华南湘中坳陷涟源凹陷上二叠统龙潭组与大隆组沉积学与地球化学研究：古气候、物源、构造背景及有机质富集机制

为解决华南地区上二叠统龙潭组(LF)与大隆组(DF)页岩有机质(OM)富集机制不明的问题，研究人员通过岩相学与地球化学综合分析，揭示了LF以陆源OM为主、受氧化-半咸水环境控制，而DF以海源OM为主、受上升流驱动的高生产力主导，为扬子地区二叠系页岩气勘探提供了关键理论依据。

　　

在全球能源转型背景下，页岩气作为重要的非常规油气资源备受关注。华南扬子地区上二叠统龙潭组(LF)与大隆组(DF)页岩具有巨大的勘探潜力，但两类地层沉积环境差异显著，有机质(OM)富集机制尚未系统阐明。LF作为海陆过渡相沉积，其OM来源与陆源输入、古气候的关系存在争议；而DF作为典型海相沉积，其高生产力驱动机制与上升流活动的关联性亟待验证。此外，扬子中部地区连续取心井资料稀缺，制约了该区域页岩气资源评价。

针对上述问题，长江大学石油地球化学与环境湖北省重点实验室的研究团队对湘中坳陷涟源凹陷XY1井的20个岩心样本展开多学科研究。通过有机岩石学、主微量元素分析、黄铁矿微晶形态统计等技术手段，首次系统对比了LF与DF的沉积环境差异及其对OM富集的控制机制，相关成果发表于《International Journal of Coal Geology》。研究主要采用X射线衍射(XRD)分析矿物组成、镜质体反射率(VR_r)测定热成熟度、生物标志化合物判识OM来源，并结合稀土元素配分模式追溯物源，通过C_org/P比值、黄铁矿粒径等指标重建古环境。

矿物学与有机地球化学特征
LF样品总有机碳(TOC)含量显著高于DF(1.72-38.4 wt% vs 0.94-8.73 wt%)。XRD显示LF以黏土矿物为主，DF则富含碳酸盐矿物和石英。镜质体反射率(VR_r)数据(1.22-1.43%)表明样品处于生油窗阶段，甾烷异构化比值证实热演化已达平衡状态。

物源与构造背景
稀土元素配分模式显示沉积物主要来自上地壳长英质岩石。Al₂O₃/TiO₂比值(15-21)指示母岩以中性火山岩为主，Th/Sc-Zr/Sc判别图揭示物源经历强烈化学风化。

古环境重建
LF沉积期呈现氧化-半咸水环境，黄铁矿微晶粒径>6μm且C_org/P比值<50，反映低生产力和高陆源输入。DF则表现为缺氧-高盐环境，生物硅含量显著升高，上升流带来的营养盐促使初级生产力提升，Mo_EF-U_EF关系图显示强水柱分层。

OM富集机制
LF中OM富集主要受控于湿热气候下的强烈化学风化与陆源植物输入，TOC与CIA(化学蚀变指数)呈正相关(r=0.82)。DF则遵循"生产力模式"，上升流导致的高生产力(TOC与生物硅含量r=0.91)是OM富集主因，海平面快速上升进一步促进保存条件改善。

该研究创新性提出扬子地区二叠系海陆过渡相与海相页岩的差异富集模型：LF代表"陆源输入主导型"，DF属于"生产力驱动型"。这一认识不仅完善了OM富集理论框架，更指导了勘探实践——LF勘探应关注煤系地层发育区，DF则需优选古上升流影响区域。研究建立的判别指标为中南地区页岩气甜点预测提供了科学依据，对实现我国复杂构造区页岩气资源接续具有重要意义。