李志強，楊 波，王 軍，韓自軍，吳慶勛

［中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300459］

“南黃海-蘇北”中-新生代盆地是受中國東部巖石圈演化影響而發(fā)育的典型陸相斷陷盆地［1-2］。中國東部的陸相盆地整體勘探程度高，局部相繼開展了頁巖油勘探［3］。位于陸上的蘇北盆地經(jīng)過四十余年的勘探累計獲得了約2.7×108t 探明儲量［4］，而地處海域的南黃海盆地至今未獲任何商業(yè)性發(fā)現(xiàn)。已鉆遇地層的資料和蘇北盆地的勘探成果表明，上白堊統(tǒng)泰州組二段（K2t2）、古新統(tǒng)阜寧組二段（E1f2）和阜寧組四段（E1f4）都是優(yōu)質湖相烴源巖［5］。南黃海盆地的早期勘探以尋找凹陷邊緣的構造圈閉為主，尚未開展系統(tǒng)的烴源巖評價。早日開展南黃海盆地的烴源巖評估，不僅可以借鑒中國東部斷陷盆地勘探的成功經(jīng)驗，落實盆地的勘探潛力；還有助于認識整個盆地的中-新生代構造運動和評估中部隆起的保存條件，也是盡快實現(xiàn)油氣突破的先決條件。

湖相烴源巖的研究難點在于，斷陷湖盆發(fā)育早期的沉積環(huán)境可能受到海侵活動的影響，母質類型以水生有機質為主，生烴潛力與典型的湖相烴源巖存在明顯差異［6-7］。近年來提出的烴源巖“保存型模式”又強調，沉積時期的水體鹽度和氧化還原性影響有機質的保存［8］。由于極大地受控于沉積環(huán)境差異，湖相烴源巖的熱成熟度評價一直比較困難［9］。蘇北盆地早期的研究利用熱成熟度參數(shù)標定了大量“未熟油”油藏［10-14］。近年來有學者針對“未熟油”油藏與實際勘探情況不符的現(xiàn)象進行了討論，否定了蘇北盆地存在大規(guī)?！拔词煊汀庇筒兀?5-16］，但尚未對一些熱成熟度參數(shù)表達的“未熟”特征進行深入討論。蘇北盆地發(fā)育了多期火山，南黃海盆地也可見大量殘余火山機構?；鹕交顒优c烴源巖成熟度特征和生烴史之間存在緊密聯(lián)系［17-21］。此前的研究均未在瀝青或油與生烴史和火山活動之間建立時空上的聯(lián)系。與渤海灣盆地廣泛發(fā)育且深切多套生油層位的走滑斷裂不同，南黃海-蘇北盆地不具備“伸展-走滑”的構造背景。在漸新世經(jīng)歷過強構造反轉且北部坳陷和南部坳陷反轉強度差異大，新近紀斷層的活動強度低，使得蘇北盆地具有典型的“多期成藏”和“近源成藏”特點［22］，多數(shù)發(fā)現(xiàn)的油藏也都源自單一生油層；因此，詳細地比較南黃海盆地不同生油層的潛力和生烴史顯得尤為重要。

本文篩選了在南黃海盆地鉆遇的黑色潛力烴源巖樣品，進行了巖石熱解、微量元素、X衍射和色譜-質譜分析，梳理了3 套烴源巖在母質輸入和沉積環(huán)境上的巨大差異，再結合蘇北盆地的勘探成果，討論了南黃海盆地在成熟度研究上面臨的潛在問題；基于斷陷型-拗陷型構造背景轉換分析，重建了潛力生油層的生烴史。

1 地質背景

“南黃海-蘇北盆地”是由黃海南部海域的南黃海盆地和陸上的蘇北盆地構成的一個大型疊合盆地，整體位于下?lián)P子構造區(qū)（圖1a），在中、古生代是以晉寧期變質巖為基底的海相克拉通盆地，中三疊世末印支-早燕山運動后進入改造階段，在晚中生代又受太平洋板塊俯沖影響，疊加發(fā)育了中、新生代陸相斷陷盆地。南黃海盆地面積約15 × 104km2，平均水深為46 m。盆地主要分為4 個一級構造帶：北部坳陷、中部隆起、南部坳陷和勿南沙隆起。各坳陷又發(fā)育了一系列低凸起（圖1b，c），整體上各構造單元以近EW 走向為主，與主干斷裂的走向一致。中-古生界在盆地內均有發(fā)育，新生界主要發(fā)育在盆地的坳陷區(qū)［23］。

