烃源岩特征
烃源岩评价
＜0.4
＜0.01
＜100
＜1
岩石热解（Rock Eval)
系指烃源岩评价,其特点是利用热 解法，直接分析岩样，样品用量少， 简便、分析速度快、成本低。可对钻 井剖面做初步生油评价。
岩石热解分析仪
RockEval6
原理：测出岩石中的热蒸发及热裂解烃类的 绝对含量。利用程序升温将岩石样品中的烃 类物质热蒸发及热裂解分离出来,再由载气带 入FID分别检测
超临界抽提方法
有机质的转化率
岩样和煤样
对于岩屑，则先用镊子仔细挑选出真正有代 表性的岩石碎片，然后用水洗去表面沾污的泥 浆、泥土等杂质，在用氯仿或苯－甲醇混合溶 剂淋洗 １－２分钟，低温干燥后粉碎过筛，装 瓶待用。为防止碎样时因发热而使部分有机质 挥发、变质，我们一般用密封式化验制样粉碎 机或用铜研钵人工研碎。
古气候条件：温暖、湿润
氧化还原条件：还原条件
II 烃源岩地球化学
有机质的丰度 有机质的类型 成熟度指标 有机质的转化率 油源对比
有机质的丰度
主要的指标：有机碳
（干酪根 +可溶有机质） 氯仿沥青A
泥质岩石：0.5%--- 15% 碳酸盐岩： 0.1%---- 0.3%
有测机定元仪素
原理：将被测物质（固体、液体）放入高
的温H2O气炉、体燃N2物烧。质，将采生其用成它吸的的附气干体—扰混解气合吸体物装清主置除要分后为离，C，余O2再下、 用热导或红外检测器检测出各种气体含 量，最后利用化学反应原理计算出各种元 素的百分含量。
C/H=6～7.5 C/H=7.5～9
生油岩系指在相同的地质背景下 和一定地史阶段中形成的生油岩 与非生油岩石的组合
泥质岩石烃源岩
烃源岩特征与油源对比
取100-110℃为基准间隔，令n=0 (100110℃)其它间隔的指数为：
温度间隔（℃） 指数n
80-90
-2
90-100
-1
100-110
0
110-120
1
120-130
2
温度间隔内的地层厚度可能大致相等，但 相等厚度地层的沉积时间则可能区别较大，因 沉积速度不同所致。
时间因子 ∆t—每个温度间隔内的沉积时间 （Ma），任意温度间隔内的成熟度为
三、烃源岩的地球化学特征
（有机质丰度、类型、成熟度）
（一） 有机质的丰度
烃源岩中有机质的丰富程度。
常用指标 有机碳、 氯仿沥青“A”、总烃含量
1、有机碳（Toc)
岩石中与有机质有关的碳。 剩余有机碳含量：用单位重量的岩石中 Corg的重量百分数来表示。 泥岩中有机碳含量在1.16~1.60 %之间,平均 1.22 % ； 碳酸盐岩中的有机碳只要大于0.08%，就 被视为生油岩。
（2）Kerogen颜色及H/C、O/C原子比 随 有 机 质 成 熟 度 ↑ ， Kerogen 颜 色 加 深 ，
H/C↓、O/C原子比↓，向富C方向收缩。
三种干酪根产烃开始时的元素组成表
干酪根
Ⅰ
产
Ⅱ
油
Ⅲ
H/C O/C
1.45 0.05 产
1.25
0.08
湿 气
0.8 0.18
H/C O/C
0.7 0.05 产
P1：较低温度(<300℃)下样品释放的 游离烃；
P2：较高温度（300~500℃）下干酪 根热解生成的烃类；
P3：干酪根中含氧基团热解生成的 CO2
峰面积S1、S2、S3：表示相应产物的含 量，单位为mg/g。
2.16 烃源岩的地球化学特征之一—有机质丰度
第二章石油和天然气的成因2.16 烃源岩地球化学特征之一——有机质丰度有机质丰度：有机质在岩石中的相对含量。
常用指标：有机碳(TOC )、氯仿沥青“A”、总烃(HC )、岩石热解生烃潜量（S1+S2）1）有机碳（TOC）有机碳含量（TOC）：岩石中所有有机质含有的碳元素的总和占岩石总重量的百分比。
有机质含量=有机碳含量×K，K 为转换系数。
