梁萬(wàn)樂(lè)，李賢慶，魏 強(qiáng)，李 謹(jǐn)，孫可欣，張 敏

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)煤炭資源與安全開(kāi)采國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與測(cè)繪工程學(xué)院，北京 100083；3.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院 天然氣地質(zhì)所，河北 廊坊 065007)

0 引 言

位于塔里木盆地北緣的庫(kù)車(chē)坳陷(即庫(kù)車(chē)前陸盆地)是中國(guó)西部最重要的含油氣盆地之一，是促成國(guó)家“西氣東輸”工程啟動(dòng)的資源基地，近年來(lái)深層-超深層油氣勘探獲得巨大成功[1]。前人對(duì)庫(kù)車(chē)坳陷烴源巖地球化學(xué)特征開(kāi)展了大量的研究工作[2-8]：三疊系和侏羅系烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高[2-4]，有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅲ型(Ⅲ1和Ⅲ2型)為主，鏡質(zhì)組反射率Ro為0.56%～2.26%[5-6]，在高—過(guò)成熟階段可以大量生氣，屬傾氣型烴源巖[7-8]。庫(kù)車(chē)坳陷三疊系與侏羅系烴源巖顯微組分組成總體相似，鏡質(zhì)組和惰性組含量高，富氫組分含量低，其中部分北部山前帶樣品具有相一致的有機(jī)巖石學(xué)特征[9-10]。

然而庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶目前仍是庫(kù)車(chē)坳陷油氣成藏條件研究程度最低的地區(qū)[11]，針對(duì)北部山前帶的有機(jī)巖石學(xué)研究并不完善。這不僅與該地區(qū)的勘探難度大有關(guān)，也與烴源巖特征較復(fù)雜、差異性研究薄弱有較大關(guān)系[12]。庫(kù)車(chē)坳陷部分烴源巖可達(dá)高成熟—過(guò)成熟演化階段，常規(guī)分子地球化學(xué)參數(shù)已隨著演化程度的升高而趨同[13]，而有機(jī)巖石學(xué)方法在有機(jī)顯微組分特征、組成和生烴母質(zhì)方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在很大程度上可以彌補(bǔ)地球化學(xué)資料的不足，成為揭示庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖特征的重要手段[14]。本文擬采用全巖有機(jī)巖石學(xué)分析方法[15]，結(jié)合巖石熱解實(shí)驗(yàn)資料，對(duì)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界三疊系和侏羅系烴源巖樣品進(jìn)行詳細(xì)的有機(jī)巖石學(xué)研究，旨在為該區(qū)油氣的生成與成藏研究提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

庫(kù)車(chē)坳陷位于塔里木盆地北部，是以中—新生代沉積為主的疊加型前陸盆地[16]。受南天山山體強(qiáng)烈隆升的影響，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶屬于基底卷入變形構(gòu)造，發(fā)育一系列基底卷入逆沖斷層，主要反映了垂向剪切力與斜向擠壓力的共同作用，因此逆沖斷層多呈現(xiàn)出向盆地內(nèi)部?jī)A斜的特征[17]。在平面上，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶表現(xiàn)出較強(qiáng)的分帶變形特征，自北向南依次可劃分為北部斜坡帶、巴什構(gòu)造帶、依奇克里克構(gòu)造帶、迪北斜坡帶以及吐格爾明隆起帶(圖1(a))。

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶受擠壓變形強(qiáng)烈，地表出露地層較老，以中生界三疊系和侏羅系為主，發(fā)育中上三疊統(tǒng)淺湖—半深湖、湖沼相相泥質(zhì)烴源巖以及中下侏羅統(tǒng)湖沼相煤系烴源巖[18]，具有豐富的生烴物質(zhì)基礎(chǔ)。其中，三疊系烴源巖以黃山街組(T3h)、塔里奇克組(T3t)的湖沼相泥巖為主；侏羅系烴源巖以陽(yáng)霞組(J1y)、克孜勒努爾組(J2kz)的沼澤相煤和煤系泥巖為主，部分恰克馬克組(J2q)湖相泥巖(圖1(b))。庫(kù)車(chē)坳陷中生界烴源巖厚度為132～1 053 m，沉積厚度中心位于大北—克拉一線，三疊系烴源巖厚度較大，在北部山前帶厚度一般為200～500 m，侏羅系烴源巖略厚于三疊系烴源巖，同樣表現(xiàn)為“西厚東薄、北厚南薄”的特征[19]，但分布范圍大于三疊系，疊置在三疊系之上。庫(kù)車(chē)坳陷盆地原型控制了中生界烴源巖的發(fā)育，使得克拉蘇構(gòu)造帶及其以北的山前帶是中生界烴源巖發(fā)育的最有利位置。在上新世庫(kù)車(chē)坳陷受到強(qiáng)烈擠壓，發(fā)生大規(guī)模逆沖推覆作用，使得北部山前帶的原地?zé)N源巖埋深急劇加大，熱演化程度快速升高，甚至提早進(jìn)入更高的演化階段[20]。

