徐銀波，畢彩芹，李 鋒，張家強(qiáng)，仝立華

(1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 油氣資源調(diào)查中心，北京 100083；2.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 非常規(guī)油氣地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100083)

有機(jī)相最早于1971年由ROGERS等提出，主要用于描述生油巖中有機(jī)質(zhì)數(shù)量、類型與產(chǎn)油氣率和油氣性質(zhì)的關(guān)系[1]。JONES(1987)根據(jù)干酪根H/C原子比和熱解氫指數(shù)提出了有機(jī)相劃分方案。為了使有機(jī)相適用于盆地分析，郝芳等將其定義為含有一定豐度和特定成因類型的有機(jī)質(zhì)的地層單元，并且基于JONES的劃分方案，提出了根據(jù)干酪根(有機(jī)質(zhì))成因類型劃分有機(jī)相的分類方案[1-2]。有機(jī)相是預(yù)測(cè)和確定三維空間中生油巖的分布，層序界線以及研究盆地構(gòu)造演化，沉積充填等的有效工具[2]。國(guó)內(nèi)學(xué)者已在烴源巖評(píng)價(jià)、油頁(yè)巖形成的控制因素分析、含煤地層的成烴潛力研究等方面廣泛應(yīng)用[3-6]。

三塘湖盆地是位于我國(guó)西北的陸相含油氣盆地，盆內(nèi)蘊(yùn)藏豐富的油氣資源，包括致密油、頁(yè)巖油、頁(yè)巖氣、煤層氣等非常規(guī)能源[7-10]。而蘆草溝組被認(rèn)為是三塘湖盆地重要的烴源巖層，也是油頁(yè)巖發(fā)育的層位[11-12]。目前三塘湖油頁(yè)巖只開展了零星的勘探和研究工作，如通過(guò)油頁(yè)巖微量、稀土元素分布特征開展了沉積環(huán)境、物源和構(gòu)造背景方面的研究[13-14]，需要在油頁(yè)巖有機(jī)地球化學(xué)特征及有機(jī)質(zhì)成因類型等方面進(jìn)一步開展深入研究。筆者依托三塘湖盆地石頭梅礦區(qū)的全取心井(巴油頁(yè)1井)的巖心樣品，通過(guò)測(cè)試分析，開展二疊系蘆草溝組有機(jī)相類型及特征研究，分析其與油頁(yè)巖形成的相關(guān)性，為本區(qū)油頁(yè)巖下一步勘探開發(fā)利用提供一定的參考。

1 地質(zhì)背景

三塘湖盆地是一個(gè)北西—南東向展布的狹長(zhǎng)盆地，面積約2.3萬(wàn)km2，與準(zhǔn)噶爾盆地、吐哈盆地相鄰[15]。大地構(gòu)造上位于西伯利亞板塊與哈薩克-準(zhǔn)噶爾板塊的結(jié)合部位，夾持在阿曼太—扎河壩與卡拉麥里巨型縫合帶之間[16](圖1(a))。盆地所處的大地構(gòu)造位置決定了其具有復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史，多期改造造就了現(xiàn)今“南北分帶，東西分塊”的構(gòu)造格局[17]。盆地自南向北分為西南逆沖推覆帶、中央坳陷帶、東北沖斷隆起帶3個(gè)帶，而中央坳陷帶則可進(jìn)一步劃分出“四凸五凹”9個(gè)構(gòu)造單元[18-19](圖1(b))。

