劉元富 唐文斌

摘要：

鄂爾多斯西緣處于中國(guó)東西兩大構(gòu)造域的結(jié)合部，構(gòu)造演化非常復(fù)雜，奧陶系的海相沉積發(fā)育。受構(gòu)造活動(dòng)、沉積環(huán)境等因素的影響，奧陶系不同層段烴源巖的地球化學(xué)特征和測(cè)井響應(yīng)特征都表現(xiàn)出明顯的差異。

在烴源巖評(píng)價(jià)方面主要采取地化測(cè)試技術(shù)和分析的手段，通過(guò)對(duì)烴源巖光學(xué)性質(zhì)、干酪根碳同位素、有機(jī)碳總量、固體瀝青反射率等參數(shù)的分析、對(duì)比，對(duì)其有機(jī)質(zhì)類(lèi)型、有機(jī)質(zhì)豐度、熱演化程度等方面進(jìn)行研究。結(jié)果表明研究區(qū)內(nèi)奧陶系烴源巖主要分布在中奧陶統(tǒng)平?jīng)鼋M，巖性主要為碳酸鹽巖，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為I - Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)豐度為中等—差；熱演化程度處于成熟一過(guò)成熟階段。

本文根據(jù)采集的野外露頭樣品和井下巖心樣品的分析化驗(yàn)資料并結(jié)合研究區(qū)前期研究成果，對(duì)鄂爾多斯盆地西緣奧陶系烴源巖（特別是下古生界海相烴源巖）地球化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，為勘探部署和生產(chǎn)開(kāi)發(fā)提供有利的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯；奧陶系；烴源巖

中圖分類(lèi)號(hào)：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）06（a）-0000-00

1研究區(qū)概況

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)西始賀蘭山西麓—青銅峽固原斷裂一線(xiàn)，東抵定邊；北起內(nèi)蒙瞪口，南經(jīng)寧夏銀川、同心、固原、平?jīng)龅鹊?，止于陜西隴縣，東西寬約50～100km，南北長(zhǎng)約600km，總面積達(dá)50000km2，地跨陜西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古四省區(qū)，主體部分位于寧夏回族自治區(qū)境內(nèi)。

2鄂爾多斯盆地?zé)N源巖

目前對(duì)于鄂爾多斯盆地西緣的研究成果認(rèn)為，下古生界烴源巖層主要包括中

奧陶統(tǒng)的平?jīng)鼋M，下奧陶統(tǒng)的馬家溝組以及寒武系的張夏組；上古生界烴源巖主要為石炭-二疊系的煤系烴源巖，巖性類(lèi)型主要為泥巖、碳質(zhì)泥巖和煤。由于鄂爾多斯盆地西緣在地質(zhì)演化歷史中具有其特殊的沉積和構(gòu)造特征，因此導(dǎo)致不同層系不同地區(qū)烴源巖特征有所差異。本課題根據(jù)采集的野外露頭樣品和井下巖心樣品的分析化驗(yàn)資料并結(jié)合研究區(qū)前期研究成果，對(duì)鄂爾多斯盆地西緣奧陶系烴源巖（特別是下古生界海相烴源巖）地球化學(xué)特征進(jìn)行系統(tǒng)分析研究，為勘探部署和生產(chǎn)開(kāi)發(fā)提供有利的科學(xué)依據(jù)。

2.1有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

有機(jī)質(zhì)類(lèi)型是評(píng)價(jià)烴源巖的質(zhì)量指標(biāo)，可以從烴源巖的母質(zhì)來(lái)源以及元素組成上的特征兩方面來(lái)確定。烴源巖原始母質(zhì)類(lèi)型的準(zhǔn)確鑒別一般也可以利用δ13C值來(lái)確定。δ13C干酪根能夠反應(yīng)原始生物母質(zhì)特征，研究表明，次生同位素分餾效應(yīng)不會(huì)嚴(yán)重掩蓋原始生源母質(zhì)的同位素特征，普遍認(rèn)為是劃分高-過(guò)成熟烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的有效指標(biāo)。一般認(rèn)為，當(dāng)δ13C<-28‰（PDB）為Ⅰ型母質(zhì)；δ13C值為-27‰～-24‰（PDB）為Ⅱ型母質(zhì)；δ13C值為>-24‰（PDB）為Ⅲ型母質(zhì)。

富縣區(qū)井下樣品的熱解數(shù)據(jù)顯示，S2基本都在0.1mg/g以下，氫指數(shù)（HI）極低，最大值才達(dá)到16.29mg/g。因此，已經(jīng)很難用氫指數(shù)和T-max的關(guān)系從總體上對(duì)來(lái)該地區(qū)樣品的有機(jī)質(zhì)類(lèi)型進(jìn)行準(zhǔn)確劃分。