2 樣品與實(shí)驗(yàn)方法

本文研究重點(diǎn)選取了涉及庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界不同層位的烴源巖樣品進(jìn)行有機(jī)巖石學(xué)分析測(cè)試，其中露頭樣品26個(gè)，鉆井巖心樣品14個(gè)，其巖性與分布情況如表1所示。

制備光片樣品時(shí)，需將樣品粉碎至60～80目，按四分法縮分適量樣品，用環(huán)氧樹(shù)脂膠結(jié)并制備成全巖光片[21]。按照全巖有機(jī)巖石學(xué)分析方法，在配有CRAIC顯微光度計(jì)的Leica DM4500P型熒光顯微鏡下完成這些全巖光片樣品的實(shí)驗(yàn)分析[22]，測(cè)試條件為溫度22 ℃，濕度47%。其中，鏡質(zhì)組反射率(Ro)測(cè)定依據(jù)SY/T 5124-2012，采用反射率為0.589%的藍(lán)寶石(Sapphire)、1.725%的釓鎵石榴石(Gadolinium Gallium Garnet)作為標(biāo)樣[23]，在波長(zhǎng)546 nm，光源強(qiáng)度(INT)為18，10倍目鏡、50倍油浸物鏡下完成；顯微組分定量分析依據(jù)SY/T 19144-2003，按照國(guó)際通用的白光和熒光相結(jié)合的點(diǎn)統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)得出顯微組分全巖體積的百分含量，有效統(tǒng)計(jì)點(diǎn)數(shù)至少500點(diǎn)以上，統(tǒng)計(jì)范圍覆蓋整個(gè)光片?？傆袡C(jī)碳含量測(cè)定和巖石熱解實(shí)驗(yàn)使用儀器為CS230碳硫分析儀和OGE-II油氣評(píng)價(jià)工作站，均是嚴(yán)格按國(guó)家、行業(yè)推薦的標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)規(guī)范完成的。

表1 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖樣品分布情況

樣品號(hào) 井名或剖面深度/m層位巖性樣品號(hào)井名或剖面深度/m層位巖性 KZ1-1克孜1井1 659J2q灰色泥巖YN2-3依南2井4 405J1y暗色泥巖KCH1庫(kù)車(chē)河/J2q灰色泥巖YN2-4依南2井4 408J1y暗色泥巖KPL1卡普沙良河/J2q深灰色泥巖YN4-1依南4井4 126J1y碳質(zhì)泥巖KPL2卡普沙良河/J2q深灰色泥巖YX1-3依西1井1 927J1y灰色泥巖KPL3卡普沙良河/J2q鈣質(zhì)泥頁(yè)巖KZ1-2克孜1井3 507J1y碳質(zhì)泥巖KPL4卡普沙良河/J2q暗色泥巖KZ1-3克孜1井3 303J1y灰色泥巖KPL5卡普沙良河/J2q暗色泥巖KCH7庫(kù)車(chē)河/J1y暗色泥巖KPL6卡普沙良河/J2q暗色泥巖KCH8庫(kù)車(chē)河/J1y暗色泥巖KPL7卡普沙良河/J2q暗色泥巖KCH9庫(kù)車(chē)河/J1y碳質(zhì)泥巖KPL8卡普沙良河/J2q碳質(zhì)泥巖KCH10庫(kù)車(chē)河/J1y暗色泥巖YN2-1依南2井3 880J2kz灰色泥巖YN2-5依南2井5 048T3t灰色泥巖YN2-2依南2井4 314J2kz碳質(zhì)泥巖KCH11庫(kù)車(chē)河/T3t灰色泥巖YS4-1依深4井945.5J2kz碳質(zhì)泥巖KCH12庫(kù)車(chē)河/T3t灰色泥巖YX1-1依西1井2 906J2kz暗色泥巖KCH13庫(kù)車(chē)河/T3t灰色泥巖YX1-2依西1井2 975J2kz碳質(zhì)泥巖KCH14庫(kù)車(chē)河/T3t粉砂質(zhì)泥巖KCH2庫(kù)車(chē)河/J2kz碳質(zhì)泥巖YN2-6依南2井5 310T3h灰色泥巖KCH3庫(kù)車(chē)河/J2kz碳質(zhì)泥巖KCH15庫(kù)車(chē)河/T3h含粉砂泥巖KCH4庫(kù)車(chē)河/J2kz灰色泥巖KPL9卡普沙良河/T3h深灰色泥巖KCH5庫(kù)車(chē)河/J2kz暗色泥巖KPL10卡普沙良河/T3h深灰色泥巖KCH6庫(kù)車(chē)河/J2kz碳質(zhì)泥巖KPL11卡普沙良河/T3h深灰色泥巖

