江凱禧　姚長華　郭清正　胡云亭　趙才順　李鴻儒　朱澤棟何文祥　肖　飛　彭　超

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司　天津　300452；2.長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院　武漢　430100；3.中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院　北京　102249)

?

印度扇深水區(qū)古
—始新統(tǒng)烴源巖特征及發(fā)育模式

江凱禧1姚長華1郭清正1胡云亭1趙才順1李鴻儒1朱澤棟1何文祥2肖飛3彭超1

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司天津300452；2.長江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院武漢430100；3.中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院北京102249)

充分利用印度扇深水區(qū)及淺水陸棚區(qū)地震、測井、巖芯、地化等資料，預(yù)測了印度扇深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖特征，并探討了烴源巖的發(fā)育模式。研究結(jié)果表明：印度扇深水區(qū)古—始統(tǒng)地層主要以海進體系域為主，在始新統(tǒng)頂部發(fā)育厚度較薄的高位體系域，沉積于外陸棚深水相沉積環(huán)境，具備烴源巖發(fā)育的有利條件。古—始新統(tǒng)烴源巖空間分布范圍廣，厚度大，最大厚度達900 m以上。烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ～Ⅲ型干酪根為主，為混合型生源母質(zhì)?，F(xiàn)今凹陷內(nèi)大部分烴源巖處于高—過成熟的生干氣階段。綜合各地質(zhì)要素分析，建立了印度扇深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖發(fā)育模式。在古—始新世沉積期，深水凹陷的古地理格局總體變化不大，處于赤道附近的低緯度地帶，氣候濕熱。在有利的有機質(zhì)保存條件下，古海洋生產(chǎn)力和陸源有機質(zhì)輸入量控制了深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖的有機質(zhì)豐度。研究結(jié)果將有效指導(dǎo)印度扇深水區(qū)的油氣勘探工作。

形成機理層序地層烴源巖深水區(qū)印度扇

0　引言

印度扇是世界第二大海底深水扇系統(tǒng)，其深水區(qū)(1 500～2 800 m)油氣勘探是全球大型油氣公司關(guān)注和研究的重點[1]。印度扇深水區(qū)處于勘探早期，勘探程度低，鉆井稀少，僅有的兩口深水探井并沒有完整揭露凹陷內(nèi)的古—始新統(tǒng)地層。因而缺乏分析樣品，給烴源巖評價帶來困難。

當前，深水區(qū)烴源巖發(fā)育特征和形成機理研究是油氣勘探的難點和重大風險要素。為此，充分利用印度扇深水區(qū)及淺水陸棚區(qū)各類地質(zhì)資料，對深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖開展了層序地層、沉積相及烴源巖厚度特征分析。在此基礎(chǔ)上，依據(jù)淺水陸棚區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖地化特征及相鄰盆地烴源巖類比結(jié)果，從而預(yù)測出深水區(qū)烴源巖發(fā)育特征。此外，還從古地理、古氣候、古海洋生產(chǎn)力及有機質(zhì)保存條件等方面剖析了深水區(qū)烴源巖發(fā)育機理，建立了深水區(qū)烴源巖發(fā)育模式。研究結(jié)果將為預(yù)測印度扇深水區(qū)烴源巖時空分布和客觀評價油氣勘探潛力提供科學(xué)依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

1.1構(gòu)造背景及油氣勘探概況

印度扇位于印度板塊、阿拉伯板塊和歐亞板塊三聯(lián)點，研究區(qū)位于上印度扇斜坡上，北以穆雷洋脊為界，南以索拉什特拉背斜為界，面積近20×104km2(圖1a)[2]。據(jù)古近系地層展布特征，上印度扇及相鄰地區(qū)被劃分為5個一級構(gòu)造單元，從北向南依次為：馬克蘭凹陷、穆雷洋脊、穆雷凹陷、派肯凹陷和拉客西米洋脊，呈凹隆相間的構(gòu)造格局。派肯凹陷上覆水深在1 500～2 800 m之間，成為油氣勘探的深水區(qū)(圖1b)。當前深水區(qū)內(nèi)僅兩口探井，分別是Total公司2004年鉆探的P2井和Shell公司2007年鉆探的Anne-1井，僅P2井鉆遇始新統(tǒng)地層[3]。此外，在淺水陸棚區(qū)有少量井鉆遇古—始新統(tǒng)地層(圖1c)。

