付小東，邱楠生，秦建中，滕格爾，劉文匯，王小芳

(1.中國石油大學(北京)，北京 102249； 2.中國石油杭州地質研究院，杭州 310023；3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質研究所，江蘇 無錫 214126)

中上揚子區(qū)海相層系烴源巖硫含量分布與硫同位素組成特征

付小東1,2，邱楠生1，秦建中3，滕格爾3，劉文匯3，王小芳2

(1.中國石油大學(北京)，北京 102249； 2.中國石油杭州地質研究院，杭州 310023；3.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質研究所，江蘇 無錫 214126)

中上揚子區(qū)海相層系烴源巖相對該區(qū)陸相烴源巖總體富硫，且不同層位、同層位不同巖性烴源巖硫含量差異明顯，總硫含量與總有機碳含量間存在一定的正相關性。烴源巖中各種形態(tài)硫以有機硫和無機黃鐵礦硫為主，單質硫在海相烴源巖中較常見，但占總硫含量的比例低。海相烴源巖硫同位素變化范圍大，主要在-35‰～30‰，有機硫和單質硫同位素相對偏負，均值分別為-8.68‰和-5.65‰；黃鐵礦和硫酸鹽硫同位素則相對偏重，均值分別為4.15‰和2.19‰。

硫含量；烴源巖；海相層系；中上揚子區(qū)

中上揚子區(qū)海相層系主要發(fā)育下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(-C1n)、下志留統(tǒng)龍馬溪組(S1l)、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M(P2l)、大隆組(P2d)等幾套富有機質主力烴源巖；以及下二疊統(tǒng)棲霞組(P1q)、茅口組(P1m)等幾套次要烴源巖。前人對該地區(qū)海相烴源巖的有機地化特征已進行了大量研究[1-17]，但對烴源巖中各種形態(tài)含硫物質含量及同位素特征的研究工作開展得較少。本文系統(tǒng)分析了中上揚子區(qū)海相層系不同時代烴源巖中含硫物質的含量分布、硫同位素特征，以期為深入認識地層中硫的地球化學循環(huán)過程、烴源巖沉積和成巖環(huán)境、生烴演化過程、高含硫天然氣藏成因等研究提供有價值的信息。

1 樣品與分析方法

利用鉆井、淺井以及露頭剖面采集中上揚子區(qū)海相層系各時代烴源巖樣品千余塊，系統(tǒng)開展烴源巖中各種形態(tài)含硫物質硫含量及硫同位素分析。利用Leco CS-200碳硫分析儀分析烴源巖中總硫含量(標準：GB/T19145-2003)；利用Varioel Ⅲ元素分析儀分析干酪根中有機硫元素含量(標準：GB/T19143-2003)；利用Bruker D8S全巖X衍射儀分析烴源巖中的黃鐵礦和石膏等含硫礦物含量(標準：SY/T6210-1996)。部分烴源巖樣品中含硫物質同位素δ34S分析在中國科學院蘭州地質研究所和地質與地球物理研究所穩(wěn)定同位素地球化學實驗室完成。

2 海相層系烴源巖含硫物質類型

前人常將沉積巖中硫的存在形態(tài)分為有機硫、黃鐵礦硫、單硫化物硫和硫酸鹽硫等4種類型[18-20]。本文根據含硫物質的化學結合形式和存在狀態(tài)，將烴源巖中的硫分為有機硫、無機硫和單質硫3大類(圖1)：有機硫包括存在于干酪根中的硫元素和可溶抽提物中的硫醇、硫酚和硫醚等含硫有機化合物中的硫；無機硫主要以各種含硫礦物的形式存在，主要包括黃鐵礦等金屬硫化物和石膏、芒硝、重晶石等硫酸鹽礦物；單質硫主要存在于烴源巖可溶抽提物中，以微粒的硫磺晶體形式存在。

3 海相層系烴源巖硫含量特征

3.1烴源巖總硫含量

3.1.1 飛仙關組(T1f)、長興組(P2ch)

