楊澤光，馮志強(qiáng)，王愛(ài)國(guó)，李春雨，呂雪雁，史丹妮，鄔長(zhǎng)武，黃 雷

（1. 西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地質(zhì)學(xué)系，陜西西安 710069；2. 中國(guó)石油化工股份有限公司勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

波斯灣盆地是世界上油氣資源最為豐富的大型沉積盆地，擁有Ghawar油田、North-South Pars氣田等一批世界級(jí)巨型油氣田，其油氣儲(chǔ)量和產(chǎn)量均居世界第一[1]。因此，波斯灣盆地的油氣地質(zhì)與成藏研究一直備受關(guān)注[2-4]。

優(yōu)質(zhì)烴源巖是油氣大量形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，控制著大型油氣田的分布。針對(duì)波斯灣盆地內(nèi)的烴源巖，前人開展了一些研究工作，重點(diǎn)分析了某個(gè)含油氣系統(tǒng)內(nèi)的烴源巖特征及其對(duì)油氣富集的控制作用[5-6]，但在盆地整體烴源巖特征和成因方面報(bào)道較少。為此，本文通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研，系統(tǒng)總結(jié)了波斯灣盆地主力烴源巖的發(fā)育特征和形成原因，并對(duì)其成因主控因素進(jìn)行了分析，以期為當(dāng)前優(yōu)質(zhì)烴源巖形成機(jī)理和分布預(yù)測(cè)研究提供借鑒，同時(shí)也為中國(guó)油氣公司在波斯灣盆地進(jìn)行戰(zhàn)略選區(qū)提供決策參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

波斯灣盆地發(fā)育于阿拉伯板塊之上，西部與阿拉伯地盾相鄰，東北部、北部邊界分別為扎格羅斯縫合帶、托羅斯縫合帶，西北邊界為死海左旋斷層，東南部緊鄰阿拉伯海。面積約為3×106km2，由六個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元構(gòu)成：西阿拉伯次盆、維典—美索不達(dá)米亞次盆、中阿拉伯次盆、魯卜哈利次盆、阿曼次盆和扎格羅斯次盆（圖1）。

圖1 波斯灣盆地二級(jí)構(gòu)造單元（據(jù)文獻(xiàn)[3]修改）Fig. 1 Second grade structural of Persian Gulf Basin(modified from reference[3])

波斯灣盆地是古生代-中生代陸緣盆地與新生代大型前陸盆地的疊合盆地，經(jīng)歷了前寒武紀(jì)基底拼合與裂谷鹽盆階段、 早古生代原特提斯洋被動(dòng)陸緣坳陷階段、晚古生代海西構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與古特提斯洋活動(dòng)大陸邊緣階段、中生代新特提斯洋被動(dòng)大陸邊緣階段、新生代新特提斯洋關(guān)閉與活動(dòng)大陸邊緣階段[7]。

在前寒武系的結(jié)晶基底之上，波斯灣盆地沉積了一套巨厚的古生界至新生界蓋層，西薄東厚，沉積厚度在阿拉伯地盾周緣小于1 500 m，在扎格羅斯山前可達(dá)13 000 m。古生界沉積蓋層以碎屑巖為主，中、新生界則以碳酸鹽巖為主。

波斯灣盆地內(nèi)前寒武、古生界、中生界和新生界均發(fā)育烴源巖（圖2）。由于新生界烴源巖成熟度較低，盆地內(nèi)的主力烴源巖為前寒武-寒武系烴源巖、古生界下志留統(tǒng)烴源巖和中生界中侏羅—下白堊統(tǒng)烴源巖（圖2）[8-10]。

圖2 波斯灣盆地?zé)N源巖發(fā)育綜合柱狀圖（據(jù)文獻(xiàn)[8-10]修改）Fig. 2 The temporal and spatial distribution of the source rocks in Persian Gulf Basin (modified from references[8-10])

