魏建設(shè)，盧進(jìn)才，李金超

姜 亭，李玉宏 （中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054）

額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖綜合評(píng)價(jià)

魏建設(shè)，盧進(jìn)才，李金超

姜 亭，李玉宏 （中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心，陜西西安710054）

通過(guò)對(duì)額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖分布、有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型和有機(jī)質(zhì)成熟度的綜合研究，總結(jié)了烴源巖的分布特征和地球化學(xué)特征。哈爾蘇海組暗色泥巖平面上主要分布在雅干－哈爾蘇海地區(qū)，且在上段和下段均有分布，厚度為143.7～969.6m。考慮風(fēng)化作用的影響，分別對(duì)478、霍東哈爾和哈爾蘇海3個(gè)剖面的烴源巖分層進(jìn)行有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)，區(qū)內(nèi)哈爾蘇海組發(fā)育中等－好的烴源巖，烴源巖有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主。受斷裂活動(dòng)的影響，灰石山東北－霍東哈爾地區(qū)有機(jī)質(zhì)成熟度較高，處于過(guò)成熟階段，其他構(gòu)造活動(dòng)較弱地區(qū)烴源巖處于成熟－高成熟階段。額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖生烴潛力較大，該區(qū)具有良好的油氣勘探前景。

額濟(jì)納旗；哈爾蘇海組；烴源巖；綜合評(píng)價(jià)

1 區(qū)域地質(zhì)背景

額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)構(gòu)造位于天山－興安華力西造山系的北山－蒙古－吉林造山帶［1］，包括了北天山裂谷裂陷帶、中天山－馬鬃山構(gòu)造巖漿巖帶、阿爾金－北山裂谷帶、巴丹吉林裂陷（裂谷）帶等次級(jí)構(gòu)造單元［2］。額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)石炭紀(jì)－二疊紀(jì)為一大型裂谷裂陷盆地，北部以淺海陸棚相和碳酸鹽臺(tái)地相為主，南部以發(fā)育濱岸相碎屑巖為主。研究區(qū)發(fā)育5套（石炭系白山組，石炭－二疊系阿木山組（西部為干泉組），二疊系埋汗哈達(dá)組（西部為雙堡塘組）、阿其德組（西部為菊石灘組）和哈爾蘇海組）暗色泥巖，為潛在的烴源巖［3～5］。

額濟(jì)納旗石炭－二疊系油氣勘探程度較低。研究發(fā)現(xiàn)額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)發(fā)育多套暗色泥頁(yè)巖為可能的烴源巖，其中在石炭－二疊系沉積旋回頂部哈爾蘇海組發(fā)育厚度較大的暗色泥巖。筆者通過(guò)對(duì)額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖分布、有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型和成熟度的系統(tǒng)研究，對(duì)該區(qū)哈爾蘇海組烴源巖進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，明確研究區(qū)哈爾蘇海組烴源巖的生烴潛力。

2 沉積特征與暗色泥巖分布

額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系吳家坪階西部方山口組為中酸性火山巖或火山碎屑巖，主要分布在內(nèi)蒙古北山地區(qū)。東部哈爾蘇海組（P3h）主要為碎屑巖。在北部霍東哈爾至哈爾蘇海一帶，下部為淺灰、灰色砂礫巖、粉砂巖，灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾青灰色生物碎屑灰?guī)r；上部為灰黑色泥巖夾砂巖、粉砂巖等。南部巖性相對(duì)較粗，主要為灰綠色塊狀砂礫巖。

受沉積相的控制，額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組暗色泥巖主要分布在雅干－杭烏拉之間的灰石山東北、霍東哈爾、478剖面、呼和音烏蘇及哈爾蘇海等淺海陸棚相發(fā)育區(qū)，厚度為143.7～969.6m之間；縱向上，暗色泥巖在哈爾蘇海組下段（P3h1）和上段（P3h2）均有分布，且下段厚度大于上段（表1）。

