第八届青年地学论坛

鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段发育一套以异常高有机质泥页岩为主夹砂质沉积的烃源岩层系，有机质含量最高可达30%以上，成熟度适中, 生成大量石油, 受到国内外学者的高度关注。因此，解析其异常高有机质的形成机制，对丰富陆相页岩油气地质理论具有重要意义。诸多研究证据表明，长7段致密油、页岩油的形成与富集主要受控于两大要素，即极高的生产力与有效的氧化还原环境。但是，同期大量火山活动影响了传统地球化学指标的有效性，无法精细识别其古生产力。Cd同位素是新近发展的古海洋生产力指标，受后期成岩作用影响小[1]，可以与传统指标相结合，对该地区生产力水平进行示踪，揭示该地区有机质异常富集的过程和机理。
本研究分析了鄂尔多斯南部宁70井长7₃亚段的富有机质黑色页岩（7.5% < TOC < 32%）的主微量元素与 Cd同位素组成（δ¹¹⁴Cd）。结果显示，TOC和Cd富集系数具有显著的正相关关系，表明样品中Cd的富集是由有机质控制；δ¹¹⁴Cd值在0.18‰至0.57‰之间，平均值为+0.34‰ ± 0.21‰（n = 14, 2SD），明显高于现代海洋沉积物的值，表明中晚三叠世时期鄂尔多斯盆地水体具有极高的生产力水平。此外，根据有机地球化学、沉积学和矿物学指标，研究区域底水环境动荡，整体属于贫氧-氧化状态，并非完全硫化环境，说明有机质富集受水体氧化还原条件控制较弱。本研究强调了生产力勃发对鄂尔多斯盆地烃源岩发育起着至关重要的作用，同时也展示了Cd同位素在研究古生产力时的巨大潜力。

[1]Frederiksen J A, Klaebe R M, Farkaš J, et al. Cadmium isotopes in Bahamas platform carbonates: A base for reconstruction of past surface water bioproductivity and their link with chromium isotopes[J]. Science of the Total Environment, 2022, 806: 150565.
 

镉同位素,古生产力,黑色页岩