■楊森 李斌

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊新疆烏魯木齊830009）

新疆北部中二疊統(tǒng)烴源巖地球化學特征與沉積環(huán)境研究分析

■楊森 李斌

（新疆地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊新疆烏魯木齊830009）

根據(jù)一定的烴源巖地球化學分析資料對新疆北部的準噶爾、吐哈以及伊犁盆地地區(qū)的中二疊統(tǒng)烴源巖的地球化學特征進行了系統(tǒng)的介紹。烴源巖的輕稀土元素富集程度較高，重稀土元素相對較低，具有較明顯的差異，沉積水體的元素地球化學特征及古鹽度等環(huán)境條件與烴源巖有機相關系密切。研究結果表明這些盆地烴源巖沉積時具有一定的鹽度條件。

烴源巖地球化學中二疊統(tǒng)新疆

由于海西運動，引發(fā)了新疆北部的地質(zhì)情況發(fā)生明顯的變動，在新疆北部的準噶爾地帶以及天山之間形成了巨大的盆地地帶，也就是當前的頗具規(guī)模的準噶爾、吐哈以及伊犁等盆地，中二疊統(tǒng)經(jīng)過大程度的發(fā)育，形成了一套厚度較大而且沉積分布較為穩(wěn)定的巖石組合，也就是暗色泥巖結合薄層碳酸鹽巖的一種組合，這種巖石組合逐步發(fā)展成我國新疆北部地區(qū)準噶爾、吐哈以及伊犁等盆地主要的烴源巖層系。目前涉及到暗色泥巖以及碳酸鹽巖的地球化學特征與沉積環(huán)境的相互關系受到人們的關注，這一方面的研究比較多，但是目前對于烴源巖一般都是借助有機地球化學的思路進行分析，而涉及巖石地球化學的分析比較少。所以本文主要介紹了我國新疆北部地區(qū)中二疊統(tǒng)烴源巖地球化學特征以及沉積環(huán)境等內(nèi)容。

1 新疆北部二疊系烴源巖地球化學特征

如圖1所示是新疆北部大地構造圖略。新疆北部的盆地地帶大多數(shù)的烴源巖發(fā)育層系屬于二疊系。例如，下二疊統(tǒng)風城組以及中二疊統(tǒng)下烏爾禾組屬于是新疆北部的盆地的西區(qū)主要發(fā)育的烴源巖，另外還有下二疊統(tǒng)佳木河組，一般也屬于是典型的烴源巖發(fā)育；在新疆北部的盆地東區(qū)，該地區(qū)的烴源巖主要發(fā)育于中二疊統(tǒng)平地泉組；而對于南部地區(qū)，則烴源巖主要發(fā)育于中二疊統(tǒng)蘆草溝組以及紅雁池組。

對于風城組烴源巖來說，其巖性一般都是黑灰色泥巖、白云質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)泥巖、凝灰質(zhì)碳酸鹽巖以及沉凝灰?guī)r，主要形成過程是由于海陸過渡環(huán)境的殘留沉積，一般主要是分布在瑪湖凹陷、沙灣凹陷以及阜康凹陷，其中在沙灣凹陷以及阜康凹陷兩處的烴源巖具有較大的厚度，可以看作是兩個烴源中心，在該地帶的風城組烴源巖的最大厚度甚至可達200m，而對于阜康凹陷的風城組烴源巖的最大厚度已經(jīng)超出300m；另外，阜康凹陷周邊的一些凸起也分布有一定的規(guī)模的風城組烴源巖。除此之外，也有一部分的風城組主要分布在東道海子凹陷。

圖1 新疆北部大地構造圖略

中二疊統(tǒng)烴源巖主要包括中二疊統(tǒng)平地泉組，主要分布在克拉美麗山前的五彩灣凹陷等地區(qū)，其巖性為黑色白云質(zhì)泥巖夾深灰色泥巖；另外還有中二疊統(tǒng)蘆草溝組，主要分布在博格達山前凹陷，其巖性基本屬于油頁巖，最大厚度可達600m，可以說是新疆北部的盆地內(nèi)有機質(zhì)最豐富的湖相沉積地層；此外還有紅雁池組。中二疊統(tǒng)烴源巖相對于風城組烴源巖來說，其分布范圍有一定的擴大，新疆北部的中央凹陷地帶基本有一定的分布。

