湘中拗陷泥盆－石炭系海相泥頁巖地球化學特征及等溫吸附性能

羅小平 劉 軍 徐國盛 馬若龍 鮮志堯 徐 猛

（油氣藏地質及開發(fā)工程國家重點實驗室（成都理工大學），成都610059）

頁巖氣是以吸附和游離狀態(tài)同時存在于泥頁巖地層中的天然氣[1－5]。頁巖中的天然氣賦存相態(tài)具有多樣性變化特點，主體上包括了游離態(tài)（大量存在于頁巖孔隙和裂縫中）、吸附態(tài)（大量存在于黏土礦物顆粒、有機質顆粒、干酪根顆粒及孔隙表面上）及溶解態(tài)（少量存在于干酪根、瀝青質、殘留水以及液態(tài)原油中），包含了天然氣存在的幾乎所有可能的相態(tài)。其中，吸附相態(tài)存在的天然氣可占天然氣賦存總量的20%～85%[1，2，6]。

頁巖氣分布具有地質影響因素多樣性特點，其分布的變化特點受生氣作用、吸附特點及賦存條件等多因素影響，如構造背景與沉積條件、泥頁巖厚度與體積、有機質豐度與類型、熱歷史與有機質成熟度、孔隙度與滲透率、斷裂與裂縫以及構造運動與現今埋藏深度等因素，它們均是影響頁巖氣分布并決定其是否具有工業(yè)勘探開發(fā)價值的重要因素，這些影響因素的多樣性導致頁巖氣具有隱蔽性特點。

近年來隨著美國頁巖氣的成功開發(fā)[7，8]，國內越來越多的學者開始注重頁巖氣的勘探與開發(fā)。國土資源部油氣戰(zhàn)略研究中心組織全國頁巖氣資源大調查，摸清中國頁巖氣資源及分布，為頁巖氣選區(qū)評價及頁巖氣商業(yè)突破打下基礎。本文是在湘中拗陷野外地質調查的基礎上，利用海相泥頁巖層的有機地化分析資料及泥頁巖等溫吸附測定，對泥盆－石炭系海相泥頁巖的有機碳含量、有機質類型、有機質成熟度及泥頁巖的吸附性能等關鍵指標進行研究，初步探討湘中地區(qū)海相頁巖氣的勘探前景。

從20世紀60年代開始在湘中地區(qū)開展油氣勘探，經歷了早期以地表油氣苗調查為主的基礎地質工作階段、石油地質普查階段到現今的煤成氣及淺層天然氣勘探階段[9－13]。分別在漣源凹陷8口井見天然氣或天然氣顯示，天然氣層主要分布于下石炭統(tǒng)大塘階石蹬子段（C1d1）和巖關階劉家塘段（C1y3），均為低產氣層，未達到商業(yè)氣層標準，常規(guī)天然氣勘探未獲得突破[10]；2011年中國石化華東分公司在漣源凹陷車田江向斜中部鉆探的湘頁1井，在二疊系大隆組—龍?zhí)督M見多套深灰—灰黑色含灰質頁巖，加砂壓裂后，對井深為600～620m的泥頁巖地層測試，累計產氣1 245.4m3，首次在湘中拗陷頁巖氣勘探成功[14]。表明該地區(qū)頁巖氣具有一定的資源規(guī)模，有望獲得非常規(guī)天然氣的商業(yè)產能。

1 區(qū)域地質特征

湘中地區(qū)是以下古生界淺變質巖系為基底發(fā)展起來的晚古生代—中生代準地臺型陸表海沉積拗陷區(qū)，在長期穩(wěn)定的沉降過程中，經歷了4次較大規(guī)模的海進－海退沉積旋回。湘中拗陷自印支運動后，強烈褶皺隆起，長期處于隆升剝蝕狀態(tài)，僅在局部向斜盆地沉積陸相含煤碎屑巖。中侏羅世后，受太平洋板塊斜向俯沖的影響，沿雪峰山—江南隆起發(fā)生陸內造山，遭受強烈褶皺沖斷并伴隨火山作用[15]；喜馬拉雅運動再次抬升隆起，致使中－新生界遭受強烈剝蝕，僅局部地區(qū)殘存。

湘中拗陷是由漣源凹陷、邵陽凹陷、零陵凹陷、龍山凸起和關帝廟凸起構成的“三凹兩凸”的構造格局（圖1）。

圖1 湘中拗陷構造分區(qū)及剖面位置圖Fig.1 Structural division and profile location of the Xiangzhong depression