剩余有机质含量=转换系数×剩余有机碳含量从有机碳计算有机质丰度的转换系数(K)演化阶段干酪根类型煤ⅠⅡⅢ成岩阶段 1.25 1.34 1.48 1.57 深成阶段末期 1.20 1.19 1.18 1.12 实测TOC：剩余有机碳或残余有机碳。
近代和古代沉积物中烃类有机质分布情况表（亨特，1961）沉积物烃类ppm有机质（重量%）粘土岩近代50 1.5 古代300 2.0碳酸盐岩近代40 1.7古代340 0.2岩石的有机质总含量，%石灰岩页岩（346个样品）（1066个样品）样品，%泥质岩和碳酸盐岩有机质含量存在明显差别。
古代页岩和碳酸盐岩的有机质总含量(据H.M.Gehmen,1962)我国中、新生代陆相淡水-半咸水沉积中，主力烃源岩有机碳含量均在1.0％以上，平均值在1.2％～2.3％之间。
%，品样TOC,%我国中新生代主要含油气盆地烃源岩有机碳含量频率图（据尚慧芸等，1982）2）氯仿沥青“A”岩石中的“A”含量，与有机质丰度、类型、成熟度都有关。
泥质烃源岩评价氯仿沥青“A”好烃源岩1000～4000ppm较好烃源岩500～1000ppm烃源岩下限>250～300ppm“A”经分离可以得到：饱和烃、芳烃、非烃、沥青质。
我国陆相淡水-半咸水沉积中，主力烃源岩的氯仿沥青“A”含量均在0.1%以上，平均值为0.1%~0.3% （胡见义等，1991） 。
我国主要含油气盆地氯仿沥青“A ”含量分布频率图（据尚慧芸等，1982）样品，%20 10 0.010.11.0“A”，%（386个样品）3）总烃 （饱和烃+芳烃）烃源岩评价图（王启军等，1988），图内百分数为烃/有机碳值好烃源岩：≥0.1%；较好烃源岩：0.1%～0.05%； 非烃源岩：＜0.01%。
石油地质学-7. 烃源岩
Clq 2019/7/7
4、油气成因理论新进展
1）未熟油-低熟油理论 未熟油-低熟油是指所有非干酪根晚期热降解成
CPI=1/2[(C25+C27+……+C33)/（C24+C26+……+C32）+ (C25+C27+……+C33)/（C24+C26+……+C34）]
Clq 2019/7/7
原油中CPI值在0.91.15之间，沉积岩的CPI 值接近这个范围就是生 油岩，且越接近1的附近， 就愈成熟。
Clq 2019/7/7
下面我们就介绍一下目前对比研究研究常用 的一些参数。
Clq 2019/7/7
1、微量元素
石油中的微量元素钒、镍是作为卟啉络合物 随卟啉一起从母岩进入石油的。其绝对含量可能 随风化、运移的作用而变化，但V/Ni比率常无明 显变化。
因此，同源层原油的V/Ni比值应具有相似性， 故可用于油源的对比研究。
Clq 2019/7/7
2、碳同位素
碳同位素是目前应用较 为普通的对比参数，由于石 油 不 同 组 分 或 馏 分 的 δ13C 值 不 同 ， 所 以 应 用 δ13C 进 行 对 比，最好是按不同馏分和组 分进行。
一般从饱和烃—全油—芳 烃—非烃—沥青质，它们的 δ13C值依次增加。
如测得的油—油或油—岩之较差。
Clq 2019/7/7
中国主要盆地页岩发育分布
古生界
页岩面积（×104km2） 海相：60～90 陆相：20～25 海陆过渡相：15～20
烃源岩的名词解释
烃源岩的名词解释烃源岩是指具有一定有机质含量的沉积岩，其中的有机质可以通过热解作用产生烃类化合物，包括石油和天然气。
它是石油和天然气形成的基础和主要来源，因此在能源领域具有重要的地位。
本文将从烃源岩的特征、分类、形成机制和应用等方面进行阐述。
1. 烃源岩的特征烃源岩具有以下几个主要特征。
首先，有机质含量较高。
这些有机质可以是藻类、植物残渣、腐殖质等，经过埋藏和压实作用形成有机质丰富的岩石。
其次，烃源岩具有一定的有机质类型，包括沥青质、干酪根和腐殖质等。
其中，沥青质是由微生物残体和分泌物形成的，干酪根则是植物残渣在高温高压下的变质产物，而腐殖质则是由腐殖作用形成的含氧高分子有机物。
