屈 童，黃志龍，王 瑞，譚思哲，李志遠(yuǎn)，郭小波，趙 靜，潘永帥

全球特提斯域煤系烴源巖發(fā)育特征及其控制因素

屈 童1,2，黃志龍1,2，王 瑞1,2，譚思哲3，李志遠(yuǎn)1,2，郭小波4，趙 靜1,2，潘永帥1,2

(1. 中國石油大學(xué)(北京) 油氣資源與探測國家重點實驗室，北京 102249；2. 中國石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；3. 中海石油(中國)有限公司上海分公司，上海 200335；4. 西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710065)

特提斯域構(gòu)造活動背景控制下發(fā)育一系列煤系烴源巖發(fā)育盆地，且環(huán)太平洋帶古近紀(jì)和新近紀(jì)煤多以“富氫”為特征，生烴潛力巨大，這一類煤系是我國東南沿海含油氣盆地重要的烴源巖，因此，對特提斯背景下的煤系烴源巖發(fā)育特征及其控制因素進行系統(tǒng)總結(jié)尤為重要。通過系統(tǒng)分析特提斯域煤系烴源巖的發(fā)育時代、環(huán)境、地球化學(xué)特征及生物標(biāo)志化合物特征，歸納總結(jié)影響煤系烴源巖發(fā)育的控制因素，明確煤系烴源巖的有利發(fā)育條件及優(yōu)質(zhì)源巖形成的控制因素。結(jié)果表明：特提斯域控制下的煤系烴源巖主要發(fā)育于東南亞沿海地區(qū)拉張背景下的盆地，多發(fā)育于斷陷時期的海陸過渡相沉積環(huán)境，發(fā)育年代與特提斯構(gòu)造活動時期吻合；煤系烴源巖發(fā)育受古植物、古環(huán)境、巖相古地理、陸源有機質(zhì)供給、構(gòu)造活動強度、沉積–沉降速率等多因素共同控制，各因素相互聯(lián)系，相互影響，將其歸納為母源因素、構(gòu)造–沉積因素及保存因素3類；富含殼質(zhì)組和富氫鏡質(zhì)體的植物類型是富氫煤形成的必要母源條件，有利的聚煤環(huán)境及穩(wěn)定構(gòu)造背景是煤系烴源巖大規(guī)模發(fā)育的關(guān)鍵因素，合適的水體條件和還原環(huán)境是有機質(zhì)得以保存的重要因素；我國東南沿海盆地煤系烴源巖生烴潛力巨大，東海盆地西湖凹陷煤系富含樹脂體，珠江口盆地煤系富含孢子及花粉，瓊東南盆地發(fā)育廣泛的煤系泥巖，勘探前景巨大。