古新世至始新世，下?lián)P子地區(qū)整體處于伸展構造背景的斷陷期，火山活動非?；钴S。如在高郵凹陷瓦莊地區(qū)和永安地區(qū)，發(fā)現(xiàn)了大量沿著早期地層侵入戴南組和阜寧組的輝綠巖侵入體［24］，金湖凹陷閔橋地區(qū)多井鉆遇了玄武質火山巖［25］，溱潼凹陷阜寧組鉆遇了超過150 m 厚的基性輝綠巖［26］。研究的主要對象南五凹和北凹均有火山活動發(fā)生，北凹東北部靠近千里巖斷裂和西部凸起一側都觀察到了殘余的火山機構（圖1b）。在南五凹的西側和北側靠近南二凸起部位均發(fā)育有呈巖株狀的殘余火山機構，在南二凸起鉆遇了約100 m 厚的溢流相玄武巖（圖1c）。這些殘余的火山機構頂部與上覆新近系為沉積不整合，表明三垛組沉積時期存在活躍的火山活動。

圖1 南黃海盆地構造位置及構造單元劃分Fig.1 Structural location and units in the South Yellow Sea Basin

自晚中生代以來，南黃海-蘇北盆地受到西太平洋板塊俯沖影響，開始進入伸展裂陷階段，南、北部坳陷最大埋深超過6 km。裂陷期自下而上發(fā)育白堊系赤山-浦口組和泰州組、古新統(tǒng)阜寧組、始新統(tǒng)戴南組和三垛組［27］。目前南黃海盆地多口井鉆遇上白堊統(tǒng)泰州組。泰州組分為兩段，泰一段（K2t1）主要為砂巖加少量灰色泥巖，泰二段（K2t2）沉積時期存在區(qū)域性湖侵事件，發(fā)育大套黑色泥巖，鉆井揭示北部坳陷北凹發(fā)育泰二段烴源巖。古新統(tǒng)阜寧組分為四段，阜一段（E1f1）和阜三段（E1f3）以砂巖夾少量灰色泥巖為主，是重要的儲集層發(fā)育層位，阜二段（E1f2）和阜四段（E1f4）沉積時期同樣存在區(qū)域性湖侵事件，發(fā)育大套黑色泥巖，鉆井揭示南部坳陷阜二段和阜四段烴源巖廣泛發(fā)育。盆地進入始新世后湖盆發(fā)育規(guī)模變小，戴南組和三垛組時期主要為三角洲和河流相沉積。盆地在漸新世受太平洋板塊俯沖速率和角度變化的影響，發(fā)生過強烈的構造反轉，盆地伸展裂陷終止。該構造運動亦稱“三垛運動”。盆地自新近紀再次接受沉積，發(fā)育新近系鹽城組和第四系東臺組。多期湖侵事件形成的生油層也是重要的蓋層，縱向上形成了多套儲-蓋組合（圖2）。

圖2 南黃海盆地地層綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive stratigraphic column ofthe South Yellow Sea Basin

2 樣品處理和實驗方法

實驗采用Rock-Eval 巖石熱解分析儀器。將樣品粉碎放入熱解坩堝，用90 ℃的氮氣吹吸2 min 去除氣態(tài)烴，300 ℃恒溫3 min，測得游離烴（S1），再從300 ℃升溫到600 ℃，測得熱解烴（S2）。

礦物定量分析采用D/max-2500 衍射儀，X 射線線管選用銅靶，管壓40 kV，管流100 mA，掃描范圍4° ~45°，發(fā)散狹縫和防散狹縫為1.0 mm，接受狹縫為0.3 mm，步進長為0.02°/步，掃描頻率1.0 s/步。

微量元素分析采用ZSX PrimusⅡ全自動掃描X 射線熒光光譜儀。樣品用無水四硼酸鋰熔融，以硝酸銨為氧化劑，加氟化鋰和少量溴化鋰作助溶劑和脫模劑。樣品與熔劑質量比為1∶8，在熔樣機上以1 150～1 250 ℃熔融并制成玻片，根據(jù)熒光強度計算主、次成分量。

