聶明龍，徐樹(shù)寶，方杰，陳驍帥

1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧葫蘆島 1251052.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 1000833.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083

阿姆河盆地侏羅系海相烴源巖地化特征及與中國(guó)海相烴源巖比較

聶明龍1,2，徐樹(shù)寶3，方杰3，陳驍帥1

1.遼寧工程技術(shù)大學(xué)，遼寧葫蘆島 1251052.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京 1000833.中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083

阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)海相烴源巖是一套公認(rèn)的成熟烴源巖，其成熟度與中國(guó)古生界高—過(guò)成熟度海相烴源巖不同，通過(guò)對(duì)阿姆河右岸地區(qū)上侏羅統(tǒng)巖石樣品的地球化學(xué)分析及與中國(guó)塔里木和華北、四川、吐哈、渤海灣等盆地類(lèi)似烴源巖的比對(duì)，研究了阿姆河盆地成熟海相烴源巖地化特征，建立了有機(jī)質(zhì)豐度與類(lèi)型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與圖版。結(jié)果表明：阿姆河盆地侏羅系存在灰?guī)r和泥巖兩類(lèi)海相烴源巖，灰?guī)r有機(jī)質(zhì)豐度略高于塔里木盆地古生界和華北地臺(tái)中上元古界灰?guī)r，與四川盆地二疊系灰?guī)r接近，泥巖有機(jī)質(zhì)豐度與吐哈盆地侏羅系煤系泥巖相當(dāng)，成倍好于塔里木盆地、華北地臺(tái)海相泥巖；海相泥巖屬于Ⅰ2～Ⅱ型烴源巖，海相灰?guī)r屬于Ⅲ～Ⅱ型烴源巖，綜合分析認(rèn)為：1)阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)灰?guī)r好烴源巖有機(jī)碳含量標(biāo)準(zhǔn)為0.5%，泥巖好烴源巖有機(jī)碳含量標(biāo)準(zhǔn)為3%；2)以低等生物為主的海相碳酸鹽巖或泥巖，其可溶有機(jī)質(zhì)氯仿瀝青“A”族組分、Pr/Ph與Ph/nC18關(guān)系、甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R含量、多環(huán)芳香“三芴”系列等參數(shù)既揭示了烴源巖的生源環(huán)境，也是鑒別母質(zhì)類(lèi)型的良好參數(shù)。阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)海相泥巖和灰?guī)r烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與圖版的建立，對(duì)國(guó)外海相盆地油氣資源評(píng)價(jià)具有重要意義。

海相灰?guī)r；海相泥巖；烴源巖評(píng)價(jià)圖版；阿姆河盆地

烴源巖原始生烴潛力評(píng)價(jià)問(wèn)題是影響油氣勘探?jīng)Q策最基本的問(wèn)題之一，烴源巖的有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類(lèi)型是確定含油氣盆地生烴潛力的主要參數(shù)，中國(guó)學(xué)者對(duì)國(guó)內(nèi)古生界、元古界高—過(guò)成熟海相烴源巖進(jìn)行了大量研究[1-5]，確定了評(píng)價(jià)參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)[6-9]，隨著中國(guó)石油海外油氣勘探開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，遇到很多中生界成熟階段海相烴源巖生烴潛力的評(píng)價(jià)問(wèn)題，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)外侏羅系烴源巖廣泛分布，熱演化多處于成熟—高成熟階段[10]，與中國(guó)古生界高—過(guò)成熟海相烴源巖相比，其有機(jī)質(zhì)豐度、烴源巖母質(zhì)類(lèi)型等均有很大不同[11-12]，國(guó)內(nèi)外海相烴源巖評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)不能籠統(tǒng)照搬。

阿姆河盆是中亞地區(qū)天然氣資源最豐富的盆地，上侏羅統(tǒng)海相碳酸鹽巖是盆地內(nèi)公認(rèn)的烴源巖[13-15]，有機(jī)質(zhì)已完全成熟，處于生油高峰階段[16-18]。2007年中石油在土庫(kù)曼斯坦阿姆河右岸地區(qū)進(jìn)行油氣勘探開(kāi)發(fā)，筆者通過(guò)侏羅系海相碳酸鹽巖和泥巖鉆井巖芯、巖屑樣品的地球化學(xué)分析，并大量查閱中國(guó)塔里木和華北、四川、吐哈、渤海灣等盆地類(lèi)似烴源巖的分析資料，采用系統(tǒng)比對(duì)、分類(lèi)統(tǒng)計(jì)的方法，從中生界成熟階段的海相烴源巖與古生界高—過(guò)成熟階段海相烴源巖相類(lèi)比的角度，研究阿姆河盆地侏羅系海相烴源巖地球化學(xué)特征，建立有機(jī)質(zhì)豐度與類(lèi)型的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)與圖版，為油氣資源評(píng)價(jià)提供參考。