特提斯域；煤系烴源巖；分布特征；發(fā)育特征；控制因素

特提斯域演化對重建巖相古地理與油氣勘探具有重要意義，前人關(guān)于特提斯域含油氣盆地分布、油氣成藏特征、烴源巖形成環(huán)境與發(fā)育特征及其影響因素已有大量研究[6-7,9,13-18]，主要認(rèn)為煤系烴源巖發(fā)育受控于沉積–沉降速率、邊界斷層規(guī)模、陸源有機質(zhì)供給、有機質(zhì)保存條件、構(gòu)造活動強度、巖相古地理條件等因素[16-20]。不同盆地煤系烴源巖發(fā)育的控制因素也有所差異，田楊等[21](2019)在對東海盆地西湖凹陷平湖組煤系烴源巖發(fā)育模式的研究中認(rèn)為，煤系烴源巖主要受沉積–沉降速率、母質(zhì)來源及有機質(zhì)保存條件的控制，而沈文超[22](2018)則認(rèn)為西湖凹陷平湖組煤系烴源巖主要受古氣候、古植物、古構(gòu)造及古地理因素控制；周寶昌[20](1983)研究鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)煤系源巖發(fā)育規(guī)律時認(rèn)為，其發(fā)育主要受構(gòu)造、巖相古地理及古河道控制；劉玉虎等[23](2012)認(rèn)為吐哈盆地侏羅紀(jì)煤系烴源巖主要受沉積古地理和古氣候控制；任佳宇等[24](2015)認(rèn)為瓊東南盆地北部坳陷帶崖城組煤系烴源巖主要受構(gòu)造活動強度及沉降速率控制，吳飄等[19](2019)認(rèn)為瓊東南盆地崖城組烴源巖也受陸源有機質(zhì)輸入的控制；楊婷等[16](2017)在對北卡那封盆地(North Carnarvon Basin)煤系烴源巖發(fā)育特征的研究中認(rèn)為，煤系烴源巖發(fā)育主要受沉積環(huán)境的影響。煤系烴源巖發(fā)育的影響因素較多，不同學(xué)者考慮的因素錯綜復(fù)雜，且諸多因素相互重疊，如邊界斷層規(guī)模與沉積–沉降速率有直接關(guān)系，邊界斷層規(guī)模越大，沉積–沉降速率也越大，兩者所表達(dá)的含義是相同的。近年來隨著我國東南沿海盆地油氣勘探開發(fā)的推進，海上鉆井較少制約烴源巖的研究，因此，對特提斯背景控制下的煤系烴源巖特征及其控制因素的系統(tǒng)梳理與總結(jié)尤為重要。筆者通過大量調(diào)研，分析特提斯背景下的煤系烴源巖發(fā)育規(guī)律，總結(jié)梳理煤系烴源巖發(fā)育的控制因素，進而明確優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育背景及有利因素，以期促進我國沿海盆地?zé)N源巖評價、優(yōu)質(zhì)烴源巖精準(zhǔn)預(yù)測及煤系資源開發(fā)。

1 煤系烴源巖內(nèi)涵

20世紀(jì)60年代末期，煤成烴理論的提出引起了學(xué)者們對煤系烴源巖的關(guān)注[25-26]，之后煤源巖、煤系烴源巖等術(shù)語頻繁出現(xiàn)。煤系烴源巖是指成煤環(huán)境下形成的具有生烴能力、已經(jīng)生成并排出了或者正在生成和排出石油和天然氣的含煤地層，主要包括煤、炭質(zhì)泥巖和泥巖3種巖性，同一套煤系烴源巖通常包括這3種巖性中的幾種或一種[27-28]。在海陸過渡環(huán)境中，煤系烴源巖向海的方向通常過渡為富含陸源有機質(zhì)的泥巖，也可作為有效的烴源巖。

2 煤系烴源巖發(fā)育盆地的分布

在板塊運動過程中，特提斯域的范圍也在隨之演變。中生代時華北板塊、哈薩克板塊與歐洲板塊之間的大洋體系及勞亞大陸與岡瓦納大陸之間的大洋體系共同構(gòu)成了古特提斯域[6,11]，這一時期形成了一系列的煤系烴源巖發(fā)育盆地，如我國西部的塔里木盆地和準(zhǔn)噶爾盆地，土庫曼斯坦的卡拉庫姆盆地(Kalakumu Basin)及澳大利亞西北大陸架的北卡那封盆地(North Carnarvon Basin)等。之后華北板塊、哈薩克板塊與歐洲板塊閉合形成歐亞板塊，歐亞板塊、北美洲板塊與南部非洲板塊、南美洲板塊之間的大洋體系形成了現(xiàn)今的新特提斯域，這一時期現(xiàn)代深水含油氣盆地大量發(fā)育于這一構(gòu)造域內(nèi)[29-30]，而煤系烴源巖多發(fā)育于我國東南沿海、馬來西亞及新加坡以東及環(huán)印度尼西亞地區(qū)，如我國東海盆地、瓊東南盆地、馬來西亞東部馬來盆地(Malay Basin)、泰國灣盆地(Gulf of Thailand Basin)、印度尼西亞打拉根盆地(Tarakan Basin)、庫泰盆地(Kutai Basin)等?？偟膩碚f，煤系烴源巖主要發(fā)育于東南亞沿海地區(qū)，沿大陸邊緣呈帶狀分布(圖1)。本次研究共調(diào)研特提斯域內(nèi)煤系烴源巖發(fā)育的盆地33個、42套煤系，煤系烴源巖主要發(fā)育于弧后盆地、被動大陸邊緣裂谷盆地及陸內(nèi)裂陷盆地等區(qū)域拉張應(yīng)力場控制下的盆地，多發(fā)育于斷陷時期的海陸過渡相沉積環(huán)境(圖2)。