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 顯微組分鏡下特征

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖樣品中，鏡質(zhì)組主要為結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體以及少量鏡屑體，無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體主要包括均質(zhì)鏡質(zhì)體和基質(zhì)鏡質(zhì)體。其中，侏羅系克孜勒努爾組烴源巖以均質(zhì)鏡質(zhì)體為主，表面較干凈，可見(jiàn)較多內(nèi)生裂紋；陽(yáng)霞組烴源巖主要含基質(zhì)鏡質(zhì)體和均質(zhì)鏡質(zhì)體(圖2(a)、(b))，基質(zhì)鏡質(zhì)體在油浸反射光下呈深灰色，常與其他組分膠結(jié)或共生，如圖2(b)中與半絲質(zhì)體膠結(jié)。三疊系塔里奇克組烴源巖以基質(zhì)鏡質(zhì)體、結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體為主(圖2(c))，結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體中具有較完好的原始植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)；黃山街組烴源巖中均質(zhì)鏡質(zhì)體和基質(zhì)鏡質(zhì)體較為常見(jiàn)(圖2(b))，一般呈條帶狀和各種團(tuán)塊狀展布。

惰性組在所有顯微組分中反射率最高，反映比較開(kāi)闊的充氧環(huán)境[21]。侏羅系克孜勒努爾組烴源巖樣品以半絲質(zhì)體為主(圖2(e))，碎片化較嚴(yán)重；陽(yáng)霞組烴源巖中惰性組主要為絲質(zhì)體和半絲質(zhì)體，呈白色至亮白色；三疊系塔里奇克組烴源巖由于有較高的陸源高等植物輸入和偏氧化的沉積環(huán)境[10]，致使惰性組較為發(fā)育，以絲質(zhì)體和半絲質(zhì)體為主(圖2(f))；黃山街組烴源巖樣品中惰性組主要為較少量的絲質(zhì)體和惰屑體，多呈星狀、弧狀、碎屑狀產(chǎn)出。

圖2 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖樣品中顯微組分鏡下照片F(xiàn)ig.2 Microscopic photos of Mesozoic source rock samples in the northern piedmont zone of the Kuqa depression(a)均質(zhì)鏡質(zhì)體，KCH10，J1y，油浸，反射單偏光；(b)基質(zhì)鏡質(zhì)體和半絲質(zhì)體，KCH10，J1y，油浸，反射單偏光；(c)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，KCH11，T3t，油浸，反射單偏光；(d)基質(zhì)鏡質(zhì)體，KPL11，T3h，油浸，反射單偏光；(e)半絲質(zhì)體碎片，KCH6，J2kz，油浸，反射單偏光；(f)絲質(zhì)體，“星狀”結(jié)構(gòu)，KCH12，T3t，油浸，反射單偏光；(g)薄壁角質(zhì)體，KCH6，J2kz，油浸，反射熒光；(h)小孢子體和樹(shù)脂體，YN4-1，J1y，油浸，反射熒光；(i)小孢子體，KCH15，T3h，油浸，反射熒光