1 地質(zhì)背景及樣品、方法

阿姆河盆地位于圖蘭地臺(tái)南部邊緣，由科佩達(dá)克山前陸坳陷、中部穆?tīng)柤硬己驮坦牌澺晗菁皷|北部斜坡斷階帶等大型構(gòu)造單元組成，自下了二疊—三疊系過(guò)渡基底、中下侏羅統(tǒng)海陸過(guò)渡含煤建造、上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階碳酸鹽巖、上侏羅統(tǒng)基末利階鹽膏巖、白堊系海陸過(guò)渡的碎屑巖和古近系、新近系及第四系組成。研究區(qū)位于阿姆河盆地查爾朱階地、別什肯特坳陷等構(gòu)造單元內(nèi)(圖1)，發(fā)育有多個(gè)古凸起和逆沖斷裂構(gòu)造帶，分布多個(gè)氣田。

上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階海相碳酸鹽巖是主要的含油氣層位，是在兩次海侵和兩次海退旋回中形成的沉積建造[19]，分布廣，厚度大。地層分為上、下兩部分，下部XVI層屬于碳酸鹽巖的底部沉積，為一套灰黑色灰?guī)r，向其底部泥質(zhì)含量逐漸增加，漸變?yōu)槟噘|(zhì)灰?guī)r，地層厚度60～80 m，分布較穩(wěn)定。上部XV層為一套厚度較大的碳酸鹽巖沉積，發(fā)育多種類(lèi)型礁灘體，厚度變化較大?？宸颉＝螂A海相碳酸鹽巖屬于緩坡鑲邊型臺(tái)地沉積，研究區(qū)侏羅系碳酸鹽巖自西向東橫跨不同沉積相帶，從沉積臺(tái)地邊緣向盆地內(nèi)部沉積相帶均有發(fā)育[20-22]，以臺(tái)地邊緣至盆地內(nèi)部生物礁灘體灰?guī)r為主，發(fā)育大量的生物珊瑚、厚殼蛤、有孔蟲(chóng)、紅藻、苔蘚蟲(chóng)等，地層總厚300～500 m，現(xiàn)今深陷區(qū)埋深3 000～4 500 m。卡洛夫—牛津階上覆一層海相泥巖(稱(chēng)為高伽馬泥巖層)，為深灰色、褐灰色泥巖夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r或灰?guī)r，屬于短暫海侵階段沉積，厚度一般5～10 m，在堅(jiān)基茲庫(kù)爾隆起及其以西地區(qū)缺失，向深陷區(qū)，泥巖逐漸增厚，最厚可達(dá)50 m，深陷區(qū)埋深3 000～4 000 m。

巖芯、巖屑樣品采集來(lái)自7個(gè)氣田的18口鉆井(圖1)，層位上包括了上侏羅統(tǒng)泥巖、上侏羅統(tǒng)卡洛夫—牛津階ⅩⅥ層灰?guī)r。樣品分析在中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院石油地質(zhì)實(shí)驗(yàn)中心完成，主要進(jìn)行的分析化驗(yàn)有有機(jī)碳分析、熱解(Rock Eval) 分析、氯仿瀝青“A” 抽提、氯仿瀝青“A”族組分分離與定量、飽和烴與芳烴氣相色譜、有機(jī)碳同位素分析、干酪根顯微組分分析等；巖石熱解分析使用油氣評(píng)價(jià)工作站(中國(guó))進(jìn)行，執(zhí)行GB/T18602—2001標(biāo)準(zhǔn)，有機(jī)碳測(cè)定使用LECOCS-400碳硫分析儀，執(zhí)行GB/T19145—2003標(biāo)準(zhǔn)；氯仿瀝青“A”含量測(cè)定執(zhí)行了SY/T5118—2005標(biāo)準(zhǔn)，族組分分析執(zhí)行SY/T5119—2008標(biāo)準(zhǔn)《巖石可溶有機(jī)物和原油族組分棒薄層火焰離子化分析方法》；飽和烴氣相色譜分析使用了HP—7890GC儀器，執(zhí)行SY/T5779—2008《巖石中氯仿抽提物及原油中飽和烴氣相色譜分析方法》；芳烴氣相色譜分析采用Varian6890GC儀器，執(zhí)行SY/T5779—2008《巖石中氯仿抽提物及原油中芳烴氣相色譜分析方法》；有機(jī)碳同位素分析使用Finngan MAT-252儀器，執(zhí)行SY/T 5238—2008標(biāo)準(zhǔn)《巖石有機(jī)物和碳酸鹽巖碳、氧同位素分析方法》。