該區(qū)泥盆－石炭系主要有中泥盆統(tǒng)跳馬澗組（D2t）與棋梓橋組（D2q）、上泥盆統(tǒng)佘田橋組（D3s）與錫礦山組（D3x）及下石炭統(tǒng)巖關階與大塘階、中上石炭統(tǒng)壺天群。其中巖關階分為3段，分別為邵東段（C1y1）、孟公坳段（C1y2）、劉家塘段（C1y3），大塘階分為石磴子段 （C1d1）、測水段（C1d2）、梓門橋段（C1d3）。其中海相泥頁巖主要分布在中上泥盆統(tǒng)的棋梓橋組、佘田橋組及大塘階測水段（表1）。

在湘中拗陷觀察的野外剖面主要位于龍山凸起與關帝廟凸起及凹陷邊緣和凹陷內殘留背斜的剝蝕區(qū)，以及正在施工的高速公路及高鐵的隧道內，共觀察野外剖面20條。剖面位置及分布見圖1。

表1 湘中地區(qū)泥盆—石炭系地層簡表[13]Table1 Stratigraphic division of Devonian－Carboniferous in the central area of Hunan

2 海相泥頁巖特征及分布

一般而言，在海相沉積體系中，富有機質頁巖主要形成于盆地相、大陸斜坡、臺地凹陷等水體相對穩(wěn)定的環(huán)境，這些沉積相帶空間展布范圍較大。湘中拗陷主要的沉積相帶為陸棚淺海盆地的一部分。根據野外剖面與鉆井資料，湘中拗陷泥盆—石炭系泥頁巖地層主要分布于下石炭統(tǒng)大塘階測水段、上泥盆統(tǒng)佘田橋組、中泥盆統(tǒng)棋梓橋組，其他地層也有零星分布，單層厚度及整體規(guī)模都比較小。

大塘階測水段為一套海陸交互相含煤地層，主要巖性為碳質泥頁巖、深灰色泥頁巖、灰白色石英砂巖及1～2m煤層。泥頁巖單層厚度一般6～7m，最大厚度可達22.7m（金竹山剖面）；以漣源凹陷最發(fā)育，泥頁巖發(fā)育區(qū)厚度可達150m；邵陽凹陷至零陵凹陷，泥頁巖厚度減薄。

佘田橋組上部地層主要為灰?guī)r及泥灰?guī)r，下部地層為泥頁巖及泥灰?guī)r夾灰?guī)r透鏡體。在西北部及中部地區(qū)主要為陸棚環(huán)境的洼槽臺地，為頁巖發(fā)育區(qū)，地層巖性以泥頁巖、泥灰?guī)r為主，夾泥晶灰?guī)r或生物碎屑灰?guī)r。泥頁巖中均含有灰質，少見純的泥頁巖，泥頁巖的累計厚度可達400m。工區(qū)東南部為局限—開闊臺地，主要為灰?guī)r發(fā)育區(qū)，泥頁巖多為薄層，規(guī)模較小。

棋梓橋組主要沉積相為陸棚環(huán)境洼槽臺地及局限臺地—開闊臺地，頁巖主要發(fā)育在洼槽臺地，分布在金鳳、四都、坪上、漣源等地區(qū)；地層巖性具有兩分性，下段以頁巖及泥灰?guī)r為主，夾少量的泥灰?guī)r及灰?guī)r透鏡體；上段為灰黑色泥灰?guī)r及灰?guī)r互層。泥頁巖最大厚度可達400m。

湘中拗陷棋梓橋組、佘田橋組的泥頁巖分布主要受沉積相控制，陸棚環(huán)境的洼槽臺地為頁巖發(fā)育區(qū)，局限—開闊臺地為灰?guī)r發(fā)育區(qū)，泥頁巖累計厚度可達400多米。西北部厚度比較大，而東南部的厚度則較小。其中以漣源凹陷有效泥頁巖的累計厚度最大，其次為邵陽凹陷，零陵凹陷厚度最小。大塘階測水段為海陸交互相含煤地層，以漣源凹陷分布最厚，最大厚度可達150m。

