朱曉莉，吳磊章，趙軍輝

(西北大學 地質學系，陜西 西安710069)

1 地質概況

質灰?guī)r、生物灰?guī)r、角礫狀灰?guī)r夾少量灰-灰綠色鈣質粉砂巖、泥質粉砂巖、砂巖的巖石組合，厚度約313 m。

南祁連盆地地處祁連山系南部，北側相連于發(fā)育廣泛的前寒武系的中祁連，南部以宗務隆山與柴達木盆地相鄰，整體呈北西方向展布，面積約6.3萬 km2，盆地廣泛發(fā)育有海相二疊系和三疊系。早、中三疊世，南祁連地區(qū)在繼承了晚古生代海相沉積環(huán)境的基礎上，海水自東南向西北侵入，形成了陸表淺海沉積;晚三疊世由于印支運動的影響，基本結束了南祁連海相盆地的演化歷史［1-4］。哈拉湖坳陷(圖1)位于疏勒南山隆起、陽康隆起與拜興哈達隆起之間，形狀近似為長方形，呈北西-南東向展布，為盆地面積最大的構造單元，面積約10 000 km2。總體構造樣式以短軸背、向斜和穹式褶皺為主。研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組主要為肉紅-紫紅色、灰-灰黑色灰?guī)r、砂

2 烴源巖基本地球化學特征

2.1 有機質豐度

關于碳酸鹽巖類烴源巖的有機質豐度的下限值至今尚無統(tǒng)一的標準，不同單位和學者所提出和選用的有機質豐度下限值都是根據(jù)本國或本地區(qū)的實際情況靠經驗確定的［5-8］。根據(jù)南祁連盆碳酸鹽巖類生烴巖的高成熟熱演化特點，并結合秦建忠(2004)和程克明(1996)的研究結果［5］，初步將研究區(qū)碳酸鹽巖類烴源巖的有機質豐度的下限值定為0.03%，大于0.03%為烴源巖類，小于0.03%為非烴源巖類，具體評價標準見表1。

表1 南祁連盆地碳酸鹽巖有機質豐度評價標準

測試分析及綜合研究表明，中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖是哈拉湖坳陷一套重要的生烴巖系，巖石有機質的豐度特征見表2。測試結果表明，該區(qū)大加連組碳酸鹽巖類生烴巖的40塊樣品的有機碳(TOC)含量介于0.006%～0.03%，平均值為 0.02%;生烴潛量(S1+S2)介于 0.01～0.04 mg/g，平均值為0.038 mg/g。與前面初步制定的碳酸鹽巖類烴源巖有機質豐度評價標準比較，有機碳豐度值與生烴潛量豐度值均達差等烴源巖評價標準。綜合評價認為，哈拉湖坳陷大加連組碳酸鹽巖屬差烴源巖。

圖1 南祁連盆地構造單元劃分圖

表2 哈拉湖坳陷中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖有機質豐度特征

2.2 有機質類型

針對南祁連盆地三疊系烴源巖中有機質類型大部分具過渡型以及熱演化程度高的特點，將有機質(干酪根)類型劃分為腐泥型(Ⅰ)、腐殖腐泥型(Ⅱ1)、腐泥腐殖型(Ⅱ2)及腐殖型(Ⅲ)三類四種［7］。

2.2.1 干酪根有機元素組成特征

有機元素是沉積巖中有機質的基本組成，不同來源的有機質其元素組成有較大差異。一般認為來自水生生物的腐泥型干酪根富氫貧氧，H/C原子比高，類型好，生烴潛力大;而以陸生高等植物為主的腐殖型干酪根富氧貧氫，H/C原子比低。經過綜合測試、分析對比，對研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組地面剖面樣品干酪根有機元素進行范式圖投點(圖2)。從圖中可以看出，樣品全部落入高成熟甚至過成熟范圍內。Ⅰ型、Ⅱ型區(qū)內無一樣品落入，并且部分樣品呈離散狀落在了Ⅲ型干酪根下面的虛線附近［6］。

經分析研究，認為造成上述情況的原因主要有兩個方面:一是由于研究區(qū)的三疊系地層已進入高成熟和過成熟階段，隨著熱演化程度的加深，干酪根的元素組成向富碳方向斂合，而H、O的含量不斷降低，掩蓋了元素組成的真正面貌，使得樣品的大部分為Ⅲ型干酪根;二是碳酸鹽巖在沉積和成巖過程中大量原始有機質丟失，加上地表風化等原因，導致有機質的氫組分大量流失，造成一些樣品落在了范氏圖上左下角及虛線附近。但根據(jù)其演化趨勢分析，認為其主要還是由腐泥腐殖型干酪根(Ⅱ2型)組成。

