Reconstruction of Provenance and Paleo-sedimentary Environment of the Chang 8 Oil Layer in the Southwestern Margin of the Ordos Basin: Evidence from Petrogeochemistry

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2023.037

Abstract

Abstract:

Geochemical characteristics of sedimentary rocks recorded important sedimentary and source region tectonic information, which can be an effective means to understand the provenance and paleo-sedimentary environment.Based on geochemical analysis of 14 mudstone and silty mudstone samples in combination with core logging data, the provenance and paleoenvironment of the Chang 8 oil layer of the Yanchang Formation in the southwestern margin of Ordos Basin have been systematically studied.The main conclusions are as follows: The source region was an active continental margin, and the local source of the Chang 8 oil layer is mainly from the metamorphic and igneous rocks of the Qin-Qi orogenic belt in the southwestern margin of the Basin.Combined with different element abundance and ratios and sedimentary marker, our results show that the paleoclimate was dominated by semi-humid-semi-arid, hot arid climatic conditions, and the paleotemperature was generally higher than 15 ℃ and the average temperature of the Yanchang period.Water depth during the Chang 8 deposition was shallow, the paleosalinity was dominated by freshwater environment.The paleo-redox environment was oxidizing under shallow water.The paleoenvironment conditions and sufficient material source provided favorable conditions for the development of the shallow water deltaic sedimentary system.

Key words: Ordos Basin, elemental geochemistry, paleo-sedimentary environment, provenance, Chang 8 oil layer

CLC Number:

CHEN Xi, XIAO Ling, WANG Mingyu, HAO Chenxi, WANG Feng, TANG Hongnan. Reconstruction of Provenance and Paleo-sedimentary Environment of the Chang 8 Oil Layer in the Southwestern Margin of the Ordos Basin: Evidence from Petrogeochemistry[J]. Geoscience, 2023, 37(05): 1264-1281.

Figures/Tables 17

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样品	岩性	SiO₂	Al₂O₃	CaO	Fe₂O₃	K₂O	MgO	Na₂O	P₂O₅	TiO₂	MnO	CIA	CIA_corr	ICV	K₂O/Na₂O
Zh16	泥岩	65.1	13.61	1.58	5.97	2.49	2.17	2.89	0.15	0.76	0.13	57.71	63.21	1.53	0.86
Q92-1	泥岩	59.64	14.43	2.21	6.45	2.80	2.45	2.88	0.21	0.81	0.07	56.08	60.05	1.61	0.97
C14	泥岩	64.16	12.37	3.06	5.57	2.08	2.18	2.32	0.10	0.61	0.08	55.57	59.76	1.75	0.90
Yan228	泥岩	62.17	13.36	2.25	5.91	2.36	1.87	1.91	0.19	1.03	0.12	60.17	61.78	1.48	1.24
M171	泥岩	63.59	12.18	3.18	6.03	2.51	2.12	1.87	0.22	1.01	0.06	57.84	58.83	1.82	1.34
Q94	泥岩	62.27	12.64	1.83	6.28	2.03	1.94	2.38	0.16	0.87	0.08	58.23	63.21	1.55	0.85
M133	泥岩	65.49	13.03	3.17	5.61	2.47	2.07	2.74	0.15	0.57	0.09	52.70	56.90	1.74	0.90
M268	泥岩	61.72	12.28	3.27	6.57	2.37	2.46	2.32	0.21	0.88	0.09	54.61	57.81	1.96	1.02
M241	泥岩	61.73	13.21	1.75	5.87	2.51	2.31	2.25	0.17	0.63	0.07	58.93	61.62	1.53	1.12
Q92-2	泥岩	61.02	11.69	2.17	6.15	2.14	2.07	2.51	0.15	0.52	0.11	53.78	58.66	1.75	0.85
M76	泥岩	64.27	13.72	2.04	5.97	2.51	1.82	2.57	0.18	0.74	0.08	57.27	61.11	1.47	0.98
M231	泥岩	64.48	11.08	1.87	5.67	2.65	1.99	2.48	0.15	0.51	0.12	52.56	55.74	1.79	1.07
Yan255	粉砂质泥岩	63.36	14.05	1.87	5.61	2.56	2.33	2.04	0.16	0.77	0.07	60.54	62.09	1.43	1.25
Yan59	粉砂质泥岩	59.73	13.21	3.24	5.85	2.55	1.83	2.46	0.17	0.03	0.09	58.93	61.62	1.65	1.04
平均值		62.77	12.92	2.39	5.97	2.43	2.12	2.40	0.17	0.70	0.09	56.49	59.91	1.65	1.03