圖1 特提斯域煤系烴源巖發(fā)育盆地分布

圖2 煤系烴源巖發(fā)育的盆地類型、構(gòu)造和沉積環(huán)境統(tǒng)計直方圖

3 煤系烴源巖特征

3.1 煤系烴源巖發(fā)育時代與環(huán)境

煤系烴源巖是重要的生烴源巖，煤系烴源巖發(fā)育盆地資源量巨大，如中蘇門答臘盆地(Central Sumatra Basin)、文萊–沙巴盆地(Brunei-Sabah Basin)、庫泰盆地等均為世界級富油氣盆地[31-33]。煤系烴源巖在特提斯域廣泛分布，發(fā)育時代為石炭系–新近系，主要發(fā)育于侏羅系、始新統(tǒng)–中新統(tǒng)(圖3)，其發(fā)育時代與特提斯域活動時期相吻合，晚古生代至中生代古特提斯活動時期，煤系烴源巖主要發(fā)育于侏羅系，晚中生代至新生代新特提斯活動時期，煤系烴源巖主要發(fā)育于始新統(tǒng)–中新統(tǒng)(表1)。區(qū)域上，由西北向東南方向，煤系烴源巖發(fā)育時代逐漸變新，這與板塊活動的先后順序有關(guān)，石炭–二疊紀(jì)煤系烴源巖主要發(fā)育于華北板塊和哈薩克板塊交匯處，如準(zhǔn)噶爾盆地；三疊–侏羅紀(jì)煤系烴源巖主要發(fā)育于華北板塊中西部、歐洲板塊東部及澳大利亞西北緣，如塔里木、卡拉庫姆、北卡那封盆地等；新生代煤系烴源巖則主要發(fā)育于東南沿海及環(huán)印度尼西亞伸展區(qū)內(nèi)，如瓊東南、珠江口、庫泰盆地等。由于煤系烴源巖的發(fā)育與陸源物質(zhì)的供應(yīng)息息相關(guān)，因此，其主要發(fā)育于陸相及海陸過渡相沉積環(huán)境，陸相沉積環(huán)境中多發(fā)育于低能靜水的湖泊沼澤，而海陸過渡相主要發(fā)育于潮坪、潟湖、三角洲平原–前緣等環(huán)境，向淺海方向發(fā)育受限(表1)。

3.2 煤系烴源巖地球化學(xué)特征

煤系烴源巖巖性多樣，通常包括煤、炭質(zhì)泥巖及泥巖，因此其有機碳含量也變化較大，泥巖TOC最低小于0.1%，煤TOC可高達(dá)83.09%(表2)，煤和炭質(zhì)泥巖通常有機碳含量較高，是盆地內(nèi)重要的生烴源巖，在我國東海盆地西湖凹陷、南海文萊–沙巴盆地均已證實煤和炭質(zhì)泥巖是主要的生油源巖[33,62]，煤系泥巖由于富含陸源有機質(zhì)也可作為有效的生烴源巖，如瓊東南盆地崖南凹陷、澳大利亞北卡那封盆地、布勞斯盆地(Browse Basin)均已證實富含陸源有機質(zhì)的泥巖是盆地內(nèi)的有效生氣源巖[58,86,89]。

圖3 煤系烴源巖發(fā)育時代地層統(tǒng)計直方圖

煤系烴源巖干酪根類型多樣，以Ⅱ–Ⅲ型干酪根為主，部分盆地可發(fā)育Ⅰ型干酪根，如彭世洛(Phitsanulok)、中蘇門答臘、西納土納(West Natuna)等盆地，這些盆地主要位于南海及環(huán)印度尼西亞海域等利于浮游藻類輸入的地區(qū)。值得注意的是，近海盆地煤系烴源巖以Ⅱ2、Ⅲ型為主，但也有部分煤和煤系泥巖質(zhì)量較好，可達(dá)Ⅱ1型(圖4)，部分盆地的煤甚至可達(dá)Ⅰ型，如東海盆地西湖凹陷、馬來盆地、文萊–沙巴盆地[62,68,90]，這類煤系烴源巖是盆地內(nèi)重要油氣來源。煤在低成熟–成熟階段通?？缮稍突蚰鲇?，且煤活化能通常更低，生烴時間更早，可為盆地提供大量的原油來源，如東海盆地西湖凹陷、中蘇門答臘盆地、東納土納盆地(East Natuna Basin)內(nèi)低熟–成熟階段的煤及炭質(zhì)泥巖是盆地內(nèi)石油的重要來源[32,62,73]，煤系泥巖有機質(zhì)多為Ⅱ2、Ⅲ型，有機質(zhì)豐度取決于陸源物質(zhì)的供給程度，是各個含油氣盆地重要的源巖(表2)。

