可 行，趙青芳，吳 飄，楊傳勝，廖 晶，龔建明

(1.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266237；2.山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590；3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評價(jià)與探測技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266237)

0 引 言

膠萊盆地已有50多年的勘探歷史，根據(jù)眾多學(xué)者的研究，膠萊盆地具有良好的烴源巖[1]和儲蓋組合[2]，經(jīng)歷過生排烴[3]，也發(fā)現(xiàn)了豐富的油氣顯示[4]，但在油氣勘探上并未取得大的成果。目前，對膠萊盆地?zé)N源巖的數(shù)量和質(zhì)量、分布層位、展布范圍已有較多的研究[5-7]，形成了較為清晰的認(rèn)識。膠萊盆地元古宇變質(zhì)基底之上主要充填白堊系，萊陽凹陷和高密凹陷內(nèi)的平度—夏格莊洼陷是盆地內(nèi)暗色泥頁巖和泥灰?guī)r厚度最大的地區(qū)，累計(jì)厚度可達(dá)200 m。主要烴源巖是生油范圍較廣的白堊系水南段烴源巖和局限于萊陽凹陷的逍仙莊段烴源巖。水南段是盆地發(fā)育鼎盛時期的產(chǎn)物，為典型湖泊相沉積，沉積物色調(diào)暗、粒度細(xì)，巖性以深灰色、灰黑色頁巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，含有豐富的動植物化石。萊陽凹陷水南段暗色泥頁巖最為發(fā)育，有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到好、較好烴源巖級別，干酪根主要為Ⅰ型和Ⅱ1型并且處于成熟階段，是盆地主力烴源巖層系。諸城凹陷盡管湖盆面積大，但由于沉積速率大于基底的沉降速率，深湖-半深湖相不發(fā)育，主要以粗碎屑沉積為主，暗色泥頁巖分布局限且厚度小。牟平—即墨斷裂帶內(nèi)暗色泥頁巖的分布主要集中在北部地區(qū)，最大厚度在150 m左右。海陽凹陷目前資料較少，結(jié)合牟平—即墨斷裂帶和萊陽凹陷兩地的暗色泥巖厚度及盆地的整體地勢，推測萊陽組暗色泥頁巖的最大厚度在150～200 m之間[7]。盆地內(nèi)主要存在以下儲蓋組合：(1)逍仙莊段和水南段的生儲蓋三位一體組合。(2)逍仙莊組為生油層，止鳳莊段和馬耳山段為儲層，水南組頁巖為蓋層。(3)水南段為生油層，龍旺莊段和曲格莊段為儲集層，青山組火山巖和火山碎屑巖為蓋層。在盆地內(nèi)的露頭區(qū)、淺孔、鉆井中都發(fā)現(xiàn)了較多的油氣顯示，主要分布在萊陽組，尤以水南段最多，說明盆地發(fā)育演化過程中確實(shí)經(jīng)歷過油氣生成運(yùn)移。一些學(xué)者研究認(rèn)為，膠萊盆地沒有油氣突破的原因是因?yàn)榻?jīng)歷了燕山運(yùn)動和喜馬拉雅運(yùn)動的強(qiáng)烈改造，構(gòu)造變形、巖漿活動和剝蝕作用都很強(qiáng)烈，對已經(jīng)形成的油氣藏產(chǎn)生了不同程度的破壞[2，8]，推測在構(gòu)造相對較穩(wěn)定、保存條件相對較好的地區(qū)有可能存在具有勘探價(jià)值的油氣藏。由于頁巖氣原位儲存不易受構(gòu)造破壞的特點(diǎn)，近年來部分學(xué)者開始轉(zhuǎn)向?qū)Α白陨詢Α表搸r氣的研究，將膠萊盆地?zé)N源巖特征以及儲層特征與其他已獲工業(yè)氣流的盆地作比較，得出膠萊盆地具有頁巖氣形成條件和勘探潛力的結(jié)論[9-10]。本次對膠萊盆地萊陽凹陷和海陽凹陷兩地?zé)N源巖取樣分析，一方面是出于海陽凹陷烴源巖情況不明，另一方面以期為后續(xù)盆地內(nèi)頁巖氣的研究和勘探提供基礎(chǔ)資料。