1.2沉積地層

印度扇主要沉積新生代地層，厚度可達11 000 m，先后經(jīng)歷了裂陷、熱沉降和新構(gòu)造期3個構(gòu)造演化階段[3]。在晚白堊世末期到早古新世裂陷階段，印度板塊和塞舌爾板塊分離，發(fā)生大規(guī)模巖漿噴發(fā)，形成德干火山巖；進入古新世到始新世熱沉降階段，在德干火山巖形成的海山上建造了碳酸鹽巖臺地和生物礁，并在派肯凹陷沉積了古—始新統(tǒng)地層；漸新世到第四紀新構(gòu)造期，由于印度板塊與歐亞板塊碰撞，形成漸新統(tǒng)到現(xiàn)今的印度扇巨層序。在印度扇近端，中新統(tǒng)—全新統(tǒng)地層發(fā)育了大規(guī)模的水道—堤岸沉積體系，地層厚度從NE向SW整體呈減薄趨勢(圖2)。

2　深水區(qū)烴源巖發(fā)育特征預(yù)測

2.1深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖層序地層與沉積特征

層序地層學(xué)在早期烴源巖評價和預(yù)測中具有重要作用，特別是油氣勘探程度低，探井少的深水地區(qū)[4]。優(yōu)質(zhì)烴源巖多發(fā)育于層序的水進體系域(TST)和高位體系域(HST)的早期[5]。由于水進體系域水體持續(xù)加深，沉積速率不斷降低，沉積環(huán)境有利于有機質(zhì)聚集和保存，相應(yīng)地，有機質(zhì)含量從下向上逐漸增加。在一個層序的垂向剖面上，有機質(zhì)含量通常在最大海泛面處最高——TST和HST的體系域界面，由最大海泛面向上到高位體系域的底部有機質(zhì)含量逐漸降低。

圖1　印度扇地理位置及構(gòu)造單元劃分a.印度扇地理位置；b.印度扇古近系構(gòu)造綱要圖；c.深水勘探區(qū)塊位置及已鉆井情況Fig.1　Geographical position and tectonic units of the Indus Fan

圖2　印度扇沉積地層及深水區(qū)地層剖面圖(剖面位置見圖1)a.印度扇沉積地層；b.深水區(qū)地層剖面Fig.2　Sedimentary strata of the Indus Fan and strata section of deepwater area in the study area (section location see Fig.1)

圖3為深水區(qū)P2井的體系域劃分圖與過派肯凹陷EEN—WWS向地震剖面。P2井位于凹陷邊緣德干火山巖形成的海山上，根據(jù)鉆井巖心和測井資料，始新統(tǒng)劃分為高位體系域和海進體系域，高位體系域發(fā)育生物礁相，海進體系域發(fā)育泥質(zhì)碳酸鹽巖臺地相。派肯凹陷深水層序的分析結(jié)果表明，古—始新統(tǒng)(Base—E90)低位體系域不發(fā)育，主要以海進體系域為主，在始新統(tǒng)頂部發(fā)育高位體系域，海進體系域厚度占整個古—始新統(tǒng)地層厚度的一半以上，高位體系域厚度較薄。漸新統(tǒng)—下中新統(tǒng)(E90—M50)以海進體系域為主，發(fā)育深水環(huán)境下的海底扇沉積。中中新統(tǒng)—上新統(tǒng)(M50—P55)以低位體系域為主，發(fā)育有大規(guī)模河道—扇沉積系統(tǒng)。據(jù)朱紅濤的層序構(gòu)型分類[5]，派肯凹陷古—始新統(tǒng)的層序構(gòu)型為T型層序構(gòu)型，為富泥層序，是烴源巖最為發(fā)育的一種層序構(gòu)型。因此，根據(jù)層序地層學(xué)分析，表明派肯凹陷古—始新統(tǒng)地層具備烴源巖發(fā)育的有利條件。