2 主力烴源巖地球化學(xué)特征

2.1 前寒武—寒武系烴源巖

研究區(qū)已證實(shí)的前寒武-寒武系烴源巖主要分布于阿曼盆地內(nèi)的South Oman和Ghaba兩個(gè)鹽盆中（圖3），發(fā)育層段為Huqf群中部Nafun組Shuram段-Buah段（埃迪卡拉系）、頂部的Ara組“U”頁(yè)巖（“U”shale，因鈾含量高而得名）-Athel段（寒武系）。該套烴源巖是阿曼境內(nèi)最主要的油氣來(lái)源[11]。扎格羅斯與中阿拉伯盆地內(nèi)的兩個(gè)前寒武鹽盆中發(fā)育的Hormaz群為潛在的烴源巖 （圖3），因埋深較大，尚未被證實(shí)。

圖3 阿拉伯板塊基底構(gòu)造（據(jù)文獻(xiàn)[12-13]修改）Fig. 3 Basement structures of Arabian plate (modified from references[12-13])

Nafun組Shuram段為一套頁(yè)巖、粉砂巖、薄層碳酸鹽巖的組合，向上進(jìn)入Buah段，巖性完全轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}巖，這套烴源巖分布較廣，厚度約為450 m，總有機(jī)碳（TOC）介于1.3%～3.9%，平均2.7%；氫指數(shù)（HI）為397～639 mg HC/g TOC，有機(jī)質(zhì)類型以I-II型為主，屬優(yōu)質(zhì)烴源巖。Ara組下部的U頁(yè)巖是一套富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖（80 m）與碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖的組合，它上覆的Athel段由富含有機(jī)質(zhì)的Al shomou硅質(zhì)巖與Thulelat頁(yè)巖組成，厚約300～400 m。Ara組烴源巖分布不連續(xù)，主要沉積在一系列南北向的凹槽之中，TOC范圍2.3%～10.4%，平均4.8%，HI介于312～690 mg HC /g TOC之間，有機(jī)質(zhì)類型以I-II型為主，也屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖。

2.2 古生界下志留統(tǒng)烴源巖

下志留統(tǒng)烴源巖是波斯灣盆地古生界含油氣系統(tǒng)的主力烴源巖[14]，主要分布于西阿拉伯、中阿拉伯和魯卜哈利次盆，在扎格羅斯次盆局部也有分布（圖4(a)）。在沙特阿拉伯境內(nèi)，該烴源巖發(fā)育層位為Qalibah組Qusaiba段，其等時(shí)地層包括伊朗Sarchahan組、約旦Mudawwara組、敘利亞Tanf組和伊拉克Akkas組。這些層段內(nèi)的泥頁(yè)巖根據(jù)測(cè)井伽馬曲線特征，被劃分為熱頁(yè)巖 （API≥150）、溫頁(yè)巖和冷頁(yè)巖3種類型。熱頁(yè)巖的TOC＞2%，被認(rèn)為是優(yōu)質(zhì)烴源巖，溫頁(yè)巖也具有一定的生烴能力，冷頁(yè)巖為非烴源巖[15]。

下志留統(tǒng)熱頁(yè)巖在海西運(yùn)動(dòng)期間遭受剝蝕，目前已探明的殘存熱頁(yè)巖的最厚處大于75 m，最薄處不足3 m，通常介于9～31 m之間，主要分布于沙特中東部和卡塔爾境內(nèi)，是Ghawar油田和North-South Pars氣田的主要烴源巖之一（圖4(a)）。熱頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度高，TOC最高可達(dá)20%，平均5%；HI 介于 100～400 mg HC /g TOC 之間（圖4(b)），干酪根類型為Ⅰ-Ⅱ1型。熱頁(yè)巖埋藏東深西淺，在阿拉伯地盾附近出露地表。因此，其成熟度東高西低，區(qū)帶明顯：中東部已進(jìn)入氣窗和過(guò)熟階段，西部還處于油窗和未熟階段（圖4(c)）[16-17]。

圖4 熱頁(yè)巖的厚度 (a)、HI (b)、成熟度 (c) 分布圖（據(jù)文獻(xiàn)[15-17]修改）Fig. 4 Distribution of thickness (a), HI (b) and thermal maturity (c) of the Hot Shale (modified from references[15-17])

