页岩油富集区常见火山灰沉积，且富有机质页岩与火山灰具有良好的时空耦合关系，例如Appalachian盆地Marcellus组、德克萨斯Eagle Ford组和Williston盆地Bakken组以及准噶尔盆地吉木萨尔凹陷芦草沟组、鄂尔多斯盆地延长组、四川盆地龙马溪组和松辽盆地青山口组等，表明火山灰可能对有机质富集有重要意义，相关研究对丰富有机质富集理论和指导页岩油勘探具有一定的理论和实际意义。
准噶尔盆地吉木萨尔凹陷是我国主要的页岩油勘探区之一，芦草沟组页岩有机质丰度变化大、火山灰含量丰富，为火山灰与有机质富集研究提供了良好的靶区。以芦草沟组为研究对象，系统开展了矿物学、元素地球化学和有机地球化学等研究工作，结合矿物镜下鉴定，综合汞，铁、钍、钪元素和锶同位素方法定量恢复了火山灰含量；基于显微组分和生物标志化合物揭示了芦草沟组有机质来源及其与火山灰的关系；明确了研究区氧化还原程度的元素阈值，刻画了有机质的沉积环境。探讨了火山灰对有机质富集的控制作用，研究认为火山灰不仅可以促进生产力的提升，也可能引诱发细菌硫酸盐还原作用导致有机质厌氧降解。建立了芦草沟组火山灰与有机质富集的关系，当火山灰含量低于20%时，有限的火山灰难以提升生产力，但诱发了细菌硫酸盐还原作用（BSR），导致大量有机质被降解，不利于有机质富集；火山灰含量为20%~40%时，古生产力明显提升，同时由于硫酸盐还原菌的死亡，细菌硫酸盐还原作用强度减弱，高古生产力与低细菌硫酸盐还原强度明显促进有机质富集；火山灰含量大于40%时，水生生物大量死亡，古生产力降低，此时细菌硫酸盐还原作用较弱，对有机质富集的促进作用相对较弱。
研究成果近期发表在石油地质学领域重要期刊Petroleum Science和Marine and Petroleum Geology。论文第一作者和通讯作者为中国石油大学（华东）地学院丁修建副教授。合作者包括中国石油大学（华东）查明、曲江秀、钱亮蓉以及中石油新疆油田阿布力米提·依明、卞保力、刘海磊和蒋文龙等。
图1.吉木萨尔凹陷芦草沟组火山灰与有机质富集模式
论文链接：Ding Xiujian, He Wenjun, Liu Hailei, et al., 2023. Organic matter accumulation in lacustrine shale of the Permian Jimsar Sag, Junggar Basin, NW China. Petroleum Science, 20, 1327-1346. doi.org/10.1016/j.petsci.2022.11.004.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1995822622002904.
Ding Xiujian, Qian Liangrong, Jiang Wenlong, et al., 2023. Volcanic ash content of Permian lucagou shale in the Jimsar sag, Junggar Basin: Evidence from comprehensive analysis of mercury (Hg), major elements, strontium isotope, and thin section. Marine and Petroleum Geology, 157, 106501. doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2023.106501.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817223004075.
Qian Liangrong, Ding Xiujian, Liu Hailei, 2024. Reconstructing salinity and redox variation of permian Lucaogou Formation in the Jimsar Sag, the Junggar Basin, China: Combining trace elements and biomarkers as proxies. Marine and Petroleum Geology, 162, 106737. doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106737.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817224000497
Ding Xiujian, Qian Liangrong, Jiang Wenlong, 2024. Review of bacterial sulfate reduction in lacustrine deposition and its identification in the Jimsar Sag, Junggar Basin. Marine and Petroleum Geology, 163, 106801. doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106801. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264817224001132