利用少數(shù)井的井震標定結(jié)果及地震相平面分布特征，繪制出了派肯凹陷古—始新統(tǒng)沉積相平面分布特征。如圖4所示，古—始新世沉積時期，淺水陸棚發(fā)育碳酸鹽巖沉積，派肯凹陷處于外陸棚深水沉積環(huán)境下，在凹陷邊緣的海山上建造了碳酸鹽巖臺地和生物礁。根據(jù)生物礁與派肯凹陷古近系地層底部的高差，推測該時期深水凹陷最大水體深度可達2 000 m以上。因此，凹陷內(nèi)沉積水體深，可容空間大，沉積物粒度較細。同時，受凹陷周緣海山的阻擋作用，凹陷內(nèi)水體能量較弱，還原環(huán)境發(fā)育，有利于有機質(zhì)的保存。通過對派肯凹陷層序地層和沉積特征進行分析，有力證明了深水區(qū)古—始新統(tǒng)地層具備烴源巖發(fā)育的有利條件。

圖4　印度扇深水區(qū)派肯凹陷古—始新統(tǒng)沉積相平面分布圖Fig.4　Sedimentary facies distribution of Paleocene and Eocene in Packen sag in the Indus Fan deepwater area

2.2深水區(qū)烴源巖厚度特征

烴源巖厚度是低勘探程度區(qū)烴源巖早期評價的重要指標之一。根據(jù)地震速度—巖性分析方法，預(yù)測出派肯凹陷古—始新統(tǒng)泥巖厚度。派肯凹陷深水相泥巖厚度整體較大，大部分超過100 m，凹陷深處最高可達900 m以上(圖5)。凹陷具有兩個沉積中心，東部泥巖厚度較大，西部泥巖厚度略薄一些，這種厚度的差異主要與古地貌和物源供給豐度有關(guān)。整體上，派肯凹陷古—始新統(tǒng)泥巖全凹陷分布，厚度較大，為油氣生成奠定了重要的物質(zhì)基礎(chǔ)。

圖5　印度扇深水區(qū)派肯凹陷古—始新統(tǒng)泥巖厚度平面分布圖Fig.5　Shale isopach map of Paleocene and Eocene in Packen Sag in the Indus Fan deepwater area

2.3淺水陸棚區(qū)烴源巖有機質(zhì)豐度及類型特征

淺水陸棚區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖熱解參數(shù)分析表明，烴源巖有機碳含量(TOC)在0.5%～2.0%之間，個別樣品可達7%。氫指數(shù)(HI)大部分小于200 mg/g，其中多數(shù)古新統(tǒng)樣品的HI值小于100 mg/g。巖石熱解最高峰溫度(Tmax)大部分大于430℃，其中古新統(tǒng)樣品Tmax值大部分大于445℃。產(chǎn)率指數(shù)S1/(S1+S2)值在0.06～0.50之間(圖6)。Tmax和S1/(S1+S2)值分布特征表明，淺水陸棚區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖已進入生油窗，等效鏡質(zhì)體反射率Ro介于0.5%～1.5%[6]。HI和Tmax值分布特征表明，古—始新統(tǒng)烴源巖有機質(zhì)類型主要以Ⅲ型干酪根為主，并混有Ⅱ2型干酪根[7]。按照陸相湖泊泥質(zhì)烴源巖的評價標準，古—始新統(tǒng)烴源巖為中等和好的烴源巖，表明鉆井揭示的淺海陸棚相烴源巖具較好生烴潛力。

另外，在淺海陸棚區(qū)鉆探的KD-1井發(fā)現(xiàn)了源自古—始新統(tǒng)烴源巖的原油。原油色譜—質(zhì)譜分析同時檢測出了代表陸源高等植物輸入的奧利烷和代表海相有機質(zhì)輸入的28，30二降藿烷，全油色譜圖呈雙峰型特征(圖7)，Pr/Ph值為3，表明生源母質(zhì)類型為混合型生源母質(zhì)，具有陸相和海相有機質(zhì)的貢獻，并且沉積于氧化環(huán)境[8]。從而進一步佐證了淺海陸棚區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖具有良好的生烴潛力，推測外陸棚派肯凹陷深水相烴源巖亦具有陸相和海相混合有機質(zhì)輸入的特征。