3 有機地球化學特征

泥頁巖的有機碳是油氣生成的物質基礎，決定頁巖的生烴強度，也是頁巖氣吸附的重要載體[9]。泥頁巖有機碳含量越高，泥頁巖吸附氣含量也越高；有機碳還是頁巖孔隙空間增加的重要因素之一，決定著頁巖中游離氣的多少。在相同的地質條件及演化階段下，頁巖生烴強度、吸附氣量多少及新增游離氣能力與頁巖中有機碳含量呈明顯的線性正相關性，有機碳含量是頁巖氣富集的關鍵參數[2，5]。

3.1 地表泥頁巖的風化作用及有機碳的恢復

湘中拗陷泥盆—石炭系海相地層因為印支期以來長期處于抬升剝蝕狀態(tài)，泥頁巖地層長期暴露于地表，遭受風化剝蝕、氧化及淋濾作用，露頭區(qū)的巖石風化程度較高。野外剖面觀察，長期暴露地表的純泥頁巖已經完全風化，變?yōu)闇\黃色或褐黃色的黏土層；而含灰質的泥頁巖為部分風化或半風化，純的灰?guī)r或砂巖風化程度低或未被風化。因此，地表剖面觀察到深灰色或黑色泥頁巖往往是含有灰質的泥頁巖，地層中有機質含量高的純泥頁巖往往經歷高熱演化及風化、淋濾，變?yōu)闇\黃色或褐黃色的黏土，黏土層中基本不含有機質。暴露地表的棋梓橋組—佘田橋組泥頁巖風化程度高，大塘階測水段泥頁巖風化程度低（圖2－C）。泥頁巖抗風化的強弱與泥頁巖的沉積環(huán)境相關，大塘階測水段的泥頁巖形成于濱海沼澤及潮坪環(huán)境，為弱氧化條件，巖石中還原硫含量低，抗風化能力強；而泥盆系沉積于還原條件下的海相陸棚環(huán)境，巖石中還原硫含量高，極易被風化，其中有機質易被氧化分解。

據野外剖面觀察，棋梓橋組與佘田橋組地表泥頁巖層完全風化層厚4m左右，部分風化層厚度為5m左右，風化層厚度在8～9m（圖3－A）。

泥盆系地表樣品的海相泥頁巖有機碳含量（TOC）與未風化或鉆井巖心樣品數據有較大的差異性。地表樣品由于淋濾、風化等因素，其有機碳測定值遠低于同一地區(qū)相同巖層未風化樣品的數據。在桃林剖面中高鐵路基挖開的棋梓橋組完全風化后的黏土層（圖3－C）與隧道內未風化的含灰質的泥頁巖層為同一套巖層（圖3－D），其有機碳質量分數（wTOC）：完全風化的為0.12%，隧道內未風化的為1.19%，兩者相差10倍左右。因此，風化作用使地表泥頁巖基本損失。所取的地表樣品需要通過有機碳的恢復，以便形成相對統(tǒng)一的數據體系。本區(qū)烴源巖地表風化校正系數的確定，是借用湘中烴源巖在野外剖面取樣中，棋梓橋組與佘田橋組都取深灰色或灰黑色半風化含灰質泥頁巖，因此，其有機碳含量在一定程度上與未經風化的有機碳含量有一定的相關性。

圖2 湘中拗陷地表泥頁巖照片Fig.2 Shales from the surface of the Xiangzhong depression

圖3 湘中拗陷泥頁巖風化作用Fig.3 The mud shale weathering in the Xiangzhong depression

本區(qū)天然氣勘探鉆至棋梓橋組、佘田橋組的井較少。野外工作中，對漣源凹陷北部的雷鳴橋剖面與南部的張家沖剖面佘田橋組地層實測并系統(tǒng)采集泥頁巖樣品。樣品測試結果為：13個樣品的有機碳質量分數范圍為0.14%～0.88%，平均值為0.33%。據文獻[13]，漣源凹陷鉆井9個泥頁巖樣品的有機碳質量分數為0.21%～0.87%，平均值為0.69%（表2）。風化樣品的平均值約為鉆井中未風化樣品的有機碳含量平均值的一半，確定佘田橋組地表風化泥頁巖的恢復系數在2左右。棋梓橋組泥頁巖沒有鉆井樣品有機碳含量的分析數據報道，考慮其沉積環(huán)境、巖性特征、抬升剝蝕時間及淋濾風化條件與佘田橋組比較類似，因此其地表泥頁巖的風化系數也取2。大塘階測水煤系形成于弱氧化的濱海沼澤及潮坪環(huán)境，抗風化氧化能力強，地表暴露樣品有機質損失少，不進行風化系數恢復。

