三叠系延长组Ch73 亚段页岩黄铁矿形态与硫同位素特征：揭示氧化还原条件对有机质与烃类富集的控制机制

针对鄂尔多斯盆地三叠系延长组Ch73 亚段页岩中有机质与烃类富集机制不明的科学问题，研究人员通过系统分析黄铁矿形态（微晶尺寸分布）、硫同位素（δ34 Spy ）及矿物氧化还原参数（DOPM ），首次提出底部水体以贫氧-氧化为主、间歇性缺氧-硫化环境是控制有机质富集的关键因素，并证实小粒径黄铁矿微晶与低δ34 Spy 可作为页岩油潜力指标，为陆相页岩油勘探提供理论支撑。

　　

【研究背景】
在全球非常规油气资源勘探热潮中，中国陆相页岩油因其巨大潜力（预估达201亿吨）成为焦点。鄂尔多斯盆地三叠系延长组Ch7₃
亚段作为典型湖相富有机质页岩，虽具备高TOC（总有机碳含量）、适中成熟度（R_o
值0.7%–1.2%）等优越条件，但其有机质与烃类富集机制长期存在争议。核心矛盾在于：底部水体氧化还原条件如何影响有机质保存？黄铁矿作为关键矿物载体，其形态特征与硫同位素能否成为烃类富集的指示标志？这些问题直接制约着页岩油高效勘探开发。

【研究团队与方法】
兰州资源环境职业技术大学等单位的研究人员选取Ch7₃
亚段17件页岩岩心样品，整合有机地球化学（TOC、氯仿沥青"A"、Rock-Eval热解参数）、元素地球化学（Fe_T
/Al、U-Mo富集因子）、黄铁矿微晶尺寸统计（1.10–31.54 μm）及硫同位素分析（δ³⁴
S_py
范围-0.5‰–6.1‰），创新性提出矿物氧化程度指标DOP_M
（0.53–1.00），多维度重建古环境并解析其与烃类富集关联性。

【研究结果】

1. 黄铁矿微晶证据
   微晶平均直径8.80 μm且呈双峰分布，结合>80%样品DOP_M

0.8，表明Ch7₃
沉积期底部水体以贫氧-氧化为主，但频繁出现短暂硫化事件。小粒径微晶（<5 μm）与高TOC显著正相关，揭示缺氧环境促进有机质保存。

1. 硫同位素约束
   δ³⁴
   S_py
   低值（-0.5‰–3‰）对应开放系统下的细菌硫酸还原(BSR)，而高值（3‰–6.1‰）反映封闭系统特征。δ³⁴
   S_py
   与氯仿沥青"A"负相关，证实开放系统更利于烃类生成。

2. 氧化还原参数协同指示
   DOP_M
   、Fe_T
   /Al、U-Mo富集因子与TOC的强相关性（R²

0.6）共同验证缺氧条件是有机质富集的主控因素，但非唯一因素，需结合初级生产力协同分析。

【结论与意义】
该研究首次明确Ch7₃
亚段页岩的"动态氧化还原"特征，突破传统单一环境认知；建立黄铁矿微晶尺寸-δ³⁴
S_py
-DOP_M
多参数评价体系，证实小粒径微晶（<8 μm）与低δ³⁴
S_py
（<3‰）可作为页岩油优质层段识别标志。理论层面深化了湖相页岩碳-硫-铁循环耦合机制认识，实践层面为鄂尔多斯盆地页岩油"甜点"预测提供新指标，相关成果发表于《Marine and Petroleum Geology》。