2.4深水區(qū)烴源巖有機質(zhì)豐度及類型預(yù)測

印度扇深水油氣勘探區(qū)周緣的Badin臺地、Cambay盆地、Bombay盆地及Kutch盆地都有重要油氣發(fā)現(xiàn)[9-10]。有些甚至是重要產(chǎn)油氣區(qū)，如Bombay盆地的Bombay High油田。基于地質(zhì)類比原理，將深水油氣勘探區(qū)與相鄰盆地的沉積環(huán)境及烴源巖特征進行疊合成圖。

如圖8所示，古—始新世時期發(fā)育的烴源巖為整個區(qū)域的主力烴源巖層系。近陸源區(qū)的沉積盆地有機質(zhì)類型以Ⅲ型干酪根為主，如Karachi近岸古新統(tǒng)烴源巖。位于陸棚區(qū)的烴源巖有機質(zhì)類型主要以Ⅱ～Ⅲ型為主，為混合型生源母質(zhì)，如Kutch盆地和Bombay盆地古—始新統(tǒng)烴源巖。另外從Kutch盆地和Bombay盆地烴源巖數(shù)據(jù)可以看出，烴源巖有機碳含量在0.5%～5%之間，巖性以泥頁巖為主(表1)。據(jù)此推測深水油氣勘探區(qū)由于離陸源區(qū)較遠，陸相有機質(zhì)輸入會受到稀釋作用。因此，深水區(qū)烴源巖有機質(zhì)含量要達到此豐度，古海洋生產(chǎn)力的貢獻是關(guān)鍵。

綜合前述各項分析，認為印度扇深水區(qū)派肯凹陷古—始新統(tǒng)地層具備烴源巖發(fā)育的有利條件，外陸棚深水相沉積環(huán)境有利于有機質(zhì)的保存。古—始新統(tǒng)烴源巖厚度大、分布范圍廣。根據(jù)淺水陸棚區(qū)古—始新統(tǒng)烴源特征及類比深水區(qū)周邊盆地烴源巖發(fā)育特征，預(yù)測深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ～Ⅲ型干酪根為主，為混合型生源母質(zhì)，烴源巖有機質(zhì)豐度受沉積期古海洋生產(chǎn)力的影響大。

圖6　淺水陸棚區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖巖石熱解參數(shù)分析Fig.6　Analysis of pyrolysis parameters of the Paleocene and Eocene source rocks in shallow shelf

圖7　KD-1井全油氣相色譜圖Fig.7　Gas chromatography of condensate gas from Pakcan-1 Well and oil from KD-1 Well

圖8　印度扇深水區(qū)及相鄰盆地古新統(tǒng)烴源巖沉積環(huán)境簡單示意圖Fig.8　Sedimentary environment of hydrocarbon source rocks in the deepwater area and the adjacent Basins during the Paleocene epoch

盆地烴源巖巖性沉積環(huán)境w(TOC)/%干酪根類型母質(zhì)類型Bombay盆地古—下始新統(tǒng)碳質(zhì)頁巖前三角洲、潟湖2%～5%Ⅱ～Ⅲ腐殖—混合型Kutch盆地古—始新統(tǒng)灰質(zhì)泥巖、頁巖三角洲、淺海陸棚0.5%～2%Ⅱ～Ⅲ腐殖—混合型

2.5深水區(qū)烴源巖有機質(zhì)熱演化特征

印度扇地層溫度實測數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，受基底地殼類型影響，不同區(qū)帶地溫梯度存在不同程度差異[3]。印度扇地層具三種類型地溫梯度，分別是陸殼型地溫梯度4～5 ℃/100m，過渡帶型地溫梯度3～4 ℃/100m，洋殼型地溫梯度2～3 ℃/100m(圖9a)。研究區(qū)為相對較高的陸殼型地溫梯度，受此影響，烴源巖后期生烴演化相對早。埋藏和熱演化史數(shù)值模擬分析表明(圖9b)，研究區(qū)自早中新世(約23 Ma)以來快速埋藏，使古—始新統(tǒng)烴源巖快速進入生排烴窗。