傳統(tǒng)的烴源巖評價(jià)流程為“有機(jī)質(zhì)豐度-類型-成熟度”。事實(shí)上，如果在沒有確定有機(jī)質(zhì)類型和成熟度的情況下先行評價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度并得出結(jié)論，后續(xù)再根據(jù)有機(jī)質(zhì)類型的好壞和成熟度的高低來大致修正已得出的豐度等級，并不是很準(zhǔn)確。在“豐度、類型、成熟度”三大參數(shù)的評價(jià)順序上，對于有機(jī)質(zhì)豐度，其不同級別的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會因有機(jī)質(zhì)類型和成熟度不同而有所改變，所以其評價(jià)順序應(yīng)置于類型和成熟度之后，而有機(jī)質(zhì)類型這一參數(shù)的確定并不受豐度和成熟度的制約，可以在未確定豐度和成熟度之前單獨(dú)評論，所以有機(jī)質(zhì)類型應(yīng)該首先討論。本文按照“類型-成熟度-有機(jī)質(zhì)豐度”的流程來開展烴源巖評價(jià)，與傳統(tǒng)的“有機(jī)質(zhì)豐度-類型-成熟度”評價(jià)流程略有不同。較高的有機(jī)質(zhì)豐度可以提高對低成熟度和較差有機(jī)質(zhì)類型烴源巖的評價(jià)；相反，較低的有機(jī)質(zhì)豐度則會影響對類型較好且正處于生油窗的烴源巖的評價(jià)，如果根據(jù)已經(jīng)確定的類型和成熟度，最后評價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度更加具有總結(jié)性。

1 地質(zhì)概況

膠萊盆地位于魯東隆起區(qū)中部，西接郯廬斷裂帶，東北部延伸入黃海與千里巖隆起相連，南部則以五蓮—榮城斷裂為界與膠南隆起相鄰，北部與膠北隆起相接。由于構(gòu)造抬升，地層遭受強(qiáng)烈剝蝕，根據(jù)現(xiàn)存構(gòu)造特征，膠萊盆地主要分為牟平—即墨斷裂帶、海陽凹陷、萊陽凹陷、大野頭凸起、高密凹陷、柴溝地壘和諸城凹陷7個構(gòu)造單元(圖1)。其中，高密凹陷又可以進(jìn)一步劃分為夏格莊洼陷、平度洼陷、李黨家—馬山凸起、高密洼陷[11]。膠萊盆地為晚中生代陸相殘留盆地，除缺失古生界和中生界三疊系、侏羅系外，自上太古界到新生界均有發(fā)育，最大沉積厚度約5000 m。白堊系是盆地的主要充填，膠萊盆地在白堊紀(jì)共經(jīng)歷了萊陽期、青山期和王氏期3次構(gòu)造伸展作用，對應(yīng)形成了下白堊統(tǒng)萊陽組和上白堊統(tǒng)青山組、王氏組三套沉積序列[12]。早白堊世早期在斷裂拉分作用下，整體下陷接收沉積，由于斷塊體的掀斜作用，在諸城和萊陽地區(qū)發(fā)育了兩個深陷區(qū)，形成了萊陽組河湖相及沖積扇相沉積。萊陽組超覆在蘇魯造山帶之上并在盆地東部大面積出露，為一套陸相碎屑巖，由下及上依次為逍仙莊段、止鳳莊段、馬耳山段、水南段、龍旺莊段、曲格莊段[13](圖2)。

圖1 膠萊盆地構(gòu)造單元及取樣點(diǎn)位置圖(據(jù)文獻(xiàn)[11]修改)