三塘湖盆地以古生界為基底，其上發(fā)育以陸內(nèi)河流、湖泊相為特征的二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系和第三系等陸源碎屑沉積[20-21]。盆地構(gòu)造演化過(guò)程中經(jīng)歷了斷陷-拗陷，擠壓改造，拗陷，逆沖-走滑等階段[21-22](圖1(c))。三塘湖盆地中二疊世時(shí)期為一個(gè)以內(nèi)碎屑為主的欠補(bǔ)償陸內(nèi)裂谷型深水湖盆[23]，而蘆草溝組沉積期則為其發(fā)育的鼎盛期，湖盆范圍很大，以半深湖-深湖環(huán)境為主[24-25]。其內(nèi)沉積泥巖、頁(yè)巖、油頁(yè)巖、碳酸鹽巖、火山碎屑巖等，最大地層厚度可達(dá)800 m。蘆草溝組從下到上又可進(jìn)一步分為蘆一段、蘆二段和蘆三段3個(gè)巖性段，其中蘆二段為油頁(yè)巖主要發(fā)育層位[26]。蘆草溝組地層分布于馬郎凹陷、條湖凹陷以及三塘湖鄉(xiāng)、石頭梅和躍進(jìn)溝等地區(qū)，其中油頁(yè)巖主要發(fā)育于石頭梅地區(qū)[23,27-28]。

2 樣品采集測(cè)試

巴油頁(yè)1井位于石頭梅凸起西南緣，該井井深410.6 m，取心403.78 m，取心率98.34%，取心完整。對(duì)該井泥巖、油頁(yè)巖進(jìn)行系統(tǒng)取樣之后(圖2)，開展了有機(jī)碳(TOC)、巖石熱解、主量元素、微量元素、稀土元素測(cè)試以及含油率測(cè)試。

所有樣品測(cè)試均在吉林大學(xué)測(cè)試中心完成。運(yùn)用美國(guó)LECO碳硫儀，依據(jù)GB/T 19145—2003對(duì)樣品TOC進(jìn)行測(cè)試，分析誤差小于0.2%。運(yùn)用法國(guó)Vinci Rock eval-6熱解分析儀，依據(jù)GB/T 18602—2012對(duì)樣品進(jìn)行熱解測(cè)試，分析誤差小于0.2%。主量元素分析依據(jù)GB/T 14506.28，運(yùn)用熔片法X-射線熒光光譜(XRF)，分析誤差小于1%。微量、稀土元素測(cè)試依據(jù)Q/JUTC 010—2007，采用等離子體質(zhì)譜法(ICP-MS)，分析誤差小于5%。含油率測(cè)試運(yùn)用低溫干餾法(SH/T 0508—92)完成，分析誤差小于0.4%。

3 沉積相類型

前人研究表明，三塘湖盆地中二疊統(tǒng)蘆草溝組普遍發(fā)育古鱈魚化石，同時(shí)可見Tomiella- Kelameilia- Panxiania 介形類化石組合，綜合推斷其沉積環(huán)境為咸水-半咸水的陸緣近海湖[28]。同時(shí)指出，中二疊統(tǒng)蘆草溝組是湖盆發(fā)育的鼎盛期，湖盆范圍大，沉積了一套半深湖-深湖環(huán)境下的深灰色-黑色巖層[24-25]。

研究區(qū)巴油頁(yè)1井蘆草溝組主要巖性為泥巖、泥灰?guī)r、油頁(yè)巖，中、上部發(fā)育砂巖，上部含輝綠巖。巖心中也發(fā)現(xiàn)有魚鱗化石和黃鐵礦，整體反映為湖泊相沉積。其中濱淺湖亞相發(fā)育于蘆草溝組一段底部和蘆草溝組三段。蘆一段底部為黑色、灰黑色泥巖與灰白色泥灰?guī)r互層。蘆三段可見灰綠色、褐色粉砂巖，灰綠色、棕褐色泥巖，同時(shí)發(fā)育粗砂巖和中砂巖。淺湖亞相發(fā)育于蘆一段上部和蘆二段頂部，其中蘆一段上部為黑色、灰黑色泥巖與灰白色泥灰?guī)r互層。泥灰?guī)r層厚小于底部濱淺湖亞相，泥巖厚度大于濱淺湖亞相。蘆二段頂部主要為灰色泥巖，其底部為灰綠色輝綠巖。半深湖-深湖亞相發(fā)育于蘆草溝組二段中下部，整體為黑色泥巖、油頁(yè)巖、灰色泥巖，為研究區(qū)油頁(yè)巖的主要形成環(huán)境(圖2)。