文中所查閱的碳酸鹽巖烴源巖基礎(chǔ)資料有：塔里木盆地古生界灰?guī)r[5,23]、華北地區(qū)中—上元古界碳酸鹽巖[6]、四川盆地二疊系灰?guī)r[24]；泥巖烴源巖引用的基礎(chǔ)資料有：塔里木盆地三疊—侏羅系泥巖[5,23]、吐哈盆地侏羅系煤系泥巖[25]、二連盆地下白堊統(tǒng)泥巖[26]，另外，還參考了渤海灣盆地古近系沙河街組原油和泥巖地化分析等資料。

2 結(jié)果

2.1 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

阿姆河盆地海相灰?guī)r有機(jī)碳(TOC)平均值為0.39%，氯仿瀝青“A”平均值為0.031 1%、總烴(HC)平均值為0.020 4%，產(chǎn)烴潛量(S1+S2)為0.63 mg/g(表1)，有機(jī)質(zhì)豐度好于塔里木盆地古生界海相 (石炭系—奧陶系—寒武系，TOC含量0.23%)或過(guò)渡相(二疊系—石炭系，TOC含量0.15%)碳酸鹽巖以及華北地區(qū)中上元古界(TOC含量0.205%)和四川盆地二疊系(TOC含量0.28%)海相碳酸鹽巖有機(jī)質(zhì)豐度(圖2，3，4)。阿姆河盆地海相泥巖有機(jī)碳平均值為4.44%，氯仿瀝青“A”平均值為0.707 5%，總烴平均值為0.415 4%，產(chǎn)烴潛量為15.65 mg/g，與塔里木盆地古生界海相及過(guò)渡相泥巖(TOC含量分別為0.4%和0.38%)和華北地區(qū)海相頁(yè)巖(TOC含量1.53%)、塔里木三疊系和侏羅系泥巖[1](TOC含量0.31%)以及吐哈盆地侏羅系煤系泥巖(TOC含量2.01%)對(duì)比，有機(jī)碳含量成倍增加，氯仿瀝青“A”和總烴含量在數(shù)量級(jí)上增高。

表1 阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

注：括號(hào)內(nèi)為分析樣品數(shù)。

圖2 烴源巖有機(jī)碳與氯仿瀝青“A”關(guān)系圖Fig.2 Relationship between organic carbon of source rock and chloroform “A”

2.2 干酪根特征

2.2.1 干酪根顯微組分

上侏羅統(tǒng)灰?guī)r和泥巖干酪根中以腐泥組和殼質(zhì)組占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，腐泥組+殼質(zhì)組含量在80%～95%樣品占三分之二，腐泥組+殼質(zhì)組含量在50%～80%的樣品僅占三分之一。干酪根鏡下觀察以無(wú)定型腐泥結(jié)構(gòu)組成，見(jiàn)有大量的多邊藻、管藻以及孢粉等殼質(zhì)組成分，揭示上侏羅統(tǒng)海相烴源巖有機(jī)質(zhì)母質(zhì)的來(lái)源以菌、藻類(lèi)低等水生生物和水生植物類(lèi)的殼質(zhì)組輸入為主，僅有少量的陸源高等植物輸入。

圖3 烴源巖有機(jī)碳與總烴關(guān)系圖Fig.3 Relationship between organic carbon of source rock and total hydrocarbons

圖4 烴源巖有機(jī)碳與生烴潛力關(guān)系圖Fig.4 Relationship between organic carbon of source rocks and hydrocarbon generation potential

阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)灰?guī)r、泥巖和塔里木盆地寒武系—奧陶系灰?guī)r的腐泥組與殼質(zhì)組在50%～95%(圖5)，塔里木盆地三疊系—侏羅系湖湘泥巖的腐泥組與殼質(zhì)組在20%～65%，吐哈盆地侏羅系煤的腐泥組與殼質(zhì)組含量小于20%，在沉積環(huán)境上可以相互區(qū)分。

2.2.2 氫原子含量

干酪根H/C和O/C原子比之間關(guān)系是評(píng)價(jià)烴源巖最常用指標(biāo)，也是與其他有機(jī)質(zhì)類(lèi)型指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比的標(biāo)準(zhǔn)[13]。阿姆河盆地H/C原子比較低，泥巖和灰?guī)rH/C原子比一般僅為0.4～0.8(表2)，明顯低于演化程度相當(dāng)?shù)耐鹿璧刭_系煤系烴源巖，但略高于四川盆地二疊系灰?guī)r(圖6)。阿姆河盆地泥巖和灰?guī)r的H/C原子比分別為0.7～0.8與0.4～0.6(表2)，二者的O/C原子比分別為0.02～0.1與0.05～0.2，泥巖屬于Ⅰ～Ⅱ烴源巖，灰?guī)r屬于Ⅲ1～Ⅲ2型烴源巖。泥巖HI為180～320 mg/g，灰?guī)rHI多數(shù)在30～150 mg/g(圖7)，二者關(guān)系與干酪根的H/C-O/C原子比關(guān)系一致。