2. 烃源岩的分类烃源岩的分类主要依据其有机质类型和含油气的能力。
根据有机质类型的不同，烃源岩可以分为沥青类（沥青质烃源岩）和泥类（干酪根烃源岩和腐殖质烃源岩）。
其中，沥青类烃源岩主要富含沥青质和干酪根，泥类烃源岩主要富含干酪根和腐殖质。
根据其含油气的能力，烃源岩可以分为常规烃源岩和非常规烃源岩。
常规烃源岩一般具有较高的孔隙度和可渗透性，可以直接向周围储层释放油气；非常规烃源岩则含油气的释放需要通过一定的技术手段，如压裂等。
3. 烃源岩的形成机制烃源岩的形成主要与生物、地质和环境因素有关。
首先，生物因素是烃源岩形成的基础。
有机质主要来自于水体中的藻类、浮游植物等生物残渣和分泌物，同时微生物的参与也对烃源岩的形成起到了重要作用。
其次，地质因素对烃源岩的形成起到了系统和动力学的作用。
岩石的堆积和埋藏过程以及地热演化对烃源岩的热解和演化产物的生成和保存起到了至关重要的作用。
最后，环境因素包括适宜的沉积环境和埋藏环境。
适宜的沉积环境可以提供充足的生物质和合适的保护条件，而适宜的埋藏环境则能够提供高温、高压和适宜的时间条件。
4. 烃源岩的应用烃源岩在能源领域具有广泛的应用前景。
其主要应用为石油和天然气的勘探与开发。
通过地质勘探技术，可以确定烃源岩的分布和资源量。
2烃源岩特征解析
泥灰岩的有机碳含量关系如下：
• Cogr(%)=0.1038U(ppm) • Supermaw等（1987）建立了铀/钾比值与有机碳之间的关
• 2）利用烃源岩层的声波测井资料确定有机质含量
• 同样可以利用上述方法进行有机质含量估算。
• 影响因素：井径扩径、油气影响、裂缝作用等对计算结果有影响，一般 要与其他方法一起应用。
烃源岩密度测井值（g/cm3） 密度测井确定的有机质含量（%）
2.2
俄亥俄洲页岩克利夫兰段
20.0
奥利塔页岩下部
2.4
• 2、烃源岩层的测井识别
• 1）定性识别 • 常见烃源岩： • （1）有机质含量高的泥岩、页岩； • （2）有机质含量高的泥灰岩、微晶灰岩。 • 有机质含量高、细分散体系的吸附作用成为测井识
别烃源岩层的主要根据。
• 测井曲线上的识别标志主要有： • A、烃源岩层比一般的泥岩、灰岩在GR曲线上有更高
0.1
泥岩？
0
0
3
6
0 0
3
6
C有机（%）
C有机（%）
图2-13 铀/钾比值与有机碳含量关系（据Supermaw等，1987）
钍 系 （ Tu 232.......） 2.62
铀 、 镭 系 （ U ..2.3.8...） 1.76 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
伽 玛 射 线 能 量 （ Mev）
图2-1放射性矿物伽玛射线发射谱
（据schlumberger，1978）
白音查干凹陷烃源岩特征与评价
源 岩 层 ， 二 段 和 都 三 段 属 好 烃 源 层 ， 之 约 占 ２ ％ Ｉ 即 腐 泥 型 有 机 质 约 占 都 腾 ５ 型 格 尔 组 和 阿 二 段 属 于 较 差 烃 源 层 研 究 ２ ％ 。 ０ 区烃 源 层 综 合 评 价 为 较 好 烃 源 层 。
白 音 查 干 凹 陷 位 于 内 蒙 古 自治 区 巴 腾 格 尔 组和 阿 善 组 二段 总 烃含 量 大 大
颜 淖 尔 盟 乌拉 特 中旗 北 部 构 造 位 置 处 增 高 ． 比都 一 段 的３ 还 多． 倍 与前 述 有 机
布 ． 西 长 约 １０ｉ． 东 ｋ 南北 宽 约 １～２ ｋ ， ５ ｎ ８ｍ ５
．
岩平均厚度 大于１０ ｍ， ２ ０ 生烃 潜量 巨大 。 二 有 机 质 丰 度 有机 质丰度 是烃 源 岩评 价 的 第一 位
还 不 足 ２ ％ 。 以 看 出 层 位 由 下 向 上 ０ 可 有
机质 类型 逐渐 变 好。
２ 元 祟 成