样品	岩性	SiO₂	Al₂O₃	CaO	Fe₂O₃	K₂O	MgO	Na₂O	P₂O₅	TiO₂	MnO	CIA	CIA_corr	ICV	K₂O/Na₂O
Zh16	泥岩	65.1	13.61	1.58	5.97	2.49	2.17	2.89	0.15	0.76	0.13	57.71	63.21	1.53	0.86
Q92-1	泥岩	59.64	14.43	2.21	6.45	2.80	2.45	2.88	0.21	0.81	0.07	56.08	60.05	1.61	0.97
C14	泥岩	64.16	12.37	3.06	5.57	2.08	2.18	2.32	0.10	0.61	0.08	55.57	59.76	1.75	0.90
Yan228	泥岩	62.17	13.36	2.25	5.91	2.36	1.87	1.91	0.19	1.03	0.12	60.17	61.78	1.48	1.24
M171	泥岩	63.59	12.18	3.18	6.03	2.51	2.12	1.87	0.22	1.01	0.06	57.84	58.83	1.82	1.34
Q94	泥岩	62.27	12.64	1.83	6.28	2.03	1.94	2.38	0.16	0.87	0.08	58.23	63.21	1.55	0.85
M133	泥岩	65.49	13.03	3.17	5.61	2.47	2.07	2.74	0.15	0.57	0.09	52.70	56.90	1.74	0.90
M268	泥岩	61.72	12.28	3.27	6.57	2.37	2.46	2.32	0.21	0.88	0.09	54.61	57.81	1.96	1.02
M241	泥岩	61.73	13.21	1.75	5.87	2.51	2.31	2.25	0.17	0.63	0.07	58.93	61.62	1.53	1.12
Q92-2	泥岩	61.02	11.69	2.17	6.15	2.14	2.07	2.51	0.15	0.52	0.11	53.78	58.66	1.75	0.85
M76	泥岩	64.27	13.72	2.04	5.97	2.51	1.82	2.57	0.18	0.74	0.08	57.27	61.11	1.47	0.98
M231	泥岩	64.48	11.08	1.87	5.67	2.65	1.99	2.48	0.15	0.51	0.12	52.56	55.74	1.79	1.07
Yan255	粉砂质泥岩	63.36	14.05	1.87	5.61	2.56	2.33	2.04	0.16	0.77	0.07	60.54	62.09	1.43	1.25
Yan59	粉砂质泥岩	59.73	13.21	3.24	5.85	2.55	1.83	2.46	0.17	0.03	0.09	58.93	61.62	1.65	1.04
平均值		62.77	12.92	2.39	5.97	2.43	2.12	2.40	0.17	0.70	0.09	56.49	59.91	1.65	1.03

