源学院四川成都610059 贵州省煤田地质局地质勘探研究院贵州贵阳550008 西华大学四川成都610039 中国石化勘探分公司四川成都610041

米仓山前缘下寒武统筇竹寺组页岩发育较广,层系厚度较大,具备页岩气勘探前景,但受复杂的构造和沉积分异影响,区内筇竹寺组在页岩层系岩性复杂性、储层孔隙结构特征多样性等方面亟待进行研究。通过对研究区2条剖面与2口钻井样品开展有机... 详细信息

米仓山前缘下寒武统筇竹寺组页岩发育较广,层系厚度较大,具备页岩气勘探前景,但受复杂的构造和沉积分异影响,区内筇竹寺组在页岩层系岩性复杂性、储层孔隙结构特征多样性等方面亟待进行研究。通过对研究区2条剖面与2口钻井样品开展有机碳质量分数w(TOC)、X射线衍射全岩成分、低压N_(2)吸附、场发射扫描电镜、超临界CH_(4)吸附等分析测试,研究筇竹寺组页岩成分、孔隙结构特征及其对页岩气潜力的影响。研究结果表明:研究区筇竹寺组页岩成分复杂,不同区域有机碳/矿物质量分数差异大,岩相以含黏土硅质页岩相(S-3)、混合硅质页岩相(S-2)及硅质页岩相(S)为主;储层孔隙结构特征多样性显著,从孔隙类型来看,有机质孔、粒间孔及粒内孔均发育但地区差异显著,尤以有机质孔差异最大;从孔径分布来看,微孔/介孔比表面积/体积的地区差异大。研究区筇竹寺组页岩中有机质控制着纳米级孔隙(尤其是微孔)发育,并与超临界CH_(4)吸附量呈显著正相关性,因此,w(TOC)是评价研究区筇竹寺组页岩气潜力的关键参数之一。建议研究区后续勘探开发工作重点关注高w(TOC)的硅质页岩相(S)层段与混合硅质页岩相(S-2)层段。

关键词：筇竹寺组孔隙特征页岩岩相页岩气潜力超临界CH4吸附

四川盆地及周缘下古生界页岩气深埋藏-强改造独特地质作用

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地学前缘 2016年第1期23卷 11-28页

作者：刘树根邓宾钟勇冉波雍自权孙玮杨迪姜磊叶玥豪成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都610059 中国石油川庆钻探工程有限公司地球物理勘探公司成都610213

四川盆地位于特提斯-喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域的交接转换部位,盆地及其周缘海相、海陆过渡相富有机质页岩经历了多旋回构造体系下的深埋藏(高演化)、强隆升、强剥蚀和强变形,强改造作用过程。这是我国南方中上扬子地区页岩与北... 详细信息

四川盆地位于特提斯-喜马拉雅构造域和滨太平洋构造域的交接转换部位,盆地及其周缘海相、海陆过渡相富有机质页岩经历了多旋回构造体系下的深埋藏(高演化)、强隆升、强剥蚀和强变形,强改造作用过程。这是我国南方中上扬子地区页岩与北美页岩气产层在地质特征和演化上的最大不同。晚白垩世以来四川盆地多阶段性隆升过程致使地表普遍具有1 000~4 000m剥蚀厚度。地表差异性剥蚀幅度与陆相地层沉积厚度共同控制着其下伏地层的古埋深。四川盆地及其周缘下志留统龙马溪组底界和下寒武统牛蹄塘组底界古埋深分别大于6 500m和9 000m,等深线总体呈NE-SW展布,且二者底界埋深均具有由北东向南西逐渐减小的趋势。龙马溪组底界古埋深最浅处位于盆地南缘宜宾南绥江地区(约6 000m),最大埋深处为川北地区(约9 000m),古埋深分别向盆地东南缘和北缘明显加深,且盆地中央具有明显的NE-SW向展布低值或浅埋深带,即绥江—宜宾—泸州地区和达州—巴中地区。牛蹄塘组底界古埋深特征与现今埋深特征总体相似,最大埋深处位于川西-川北前陆盆地(古埋深大于11 000m);最小古埋深处位于川中—川西南宜宾—自贡—遂宁一带(古埋深小于8 000m)。四川盆地及其周缘下古生界页岩深埋藏与其高演化具有密切相关性。下志留统龙马溪组和下寒武统牛蹄塘组黑色页岩热成熟度Ro值普遍大于2.4%和2.8%,与其古埋深相似均具有由盆地北东向南西逐渐减小的趋势。强隆升、强剥蚀和强变形作用致使下古生界页岩经历强改造作用,具有动态的应力-应变、温度和压力变化特征,及其保存条件有效性的动态调整。四川盆地及其周缘现今钻探成果揭示差异性埋藏-隆升剥蚀-构造变形作用对下古生界页岩气富集与分布具有较大的控制作用。因此,我国南方中上扬子地区下古生界页岩气地质研究,不仅与北美一样,研究常规油气的优质烃源岩如何转化为非常规页岩气的优质储层,而且还须探讨在强改造作用下页岩气优质储层如何才能成为具商业价值的页岩气产层。

关键词：深埋藏强隆升强变形下古生界页岩气四川盆地