摘要
北美和国内已发现的页岩油气主力层系大多伴生火山灰沉积，表明火山灰沉积与优质烃源岩具有良好的时空耦合关系。为了明确地质历史时期中火山灰与有机质富集的关系，本文主要围绕四川盆地五峰组—龙马溪组页岩中钾质斑脱岩（火山灰蚀变产物）开展研究，采用岩石学证据约束下的地球化学方法，明确五峰组—龙马溪组页岩中钾质斑脱岩的岩石学特征、地球化学特征和分布规律，重点聚焦在火山灰对有机质生产和保存的影响，最后建立研究区火山灰影响下的有机质富集模式。 本文通过对研究区2条野外剖面（观音桥、田坝）和4口钻井岩心样品的矿物学和地球化学综合研究发现，研究区钾质斑脱岩由非粘土矿物和粘土矿物组成，非粘土矿物包括石英、石膏、钠长石、黄铁矿、方解石和少量锐钛矿；粘土矿物是钾质斑脱岩的主要组成部分，主要包括伊蒙混层和伊利石，以及极少量的绿泥石和高岭石。XRF扫描结果表明钾质斑脱岩富集Al、K、S、Ti、Co和V；CI球粒陨石标准化多元素图解表明钾质斑脱岩富集U、Pr和Ta，亏损Nb、Pb、Sr和Eu，具有明显的Eu负异常和富集轻稀土元素的特征。微量元素地球化学判别图解显示钾质斑脱岩原岩为流纹岩、流纹英安岩、安山岩和粗面安山岩，主要形成于岛弧环境，推测火山灰来源于秦岭岛弧带和扬子板块与华夏板块之间的汇聚拼合带。 火山灰沉积前后古生产力和氧化还原条件指标以对比结果表明，火山灰对古生产力、水体氧化还原环境以的影响范围仅局限于其沉积前后约1 ~ 2 cm。在该范围内，火山灰释放 P、N 和 Fe 等营养元素促使藻类等初级生产者繁盛，提高古生产力；火山灰中的Fe2+等还原剂能够消耗氧气，增加水体缺氧程度，火山灰中的硫酸盐会激发微生物硫酸盐作用（BSR）使水体趋于硫化，BSR作用启动时对有机质的降解和火山灰本身对有机质的稀释作用使得火山灰影响范围内的 TOC 含量降低。火山灰沉积不是影响四川盆地五峰组—龙马溪组海相页岩有机质富集的决定性因素。
NETL