2.3 中生界烴源巖

2.3.1 中上侏羅統(tǒng)烴源巖

波斯灣盆地中上侏羅統(tǒng)烴源巖主要分布于扎格羅斯盆地、維典—美索不達(dá)米亞盆地、中阿拉伯盆地，在魯卜哈利盆地北部也有少量分布。主要發(fā)育層段為中侏羅統(tǒng)Sargelu組、中-上侏羅統(tǒng)Tuwaiq Mt.(Mountain)/Hanifa組和上侏羅統(tǒng)Naokelekan組、Diyab組（圖2）。

中侏羅統(tǒng)Sargelu組烴源巖主要發(fā)育于兩伊—科威特地區(qū)，是伊拉克南部中生界含油氣系統(tǒng)的主力烴源巖[18]，巖性為泥巖和灰?guī)r的薄互層。其東南、西南部較厚（＞300 m），東部和西北部地層可能在造山運(yùn)動(dòng)中遭受剝蝕，部分厚度小于60 m（圖5(a)）。該烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度高，TOC普遍大于2%（圖5(b)），HI普遍大于300 mg HC/g TOC（圖5(c)），有機(jī)質(zhì)類型為II型富硫干酪根。成熟度自西向東逐漸升高，東部已進(jìn)入過(guò)熟階段（Ro＞2.0%，圖5(d)）[19]。

圖5 Sargelu組烴源巖的厚度(a)、TOC(b)、HI(c)、成熟度(d)分布圖（據(jù)文獻(xiàn)[19]修改）Fig. 5 Distribution of thickness (a), TOC (b), HI (c) and thermal maturity(d) of Sargelu Formation (modified from reference[19])

中-上侏羅統(tǒng)Tuwaiq Mt./Hanifa組烴源巖主要分布于沙特中東部，是沙特中生界儲(chǔ)層內(nèi)油氣的首要來(lái)源[20]。其巖性為富有機(jī)質(zhì)的灰質(zhì)泥巖，面積約11×104km2。該烴源巖最厚處約150 m （圖6(a)），TOC含量介于1.1%～10%，平均為3.5% （圖6(b)），HI介于98～799 mg HC/g TOC，平均為466 mg HC/g TOC，屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖；干酪根類型為 II1型；該烴源巖成熟度南高北低，Ro介于0.6%～0.9%之間，已進(jìn)入生油門限（圖6(d)）[21]。

上侏羅統(tǒng)Naokelekan組分布于兩伊—科威特地區(qū)，被視為伊拉克北部的重要烴源巖。它的巖性主要為泥質(zhì)灰?guī)r和黑色頁(yè)巖，分布范圍較大 （約25×104km2），但厚度較小，多小于30 m （圖6(a)）。有機(jī)質(zhì)豐度整體較高，TOC多大于3%（圖6(b)）。HI多大于400～700 mg HC/g TOC（圖6(c)），為優(yōu)質(zhì)烴源巖。有機(jī)質(zhì)類型為III型，成熟度自西向東逐漸升高，東部因埋深較大已進(jìn)入高熟至過(guò)熟階段（圖6(d)）[22-23]。

圖6 Tuwaiq Mt./Hanifa組、Naokelekan組、Diyab組烴源巖的厚度(a)、TOC(b)、HI(c)、成熟度(d)分布圖 （圖a、d據(jù)文獻(xiàn)[19,23-24]，圖b、c據(jù)文獻(xiàn)[19]修改）Fig. 6 Distribution of thickness (a), TOC (b), HI (c) and thermal maturity (d) of Tuwaiq Mt. / Hanifa, Naokelekan and Diyab formations (a and d modified from references[19,23-24], b and c modified from reference[19])

Diyab組烴源巖為一套富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖與灰?guī)r的組合，主要分布于卡塔爾—阿聯(lián)酋地區(qū)，是該區(qū)侏羅系含油氣系統(tǒng)的主要烴源巖[20]。其烴源質(zhì)量最好的層段發(fā)育于Diyab組下部，最厚處可達(dá)100 m。TOC含量相對(duì)較低，介于0.72%～1.8%，其中海上部分TOC主要為0.3%～5.5%，主體大于1.6%，陸上部分TOC較低，為0.5%～0.82%，整體為一般-好的烴源巖。有機(jī)質(zhì)類型以II1型為主。成熟度南高北低，北部海域以生油為主，南部阿聯(lián)酋地區(qū)已進(jìn)入生氣窗[24]。