表1 特提斯域煤系烴源巖發(fā)育盆地及層位特征統(tǒng)計結(jié)果

續(xù)表

注：*表示探明地質(zhì)儲量。

表2 特提斯域煤系烴源巖發(fā)育特征

續(xù)表

續(xù)表

圖4 特提斯域煤系烴源巖發(fā)育盆地的煤系泥巖和煤有機質(zhì)類型判別(數(shù)據(jù)自文獻[31,53,58,60,62,66,68,72,77,93-94,110,116-118])

3.3 煤系烴源巖生物標(biāo)志化合物特征

煤系烴源巖的發(fā)育與陸源植物的輸入密切相關(guān)，因此常具有高姥/植比(姥鮫烷/植烷)、C29甾烷優(yōu)勢及大量奧利烷、杜松烷等陸源指示化合物。高姥/植比反映氧化條件下的陸相有機質(zhì)輸入，瓊東南、珠江口、東海西湖凹陷、欽敦(Chindwin)、北卡那封、文萊–沙巴、曾母等盆地煤系均具有高姥/植比的特征[16,22,77,119-121]，欽敦盆地、瓊東南盆地、東海西湖凹陷煤系烴源巖姥植比普遍大于3.0[19,22,120]，珠江口盆地恩平組煤系源巖姥植比最高甚至可達(dá)9.07[119]。煤系源巖多具C29甾烷優(yōu)勢，反映陸源有機質(zhì)的輸入，在諸多盆地該特征普遍較為明顯(圖5)。此外，煤系烴源巖通常具有較高的奧利烷、8β-補身烷、扁枝烷、海松烷及五環(huán)三萜烷等化合物，這些化合物均可作為陸源植物輸入的標(biāo)志[122]，在欽敦盆地、珠江口盆地珠二坳陷、瓊東南盆地、曾母盆地、北蘇門答臘盆地、馬來盆地等均以奧利烷優(yōu)勢為特征[19,63,68,77,119-120]，在瓊東南盆地、曾母盆地、馬來盆地煤系烴源巖中也富含雙杜松烷[19,68,77]，在東海盆地西湖凹陷煤系中存在著高含量的8β(H)-半日花烷、4β(H)-19-降異海松烷、朽松木烷、異海松烷、16β(H)-貝殼杉烷、松香烷等二萜類化合物及五環(huán)三萜烷，這些化合物均指示了陸源沉積有機質(zhì)的賦存[22]。

圖5 典型煤系烴源巖生物標(biāo)志化合物飽和烴質(zhì)譜m/z 217圖(自文獻[62,119-121])

4 煤系烴源巖發(fā)育控制因素

在整理分析前人研究認(rèn)識的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為煤系烴源巖發(fā)育的控制因素可分為母源因素、構(gòu)造與沉積因素、保存因素三大類。母源因素主要包括古植物、陸源碎屑及陸源有機質(zhì)供給等，構(gòu)造與沉積因素主要包括巖相古地理、構(gòu)造活動強度、沉積–沉降速率等因素，保存因素主要包括古環(huán)境條件和成巖作用。各因素相互聯(lián)系、相互影響，其他因素通過對以上因素的控制而影響煤系烴源巖的發(fā)育。