圖5 烴源巖干酪根顯微組分三角圖Fig.5 Maceral triangle graph of source rock kerogens

氣田代號(hào)烴源巖干酪根巖石熱解氯仿瀝青"A"飽和烴色譜芳烴色質(zhì)H/C原子比δ13C‰無(wú)定型+殼質(zhì)組/%氫指數(shù)HI/(mg/g)飽和烴/%芳香烴/%Pr/PhαααC27-20R甾烷相對(duì)含量/% 硫芴相對(duì)含量/%范圍平均/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)范圍平均值/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)范圍平均/樣品數(shù)3泥巖0.69～0.830.77/7-25.98～-27.89-26.67/787～9994.67/6177～349286/114.67～17.699.3/339.08～53.2543.47/30.53～1.541.04/1036～4138/390.36～96.8793.52/36167167/123.9223.92/149.9549.95/11.211.21/14141/190.6590.65/11灰?guī)r0.41～0.820.61/6-23.81～-26.06-24.5/457～9280.53/1526～10966/60.89～1.371.16/6290～200146/231.97～28.0430.01/23.72～10.867.29/20.29～0.490.39/240～3534/281.6～97.189.37/230.51～0.700.06/6-24.98～-25.54-25.34/653～9580.09/1146～36091/1317.7～54.1636.3/53.89～39.918.77/50.63～1.351.07/1134～4136/555.94～97.7576.05/540.860.86/1-23.88-23.88/14141/11.011.01/150.560.56/1-24.84-24.84/14444/11.041.04/166060/239.7539.75/12.742.74/10.410.41/13939/195.9495.94/170.510.51/1-26.29-26.29/15959/11.231.23/1總計(jì)泥巖0.69～0.830.77/7-25.98～-27.89-26.67/787～9994.67/6167～349276/124.94～23.9212.95/438.89～53.2545.03/40.53～1.541.05/1136～4139/490.36～96.8792.8/4灰?guī)r0.41～0.860.6/15-23.81～-26.29-25.05/1353～9579.1/2629～20080/2617.7～54.1635.16/82.74～39.913.9/80.29～1.350.05/2334～4136/855.94～97.7581.87/8

圖6 烴源巖干酪根H/C與O/C原子比關(guān)系圖Fig.6 Relationship between atomic ratio of H/C and O/C of source rocks kerogen

圖7 烴源巖熱解氫指數(shù)(HI)與最高熱解峰溫(Tmax)關(guān)系Fig.7 Relationship between source rocks HI and Tmax

2.2.3 干酪根碳同位素

干酪根的碳同位素值從一個(gè)側(cè)面反映干酪根性質(zhì)和母質(zhì)類(lèi)型構(gòu)成[13]，灰?guī)r樣品δ13C在-23.5‰～-26‰，與四川盆地二疊系灰?guī)r(δ13C在-26‰～-28‰)接近(圖8)，泥巖δ13C在-26‰～-28‰，與吐哈盆地侏羅系煤和泥巖(δ13C在-22‰～-26‰)接近，阿姆河盆地灰?guī)r和泥巖δ13C比塔里木盆地石炭系泥巖和灰?guī)r(δ13C在-20‰～-24‰)要輕，比塔里木盆地奧陶系和寒武系灰?guī)r和華北地區(qū)中上元古界碳酸鹽巖(δ13C在-28‰～-33‰)要重。

海相與陸相不同類(lèi)型烴源巖分布區(qū)域有明顯差別，陸相烴源巖干酪根的碳同位素δ13C‰較海相烴源巖重，Ⅲ2型烴源巖δ13C>-22.5‰，Ⅲ1烴源巖δ13C在-22.5‰～-24.8‰，Ⅱ型烴源巖δ13C在-22.5‰～-28‰，Ⅰ2型烴源巖δ13C在-28‰～-29.5‰，Ⅰ1型烴源巖δ13C<-29.5‰。

圖8 烴源巖干酪根H/C原子比與δ13C關(guān)系圖Fig.8 Relationship between atomic ratio of H/C and δ13C of source rock kerogens