飽和烴色譜質譜分析采用Thermo-Fisher Trace-DSQⅡ氣相色譜質譜聯(lián)用儀。色譜柱為HP-5 ms彈性石英毛細柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm）。升溫程序：初溫50 ℃恒溫1 min，從50~100 ℃的升溫速率15 ℃/min，100~200 ℃的升溫速率為2 ℃/min，200~315 ℃的升溫速率為1 ℃/min，保持315 ℃恒溫20 min。進樣口溫度300 ℃，載氣為氦氣，載氣流速為1 mL/min，電離能量為70 eV。

3 烴源巖地球化學特征

3.1 巖石熱解

3.1.1 有機質豐度

泰二段有機碳（TOC）含量為0.22%～2.02%，平均為0.85%，生烴潛量（S1+S2）為0.34～10.63 mg/g，平均為3.13 mg/g，豐度差異大。阜二段TOC含量為0.76%～2.07%，平均達1.59%，S1+S2為1.35～2.22 mg/g，平均為1.62 mg/g，整體為好烴源巖。阜四段TOC含量為1.12 %～9.12 %，平均達2.67 %，S1+S2為0.96～18.84 mg/g，平均為5.18 mg/g，整體為好-優(yōu)質烴源巖（圖3）。

圖3 南黃海盆地烴源巖有機碳含量與生烴潛量關系Fig.3 Total organic carbon content vs.hydrocarbon generation potential of source rocks in the South Yellow Sea Basin

3.1.2 有機質類型

利用相關圖版判識南黃海盆地烴源巖的有機質類型得出的結論相差甚遠：范氏圖表明整體以Ⅱ1-Ⅱ2型為主（圖4a）；氫指數(shù)與巖石裂解峰值溫度（HI-Tmax）關系則表明阜二段以Ⅲ型為主，阜四段和泰二段以Ⅱ1-Ⅱ2型為主（圖4b）。范氏圖的原子比H/C 和O/C值主要受有機質類型的影響。當存在有機質的混合輸入或者烴源巖在低熟階段就開始排烴，C，H 和O 的相對比值的指示性將下降。以HI-Tmax關系進行判斷也存在局限。另外，研究的樣品全部來自邊緣沉積相帶，此處的保存條件對樣本的生烴潛力亦有影響，對于排過烴的樣本，氫指數(shù)僅能表征剩余生烴潛力。因此，利用這些圖版判別烴源巖樣本的有機質類型并不可靠［28］。

圖4 南黃海盆地烴源巖有機質類型判識圖版Fig.4 Chart boards for identifying organic matter types of source rocks from the South Yellow Sea Basin

有機顯微組分數(shù)據(jù)顯示泰二段的腐泥組含量為75%~85%，干酪根類型指數(shù)平均為79.98，顯然以偏腐泥型（Ⅰ型）為主（表1）。鑒于該套烴源巖有機碳含量豐度差異大，推測以Ⅱ1型為主。阜四段和阜二段以鏡質組和殼質組為主，基本不含腐泥組。其中，阜二段的類型指數(shù)明顯偏低，平均為28.30，整體上應以Ⅱ2型為主；阜四段以Ⅱ1-Ⅱ2型為主。

表1 南黃海盆地烴源巖干酪根顯微組分含量Table 1 Maceral contents of kerogen in source rocks，South Yellow Sea Basin

3.1.3 有機質成熟度

Tmax表示烴源巖中殘余有機質生烴達到最大速率時對應的溫度。泰二段的Tmax為433~449 ℃，阜二段的Tmax為432 ~ 439 ℃，阜四段的Tmax為433 ~ 445 ℃。S1/（S1+S2）表示烴源巖中滯留的游離烴與熱解烴之比。當樣品成熟度較低時，其S2值較大；當樣品成熟度高或過熟時，其S1值較小；樣品處于生烴門限時，源巖內存在大量的游離烴，S1/（S1+S2）達到最大值，其所處的深度即生烴門限。全部樣品的Tmax和S1/（S1+S2）值均較低，因此推測不存在高-過熟樣品（圖5）。由于采樣點分布受限，不建議根據(jù)當前的數(shù)據(jù)推測整個盆地的烴源巖有機質豐度。