2.3.2 下白堊統(tǒng)烴源巖

下白堊統(tǒng)烴源巖主要發(fā)育于維典—美索不達(dá)米亞盆地、扎格羅斯盆地、中阿拉伯盆地和魯卜哈利盆地，層位為Garau組和Kazhdumi組（圖2）。

Garau組是伊朗南部的主要油源巖[25]，由頁(yè)巖和泥質(zhì)灰?guī)r組成，其等時(shí)地層包括沙特Sulaiy組、伊拉克Yamama組和科威特Minagish組。Garau組中部較厚（200～300 m），向東西兩側(cè)逐漸減薄（圖7(a)）。該烴源巖的TOC介于0.5%～5%，中部TOC含量較高，普遍大于2%（圖7(b)）。HI分布特征與TOC的分布特征相近，中部區(qū)域普遍大于300 mg HC/g TOC（圖7(c)）。由此可見(jiàn)，Garau組烴源巖厚度較大的區(qū)域也是有機(jī)質(zhì)豐度較高的區(qū)域。有機(jī)質(zhì)類型以II-III型為主；成熟度東高西低，東部伊朗境內(nèi)已進(jìn)入過(guò)熟階段（Ro＞2.0%，圖7(d)）[19]。

圖7 Garau組烴源巖的厚度(a)、TOC(b)、HI(c)、成熟度(d)分布圖（據(jù)文獻(xiàn)[19]修改）Fig. 7 Distribution of thickness (a), TOC (b), HI (c) and thermal maturity (d) of Garau formation (modified from reference[19])

Kazhdumi組烴源巖是波斯灣西北部白堊紀(jì)—中新世含油氣系統(tǒng)的主要烴源巖[26]，其巖性為頁(yè)巖與泥質(zhì)灰?guī)r的組合。其厚度變化范圍較大，在扎格羅斯次盆西北部厚達(dá)350 m，而在South Pars油田減薄至40～50 m不等；TOC含量從波斯灣中部（0.5%）向西北方向（＞2%）和東南方向（＞1%）增加（圖8(a)）；HI范圍為96～700 mg HC/g TOC，區(qū)域變化與TOC一致（圖8(b)）；在波斯灣西北部，有機(jī)質(zhì)類型以II、II-III型為主，而在波斯灣中部，以III型干酪根為主。Kazhdumi組烴源巖在波斯灣西北處和霍爾木茲海峽附近埋深較大，已進(jìn)入“生油窗”，而在波斯灣中部因埋藏較淺，還處于未熟階段（圖8(c)）[27]。

圖8 Kazhdumi組烴源巖的TOC(a)、HI(b)、成熟度(c)分布圖（據(jù)文獻(xiàn)[27]修改）Fig. 8 Distribution of TOC (a), HI (b) and thermal maturity (c) of Kazhdumi formation (modified from reference[27])

綜上所述，盆地內(nèi)主力烴源巖主要分布于維典—美索不達(dá)米亞盆地、中阿拉伯盆地、魯卜哈利盆地與扎格羅斯盆地的交匯處，即現(xiàn)今波斯灣及其周緣地區(qū)。該地區(qū)內(nèi)烴源巖的累計(jì)厚度可達(dá)500 m以上。烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度均較高，除下白堊統(tǒng)Kazhdumi組中部、東南部TOC含量較低 （0.5%～1%）外，其余層段烴源巖TOC普遍大于2%，HI多大于300 mg HC/g TOC，均屬于優(yōu)質(zhì)烴源巖。前寒武-寒武系烴源巖、下志留統(tǒng)烴源巖和中上侏羅統(tǒng)烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ-Ⅱ和Ⅱ型，而下白堊統(tǒng)以II、II-III型為主，呈現(xiàn)出逐漸腐殖化的特征。烴源巖熱演化程度總體受埋深控制，西低東高。中生界烴源巖在兩伊—科威特地區(qū)進(jìn)入成熟階段（Ro＞0.7%），在扎格羅斯次盆已進(jìn)入過(guò)成熟階段（Ro＞2.0%）（圖5(d)、圖6(d)、圖7(d)）。需要注意的是，在卡塔爾附近烴源巖的成熟度還具有北低南高的趨勢(shì)（圖6(d)）。