中生界烴源巖樣品中殼質(zhì)組組成比較簡(jiǎn)單，主要為孢子體和角質(zhì)體，其次為殼屑體和樹(shù)脂體。侏羅系克孜勒努爾組烴源巖樣品中角質(zhì)體較常見(jiàn)，呈條帶狀、線條狀產(chǎn)出，其次可見(jiàn)孢子體、殼屑體等(圖2(g))；陽(yáng)霞組烴源巖中以角質(zhì)體和孢子體為主，含少量樹(shù)脂體(圖2(h))；三疊系塔里奇克組烴源巖殼質(zhì)組以孢子體、角質(zhì)體和殼屑體為主；黃山街組烴源巖常見(jiàn)孢子體和殼屑體(圖2(i))，次為角質(zhì)體和樹(shù)脂體，其中孢子體個(gè)體較小，屬小孢子體，呈扁環(huán)狀、蠕蟲(chóng)狀、細(xì)小的線條狀等。

3.2 顯微組分含量分布

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖樣品中，顯微組分總含量(不含礦物瀝青基質(zhì))的分布范圍為0.97%～34%(占全巖體積)，平均為8.34%(表2)。從各層位來(lái)看，顯微組分總含量(TMC)存在一定差異，以克孜勒努爾組為最高，占全巖體積的2.71%～34%，平均為16.85%，其中暗色泥巖平均為7.92%、碳質(zhì)泥巖平均為28.03%；其次為陽(yáng)霞組、黃山街組和塔里奇克組，分別占全巖體積的0.97%～12.89%、3.44%～11.51%、2.1%～8.5%，平均為7.47%、6.78%、5.74%；恰克馬克組烴源巖最低，占全巖體積的1.52%～9.5%，平均為3.92%。

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶不同地區(qū)各層位烴源巖顯微組分含量分布具有一定的非均質(zhì)性(圖3)。就恰克馬克組而言，庫(kù)車(chē)河剖面烴源巖TMC值相對(duì)較大(占全巖體積的9.5%)，其他地區(qū)烴源巖TMC值較小?？俗卫张瑺柦M烴源巖在不同地區(qū)TMC值分布差異不大，均處于15%～20%范圍內(nèi)。相對(duì)而言，陽(yáng)霞組烴源巖顯微組分含量分布在不同地區(qū)差異較大，依南2井烴源巖TMC值最高(占全巖體積的10.27%)，庫(kù)車(chē)河剖面次之(占全巖體積的6.97%)，依西1井TMC值最低(占全巖體積的0.97%)。三疊系不同層位烴源巖顯微組分含量分布具有相似特點(diǎn)，庫(kù)車(chē)河剖面烴源巖TMC值較高，依南2井烴源巖TMC值較低?？偟膩?lái)說(shuō)，在庫(kù)車(chē)河剖面和克孜1井所處的克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶沖斷前緣一線烴源巖顯微組分總含量相對(duì)較高。

表2庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖樣品顯微組分含量與組成

Table2MaceralcontentsandcompositionintheMesozoicsourcerocksinthenorthernpiedmontzoneoftheKuqadepression

烴源巖層位樣品數(shù)/個(gè)TMC/%(E+S)含量/%顯微組分相對(duì)組成/%VIESS3含量/%J2q103.921.9737.2312.5742.817.3910.09J2kz1016.852.2464.5622.1710.322.9612.29J1y107.472.0162.6910.3719.227.7216.96T3t55.740.966.7317.598.896.7815.9T3h56.781.9850.8119.9718.5510.6814.11

注：TMC. 顯微組分總含量；V. 鏡質(zhì)組；I. 惰性組；E. 殼質(zhì)組；S. 腐泥組；S3. 礦物瀝青基質(zhì)。

需要指出的是，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖中含有部分礦物瀝青基質(zhì)，且含量分布并不均衡。礦物瀝青基質(zhì)含量以陽(yáng)霞組和塔里奇克組烴源巖中最高，其平均含量分別為16.96%和15.9%；其次為黃山街組和克孜勒努爾組烴源巖，恰克馬克組烴源巖中最低，為10.09%。