4.1 母源因素

古植物及陸源物質(zhì)供給主要決定煤系烴源巖的有機質(zhì)豐度及類型。古植被的繁盛程度很大程度上決定煤系烴源巖是否發(fā)育，而古植被與古氣候直接相關(guān)，通常濕熱氣候帶植被利于煤系烴源巖的形成[123]。北卡那封盆地三疊系時期處于中高緯度潮濕氣候帶，草本沼澤逐漸發(fā)展為森林沼澤，使得煤系烴源巖大量發(fā)育[16]；東海盆地西湖凹陷孢粉相顯示，從平湖組至花港組濕熱氣候帶植物逐漸減少，從而導(dǎo)致平湖組聚煤好于花港組[22]；瓊東南盆地崖城期氣候濕熱，大型植被發(fā)育使得陸源有機質(zhì)輸入充足，促使煤系烴源巖較為發(fā)育[19]。同時古植被的類型決定了煤系烴源巖的類型及生烴潛力，曾母盆地及文萊–沙巴盆地煤系烴源巖的母質(zhì)來源是紅樹林[121]，紅樹林來源的有機質(zhì)具有富殼質(zhì)組和富氫鏡質(zhì)體的特征，因此曾母盆地和文萊–沙巴盆地煤系烴源巖有機質(zhì)類型較好，含大量Ⅱ型干酪根，有些煤干酪根甚至為Ⅰ型(表2)，生油能力強，使得這兩個盆地十分富油。

綜上所述，我國在林下套種中草藥的栽培方面重視程度較高，很多區(qū)域工作的開展，都能夠取得較好的效果。日后，應(yīng)繼續(xù)在林下套種中草藥的栽培方面深入研究，不斷的提高工作的可靠性、可行性，減少錯誤的操作。與此同時，林下套種中草藥的栽培多項內(nèi)容必須保持較高的協(xié)調(diào)性，爭取創(chuàng)造出更高的價值。

陸源碎屑及陸源有機質(zhì)的供給量直接決定了煤系泥巖及富陸源有機質(zhì)泥巖的有機質(zhì)豐度，陸源物質(zhì)的供應(yīng)又受水動力強度、類型及搬運距離等因素影響[124]。孟加拉盆地(Bengal Basin)遠(yuǎn)離陸架區(qū)，陸源有機質(zhì)供應(yīng)不足使得有機質(zhì)含量降低[125]，北卡那封盆地近物源處由于沖刷作用過強使得煤系泥巖有機質(zhì)豐度低，在遠(yuǎn)端三角洲有機質(zhì)豐度達(dá)到高值，之后由于水動力逐漸減弱，陸源有機質(zhì)含量呈減少趨勢，且在河流與海水交鋒區(qū)不利于陸源有機質(zhì)的沉積(圖6)[84]；在曾母盆地由于陸源物質(zhì)呈近岸富集的特征，富陸源有機質(zhì)泥巖有機質(zhì)豐度較低[121]，在鄂爾多斯盆地、瓊東南盆地、馬來盆地等均有同種現(xiàn)象[19-20,77]。

綜上可知，古植物、陸源碎屑及陸源有機質(zhì)供給等母源因素控制著煤系烴源巖有機質(zhì)的性質(zhì)，包括有機質(zhì)類型及豐度，濕熱氣候條件下廣泛分布大型植被有利于煤系烴源巖的形成，紅樹林等富含殼質(zhì)組和富氫鏡質(zhì)體的植物類型有利于傾油型富氫煤的形成，充足的陸源有機質(zhì)供給是高豐度煤系泥巖及富陸源有機質(zhì)泥巖發(fā)育的關(guān)鍵條件。

4.2 構(gòu)造與沉積因素

巖相古地理條件包括古地理單元分布及巖相分布，控制著煤系烴源巖的差異發(fā)育。古地理單元受古地貌的控制，由于地勢的不均一性，通常存在多個聚煤中心，如東海西湖凹陷、鄂爾多斯盆地、吐哈盆地、北卡那封盆地[16,20,22-23]。煤系烴源巖通常發(fā)育于湖泊、三角洲、河流河道間、潮坪、潟湖等低能靜水環(huán)境[23,99,126]，而相對動蕩水體、不利于泥炭化的環(huán)境中則形成煤系泥巖[22,99]，因此，沉積環(huán)境的差異造成煤系烴源巖的巖性差異，如鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)由湖區(qū)向盆地邊緣呈淺湖–湖沼–河沼的沖積平原地貌，淺湖相發(fā)育煤系泥巖，煤層欠發(fā)育，由湖沼相向河沼相煤層逐漸發(fā)育[20]，在巖相古地理條件控制下，巖性的有序分布決定了其生烴潛力的差異。