2.3 可溶有機(jī)物特征

2.3.1 氯仿瀝青“A”族組分

阿姆河盆地上侏羅系灰?guī)r和塔里木盆地寒武系—奧陶系灰?guī)r飽和烴10%～60%、芳香烴小于15%(圖9)，與吐哈盆地侏羅系含煤巖系氯仿瀝青“A”的族組分相對(duì)含量差異較大；泥巖飽和烴在5%～30%、芳香烴在38%～55%，可以分出海相碳酸鹽巖、海相泥巖、湖相泥巖和煤共4個(gè)區(qū)域(圖9)，揭示了不同類(lèi)型烴源巖氯仿瀝青“A”族組分母質(zhì)輸入特征。

飽和烴或芳烴含量高、非烴+瀝青質(zhì)含量低則烴源巖母質(zhì)類(lèi)型好，Ⅲ2型烴源巖飽和烴含量小于10%，芳烴小于<38%(圖9)，Ⅲ1型烴源巖飽和烴含量為10%～20%，芳烴小于<38%；Ⅱ型烴源巖飽和烴為20%～35%，芳烴小于<38%；Ⅰ2型烴源巖飽和烴含量為35%～45%，芳烴含量38%～40%；Ⅰ1型烴源巖飽和烴大于45%。

圖9 烴源巖氯仿瀝青“A”族組份組成Fig.9 Chloroform “A” composition of source rocks

2.3.2 姥鮫烷/植烷(Pr/Ph)

阿姆河盆地侏羅系烴源巖姥鮫烷和植烷等指標(biāo)具有較好的分區(qū)性(圖10)，灰?guī)r、泥巖和塔里木寒武系—奧陶系灰?guī)rPr/Ph低，在0.3～1.1，Ph/nC18在0.15～0.8之間，吐哈盆地煤巖Pr/Ph高，多在1.2～10.5之間，平均值達(dá)到3.4，Ph/nC18在0.10～1.2之間，吐哈盆地侏羅系泥巖和塔里木盆地侏羅系、三疊系泥巖Pr/Ph在1.05～1.2，Ph/nC18在0.15～1.12，大致劃分出海相碳酸鹽巖及泥巖、湖相泥巖、煤巖三個(gè)區(qū)域，隨著Pr/Ph比值變小，烴源巖母質(zhì)類(lèi)型變好，由Ⅲ2型漸趨變?yōu)棰?型，參考其他指標(biāo)，確定出不同母質(zhì)類(lèi)型劃界限(圖10)：Ⅲ2型烴源巖Pr/Ph比值為6～11，Ⅲ1型烴源巖Pr/Ph為2～6，Ⅱ型烴源巖Pr/Ph為1～2，Ⅰ2型烴源巖Pr/Ph比值為0.6～1，Ⅰ1型烴源巖小于0.6。另外，隨著烴源巖熱演化增高，Ph/nC18比值會(huì)迅速變小，而Pr/Ph比值受變化程度影響相對(duì)緩慢，說(shuō)明Pr/Ph比值受熱演化程度影響較小。

圖10 烴源巖正、異構(gòu)烷烴Pr/Ph與Ph/nC18關(guān)系Fig.10 Relationship between n-alkanes，isoparaffin Pr/Ph and Ph/nC18 of source rocks

2.3.3 甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R相對(duì)含量

甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R相對(duì)含量來(lái)劃分母質(zhì)類(lèi)型被公認(rèn)為是較好指標(biāo)[13]，阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)灰?guī)r、泥巖甾烷中C27膽甾烷含量40%～50%(圖11)，大于C27谷甾烷含量，揭示出有機(jī)質(zhì)以來(lái)源水生浮游動(dòng)、植物輸入為主，同時(shí)也有陸生植物的輸入特征，灰?guī)r和泥巖ααα(C27、C28、C29)-20R(C27膽甾烷、C28豆甾烷、C29谷甾烷)相對(duì)含量與塔里木盆地寒武系—奧陶系海相灰?guī)r烴源巖接近；而吐哈盆地侏羅系煤、泥巖和塔里木盆地侏羅系、三疊系湖相泥巖烴源巖的C27膽甾烷在10%～40%，烴源巖明顯地分為海相碳酸鹽巖、泥巖與湖相泥巖、煤兩個(gè)區(qū)域，揭示出不同類(lèi)型烴源巖甾烷(C27、C28、C29)的母質(zhì)輸入特征。C27膽甾烷含量增高，烴源巖母質(zhì)類(lèi)型變好，界限為：Ⅲ2型烴源巖C27膽甾烷含量小于5%，Ⅲ1型烴源巖C27膽甾烷含量為15%～28%，Ⅱ型烴源巖C27膽甾烷含量為28%～40%，Ⅰ2型烴源巖C27膽甾烷含量為40%～50%，Ⅰ1型烴源巖膽甾烷含量為40%～50%。