圖2 研究區(qū)烴源巖干酪根有機元素組成范式圖

2.2.2 干酪根鏡檢特征

研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖中干酪根顯微組份主要為類脂組，平均含量為75%，多數(shù)樣品集中分布在60%～80%之間，類脂組成分中以生物降解的水生生物為主;其次含有數(shù)量不等的植物孢子、花粉及殼屑。鏡質組含量相對較小，平均含量為7%，樣品主要集中分布在6%～9%之間，來源于高等植物的木質組分，無熒光顯示(圖3-a)。惰質組含量相對較高，平均含量為14%，多數(shù)樣品集中分布在10%～20%之間，鏡下多為不透明的黑色絲質體，部分呈塊狀(圖3-b)。腐泥組含量很少，見于個別樣品中，含量僅占5%～7%，這可能是區(qū)內烴源巖干酪根類型較差的主要原因之一。

分析認為，研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖類烴源巖的干酪根顯微組份中，類脂組含量較高;其次是鏡質組和惰質組，純腐泥組很少。表明碳酸鹽巖沉積中有機質具陸源和水生二元性，為海陸過渡相的有機質特征。

圖3 哈拉湖坳陷中三疊統(tǒng)大加連組烴源巖有機顯微組分特征

2.2.3 可溶有機質-氯仿瀝青“A”族組分特征

一般認為，腐泥型(Ⅰ)烴源巖的飽和烴/芳香烴比值大于3，腐殖型(Ⅲ)烴源巖的飽和烴/芳香烴比值為 0.08～0.5，混合型(Ⅱ)烴源巖的飽和烴/芳香烴比值介于兩者之間。從飽和烴、芳香烴比值(圖4)分析，所有樣品的飽/芳比值都大于1，多數(shù)樣品飽/芳比值介于l～3之間，少數(shù)樣品超過3或達到更高。因此，研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖類烴源巖主要為混合型(Ⅱ)。

圖4 哈拉湖坳大加連組烴源巖氯仿瀝青“A”的飽和烴-芳烴關系圖

2.3 有機質成熟度

有機質豐度和類型確定后，有機質成熟度就成為烴源巖能否生成大量石油或天然氣的關鍵［8］。目前研究有機質成熟度的方法和評價指標很多，本文主要采用巖石熱解法、飽和烴氣相色譜法，對研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖類烴源巖進行有機質成熟度研究［7-8］。

2.3.1 巖石熱解峰溫(Tmax℃)特征

烴源巖最大熱解峰溫(Tmax℃)值，具有隨熱演化程度的增加而升高的特點?？紤]到盆地內碳酸鹽巖烴源巖總體有機質豐度偏低，且熱演化程度較高。采用了徐偉民(1993)建議的“各熱演化階段(Tmax℃)的變化范圍”(表3)來分析比較。

表3 劃分碳酸鹽巖熱演化階段的Tmax(℃)范圍

研究區(qū)碳酸鹽巖樣品Tmax值介于470℃～500℃，平均值為486.7℃。表明研究區(qū)中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖類烴源巖處于成熟—高成熟階段。

2.3.2 飽和烴氣相色譜特征

OEP值與CPⅠ值是常用來判別烴源巖成熟度的指標之一，兩者均以飽和烴奇偶優(yōu)勢來表征有機質的熱演化程度。隨著熱演化程度加大，飽和烴奇偶優(yōu)勢逐漸消失。完全成熟烴源巖的OEP值具有不隨碳數(shù)高低而變化的特點，低碳數(shù)、高碳數(shù)區(qū)間正烷烴的奇偶優(yōu)勢均已消失。對研究區(qū)碳酸鹽巖樣品的 OEP值進行的統(tǒng)計結果來看，OEP值在0.79～1.70之間，平均值為 1.26;CPⅠ值介于1.25～1.80，平均值為1.48。數(shù)據(jù)明顯表明有機質熱演化程度較高，已進入成熟-高成熟階段。

3 結語

南祁連盆地哈拉湖坳陷中三疊統(tǒng)大加連組碳酸鹽巖類烴源巖主要由中層淺灰色、深灰色生物灰?guī)r、微晶灰?guī)r組成。綜合分析認為:研究區(qū)該套烴源巖有機質豐度差;有機質主要為Ⅱ2型;有機質熱演化程度較高，已進入成熟-高成熟階段。綜合評價為差烴源巖。

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