圖5 南黃海盆地烴源巖S1/（S1+S2）與Tmax關系Fig.5 S1/（S1+S2）vs.Tmax of source rocks in the South Yellow Sea Basin

3.2 礦物和元素組成

烴源巖中陸源碎屑礦物和碳酸鹽礦物的相對含量是評價沉積環(huán)境的重要指標［29］。不同層位的石英含量和粘土礦物含量具有相關性（圖6a）。泰二段的石英和粘土礦物含量低，分別為30 %～40 %和17 %～20%，平均分別為34.1%和18.0%。碳酸鹽礦物含量高，鐵白云石與方解石總和為12 %～30 %，平均為23.67%。黃鐵礦含量高，平均為2.22%，指示泰二段整體缺乏陸源碎屑物輸入，可能伴有海侵條件下的大量碳酸鹽礦物輸入，沉積時水體還原性強。阜四段的石英和粘土含量較高，分別為41 %～70 %和23 %～31 %，平均為58.30 %和24.78 %，基本不含有碳酸鹽礦物和黃鐵礦，主要以陸源碎屑物輸入為主，是比較典型的湖相沉積。阜二段的石英含量為44%～62%，平均為51.67 %；粘土含量為22 %～30 %，平均為24.78 %；鐵白云石與方解石總和為4 %～22 %，平均為15.33%；基本不含黃鐵礦，存在少量的碳酸鹽物源輸入。

圖6 南黃海盆地烴源巖礦物與元素組成關系Fig.6 Relationship between minerals and elemental compositions of source rocks，South Yellow Sea Basin

在淡水湖盆中，水體呈酸性，Ba 和Sr 多以碳酸鹽的形式存在。伴隨著湖盆演化和水體的不斷咸化，由于溶解度的差異，Ba2+首先會形成BaSO4沉淀，只有當湖盆的水體達到一定鹽度時，Sr2+才會形成SrSO4，因此利用Sr/Ba的比值指示水體的鹽度非常靈敏，類似的比值還有Sr/Cu 和Sr/Ca 等［30］。通常比值越高，水體的鹽度越高，越有利于有機質的保存。在古鹽度上，泰二段＞阜二段＞阜四段（圖6b）。由于前述3套烴源巖存在碳酸鹽礦物輸入的差異，用在碳酸鹽（巖）中相對富集的Sr，Ba 和Ca 表征水體的古鹽度時，可能需要其他地球化學參數(shù)的佐證。

3.3 生物標志化合物特征

生物標志化合物在地質過程中由生物構型轉變?yōu)榈刭|構型，蘊含著豐富的地球化學信息，是研究烴源巖母質類型和沉積環(huán)境、評價成熟度的重要手段［31］。

從總離子流圖（TIC）上可見，阜四段的正構烷烴分布完整（圖7a），但同時包含豐富的甾、萜烷，樣品成熟度不高，C29藿烷含量極高，伽馬蠟烷（G）含量低，Tm 相比Ts 顯示出異常高的含量；阜二段正構烷烴分布不完整，同樣包含豐富的甾、萜烷，成熟度很低（圖7b）；泰二段的正構烷烴分布顯示明顯的“前鋒型”，觀察不到甾烷和萜烷，C21-22孕甾烷含量高，表明已經(jīng)進入生油窗（圖7c）。全部樣品的m/z191 質量色譜圖均以17α（H）-C30藿烷（C30H）為主峰，伽馬蠟烷（G）含量存在差異，m/z217質量色譜圖顯示規(guī)則甾烷20RαααC27-29同樣存在明顯的差異。

圖7 南黃海盆地烴源巖飽和烴總離子流圖和質量色譜圖Fig.7 Total ion chromatograms（TIC）and mass chromatograms of saturated hydrocarbons from source rocks in the South Yellow Sea Basin