2.3.4 多環(huán)芳香烴“三芴”相對(duì)含量

烴源巖或原油的芳烴餾分中經(jīng)常見(jiàn)到少數(shù)環(huán)系含氧或含硫雜原子的多環(huán)芳烴同系列，其中最常見(jiàn)的是氧芴與硫芴同系列[13]，阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)灰?guī)r、泥巖與塔里木盆地寒武系—奧陶系灰?guī)r類(lèi)似，硫芴優(yōu)勢(shì)明顯，相對(duì)含量為50%～100%，氧芴相對(duì)含量為0～20%，吐哈盆地煤巖硫芴相對(duì)含量為0～20%，氧芴相對(duì)含量為20%～70%；塔里木盆地石炭系泥巖和渤海灣盆地古近系沙三段泥巖的硫芴相對(duì)含量為20%～50%，氧芴相對(duì)含量為在0～60%，分出海相碳酸鹽巖與泥巖、咸化湖相泥巖、淡水湖相泥巖、煤四個(gè)分區(qū)，揭示出不同類(lèi)型烴源巖的生源環(huán)境，也反映出烴源巖“三芴”含量的母質(zhì)輸入。

圖11 烴源巖甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R相對(duì)含量三角圖Fig.11 Triangle graph of sterane ααα(C27,C28,C29)-20R relative content of source rocks

圖12 烴源巖多環(huán)芳香烴“三芴”系列相對(duì)含量Fig.12 Relative content of polycyclic aromatics "benzfhiore tri-fluorene" of source rocks

硫芴相對(duì)含量增加，氧芴相對(duì)含量減少，烴源巖母質(zhì)類(lèi)型變好(圖12)，Ⅲ2型硫芴相對(duì)含量為0～10%，氧芴相對(duì)含量為90%～100%；Ⅲ1型烴源巖硫芴相對(duì)含量為10%～30%，氧芴相對(duì)含量為70%～90%；Ⅱ型烴源巖硫芴相對(duì)含量為30%～60%，氧芴相對(duì)含量為40%～70%；Ⅰ2型硫芴相對(duì)含量為60%～80%，氧芴相對(duì)含量為20%～40%；Ⅰ1型烴源巖硫芴相對(duì)含量為80%～100%，氧芴相對(duì)含量為0～80%。

3 討論

3.1 有機(jī)質(zhì)豐度劃分標(biāo)準(zhǔn)

阿姆河盆地?zé)N源巖巖石類(lèi)型既有灰?guī)r又有泥巖，巖石類(lèi)型多樣，采用 “雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系同類(lèi)型烴源巖系統(tǒng)比對(duì)和趨勢(shì)線確定級(jí)別值”的方法，將研究區(qū)樣品和引用盆地與地區(qū)烴源巖評(píng)價(jià)參數(shù)分別編入TOC與氯仿瀝青“A”雙對(duì)數(shù)關(guān)系、TOC與HC雙對(duì)數(shù)關(guān)系和TOC與S1+S2(mg/g)雙對(duì)數(shù)關(guān)系并進(jìn)行對(duì)比分析，據(jù)此對(duì)阿姆河盆地?zé)N源巖趨勢(shì)線進(jìn)行修正，確定不同級(jí)別TOC(%)值，再根據(jù)TOC(%)值按趨勢(shì)線分別確定所對(duì)應(yīng)的不同級(jí)別“A”(%)、HC(%)、S1+S2(mg/g)值(圖2，3，4)，進(jìn)而確定海相成熟烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

阿姆河盆地侏羅系烴源巖有三個(gè)特征：1)灰?guī)r有機(jī)質(zhì)含量(趨勢(shì)線D)略高于塔里木(趨勢(shì)線A)和華北(趨勢(shì)線B)，與四川(趨勢(shì)線C)接近，泥巖有機(jī)質(zhì)含量趨(勢(shì)線H)遠(yuǎn)高于塔里木(趨勢(shì)線F)、吐哈(趨勢(shì)線G)和二連(趨勢(shì)線E)(圖2，3，4)，并且接近于吐哈盆地碳質(zhì)泥巖，說(shuō)明侏羅系海相灰?guī)r和泥巖在同類(lèi)型烴源中分別屬于中—好和好烴源巖范疇；2)灰?guī)r的下限值TOC<0.2%和上限值TOC>0.5%分別對(duì)應(yīng)氯仿瀝青“A”<0.01%、HC<0.05%和氯仿瀝青“A”>0.05%、HC>0.03%，與四川盆地二疊系灰?guī)r基本接近；3)泥巖下限值TOC<0.2%和上限值TOC>3.0%分別對(duì)應(yīng)“A”<0.05%、HC<0.03%和氯仿瀝青“A”>0.4%、HC>0.2%，其有機(jī)質(zhì)含量與吐哈盆地侏羅系煤系泥巖相當(dāng)，氯仿瀝青“A”、HC遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陸相盆地泥巖烴源巖。阿姆河盆地海相烴源巖有機(jī)質(zhì)烴類(lèi)轉(zhuǎn)化率也較高，灰?guī)r和泥巖“A”/TOC平均值分別為18.62%、10.16%，HC/TOC平均值分別為11.58%、6.82%(表1)，阿姆河盆地除了灰?guī)r與華北地區(qū)中上元古界碳酸鹽接近以外，氯仿瀝青“A”/TOC和HC/TOC均高于其余盆地(地區(qū))烴源巖。參考中國(guó)盆地不同類(lèi)型烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(表3)，阿姆河盆地上侏羅統(tǒng)海相泥巖生烴下限有機(jī)碳含量應(yīng)為0.5%，好烴源巖有機(jī)碳含量標(biāo)準(zhǔn)為3%；海相灰?guī)r生烴下限有機(jī)碳含量為0.2%，好烴源巖有機(jī)碳含量標(biāo)準(zhǔn)為0.5%，高于中國(guó)高—過(guò)成熟烴源巖有機(jī)質(zhì)0.1%～0.2%下限標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 母質(zhì)類(lèi)型劃分方法