圖9　印度扇地溫梯度特征及深水區(qū)地層埋藏與熱演化史數(shù)值模擬Fig.9　Geothermal gradient in Indus fan and the burial and thermal history of the deepwater area

在早中新世晚期(約17 Ma)，凹陷內(nèi)大部分區(qū)域開始進入生油窗(Ro>0.7%)；在晚中新世早期(約9 Ma)，凹陷內(nèi)靠近陸棚一側(cè)埋藏最深，率先開始進入生氣窗(Ro>2.0%)，現(xiàn)今凹陷內(nèi)大部分處于高—過成熟的生干氣階段，但在凹陷西南端由于過渡帶型地溫梯度和埋藏相對較淺，目前可能還處于成熟階段。

3　深水區(qū)烴源巖形成機理

3.1古地理及其演化

在晚白堊世末期，印度板塊西北緣發(fā)生強烈的巖漿活動，在白堊系—古近系界線附近形成德干暗色溢流玄武巖，形成火山巖臺地內(nèi)派肯深水凹陷；在古—始新世沉積早期，沿被動大陸邊緣發(fā)育泥質(zhì)陸棚和碳酸鹽巖陸棚，派肯凹陷邊緣的海下潛山發(fā)育了孤立的淺水碳酸鹽巖臺地和生物礁。同時在深水凹陷內(nèi)沉積了古—始新統(tǒng)烴源巖層；在始新世末，海下潛山的生物礁完全被淹沒；在中始新世(約40 Ma)，印度板塊與歐亞板塊開始碰撞，受此影響，漸新世—早中新世時期大量的碎屑沉積物注入，形成印度扇并持續(xù)至今(圖10)[11]。在古—始新世烴源巖發(fā)育關(guān)鍵期內(nèi)，研究區(qū)古地理構(gòu)造格局總體變化不大，處于赤道附近的低緯度區(qū)，氣候濕熱，為開放洋流體系[12-13]。研究區(qū)以東陸塊為主要物源區(qū)，陸源碎屑和有機質(zhì)輸入對研究區(qū)烴源巖形成有重要影響。

3.2古氣候特征

古—始新世時期，研究區(qū)位于印度板塊西北緣，處于赤道的低緯度內(nèi)，氣候濕熱。此氣候特征對陸地植物、湖泊和潟湖的藻類發(fā)育和繁茂具有顯著促進作用，Cambay盆地和Bombay盆地古新統(tǒng)富陸相有機質(zhì)烴源巖佐證了這點。該時期溫暖的氣候和低緯度地帶性使得海水的溫度較高，提升了海洋浮游生物的生長速度，但同時也增加海洋有機質(zhì)被降解轉(zhuǎn)化成CO2的速率，故而海底埋藏的有機碳量十分有限僅能達到海洋初級生產(chǎn)力的0.1%[14]。因此，派肯凹陷深水區(qū)是否發(fā)育上升流使浮游生物有機質(zhì)數(shù)量遠遠大于被降解量是其中的關(guān)鍵。

3.3古海洋生產(chǎn)力

高海洋生產(chǎn)力能促使有機質(zhì)埋藏量的增加，是海相高有機質(zhì)豐度沉積的重要條件之一。

從圖11可看出，阿拉伯海春季4月份植物色素濃度和海洋初級生產(chǎn)力最低，夏季8月份最高[15]。夏季8月份，由于西北阿拉伯海發(fā)育阿曼上升流，故海洋生產(chǎn)力高。毗鄰研究區(qū)的Kutch盆地和Bombay盆地則無論在春季和夏季植物色素濃度均處于高值，表明其海洋生產(chǎn)力高且持續(xù)穩(wěn)定。分析認為Kutch盆地和Bombay盆地緊臨陸源區(qū)，沉積環(huán)境有利于海水中輸入大量陸源營養(yǎng)鹽，海洋浮游植物繁盛。研究區(qū)現(xiàn)今所處地理位置，雖無上升流發(fā)育并且距海岸線的距離相比Kutch盆地和Bombay盆地遠，但仍具有較高的浮游植物色素濃度，表明其具有較高的海洋生產(chǎn)力。依將今論古的思想，古—始新世沉積期，研究區(qū)為深水相沉積凹陷，凹陷內(nèi)水體流動受周緣海山阻擋，盡管上升流較難形成。但由于其靠近大陸邊緣的相對局限的水體環(huán)境，可以接受大量陸源營養(yǎng)鹽，有利于藻類等水生生物的繁盛，加上陸源有機質(zhì)輸入的貢獻，因而凹陷內(nèi)古—始新統(tǒng)烴源巖具備形成高有機質(zhì)豐度源巖的有利條件。