TAR=（nC27+nC28+nC29）/（nC15+nC17+nC19）是用于表征陸源母質和水生母質的參數(shù)，以陸源高等植物輸入為主的有機質具有奇數(shù)優(yōu)勢，尤其含有較多的nC27，nC28和nC29。阜四段TAR為0.59～2.05，平均為1.41，C29甾烷占優(yōu)勢，C27/C29甾烷為0.13～0.67，平均為0.40，指示陸源有機質輸入為主（圖8a）；泰二段TAR為0.15～0.82，平均為0.46，遠低于阜四段，C27甾烷和C28甾烷含量較阜四段含量高，C27/C29甾烷為0.13～0.67，平均為0.56，C28/C29甾烷為0.11～0.57，平均為0.30，母質以水生生物有機質為主；阜二段TAR為0.24～0.77，平均為0.52，C28甾烷含量較泰二段顯示出明顯優(yōu)勢（圖8b），以藻類有機質輸入為主。類似的Pr/nC17-Ph/nC18也常用于有機質輸入的評價［32］，同時由于熱穩(wěn)定性的差異也可以評價成熟度的差異。泰二段以水生有機質為主，樣品成熟度稍高；阜二段可能為混合有機質輸入；阜四段以陸源有機質輸入為主（圖8c）。

圖8 南黃海盆地烴源巖生物標志化合物特征關系圖版Fig.8 Charts showing the relationship between biomarkers of source rocks from the South Yellow Sea Basin

伽馬蠟烷指數(shù)（G/C30H）能夠指示烴源巖發(fā)育時期是否存在不同鹽度的分層水體［33］，高鹽度的水體環(huán)境能夠抑制產(chǎn)甲烷菌的發(fā)育，保留烴源巖的富氫官能團，而烴源巖中存在大量的氫組分將使其擁有較強的生油能力。泰二段Pr/Ph 為0.44～1.36，平均為0.76，G/C30H 為0.33～0.82，平均為0.40，為明顯具有還原性質的咸水環(huán)境。阜二段G/C30H 主要為0.19～0.46，平均為0.32，與Pr/Ph 存在良好的趨勢關系，即當G/C30H增大時，Pr/Ph 比值減?。▓D8d）。在CZ-B 井阜二段頂部2 700～2 750 m 范圍內采集的樣品G/C30H 偏低且Pr/Ph 超過1.0，表明阜二段可能存古水體從初期鹽度較高偏還原性向淡水環(huán)境和偏氧化性質的轉換，但由于厚度較小，推測阜二段整體依然為咸水環(huán)境。阜四段G/C30H 較低，與高Pr/Ph 對應，保存條件稍差。阜二段與泰二段古水體鹽度差異并不大，因此利用Sr，Ba和Ca 等評價古水體鹽度時應當考慮碳酸鹽巖為物源輸入的影響。

3.4 熱成熟度評價

熱成熟度反映的是將有機質轉化為原油的熱驅動反應的程度，熱成熟度判識是烴源巖評價和勘探目標優(yōu)選的重要研究內容。采用熱成熟度參數(shù)進行烴源巖評價時應先區(qū)分有機質的類型并考慮沉積環(huán)境差異，不能簡單地比較地球化學指標的數(shù)值大小。利用生物標志化合物特征評價烴源巖熱成熟度的風險在于母質類型、粘土礦物、碳酸鹽礦物和鹽度差異均可能對熱成熟度評價產(chǎn)生諸多影響［31］。

常見的熱成熟度參數(shù)包括Ts/（Ts+Tm），C3122S/（22S+22R），甾烷20S/（20S+20R）和甾烷ββ/（αα+ββ）。這些基于異構體熱力學穩(wěn)定性差異而設計的參數(shù)被廣泛地用于未熟-中等成熟階段研究，例如Tm 的熱穩(wěn)定性比Ts 要差［34］，這一觀察已經(jīng)通過對不同藿烷（包括Ts 和Tm）形成的分子機理計算而得到證實［35］。生物標志化合物熱成熟度參數(shù)表明樣品熱成熟度存在差異：ZC-A 井泰二段Ts/（Ts+Tm）值為0.61～0.83，平均為0.74，C3122S/（22S+22R）值達到了0.6 的平衡值（圖9a），甾烷20S/（20S+20R）和甾烷ββ/（αα+ββ）值均約為0.5（圖9b），上述熱成熟度參數(shù)指示該套烴源巖進入了生油窗［31］。CZ-B 井阜二段與CZ-A 井和WX-A 井阜四段的熱成熟度參數(shù)大小顯示出復雜關系：C3122S/（22S+22R）指示CZ-B 井阜二段明顯比CZ-A 井和WX-A 井阜四段的熱成熟度低，但相近深度的阜四段Ts/（Ts+Tm）值則在一個很大的區(qū)間內變化，阜四段部分Ts/（Ts+Tm）數(shù)值甚至小于CZ-B 井阜二段的數(shù)值（圖9a）。阜四段樣品的甾烷20S/（20S+20R）-甾烷ββ/（αα+ββ）也未觀察到正相關性，CZ-A 與WX-A 井阜四段的甾烷ββ/（αα+ββ）數(shù)值相近，但甾烷20R/（20S+20R）數(shù)值相差較大（圖9b），CZ-B 井阜二段的甾烷ββ/（αα+ββ）值也在很寬的范圍內變化。前文已述，CZ-B井阜二段不完整的正構烷烴系列表明其尚處于未熟階段，而阜四段完整分布的正構烷烴和高豐度的甾、萜烷表明其尚處于低熟階段（Ro為0.5%～0.7%），這顯然不是一個成熟度區(qū)間。