表1 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組暗色泥巖厚度

3 有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)的指標(biāo)通常用有機(jī)碳含量（TOC）、生烴潛量（S1＋S2）、氯仿瀝青含量和總烴含量（HC）等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)［6］。通過(guò)對(duì)額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組186件暗色泥巖樣品（地表露頭）的分析顯示（表2），氯仿瀝青“A”含量為0.0004%～0.0090%，S1＋S2為0.01～0.05mg／g，HC為1.74～66.84mg／L。這3個(gè)指標(biāo)都遠(yuǎn)低于有效烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的下限值，達(dá)不到烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)；而TOC為0.01%～1.23%，除灰石山東北剖面外，其他剖面TOC均值都為中等烴源巖，表明該區(qū)哈爾蘇海組烴源巖可達(dá)中等的烴源巖級(jí)別。

現(xiàn)有烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)均是根據(jù)鉆井巖心樣品制定的，而由于油氣勘探新區(qū)幾乎沒(méi)有井下樣品，只能用地表露頭樣品進(jìn)行烴源巖評(píng)價(jià)。風(fēng)化作用使有機(jī)質(zhì)豐度降低，而且有機(jī)質(zhì)豐度的各評(píng)價(jià)參數(shù)受風(fēng)化作用的影響程度不盡相同，氯仿瀝青“A”含量、S1＋S2和HC受風(fēng)化作用的影響較大，TOC受風(fēng)化作用的影響較小。前人通過(guò)不同地區(qū)、不同層位井下樣品與地表樣品的對(duì)比研究認(rèn)為，井下樣品的TOC是地表露頭的1.1～5倍［6～8］。故筆者采用盧進(jìn)才等［3］在該區(qū)建立的露頭樣品烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（表3）。

表2 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖地球化學(xué)特征

表3 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)露頭樣品烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［3］

根據(jù)該評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，灰石山東北暗色泥巖為差－非烴源巖（圖1）。筆者分別對(duì)達(dá)到中等烴源巖的478剖面、霍東哈爾和哈爾蘇海等地區(qū)的暗色泥巖逐層進(jìn)行評(píng)價(jià)，并按照不同級(jí)別計(jì)算其累計(jì)厚度。3個(gè)剖面中，霍東哈爾地區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度最高，好烴源巖累計(jì)厚度為13.6m，中等的烴源巖累計(jì)厚度為82.6m；478剖面和哈爾蘇海剖面有機(jī)質(zhì)豐度次之，其中478剖面中等烴源巖累計(jì)厚度為172.6m；哈爾蘇海剖面中等烴源巖累計(jì)厚度為48.4m（圖2）。綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度為中等－差。

4 有機(jī)質(zhì)類型

干酪根元素是評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)類型的重要指標(biāo)。由于風(fēng)化作用影響，使烴源巖中O元素增加，H元素減少，風(fēng)化作用越強(qiáng)，O／C顯著增大，而H／C稍有減小，使有機(jī)質(zhì)類型變差［4］，甚至不能用干酪根元素法進(jìn)行有機(jī)質(zhì)類型判別。額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖只有2個(gè)樣品落在有機(jī)質(zhì)類型判別圖版內(nèi)，其他樣品均落在可判別有機(jī)質(zhì)類型的圖版外（圖3）。因此，不能用干酪根元素法對(duì)該套露頭烴源巖進(jìn)行有機(jī)質(zhì)類型劃分。

甾烷相對(duì)含量也常作為判別有機(jī)質(zhì)類型的重要指標(biāo)，且該指標(biāo)受風(fēng)化作用的影響較小。根據(jù)研究剖面采集的樣品色－質(zhì)分析資料所作的C27－C28－C29規(guī)則甾烷含量三角圖，大部分樣品落入Ⅱ1型干酪根分布區(qū)，少量落入Ⅱ2型分布區(qū)（圖4），表明額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系海爾蘇海組有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主。

