塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史

柯坪露头区阿克苏肖尔布拉克剖面 = $ "
注：= ! " 分析样品主体为高有机质丰度 = ’>9 ? @A &@B " 烃源岩 C 大多数 ’>9 ? !A @B 。 = # " 牙哈 DEF! 井和牙哈 & 井寒武系样品层位为上寒武统 = 9$ " ， 有机质丰度较低 C 为非烃源岩； = $ " 样品采自下寒武统玉尔吐斯组 = 9! 0 " 。
地层 ! 但未发现高有机质丰度烃源岩，仅在塔参 " 井中下寒武统钻揭高有机质丰度烃源岩。在盆地 西部下 # 中寒武统烃源岩主要为蒸发潟湖相烃源 岩，以方 " 井、和 $ 井和柯坪的一些露头区为代 表。 在过去的 % 年中 ! 我们陆续对塔里木盆地各个 探井以及柯坪、库鲁克塔格露头区 ""& 多个寒武系 样品成熟度进行了有机岩石学和有机地球化学方面 的系统分析。
第 !" 卷 第 # 期 "**! 年 + 月
地球化学 ,-./0121/3
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文章编号：($B; D !B#7 & #(($ + (6 D (%7! D (*
塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史
王飞宇 !" #" 张水昌 #" $" 张宝民 $" 肖中尧 %" 刘长伟 !
样品深度 = . " & D!$ J D !#% $ %G! J % U@U & #ND J & U$@ % $&! J & $&N & NUU J & G&& & DGN J U !#U
库鲁克塔格露头区 库南 ! 井 塔东 ! 井 塔东 # 井 % GGN J & &@& % %#& J % UU# % &D! J % GD!
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分析方法
有机成熟度实测分析
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王飞宇等 详细讨论过下古生界海 ’(()*+,- 、 相烃源岩有机成熟度评价方法和指标，特别是镜状 体（ 或海相镜质体） 反射率是评价下古生界海相烃源 岩有机成熟度的有效指标 . 1 2 %$。我们在对塔里木盆 地海相烃源岩有机成熟度的研究中，主要对有机显 微组分反射率进行了测试 ! 突出了以下 / 个方面工 作：第一 ! 利用半定量的指标如藻类体荧光性、 牙形 石色级指数 3 456 7 明确界定有机质演化阶段； 第二，
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结果和讨论
寒武系烃源岩有机成熟度 我们对 !!@ 多个塔里木盆地寒武系样品进行了
有机组分反射率测试 C 由于部分样品有机质丰度过 低或不含可靠的有机组分测点 C 仅有 DG 个样品获 得了有效的有机组分反射率测试数据。 表 ! 总结了寒武系地层实测有机成熟度分布范 围 C 根据寒武系烃源岩实测的有机组分 = 镜状体等 " 反射率换算为等效镜质体反射率 = VWX " 多在 !A U@B 以上 C 塔参 ! 井下寒武统底部 D !## J D !#% .C 其 VWX 值约为 #A !B J #A $B C 寒武系烃源岩尚未发 现具明显荧光性的藻类体 C 在塔东 ! 井和库南 ! 井 寒武系高有机质丰度 = ’>9 ? $B " 黑色页岩中见有 大量呈条纹层的层状藻类体残迹 C 层状藻类体目前 已演化为条纹层或细条带状镜状体 C 呈现了明显的 各向异性。这些直观的特征均反映寒武系已处在高 过成熟阶段。 总体来说 C 台盆区东部的塔东 ! 井和塔东 # 井 寒武系成熟度最高C 均处于过成熟阶段 C 其 VWX 值
第’期
王飞宇等：塔里木盆地寒武系海相烃源岩有机成熟度及演化史
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论C 特别是早古生代属于热盆抑或冷盆 !C # " H !%C !& I 、 盆 地中广泛的二叠纪火山活动对古地温的影响有多大 等。 近年来 C 我们通过系统研究， 分地区重新厘定了 塔里木盆地的地温史 $ " C 有关塔里木盆地地温史已 总的来说， 塔里木盆地存在两个相对较 另文讨论 % " 。 高的地温期 C 第一个较高地温期出现在奥陶纪 = 地 温梯度可高达 $& J %@ K L M. " C 志留纪到石炭纪古 地温梯度一直呈降低状态 = 地温梯度降至 #N J $$ K L M. " O 第二个较高地温期发生在二叠纪 = 地温梯 度可高达 $% J $N K L M. " ，中生代以来为缓慢的降 温期， 在喜马拉雅期以后， 盆地降温较快C 目前地温 梯度普遍为 !G J #& K L M.。盆地东部、 中部与西部 地温史存在一定差异。 &% $ 生烃史分析 探井和人工井中寒武系地层有机成熟度计算和 生烃史分析采用 <(:54P1QF!R 软件完成C 探井和人工 井地层分层数据参照中国地球物理勘探局完成的研 究报告 C 有机成熟度计算采用 SSTS 动力学模型和 参数 H !U I ； 另一方面 C 生烃史分析用大量镜质体反射