17β，21α（H）-莫烷和17α，21β（H）-藿烷的相對比值隨著成熟度的增加而降低，從未熟階段的約0.8減小到成熟階段的約0.15［36］。莫烷/藿烷的比值可用29 或30 個碳數(shù)的化合物表示［37］，即C29M/C29H 或C30M/C30H。雖然阜四段的C29H 含量高，但在表征同一套烴源巖熱成熟度時，可以依據(jù)29 和30 個碳數(shù)的莫烷/藿烷比值的變化趨勢評價成熟度，為了便于觀察選擇取倒數(shù)的形式。阜四段C30H/C30M-C29H/C29M 參數(shù)之間的線性關系良好（圖9c），CZ-A 井阜四段莫烷/藿烷擬合程度為0.93，WX-A 井阜四段莫烷/藿烷比值擬合程度為0.95，這說明兩口井的阜四段烴源巖已經(jīng)開始出現(xiàn)明顯的熱驅動反應，而CZ-B 井阜二段的莫烷/藿烷基本不存在線性關系，CZ-A 井和WX-A 井阜四段樣品的成熟度明顯大于CZ-B 井阜二段樣品。WX-A 井阜四段C30M/C30H 為0.25～0.38，平均0.31，C29M/C29H 為0.27～0.38，平均0.33；CZ-A 井阜四段C30M/C30H 為0.20～0.43，平均0.30，C29M/C29H 為0.21～0.45，平均0.31，兩口井的阜四段都處于低熟階段，且沒有表現(xiàn)出明顯的成熟度差異。

盡管芳香烴的來源尚不明確，但卻是最為可靠的表征熱成熟度的一類化合物。以含有兩個苯環(huán)的萘系列化合物為例，依據(jù)β-位甲基取代的異構體熱穩(wěn)定性高于α-位甲基取代的異構體而設計的相關參數(shù)，隨著熱成熟度增高，在低熟-過熟區(qū)間呈現(xiàn)趨勢變化，是良好的評估熱成熟度的指標［38］。趨勢變化關系可用于不同烴源巖成熟度評價，但不同烴源巖的芳香烴熱成熟度參數(shù)的大小還沒有合理的解釋。利用三甲基萘參數(shù)TMNr=1，3，7-/（1，2，5+1，3，7）-TMN 和四甲基萘參數(shù)TeMNr=1，3，6，7-/（1，3，6，7+1，2，5，6+1，2，3，5）-TeMN［39］表征烴源巖的熱成熟度可見（圖9d），CZ-A 井和WX-A 井阜四段樣品的TMNr-TeMNr擬合程度分別高達0.99 和0.95，而CZ-B 井的阜二段不存在線性關系，同樣表明CZ-A 井和WX-A 井的阜四段樣品發(fā)生了明顯的熱驅動反應，成熟度明顯高于CZ-B 井阜二段。

圖9 南黃海盆地飽和烴和芳香烴的熱成熟度參數(shù)關系Fig.9 Relationship between thermal maturity parameters of saturated hydrocarbons and aromatic hydrocarbons in the South Yellow Sea Basin