圖2 膠萊盆地萊陽組地層綜合柱狀圖

2 研究材料與方法

本文通過總結(jié)前人對膠萊盆地?zé)N源巖的研究成果，并結(jié)合野外實(shí)際觀察，對萊陽組顏色較深的泥頁巖露頭樣品進(jìn)行采樣，取樣地點(diǎn)及油氣顯示分布情況見圖1，取樣層位見圖2。其中萊陽凹陷采樣9塊，海陽凹陷中部及西南部(田橫島)各采樣6塊，共21塊烴源巖樣品。開展了5項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測試分析，包括：(1)有機(jī)碳分析。采用CS444型有機(jī)碳分析儀測定有機(jī)碳含量。(2)熱解分析。用 ROCK EVAL 6型巖石熱解儀進(jìn)行熱解分析。(3)抽提和分離。所有樣品粉碎成粒徑為0.19 mm的顆粒，用氯仿進(jìn)行48 h索氏抽提。將抽提物溶于過量的石油醚中，靜置24 h過濾，不溶部分為瀝青質(zhì)，可溶部分則采用硅膠氧化鋁柱色層分離方法，分別用石油醚、二氯甲烷和氯仿/乙醇混合溶劑沖脫飽和烴、芳烴和非烴。(4)GC-MS分析。分析儀器為HP5890 GC/5970B MSD色質(zhì)連用儀、HP6890型色譜儀。色譜柱為BP-5，柱長30 m，內(nèi)徑0.25 mm，氣化室溫度320 ℃，程序升溫初溫80 ℃，恒溫11 min，升溫速率3 ℃/min，終溫325 ℃，柱箱溫度320 ℃，離子源溫度250 ℃，電子能量70 eV，載氣為氦氣，線速25 cm/s，采集方式為全掃描(SCAN)/多離子檢測(SIN)。(5)有機(jī)質(zhì)顯微組分分析。在生物顯微鏡DIALUX-22EB和UMSP-50顯微光度計(jì)上進(jìn)行泥巖原位顯微組分鑒定。以上測試均在長江大學(xué)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。

3 結(jié)果與討論

3.1 烴源巖有機(jī)質(zhì)類型

3.1.1 干酪根顯微組分

由于各顯微組分是不同的生物有機(jī)組分在沉積巖中轉(zhuǎn)化的結(jié)果，所以顯微組分的組成可以反映不同生物對沉積巖中有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)。腐泥組主要是藻類及其他水生生物富氫穩(wěn)定組分在還原環(huán)境下腐泥化作用的產(chǎn)物；殼質(zhì)組來源于高等植物的孢粉和角質(zhì)層等組織及植物組織的分泌物；鏡質(zhì)組來源于高等植物木質(zhì)素和纖維素；惰質(zhì)組是植物木質(zhì)纖維組織及其凝膠化組分經(jīng)適度氧化作用而形成的[14]。

從研究區(qū)烴源巖樣品的干酪根顯微組分(表1)可以看出，全部樣品都未檢出腐泥組，惰質(zhì)組占比3%～10%，殼質(zhì)組占比65%～94%。三地樣品在腐泥組、殼質(zhì)組和惰質(zhì)組含量上差異不大，而鏡質(zhì)組含量則略有差異。海陽凹陷中部水南段為2%～10%，平均值為6.16%。萊陽凹陷逍仙莊段為19%～25%，平均值為22%；水南段為4%～16%，平均值為9.42%。海陽凹陷西南部水南段為3%～5%，平均值為3.5%；半深湖-深湖相的水南段中高等植物比例明顯較濱淺湖相的逍仙莊段低。海陽凹陷中部水南段干酪根以Ⅱ2型為主，6個測試樣品中僅有一個為Ⅱ1型，有機(jī)物源主要來源于海相浮游生物和微生物的混合物；萊陽凹陷逍仙莊段干酪根全部為Ⅱ2型，水南段也主要為Ⅱ2型，僅1個Ⅱ1型；而海陽凹陷西南部水南段Ⅱ1型干酪根占33%，其余為Ⅱ2型，干酪根品質(zhì)好于另外兩地，顯示了從內(nèi)陸到近海有機(jī)質(zhì)類型有變好的趨勢。

表1 膠萊盆地下白堊統(tǒng)烴源巖干酪根顯微組分統(tǒng)計(jì)

3.1.2 氫-氧指數(shù)及范氏圖

為了準(zhǔn)確判斷干酪根類型，規(guī)避單一方法可能存在的誤差，本次還進(jìn)行了烴源巖熱解和干酪根元素分析，并制做出有機(jī)質(zhì)類型判別圖(圖3和圖4)。由于IH值較低，氫氧指數(shù)判別圖中幾乎全部數(shù)據(jù)都落在圖中靠近原點(diǎn)且緊鄰氧指數(shù)坐標(biāo)軸的位置，部分?jǐn)?shù)據(jù)超出了判別曲線的有效范圍。IH值較低可能是由干酪根熱演化程度較高、剩余有機(jī)質(zhì)含量較低或者測試誤差較大等因素所導(dǎo)致。計(jì)算IH值所用的熱解參數(shù)S2代表剩余有機(jī)質(zhì)熱解生烴量，受儀器靈敏度的限制，剩余有機(jī)質(zhì)含量非常低的樣品在熱解測試中容易增大誤差，一般選用S2值較高的樣品進(jìn)行討論[14]。由于多數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)落在圖外，且可能存在相當(dāng)?shù)臏y試誤差，因此圖3無法判斷干酪根類型。

