湘中地区页岩气调查发现新层系

2015年7月～10月，地调局力学所联合中南大学、长江大学对湘中地区进行了页岩气野外地质调查，发现了新层系——中奥陶统烟溪组，经初步测试分析认为中奥陶统烟溪组和下寒武统牛蹄塘组具有很大的勘探潜力。

1. 发现雪峰山东南侧页岩气新层系中奥陶统烟溪组，首次提出下古生界页岩气具有很大勘探潜力，主要目的层系是下寒武统牛蹄塘组、中奥陶统烟溪组。

湘中地区油气勘探以往主要集中在上古生界的泥盆、石炭、二叠系三个地层层位。本次野外调查发现，湘中地区下古生界下寒武统牛蹄塘组和中奥陶统烟溪组黑色页岩分布广泛、有机质丰度高，且牛蹄塘组厚度巨大。湖南省构造活动强烈，常规油气勘探较难突破，但对非常规的页岩气来讲仍是比较有利的勘探区。其中初步测试分析表明牛蹄塘组TOC在3～19.9%之间，烟溪组TOC在0.53～12.2%之间，均为非常好的页岩气烃源岩类。

2.湘中地区有机质热演化是控制页岩气有利勘探区带的关键，热演化在区域上具有不均一性，在层位上具有差异性，主要控制因素是区域热变质作用、埋藏热演化史及区域岩浆作用。

有机质的热演化程度是烃产量的决定性因素之一，本区有机质热演化程度主要与地层埋藏史、区域构造热变质及岩体热事件有关。区内古生界残余地层厚度可达5000～10000m，晚古生代构造活动与热事件活跃，在宁乡黄材镇下泥盆统和桂阳荷叶乡二叠系均形成了大量的石墨矿床，成矿温度1200°C以上。前人认为湘中地区地层埋深和保存条件并不乐观，热演化程度普遍过高。

调查发现，由于构造沉降的差异性，湘中地区经历了加里东运动、印支运动的剧烈抬升和后期造山运动的改造，很多地区埋深并不太大或者深埋时间并不太长，热演化程度存在明显不均一性，在远离岩体的露头区牛蹄塘组Ro%值在3.6～3.8 之间，烟溪组Ro%值在3.2～3.8之间，热演化程度比前人预计的要低的多，仍具有很大的勘探潜力。只要避开晚古生代以后的凹陷区和岩体侵入区，有机质热演化程度均在上限以内。

3. 构造-原型盆地控制了下古生界黑色页岩层系的分布，这两套黑色页岩主要分布在扬子台地东南缘的深水陆棚相区，往南则为华南大陆边缘浊积盆地，控制了黑色页岩层系的发育范围。

早寒武世华南地区广泛海侵，牛蹄塘组在全区均以黑色页岩为主，但有机质含量明显受到沉积相带控制，有机质含量最高区分布在深水陆棚-斜坡区；中奥陶世华南再次海侵，但该时期盆地格局与寒武纪时已大相径庭，北部受碳酸盐台地扩张的影响，南部受华南构造带影响，富碳页岩仅发育在扬子台地东南缘的深水陆棚相区。

湘中地区早寒武世牛蹄塘组黑色炭质页岩露头现场1



湘中地区早寒武世牛蹄塘组黑色炭质页岩野外调查现场2


益阳地区中奥陶世烟溪组黑色页岩露头


衡阳地区中奥陶世烟溪组黑色页岩露头