下三疊統(tǒng)飛仙關組與上二疊統(tǒng)長興組烴源巖巖性主要為灰?guī)r、泥質灰?guī)r或泥灰?guī)r，有機質豐度低。其總硫含量變化在0.01%～0.97%，平均0.19%；超過80%的樣品總硫含量在0.3%以下(圖2a)。

圖1 海相層系烴源巖中硫的主要賦存形式

3.1.2 大隆組(P2d)

上二疊統(tǒng)大隆組烴源巖主要發(fā)育在川東北、鄂西一帶；巖性以硅質巖、硅質頁巖、硅質灰?guī)r為主。48個硅質巖、泥頁巖樣品總硫含量變化相對較大，分布在0.09%～5.39%，平均1.12%；9個灰?guī)r烴源巖樣品總硫含量明顯較硅質巖和泥質巖低，分布在0.04%～0.21%，平均僅0.11%。大隆組烴源巖約60%的樣品總硫含量分布在0～0.5%，總硫含量與總有機碳含量之間表現(xiàn)出明顯的正相關性，總有機碳含量大于2.0%的樣品其總硫含量多在1.0%以上(圖2b)。

3.1.3 龍?zhí)督M(P2l)

龍?zhí)督M(含吳家坪組)烴源巖以泥頁巖為主，部分剖面煤層發(fā)育，泥質烴源巖總有機碳含量高，多大于2.0%，灰?guī)r總有機碳含量普遍較低，總硫含量與總有機碳含量也表現(xiàn)出一定的正相關性。各剖面龍?zhí)督M119個泥頁巖樣品總硫含量變化大，分布在0.04%～10.45%，平均2.15%；68個灰?guī)r烴源巖樣品總硫含量明顯較硅質巖和泥質巖要低，分布在0.018%～4.99%，平均0.51%。龍?zhí)督M烴源巖總硫含量分布相對分散，約45%的樣品分布在0～0.5%，約25%的樣品分布在0.5%～1.5%(圖2c)。

圖2 中上揚子區(qū)海相層系烴源巖硫含量分布特征

3.1.4 棲霞組(P1q)、茅口組(P1m)

下二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組烴源巖以灰?guī)r為主，少量泥頁巖， 111個灰?guī)r樣品總硫含量分布在0.02%～4.67%，平均僅0.26%；而22個泥頁巖類樣品總硫含量分布在0.01%～2.8%，平均高達0.56%，明顯高于灰?guī)r。下二疊統(tǒng)烴源巖總硫含量分布十分集中，約85%的樣品分布在0～0.5%(圖2d)。

3.1.5 下志留統(tǒng)龍馬溪組(S1l)

龍馬溪組(含上奧陶統(tǒng)五峰組)烴源巖以泥巖、頁巖、碳質頁巖及硅質巖為主，各剖面的236個烴源巖樣品總硫含量分布在0.002%～8.66%，大多數(shù)樣品在4.0%以下，平均0.75%。總硫含量相對分散，含量小于0.5%的樣品約占42%；在0.5%～1.0%和1.0%～1.5%區(qū)間的分別約占25%和17%(圖2e)。

3.1.6 下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(-C1n)

牛蹄塘組烴源巖以泥巖、頁巖和硅質巖為主， 194個樣品總硫含量分布在0.01%～7.57%，平均0.96%；含量小于0.5%的樣品約占53%；0.5%～1.5%區(qū)間的約占25%。總硫含量與總有機碳含量之間存在一定的相關性，總硫含量大于2.0%的樣品其總有機碳含量基本也在2.0%以上(圖2f)。

3.1.7 海相與陸相烴源巖總硫含量對比

在中上揚子地區(qū)，除發(fā)育海相和海陸過渡相烴源巖外，三疊系—侏羅系還發(fā)育須家河組(T3x)、自流井組(J1z)與千佛崖組(J2q)等湖相、河流相、沼澤相等陸相煤系烴源巖，有機質豐度高。上述層位的197個陸相泥頁巖樣品硫含量在0.004%～1.87%，平均僅0.13%，且分布十分集中，含量小于0.2%的樣品約占85%(圖3)。中上揚子區(qū)古生界海相層系無論是泥質巖烴源巖還是灰?guī)r烴源巖其總硫含量都要遠高于該區(qū)的陸相層系烴源巖。