2.2有機(jī)質(zhì)豐度

烴源巖中的有機(jī)質(zhì)是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，有機(jī)質(zhì)豐度是衡量和評(píng)價(jià)烴源巖生烴潛力的最重要、最基礎(chǔ)的指標(biāo)。目前常用的有機(jī)質(zhì)豐度指標(biāo)主要包括總有機(jī)碳含量（TOC）、氯仿瀝青“A”、總烴含量（HC）和生烴潛力（S1+S2）等。目前對(duì)中國(guó)古生界海相烴源巖的研究認(rèn)為，烴源巖普遍演化成熟度較高（高～過(guò)成熟演化階段），有機(jī)質(zhì)豐度低（實(shí)驗(yàn)測(cè)得的殘余有機(jī)質(zhì)含量低），因此中國(guó)古生界海相烴源巖研究的重點(diǎn)問(wèn)題就主要集中在說(shuō)明低豐度、高成熟度碳酸鹽巖仍能作為有效烴源巖上，即能否科學(xué)解釋現(xiàn)今低豐度、高演化的海相烴源巖（海相碳酸鹽巖烴源巖）是否曾以生烴并排烴的有效烴源巖狀態(tài)存在過(guò)，其中的焦點(diǎn)就是如何有效的評(píng)價(jià)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度。

S1+S2代表的是生油巖中的有機(jī)質(zhì)在熱解時(shí)所產(chǎn)生的烴類(lèi)（油+氣）總和，即巖石中已存在烴（可溶烴）S1和巖石中有機(jī)質(zhì)熱解烴S2之和，是直接評(píng)價(jià)生烴能力好壞的一個(gè)重要指標(biāo)。對(duì)于碎屑巖烴源巖（泥頁(yè)巖）來(lái)說(shuō)，一般認(rèn)為該值低于0.5mg/g就不屬于烴源巖，對(duì)于未成熟-成熟的碳酸鹽巖烴源巖來(lái)說(shuō)，下限值為2mg/g。氯仿瀝青“A”是指可溶于氯仿的可溶有機(jī)質(zhì)含量，一般認(rèn)為該值小于500×10-6就屬于差～非烴源巖，小于100×10-6就基本屬于非烴源巖了。

2.3有機(jī)質(zhì)成熟度

有機(jī)質(zhì)的熱演化程度是有機(jī)地球化學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。當(dāng)所研究的烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度和類(lèi)型得到確定，那么有機(jī)質(zhì)成熟度就成為該套烴源巖能否生成大量石油或天然氣的關(guān)鍵。

鏡質(zhì)體反射率（Ro）是反映有機(jī)質(zhì)熱演化程度最主要的光性標(biāo)志之一，是目前應(yīng)用最多而且最為可靠的成熟度指標(biāo)。按照鏡質(zhì)組反射率（Ro）對(duì)有機(jī)質(zhì)的演化及烴類(lèi)形成階段進(jìn)行劃分：Ro<0.6%屬于未成熟階段；Ro=0.6%～2.0%屬于成熟階段；Ro>2.0%則屬于過(guò)成熟階段。熱解數(shù)據(jù)Tmax值同樣也可以用來(lái)研究烴源巖的受熱史，一般認(rèn)為，Tmax為400℃～435℃時(shí)，有機(jī)質(zhì)處于未熟～低熟階段，Tmax為435℃～455℃時(shí)為成熟階段，大于455℃～465℃時(shí)為高成熟階段。

鄂爾多斯西緣地區(qū)所測(cè)樣品為地表野外露頭樣品，主要進(jìn)行了海相鏡質(zhì)組反射率的測(cè)定。王飛宇等（1996）在對(duì)塔里木盆地海相碳酸鹽巖烴源巖長(zhǎng)期研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)為海相鏡質(zhì)組反射率和鏡質(zhì)組反射率之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，即：

VRo = 0.533VLRo + 0.667

式中：VRo為鏡質(zhì)組反射率；VLRo為海相鏡質(zhì)組反射率。

因此只要得到可信的海相鏡質(zhì)組反射率數(shù)據(jù)，通過(guò)公式換算，就可以得到相應(yīng)的鏡質(zhì)組反射率數(shù)據(jù)，從而可以反映海相烴源巖的熱演化程度。

3結(jié)論

鄂爾多斯西緣奧陶系烴源巖的有機(jī)質(zhì)主要屬于I型（即腐泥型），也存在部分Ⅱ型（即腐植—腐泥型），生烴母質(zhì)相對(duì)較好，但受某些地質(zhì)因素的影響，其生烴能力達(dá)不到典型同類(lèi)型干酪根的標(biāo)準(zhǔn)。烴源巖的瀝青反射率和巖石熱解Tmax值的測(cè)定顯示，奧陶統(tǒng)烴源巖熱演化總體為高成熟一過(guò)成熟階段，有機(jī)質(zhì)熱演化整體呈現(xiàn)北高南低的特點(diǎn)。泥質(zhì)烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度要好于碳酸鹽巖烴源巖。碳酸鹽巖烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度與碳酸鹽巖的泥質(zhì)含量呈正相關(guān)關(guān)系，故碳酸鹽巖烴源巖的泥質(zhì)含量決定著研究區(qū)奧陶系碳酸鹽巖烴源巖的質(zhì)量。

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