圖1 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組TOC分布直方圖

5 有機(jī)質(zhì)成熟度

鏡質(zhì)體反射率（Ro）隨熱演化程度的升高而增大，并具有相對(duì)廣泛、穩(wěn)定的可比性，是烴源巖成熟度評(píng)價(jià)應(yīng)用最廣泛、最權(quán)威的指標(biāo)［9～12］。哈爾蘇海組下段在灰石山東北剖面烴源巖Ro為3.6%～3.9%，處于過(guò)成熟階段；上段在霍東哈爾剖面烴源巖Ro為3.7%～3.9%，也為過(guò)成熟階段；上段在哈爾蘇海剖面烴源巖Ro為1.1%～2.4%，演化程度以高成熟為主。哈爾蘇海組下段在灰石山東北和上段在霍東哈爾剖面處于過(guò)成熟階段，而上段在哈爾蘇海剖面仍以高成熟演化階段為主，使Ro在縱向變化上不一致。通過(guò)研究認(rèn)為，造成這種現(xiàn)象的原因是雅干地區(qū)斷裂較發(fā)育，哈爾蘇海地區(qū)斷裂不發(fā)育，且區(qū)內(nèi)的大斷裂——雅干斷裂位于灰石山東北剖面和霍東哈爾剖面的西北。因此，構(gòu)造動(dòng)力作用是灰石山東北剖面和霍東哈爾剖面烴源巖達(dá)到過(guò)成熟的主要原因［14］。

圖2 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組有機(jī)質(zhì)豐度綜合評(píng)價(jià)圖

圖3 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)干酪根元素法判別有機(jī)質(zhì)類型

C29甾烷20S／（20S＋20R）和C29甾烷ββ／C29（ββ＋αα）比值都隨著成熟度的升高而增大［5］。甾烷成熟度參數(shù)表明額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)478剖面、呼和音烏蘇剖面和哈爾蘇海剖面二疊系哈爾蘇海組烴源巖處于成熟－高成熟階段（圖5）。

綜合認(rèn)為，額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖整體處于成熟－高成熟階段，部分地區(qū)處于過(guò)成熟階段是構(gòu)造動(dòng)力作用造成的。

利用盧進(jìn)才等［3］建立的研究區(qū)露頭樣品烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)灰石山東北剖面、霍東哈爾剖面、哈爾蘇海剖面及478剖面二疊系哈爾蘇海組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度、類型及成熟度的綜合評(píng)價(jià)認(rèn)為，研究區(qū)發(fā)育有機(jī)質(zhì)豐度較高（中等為主）、類型好（Ⅱ1型為主）、成熟－高成熟的烴源巖，生烴潛力較大。

圖4 規(guī)則甾烷相對(duì)含量有機(jī)質(zhì)類型劃分圖

圖5 額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)烴源巖甾烷熱演化圖

6 結(jié) 論

1）額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組淺海陸棚相暗色泥巖分布范圍廣（主要分布于研究區(qū)北部的雅干－哈爾蘇海地區(qū)）、厚度大，且上、下段均有厚度可觀的暗色泥巖分布。

2）研究區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度中等為主，其中，霍東哈爾地區(qū)中等－好烴源巖累計(jì)厚度為96.2m，478剖面中等烴源巖累計(jì)厚度為172.6m，哈爾蘇海剖面中等烴源巖累計(jì)厚度為48.4m。

3）有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ1型為主，有機(jī)質(zhì)成熟度受斷裂活動(dòng)的影響，斷裂發(fā)育的灰石山－霍東哈爾地區(qū)烴源巖為過(guò)成熟，其他地區(qū)哈爾蘇海組烴源巖處于成熟－高成熟演化階段。

4）額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)二疊系哈爾蘇海組烴源巖具有良好的生油氣前景。

［1］任紀(jì)舜，王作勛，陳炳蔚，等.從全球看中國(guó)大地構(gòu)造［M］.北京：地質(zhì)出版社，1999.11～17.

［2］盧進(jìn)才，陳?ài)`發(fā)，郭建軍，等.古亞洲與特提斯交匯帶盆地群油氣資源潛力［J］.西北地質(zhì)，2006，39（3）：39～46.

［3］盧進(jìn)才，陳高潮，魏仙樣，等.內(nèi)蒙古西部額濟(jì)納旗及鄰區(qū)石炭系－二疊系沉積建造與生烴條件——石炭系－二疊系油氣地質(zhì)條件研究之一［J］.地質(zhì)通報(bào)，2011，30（6）：811～826.