3.2烴源巖干酪根中硫含量

對中上揚子區(qū)海相層系部分烴源巖干酪根進行了硫元素含量分析(表1)，并與陸相烴源巖進行對比。由于干酪根制備過程中難將黃鐵礦除盡，因而元素分析儀分析的硫元素除有機硫外，可能還包含了部分黃鐵礦硫。烴源巖干酪根中硫元素是有機硫的重要賦存形式，湘西地區(qū)牛蹄塘組黑色頁巖中有機硫占總硫的1.84%～73.39%，平均可高達27%[19]。中上揚子區(qū)海相層系干酪根中硫元素質量分數(shù)主要占1.0%～20%，平均約8.39%。不同層位的烴源巖存在一定差異，二疊系茅口組、龍?zhí)督M、大隆組、下志留統(tǒng)龍馬溪組烴源巖干酪根硫元素質量分數(shù)接近，在8.0%左右；牛蹄塘組最高，達15.1%。中上揚子區(qū)海相層系烴源巖干酪根硫含量似乎較國外部分盆地海相烴源巖高，如澳大利亞二疊系塔曼油頁巖干酪根中硫質量分數(shù)約3.8%，法國二疊系奧坦煙煤為2.5%，北撒哈拉志留系烴源巖在3.3%～3.8%，愛沙尼亞奧陶系庫克賽特統(tǒng)烴源巖為2.2%[21]。

圖3 中上揚子區(qū)陸相烴源巖總硫含量分布特征

烴源巖類型層位硫元素質量分數(shù)/%樣品數(shù)/個海相烴源巖陸相烴源巖大隆組5.67～13.24/8.5114龍?zhí)督M1.31～19.77/8.0017茅口組1.14～15.43/8.426龍馬溪組0.1～18.55/7.694牛蹄塘組14.04～17.08/15.104海相匯總0.1～19.77/8.3947千佛崖組0.97～2.90/1.942自流井組1.17～2.22/1.863須家河組0.18～3.97/1.509陸相匯總0.18～3.97/1.6414

注：5.67～13.24/8.51表示最小值～最大值/平均值。

中上揚子區(qū)海相烴源巖干酪根中硫元素含量相對于陸相烴源巖也明顯要高，陸相烴源巖硫元素質量分數(shù)僅在0.18%～3.97%之間變化，均值為1.64%(表1)，海相烴源巖與陸相烴源巖干酪根硫元素含量特征差異與二者的總硫含量差異較一致。

3.3烴源巖中含硫礦物含量

烴源巖中的無機硫通常以金屬硫化物或硫酸鹽礦物的形式存在。中上揚子區(qū)海相層系195塊烴源巖樣品全巖X衍射和掃描電鏡分析顯示，在富有機質泥頁巖烴源巖中較常見的含硫礦物有黃鐵礦、石膏、重晶石、芒硝等。

黃鐵礦在海相層系烴源巖中十分普遍，分析的樣品中85個樣品發(fā)現(xiàn)黃鐵礦存在，占分析樣品的43.5%。掃描電鏡分析表明烴源巖中的黃鐵礦較多為草莓狀黃鐵礦，黃鐵礦占全巖礦物組成的0.2%～12%，大多在5%以下(圖4a)，平均約2.16%。在發(fā)現(xiàn)黃鐵礦的烴源巖中，黃鐵礦含量與總硫含量之間存在較明顯的正相關性(圖5a)，表明黃鐵礦硫在總硫中占有較大比重。黃鐵礦是鐵的二硫化物，純黃鐵礦中含有46.67%的鐵和53.33%的硫，據此可推算在含黃鐵礦的烴源巖中，黃鐵礦硫在烴源巖中的含量大致在0.11～6.4%，平均約1.15%，占總硫的百分比則在6.15%～88.8%，平均52.6%；與前人研究湘西地區(qū)牛蹄塘組黑色頁巖黃鐵礦硫占總硫的百分比較接近，其分布范圍在10.61%～91.56%，均值43.4%[19]。