圖2 巴油頁(yè)1井綜合柱狀圖及取樣位置Fig.2 Sampling position and comprehensive histogram ofborehole Byy1

4 有機(jī)相

4.1 有機(jī)相類型

有機(jī)相是具有一定豐度和特定成因類型的有機(jī)質(zhì)的地層單元，決定有機(jī)相類型的最重要參數(shù)是干酪根的成因類型[2]。通常利用元素地球化學(xué)和Rock- Eval實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析確定干酪根的類型、有機(jī)質(zhì)來(lái)源、有機(jī)質(zhì)豐度和有機(jī)質(zhì)保存條件等，進(jìn)而確定有機(jī)相[31]。筆者根據(jù)沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)來(lái)源、保存條件以及干酪根類型將蘆草溝組劃分為B，C，D，E四種有機(jī)相類型(表1、圖2)。

表1 三塘湖盆地石頭梅地區(qū)蘆草溝組有機(jī)相劃分

4.2 有機(jī)相特征

4.2.1 有機(jī)相B

研究區(qū)有機(jī)相B形成于半深湖-深湖沉積環(huán)境。表2顯示有機(jī)相B具有最高的有機(jī)質(zhì)豐度，TOC含量為3.96%～12.40%，平均為7.46%，生烴潛量(S1+S2)為2.16～94.41 mg/g，平均48.24 mg/g，熱解氫指數(shù)IH為45.57～806.01 mg/g，平均588.41 mg/g，除2個(gè)樣外，所有樣品的IH都大于500 mg/g。最高熱解峰溫Tmax為433～448 ℃，平均441.8 ℃。V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比<0.46，0.46～0.60，>0.60，分別代表富氧，貧氧和厭氧環(huán)境[32]。研究區(qū)有機(jī)相B的V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.65～0.80，平均0.74，表明其保存條件為還原條件。

由于三塘湖盆地蘆草溝組地層中發(fā)育較多的碳酸鹽礦物[33]，在其影響下，Sr會(huì)出現(xiàn)偏高的現(xiàn)象[34]，因此Sr/Ba質(zhì)量分?jǐn)?shù)比判斷鹽度會(huì)出現(xiàn)偏差，本文以B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為主要判斷參數(shù)，B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比>6，2～6，<2分別為咸水，半咸水和淡水環(huán)境[35]，研究區(qū)有機(jī)相B的B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1.07～4.07，平均2.39，基本都在2～6內(nèi)，綜合判斷水體鹽度為半咸水條件。前人根據(jù)古生物和孢粉組合特征，確定在三塘湖盆地蘆草溝組沉積時(shí)期的古氣候主要為偏炎熱的氣候條件[22]。在對(duì)研究區(qū)泥巖Sr/Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)比分析中發(fā)現(xiàn)，雖然受碳酸鹽礦物的影響，Sr/Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)比普遍偏高，但仍有數(shù)據(jù)在10以下(Sr/Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)比<10為溫暖濕潤(rùn)氣候，>10為炎熱氣候[36])，表明在蘆草溝組時(shí)期氣候是波動(dòng)的，并非完全處于炎熱氣候條件，應(yīng)為溫暖濕潤(rùn)-炎熱氣候。圖3(a)顯示有機(jī)相B有機(jī)質(zhì)類型主要為I型，少量為Ⅱ1型。

4.2.2 有機(jī)相C

研究區(qū)有機(jī)相C形成于淺湖沉積環(huán)境。表2顯示有機(jī)相C具有較高的有機(jī)質(zhì)豐度，TOC含量為1.04%～8.20%，平均3.75%，生烴潛量(S1+S2)為0.38～53.99 mg/g，平均11.02 mg/g，IH為15.5～654.67 mg/g，平均220.64 mg/g。最高熱解峰溫Tmax為426～450 ℃，平均439 ℃。V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.52～0.90，平均0.80，表明其保存條件為還原條件，B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1.09～4.42，平均2.56，其中B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比2以上和2以下各占一半，表明其水體鹽度條件為淡水-半咸水條件。Sr/Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為3.01～128.47，平均60.93。表明古氣溫條件以炎熱氣候?yàn)橹鳎嬖跍嘏瘽駶?rùn)時(shí)期。有機(jī)質(zhì)判別圖解顯示其有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1和Ⅲ型(圖3(b))。