圖6 北卡那封盆地Mungaroo組三角洲陸源有機質(zhì)分布模式(據(jù)李丹等[84]，2014改)

構(gòu)造活動弱有利于煤層的發(fā)育，通常構(gòu)造活動相對較弱、地層穩(wěn)定沉降有利于厚層連續(xù)煤層的形成，構(gòu)造活動頻繁、地層沉降不穩(wěn)定條件下形成的煤層多具薄、多、散(單層厚度薄、層數(shù)多、橫向連續(xù)性差)的特征。珠江口盆地白云凹陷構(gòu)造活動比瓊東南盆地北部坳陷帶弱，地層沉降更為穩(wěn)定，因此白云凹陷煤層具有厚層連續(xù)的特征，而瓊東南盆地煤層具有橫向連續(xù)性差、厚度薄、層數(shù)多的特征[24]；北卡那封盆地三疊系受盆地持續(xù)性構(gòu)造沉降的影響使得煤層平面分布面積廣、厚度大[16]；準(zhǔn)噶爾盆地、柴達(dá)木盆地、吐哈盆地等陸內(nèi)盆地相對穩(wěn)定，發(fā)育厚層穩(wěn)定煤層[23,39]，而陸緣盆地受板塊運動影響構(gòu)造頻繁，多具薄、多、散的特征[127-129]。

合適的沉積–沉降速率有利于煤系烴源巖的發(fā)育。沉降速率控制可容納空間的增加速率，進一步控制烴源巖的發(fā)育，沉降速率過大導(dǎo)致水體深度大，不利于泥炭的發(fā)育，沉降速率過小暴露環(huán)境氧化性強容易破壞烴源巖的發(fā)育，因此合適的沉積–沉降速率利于煤系烴源巖的發(fā)育。緬甸盆地群煤系烴源巖發(fā)育于始新統(tǒng)中期，為持續(xù)水進的中期，合適的水體深度使得煤系烴源巖普遍發(fā)育[54]；東亞特提斯域煤系烴源巖均發(fā)育于裂谷2幕及后裂谷期(圖7)[17,130]，裂谷2幕為裂陷鼎盛時期，沉積–沉降速率較大，煤系烴源巖發(fā)育范圍相對較局限，多發(fā)育于近物源斜坡帶水深合適的地區(qū)，如我國瓊東南盆地崖南凹陷崖城組、東海盆地西湖凹陷平湖組、澳大利亞西北大陸架北卡那封盆地三疊世Mungaroo組，煤系源巖均發(fā)育于近物源斜坡帶或三角洲平原地區(qū)[19,22,84]；后裂谷時期多為裂陷向坳陷轉(zhuǎn)換的階段，裂陷作用相對較弱，主要發(fā)育三角洲平原沼澤或濱岸平原煤系烴源巖，如文萊–沙巴盆地中新統(tǒng)煤系烴源巖[130]。

圖7 東亞特提斯域煤系烴源巖發(fā)育構(gòu)造區(qū)及時期分布(據(jù)楊明慧等[130]，修改)

綜上可知，巖相古地理、構(gòu)造活動強度、沉積–沉降速率等構(gòu)造–沉積因素控制著煤系烴源巖的發(fā)育特征。湖泊沼澤、三角洲平原沼澤、潟湖沼澤等環(huán)境是有利的聚煤環(huán)境，常常形成聚煤中心；構(gòu)造活動相對較弱、地層穩(wěn)定沉降有利于厚層連續(xù)煤層的形成，合適的沉積–沉降速率及合適的水深是煤系烴源巖發(fā)育的必要條件。