石膏(含硬石膏)在海相烴源巖中也較常見，分析的烴源巖樣品中54塊含有石膏，占總樣品的31%，其含量在0.1%～5.0%，大多在2%以下，平均在1.25%(圖4b)。石膏含量與烴源巖總硫含量間的相關性不如黃鐵礦明顯(圖5b)，表明石膏含量對總硫的影響不如黃鐵礦顯著。前人研究也表明，黑色頁巖中可溶硫酸鹽硫占總硫的百分比在0.94%～58.1%，平均22.4%[19]，僅約為黃鐵礦硫的一半。

重晶石在烴源巖中較少見，僅在15個樣品中檢測到，含量分布在0.1%～6.9%，也大多在2.0%以下，平均1.83%(圖4c)。湘西地區(qū)牛蹄塘組黑色頁巖中重晶石硫占總硫的百分比平均5.97%，含量較低[19]。芒硝在烴源巖中少見，分析的近200塊樣品中僅4塊樣品含芒硝，含量在0.4%～3.0%，平均僅1.18%。

各種含硫礦物在烴源巖中的檢出頻率，以及不同礦物硫在總硫中的所占百分比分析表明，烴源巖中無機硫主要為黃鐵礦硫，其次為石膏中的硫，以重晶石硫和芒硝形式賦存的硫占總硫的百分比極低，一般小于5.0%。

3.4烴源巖中單質硫含量

烴源巖中除了以化合物形式存在的化合態(tài)硫外，還較普遍的存在單質硫。川東北地區(qū)古生界海相烴源巖的有機抽提物中單質硫含量分布在(0.91～ 375.88)×10-6，變化范圍較大。單質硫含量與有機碳含量之間存在良好的正相關性(圖6)[22]，表明海相烴源巖中的單質硫主要發(fā)育在富有機質沉積的層段中，可能預示著烴源巖中的單質硫與有機質之間存在著成因聯(lián)系[22]。雖然單質硫在烴源巖中廣泛存在，但其占總硫的百分比低，僅在0.001%～0.036%，說明99.9%以上的硫元素是以化合態(tài)形式賦存于烴源巖中。

圖4 中上揚子區(qū)海相層系烴源巖含硫礦物分布特征

圖5 中上揚子區(qū)海相層系烴源巖中含硫礦物含量與總硫含量關系

圖6 中上揚子區(qū)海相層系烴源巖中單質硫含量與有機碳含量關系[22]

4 海相層系烴源巖硫同位素特征

硫同位素是認識地層中含硫物質演化與循環(huán)過程的重要依據。選取部分典型烴源巖樣品進行了不同含硫物質的硫同位素分析，綜合前人分析數(shù)據[19-20,23-31]，研究中上揚子區(qū)古生界海相烴源巖中不同賦存形式的含硫物質硫同位素特征(圖7)，并與四川盆地高含硫氣藏儲層中含硫物質硫同位素特征進行對比。

海相烴源巖中有機硫同位素(δ34S)分布范圍廣，主要在-35‰～30‰，平均-8.68‰；而單質硫δ34S值分布范圍相對要小，主要在-25‰～10‰，平均-5.65‰。黃鐵礦硫δ34S值變化范圍也較大，主要分布在-30‰～30‰，平均4.15‰；硫酸鹽硫同位素主要在-25‰～30‰，平均2.19%；單硫化物硫分布在10‰～25‰，平均19‰，但數(shù)據較少。

海相烴源巖中相同賦存形式的硫同位素分布范圍廣，這說明不同樣品中同一種含硫物質可能具有不同成因或硫源。有機硫和單質硫δ34S值總體來說相對偏負，黃鐵礦和硫酸鹽硫δ34S值則相對偏正。相對于四川盆地高含硫天然氣藏儲層中含硫物質硫同位素，海相烴源巖中有機硫δ34S分布具有以下2個特點，一是分布范圍寬，二是平均值相對偏負(圖7)。川東北地區(qū)高含硫氣藏中硫化氫δ34S值與同層位儲層中硫酸鹽(石膏)δ34S值具有良好的對應關系，總體上比儲層中硫酸鹽δ34S值偏負10‰，而相對于海相烴源巖中含硫物質δ34S值則明顯偏重。如高含硫氣藏中H2S硫主要繼承于烴源巖，根據同位素分餾效應，則氣藏中H2S氣體硫同位素應較烴源巖中硫同位素值總體偏輕，這與烴源巖和高含硫氣藏中硫同位素實際分布特征不符，因此烴源巖中硫并非氣藏中H2S硫的主要來源，這從硫的物質來源角度佐證了高含硫氣藏的TSR成因[23-26]。