4.2.3 有機(jī)相D

研究區(qū)有機(jī)相D形成于濱淺湖沉積環(huán)境。表2顯示有機(jī)相D具有較低的有機(jī)質(zhì)豐度，TOC含量為0.59%～1.61%，平均1.07%，生烴潛量(S1+S2)為0.21～3.85 mg/g，平均1.53 mg/g，IH為28.69～192.52 mg/g，平均89.39 mg/g。最高熱解峰溫Tmax為424～438 ℃，平均為432 ℃。V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.83～0.88，平均0.85，表明其保存條件為還原條件，B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1.25～1.51，平均1.38，均小于2，表明其水體鹽度條件為淡水條件。Sr/Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為19.3～33.7，平均為26.54。表明古氣溫條件為偏炎熱的氣候條件。有機(jī)質(zhì)判別圖解顯示其有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅲ型(圖3(c))。

4.2.4 有機(jī)相E

研究區(qū)有機(jī)相E形成于濱淺湖沉積環(huán)境。隨著湖泊的演化，其沉積的泥巖由灰黑色泥巖轉(zhuǎn)變?yōu)榛揖G色泥巖、棕褐色泥巖。對(duì)其中的灰色泥巖測(cè)試，結(jié)果顯示TOC含量為0.48%～0.98%，平均0.73%，生烴潛量(S1+S2)為0.20～0.46 mg/g，平均0.33 mg/g，IH為33.33～46.94 mg/g，平均40.14 mg/g。最高熱解峰溫Tmax為438～440 ℃，平均為439 ℃。有機(jī)質(zhì)判別圖解顯示其有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型(圖3(c))。B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為1.25～1.34，平均1.30，均小于2，表明其水體鹽度條件為淡水條件。Sr/Cu質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為19.20～27.63，平均23.42，表明古氣溫條件為偏炎熱的氣候條件。V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比為0.47～0.53，平均0.50，顯示其為弱氧化水體條件，結(jié)合沉積巖性組合中出現(xiàn)的灰綠色泥巖、棕褐色泥巖判斷為總體為弱氧化-氧化條件。

4.3 有機(jī)相垂向?qū)有?/h3>

有機(jī)相垂向?qū)有蛑赣袡C(jī)相的垂向疊置關(guān)系，可以反映有機(jī)質(zhì)的生產(chǎn)能力和保存條件隨時(shí)間的變化。氣候、氧化一還原條件及介質(zhì)的鹽度、酸堿度的變化都可能造成有機(jī)相的垂向變化。有機(jī)相垂向?qū)有虬ù瓜蛏匣ハ喁B置的2種有機(jī)相的類型及其過(guò)渡型式[31]。根據(jù)垂向上互相疊置的2種有機(jī)相的類型可將有機(jī)相垂向?qū)有騽澐譃?種基本類型，即下降型和上升型[2]。而多個(gè)有機(jī)相組合之下可以出現(xiàn)多種有機(jī)相充填序列，如復(fù)合下降型，持續(xù)下降型、升降型、相對(duì)穩(wěn)定型等[32]。

研究區(qū)各有機(jī)相有機(jī)質(zhì)豐度顯示，有機(jī)相B的有機(jī)質(zhì)豐度處于極好烴源巖的范圍，有機(jī)相C的有機(jī)質(zhì)豐度處于中等-極好烴源巖范圍，有機(jī)相D和有機(jī)相E的有機(jī)質(zhì)豐度處于差烴源巖的范圍，且有機(jī)相E的有機(jī)質(zhì)豐度略小于有機(jī)相D的有機(jī)質(zhì)豐度(圖4)。