桑 合 地 区 大 致 在 都 一 段 上 部 埋 深 １ ０ ｍ时 ． Ｏ ０ 开始 进 入低 成 熟阶 段 白参 １ 井 区大 致 在 埋 深 １０ ｍ时 进 入 成 熟 阶 段 ． ７０
和 含 钙 质泥 岩 ， 布 在 都 红 木 组 二～三 分 段 、 红木 组一段 、 格 尔组和 阿尔 善组 都 腾
都 红 木 组平 均含 腐 泥 组４ ％ ． 格 源 岩 的 质 量 和 数 量 问题 Ｉ 。 ０ 腾 尔组 和阿 二段平均 只有 １ ．％ ： ３４ 都红 木组 达 尔 其 地 区 大 致 在 都 一 段 中、 部 上 二段 。 １ ０ － ０ ｍ时 ． 达 到 ０ ５ ． 进 Ｒ值 ％ 即 四 组 烃 源 岩 都 比 较 发 育 ． 组 平 均 含 惰 性 组 平 均 １％ 而 腾 格 尔 组 和 阿 二 埋 深 ７ ０ ８ ０ 层 ３３ 向下 根 据 达 １井 Ｒ值 分 别 ７ 厚度 可达３ ０ ０ ｍ以 上 。 坡 桑合 地 区平 均 段 则 达 ２ ． ％ 组 分 含 量 的 差 异 明 显 影 入 低 成 熟 阶 段 ； 北 响有 机 质 类 型 ， 红 木组 型和 Ｉ 型 占 为 ０ ６ ％ Ｓ ｏ ６ ％ ． 值 分 别 为 ４ ６Ｃ和 都 Ｉ ２ ．０ ｎ ２ Ｔ ３。 厚度 大 ． 总厚 度可 达 １０ ｍ ０ 南坡 达 尔 其 ７ 。 ７ ％ 而 腾 格 尔 组 和 阿 二 段 这 两 个 类 型 ４３９ Ｃ 均属低 成 熟 阶段 。 ６ 地 区平均 厚度 小 ． 到 １ ０ ｍ。 区烃 源 不 ０ 全 ０
作业一 烃源岩和储层特征研究
作业一烃源岩和储层特征研究1、据图1可知：1）、烃源岩层段：须家河一、三、五段储集层层段：须家河二、四、六段2）、岩性岩相特征：（1）烃源岩特征；须一段：岩性为深色泥和粉砂岩沉积，为湖泊沉积相——浅湖亚相；须三段：岩性以深色泥岩为主，其中夹部分灰色中细粒度砂岩，为三角洲相——三角洲前缘亚相——远沙坝微相；须五段：该段中部岩性为深色泥岩，上下部为灰色中细粒度砂岩，中部为三角洲相——三角洲前缘亚相——远沙坝微相，上部为湖泊相——湖沼亚相，下部为三角洲相——三角洲平原亚相——分支河道微相。
（2）储集层特征；须二段：岩性为灰色中细粒度砂岩，为三角洲相——三角洲前缘亚相——河口沙坝微相；须四段：岩性为灰色中细粒度砂岩，下部层段为三角洲相——三角洲前缘亚相——水下分支河道微相，上部为三角洲相——三角洲前缘——河口沙坝微相；须六段：岩性为灰色中细粒度砂岩，其上下部为三角洲相——三角洲前缘亚相——水下分支河道微相，中部为三角洲相——三角洲前缘亚相——河口沙坝微相。
2、根据所给实验分析数据（表1），确定烃源岩的有机质丰度、类型和成熟度；据表1知：（1）须一段：A：有机碳平均含量为1.91%，烃源岩丰度好，生烃潜力好；B：据TI值计算公式：TI类脂组含量+0.5*壳质组-0.75*镜质组-惰质组可得：TI=-25.8%<0，则干酪根为III型；C：据0.7%<Ro=1.275%<1.3%，则该烃源岩处于成熟阶段；（2）须三段：A：有机碳平均含量为1.30%，烃源岩丰度中——好，生烃潜力中——好；B：据TI值计算公式：TI类脂组含量+0.5*壳质组-0.75*镜质组-惰质组可得：TI=-25.8%<0，则干酪根为III型；C：据0.7%<Ro=1.17%<1.3%，则该烃源岩处于成熟阶段；（3）须五段：A：有机碳平均含量为1.22%，烃源岩丰度中——好，生烃潜力中——好；B：据TI值计算公式：TI类脂组含量+0.5*壳质组-0.75*镜质组-惰质组可得：TI=-25.7%<0则干酪根为III型；C：据0.7%<Ro=1.095%<1.3%，则该烃源岩处于成熟阶段；定性评价：该烃源岩中有机质为III型，为腐殖型烃源岩，生油能力差，以生气为主，生烃潜力较大；有机质丰度较高；该烃源岩处于成熟阶段，是产气的主要阶段。