烴源巖在兩伊—科威特地區(qū)最為集中，發(fā)育有中侏羅統(tǒng)Sargelu組、上侏羅統(tǒng)Naokelekan組和下白堊統(tǒng)Garau組烴源巖以及潛在的下志留統(tǒng)烴源巖，疊合面積約為30×104km2，累計(jì)厚度可達(dá)350～450 m，有機(jī)質(zhì)豐度高（TOC＞2%）且均已進(jìn)入成熟階段，應(yīng)為最有利的勘探目標(biāo)區(qū)。

3 主力烴源巖成因

烴源巖的形成受控于古氣候、古構(gòu)造、古環(huán)境等因素。因此，本文著重從這三個(gè)方面分析波斯灣盆地主力烴源巖的成因。

3.1 前寒武-寒武系烴源巖

新元古代晚期（約640～620 Ma），東西向的Amar碰撞完成了阿拉伯板塊基底的最終拼合（圖2、圖3），隨后，阿拉伯板塊進(jìn)入?yún)^(qū)域伸展裂陷（Najd裂陷）階段[12]。在阿曼盆地內(nèi)，形成了一系列與伸展塌陷有關(guān)的N-S走向基底裂陷槽，Huqf群底部的Abu Mahara組沉積其中，填平補(bǔ)齊[28]。之后約100 Ma，受控于地殼伸展裂陷后的熱松弛作用，岡瓦納大陸東緣整體緩慢持續(xù)沉降，形成“類克拉通”構(gòu)造背景。在South Oman和Ghaba鹽盆內(nèi)（圖3），Nafun組從N、E方向超覆于Abu Mahara組之上，厚度約1 km。其中Shuram段由陸源碎屑巖和頂部的薄層碳酸鹽巖組成，向上進(jìn)入Buah段的厚層碳酸鹽巖，顯示出上覆水體加深的趨勢(shì)[29]。在其沉積期，全球氣候轉(zhuǎn)暖，海平面上升，鹽盆內(nèi)水體較深，發(fā)育缺氧環(huán)境，有機(jī)質(zhì)大量保存并形成巨厚的優(yōu)質(zhì)烴源巖。Ara組沉積期，原特提斯洋向?qū)呒{大陸東緣之下的俯沖導(dǎo)致基底裂陷槽活化，盆地差異沉降，在Ara組內(nèi)產(chǎn)生了“層內(nèi)相變”：在構(gòu)造高點(diǎn)，碳酸鹽巖發(fā)育；構(gòu)造低部位處于缺氧環(huán)境，富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖與硅質(zhì)巖聚集。硅質(zhì)烴源巖的母質(zhì)主要為一種生活在分層咸水環(huán)境中的化生自養(yǎng)菌[30]。

3.2 下志留統(tǒng)烴源巖

前人研究認(rèn)為[31]，Qusaiba段熱頁(yè)巖底部的Sarah組冰川砂巖（圖9）與奧陶系末-早志留世蘭多維列統(tǒng)初期的全球海平面的下降相關(guān)。而其頂部的Sharawra段砂巖具有明顯的淋濾孔洞，與蘭多維列統(tǒng)晚期的全球海退有關(guān)。熱頁(yè)巖為一套黑色細(xì)粒泥頁(yè)巖，代表著兩次海退間的海進(jìn)時(shí)期。

圖9 熱頁(yè)巖的沉積模式（據(jù)文獻(xiàn)[34]修改）Fig. 9 Sedimentary model of Hot Shale in North Africa (modified from reference[34])