成熟度和生烃史研究就成了圈定烃源灶、定量研究 不同地质时期生烃量、预测烃类流体性质的关键。 我们在这一领域的研究包括了烃源岩成熟度标定、 盆地古地温重构、 主要探井和地区生烃史、 烃源岩成 熟度演化和不同地质时期烃源灶展布 % 个部分。研 究方法上，第 ! 部分主要采用有机岩石学方法标定 烃源岩有机成熟度 ) 第 # 部分主要采用镜质体反射 率 & ?@2 + 和等效镜质体反射率 & ?@A + " 并结合裂变 径迹和流体包裹体数据反演塔里木盆地各地质时期 古地温 ) 第 $ 和第 % 部分主要是综合地质资料和实 测数据" 采用 ,-./0123 软件分析主要探井、 烃源区
法。 从分析的探井和露头区 !!( 多个寒武系样品有机组分反射率数据来看 " 塔里木盆地寒武系烃源岩均处于高过成 熟阶段，尚未发现目前仍处于生油窗阶段的寒武系中等成熟的烃源岩。利用 ,-./01234!5 软件计算了 #6( 口探井 " #7 条地震测线中约 $%( 个人工井点有机成熟度随时间的变化，据此编制不同地质时期塔里木盆地台盆区寒武系有 机成熟度平面变化图。 目前满加尔凹陷中下寒武统烃源岩镜质体反射率在 $8 以上 " 中下寒武统烃源岩成熟度相对 较低区分布在塔中隆起主垒带、 塔北隆起的凸起区 & 英买力凸起 + 和巴楚断隆一部分地区 " 其等效镜质体反射率 !2 在 !’ 78 9 #’ (8 之间。 关键词：有机成熟度；生烃史；镜状体反射率；寒武系烃源岩；塔里木盆地 中图分类号：:6;$ 文献标识码：<
有机组分反射率是确定塔里木盆地海相烃源岩有机 成熟度的最有效方法 ! 来源于叶状体植物 3 宏观藻 类 7 的镜状体之反射率可作为下古生界海相烃源岩 有机成熟度标尺 . 8 0 ! 主要测定镜状体反射率! 换算为 等效镜质体反射率来标定烃源岩有机成熟度。并注 笔石体和几丁虫壳 意与其他有机组分 3 如固体沥青、 体 7 反射率进行比较分析。分析数据最终以等效镜 质体反射率形式发布 ! 以利于作统一对比。固体沥 青反射率按文献 . 9 0 提出的公式换算! 笔石体反射率 按文献 . "&! "" 0 提出的公式换算 ! 几丁虫壳体反射 第三， 利用干酪根 率按文献 . ": 0 提出的公式换算； ; < 4 原子比! 按文献 . "/ 0 建立的! 型烃源岩 ; < 4 比与有机成熟度关系式 ! 划分寒武系烃源岩有机质 演化阶段。 有机显微组分反射率测试在石油大学 3 北京 7 油 气地球化学实验室 =>?#@> 显微镜光度计上进行， 有机组分反射率测试按镜质体反射率测试的 6@A 标 准执行， 样品形式主体为全岩光片， 一部分为干酪根 光片。 !" ! 古地温 “ 八五” 期间对塔里木盆地古地温史存在一些争
率和等效镜质体反射率、流体包裹体均一化温度和 裂变径迹实测数据来约束有机成熟度模拟分析。
表!
’()*+ ! 区域 塔中区 巴楚区 巴楚区 巴楚区 塔北区 塔北区 塔东区 塔东区 塔东区 塔东区 井号 塔参 ! 井 方!井 康#井 和%井 牙哈 DEF! 井 牙哈 & 井 = # "
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塔里木盆地寒武系样品有机成熟度 "! #
收稿日期：#(($ D (% D #; ；接受日期：#(($ D (7 D #7 基金项目：国家重点科技攻关项目 & ;;4!!!4(!4($ + ；国家自然科学基金 & %;;B#(%! + ；国家重点基础研究发展规划项目 & E!;;;(%$$(* + 作者简介：王飞宇 & !;7$ D + ，男，教授，石油地质和地球化学专业。 A4F-/GH IJK-0LM NOPQR’ Q3R’ S0 ! + 王飞宇 " 张宝民 " 边立曾 " 等 " 塔里木盆地古生界有效烃源岩分布和生烃潜力评价 " 研究报告，!;;* 。 # + 梁狄刚 " 张水昌 " 王飞宇 " 等 " 塔里木盆地生油岩与油源研究 " 研究报告，!;;* 。 $ + 张宝民，王飞宇 " 张水昌 " 塔里木盆地烃源灶及其在地质历史中的演化，研究报告 " #((( 。
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样品和地质背景
。在明确了烃源岩时空分布之后 " 烃源岩 塔里木盆地寒武系烃源岩平面上分布范围广 " 其有机相呈现明显的东部 & 欠补偿盆地有机相 + 、 中 部 & 开阔台地和局限台地相 + 和西部 & 蒸发潟湖有机 相 + 分异 & 图 ! + " 高有机质丰度烃源岩主要分布于台 盆区的东部和西部。东部寒武系厚度较薄" 欠补偿 盆地相高有机质丰度烃源岩在整个寒武系地层均有 分布 & 以塔东 ! 井、 塔东 # 井、 库南 ! 井和库鲁克塔 格剖面为代表 + ； 盆地中部寒武系地层较厚" 主体为 开阔台地和局限台地相碳酸盐岩 " 尽管有一系列探 井 & 如塔参 !、塔中 !、塔中 6、英买 B、牙哈 $、牙哈 6、牙哈 B(! 和牙哈 BC4! + 钻揭了这一地区上寒武统