圖3 膠萊盆地萊陽組烴源巖IH/IO圖

圖4 膠萊盆地萊陽組烴源巖樣品范氏圖

烴源巖H/C-O/C范氏圖中曲線的演化軌跡越接近原點(diǎn)代表越高的熱演化程度。圖4中數(shù)據(jù)點(diǎn)沒有集中在原點(diǎn)附近，可以排除樣品熱演化已至高過成熟。H/C比較低導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)出現(xiàn)在圖幅有效范圍之外，另有部分?jǐn)?shù)據(jù)則全部投在Ⅲ型干酪根范圍之內(nèi)，與圖3情況類似。據(jù)前人研究[14]，Ⅰ型干酪根在結(jié)構(gòu)上以含脂肪族直鏈結(jié)構(gòu)為主，富含氫元素，多環(huán)芳香結(jié)構(gòu)及含氧官能團(tuán)很少；而Ⅲ型干酪根則相反，以含多環(huán)芳香結(jié)構(gòu)及含氧官能團(tuán)為主，富含氧元素；Ⅱ型干酪根的組成則介于Ⅰ型和Ⅲ型干酪根之間。圖3、圖4中數(shù)據(jù)點(diǎn)靠近橫軸而遠(yuǎn)離縱軸，表明O/C優(yōu)于H/C，氧指數(shù)優(yōu)于氫指數(shù)，樣品中富含氧元素而貧氫元素，熱解中新生成的烴類S2非常低，而含氧基團(tuán)熱解生成的CO2含量S3則較高。

3.1.3 碳同位素組成

戴鴻鳴等2008年研究認(rèn)為，當(dāng)烴源巖熱演化程度達(dá)到高成熟或過成熟階段，范氏圖、有機(jī)質(zhì)顯微組分統(tǒng)計(jì)、巖石熱解得到的氫氧指數(shù)等都難以準(zhǔn)確判斷烴源巖有機(jī)質(zhì)類型，不同類型的干酪根富集碳同位素12C、13C的相對比重不同，即碳同位素組成不同，且在成巖作用和熱演化作用過程中碳同位素組成一般小于2‰，通過分析干酪根碳同位素組成或可得出較準(zhǔn)確的有機(jī)質(zhì)類型[15]。根據(jù)干酪根類型的碳同位素判定標(biāo)準(zhǔn)[14]，萊陽凹陷、海陽凹陷中部樣品干酪根δ13C(PDB)的范圍是-26.7‰～-25.3‰，全為Ⅱ2型干酪根，海陽凹陷西南部樣品干酪根δ13C(PDB)的范圍是-28.4‰～25.2‰，含4個Ⅱ1和2個Ⅱ2型干酪根(圖5)，碳同位素對干酪根類型的判定結(jié)果明顯好于前述方法。

圖5 膠萊盆地萊陽組干酪根類型碳同位素判定結(jié)果

綜合分析以上幾種干酪根類型判別方法，顯微組分統(tǒng)計(jì)中所有樣品均不含腐泥組而其他顯微組分?jǐn)?shù)量均正常，將每一個樣品的腐泥組都誤測的可能性幾乎為零；同時圖4的演化軌跡及后文對成熟度的討論都表明，樣品有機(jī)質(zhì)的熱演化程度并沒有達(dá)到高-過成熟，所以腐泥組的缺失可能是由于風(fēng)化淋漓作用所致，因?yàn)楦嘟M有機(jī)質(zhì)主要是脂肪族有機(jī)質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)分解和聚合作用的產(chǎn)物，一旦遭受氧化極易散失。同時，腐泥組的氧化散失也使得富含氫元素的脂肪族有機(jī)質(zhì)大大減少，也就解釋了圖3和圖4中氫指數(shù)和氫碳比非常低的現(xiàn)象。干酪根中有機(jī)質(zhì)的碳同位素組成隨熱演化程度的變化較小，但卻無法避免腐泥組氧化散失的影響，因?yàn)椴煌袡C(jī)質(zhì)顯微組分的碳同位素組成有所不同。本次的幾種干酪根類型判別方法中，碳同位素判別法得出的干酪根類型最好，但腐泥組的氧化散失使得該測試結(jié)果比實(shí)際品質(zhì)要低很多，推測萊陽組不乏Ⅰ型和Ⅱ1型有機(jī)質(zhì)。事實(shí)上，前人對膠萊盆地水南段、逍仙莊段烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的研究結(jié)論也有所差異，張領(lǐng)軍等2017年對水南段野外剖面樣品分析表明其有機(jī)質(zhì)以Ⅱ型為主、Ⅲ型次之[16]，劉華等2006年證實(shí)井下樣品和露頭區(qū)保存較好的樣品有機(jī)質(zhì)主要為腐泥型(Ⅰ型)和腐殖腐泥型(Ⅱ1)[5]。結(jié)合本次樣品分析，這種差異極有可能是由于露頭樣品較之井下樣品保存得較差的原因。