奧陶紀(jì)末期，岡瓦納大陸漂移至南極點(diǎn)附近 （圖2），巨大的冰蓋覆蓋在大陸之上并輻射到阿拉伯地盾附近。冰川運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致岡瓦納大陸北緣 （即現(xiàn)今北非中東地區(qū)）發(fā)育多條數(shù)公里寬、幾十至幾百公里長(zhǎng)的大型冰蝕峽谷[32]。熱頁(yè)巖沉積期，氣候相對(duì)變暖，冰川消融，岡瓦納大陸北緣發(fā)生了快速且廣泛的海侵，大洋上升流帶來(lái)豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[33]，廣闊的淺海、溫暖濕潤(rùn)的環(huán)境有利于浮游生物的繁盛，因此，在冰蝕峽谷等古地形低洼處沉積了富有機(jī)質(zhì)的熱頁(yè)巖。古隆起的隔絕和水體的密度分層（冰川融水注入導(dǎo)致），有利于洼地底水缺氧，促進(jìn)了有機(jī)質(zhì)的保存。隨著海平面持續(xù)上升、冰川不斷融化，岡瓦納大陸北緣大陸架完全建立起了環(huán)流機(jī)制，分層效應(yīng)消失，水體氧含量升高，導(dǎo)致后期沉積物遭受部分氧化而形成有機(jī)質(zhì)含量較低的溫頁(yè)巖或冷頁(yè)巖（圖9）[34]。

中石炭世，海西運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致岡瓦納大陸北緣遭受強(qiáng)烈的北西-南東向擠壓，形成凹隆相間的格局。古隆起之上前石炭系沉積物被廣泛剝蝕，形成了一個(gè)區(qū)域不整合面。志留系在中阿拉伯隆起區(qū)被剝蝕，但在隆起的東南、西北兩側(cè)仍有殘留 （圖4(a)），特別是東南一側(cè)，優(yōu)質(zhì)的熱頁(yè)巖被保留下來(lái)（圖4(a)）。

蔡元培以開放視野赴歐洲游學(xué)，結(jié)交外國(guó)學(xué)者，與但采爾因民族學(xué)研究而結(jié)下深厚的同學(xué)之情、學(xué)友之誼、兄弟之義，且助推其開創(chuàng)中國(guó)民族學(xué)學(xué)科，成為世界民族學(xué)苑的佳話和中德文化交流的美談。2013年是中德建交40周年和“中德文化交流年”，在這特殊年份，追溯蔡元培與但采爾兩國(guó)學(xué)者的學(xué)術(shù)情緣，重拾中德文化交流的這份珍貴記憶顯得很有意義。

3.3 中生界烴源巖

中生界各套烴源巖都沉積于淺海碳酸鹽臺(tái)地上的陸架內(nèi)盆地（intra-shelf basin，圖10(a)、圖10(b)），且其巖性均為泥頁(yè)巖與灰?guī)r的組合，顯示溫暖濕潤(rùn)氣候下、低能水動(dòng)力條件的海侵沉積環(huán)境[35]。

晚二疊世，阿拉伯板塊東北緣形成扎格羅斯裂谷，繼而演化為新特提斯洋，岡瓦納大陸東北緣逐漸演化為穩(wěn)定、開闊、平坦的淺海大陸架（圖2）。中侏羅世，受下伏海西期構(gòu)造、海平面相對(duì)上升與差異沉降的共同作用，大陸架內(nèi)部發(fā)育了數(shù)個(gè)陸架內(nèi)盆[36]。在此期間，阿拉伯板塊位于赤道附近（圖2），氣候溫暖，季風(fēng)盛行[37]，赤道上升流與季風(fēng)上升流將富含營(yíng)養(yǎng)的水體帶到大陸架（圖10(a)）[38]，大氣氧含量較高（現(xiàn)今的130%）[39]。上述因素共同促使海洋浮游生物大量生長(zhǎng)發(fā)育，有機(jī)質(zhì)富集，在大陸架上形成了廣覆的富有機(jī)質(zhì)沉積物，而僅有陸架內(nèi)盆處，因水體較深（50～100 m），分層效應(yīng)明顯，沉積有機(jī)質(zhì)得以保存，形成了優(yōu)質(zhì)烴源巖。