表3 湘中地區(qū)野外剖面泥頁巖實測有機碳含量及恢復平均值Table3 Organic carbon content and the recovery average of the shales from field section in the central area of Hunan

表2 漣源凹陷佘田橋組地表與井下泥頁巖有機碳含量對比表Table2 Correlation between organic carbon contents of the surface and underground from Shetianqiao Formation in the Lianyuan depression

3.2 泥頁巖有機碳含量、有機質類型及成熟度

3.2.1 泥頁巖有機碳含量

對湘中拗陷20條野外剖面觀察及實測，獲得泥盆－石炭系泥頁巖的有機碳含量的測定數據與5套地層有機碳含量平均值（表3）。其中大塘階測水段泥頁巖平均有機碳質量分數最高達到2.51%；其次為佘田橋組，平均值為0.48%；棋梓橋組平均值為0.38%；錫礦山組與巖關階泥頁巖有機碳質量分數較低，平均值為0.25%。

根據泥頁巖有機碳分析數據對各剖面有機碳值進行風化系數恢復后，剔除泥頁巖恢復后有機碳不達標（wTOC＜0.5%）的數據[16]，得到了各層系有機碳平均值：大塘階測水段平均有機碳質量分數達到2.51%，棋梓橋組與佘田橋組有機碳質量分數分別為1.97%和1.35%，巖關階及錫礦山組有機碳質量分數＜1.0%。

根據野外剖面測定的泥頁巖有機碳恢復數據，剔除不達標數據，參考鉆井泥頁巖有機碳數據，結合該區(qū)泥盆系—石炭系沉積相及巖相古地理，繪制了各套地層的有機碳平面等值線圖。

棋梓橋組：在新化縣金鳳剖面和瑯塘剖面、漣源市桃林剖面、邵東縣佘田橋剖面、佘田橋鎮(zhèn)荷民村可見棋梓橋組下部泥頁巖。測得的有機碳數據經剔除無效數據后恢復泥頁巖有機碳質量分數范圍在0.92%～4.32%，全區(qū)有機碳平均質量分數為1.97%（表3）。有機碳含量高值區(qū)主要分布在工區(qū)西部的姜1井—張家沖一帶，低值區(qū)則位于東部的婁底市等地（圖4）。

佘田橋組：在漣源市七星街雷鳴橋剖面和張家沖剖面、邵東縣佘田橋剖面、東安縣花橋鎮(zhèn)江西田村剖面等可見佘田橋組泥頁巖，巖性多為灰色、深灰色、灰黑色泥頁巖及少量黑色碳質泥巖。泥頁巖層比較發(fā)育，其有機碳含量經恢復后有機碳質量分數平均值為1.35%。有機碳含量高值區(qū)主要分布在工區(qū)西部的新化—漣深1井及南部的楊家灘—溫1井一帶，低值區(qū)則分布在工區(qū)西北、東北拗陷邊緣（圖4）。

錫礦山組：在邵東縣佘田橋鎮(zhèn)沾化村剖面、邵陽縣白倉鎮(zhèn)西寨口可見錫礦山組泥頁巖，巖性為深灰色泥巖，高值區(qū)主要分布在漣源凹陷姜1井至漣源市一帶，wTOC＞1%，范圍較?。▓D5）。

圖4 棋梓橋組和佘田橋組有機碳質量分數等值線Fig.4 Contour map of mass fraction of the total organic carbon in Qiziqiao Formation and Shetianqiao Formation

圖5 錫礦山組和大塘階測水段有機碳質量分數等值線圖Fig.5 Contour map of mass fraction of the total organic carbon in Xikuangshan Formation and Ceshui segment of Datang Stage

大塘階測水段：在冷水江市金竹山剖面、漣源市雷鳴橋剖面、東安縣大廟口鎮(zhèn)銅鼓嶺剖面、東安縣端橋鋪鎮(zhèn)等剖面可見測水段泥頁巖，巖性多為灰黑色碳質頁巖、深灰色泥頁巖夾煤。泥頁巖有機碳質量分數為0.61%～8.51%，平均為2.51%。有3個高值區(qū)呈北西向展布，分別位于漣源凹陷金竹山、冷水江及姜1井、邵陽凹陷陡嶺村—邵陽—北倉鎮(zhèn)一帶，南部零陵凹陷中的安化縣銅鼓嶺、涼水井、黃勝巖及東北部地區(qū)（圖5）。