圖10　古新世—漸新世印度板塊及其以北歐亞板塊部分區(qū)域古地理簡圖(據(jù)文獻[12-13])a.早古新世研究區(qū)古地理特征；b.中始新世研究區(qū)古地理特征；c.漸新世研究區(qū)古地理特征Fig.10　Sketch map of paleogeography of India plate and part of Eurasian plate during the Paleocene-Oligocene(modified from references[12-13])

圖11　阿拉伯海春夏兩季海洋浮游植物色素濃度分布(據(jù)文獻[15])Fig.11　Seasonal changes in phytoplankton concentrations in Arabian Sea (spring and summer) Arabian Sea (modified from reference[15])

3.4有機質(zhì)保存條件

通過對原始沉積古地貌的恢復(fù)，派肯深水凹陷最大水體深度可達2 000 m，受周緣水下海山的阻擋，水體循環(huán)不暢，海水具分層結(jié)構(gòu)，在水體底部形成缺氧環(huán)境。利用地震解釋的古—始新統(tǒng)地層厚度，計算凹陷內(nèi)最大沉積速率約為2.80 cm/ka，沉積速度慢，沉積物粒度較細。沉積物黏土礦物類型偏向于富蒙脫石，有利于有機質(zhì)的吸附保存[16]。另外，在古新世晚期存在一期全球大洋缺氧事件，導(dǎo)致生物大滅絕及水體缺氧，對深水凹陷有機質(zhì)的聚集和保存具有一定的意義[17]。

4　烴源巖發(fā)育模式

綜上所述，印度扇深水區(qū)派肯凹陷發(fā)育了一套古—始新統(tǒng)深水相烴源巖。烴源巖的展布嚴格受古地理條件的限制。

晚白堊世時期，德干巖漿巖噴發(fā)事件形成了面積巨大的火山巖臺地，其中火山巖臺地內(nèi)派肯深水凹陷的出現(xiàn)為烴源巖有機質(zhì)的富集造就了先決古地理條件。同時，深水凹陷周緣巖漿噴發(fā)形成的海山，不僅建造了生物礁，而且使得臺盆內(nèi)水體循環(huán)受到限制，加之水體深度大(最深可達2 000 m)且盆地隔絕性強，促使水體含氧量下降，不同深度水體含氧量顯著差異，在水體底部形成了有利于有機質(zhì)保存的貧氧或還原環(huán)境。同時，周緣海山發(fā)育的構(gòu)造格局造成凹陷內(nèi)受上升流影響弱，或上升流難以形成，但靠近大陸邊緣的相對局限的水體有利于藻類等水生生物的繁盛，加上陸源有機質(zhì)的貢獻，具備了烴源巖發(fā)育的有利條件(圖12)。因此，在古—始新世烴源巖發(fā)育關(guān)鍵期，在良好的有機質(zhì)保存條件下，古海洋生產(chǎn)力和陸源有機質(zhì)輸入量控制了派肯凹陷古—始新統(tǒng)烴源巖有機碳含量，烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ～Ⅲ型干酪根為主，為混合型生源母質(zhì)。

圖12　印度扇深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖沉積環(huán)境與有機質(zhì)富集機理示意圖Fig.12　Sketch diagram showing the depositional environment and organic enrichment in the Paleocene and Eocene source rocks