早白堊世，阿拉伯板塊基本繼承了侏羅紀(jì)淺海碳酸鹽巖陸架沉積環(huán)境，發(fā)生于扎格羅斯山脈之下的地殼俯沖（新特提斯洋閉合）此時(shí)對(duì)阿拉伯地臺(tái)幾乎沒(méi)有影響，陸架內(nèi)盆仍然發(fā)育（圖10(b)）。白堊紀(jì)期間，全球海底火山活動(dòng)頻繁，分別發(fā)生過(guò)6次大洋缺氧事件[40]。大規(guī)?；鸪蓭r省活動(dòng)將帶來(lái)大氣-海洋系統(tǒng)中CO2的上升，地表風(fēng)化和水循環(huán)的加速，從而造成海洋中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)過(guò)剩輸入，引發(fā)海洋生產(chǎn)力升高，大洋缺氧事件發(fā)生，有機(jī)質(zhì)大規(guī)模埋藏，致使不僅波斯灣盆地，在全球范圍內(nèi)早白堊世烴源巖均廣泛分布，其發(fā)育規(guī)模占整個(gè)地質(zhì)時(shí)期的34%[39]。Garau組與Kazhdumi組沉積期，溫室氣候達(dá)到高潮，阿拉伯板塊發(fā)生了自東向西的海侵，海侵、溫室效應(yīng)、缺氧事件與陸架內(nèi)盆的共同作用促進(jìn)了白堊系烴源巖的發(fā)育。

中新世，新特提斯洋閉合，靠近扎格羅斯褶皺帶的部分中生界烴源巖遭受抬升剝蝕，形成了現(xiàn)今的中生界烴源巖分布格局。

4 烴源巖形成的主控因素分析

前人研究表明[39]，有機(jī)質(zhì)富集是多種因素綜合作用的結(jié)果，這些因素包括：巖石圈板塊運(yùn)動(dòng)、大地構(gòu)造背景、盆地演化共同導(dǎo)致的區(qū)域環(huán)境氣候變化、大洋循環(huán)、有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)力、厭氧環(huán)境、高沉積速率、細(xì)粒沉積物、盆地生物分布、水體鹽度等。但對(duì)其主控因素仍有爭(zhēng)議，存在生產(chǎn)力學(xué)派和保存學(xué)派。前者認(rèn)為有機(jī)質(zhì)富集主要受海洋表層初級(jí)生產(chǎn)力的控制[42]，而后者認(rèn)為底層水的缺氧環(huán)境才是有機(jī)質(zhì)富集的主控因素[43-44]。當(dāng)然，還有學(xué)者認(rèn)為，這兩者對(duì)有機(jī)質(zhì)富集同等重要[45]。

由上述烴源巖成因分析可知，波斯灣盆地三大套烴源巖中，兩套烴源巖（即前寒武-寒武系和中生界烴源巖）均形成于熱帶地區(qū)（圖2），高級(jí)生產(chǎn)力對(duì)有機(jī)質(zhì)的富集似乎具有重要影響，但筆者并不認(rèn)為其是主控因素。原因如下：

（1）早志留世，阿拉伯板塊緯度較高（圖2），且當(dāng)時(shí)全球范圍內(nèi)發(fā)生了第一次生物大滅絕事件，海洋的初級(jí)生產(chǎn)力較低。在這樣的情況，仍然形成了橫跨北非—中東的下志留統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖。

（3）雖然三大主力烴源巖在古構(gòu)造、古地理、古氣候方面存在差異，但卻有共同的特征：均沉積于局限洼地，如前寒武-早寒武世的鹽盆與盆內(nèi)差異沉降形成的古洼地、早志留世的冰蝕峽谷以及中侏羅-早白堊世的陸架內(nèi)盆。反觀其它缺少烴源巖的地質(zhì)時(shí)期，如寒武-奧陶世克拉通內(nèi)盆地時(shí)期、海西運(yùn)動(dòng)期的弧后盆地時(shí)期以及晚二疊世至三疊紀(jì)被動(dòng)大陸邊緣時(shí)期等（圖2），均未發(fā)育局限洼地。

可以看出，局限洼地在波斯灣盆地?zé)N源巖形成的過(guò)程中起到了關(guān)鍵作用。但僅僅局限洼地仍不足以形成如此優(yōu)質(zhì)的烴源巖，海侵事件也必不可少。這是因?yàn)橹挥泻Ｆ矫娴某掷m(xù)上升，才可抵消炎熱氣候條件下（如中生代，波斯灣盆地位于赤道附近）的高水平蒸發(fā)，使洼地內(nèi)長(zhǎng)期保持深水、低能環(huán)境。