圖4 三塘湖盆地蘆草溝組有機(jī)質(zhì)豐度Fig.4 Organic matter abundance of Lucaogou Formation inSantanghu Basin

總體而言，有機(jī)相E→D→C→B，有機(jī)質(zhì)豐度逐漸增大。

從4.2節(jié)可知有機(jī)相B的有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ-Ⅱ1型，有機(jī)相C的有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1和Ⅲ型，有機(jī)相D和有機(jī)相E的有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型(圖3)。因此有機(jī)相B→C→D/E，有機(jī)質(zhì)類型由I逐漸變?yōu)棰笮汀?/p>

Mg/Ca質(zhì)量分?jǐn)?shù)比和∑RΕΕ質(zhì)量分?jǐn)?shù)都可以指示古氣候，其高值代表氣溫高，低值代表氣溫低[38-39]。圖5為2者交匯，顯示了有機(jī)相B，C，D，E的氣候變化，由于蘆一段(lu1)和蘆二段(lu2)的有機(jī)相C存在一定的差異，因此進(jìn)行了區(qū)分。結(jié)果顯示有機(jī)相B→Clu1→D→Clu2→E，氣候逐漸變熱。

圖5 三塘湖盆地蘆草溝組古氣候Fig.5 Paleoclimate of Lucaogou Formation in Santanghu Basin

前文所述B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比可以判斷水體鹽度，其中有機(jī)相D和蘆草溝組二段的有機(jī)相C水體鹽度條件為淡水條件，有機(jī)相E的鹽度條件與蘆二段的有機(jī)相C相當(dāng)，也為淡水條件，而有機(jī)相B和蘆草溝組一段的有機(jī)相C水體條件為半咸水條件。Sr/Ba質(zhì)量分?jǐn)?shù)比雖因碳酸鹽礦物影響無(wú)法準(zhǔn)確判斷水體鹽度，但是可以用來(lái)判斷古鹽度的相對(duì)高低[40]。根據(jù)B/Ga質(zhì)量分?jǐn)?shù)比和Sr/Ba質(zhì)量分?jǐn)?shù)比交匯(圖6)，有機(jī)相E→Clu2→D→B→Clu1，水體鹽度升高。

圖6 三塘湖盆地蘆草溝組水體鹽度條件Fig.6 Redox conditions of Lucaogou Formation in Santanghu Basin

從V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比反映的氧化還原條件來(lái)看，有機(jī)相B，C，D總體都處于還原環(huán)境。從前文所述，有機(jī)相E為弱氧化-氧化條件。除了V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比，V/Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)比也可判斷水體還原性的變化，高值代表還原性增強(qiáng)[41]。因此通過(guò)V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比和V/Cr質(zhì)量分?jǐn)?shù)比交匯圖綜合判斷氧化還原條件的變化(圖7)。從其變化趨勢(shì)顯示，水體還原性的增加與鹽度的變化有較好的相關(guān)性。有機(jī)相E→Clu2→B/D→Clu1，水體還原性增強(qiáng)，保存條件變好。

圖7 三塘湖盆地蘆草溝組氧化還原條件Fig.7 Salinity conditions of Lucaogou Formation in Santanghu Basin

研究區(qū)蘆草溝組，自底至頂依次發(fā)育了有機(jī)相D，C，B，C，E。有機(jī)相B以半深湖-深湖沉積為特征，其TOC>4%，生烴潛量(S1+S2)一般>20 mg/g，IH一般>500 mg/g，V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比>0.6，有機(jī)質(zhì)類型為I型和Ⅱ1型。有機(jī)相C以淺湖沉積為特征，其TOC>1%，生烴潛量(S1+S2)一般大于2 mg/g，IH一般>100 mg/g，V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比>0.6，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型和Ⅱ1型。有機(jī)相D以還原水體條件的濱淺湖沉積為特征，其TOC一般介于0.5%～2.0%，生烴潛量(S1+S2)一般不超過(guò)1 mg/g，IH一般<100 mg/g，V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比>0.6，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型。而有機(jī)相E以弱氧化-氧化水體條件的濱淺湖沉積為特征，其TOC<1%，生烴潛量(S1+S2)<0.5 mg/g，IH一般<50 mg/g，V/(V+Ni)質(zhì)量分?jǐn)?shù)比<0.6，有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型。