样品	岩性	Li		V		Cr		Co		Ni		Cu		Rb		Ga		Sr		Zr		Ba			Hf	U		Th
Zh16	泥岩	40.18		113.51		93.16		24.59		45.74		33.21		137.14		22.24		176.86		108.93		615.75			3.49	2.82		13.12
Q92-1	泥岩	59.36		150.12		96.63		22.82		44.79		43.04		155.68		26.17		226.91		144.28		746.08			4.58	3.24		13.35
C14	泥岩	30.12		126.46		88.00		13.82		33.06		35.99		150.82		24.06		191.55		144.19		789.27			4.79	2.65		12.43
Y228	泥岩	52.65		127.34		93.31		17.55		38.07		38.29		142.51		26.93		148.54		161.70		625.81			5.36	3.31		13.36
M171	泥岩	54.42		123.29		85.75		28.69		50.09		39.48		150.86		25.72		182.83		134.56		610.92			4.51	3.31		13.11
Q94	泥岩	45.87		117.62		107.52		17.61		39.52		35.11		138.77		23.92		213.51		141.00		811.73			4.86	3.40		14.46
M133	泥岩	27.26		111.53		127.36		17.38		31.20		13.30		87.96		25.78		404.86		60.39		1196.74			2.43	2.00		11.91
M268	泥岩	33.21		108.32		122.37		13.36		28.14		20.05		97.18		23.21		316.95		106.58		1019.28			3.57	2.93		9.08
M241	泥岩	36.17		89.01		104.55		16.87		30.47		28.17		87.35		20.53		417.06		94.67		828.54			5.16	2.87		14.05
Q92-2	泥岩	30.52		79.70		79.96		12.12		30.59		11.26		66.92		16.45		202.91		79.47		598.67			2.78	1.67		7.62
M76	泥岩	53.84		122.71		85.49		21.67		43.96		38.11		128.82		23.44		206.14		148.04		799.95			4.82	3.70		12.25
M231	泥岩	56.19		122.71		85.49		20.04		31.05		32.27		97.26		21.06		405.69		125.61		617.39			3.15	2.53		14.65
Y255	粉砂质泥岩	34.39		130.15		105.63		15.80		33.40		14.22		87.08		24.04		175.00		134.72		722.46			5.03	2.65		15.54
Y59	粉砂质泥岩	35.56		129.95		135.48		16.97		30.38		9.00		98.83		24.62		210.58		121.58		1165.20			4.68	2.27		12.25
平均值		42.12		118.03		100.76		18.52		36.46		27.96		116.23		23.44		248.53		121.84		796.27			4.23	2.81		12.66
UC		20.00		60.00		35.85		10.00		20.00		25.00				17.00		350.00		190.00		550.00			5.80	2.80		10.70
样品	岩性		Ta		Y		W		Bi		Sr/Ba		V/Cr		Ni/Co		U/Th		δU		Sr/Cu		Rb/Sr	V₀(mm/h)			h(m)
Zh16	泥岩		0.83		24.69		1.32		0.49		0.29		1.22		1.86		0.21		0.74		5.33		0.78	0.3			58.1
Q92-1	泥岩		0.94		28.73		1.60		0.63		0.30		1.55		1.96		0.24		0.91		5.27		0.69	0.4			31.6
C14	泥岩		0.92		25.83		1.52		0.43		0.24		1.44		2.39		0.21		0.69		5.32		0.79	0.3			16.9
Y228	泥岩		1.02		25.98		1.37		0.42		0.24		1.36		2.17		0.25		0.94		3.88		0.96	0.4			13.3
M171	泥岩		0.89		28.34		1.30		0.70		0.30		1.44		1.75		0.25		0.95		4.63		0.83	0.4			48.2
Q94	泥岩		1.00		23.31		1.55		0.55		0.26		1.09		2.24		0.24		0.94		6.08		0.65	0.4			19.2
M133	泥岩		0.88		16.14		0.96		0.09		0.34		0.88		1.80		0.17		0.45		30.44		0.22	0.3			21.5
M268	泥岩		0.62		18.91		1.26		0.18		0.31		0.89		2.11		0.32		0.96		15.81		0.31	0.3			12.9
M241	泥岩		0.94		24.73		1.04		0.14		0.50		0.85		1.81		0.20		0.73		14.81		0.21	0.3			26.1
Q92-2	泥岩		0.58		19.23		0.83		0.10		0.34		1.00		2.52		0.22		0.44		18.02		0.33	0.3			17.4
M76	泥岩		0.94		26.76		1.57		0.45		0.26		1.44		2.03		0.30		1.17		5.41		0.62	0.3			44.4
M231	泥岩		1.25		25.54		0.88		0.55		0.66		1.04		1.55		0.17		0.58		12.57		0.24	0.4			22.6
Y255	粉砂质泥岩		1.11		17.85		1.26		0.12		0.24		1.23		2.11		0.17		0.60		12.31		0.50	0.4			12.0
Y59	粉砂质泥岩		1.46		27.92		1.26		0.10		0.18		0.96		1.79		0.19		0.54		23.40		0.47	0.4			7.6
平均值			0.96		23.85		1.27		0.35		0.32		1.17		2.01		0.22		0.76		11.66		0.54				25.1
UC			2.20		22.00		2.00		0.13