圖7 中上揚子區(qū)海相烴源巖與高含硫氣藏中各種形態(tài)硫同位素分布特征部分數(shù)據源自文獻[19-20,23-31]。

5 烴源巖中硫的地質意義

對海相層系烴源巖的含硫物質及其地化特征進行系統(tǒng)分析，對于深入認識地層中硫的地球化學循環(huán)過程、高含硫天然氣的成因具有一定科學意義。中上揚子區(qū)海相烴源巖存在豐富的含硫物質，但硫化氫生成模擬實驗證實低成熟富硫烴源巖熱裂解難以大量生成硫化氫[27,32-36]，且烴源巖中含硫物質與高含硫氣藏儲層中含硫物質硫同位素特征存在明顯差異。表明烴源巖中豐富的硫難以通過生烴作用大量繼承性地進入高含硫氣藏，從硫源的角度佐證了四川盆地高含硫氣藏的TSR成因。

烴源巖中各種賦存形式硫的含量對烴源巖沉積和成巖環(huán)境具有重要的指示作用，在沉積物中，同沉積成因硫的富集除與硫的供應有關外，環(huán)境介質的pH值、Eh值、有機質的數(shù)量和類型、細菌活動及金屬離子濃度都是重要的影響因素[37-38]。淡水沉積物的有機碳/全硫明顯高于海相沉積物[39]，這與中上揚子區(qū)陸相烴源巖硫含量明顯低于海相烴源巖是一致的。沉積巖中草莓狀黃鐵礦的含量和結構特征已成為恢復底層海水氧化還原狀態(tài)的一種有效的手段[40-41]，烴源巖或沉積物有機碳與黃鐵礦硫的關系可區(qū)別一般的海相(氧化)沉積與閉塞環(huán)境(缺氧、含H2S、深水)沉積[42]。海陸過渡相沉積環(huán)境下形成的煤系烴源巖總體硫含量高，但潮坪、三角州、潟湖等不同的沉積亞相由于受海水和淡水影響程度的不同，水體中硫酸根離子和金屬陽離子含量存在差異，造成不同沉積環(huán)境下的煤系烴源巖中硫的富集程度差異[43-44]。烴源巖中硫的同位素既可以用來識別硫的來源，也可以為恢復沉積環(huán)境和成巖演化研究提供信息[19-20]。

烴源巖中有機硫含量的高低，對其成烴演化過程具有重要影響，含硫有機大分子易在較低的熱力學條件下發(fā)生C-S、S-S鍵斷裂，因此富硫干酪根在低成熟階段首先生成大量可溶瀝青或富非烴的瀝青質石油[45-47]，這已為生烴模擬實驗結果所證實。富硫干酪根具有較強的生成低熟油能力[48]，平均活化能有隨有機硫含量增大而減小的趨勢[49]，向低硫的Ⅰ型干酪根中加入單質硫或硫化物可對裂解生烴起到催化作用，促進了烴類產率增加[50]。分析烴源巖中有機硫含量，對于準確認識烴源巖的生烴轉化模式和生烴潛力具有重要意義。

6 結論

中上揚子區(qū)海相層系烴源巖總體富硫，且硫含量明顯高于該區(qū)陸相烴源巖。各層系烴源巖總硫含量存在一定差異，上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M總硫含量最高，其次為大隆組，下古生界龍馬溪組與牛蹄塘組硫含量特征相似；下二疊統(tǒng)棲霞組、茅口組烴源巖總硫含量低。海相泥頁巖、硅質巖總硫含量遠高于同層位的灰?guī)r烴源巖。