3.3 顯微組分組成

圖3 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖顯微組分含量分布Fig.3 Distribution of maceral contents of Mesozoic source rocks in the northern piedmont zone of the Kuqa depressionTMC. 顯微組分總含量/%；V. 鏡質(zhì)組含量/%；I. 惰性組含量/%；E. 殼質(zhì)組含量/%；S. 腐泥組含量/%；S3. 礦物瀝青基質(zhì)含量/%

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖顯微組分組成中明顯具有鏡質(zhì)組含量高、殼質(zhì)組和惰性組相對(duì)發(fā)育、而腐泥組貧乏的特點(diǎn)(圖4)。絕大多數(shù)烴源巖樣品中鏡質(zhì)組占25%～85%，惰性組占2%～50%，殼質(zhì)組可占5%～60%，腐泥組相對(duì)含量為微量至30%。就各層位而言，烴源巖顯微組成也存在差異，克孜勒努爾組和塔里奇克組烴源巖中鏡質(zhì)組含量較高(一般達(dá)50%～85%)，惰性組相對(duì)較高(5%～50%)，腐泥組較低(一般都<10%)；陽(yáng)霞組和黃山街組烴源巖，以鏡質(zhì)組最為常見(jiàn)(多占40%～80%)，惰性組含量不高(多為4%～30%)，殼質(zhì)組相對(duì)較高(5%～35%)；恰克馬克組烴源巖相對(duì)發(fā)育殼質(zhì)組(含量一般超過(guò)30%)。

圖4 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖顯微組分組成三角圖Fig.4 Triangular diagram of maceral composition of Mesozoic source rocks in the northern piedmont zone of the Kuqa depression

圖5 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖顯微組分相對(duì)組成分布Fig.5 Distribution of maceral relative composition of Mesozoic source rocks in the northern piedmont zone of the Kuqa depressionV.鏡質(zhì)組相對(duì)含量/%；I.惰性組相對(duì)含量/%；E.殼質(zhì)組相對(duì)含量/%；S.腐泥組相對(duì)含量/%

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖顯微組分相對(duì)含量平面分布如圖5所示，不同地區(qū)烴源巖的顯微組分相對(duì)組成具有一定相似性，均以鏡質(zhì)組占優(yōu)勢(shì)(相對(duì)含量多大于40%)，但其他顯微組分相對(duì)含量具有一定差異，這與沉積環(huán)境的變化相關(guān)。侏羅系恰克馬克組烴源巖在庫(kù)車(chē)河剖面腐泥組相對(duì)含量明顯高于卡普沙良河剖面和克孜1井，反映了湖相沉積環(huán)境中，湖盆逐漸變淺的過(guò)程。克孜勒努爾組烴源巖在克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶沖斷前緣一線，殼質(zhì)組相對(duì)含量高于惰性組，這對(duì)于生烴更為有利。三疊系塔里奇克組烴源巖在庫(kù)車(chē)河剖面和依南2井中，相對(duì)組成具有鏡質(zhì)組、惰性組、殼質(zhì)組和腐泥組相對(duì)含量依次遞減的特征，與晚三疊世后期坳陷整體抬升，形成以淺水湖沼為主的沉積環(huán)境密切相關(guān)。黃山街組烴源巖在依南2井中腐泥組相對(duì)含量高于惰性組和殼質(zhì)組，在卡普沙良河剖面殼質(zhì)組相對(duì)含量高于惰性組。

3.4 富氫顯微組分組成

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖中殼質(zhì)組和腐泥組是最重要的富氫組分，而礦物瀝青基質(zhì)往往是干酪根無(wú)定形組分的主要來(lái)源，因此礦物瀝青基質(zhì)也是值得重視的生烴母質(zhì)[24]。從具“形態(tài)”的富氫組分含量分布上看，殼質(zhì)組+腐泥組含量占全巖體積的0.33%～8.46%，絕大多數(shù)樣品占全巖體積的0.5%～4.76%?？俗卫张瑺柦M烴源巖中殼質(zhì)組+腐泥組總含量最高(為全巖體積的2.24%)，這與克孜勒努爾組烴源巖具有相對(duì)較高的顯微組分含量有關(guān)，其次為陽(yáng)霞組、黃山街組和恰克馬克組烴源巖，塔里奇克組烴源巖最低，為全巖體積的0.9%。

在庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖中，以腐泥組分(S)、殼質(zhì)組分(E)、礦物瀝青基質(zhì)(S3)為3個(gè)端元，繪制富氫組分組成三角圖(圖6)。各層位烴源巖中富氫組分相對(duì)含量有比較明顯的差異。恰克馬克組烴源巖中殼質(zhì)組+腐泥組含量最高(一般達(dá)30%～70%)，對(duì)于生烴最為有利。黃山街組和陽(yáng)霞組烴源巖相對(duì)富含殼質(zhì)組+腐泥組(多為10%～35%)。而塔里奇克組和克孜勒努爾組含較少的殼質(zhì)組和腐泥組(一般不足20%)，相對(duì)發(fā)育鏡質(zhì)組等貧氫組分。

圖6 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖富氫組分組成三角圖Fig.6 Triangular diagram of hydrogen-rich maceral composition of Mesozoic source rocks in the northern piedmont zone of the Kuqa depression

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖富氫顯微組分(不包含礦物瀝青基質(zhì))中，以孢子體和殼屑體為主要的顯微組分，角質(zhì)體為常見(jiàn)組分，藻類(lèi)體、樹(shù)脂體等富氫組分為次要組分。事實(shí)上，殼屑體乃是具“形態(tài)”富氫組分(如藻類(lèi)體、孢子體、樹(shù)脂體、角質(zhì)體等)經(jīng)機(jī)械破碎和生物化學(xué)降解的產(chǎn)物[24]。從數(shù)量和成因的角度來(lái)考慮，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖中的殼屑體大多數(shù)來(lái)源于可能孢子體和角質(zhì)體。由此可見(jiàn)，孢子體、殼屑體、角質(zhì)體和藻類(lèi)體均是庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖最可能的生烴母質(zhì)。

3.5 有機(jī)質(zhì)類(lèi)型

鏡質(zhì)組、惰性組、殼質(zhì)組和腐泥組三者間不同的比例反映了其有機(jī)質(zhì)生源構(gòu)成上的差異[24]。從庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖中顯微組分組成三角圖(圖4)上可以看出[25]，恰克馬克組烴源巖樣品全部落在Ⅱ1型和Ⅱ2型范圍內(nèi)，表明其具有藻類(lèi)等水生生物與高等植物混源的特點(diǎn)；陽(yáng)霞組和黃山街組烴源巖樣品落在Ⅱ2型和Ⅲ型范圍內(nèi)，反映出其主要由陸源有機(jī)質(zhì)構(gòu)成；克孜勒努爾組和塔里奇克組烴源巖樣品落在Ⅲ型有機(jī)質(zhì)范圍內(nèi)，顯示出陸源有機(jī)質(zhì)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)的特征。

通過(guò)熱解資料可以獲得有機(jī)質(zhì)豐度、類(lèi)型等方面的信息[26]，用于評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)類(lèi)型的熱解參數(shù)主要有：熱解峰溫(Tmax)、生烴潛量(S1+S2)、氫指數(shù)(HI)和降解潛率(D)等[27]。現(xiàn)對(duì)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖樣品的各指標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)統(tǒng)計(jì)(表3)。由表3可知，研究區(qū)烴源巖的HI和D普遍不高，HI一般都小于100 mg/g，D以小于20%為主。誠(chéng)然，熱解參數(shù)是隨有機(jī)質(zhì)熱演化程度加深而變化的，而本次實(shí)驗(yàn)樣品已經(jīng)處于成熟—高成熟階段，部分樣品已經(jīng)落在圖7的演化終點(diǎn)區(qū)附近，因此部分巖石熱解參數(shù)已經(jīng)不能再反映其特征，導(dǎo)致其出現(xiàn)HI和D均不高的現(xiàn)象。從HI—Tmax關(guān)系圖和D—Tmax關(guān)系圖(圖7)可以看出，全巖顯微組分判斷結(jié)果與巖石熱解參數(shù)判斷結(jié)果基本一致?？偟膩?lái)看，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅲ型和Ⅱ2型為主。單從有機(jī)質(zhì)類(lèi)型來(lái)看，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖對(duì)于生氣較為有利。

表3庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖巖石熱解參數(shù)及有機(jī)質(zhì)類(lèi)型劃分