總體而言，研究區(qū)蘆草溝組自底至頂，有機(jī)質(zhì)豐度(TOC,S1+S2)由小變大再變小，IH由小變大再變小，有機(jī)質(zhì)類型由Ⅲ—Ⅰ—Ⅲ，有機(jī)質(zhì)保存條件由差變好再變差，水體鹽度條件由淡水—半咸水—淡水，古氣候條件炎熱—溫濕—炎熱，有機(jī)相垂向?qū)有驗(yàn)镈—C—B—C—E有機(jī)相組合，先為上升型后為下降型，整體呈升降型有機(jī)充填序列(表1，圖8)。相對(duì)應(yīng)的含油率的變化也出現(xiàn)一個(gè)先增大后減小的總體變化趨勢(shì)，底部蘆一段的有機(jī)相D和有機(jī)相C的泥巖含油率小于3.5%，未達(dá)到油頁(yè)巖品位，而蘆二段下部的泥巖含油率明顯升高，含油率>3.5%的樣品有6個(gè)，最高含油率8.2%。進(jìn)入蘆二段上部的有機(jī)相C后含油率下降，只有一個(gè)樣品的含油率>3.5%，而蘆三段的有機(jī)相E的泥巖的含油率則進(jìn)一步降低，樣品的含油率低于2%(圖8)。

圖8 三塘湖盆地石頭梅地區(qū)蘆草溝組垂向有機(jī)相層序Fig.8 Vertical organic facies sequences of Lucaogou Formation in Shitoumei area，Santanghu Basin

5 討 論

中二疊世時(shí)期，研究區(qū)古氣候背景為溫帶-亞熱帶氣候[42]，其氣候由烏拉泊組時(shí)期的溫暖氣候轉(zhuǎn)變?yōu)榫訙稀J草溝組時(shí)期的炎熱氣候[22]。早二疊世初期，由于造山后伸展作用的延續(xù)，三塘湖地區(qū)在拉張的區(qū)域背景下形成斷陷盆地[21]，中二疊世時(shí)期，構(gòu)造活動(dòng)平靜，湖盆沉積范圍擴(kuò)大[24]。此外，蘆草溝組時(shí)期盆地為近海陸源湖泊[22]，受海水注入影響，水體較深，水體鹽度較大[27]。

