伊拉克泥盆纪-石炭纪Ora组矿物学的古环境、古气候及地层控制研究

本研究针对伊拉克Ora组矿物学组成与古环境演化的关联性问题，通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及地球化学分析(TOC/S/IR)，揭示了黏土矿物(伊利石/蒙脱石混层)与自生矿物(黄铁矿、坡缕石)对浅海三角洲沉积环境的指示作用，为烃源岩评价提供了关键矿物学依据。

　　

在伊拉克北部和西部沙漠地区，泥盆纪-石炭纪过渡期的Ora组作为重要的烃源岩层位，其矿物组成与古环境演变的关联性长期缺乏系统研究。该地层记录了从Kaista组的河流-海相混合碎屑岩向Harur组海相碳酸盐岩的转变过程，但关于其矿物学特征如何反映古气候波动、古氧化还原条件及地层演化的科学问题尚未明确。现有研究多聚焦于沉积学分析，而忽略矿物学指标对沉积环境的指示价值，这直接制约了该地区页岩油气资源的精准评价。

来自King Saud University等机构的研究团队在《Journal of African Earth Sciences》发表论文，通过整合地表露头与Akkas-3井的 subsurface（地下）数据，首次建立了Ora组全层段的矿物学-地球化学响应模型。研究采用X射线衍射(XRD)确定矿物相组成，扫描电镜(SEM-EDS)表征微观形貌，结合总有机碳(TOC)、总硫(S)及不溶残渣(IR)分析，揭示了矿物组合对沉积环境的指示规律。

【Geological context】
研究区位于阿拉伯板块AP4-AP5构造幕（晚泥盆世-中二叠世），Ora组形成于同造山期的陆架环境，其黑色页岩中黄铁矿的普遍存在暗示还原性沉积条件。

【Methodology】
选取地表典型剖面与Akkas-3井岩芯样品，通过XRD定量矿物组成，SEM-EDS分析微观结构，辅以TOC/S/IR地球化学测试，并运用V/Cr、Cu/Zn比值判定古氧化状态。

【Results】
矿物组合显示明显垂向分异：黏土矿物以伊利石-蒙脱石混层(I-S)为主（占比40-60%），含伊利石、绿泥石及高岭石；自生矿物中黄铁矿与坡缕石的出现指示浅水局限循环环境，而重晶石反映热液活动影响。地球化学指标显示TOC最高层段对应矿物多样性峰值（R²
=0.72）。

【Mineral content as a proxy for paleoenvironmental conditions】
伊利石由高岭石转化而来的现象标记海侵体系域（潮湿气候），而坡缕石-伊利石组合代表高位体系域（干旱气候）。V/Al₂
O₃
与P₂
O₅
/Al₂
O₃
图解证实三角洲-浅海过渡相，V/Cr比值（1.2-3.8）反映氧化-贫氧过渡条件。

【Conclusions】
该研究创新性提出：1）I-S混层矿物与有机质富集层呈正相关，是优质烃源岩的矿物学标志；2）坡缕石-黄铁矿组合可有效识别浅水滞留盆地；3）矿物相变规律为阿拉伯板块AP4构造幕的古气候重建提供新证据。成果对中东地区古生界页岩油气勘探具有直接指导价值。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献记载信息；专业术语如SEM-EDS=扫描电镜-能谱联用，TOC=总有机碳等均按原文格式标注）