Table3PyrolysisparametersandtheclassificationoforganicmattertypesofMesozoicsourcerocksamplesinthenorthernpiedmontzoneoftheKuqadepression

烴源巖層位巖石熱解參數(shù)Tmax/℃(S1+S2)/(mg/g)HI/(mg/g)D/%有機(jī)質(zhì)類(lèi)型J2q443～464452.6(10)0.08～3.51.75(10)24.3～144.979.3(10)6.21～18.9510.3(10)Ⅱ1—Ⅱ2J2kz425～463447.3(10)0.13～43.4215.9(10)20.8～642211.7(10)1.04～23.448.34(10)Ⅱ2—ⅢJ1y443～489460.4(10)0.23～22.444.16(10)18.7～258.461.5(10)2.27～22.386.2(10)Ⅱ2—ⅢT3t456～470461.6(5)0.2～2.981.376(5)20.6～87.254.08(5)4.2～8.365.82(5)Ⅱ2—ⅢT3h429～481457.2(5)0.28～9.662.67(5)30.5～200.774.8(5)2.94～17.9412.2(5)Ⅱ2—Ⅲ

圖7 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖HI—Tmax和D—Tmax關(guān)系圖Fig.7 HI—Tmax and D—Tmax of Mesozoic source rocks in the northern piedmont zone of the Kuqa depression

圖8 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖Tmax—Ro關(guān)系圖(底圖據(jù)文獻(xiàn)[28])Fig.8 Tmax—Ro of Mesozoic source rocks in the northern piedmont zone of the Kuqa depression(modified from[28])

3.6 熱演化程度

鏡質(zhì)組反射率(Ro)是表征烴源巖熱演化程度的最主要的光性標(biāo)志之一[21]。研究區(qū)烴源巖樣品熱演化程度處于成熟—高成熟階段，Ro介于0.56%～1.87%之間。不同層位烴源巖樣品的熱演化程度存在差異，陽(yáng)霞組、恰克馬克組和克孜勒努爾組烴源巖Ro值大多處于0.6%～0.9%的范圍內(nèi)，均值分別為0.79%、0.84%、0.89%，塔里奇克組樣品的Ro值相對(duì)較高為0.66%～1.74%，平均為1.146%，黃山街組烴源巖最高為0.91%～1.87%，均值為1.486%。根據(jù)Peters等人研究，利用熱解參數(shù)判斷熱演化程度(圖8(a))應(yīng)該通過(guò)其他方法驗(yàn)證，如有機(jī)巖石學(xué)方法測(cè)定鏡質(zhì)體反射率Ro等[28]。這是因?yàn)門(mén)max值對(duì)其他參數(shù)具有依賴性，例如硫含量(通過(guò)裂解弱碳—硫鍵促進(jìn)成熟和油氣生成[29])、有機(jī)物的類(lèi)型[30]和礦物基質(zhì)(礦物基質(zhì)保留碳?xì)浠衔?，特別是當(dāng)基質(zhì)富含黏土?xí)r[31])等。如圖8所示，熱解參數(shù)Tmax與鏡質(zhì)組反射率Ro中大部分點(diǎn)都落在“生油窗”范圍附近，反映Ro數(shù)據(jù)與基于Tmax值的熱演化程度解釋吻合程度較高。

圖10 庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖TMC—TOC、殼質(zhì)組含量—HI和陸源有機(jī)質(zhì)含量—HI關(guān)系圖Fig.10 Relations between TMC—TOC, exinite—HI and Terrig.OM—HI of the Mesozoic source rocks in the northernpiedmont zone of the Kuqa depression

庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶不同地區(qū)各層位烴源巖Ro值分布具有一定差異。圖9為庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界三疊系和侏羅系烴源巖鏡質(zhì)組反射率Ro等值線圖。恰克馬克組烴源巖Ro值在克孜1井最高，在庫(kù)車(chē)河剖面最低。克孜勒努爾組烴源巖和陽(yáng)霞組烴源巖具有相似的特征，在外圍的庫(kù)車(chē)河剖面、依西1井、依南2井等地區(qū)的Ro值相近，均處于0.75%～0.87%范圍內(nèi)，而依深4井和依南4井則較低分別為0.56%與0.67%。三疊系塔里奇克組烴源巖在庫(kù)車(chē)河剖面Ro值高于依南2井，黃山街組烴源巖在卡普沙良河剖面和依南2井Ro值近似，在庫(kù)車(chē)河剖面較低為0.91%。結(jié)合前人研究[32]，庫(kù)車(chē)河剖面、克孜1井和依西1井這一地區(qū)熱演化程度相對(duì)較高，克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶沖斷前緣一線為烴源巖的最大成熟生烴中心，具有良好的生烴潛力。