2 新疆北部二疊系烴源巖的沉積環(huán)境

2.1 主元素

一般來說，不同盆地或者不同巖類的烴源巖的主元素在組分含量等方面明顯具有差別，一般都表現(xiàn)在烴源巖的沉積物源以及沉積環(huán)境這兩個方面。根據(jù)相關的數(shù)據(jù)，我們可以得出碳酸鹽巖類烴源巖中的主元素含有較高的錳元素以及鈣元素；而泥巖類烴源巖中含有較高的硅元素、鋁元素，鐵元素以及鉀元素；另外不同地帶也有明顯差別，吐哈盆地中二疊統(tǒng)烴源巖主元素的錳元素和硅元素要多于伊犁盆地，而伊犁盆地二疊系烴源巖元素中鈣元素含量卻大于吐哈盆地，這就充分的說明了不同的烴源巖的主元素在組分方面具有明顯的差別。結合目前的研究成果，新疆北部地區(qū)的早二疊世巖漿活動比較頻繁，因而導致了具有分布較為廣泛的火山巖，北部地區(qū)的準噶爾地區(qū)的火山巖屬于鉀質(zhì)粗面玄武巖-橄安粗巖-粗面巖以及安山巖-英安巖-流紋巖組合，呈現(xiàn)偏堿性的特點；而吐哈盆地的火山巖缺乏中性巖類，而以酸性發(fā)育模式為主要特點；伊犁盆地的火山巖則大多屬于堿性玄武巖系列。

2.2 稀土元素

在新疆北部中，烴源巖的LREE富集程度較高，HREE相對較低，LREE平均值是6.24，明顯高于球粒隕石的1.79，這說明沉積物中REE的絕對含量一般高于球粒隕石，且相對富集LREE。從不同盆地的巖石樣品中的REE的含量來看，不同巖類的烴源巖的REE含量明顯不同，且不同盆地的同一類巖性的巖石樣品的REE含量也有一定的差別。這說明沉積環(huán)境能夠較好的控制烴源巖REE的含量。

2.3 古鹽度特征

準噶爾盆地的不同地區(qū)的古鹽度明顯不同，例如西北部的烏爾禾組的古鹽度較低，而南部蘆草溝組烴源巖的古鹽度較高，溴/鋇平均值超過1，部分地區(qū)的鹽度甚至更高。一般來說古鹽度低的二疊統(tǒng)具明顯的陸相特征，一般都屬于淡水環(huán)境。另外在平地泉組中，我們發(fā)現(xiàn)其沉積水體的古鹽度呈現(xiàn)一定的波動性，古生物一般呈現(xiàn)喜鹽類與淡水類型交替出現(xiàn)。

另外在吐哈盆地中，不同凹陷的泥巖類烴源巖的古鹽度也有一定的差別，南部地區(qū)的凹陷，其溴/鋇值平均是0.02，而托克遜凹陷的溴/鋇值則平均為0.04，而對于臺北凹陷，其溴/鋇值平均達到2.11，這說明了不同凹陷的水介質(zhì)的特征并不完全一致。

3 沉積環(huán)境對有機質(zhì)豐度和類型的控制

烴源巖所具有的有機質(zhì)的豐度受到其沉積環(huán)境的影響，一般來說有機質(zhì)沉積有明顯的不均一性，湖相沉積中有機質(zhì)一般是來源于浮游生物，例如準噶爾盆地西北的烏爾禾組烴源巖沉積時水體較淺，因而其有機碳含量一般且有機質(zhì)類型較差。實際上沉積于不同環(huán)境的烴源巖的有機質(zhì)含量與干酪根顯微組分有一定的關系。結合沉積有機相對比，泥巖類烴源巖沉積于半深湖-深湖相的，其顏色一般是深灰-黑色，干酪根顯微組分一般是Ⅰ-Ⅱ1型。泥巖類烴源巖沉積于淺湖-水下三角洲相的，其顏色一般是灰色—深灰色，干酪根顯微組分一般是Ⅱ2型。泥巖類烴源巖沉積于淺湖相的，其一般是灰黑色、黑灰色泥巖及黑灰色碳酸鹽巖，巖石干酪根顯微組分中腐泥組含量較低，殼質(zhì)組含量高，鏡質(zhì)組含量變化較大，惰質(zhì)組含量少，干酪根類型多為Ⅱ2型—Ⅲ型?？梢钥闯鰺N源巖所具有的有機質(zhì)的豐度受沉積環(huán)境控制。

圖2 新疆北部盆地不同環(huán)境烴源巖干酪根顯微組成對比

4 結束語

目前對于烴源巖的地球化學特征與沉積環(huán)境的相互關系是研究的熱點，研究新疆北部地區(qū)中二疊統(tǒng)烴源巖地球化學特征以及沉積環(huán)境等內(nèi)容具有重要的研究價值，符合目前借助巖石有機質(zhì)含量和類型來分析烴源巖有機相的特征以及分析沉積環(huán)境的主流研究角度。

[1]鄧宏文，錢凱.深湖相泥巖的成因類型和組合演化.沉積學報，1990.8

[2]劉英俊，曹勵明.元素地球化學導論.北京:地質(zhì)出版社，1987.57~80.

[3]于炳松，陳建強，李興武，林暢松.塔里木盆地下寒武統(tǒng)底部黑色頁巖地球化學及其巖石圈演化意義.中國科學，2002.32(5):374~382.

F407.1[文獻碼]B

1000-405X（2016）-6-468-2

楊森（），男，畢業(yè)于長安大學資源勘查工程，地質(zhì)工程師。