3.2 烴源巖熱演化特征

從表2可以看出，萊陽凹陷和海陽凹陷中部水南段的樣品整體已達(dá)到成熟，個別為高成熟。萊陽凹陷逍仙莊段樣品為低成熟，海陽凹陷西南部水南段樣品全部為低成熟。鏡質(zhì)體是富氧組分，不易受到氧化作用的影響，被認(rèn)為是表征有機(jī)質(zhì)成熟度的最佳參數(shù)之一[14]。

表2 膠萊盆地下白堊統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化數(shù)據(jù)

在未成熟烴源巖的抽提物中，以相對分子質(zhì)量高的正構(gòu)烷烴為主，在相鄰碳數(shù)的正構(gòu)烷烴中，一般具有奇數(shù)碳優(yōu)勢。通常未成熟的烴源巖抽提物的正構(gòu)烷烴分布曲線呈鋸齒狀，尖峰明顯，隨烴源巖成熟度的增加正構(gòu)烷烴主峰碳逐漸向低碳數(shù)方向偏移，奇數(shù)碳優(yōu)勢逐漸消失，曲線變平滑[14]。利用CPI值(碳優(yōu)勢指數(shù))和OEP值(奇偶優(yōu)勢比)可以將從“正構(gòu)烷烴分布曲線”上對成熟度的定性描述定量化，這項(xiàng)指標(biāo)在鑒定碎屑巖類烴源巖時效果較好，CPI和OEP往往在C23—C34范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，彼此結(jié)果相差甚微，完全可以對比使用。根據(jù)CPI(OEP)值對有機(jī)質(zhì)成熟度的判定標(biāo)準(zhǔn)[17]：小于1，烴源巖為高-過成熟，1～1.2則為成熟，1.2～2.4為低成熟，2.4～5.5則為未成熟，樣品的CPI(OEP)值與鏡質(zhì)體反射率的判定結(jié)果一致(表2)。

鄔立言等1986年研究發(fā)現(xiàn)不同類型的干酪根中不同強(qiáng)度的化學(xué)鍵的相對豐度不同，成熟作用相對時間有所差別，成熟度相同但類型不同的干酪根在熱解中會出現(xiàn)不同范圍的最高熱解峰溫Tmax[18]。根據(jù)Tmax值所屬溫度范圍判斷有機(jī)質(zhì)成熟度時，前提要弄清楚干酪根的類型，這也是本文首先討論有機(jī)質(zhì)類型、其次成熟度、最后豐度的原因，因?yàn)榍懊鎱?shù)的屬性會影響到后面參數(shù)的討論。從可用的Tmax數(shù)據(jù)來看，萊陽凹陷水南段3個Ⅱ2型干酪根樣品，Tmax值分別為495 ℃、505 ℃和510 ℃(表2)，代表過成熟，與鏡質(zhì)體反射率不一致，考慮到前述討論中已總結(jié)出風(fēng)化淋漓作用對萊陽組露頭烴源巖的影響，S1值和S2值也會隨之偏低，該Tmax值不予采用。本次樣品有機(jī)質(zhì)成熟度以鏡質(zhì)體Ro和CPI(OEP)的判定結(jié)果為準(zhǔn)。張領(lǐng)軍等2017年[16]、劉華等2006年[5]、任擁軍等2003年[6]對萊陽凹陷水南段和逍仙莊段烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度研究時也得出了類似的結(jié)論，多數(shù)樣品已達(dá)成熟，少數(shù)為低成熟。