阿姆河盆地侏羅系海相烴源巖干酪根H/C比、干酪根碳同位素參數(shù)劃分的母質(zhì)類(lèi)型與有機(jī)巖石學(xué)顯微組分鑒定的類(lèi)型有差別，有機(jī)質(zhì)巖石學(xué)顯微組分鑒定為Ⅰ1～Ⅱ型，而碳同位素δ13C‰和H/C-O/C原子比判斷類(lèi)型為Ⅱ～Ⅲ型，原因是由于碳酸鹽巖早期排烴，導(dǎo)致有機(jī)碳少對(duì)氫原子吸附作用弱，有機(jī)質(zhì)中氫原子含量相對(duì)較少，H/C-O/C關(guān)系判斷母質(zhì)類(lèi)型與干酪根顯微組分劃分的母質(zhì)類(lèi)型存在差別。隨著地層時(shí)代由新到老，熱演化程度增高(圖8)，碳同位素逐漸變輕，例如，阿姆河盆地侏羅系在-24‰～-27‰(成熟階段)，四川二疊系在-26‰～-28‰(高—過(guò)成熟)，塔里木寒武系和奧陶系在-28‰～-32‰(高—過(guò)成熟)，華北中上元古界在-32‰～-33‰(過(guò)成熟)。由于研究區(qū)烴源巖熱演化程度不高所致碳同位素偏重，碳同位素δ13C判斷的母質(zhì)類(lèi)型與干酪根顯微組分劃分的母質(zhì)類(lèi)型形成差別。

可溶有機(jī)質(zhì)的成分是受到烴源巖沉積環(huán)境和有機(jī)質(zhì)母源的控制，是劃分沉積環(huán)境的良好指標(biāo)，阿姆河盆地表現(xiàn)出了同樣特征，可溶有機(jī)質(zhì)成分在沉積環(huán)境方面具有明顯的分區(qū)，如：氯仿瀝青“A”族組分可以判斷海相碳酸鹽巖、海相泥巖、湖相泥巖和煤等有機(jī)質(zhì)來(lái)源，姥鮫烷/植烷可以判斷海相碳酸鹽巖及泥巖、湖相泥巖、煤巖等母質(zhì)來(lái)源，甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R相對(duì)含量可以判斷海相碳酸鹽巖、泥巖與湖相泥巖、煤母質(zhì)輸入環(huán)境，多環(huán)芳香烴“三芴”相對(duì)含量可以劃分出海相碳酸鹽巖與泥巖、咸化湖相泥巖、淡水湖相泥巖、煤等母質(zhì)環(huán)境。一般認(rèn)為受到熱演化的影響，可溶有機(jī)質(zhì)作為母質(zhì)類(lèi)型參數(shù)的輔助性指標(biāo)，但是阿姆河盆地侏羅系海相灰?guī)r和泥巖烴源巖的可溶有機(jī)質(zhì)劃分的母質(zhì)類(lèi)型與有機(jī)巖石學(xué)劃分的母質(zhì)類(lèi)型一致，是判斷烴源巖母質(zhì)類(lèi)型很好的依據(jù)，如灰?guī)r飽和烴含量高、泥巖芳香烴含量高、灰?guī)r和泥巖的姥鮫烷/植烷低、甾烷ααα C27-20R含量高、多環(huán)芳香烴硫芴含量高等特征，與烴源巖環(huán)境具有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此，可溶有機(jī)質(zhì)參數(shù)氯仿瀝青“A”族組分、Pr/Ph與Ph/nC18關(guān)系、甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R相對(duì)含量、多環(huán)芳香“三芴”系列除了作為沉積環(huán)境分析的指標(biāo)，也可作為判斷海相低成熟—成熟烴源巖母質(zhì)類(lèi)型的指標(biāo)(表4)。