中上揚子區(qū)海相烴源巖中各種形態(tài)硫以有機硫和無機的黃鐵礦硫為主要賦存形式。干酪根中硫元素含量主要在1.0%～20%，平均8.39%，不同層位的烴源巖存在一定差異，牛蹄塘組黑色頁巖最高。黃鐵礦在海相烴源巖中十分常見，無機硫主要以黃鐵礦硫的形式存在，其次為石膏，而重晶石和芒硝少見。海相烴源巖中存在一定量單質硫，其含量變化范圍大，占總硫百分比低。

中上揚子區(qū)海相層系烴源巖與高含硫氣藏儲層中含硫物質硫同位素特征存在明顯差異。海相烴源巖硫同位素分布范圍廣，主要在-35‰～30‰，其中有機硫和單質硫同位素總體偏負，黃鐵礦和硫酸鹽硫同位素則相對偏正。而儲層中含硫物質硫同位素明顯偏正，分布范圍相對較窄，主要在5‰～30‰。

[1] 黃籍中,陳盛吉,宋家榮,等.四川盆地烴源體系與大中型氣田形成[J].中國科學：D輯：地球科學,1996,26(6)：504-510.

[2] 梁狄剛,郭彤樓,陳建平,等.中國南方海相生烴成藏研究的若干新進展(一)：南方四套區(qū)域性海相烴源巖的分布[J].海相油氣地質,2008,13(2)：1-16.

[3] 梁狄剛,郭彤樓,陳建平,等.中國南方海相生烴成藏研究的若干新進展(二)：南方四套區(qū)域性海相烴源巖的地球化學特征[J].海相油氣地質,2009,14(1)：1-15.

[4] 秦建中,付小東,騰格爾.川東北宣漢—達縣地區(qū)三疊—志留系海相優(yōu)質烴源層評價[J].石油實驗地質,2008,30(4)：367-374.

[5] 付小東,秦建中,騰格爾.四川盆地東南部海相層系優(yōu)質烴源層評價：以丁山1井為例[J].石油實驗地質,2008,30(6)：621-628.

[6] 騰格爾,高長林,胡凱,等.上揚子北緣下組合優(yōu)質烴源巖分布及生烴潛力評價[J].天然氣地球科學,2007,18(2)：254-259.

[7] 騰格爾,高長林,胡凱,等.上揚子東南緣下組合優(yōu)質烴源巖發(fā)育及生烴潛力[J].石油實驗地質,2006,28(4)：359-365.

[8] 曹婷婷,徐思煌,王約,等.四川盆地南江楊壩地區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖形成的地球生物學條件[J].石油與天然氣地質，2011，32(1)：11-16.

[9] 黃文明,劉樹根，馬文辛，等.四川盆地奧陶系油氣勘探前景[J].石油與天然氣地質，2011，31(3)：461-473.

[10] 黃東,劉全洲,楊躍明,等.川西北部地區(qū)下二疊統(tǒng)茅口組油苗地球化學特征及油源研究[J].石油實驗地質,2011,33(6):617-623.

[11] 梁超,姜在興,郭嶺,等.黔北地區(qū)下寒武統(tǒng)黑色頁巖沉積特征及頁巖氣意義[J].斷塊油氣田,2012,19(1):22-26.

[12] 張志平,程禮軍,曾春林,等.渝東北志留系下統(tǒng)龍馬溪組頁巖氣成藏地質條件研究[J].特種油氣藏,2012,19(4)：25-28.

[13] 王鵬萬,陳子炓,賀訓云,等.桂中坳陷泥盆系頁巖氣成藏條件與有利區(qū)帶評價[J].石油與天然氣地質,2012,33(3)：353-363.

[14] 馬德文,邱楠生,許威,等.四川盆地原油裂解氣的有利地溫場分布及其演化特征[J].地球科學與環(huán)境學報,2012,34(2):49-56.

[15] 王娟,李賢慶,王廣利,等.黔東南麻江-凱里地區(qū)烴源巖的有機巖石學特征[J].石油實驗地質,2012,34(2):167-172.

[16] 蔡雄飛,馮慶來,顧松竹,等.海退型陸棚相:烴源巖形成的重要部位：以中、上揚子地區(qū)北緣上二疊統(tǒng)大隆組為例[J].石油與天然氣地質,2011,32(1)：29-37.