3.2.2 有機質類型

泥頁巖有機碳的類型也對頁巖氣富集有一定的控制作用，為頁巖氣評價的次級指標。頁巖有機質類型越好，甲烷的吸附量越大。根據對湘中拗陷不同野外剖面泥頁巖的有機質鏡下鑒定統(tǒng)計，棋梓橋組泥頁巖層為Ⅰ型干酪根，佘田橋組與錫礦山組均為Ⅱ1型，大塘階測水段為Ⅱ2—Ⅲ型（表4）；有機質類型在區(qū)域上變化不大。

表4 湘中拗陷泥頁巖干酪根類型鑒定表Table4 Kerogen type of the shales in the Xiangzhong depression

3.2.3 有機質演化程度

泥頁巖有機質的成熟度對頁巖氣富集也起較大的作用。有機質成熟作用的過程不僅使泥頁巖大量生成天然氣，可供泥頁巖達到飽和吸附；而且隨作成熟度的增加，泥頁巖對天然氣的吸附量也會增加；同時，高的熱演化可以改善泥頁巖的微觀孔隙結構，增加游離氣含量；此外，高演化的頁巖，增加巖石的脆性，有利于對泥頁巖儲層的大型壓裂。

根據對野外采集樣品的鏡質體反射率的測定，湘中拗陷泥盆系—石炭系各套地層的海相泥頁成熟度差異不大，全部為高成熟—過成熟階段（表5），演化階段為濕氣晚期及干氣階段。泥頁巖處于高熱演化階段，有利于大量的天然氣生成及頁巖氣富集。

表5 湘中拗陷野外剖面泥頁巖實測鏡質體反射率數據Table5 Statistics of the reflectivity of vitrinites in the mud shales from field section in the Xiangzhong depression

湘中拗陷的棋梓橋組、佘田橋組、大塘階測水段的海相泥頁巖有機碳含量高、有機質類型好，熱演化程度為高成熟—過成熟階段，具備頁巖氣富集的基礎地質條件，可作為頁巖氣勘探的目的層系。錫礦山組與巖關階泥頁巖厚度較小、分布較局限，有機碳含量偏低，頁巖氣富集條件較差。

4 泥頁巖的吸附性能

泥頁巖的含氣量是頁巖氣資源評價及富集程度最直接的參數。含氣量大小取決于泥頁巖的吸附氣量、游離氣量及溶解氣量。地表樣品因為長期暴露，喪失頁巖氣保存的地質條件，加之該區(qū)熱演化程度高，泥頁巖喪失生氣能力，所以泥頁巖基本不含吸附氣與游離氣。泥頁巖的吸附氣理論值，可以通過泥頁巖的等溫吸附實驗來獲得。泥頁巖的吸附能力與泥頁巖的介質條件（吸附水pH值、礦物質含量）、礦物組成、有機質的豐度、類型及成熟度有密切關系，泥頁巖的吸附量為上述介質條件的綜合反映。

樣品分別取自湘中拗陷漣源地區(qū)金竹山剖面（C1d2）、金鳳剖面（D2q 下部）、張家沖剖面（D3s下段），樣品的基礎分析資料見表6。3條剖面3個樣品雖然有機碳含量高，但因為熱演化程度高，均達到高成熟晚期，熱解S1＋S2參數反映有機質已沒有生氣能力（表6）。

對泥頁巖等溫吸附曲線的測定可以在一定程度上來定量分析泥頁巖理論吸附量的大小。在實驗過程中，借用煤巖Langmuir等溫吸附實驗方法，一般測定巖石在水平衡條件下（稱平衡水分基，簡寫成 W）與空氣干燥條件下（稱空氣干燥基，簡寫成A），泥頁巖的吸附性能。在溫度為30℃條件下測定3個泥頁巖樣品的空氣干燥基及平衡水分基的吸附量（表7）。其中平衡水分基的吸附量最接近地層條件下泥頁巖對甲烷的吸附量。