［4］蔣興超，陳?ài)`發(fā)，唐友軍，等.內(nèi)蒙古西部額濟(jì)納旗苦水溝地區(qū)白山組烴源巖生烴條件研究［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)，2011，33（8）：40～48.

［5］魏建設(shè)，盧進(jìn)才，魏仙樣，等.內(nèi)蒙古西部額濟(jì)納旗及鄰區(qū)二疊系埋汗哈達(dá)組烴源巖生物標(biāo)志化合物的特征及意義［J］.地質(zhì)通報(bào)，2011，30（6）：904～910.

［6］盧雙舫，張敏.油氣地球化學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2008.201～205.

［7］徐偉民.石油地球化學(xué)在油氣勘探中的應(yīng)用［M］.東營(yíng)：石油大學(xué)出版社，1993.7～11.

［8］林娟華，龍幼康，白毅.風(fēng)化作用對(duì)有機(jī)地化特征的影響［J］.江漢石油科技，2000，10（2）：23～25.

［9］魏建設(shè)，盧進(jìn)才，魏仙樣，等.河西走廊地區(qū)石炭系烴源巖的特征［J］.地質(zhì)通報(bào)，2010，29（2－3）：367～373.

［10］盧進(jìn)才，魏仙樣，魏建設(shè)，等.內(nèi)蒙古西部額濟(jì)納旗及其鄰區(qū)石炭系－二疊系油氣地質(zhì)條件初探［J］.地質(zhì)通報(bào)，2010，29（2／3）：330～340.

［11］樊馥，高福紅，劉立，等.孫吳～嘉蔭盆地上白堊統(tǒng)太平林場(chǎng)組烴源巖特征及評(píng)價(jià)［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2007，37（5）：919～922.

［12］魏建設(shè)，盧進(jìn)才，魏仙樣，等.內(nèi)蒙古西部額濟(jì)納旗及鄰區(qū)石炭－二疊系烴源巖演化特征及影響因素［J］.地質(zhì)通報(bào)，2011，30（6）：895～903.

［編輯］宋換新

44 Comprehensive Evaluation on Permian Haersuhai Formation Hydrocarbon Source Rocks in Ejina Banner and Its Vicinity

WEI Jian－she，LU Jin－cai，LI Jin－chao，JIANG Ting，LI Yu－h(huán)ong

（AuthorsAddress：Xian Center of Geological Survey，CGS，Xian710054，Shaanxi，China）

Based on the comprehensive research of distribution，organic matter abundance，its type and maturity of Permian hydrocarbon source rocks of Haersuhai Formation in Ejina Banner and its vicinity，the distribution and geochemical characteristics were summarized.The dark mudstones of Haersuhai Formation were mainly distributed in the plane of Yagan－Haersuhai Area，they were distributed both on upper and lower sections with the thickness of 143.7～69.6m.In consideration of the effect of weathering，the organic matter abundance of layered hydrocarbon source rocks were evaluated respectively in three sections of 478，Huodonghaer and Haersuhai Formations，the middle－good hydrocarbon sourcerocks were developed in Haersuhai Formation.The kerogen type was divided by using steranes relative content，and the type of hydrocarbon source rocks was mostlyⅡ1in Haersuhai Formations.Influenced by fault movement，organic matter maturity of northeast Huishishan－Huodonghaer is overmatured，which is unfavorable for oil and gas generation.The hydrocarbon source rocks of the other area with weak structural activity are at maturity－h(huán)igh maturity stage.The hydrocarbon generating potentials of hydrocarbon source rocks are relatively large in Haersuhai Formation，and better exploration prospects are obtained in Ejina Banner and its vicinity.

Ejina Banner；Haersuhai Formation；hydrocarbon source rock；comprehensive evaluation

book=70,ebook=70

TE122.1

A

1000－9752（2012）05－0044－05

2011－10－09

中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目（1212011220742）。

魏建設(shè)（1981－），男，2003年大學(xué)畢業(yè)，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事油氣勘探研究工作。