[17] 邱振,王清晨,賈望魯,等.廣西崇左柳橋地區(qū)上二疊統(tǒng)礁灰?guī)r中瀝青的地球化學特征[J].石油與天然氣地質,2012,33(6)：836-844.

[18] 吳朝東,楊承運,陳其英.湘西黑色巖系地球化學特征和成因意義[J].巖石礦物學雜志,1999,18(1)：26-36.

[19] 吳朝東,曾凡剛,雷家錦,等.湘西黑色頁巖多種形態(tài)硫的分離與同位素指示意義[J].科學通報,1999,44(6)：661-664.

[20] 雷加錦,李任偉,Tobschall H J.揚子地臺南緣早寒武世黑色巖系中形態(tài)硫特征及成因意義[J].中國科學：D輯：地球科學,2000,30(6)：592-600.

[21] Tissot B P,Welte D H.Petroleum formation and occurrence[M].Berlin:Springer Verlag,1984：699.

[22] 張中寧,劉文匯,夏燕青,等.川東北地區(qū)海相烴源巖中單質硫的定性與定量分析[J].礦物巖石,2011,31(3)：90-94.

[23] 王一剛,竇立榮,文應初,等.四川盆地東北部三疊系飛仙關組高含硫氣藏H2S成因研究[J].地球化學,2002,31(6)：517-524.

[24] Cai Chunfang,Worden R H,Bottrell S H,et al.Thermochemical sulphate reduction and the generation of hydrogen sulphide and thiols (mercaptans) in Triassic carbonate reservoirs from the Sichuan Basin,China[J].Chemical Geology,2003,202:39-57.

[25] 朱光有,張水昌,梁英波,等.川東北地區(qū)飛仙關組高含H2S天然氣TSR成因的同位素證據[J].中國科學：D輯：地球科學,2005,35(11)：1037-1046.

[26] 謝增業(yè),李志生,黃志興,等.川東北不同含硫物質硫同位素組成及H2S成因探討[J].地球化學,2008,37(2)：187-193.

[27] 劉文匯,騰格爾,高波,等.四川盆地大中型天然氣田(藏)中H2S形成及富集機制[J].石油勘探與開發(fā),2010,37(5)：513-520.

[28] 高長林,吉讓壽,秦德余.北大巴山地區(qū)沉積黃鐵礦的硫、鉛同位素極其構造學意義[J].中國區(qū)域地質,1995(2)：158-162.

[29] 佟景貴,李勝榮,肖啟云,等.貴州遵義中南村黑色巖系黃鐵礦的成分標型與成因探討[J].現(xiàn)代地質,2004,18(1)：41-46.

[30] 儲雪蕾,趙瑞,臧文秀.煤和沉積巖中各種形式硫的提取和同位素樣品制備[J].科學通報,1993,38(20)：1887-1890.

[31] 江永宏,李勝榮.湘黔地區(qū)下寒武統(tǒng)黑色巖系中鎳—鉬礦床黃鐵礦的成因[J].地質通報,2010,29(2/3)：427-410.

[32] 李任偉,張淑坤,雷加錦,等.震旦紀地層黃鐵礦硫同位素組成時—空變化特征及揚子地塊與晚元古超大陸關系的論證[J].地質科學,1997,31(3)：209-217.

[33] Zhang Tongwei,Ellis G S,Walters C C,et al.Geochemical signatures of thermochemical sulfate reduction in controlled hydrous pyrolysis experiments[J].Organic Geochemistry,2008,39 (3):308-328.

[34] Cross M M,Manning D A C,Bottrell S H.Thermochemical sulphate reduction (TSR):Experimental determination of reaction kinetics and implications of the observed reaction rates for petroleum reservoirs [J].Organic Geochemistry,2004,35(4):393-404.

[35] 岳長濤,李術元,丁康樂,等.影響天然氣保存的TSR反應體系模擬實驗研究[J].中國科學：D輯：地球科學,2005,35(1)：48-53.

[36] 于林平,潘長春,劉金鐘,等.氧化作用對氣態(tài)烴組成和碳同位素組成的影響[J].地球化學,2005,34(3)：269-276.