样品	岩性	Li		V		Cr		Co		Ni		Cu		Rb		Ga		Sr		Zr		Ba			Hf	U		Th
Zh16	泥岩	40.18		113.51		93.16		24.59		45.74		33.21		137.14		22.24		176.86		108.93		615.75			3.49	2.82		13.12
Q92-1	泥岩	59.36		150.12		96.63		22.82		44.79		43.04		155.68		26.17		226.91		144.28		746.08			4.58	3.24		13.35
C14	泥岩	30.12		126.46		88.00		13.82		33.06		35.99		150.82		24.06		191.55		144.19		789.27			4.79	2.65		12.43
Y228	泥岩	52.65		127.34		93.31		17.55		38.07		38.29		142.51		26.93		148.54		161.70		625.81			5.36	3.31		13.36
M171	泥岩	54.42		123.29		85.75		28.69		50.09		39.48		150.86		25.72		182.83		134.56		610.92			4.51	3.31		13.11
Q94	泥岩	45.87		117.62		107.52		17.61		39.52		35.11		138.77		23.92		213.51		141.00		811.73			4.86	3.40		14.46
M133	泥岩	27.26		111.53		127.36		17.38		31.20		13.30		87.96		25.78		404.86		60.39		1196.74			2.43	2.00		11.91
M268	泥岩	33.21		108.32		122.37		13.36		28.14		20.05		97.18		23.21		316.95		106.58		1019.28			3.57	2.93		9.08
M241	泥岩	36.17		89.01		104.55		16.87		30.47		28.17		87.35		20.53		417.06		94.67		828.54			5.16	2.87		14.05
Q92-2	泥岩	30.52		79.70		79.96		12.12		30.59		11.26		66.92		16.45		202.91		79.47		598.67			2.78	1.67		7.62
M76	泥岩	53.84		122.71		85.49		21.67		43.96		38.11		128.82		23.44		206.14		148.04		799.95			4.82	3.70		12.25
M231	泥岩	56.19		122.71		85.49		20.04		31.05		32.27		97.26		21.06		405.69		125.61		617.39			3.15	2.53		14.65
Y255	粉砂质泥岩	34.39		130.15		105.63		15.80		33.40		14.22		87.08		24.04		175.00		134.72		722.46			5.03	2.65		15.54
Y59	粉砂质泥岩	35.56		129.95		135.48		16.97		30.38		9.00		98.83		24.62		210.58		121.58		1165.20			4.68	2.27		12.25
平均值		42.12		118.03		100.76		18.52		36.46		27.96		116.23		23.44		248.53		121.84		796.27			4.23	2.81		12.66
UC		20.00		60.00		35.85		10.00		20.00		25.00				17.00		350.00		190.00		550.00			5.80	2.80		10.70
样品	岩性		Ta		Y		W		Bi		Sr/Ba		V/Cr		Ni/Co		U/Th		δU		Sr/Cu		Rb/Sr	V₀(mm/h)			h(m)
Zh16	泥岩		0.83		24.69		1.32		0.49		0.29		1.22		1.86		0.21		0.74		5.33		0.78	0.3			58.1
Q92-1	泥岩		0.94		28.73		1.60		0.63		0.30		1.55		1.96		0.24		0.91		5.27		0.69	0.4			31.6
C14	泥岩		0.92		25.83		1.52		0.43		0.24		1.44		2.39		0.21		0.69		5.32		0.79	0.3			16.9
Y228	泥岩		1.02		25.98		1.37		0.42		0.24		1.36		2.17		0.25		0.94		3.88		0.96	0.4			13.3
M171	泥岩		0.89		28.34		1.30		0.70		0.30		1.44		1.75		0.25		0.95		4.63		0.83	0.4			48.2
Q94	泥岩		1.00		23.31		1.55		0.55		0.26		1.09		2.24		0.24		0.94		6.08		0.65	0.4			19.2
M133	泥岩		0.88		16.14		0.96		0.09		0.34		0.88		1.80		0.17		0.45		30.44		0.22	0.3			21.5
M268	泥岩		0.62		18.91		1.26		0.18		0.31		0.89		2.11		0.32		0.96		15.81		0.31	0.3			12.9
M241	泥岩		0.94		24.73		1.04		0.14		0.50		0.85		1.81		0.20		0.73		14.81		0.21	0.3			26.1
Q92-2	泥岩		0.58		19.23		0.83		0.10		0.34		1.00		2.52		0.22		0.44		18.02		0.33	0.3			17.4
M76	泥岩		0.94		26.76		1.57		0.45		0.26		1.44		2.03		0.30		1.17		5.41		0.62	0.3			44.4
M231	泥岩		1.25		25.54		0.88		0.55		0.66		1.04		1.55		0.17		0.58		12.57		0.24	0.4			22.6
Y255	粉砂质泥岩		1.11		17.85		1.26		0.12		0.24		1.23		2.11		0.17		0.60		12.31		0.50	0.4			12.0
Y59	粉砂质泥岩		1.46		27.92		1.26		0.10		0.18		0.96		1.79		0.19		0.54		23.40		0.47	0.4			7.6
平均值			0.96		23.85		1.27		0.35		0.32		1.17		2.01		0.22		0.76		11.66		0.54				25.1
UC			2.20		22.00		2.00		0.13

