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安徽宣城地区区域地质调查为长江下游页岩气勘查提供基础

发布时间:2019-08-19     来源:     浏览:1048次

1.子项目概况

宣城地区位于长江中下游成矿带的重要地段,具有较好的成矿潜力,围绕长江经济带资源和环境保障、支撑找矿突破战略行动的需求,自然资源部中国地质调查局南京地质调查中心在该区开展了安徽1∶5万宣城县、寒亭镇、周王村、水东镇幅浅覆盖区区域地质调查子项目,承担单位为安徽省地质调查院,工作周期2016-2018年。该子项目归属“长江中下游成矿带安庆-盱眙地区地质矿产调查”项目,实施单位为中国地质调查局南京地质调查中心。子项目目标任务是通过1∶5万区域地质调查,系统查明区域地层、岩石、构造特征和成矿地质背景等基础性地质信息,总结浅覆盖区1∶5万区域地质调查工作方法,为该地区地质找矿、经济发展规划布局、防灾减灾、环境保护等提供地质依据。

2.成果简介

1)在调查区开展了多重地层划分研究,并对志留系-三叠系进行了详细的层序地层学及岩相古地理研究,建立了区域层序地层格架,共划分8个二级层序和23个三级层序,编制了二级层序岩相古地理图20张,揭示了沉积演化过程中沉积相带的展布和迁移方向。

2)对晚石炭世-早二叠世船山组碳酸盐岩进行了化学地层研究(图1),显示稀土元素总量(∑REE)较低,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,Ce亏损,δEu轻微的正异常,指示了船山期的古海水总体属于强氧化环境,MgO/CaO值极低,显示船山期属于潮湿气候;1000Sr/Ca值介于5.9811.79,指示古水深整体相对较浅,与其所处于潮坪-滩相沉积环境基本一致;碳、氧同位素显示船山组下部在22.4℃34.9℃,平均温度为30.1℃;船山组上部在10.9℃32.9℃,平均温度为19.3℃;指示了船山组早期处于较为温暖的正常海水沉积,晚期处于较冷的冰川沉积。

                                           图1  船山组沉积特征图


3调查区稽亭岭砾岩发育于中二叠世栖霞组本部灰岩-顶部灰岩段,表现为硅化角砾岩化(图2)。硅质角砾岩U/Th比值为1.81-1.92Ba/Sr比值为2.77-3.48,均显示为热液沉积;硅质角砾岩的稀土总量(∑REE)偏高,δCe异常不明显;δEu异常不明显,稀土元素配分曲线呈平缓的右倾型。综上所述,稽亭岭角砾岩应为热液成因,后期受断裂构造作用影响。


 

2  嵇亭岭砾岩野外照片、镜下照片和BSE图像


(4调查区龙潭组与大隆组界线处发现了一套凝灰岩(图3),其锆石U-Pb同位素加权平均年龄为257.5±2.9Ma,为研究二叠-三叠系全球生物大绝灭事件提供了火山事件的可靠依据。结合P/T界线的年龄,大隆组沉积主要发生在257.5~252.16Ma,应为乐平统吴家坪阶晚期-长兴阶。


   图3  龙潭组与大隆组和龙潭组岩性特征


                A:龙潭组与大隆组界线;B:粘土岩;CD:硅质岩夹硅质泥页岩


5)宣广盆地是安徽省内页岩气地质条件最优越的地区之一,具有重大潜力。查区孤峰组富有机质泥页岩有机碳Toc平均为4.22%,岩石热解平均值为1.42mg/g,富有机质页岩成熟度Ro均值为0.87,指示了主体处于成熟阶段;龙潭组Toc含量平均为4.96%,岩石热解平均值为3.89mg/g;大隆组Toc含量平均为2.78%,岩石热解平均值为1.32mg/gRo值为1.30,指示了大隆组处于高成熟阶段。

综合查区二叠纪富有机质页岩埋深、厚度、TocRo、岩石热解等特征,可见其均为中至好烃源岩,是良好的页岩气目标层。

6)调查区内双塔寺组岩石组合特征为:砂砾岩-钙质细砂岩-钙质粉砂岩韵律层;钙质粉砂岩与钙质细砂岩互层;含钙质结核粉砂质泥岩与灰紫、浅灰色厚层砂砾岩、砾岩互层;钙质粉砂岩夹砾岩、粉砂质泥岩;砾岩、砂砾岩夹砂岩。指示其主要为浅湖-滨湖相沉积,并在该地层发现乌龟化石(图4)。

                    4  查区双塔寺组接触界线、岩性特征、沉积构造及化石

A:双塔寺组与赤山组呈角度不整合接触;B:风化壳;C:砾岩与钙质粉砂质泥岩互层;D:砾岩夹粉砂质泥岩透镜体;

E:钙质砾岩透镜体;F:水平层理和斜层理;G:姜块状泥灰岩;H乌龟化石;I:乌龟化石内部骨胳;J:生物钻孔遗迹化石



7)系统厘定了区内第四纪岩石地层单位,对第四系岩性组合、沉积结构、地质体空间展布特征以及基岩面埋深特征进行了详细调查;通过对BZK0402孔开展古地磁研究,结合14C和光释光测年以及孢粉分析,证实了哥德堡反极性漂移在该沉积物中的记录,这为地磁场在晚更新世与全新世之交发生过漂移提供了一个新的佐证;充分利用隐式和显式建模技术方法的优缺点,将建模流程融于第四纪地质调查全流程(图5),构建完成宣城县幅第四纪三维地质结构模型。

8)区内中分村组火山岩韵律特征显示其下部为:含角砾晶屑熔结凝灰岩凝灰岩凝灰质粉砂岩;上部韵律:集块岩角砾晶屑凝灰岩熔结凝灰岩熔结角砾凝灰岩凝灰质粉砂岩。反映出火山活动由爆发开始,由强到弱,中间甚至出现了短暂间歇的活动规律。结合同位素测年技术显示其活动时限为130.8±3Ma


5  立体地质图构建流程图



9)厘定了区内褶皱序列和断裂构造系统,建立了区域构造格架;调查结果显示江南断裂带(宣城段)加里东期表现为同沉积断层、印支期表现为挤压剪切及北西向南东的挤压逆冲、燕山期表现为正断层及左行平移断层、喜山早期表现为南东向北西挤压逆冲、晚期表现为伸展正断层;区内的逆冲推覆构造印支期表现为由北西向南东逆冲挤压,形成倾向北西的叠瓦状逆冲断层构造;喜山期表现为南东向北西逆冲挤压,形成区内敬亭山、丁山等冲断体构造。


3.成果意义


该子项目系统获取了调查区基础地质数据,探讨了区内重要基础地质问题,总结形成了浅覆盖区多维分层地质调查与成果表达方法技术体系,对于浅覆盖区地质调查工作的开展具有一定的指示意义。对于宣城地区的自然资源管理及地质矿产勘查,尤其是页岩气资源勘查,提供了重要的基础地质支撑。本次工作成果为中国地质调查局南京地质调查中心宣城地区1∶5万寒亭镇、宣城市幅环境地质调查皖江地区1∶5万页岩气地质调查项目以及安徽省公益性地质调查管理中心长江中下游南陵-宣城矿集区三维综合探测与深部成矿预测等项目提供了基础性地质资料。


(安徽省地质调查院  张晋喆供稿)