[37] Berner R A.Sedimentary pyrite formation[J].American Journal of Science,1970,268(1):1-23.

[38] White D.The relationship between the sulfur content and the sedimentary environment of Illinois Coal[J].US Bureau of Mines Bulletin,1913,38:52-84.

[39] 寺島滋,米谷宏,松本英.現(xiàn)代沉積物中硫、碳含量及其與沉積環(huán)境的關系[J].地質調查所月報,1983,34(7)：361-381.

[40] Wilkin R T,Barnes H L,Brantley S L.The size distribution of framboidal pyrite in modern sediments:An indicator of redox conditions[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1996,60(20):3897-3912.

[41] Wilkin R T,Arthur M A,Dean W E.History of water-column anoxia in the Black sea indicated by pyrite Framboid size distributions[J].Earth and Planetary Science Letters,1997,148(3/4):517-525.

[42] Raiswell R,Berner R A.Pyrite formation in euxinic and seimi-euxinic sediments[J].American Journal of Science,1985,285:710-724.

[43] 濮英英,雷加錦,王運泉.聚煤環(huán)境對煤巖中形態(tài)硫賦存的影響[J].巖石學報,1995,11(4)：462-470.

[44] 雷加錦,任德貽,韓德謦,等.不同沉積環(huán)境成因煤顯微組分的有機硫分布[J].煤田地質與勘探,1995,23(5)：14-18.

[45] Orr W L.Kerogen/ asphaltene/ sulfur relationships in sulfur-rich Monterey oils[J].Org Geochem,1986,10:499-516.

[46] Baskim D K,Peter K E.Early generation characteristics of a sulfur-rich Monterey kerogen[J].AAPG Bull,1992,76 (1):1-13.

[47] 王鐵冠,鐘寧寧,侯讀杰,等.中國低熟油的幾種成因機制[J].沉積學報,1997,15(2)：75-82.

[48] 高崗.富硫泥灰?guī)r油氣生成特征模擬研究[J].中國石油大學學報：自然科學版,2000,24(1)：34-38.

[49] 沈忠民,周光甲,洪志華.陸相低成熟烴源巖有機硫與熱解成烴動力學關系初探[J].沉積學報,1998,16(4)：133-138.

[50] 秦燕,彭平安,于赤靈,等.硫在干酪根裂解生烴中的作用[J].科學通報,2004,49(增刊)：9-15.

(編輯韓 彧)

ContentdistributionandisotopiccompositioncharacteristicsofsulfurinmarinesourcerocksinMiddle-UpperYangtzeregion

Fu Xiaodong1,2, Qiu Nansheng1, Qin Jianzhong3, Tenger3, Liu Wenhui3, Wang Xiaofang2

(1.ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China; 2.HangzhouResearchInstituteofPetroleumGeology,PetroChina,Hangzhou,Zhejiang310023,China; 3.WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,SINOPEC,Wuxi,Jiangsu214126,China)

Marine hydrocarbon source rocks in the Middle-Upper Yangtze region are rich in sulfur compared with terrestrial source rocks. Significant differences exist in sulfur content of source rocks in different formations or in the same formation with different lithology. There are obvious positive correlations between sulfur content and TOC of source rock. Sulfur in marine source rock exists mainly in form of organic sulfur and pyritic sulfur. Elemental sulfur is common in soluble extracts of marine source rock, but it has a variable content and occupies a lower percentage of total sulfur content. Theδ34S value of sulfur in marine source rock has a broad variation range from -35‰ to 30‰. The average values ofδ34S of organic sulfur and elemental sulfur are negative with -8.68‰ and -5.65‰ respectively, and those of pyritic sulfur and sulfate sulfur are positive with 4.15‰ and 2.19‰ respectively.

sulfur content; hydrocarbon source rock; marine sequences; Middle-Upper Yangtze

1001-6112(2013)05-0545-07

10.11781/sysydz201305545

TE122.1

A

2012-11-05；

2013-07-08。

付小東(1980—)，男，工程師，從事石油地質、油氣地球化學研究。E-mail: fuxd_hz@petrochina.com.cn。

國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)(2012CB214801)、石油化工聯(lián)合基金(40839910)資助。