4.3 保存因素

古環(huán)境條件和成巖作用決定了煤系烴源巖是否能夠保存，古環(huán)境條件包括古水體鹽度、pH、Eh、氧化還原條件等，同樣也受控于古氣候。水體鹽度、pH值及Eh值可通過對沉積物及有機質(zhì)本身的改造進而影響有機質(zhì)的賦存，水體鹽度降低、pH的適度增加和Eh的降低有利于有機質(zhì)的保存[124]，盧雙舫等[131](2008)認(rèn)為只有在Eh值小于0的還原環(huán)境中有機質(zhì)才能得以保存。成巖作用同樣可以對有機質(zhì)進行改造，張成君等[132](2012)、A. L. Lamb等[133](2004)認(rèn)為成巖作用能降低沉積物的C/N比，使得有機質(zhì)發(fā)生降解，但針對成巖作用對有機質(zhì)保存的控制作用的具體研究目前仍然較少。因此，低鹽度、低Eh及合適pH的水體條件及還原環(huán)境是煤系烴源巖得以保存的有利環(huán)境。

5 我國沿海盆地煤系烴源巖生烴潛力分析

我國近海特提斯域聚煤盆地主要位于東南沿海地區(qū)，包括東海陸架盆地、珠江口盆地、瓊東南盆地等(圖1)。我國東南沿海盆地聚煤層系相對較為發(fā)育，煤的有機質(zhì)類型整體以Ⅱ1、Ⅱ2型為主(圖4b)，可作為主要的生油源巖，東海盆地西湖凹陷西部斜坡帶已有相關(guān)油田的發(fā)現(xiàn)[134-135]，煤系泥巖以Ⅱ2、Ⅲ型為主(圖4a)，可作為有效的氣源巖，瓊東南盆地崖城組已證實富陸源有機質(zhì)泥巖，對崖13-1氣田也有一定的貢獻[58]。特提斯域背景下的煤系烴源巖發(fā)育盆地油氣資源量豐富，中蘇門答臘、庫泰盆地更有世界級大油氣田的發(fā)現(xiàn)，而我國東南沿海瓊東南盆地、珠江口盆地及西湖凹陷煤系烴源巖生烴潛力較其他盆地并不差(圖8)，且西湖凹陷煤及炭質(zhì)泥巖樹脂體含量較高[62]，珠江口盆地煤系源巖富含孢子及花粉[60]，致使西湖凹陷及珠江口盆地煤生油潛力相對較大。因此，我國東南沿海盆地?zé)N源巖條件十分可觀，勘探前景巨大。

6 結(jié)論

a. 全球特提斯域煤系烴源巖發(fā)育的盆地主要位于東南亞沿海地區(qū)，煤系烴源巖主要發(fā)育于弧后盆地、被動大陸邊緣裂谷盆地及陸內(nèi)裂陷盆地等區(qū)域拉張應(yīng)力場控制下的盆地，多發(fā)育于斷陷時期的海陸過渡相沉積環(huán)境，主要發(fā)育于侏羅系、始新統(tǒng)–中新統(tǒng)。煤系烴源巖以Ⅱ2、Ⅲ型為主，部分可達(dá)Ⅱ1型，甚至I型，常具有高姥植比、C29甾烷優(yōu)勢特征，富含奧利烷、海松烷、杜松烷等陸源指示化合物。

圖8 煤系烴源巖TOC含量與S1+S2關(guān)系(數(shù)據(jù)自文獻[19,31-32,58,60,62,66,75,93,110,116-117,121])

b. 煤系烴源巖發(fā)育受母源因素、構(gòu)造與沉積因素和保存因素控制，母源因素控制著煤系烴源巖的質(zhì)量，濕熱氣候條件下廣泛分布大型植被有利于煤系烴源巖的形成，紅樹林等富含殼質(zhì)組和富氫鏡質(zhì)組的植物類型有利于傾油型富氫煤的形成，充足的陸源有機質(zhì)供給是高豐度煤系泥巖及富陸源有機質(zhì)泥巖發(fā)育的關(guān)鍵條件；構(gòu)造–沉積因素控制著煤系烴源巖的發(fā)育程度，湖泊沼澤、三角洲平原沼澤、潟湖沼澤等環(huán)境常形成聚煤中心，構(gòu)造活動相對較弱、地層穩(wěn)定沉降、合適的沉積–沉降速率及合適的水深是煤系烴源巖發(fā)育的必要條件；低鹽度、低Eh及合適pH的水體條件及還原環(huán)境是煤系烴源巖得以保存的有利環(huán)境。這對鉆井較少的海上盆地的烴源巖評價及烴源巖預(yù)測有重要意義。

c. 我國東南沿海瓊東南盆地、珠江口盆地及西湖凹陷煤系烴源巖生烴潛力巨大，但不同盆地煤系烴源巖仍各具特色，如西湖凹陷煤系烴源巖富樹脂體，珠江口盆地富孢子及花粉，不同的母質(zhì)特征其生烴潛力及傾油/傾氣性皆有差異，這一方面需結(jié)合不同盆地背景特征進一步深入研究。