样品	岩性	La	Ce	Pr	Nd	Sm	Eu	Gd	Tb	Dy	Ho	Er	Tm
Zh16	泥岩	39.41	76.37	10.08	33.43	7.00	1.53	6.23	1.00	4.91	0.92	2.61	0.41
Q92-1	泥岩	42.95	83.02	10.11	35.10	6.49	1.41	5.79	0.99	5.41	1.06	3.13	0.51
C14	泥岩	42.36	81.48	10.28	36.11	6.88	1.55	6.13	1.00	5.23	1.02	2.87	0.47
Y228	泥岩	63.74	112.90	13.64	46.68	8.26	1.60	6.96	1.06	5.99	1.09	3.24	0.55
M171	泥岩	44.15	84.63	10.49	36.45	6.89	1.48	6.26	1.02	6.15	1.10	3.22	0.52
Q94	泥岩	41.10	78.92	9.79	33.85	6.32	1.33	5.55	0.89	4.79	0.93	2.73	0.45
M133	泥岩	59.48	112.86	13.06	47.55	7.84	2.07	6.40	0.92	4.22	0.75	1.87	0.27
M268	泥岩	50.78	108.27	10.84	42.46	6.57	1.27	5.37	0.94	5.37	1.06	2.94	0.56
M241	泥岩	43.39	126.84	11.09	33.94	6.16	1.63	5.51	1.05	4.67	0.89	2.82	0.47
Q92-2	泥岩	26.94	53.31	6.33	24.22	4.87	1.16	4.59	0.76	4.09	0.76	2.06	0.31
M76	泥岩	42.22	83.22	10.47	36.79	7.13	1.60	6.23	1.03	5.49	1.05	2.96	0.48
M231	泥岩	49.27	79.36	12.56	45.03	7.32	1.41	5.35	0.96	4.55	1.16	2.87	0.46
Y255	粉砂质泥岩	54.56	101.53	11.66	41.56	7.12	1.31	5.91	0.87	4.22	0.78	2.23	0.36
Y59	粉砂质泥岩	84.53	153.55	17.22	59.78	9.65	1.75	8.12	1.22	6.17	1.15	3.19	0.51
平均值		48.92	95.45	11.26	39.50	7.04	1.51	6.03	0.98	5.09	0.98	2.77	0.45
样品	岩性	Yb	Lu	ΣREE	ΣLREE	ΣHREE	δEu	δCe	La/Yb	(La/ Sm)_N	(La/ Yb)_N	(Sm/ Nd)_N	(Gd/ Yb)_N
Zh16	泥岩	2.54	0.37	186.81	167.82	18.99	0.69	0.90	15.52	3.54	10.46	0.64	1.98
Q92-1	泥岩	3.28	0.48	199.73	179.08	20.65	0.69	0.93	13.09	4.16	8.83	0.57	1.42
C14	泥岩	3.01	0.43	198.82	178.66	20.16	0.72	0.91	14.07	3.87	9.49	0.59	1.64
Y228	泥岩	3.63	0.52	269.86	246.82	23.04	0.63	0.88	17.56	4.85	11.84	0.54	1.55
M171	泥岩	3.27	0.47	206.10	184.09	22.01	0.68	0.92	13.50	4.03	9.10	0.58	1.54
Q94	泥岩	2.88	0.42	189.95	171.31	18.64	0.67	0.92	14.27	4.09	9.62	0.57	1.56
M133	泥岩	1.59	0.22	259.10	242.86	16.24	0.87	0.93	37.41	4.77	25.22	0.51	3.25
M268	泥岩	2.57	0.36	239.36	220.19	19.17	0.63	1.06	19.76	4.86	13.32	0.48	1.69
M241	泥岩	2.94	0.42	241.82	223.05	18.77	0.84	1.36	14.76	4.43	9.95	0.56	1.51
Q92-2	泥岩	1.88	0.28	131.56	116.83	14.73	0.74	0.95	14.33	3.48	9.66	0.62	1.97
M76	泥岩	3.57	0.44	202.68	181.43	21.25	0.72	0.93	11.83	3.72	7.97	0.60	1.41
M231	泥岩	2.91	0.51	213.72	194.95	18.77.	0.66	0.75	16.93	4.23	11.41	0.50	1.48
Y255	粉砂质泥岩	2.35	0.35	234.81	217.74	17.07	0.60	0.93	23.22	4.82	15.65	0.53	2.03
Y59	粉砂质泥岩	3.16	0.46	350.46	326.48	23.98	0.59	0.92	26.75	5.51	18.03	0.50	2.07
平均值		2.83	0.41	223.20	203.67	19.59	0.69	0.948	18.07	4.31	12.18	0.56	1.79