5　結(jié)論

(1) 印度扇深水區(qū)古—始統(tǒng)地層主要以海進體系域為主，在始新統(tǒng)頂部發(fā)育厚度較薄的高位體系域，為T型層序構(gòu)型，并沉積于外陸棚深水相沉積環(huán)境，具備烴源巖發(fā)育的有利條件。古—始新統(tǒng)烴源巖空間分布范圍廣，厚度大，最大厚度達900 m以上，為油氣生成奠定重要物質(zhì)基礎(chǔ)。綜合各項分析，預(yù)測深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ～Ⅲ型干酪根為主，為混合型生源母質(zhì)?，F(xiàn)今凹陷內(nèi)大部分烴源巖處于高—過成熟的生干氣階段，在凹陷西南端少部分還可能處于成熟階段。

(2) 建立了印度扇深水區(qū)古—始新統(tǒng)烴源巖發(fā)育模式。在古—始新世沉積期，深水凹陷古地理構(gòu)造格局總體變化不大，處于赤道附近的低緯度區(qū)，氣候濕熱。在有利的有機質(zhì)保存條件下，古海洋生產(chǎn)力和陸源有機質(zhì)輸入量決定了該套烴源巖的有機質(zhì)豐度。

References)

1Clift P, Gaedicke C, Edwards R, et al. The stratigraphic evolution of the Indus fan and the history of sedimentation in the Arabian Sea[J]. Marine Geophysical Researches, 2002, 23(3): 223-245.

2Gaedicke C, Schlüter H U, Roeser H A, et al. Origin of the northern Indus fan and Murray ridge, northern Arabian Sea: interpretation from seismic and magnetic imaging[J]. Tectonophysics, 2002, 35(1/2/3/4): 127-143.

3Carmichael S M, Akhter S, Bennett J K, et al. Geology and hydrocarbon potential of the offshore Indus basin, Pakistan[J]. Petroleum Geoscience, 2009, 15(2): 107-116.

4劉震，常邁，趙陽，等. 低勘探程度盆地烴源巖早期預(yù)測方法研究[J]. 地學(xué)前緣，2007，14(4)：159-167. [Liu Zhen, Chang Mai, Zhao Yang, et al. Method of early prediction on source rocks in basins with low exploration activity[J]. Earth Science Frontiers, 2007, 14(4): 159-167. ]

5朱紅濤，Liu Keyu，楊香華，等. 陸相湖盆層序構(gòu)型及其巖性預(yù)測意義：以珠江口盆地惠州凹陷為例[J]. 地學(xué)前緣，2012，19(1)：32-39. [Zhu Hongtao, Liu Keyu, Yang Xianghua, et al. The sequence stratigraphic architecture of continental lake basin and its significance on lithofacies prediction: taking Huizhou sag in Zhujiangkou Basin as an example[J]. Earth Science Frontiers, 2012, 19(1): 32-39. ]

6Peters K E, Walters C C, Moldowan J M. The Biomarker Guide: Volume 1: Biomarkers and Isotopes in the Environment and Human History[M]. 2nd ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, 2005.

7曾花森，霍秋立，張曉暢，等. 應(yīng)用巖石熱解數(shù)據(jù)S2-TOC相關(guān)圖進行烴源巖評價[J]. 地球化學(xué)，2010，39(6)：574-579. [Zeng Huasen, Huo Qiuli, Zhang Xiaochang, et al. Source rock evaluation using the S2-TOC plot from Rock-Eval pyrolysis[J]. Geochimica, 2010, 39(6): 574-579. ]

8尚慧蕓，姜乃煌. 陸相原油及生油巖中的奧利烷及其地質(zhì)意義[J]. 石油學(xué)報，1984，5(4)：37-42. [Shang Huiyun, Jiang Naihuang. Oleanane in crude oil and source rock of terrestrial facies and its geological significance[J]. Acta Petrolei Sinica, 1984, 5(4): 37-42. ]

9Basu D N, Banerjee A, Tamhane D M. Facies distribution and petroleum geology of the Bombay offshore basin, india[J]. Journal of Petroleum Geology, 1982, 5(1): 51-75.

10Banerjee A, Pahari S, Jha M, et al. The effective source rocks in the Cambay Basin, India[J]. AAPG Bulletin, 2002, 86(3): 433-456.

11Bastia R, Radhakrishna M. Sedimentation history and development of fan system along the continental margins of India[J]. Developments in Petroleum Science, 2012, 59: 127-160.