表3 阿姆河盆地侏羅系海相烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度判別標(biāo)準(zhǔn)及與中國(guó)同類(lèi)型烴源巖對(duì)比

表4 阿姆河盆地侏羅系海相烴源巖母質(zhì)類(lèi)型劃分標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)論

(1) 阿姆河盆地侏羅系海相烴源巖有泥巖和灰?guī)r兩類(lèi)烴源巖，其有機(jī)質(zhì)豐度明顯好于中國(guó)高—過(guò)成熟度海相烴源巖，分別屬于好烴源巖和中等烴源巖。

(2) 阿姆河盆地侏羅系海相泥巖烴源巖屬于Ⅰ2～Ⅱ型母質(zhì)，以生油為主，海相灰?guī)r屬于Ⅲ～Ⅱ型母質(zhì)，以生氣為主。

(3) 阿姆河盆地侏羅系海相泥巖好烴源巖有機(jī)碳含量標(biāo)準(zhǔn)為3%,灰?guī)r好烴源巖有機(jī)碳含量標(biāo)準(zhǔn)為0.5%。

(4) 以低等生物為主的海相碳酸鹽巖或泥巖，可溶有機(jī)質(zhì)氯仿瀝青“A”族組分、Pr/Ph與Ph/nC18關(guān)系、甾烷ααα(C27、C28、C29)-20R含量、多環(huán)芳香“三芴”系列等參數(shù)既揭示了不同類(lèi)型烴源巖的生源環(huán)境，也是鑒別母質(zhì)類(lèi)型良好參數(shù)。

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Geochemical Characteristics of Jurassic Marine Source Rock in Amu Darya Basin and Comparison with Marine Source Rocks in China

NIE MingLong1,2, XU ShuBao3, FANG Jie3, CHEN XiaoShuai1

1. Liaoning Technical University, Huludao, Liaoning 125105, China2. School of Energy Resources, China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China3. PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China

Upper Jurassic marine source rocks in Amu Darya Basin are a set of generally accepted mature source rocks, and the maturity of them show difference against Paleozoic high-over maturity marine source rock in China. Through geochemical analyses of upper Jurassic rock samples in right bank of Amu Darya Basin and contrast among similar source rocks from basins of China Tarim, Huabei, Turpan-Hami, Bohai Gulf, we examine mature marine source rocks in Amu Darya Basin and build evaluation standard and charts of organic matter abundance and types. The results show that there are two types of Jurassic mature marine source rocks in Amu Darya Basin: limestone and mudstone, and the organic matter abundance of limestone is slightly higher than the Paleozoic limestone in Tarim Basin and middle-upper proterozoic limestone in North China Platform, and is close to the Permian limestone in Sichuan, while the organic carbon of mudstone is equal to that of Jurassic mudstone in coal-measures and is much better than the marine mudstone in Tarim Basin and North China Platform; marine mudstone belongs to type Ⅰ2～Ⅱsource rock while marine limestone belongs to type Ⅲ～Ⅱ source rock. Comprehensive analyses show that ①u(mài)pper Jurassic marine limestone belongs to middle class source rock while marine mudstone belongs to good source rock, and the TOC standard value is 0.5% and 3% respectively; ②parameters like resolvable chloroform asphalt “A” constituents, relation between Pr/Ph and Ph/nC18、polycyclic aromatics "benzfhiore tri-fluorene" of marine carbonate rock or mudstone major in lower eukaryote not only discover the generation environment of source rocks, but also are good parameters to distinguish types of mother matter. The build of evaluation standard and charts of upper Jurassic marine mudstone and limestone in Amu Darya Basin have great significance on overseas marine basins hydrocarbon resources assessment.

marine limestone; marine mudstone; resource rocks assessment charts; Amu Darya Basin

1000-0550(2017)03-0637-12

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.03.020

2016-08-18； 收修改稿日期： 2016-11-29

國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)(2011ZX-05059)；國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)計(jì)劃(201610147038)[Foundation: National Science and Technology Major Project, No. 2011ZX-05059; National Undergraduate Training Programs for lnnovation and Entrepreneurship, No.201610147038]

聶明龍，男，1976年出生，博士后，沉積盆地分析與油氣地質(zhì)，E-mail: nieminglong@sohu.com

徐樹(shù)寶，男，教授級(jí)高工，E-mail: xushubao@cnpcag.com

P618.13

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