海陆相活性铁埋藏研究进展及其对松辽盆地烃源岩成因的启示

全 球 大 部 分 油 气 资 源 来 源 于 海 相 沉 积 系
统 ，但 是 在 中 国 、 东 南 亚 、 巴西 、 西 非 、澳 大 利 亚 等 国家 和 地 区 ， 大 部 分 的 烃源 岩 及 其 相 关 的储
结 。近年 来 的研 究更突 出湖泊 发育［ ２ 】 、盆地充填
历 史 对 陆相 烃 源 岩 的控 制 【 】 ” ，但 是 与 海 相 烃 源 岩
外 ，美 国地质 学家Ｂ ｒ ａ ｄ ｌ ｅ ｙ ［ ８ － ９ ］ 发表 了有 关美 国绿 河 组 巨型油页 岩 的经 典专著 ，Ｈｅ ｄ ｂ ｅ ｒ ｇ 【 １ 州 的文章 则是西方 国家学者最早对 陆相生油理 论的系统总
究工 作 。
陆相大 规模 烃 源岩 形 成 的首 要步 骤 ，就 是
究和 实 际勘探 工作 的 需要［ １ 】 。其 中一个重 要 的
原 因，正如 中国老一代著名石 油地球化 学家黄第
藩所指 出的那 样【 】 ： “ 目前对湖相黑色页岩采用
高分辨 率（ 密集采样） 的 分 析 手 段 ，像 研 究 寒 武 系 海 相 黑 页 岩 那 样 进 行 精 细 的成 因模 式 的研 究 ，仍
作用 的产物（ 菱铁矿 、黄铁矿 、铁硫 化物） 等 。活 性铁循环研究 ，特别是活性铁作为古海洋氧化还
原 指 标 的提 出 ， 对 古 海 洋 的氧 化 还 原 演 化 研 究
起 到 了无可 替代 的作 用 ］ 。Ｂ ｅ ｒ ｎ ｅ ｒ ［ 和Ｒ ａ ｉ ｓ ｗｅ ｌ ｌ 等［ ２ ９ ］ 提 出了海相沉积物 的Ｄ Ｏ Ｐ ￣＇ 数（ 黄铁矿铁／ （ 黄
筮． － 末 志 第 ３ ７ 卷 第 ２ 期 ■ 特 约 专 稿
海陆 相 活 性 铁 埋 藏 研 究 进 展 及 其 对 松 辽 盆 地 烃 源 岩 成因 的 启 示 ＊
黄 永 建 ，王成 善”
中国地质 大学（ 北京１ 地球科学与资源学院生物地质与环境地质 国家重 点实验 室，北京 １ ０ ０ ０ ８ ３
铁的定义） 的埋藏，对海相烃源岩 中有机碳 的埋藏 起到 了重要 的控制和调节 作用［ １ ７ － １ ９ ］ 。本 文将着重 回顾海陆相地 层中活性铁埋藏及其生物地球化学 效应 ，并在此基础上探讨其对松辽盆地陆相烃源 岩成因研 究的启示，丰 富和发展 中国的 “ 陆相生 油”学说，从而指导石油地质勘探工作。
ｌ Ｉ Ｎ ｖ Ｉ Ｔ Ｅ 。 ｓ Ｐ Ｅ ｃ Ｉ Ａ Ｌ Ｐ Ａ Ｐ Ｅ Ｒ
用 的含铁矿 物统称为活性铁（ ｒ ｅ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｒ ｏ ｎ ） ，主要 包 括 陆源 输入 的铁氧化 物（ 针铁矿 、赤铁 矿 、纤 铁 矿和磁 铁矿等） 、铁氧 水合物 ， 以及早 期成岩
干 通 信 作 者 ，Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ：ｈ ｕ ａ ｎ ｇ ￣＠ｃ ｕ ｇ ｂ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ
什 中国科学 院院士，研 究方 向：沉积盆地分析 、高原 隆升机制 以及大 陆古海洋 学。
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ｃｈ。 ｎｅｓ ｅ 。ｕ ｎａ。。 Ｎａ ｕ ｅ Ｖｏ１ ．３７ Ｎ。．２
研究取得 的巨大成就相 比【 １ ，陆相烃源岩成 因机 制 的研究显得尤 为薄弱 ，难 以满足 当前 的理论研
层都 属于 陆相沉 积…。陆相烃 源岩 的成 因机制研 究 ，也就成为这些地区石油地质学家所面 临的重 大学术 问题之 一ｌ 。
虽 然 国 内 外 学 者 以及 石 油 勘 探 工 作 者 很 早 就 发 现 陆 相 地 层 生 油 的现 象 ， 但 是 直 到 ２ ０ 世 纪
与海 洋系存在诸多的差异［ １ ” ，但是两种体系在 有机碳埋藏 的影 响因素和 过程 上 的相似性ｌ １ 引 ， 为借鉴海 相烃源 岩的研 究思路和方法来开展 陆相
烃源岩成因机制 的研究奠定 了坚实 的基础［ １ ’ １ 。近 年来 的研究表明，海洋中活性铁（ 下文将给 出活性
５ Ｏ 年 代末 ，随着 中 国具 有世 界 规模 的陆相 油 田
— —
大 庆 油 田 的发现 ，才 极 大地 推 动 陆相 石油
基本是一个 空 白……”也就 是说， 目前 虽然 已经
基本解决 了 “ 陆相 生 油 ” 的 可 能性 问题 ，但 是对
陆 相 烃 源 岩 的 形 成 过 程 、 原 因 和 结 果 还 远 未 阐
ｌ ’ ¨， ”】
，
地 质理 论 的发展 】 。 由中 国学 者倡 导并建 立 的
“ 陆 相 生 油 ”理 论 ，从 此 指 导 中 国 的石 油 地 质 勘 探 工 作 ， 并 取 得 了 丰 硕 的勘 探 成 果 Ｉ ５ 。 】 。 在 国
需 要 在 更 多 的 典 型 地 区 进 行 精 细 的研
摘要 陆相烃源岩提供了 中国主要的油气 资源 ， 但是其成因机制的研究显得尤为薄弱 。近年来对海相烃源岩成 因机制的研究 表明 ， 海洋沉积 物中活性 铁的埋藏对海 相烃源岩 中有机碳的埋藏 起到了重要 的调 节和控制作 用。通过对湖泊 中铁循环及其
生 物地球化学 效应进行 回顾 ， 指 出湖泊 沉积物 中铁 埋藏过程与海 洋中类似 ， 同样受到硫酸盐还 原作用的影 响 ， 并引起营养 盐（ 主 要是磷） 的大规模释放 ， 从 而使得湖泊处于富营养状态 ， 有利于 湖泊有机碳的生产和埋藏 。松辽盆地在其发展过程 中受 到 海侵 作用的影响 ， 因此该过程可能对松辽优质烃源 岩的形成 发挥了重要作用。 关键词 活性铁埋藏 ： 松辽盆地 ； 烃 源岩成因
陆相盆地大 规模 有机碳 的堆积和埋藏 。尽管湖 泊
国家 自然科 学基 金（ ４ １ ３ ７ ３ ０ ８ ２ ） ，国家重 点基础研 究发展计￣（ ９ ７ ３ 计划） （ ２ ０ １ ２ Ｃ Ｂ ８ ２ ２ ｏ ０ ５ ） 和中央高校基本科研 业务 费优秀教师项 目（ ２ ６ ５ ２ ０ １ ３ ０ ４ １ ） 资助