三大主力烴源巖均發(fā)育于海侵事件期間的局限洼地內(nèi)，這些局限洼地的形成受區(qū)域性構(gòu)造控制，在其邊緣處起伏的海底古地貌將洼地與開闊大洋相隔斷。在海洋中，浪基面以下的中-深層氧氣供應(yīng)主要依賴于海水循環(huán)，而局限洼地內(nèi)的水體循環(huán)與流通受阻，導(dǎo)致底層水普遍缺氧；同時(shí)海侵條件下的洼地內(nèi)水體較深更促進(jìn)了海水分層和底水缺氧，是厚層富有機(jī)質(zhì)泥巖發(fā)育的理想場(chǎng)所。沉積于局限洼地內(nèi)的烴源巖，即使在后期的構(gòu)造變動(dòng)中遭受抬升剝蝕，仍有一部分烴源巖得以保存，尤其是底部埋藏最深，烴源質(zhì)量最好的部分。

因此，筆者認(rèn)為海侵與局限洼地耦合形成的良好保存條件應(yīng)是波斯灣盆地主力烴源巖形成的主控因素。海平面上升與局限洼地的耦合促進(jìn)了缺氧條件的形成，十分有利于優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育。

5 結(jié)論

（1）波斯灣盆地發(fā)育三套主力烴源巖：前寒武-寒武系、志留系和侏羅-白堊系。前寒武-寒武系烴源巖分布于阿曼境內(nèi)的鹽盆中，發(fā)育層位為Huqf群Nafun組和Ara組；志留系熱頁(yè)巖在盆地內(nèi)廣泛但不連續(xù)分布，層位包括下志留統(tǒng)Qalibah組Qusaiba段及其等時(shí)地層；中生界烴源巖分布于波斯灣海域附近的侏羅-白堊系陸架內(nèi)盆中，發(fā)育層位包括中侏羅統(tǒng)Sargelu組、中-上侏羅統(tǒng)Tuwaiq Mt./Hanifa組和上侏羅統(tǒng)Diyab組、下白堊統(tǒng)Garau組和Kazhdumi組為主。橫向看，烴源巖分布隨時(shí)代漸新而自西向東遷移；縱向上，自下而上有機(jī)質(zhì)類型由腐泥型向腐殖型轉(zhuǎn)變；三套主力烴源巖的TOC普遍大于2%，成熟烴源巖 （Ro＞0.7%）分布廣泛，構(gòu)成了波斯灣盆地油氣富集的物質(zhì)基礎(chǔ)。

（2）前寒武-寒武系烴源巖發(fā)育于熱帶氣候條件下，前寒武鹽盆、基底裂陷槽控制的洼地與海平面的上升導(dǎo)致了烴源巖形成；志留系烴源巖形成于高緯度環(huán)境中，冰蝕洼地、大規(guī)模海侵和水體密度分層是其主要成因。中生界烴源巖形成于熱帶氣候下的海侵環(huán)境中，侏羅紀(jì)時(shí)期上升流促進(jìn)了初級(jí)生產(chǎn)力勃發(fā)，陸架內(nèi)盆、海水分層使烴源巖得到良好的保存；早白堊世，大規(guī)模海底火山活動(dòng)引發(fā)海洋生產(chǎn)力提高，與之伴隨的大洋缺氧事件使得沉積有機(jī)質(zhì)在陸架內(nèi)盆處得到良好保存，形成優(yōu)質(zhì)烴源巖。

（3）海侵與局限洼地耦合形成的良好保存條件是波斯灣盆地主力烴源巖形成的主控因素。局限洼地阻斷了中深層海水循環(huán)，使得洼地內(nèi)部底水缺氧，而海侵事件不僅促進(jìn)了洼地內(nèi)海水分層和深部缺氧，更保證了這種缺氧現(xiàn)象得以長(zhǎng)期維持。二者耦合下的中深水還原環(huán)境是厚層優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的理想場(chǎng)所。