3.3 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是烴源巖最重要的評價(jià)指標(biāo)之一。通常沒有標(biāo)明烴源巖有機(jī)質(zhì)類型和成熟度的豐度等級評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)為僅適用于低成熟(Ro=0.5%～0.7%)的樣品，熱演化程度低，有機(jī)質(zhì)散失較少，比較接近原始豐度[19]；而如果烴源巖樣品的有機(jī)質(zhì)類型和成熟度變化較大，那么就需要建立更詳細(xì)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本次樣品均來自膠萊盆地下白堊統(tǒng)萊陽組的陸相露頭區(qū)暗色泥頁巖，擬采用秦建中等2005年[20]提出的綜合考慮了有機(jī)質(zhì)成熟度和類型的豐度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。從樣品的有機(jī)質(zhì)族組分?jǐn)?shù)據(jù)以及熱解參數(shù)(表3)來看，所有樣品的氯仿瀝青“A”值和S1+S2值都小于烴源巖氯仿瀝青“A”下限值0.03%和生烴潛量下限值0.5 mg/g。從總有機(jī)碳含量得出的評價(jià)結(jié)果(圖6)來看：萊陽凹陷水南段的樣品中29%為中等烴源巖，71%為非烴源巖，逍仙莊段的樣品全部為非烴源巖；海陽凹陷中部水南段的樣品中17%為差烴源巖，其余為非烴源巖，而海陽凹陷西南部的水南段樣品全部為非烴源巖?？傮w來說，本次樣品剩余有機(jī)質(zhì)含量較低。

表3 膠萊盆地下白堊統(tǒng)萊陽組烴源巖有機(jī)質(zhì)族組分及熱解參數(shù)

圖6 膠萊盆地萊陽組烴源巖TOC評價(jià)結(jié)果

前文已述，本次樣品的熱演化程度未達(dá)高-過成熟，且經(jīng)受了較為強(qiáng)烈的風(fēng)化淋漓作用，所以有機(jī)質(zhì)豐度必定受到了風(fēng)化淋漓作用的影響，至于原始有機(jī)質(zhì)豐度的情況，則需要參考前人研究成果。劉華等2006年對萊陽凹陷水南段烴源巖取樣分析[5]，TOC的評價(jià)結(jié)果顯示井下樣品中43%為好或較好烴源巖，14%為較差烴源巖，露頭樣品中41%為好或較好烴源巖，12%為較差烴源巖；而氯仿瀝青“A”的評價(jià)結(jié)果顯示井下樣品中63%為好或較好烴源巖，22%為較差烴源巖，露頭樣品中33%為好或較好烴源巖，54%為較差烴源巖。從有機(jī)碳含量來看，露頭和井下樣品中好或較好烴源巖、較差烴源巖、非烴源巖樣品在各自樣品總數(shù)中占比大致相同；但從氯仿瀝青“A”含量來看，井下樣品中好、較好烴源巖的數(shù)量要明顯高于露頭樣品。兩個參數(shù)的評價(jià)結(jié)果有所不同，推測是露頭樣品遭受風(fēng)化的結(jié)果，氯仿瀝青“A”含量比TOC易受風(fēng)化淋漓作用。任擁軍等2003年研究[6]也表明萊陽凹陷水南段和逍仙莊段烴源巖有機(jī)碳含量較高，其中水南段可以達(dá)到中等-好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)，但烴源巖中可溶有機(jī)質(zhì)含量和生烴潛量變化較大 ，以低值為主。以上兩位學(xué)者的研究均表明萊陽凹陷水南段和逍仙莊段存在較好的烴源巖，但由于風(fēng)化作用井下烴源巖樣品品質(zhì)優(yōu)于露頭樣品，部分區(qū)域露頭樣品可能遭受風(fēng)化較弱而保存較好，但本次取樣地點(diǎn)遭受了較強(qiáng)的風(fēng)化淋漓作用(圖7)，數(shù)據(jù)失去了代表性，仍可作為后續(xù)研究人員在膠萊盆地取樣的參考后續(xù)研究中要盡量取井下或淺鉆樣品，沒有條件而只能取露頭樣品時一定要仔細(xì)觀察風(fēng)化程度，勘查保存較好的樣品。