12Scotese C R, Gahagan L M, Larson R L. Plate tectonic reconstructions of the Cretaceous and Cenozoic ocean basins[J]. Tectonophysics, 1988, 155(1/2/3/4): 27-48.

13Chatterjee S, Goswami A, Scotese C R. The longest voyage: tectonic, magmatic, and paleoclimatic evolution of the Indian plate during its northward flight from Gondwana to Asia[J]. Gondwana Research, 2013, 23(1): 238-267.

14焦念志，張傳倫，李超，等. 海洋微型生物碳泵儲碳機制及氣候效應(yīng)[J]. 中國科學(xué)：地球科學(xué)(D輯)，2013，43(1)：1-18. [Jiao Nianzhi, Zhang Chuanlun, Li Chao, et al. Controlling mechanisms and climate effects of microbial carbon pump in the ocean[J]. Science China (Seri. D): Earth Sciences, 2013, 43(1): 1-18.]

15Wiggert J D, Murtugudde R G, McClain C R. Processes controlling interannual variations in wintertime (Northeast Monsoon) primary productivity in the central Arabian Sea[J]. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 2002, 49(12): 2319-2343.

16Phillips S C, Johnson J E, Underwood M B, et al. Long-timescale Variation in bulk and clay mineral composition of Indian continental margin sediments in the Bay of Bengal, Arabian Sea, and Andaman Sea[J]. Marine and Petroleum Geology, 2014, 58(Part A): 117-138.

17Renne P R, Deino A L, Hilgen F J, et al. Time scales of critical events around the cretaceous-paleogene boundary[J]. Science, 2013, 339(6120): 684-687.

Characteristics and Depositional Model of Paleocene and Eocene Source Rocks in Deepwater Area of Indus Fan

JIANG KaiXi1YAO ChangHua1GUO QingZheng1HU YunTing1ZHAO CaiShun1LI HongRu1ZHU ZeDong1HE WenXiang2XIAO Fei3PENG Chao1

(1. CNOOC Ener Tech-Drilling & Production Co., Tianjin 300452, China;2. School of Earth Environment and Water Resources, Yangtze University, Wuhan 430100, China;3. College of Geosciences, China University of Petroleum(Beijing), Beijing 102249)

Based upon the data on seismic, well logging, core and geochemistry in Indus fan deepwater area and shallow shelf, we predict the development characteristics of Paleocene and Eocene source rocks of the Indus fan deepwater area, and discuss the depositional models of source rocks. The results show that Paleocene and Eocene source rocks has the most favorable conditions for development of high-quality hydrocarbon source rocks as it mainly developed transgressive system tracts and thinner thickness highstand system tract in Upper Eocene, deposited in a deepwater outershelf environment. Paleocene and Eocene source rocks are characterized by extensive distribution, large thickness with the maximum thickness of 900 m. The organic material forms of source rocks are type II-III, which are mixed organic matter. By the comprehensive analysis of various geological features, the distribution and model of source rocks has been reconstructed in the Indus Fan deepwater area. During the sedimentary period of the Paleocene and Eocene, the paleogeographic characteristics show narrow variation, which located in the low latitude belt near the equator, indicating warm and moist climate. As a good organic preservation condition was provided, the abundance of organic matter of Paleocene and Eocene source rocks is mainly controlled by the paleo-productivity and the organic matter flux to the sag. The research results will offer convenient service for oil and gas exploration in Indus Fan deepwater area.

formation mechanism; sequence stratigraphy; source rocks; deepwater area; Indus Fan

A

1000-0550(2016)04-0785-09

10.14027/j.cnki.cjxb.2016.04.018

2015-08-20； 收修改稿日期： 2015-10-16

國家科技重大專項(2011ZX05033004-003)；國家自然科學(xué)基金項目(40772091)[Foundation: National Science and Technology Major Project, No. 2011ZX05033004-003; National Natural Science Foundation of China, No. 40772091]

江凱禧男1987年出生碩士工程師油氣成藏與資源評價E-mail: jiangkx4@cnooc.com.cn

何文祥男教授E-mail: hwx@yangtzeu.edu.cn

P618.130.1