用鏡質體反射率指示烴源巖成熟度也很可靠。CZ-B 井阜二段實測Ro為0.39%～0.53%，CZ-A 井和WX-A 阜四段實測Ro為0.52%～0.67%，但是利用甾烷和藿烷的異構化熱成熟度參數(shù)卻得出了CZ-B 井阜二段部分樣品成熟度大于CZ-A 井和WX-A 阜四段樣品成熟度的錯誤結論，這可能與甾烷和藿烷的異構化參數(shù)容易受到母質輸入、粘土礦物、古水體鹽度或碳酸鹽含量差異影響有關［9，31，40］，或至少在本次研究中，觀察到了上述差異。如果上述案例出現(xiàn)在原油的成熟度評價研究中，很容易錯誤地認為阜四段部分“未熟”。早期蘇北盆地的勘探成果以熱成熟度參數(shù)標定了大量的“未熟油”藏，這些油藏的甾烷20S/（20S+20R）和Ts/（Ts+Tm）比值均較低，主要來源于阜二段和阜四段［10-14］。近年來有學者針對蘇北盆地“未熟油”理論盛行的情況進行了深入探討，通過大量地球化學參數(shù)互相佐證并結合實際的勘探成果，否認了蘇北盆地存在大規(guī)?！拔词煊汀钡挠^點［15-16］。這可能與本文討論的甾烷和藿烷熱成熟度參數(shù)表達出的錯誤信息相類似。同時需要注意，蘇北盆地發(fā)育多期火山活動［23-25］，當生油層在宏觀上被認為是“未熟”時，局部的火山活動可以促進烴源巖中有機質的熱演化，使有機質提前向烴類轉化，進而形成規(guī)模性的火山巖油藏［17-21，25］。這類情況會使烴源巖的熱成熟度指標全部異常，比如鏡質體反射率異常高，奇偶優(yōu)勢比值（OEP）接近于1，甾烷的異構化參數(shù)接近于平衡值［17，20］。而本次研究的連續(xù)鏡質體反射率數(shù)據(jù)和測溫無異常，基本排除火山活動對小范圍（層位）烴源巖快速熟化的作用。熱成熟度參數(shù)表達的CZ-B 井阜二段部分樣品成熟和阜四段部分樣品未熟的錯誤信息，應與母質輸入類型的多樣性和沉積環(huán)境的復雜性有關。

4 烴源巖生烴史

處于下?lián)P子構造區(qū)的南黃海-蘇北盆地和處于華北板塊的渤海灣盆地都呈現(xiàn)出從古近紀斷陷型向新近紀拗陷型轉換的特征，但渤海灣盆地所處位置自新生代以來具有巖石圈減薄的構造背景［41-42］，新近紀之后地溫場變化不大［43］，現(xiàn)今地溫也較高，且以晚期成藏為主，恒定的地溫梯度模式比較適用于渤海灣盆地這類生烴期間地溫場無較大變化的盆地；而南黃海-蘇北盆地自進入新近紀以來地溫明顯降低［43-45］，需要考慮斷陷型向拗陷型轉換的地溫場變化。南黃海盆地在漸新世經(jīng)歷過強構造反轉，在構造反轉較強的北部坳陷約3 400 m深度鉆遇的烴源巖已經(jīng)達到成熟階段，而在南部坳陷約3 400 m 深度鉆遇的烴源巖依然處于低熟階段，確定盆地的生烴史非常關鍵。以位于南五凹WX-B 井阜二段（E1f2）、阜四段（E1f4）和北凹ZC-A 井的泰二段（K2t2）為潛力生油層，使用PetroMod軟件對盆地的生烴史進行了模擬。利用探井VSP數(shù)據(jù)獲取下伏未鉆遇地層及基底的深度，參考前人關于大地熱流值、巖石物理數(shù)據(jù)和巖石圈結構的研究［43-46］，利用McKenzie heat flow模塊實現(xiàn)斷陷期和拗陷期計算沉降趨勢與理論沉降趨勢的擬合，考慮探井實測溫度與鏡質體反射率聯(lián)合約束，利用Easy%Ro模型建立了兩口探井的生烴史（圖10）。

北部坳陷北凹ZC-A 井泰二段在約40.5 Ma 達到排烴門限（Ro=0.7%），深度約2 970 m，三垛運動前（32 Ma）Ro最大，為0.93 %，接近生油高峰（Ro=1.0 %），以早期生烴為主（圖10a）。南部坳陷南五凹WX-B 井阜二段烴源巖在約41.5 Ma 達到排烴門限，深度約為3 100 m，三垛運動前，底部成熟度達到約0.85%，隨即發(fā)生構造反轉，生烴終止，后期接受沉積發(fā)育的新近系加第四系厚度遠大于三垛運動的剝蝕量，現(xiàn)今阜二段底部Ro約為1.0%，達到了生油高峰（圖10b）；阜四段在三垛運動前尚未達到排烴門限，現(xiàn)今底部Ro約為0.75%，推測靠近深凹區(qū)的烴源巖在三垛運動前的成熟度更高。