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Development characteristics and controlling factors of coal-measure source rocks in the global Tethys region

QU Tong1,2, HUANG Zhilong1,2, WANG Rui1,2, TAN Sizhe3, LI Zhiyuan1,2,GUO Xiaobo4, ZHAO Jing1,2, PAN Yongshuai1,2

(1. State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249, China; 2. College of Geosciences, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249, China; 3. Shanghai Branch, CNOOC(China) Co., Ltd., Shanghai 200335, China; 4. School of Earth Science and Engineering, Xi’an Shiyou University, Xi’an 710065, China)

Under the control of tectonic activity in the Tethys region, a series of basins with coal measure source rocks developed, and the Tertiary coal in the circum Pacific belt is characterized by "hydrogen-rich" and has great hydrocarbon generation potential.This type of coal measure strata is an important source rock in petroliferous basins along the southeast coast of China.Therefore, it is particularly important to systematically analyze the development characteristics and controlling factors of coal measure source rocks under the Tethys background. Based on the systematic analysis of the development age, environments, geochemical characteristics and biomarker characteristics of the coal measure source rocks in the Tethys region, the controlling factors affecting the development of the coal-measure source rocks are summarized, and the favorable development conditions and controlling factors of high-quality coal-measure source rocks are clarified. The research results show that the coal-measure source rocks under the control of the Tethyan region are mainly developed in the basins under the extensional background of the coastal areas of Southeast Asia, mostly in the marine-terrestrial transitional facies sedimentary environment during the rifting period, and the development age is consistent with the period of Tethys tectonic activity.The development of coal-measures source rocks is controlled by many factors, such as paleovegetation, paleoenvironment, lithofacies paleogeography, terrigenous organic matter supply, tectonic activity intensity, sedimentation rate and so on. The factors are interrelated and influence each other, which can be divided into three types: parent source factor, tectonic-sedimentation factor and preservation factor.The plant types rich in the chitinous and hydrogen-rich vitrinites are the necessary parent source conditions for the formation of hydrogen-rich coal. The favorable coal accumulation environment and stable tectonic background are the key factors for the large-scale development of coal measure source rocks. Appropriate water conditions and reduction environment are important factors for the preservation of organic matter. The coal measure source rocks in the southeast coastal basins of China have great hydrocarbon generation potential. The coal measure source rocks are rich in resin in the Xihu Sag of the East China Sea basin, the coal measure source rocks are rich in spores and pollen in the Pearl River Mouth Basin, and the coal measure mudstone is widely developed in Qiongdongnan Basin, which has great exploration prospect.

Tethys region; coal-measure source rock; distribution characteristics; development characteristics; controlling factors

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P618.13

A

1001-1986(2021)05-0114-18

2021-06-16；

2021-08-15

國家自然科學(xué)基金面上項目(41472111)

屈童，1994年生，男，陜西咸陽人，博士研究生，研究方向為油氣成藏與分布規(guī)律. E-mail：qutong1994@sina.com

黃志龍，1962年生，男，浙江諸暨人，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事油氣藏形成與分布等方面的教學(xué)和研究工作. E-mail：huang5288@163.com

屈童，黃志龍，王瑞，等. 全球特提斯域煤系烴源巖發(fā)育特征及其控制因素[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2021，49(5)：114–131. doi: 10.3969/j.issn.1001-1986.2021.05.013

QU Tong，HUANG Zhilong，WANG Rui，et al. Development characteristics and controlling factors of coal-measure source rocks in the global Tethys region[J]. Coal Geology & Exploration，2021，49(5)：114–131. doi: 10.3969/j.issn. 1001-1986.2021.05.013

(責(zé)任編輯 范章群)