在此大背景下，分析有機(jī)相的垂向?qū)有虬l(fā)現(xiàn)，海水的注入和氣候的變化成為了油頁(yè)巖形成的重要影響因素。蘆草溝組一段有機(jī)相D具有低有機(jī)質(zhì)豐度，相對(duì)較差的水體保存條件和淡水水體條件。而進(jìn)入有機(jī)相C以后，湖盆水體加深，湖盆范圍變大，同時(shí)受海水注入的影響，水體鹽度迅速升高。鹽度的升高帶來(lái)水體營(yíng)養(yǎng)元素的增加，使得水中藻類微生物逐漸繁盛，有機(jī)質(zhì)豐度增加，TOC含量和生烴潛量(S1+S2)升高，有機(jī)質(zhì)類型由Ⅲ型變?yōu)棰?Ⅱ1型。同時(shí)鹽度升高形成的水體分層，使得有機(jī)質(zhì)的保存條件變好，此階段IH的升高正好表明有機(jī)質(zhì)中湖泊生物貢獻(xiàn)的增加和有機(jī)質(zhì)保存條件的變好。但是此階段，湖泊生物總量較低，湖泊生物量的增速雖然很快，但是增量較小，同時(shí)該階段的水體鹽度相對(duì)過(guò)高，并非最適宜的生物生存繁殖條件，因此增速也未能達(dá)到最大值，因此此階段的有機(jī)質(zhì)豐度和湖泊生物貢獻(xiàn)都處于上升期，尚未進(jìn)入最大階段。而進(jìn)入蘆草溝組二段的有機(jī)相B后，水體鹽度雖仍為半咸水條件，但是由于進(jìn)一步的湖泛，湖泊中淡水注入的增加，水體深度加深，水體鹽度相對(duì)下降，更有利于湖泊生物的繁盛，同時(shí)該時(shí)期氣候最接近溫暖濕潤(rùn)的適宜氣候條件，再加上前期積累了一定量的湖泊生物數(shù)量，湖泊中生物得以大量繁殖，繁盛度達(dá)到最大值。而湖泊的半咸水條件下引起的鹽度分層，和深水條件形成的良好保存條件，又使得此時(shí)期形成的有機(jī)質(zhì)得以大量保存，因此在此時(shí)期有機(jī)質(zhì)豐度最大，TOC和生烴潛量(S1+S2)最高，有機(jī)質(zhì)類型主要為I-Ⅱ1型，有機(jī)質(zhì)來(lái)源以湖泊生物為主。有機(jī)相B這種以湖泊生物貢獻(xiàn)為主的豐富的有機(jī)質(zhì)來(lái)源，深水和鹽度分層形成的良好的還原保存條件，成為了油頁(yè)巖形成的良好條件(圖9)。而隨著有機(jī)相B又變成有機(jī)相C，水體變淺，水體鹽度降為淡水條件，氣溫升高，氣候條件變的炎熱，湖泊生物繁盛度下降，有機(jī)質(zhì)的保存條件也變差，其沉積存留的有機(jī)質(zhì)豐度變小，有機(jī)質(zhì)類型變差。而到最后的蘆草溝組三段的有機(jī)相E，水體進(jìn)一步變淺，水體條件由還原轉(zhuǎn)變?yōu)槿跹趸?氧化條件，有機(jī)質(zhì)豐度進(jìn)一步降低，保存條件更差。

圖9 三塘湖盆地蘆草溝組油頁(yè)巖形成模式Fig.9 Formation model of Lucaogou Formation oil shale in Santanghu Basin

6 結(jié) 論

(1)研究區(qū)蘆草溝組可劃分出B，C，D，E四種有機(jī)相。有機(jī)相B有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ-Ⅱ1型，有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為湖泊生物，形成于半咸水水體條件和溫暖濕潤(rùn)-炎熱的氣候條件，為半深湖-深湖還原環(huán)境；有機(jī)相C有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1-Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為高等植物和湖泊生物，形成于半咸水-淡水鹽度和溫暖濕潤(rùn)-炎熱氣候，為淺湖還原環(huán)境；D有機(jī)相有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為高等植物，形成于淡水條件和炎熱氣候，為濱淺湖還原環(huán)境；E有機(jī)相有機(jī)質(zhì)類型為Ⅲ型，有機(jī)質(zhì)來(lái)源主要為高等植物，形成于淡水條件和炎熱氣候，濱淺湖弱氧化-氧化環(huán)境。

(2)研究區(qū)蘆草溝組，自底至頂，有機(jī)質(zhì)豐度和IH由小變大再變小，有機(jī)質(zhì)類型由Ⅲ—Ⅰ—Ⅲ，有機(jī)質(zhì)保存條件由差變好再變差，水體鹽度條件由淡水—半咸水—淡水，古氣候條件炎熱—溫濕—炎熱，有機(jī)相垂向?qū)有驗(yàn)镈—C—B—C—E有機(jī)相組合，呈升降型有機(jī)充填序列

(3)蘆草溝組二段為油頁(yè)巖的發(fā)育層段,相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造背景下，溫暖濕潤(rùn)的氣候條件和海水注入帶來(lái)的營(yíng)養(yǎng)元素使得湖泊生物繁盛和湖泊有機(jī)質(zhì)貢獻(xiàn)增加，深水水體條件和半咸水引起的鹽度分層形成了良好的有機(jī)質(zhì)保存條件，共同促進(jìn)了B有機(jī)相中油頁(yè)巖的形成。