巴基斯坦下印度河盆地早白垩世Talhar页岩有机质富集的关键驱动因素与古环境重建

针对巴基斯坦下印度河盆地早白垩世Talhar页岩有机质(OM)富集机制不明的科学问题，研究人员通过有机-无机地球化学联合分析，揭示了其高总有机碳含量(TOC 2.27 wt%)、II型干酪根特征及硅质页岩属性，提出古生产力、淡水-半咸水沉积环境及热液活动是OM富集主控因素，为区域油气勘探和全球早白垩世古环境研究提供了新见解。

　　

早白垩世是地球历史上气候剧烈波动的时期，大气CO₂浓度剧烈变化导致全球温度在145-112 Ma间经历了"冷-暖-冷"的震荡，同时伴随海洋缺氧事件(OAE)和大规模火山活动。这种环境剧变显著影响了碳循环和沉积过程，形成了全球范围内富含有机质的烃源岩，约占白垩纪油气源岩总量的50%。巴基斯坦下印度河盆地(LIB)的Talhar页岩作为下Goru组重要成员，平均厚度达70米，但长期以来研究焦点集中于该组的砂岩储层，对其有机质富集机制和古环境背景的认识存在显著空白。

为填补这一知识缺口，中国海南某高校联合巴基斯坦石油开发公司的研究人员在《Journal of Asian Earth Sciences》发表论文，通过35口钻井样品的多参数地球化学分析，系统评估了Talhar页岩的烃源岩潜力并重建了其沉积环境。研究采用总有机碳(TOC)测定、Rock-Eval热解、X射线荧光光谱(XRF)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等技术，结合主微量元素比值等环境代用指标，构建了有机质富集的综合控制模型。

有机质丰度与热成熟度
Rock-Eval数据显示TOC含量介于1.0-6.3 wt%(平均2.27 wt%)，干酪根以II型(生油型)为主，热解峰温(T_max)表明已进入生烃主阶段。硅质页岩特征(SiO₂富集)与微量元素富集模式揭示了陆源输入与热液活动的双重影响。

古环境重建
氧化还原敏感指标(如V/Cr、Ni/Co)显示沉积环境以氧化-亚氧化为主，区别于同期赤道地区的缺氧条件。较高的古生产力指标(Ba_xs)与淡水-半咸水环境特征(如Sr/Ba)表明，较高的沉积速率和适度的初级生产力共同促进了有机质保存。

控制机制解析
多元统计分析确定古生产力(通过营养盐输入)、古气候(温暖湿润促进风化)、古盐度(淡水-半咸水界面分层)和热液活动是OM富集的主控因素，而氧化还原条件作用相对次要。这一发现挑战了传统"缺氧保存模式"在陆缘海盆地的普适性。

该研究首次建立了LIB早白垩世"高生产力-快速埋藏"的有机质富集模型，不仅为区域油气勘探提供了科学依据，其提出的"非缺氧优质烃源岩"形成机制对全球类似盆地的研究具有启示意义。特别是发现热液活动可能通过带来营养元素增强表层生产力，这一认识为理解地球系统碳循环与金属元素的耦合关系提供了新视角。研究强调在评估边缘海烃源岩时，需综合考虑古地理格局、陆源输入和构造背景等多重因素，这对完善全球早白垩世古环境重建框架具有重要价值。