3個泥頁巖樣品對甲烷的吸附特性有一定相似性，它們在不同的介質條件下隨壓力增加，吸附量增加；在相同壓力條件下，空氣干燥基的吸附量大于平衡水分基的吸附量；吸附量大小與有機碳含量成正比例關系，即有機碳含量越高，吸附量越大。

表6 等溫吸附泥頁巖樣品基礎分析數據Table6 The basic analysis statistics of isothermal adsorption of the mud shale samples

表7 湘中拗陷泥頁巖等溫吸附量及吸附性能參數Table7 The parameters of isothermal adsorption capacity and adsorption properties from the mud shales in the Xiangzhong depression

3個泥頁巖樣品吸附特性有較明顯差異，壓力較低的條件下（p＜4.2MPa），石炭系jzs－p4（C1d2）樣品的吸附量比泥盆系的jf－3（D2q下部）和zjc－12（D2s下部）2個樣品的吸附量大；壓力較大的條件下（p＞5.4MPa），石炭系樣品吸附量逐漸達到吸附平衡，而泥盆系2個樣品的吸附量還未達到吸附平衡，隨壓力增大，吸附量還不斷地增加。說明石炭系泥頁巖已經趨近于達到最大埋深對應的壓力，泥盆系2個樣品還未達到最大埋深對應的壓力，因而沒有達到飽和吸附（圖6）。

圖6 湘中拗陷泥盆—石炭系泥頁巖等溫吸附曲線Fig.6 The isothermal adsorption curve of Devonian－Carboniferous mud shales in the Xiangzhong depression

3套地層3個泥頁巖樣品的Langmuir體積差異較大。金竹山剖面大塘階測水段（jzs－p4）的平衡水分基的Langmuir體積最小，為0.51cm3／g；金鳳剖面棋梓橋組下部（jf－3）最大，為1.35 cm3／g；張家沖剖面佘田橋組下部（zjc－12）頁巖介于中間，為0.92cm3／g。空氣干燥基的Langmuir體積也有類似的規(guī)律。Langmuir壓力差異也較大，jzs－p4 最 小，為 1.56MPa；jf－3 最 大，為10.90MPa；zjc－12介于兩者之間（表8）。

表8 湘中拗陷頁巖等溫吸附特性參數Table8 The parameters of isothermal adsorption properties of the shales in the Xiangzhong depression

湘中拗陷3套地層的泥頁巖吸附性能好，平衡水分基Langmuir體積都較大，在0.51～1.35 cm3／g；3套泥頁巖的吸附性能差異較大，其中金鳳剖面的棋梓橋組（jf－3）泥頁巖Langmuir體積與Langmuir壓力最大，金竹山剖面大塘階測水段（jzs－p4）泥頁巖Langmuir體積與Langmuir壓力最小，張家沖剖面佘田橋組（zjc－12）泥頁巖居中。金鳳剖面的棋梓橋組泥頁巖的Langmuir體積與壓力是金竹山剖面大塘階測水段泥頁巖的近3倍和6倍。

5 結論

a.湘中拗陷泥盆—石炭系海相泥頁巖地表露頭風化嚴重，風化作用使泥頁巖有機碳含量降低。泥頁巖風化后變?yōu)闇\黃色或褐黃色的黏土，在地表較純的泥頁巖層已經完全風化變?yōu)轲ね翆踊蝻L化后剝蝕變?yōu)樨摰匦?，含灰質或砂質的泥頁巖抗風化能力較強，灰?guī)r與石英砂巖基本未被風化。

b.湘中拗陷大塘階測水煤系、佘田橋組、棋梓橋組的泥頁巖厚度大、分布范圍廣、有機碳含量高，有機質類型好、熱演化達到高成熟—過成熟階段，具備頁巖氣富集的物質條件；錫礦山組、巖關階泥頁巖厚度較小、分布局限，有機碳含量低，難于形成頁巖氣富集。

c.湘中拗陷棋梓橋組、佘田橋組及大塘階測水段泥頁巖的Langmuir體積較大，頁巖吸附性能好。泥頁巖的吸附性能差異大，棋梓橋組Langmuir體積及壓力最大，其次是佘田橋組泥頁巖，最小為大塘階測水段泥頁巖。

d.湘中拗陷泥盆—石炭系有3套地層具有形成頁巖氣富集的物質條件及物理條件，分別為大塘階測水煤系、佘田橋組與棋梓橋組，它們?yōu)橄嬷修窒蓓搸r氣勘探的主要目的層系。

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