3.7 有機(jī)質(zhì)富集

顯微組分總含量(TMC)與總有機(jī)碳(TOC)值的比值揭示了光學(xué)顯微鏡下可見(jiàn)的具“形態(tài)”有機(jī)質(zhì)的量，并且通?？梢杂脕?lái)驗(yàn)證顯微組分定量數(shù)據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，考慮到富氫顯微組分與巖石之間的密度差異，若可見(jiàn)的具“形態(tài)”顯微組分貢獻(xiàn)了所有的TOC值，則理論上顯微組分的體積百分比與TOC的重量百分比之間比值接近4[33]。然而，如圖10(a)所示，除部分樣品比值接近于4外，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶多數(shù)樣品的比值在1～3的范圍內(nèi)，表明多數(shù)有機(jī)質(zhì)以無(wú)定形有機(jī)質(zhì)(AMO)或?qū)訝钤孱?lèi)體的形式存在。較低的比例(1∶1及以下)顯示沉積物含有大量強(qiáng)烈碎裂的有機(jī)顆粒，這可能受淡水流入的影響，不同比例的TMC和TOC值表明古環(huán)境的復(fù)雜和頻繁變化。

有機(jī)質(zhì)含量的變化明顯受到海底微生物席中藻類(lèi)和微生物生物量沉積和保存的控制。有機(jī)巖石學(xué)研究與熱解資料表明傾油的Ⅰ型和Ⅱ型干酪根中有機(jī)質(zhì)來(lái)源于水生藻類(lèi)和較高等的陸生植物[33]。如圖10(b)和(c)所示，庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶HI與殼質(zhì)組含量以及HI與陸源有機(jī)質(zhì)(包括鏡質(zhì)組和惰性組)之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性，但可以表明高生烴潛力與高的殼質(zhì)組含量和低的陸源有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。這其中一個(gè)可能的原因是高孢子體含量通常與大量貧氫的陸源有機(jī)質(zhì)輸入有關(guān)。

4 結(jié) 論

(1)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界不同層位烴源巖中顯微組分總含量TMC值存在一定差異，以克孜勒努爾組為最高，其次為陽(yáng)霞組、黃山街組和塔里奇克組，恰克馬克組烴源巖最低；克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶沖斷前緣一線烴源巖中TMC值相對(duì)較高。

(2)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖顯微組分組成明顯具有鏡質(zhì)組含量高、殼質(zhì)組和惰性組相對(duì)發(fā)育、而腐泥組貧乏的特點(diǎn)；孢子體、殼屑體、角質(zhì)體和藻類(lèi)體是其主要的富氫組分。恰克馬克組烴源巖富氫組分相對(duì)含量最高，對(duì)于生烴最為有利。

(3)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型以Ⅲ型和Ⅱ2型為主，對(duì)于生氣較為有利。其中，克孜勒努爾組和塔里奇克組烴源巖有機(jī)質(zhì)類(lèi)型主要為Ⅲ型，陽(yáng)霞組和黃山街組烴源巖主要為Ⅲ型和Ⅱ2型。

(4)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶中生界烴源巖熱演化程度處于成熟—高成熟階段，其鏡質(zhì)組反射率Ro為0.56%～1.87%；克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶沖斷前緣一線烴源巖熱演化程度較高，為烴源巖的最大成熟生烴中心。

(5)庫(kù)車(chē)坳陷北部山前帶多數(shù)有機(jī)質(zhì)以無(wú)定形有機(jī)質(zhì)或?qū)訝钤孱?lèi)體的形式存在，沉積物含有碎裂的有機(jī)顆粒，可能受淡水流入的影響。HI與殼質(zhì)組含量以及陸源有機(jī)質(zhì)之間關(guān)系表明高的生烴潛力與高的殼質(zhì)組含量和低的陸源有機(jī)質(zhì)含量有關(guān)。