圖10 南黃海盆地ZC-A井和WX-B井生烴史分析Fig.10 Charts of hydrocarbon generation history for Wells ZC-A and WX-B in the South Yellow Sea Basin

目前觀察到的殘余火山機構，多數(shù)頂部被三垛運動削蝕，與上覆新近系成沉積不整合，說明火山活動主要發(fā)育于三垛組沉積時期，與當時的盆地伸展構造背景相符，而三垛組沉積時期又是南黃海盆地的早生烴期。之前的研究認為巖漿侵入體帶來的異常高溫對生油層的影響范圍?。?7］，但近期的研究表明火山活動的時期與成巖階段存在明顯聯(lián)系，并間接影響到烴源巖的生烴［48］。當烴源巖處于早成巖階段時（烴源巖為未熟-低熟），巖石熱導率低，比熱容高，導致巖漿侵入體對烴源巖成熟度的影響范圍??；當烴源巖處于中成巖晚期-晚期成巖階段時（烴源巖為成熟-高成熟），巖石的熱導率高、比熱容低，此時巖漿侵入體對烴源巖的成熟度影響范圍很大。考慮到潛力生油層在三垛組沉積時期的普遍埋深超過3 000 m，已經(jīng)接近或達到中成巖作用晚期，火山活動對生油層的成熟度影響較大，并與潛力生油層的早生烴期耦合，對烴源巖生烴起促進作用。

綜上所述，北凹和南五凹分別為北部坳陷和南部坳陷代表性的潛力凹陷，北部坳陷以早期生烴為主；南部坳陷雖存在兩期生烴，但仍以三垛組沉積時期為主生烴期，這與蘇北盆地的東臺坳陷相似?？紤]到北凹構造反轉強烈，先期有油源斷層溝通，后期保存條件較好的圈閉是實現(xiàn)油氣突破的首選目標；南五凹經(jīng)歷三垛構造運動時，先存的油藏可能被調整和破壞，斜坡帶的烴源巖可能在晚期進入生烴門限，但盆地自新近紀后進入拗陷期，斷層活動強度低，斜坡帶砂巖輸導層的質量尚不明確，因此三垛運動時形成的遠離凹陷中心的晚期構造圈閉具有較大勘探風險，應關注輸導體系的研究。

5 結論及展望

1）泰二段烴源巖整體為Ⅱ1型干酪根，受海侵影響，碳酸鹽礦物含量高，水生有機質輸入，沉積時期水體還原性強，鹽度高，利于有機質的保存，構造反轉較強的北凹泰二段整體已經(jīng)進入生油窗；阜二段烴源巖以藻類有機質貢獻為主，混有陸源有機質輸入，是比較典型的湖相烴源巖，沉積時期水體還原性強且鹽度高；阜四段烴源巖整體源自陸源有機質貢獻，沉積時水體偏氧化性，鹽度低，有機質豐度雖好，但保存條件較差。

2）復雜的母質輸入和沉積環(huán)境差異對成熟度評價形成了挑戰(zhàn)，由甾烷20S/（20S+20R）或者Ts/（Ts+Tm）參數(shù)表達的“未熟”特征需要其他熱成熟度參數(shù)佐證。

3）基于斷陷型-拗陷型的構造背景轉換分析，結合活躍的火山活動對烴源巖生烴的促進作用，認為北部坳陷以早期生烴為主；南部坳陷存在早、晚兩期生烴，三垛組沉積時期為主生烴期。

4）本文使用的排烴門限仍以Ro= 0.7 %標定，咸化烴源巖早生早排的研究案例已經(jīng)被廣泛報道，泰二段和阜二段的源巖生烴動力學參數(shù)值得深入研究。類比蘇北盆地研究南黃海盆地烴源巖的分布，將是下一步攻關重點。

致謝：研究過程中與中石化江蘇油田的專家進行了有益的討論，審稿專家為本文提供了建設性的修訂意見。