圖7 本次取樣點(diǎn)露頭剖面

3.4 烴源巖沉積環(huán)境特征

風(fēng)化淋漓作用使海陽凹陷中部和西南部大多數(shù)樣品的有機(jī)質(zhì)豐度評價(jià)為差-非烴源巖，與實(shí)際情況不符，其飽和烴數(shù)據(jù)也不能代表實(shí)際情況，所以這里僅對相對稍好的萊陽凹陷水南段樣品的飽和烴氣相色譜數(shù)據(jù)(表4)進(jìn)行分析。大多數(shù)樣品的OEP和CPI值為1.04～1.15，奇偶優(yōu)勢消失，表明烴源巖已經(jīng)成熟。通常未成熟和低成熟烴源巖樣品具有較高的w(Pr)/w(nC17)和w(Ph)/w(nC18)比值，隨著成熟度升高，干酪根熱降解生成的烴類逐漸增加，該比值逐漸降低[14，21]。從該區(qū)水南段樣品來看，大多數(shù)w(Pr)/w(nC17)和w(Ph)/w(nC18)比值小于1.0，說明水南段樣品有機(jī)質(zhì)已成熟，只有極少數(shù)樣品的為未成熟。樣品的w(C21+C22)/w(C28+ C29)比值以小于1.0為主，反映高等植物有機(jī)質(zhì)的輸入相對于低等水生生物有機(jī)質(zhì)輸入占優(yōu)勢；樣品的w(Pr)/w(Ph)值以大于1.0為主，表明有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境為氧化環(huán)境。飽和烴氣相色譜參數(shù)分析的結(jié)論與前文討論基本一致。結(jié)合前人對水南段井下樣品的飽和烴氣相色譜數(shù)據(jù)，從圖8中可以看出，萊陽凹陷水南段露頭樣品處于氧化性環(huán)境下，而萊孔1井井下水南段樣品則形成于還原環(huán)境，萊孔1井水南段烴源巖C27、C28、C29甾烷組成(圖9)[3]表明保存較好的水南段樣品的生源組成以藻類為主，而藻類通常形成較好類型的干酪根。以上都表明萊陽凹陷水南段確實(shí)存在較好的烴源巖，應(yīng)將勘探焦點(diǎn)向凹陷內(nèi)構(gòu)造相對較穩(wěn)定、風(fēng)化淋漓作用較弱的地方聚集。

表4 萊陽凹陷水南段烴源巖飽和烴氣相色譜參數(shù)

圖8 萊陽凹陷露頭及井下樣品沉積環(huán)境判別圖(萊孔1井?dāng)?shù)據(jù)據(jù)劉洪營等[3])

圖9 萊孔1井水南段烴源巖C27、C28、C29甾烷組成(據(jù)文獻(xiàn)[3])

4 結(jié) 論

(1)下白堊統(tǒng)萊陽組水南段和逍仙莊段是膠萊盆地的主要烴源巖層。從本次樣品測試數(shù)據(jù)來看，萊陽凹陷水南段發(fā)育一套中等烴源巖；海陽凹陷中部地區(qū)水南段發(fā)育一套差烴源巖，萊陽凹陷逍仙莊段和海陽凹陷西南部水南段為非烴源巖。對比前人對膠萊盆地水南段和逍仙莊段的研究成果，均好于本次樣品的豐度評價(jià)結(jié)果，原因在于本次樣品遭受了較強(qiáng)風(fēng)化淋漓作用，無法代表實(shí)際情況，僅作為取樣參考。

(2)萊陽凹陷和海陽凹陷中部的水南段干酪根類型主要為Ⅱ2型，個別為Ⅱ1型，偏腐植型，傾向于生氣；而海陽凹陷西南部的水南段樣品干酪根67%為Ⅱ1型，33%為Ⅱ2型，生油潛力較高。萊陽凹陷和海陽凹陷中部的水南段樣品均已成熟，而海陽凹陷西南部水南段樣品為低成熟，推測海陽凹陷西南部受后期構(gòu)造抬升影響，萊陽組殘留厚度薄，水南段埋深相對較淺。

(3)萊陽凹陷和海陽凹陷中部水南段有機(jī)物源以高等植物輸入為主，低等水生生物為輔，海陽凹陷西南部水南段則以低等水生生物輸入占優(yōu)勢。萊陽凹陷水南段露頭樣品遭受了強(qiáng)烈的風(fēng)化淋漓作用，烴源巖各項(xiàng)評價(jià)參數(shù)測定值很低，而井下樣品則有著以藻類為主的較好生源輸入且形成于還原環(huán)境。因此，結(jié)合前人研究成果，推測萊陽凹陷水南段存在較好的烴源巖。