鄂西咸丰地区五峰组—龙马溪组富有机质泥页岩中含多层火山凝灰岩,但前人对火山活动与海相页岩有机质富集的内在关联缺乏系统的研究。依托咸丰地区鄂咸页1井岩心及露头资料对五峰组—龙马溪组富有机质泥页岩及火山凝灰岩系统采样,开展岩矿鉴定、微量元素、稀土元素及有机碳含量(TOC)测试,阐明了五峰组—龙马溪组火山凝灰岩分布特征、源岩成分、构造背景及成因机制,探讨了该沉积时期火山活动及其对页岩有机质富集的影响。结果表明,五峰组—龙马溪组可分为火山凝灰岩密集段、次密集段和不发育段,火山凝灰岩原始岩浆性质以中性安山岩为主,火山灰来源于扬子北缘与古秦岭洋的碰撞闭合形成岛弧的火山喷发事件。火山灰是晚奥陶世—早志留世陆源碎屑补给不足的中扬子滞留海盆重要的物质来源,一方面为海洋微生物生长提供了丰富的营养元素,提高了海洋古生产力,另一方面火山作用促使海洋形成缺氧环境,利于有机质的埋藏与保存。研究成果可为鄂西地区五峰组—龙马溪组页岩气进一步勘探提供基础地质资料。