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沉积物
粘土 岩
近代 古代
碳酸 盐岩
近代 古代
烃类ppm 50 300 40 340
有机质（重量%） 1.5 2.0 1.7 0.2
近代粘土岩和碳酸盐岩沉积物中，有机质和烃的含量差 不多；成岩后，碳酸盐岩中的有机质含量偏低。
Hunt(1961)测定791个页岩和397个碳酸盐岩样品的平均 值分别为1.2%和0.17%。
•Tissot（1978年）： 泥岩 Toc=2.16%， 碳酸盐岩 Toc=0.67%
•我国东部中新生代 泥页岩烃源岩 Toc=1-2% 陆相含油气盆地： 碳酸盐岩 Toc=0.1-1.0%—较低
Toc生油下限为： 泥岩 Toc > 0.5% 碳酸盐岩 Toc > 0.3- 0.5 %
近代和古代沉积物中烃类的有机质分布情况表（亨特，1961）
有机碳≠有机质 剩余有机质含量=转换系数×剩余有机碳含量
从有机碳计算有机质丰度的转换系数(K)
演化阶段
成岩阶段 深成阶段末期
干酪根类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
1.25 1.34 1.48
1.20 1.19 1.18
煤
1.57 1.12
16
Toc必须达到一定数值，才可能成为烃源岩；但含量 太高，可能无潜力碳多，不利于生油
“A”经分离可以得到：饱和烃、芳烃、非烃、沥青质。
——岩石中的“A”含量，与有机质丰度、类型、成熟度都有关。 受成熟度影响比较大，相互对比时应考虑大体为同一演化阶段。
我国陆相淡水-半咸水沉积中，主力烃源岩的氯仿沥青“A” 含量均在0.1%以上，平均值为0.1%~0.3%。
3、总烃：
饱和烃+芳烃，是从氯仿沥青“A”中分离出来的
深湖高水位
湖侵-深湖
8
-
-
二、烃源岩地质特征
暗色、细粒、富含有机质和微体生物化石，常见 分散状原生黄铁矿或菱镁矿，偶尔可见原生油苗。
粘土岩类——泥岩、页岩、油页岩、粉砂质泥岩 ； 碳酸盐岩类——生物灰岩、泥灰岩、礁灰岩、隐晶灰岩
9
（一）粘土岩类烃源岩
暗色泥岩和页岩，富含有机质及低价铁化合物， 形成于低能乏氧的稳定水体。
❖ 烃源岩： Source rock；Hydrocarbon source rock
❖广义上，泛指所有具有潜在生烃能力的岩石。
❖曾经产生并排出足以形成油气聚集之烃类的细粒 沉积——生油（气）岩、油气源岩、烃源岩
已经生成并排出足以形成商业性油气聚集烃类的岩石
（有效烃源岩）
由烃源岩组成的地层称为烃源岩层,又叫生油层。
❖烃源岩系：在相同的地质背景和一定的地 史阶段内，所形成的具有相近岩性岩相特征 的若干烃源岩与非烃源岩的组合。
❖含油岩系：包含有储集岩并含有油气的烃 源岩系。
湖面 层 升降 位
GR曲线
井颜 深色
岩性剖面
TOC(%) 2 4 6 8 10 12
-
低 水 位
前 三 角 洲
-
湖 退 浅 湖
湖 退 半 深 湖
13
三、烃源岩的地球化学特征 ——有机质丰度、类型、成熟度
（一） 有机质的丰度
——烃源岩中有机质的数量，即有机质的丰富程度。
★常用指标 有机碳、 氯仿沥青“A”、总烃含量
1、有机碳（Toc）Organic carbon
岩石中有机物质中的碳含量,又称总有机碳或剩余有 机碳 （ C有，% ） 。
❖ C含量最多、最稳定，能近似反映有机质数量。 Toc：单位重量岩石中有机碳重量百分数 实测Toc：剩余有机碳或残余有机碳。
我国主要陆相盆地如松辽、渤海湾、准噶尔、柴达木等 含油气盆地，主要烃源岩层多为灰黑、深灰、灰及灰绿色泥 岩、页岩。
10
济阳坳陷三套烃源岩
纯372 沙四上
河130 沙三下
河149 沙三中
11
烃源岩具有非均质性
上部扰 动纹层
莓状黄铁矿 中间静水纹层
12
（二）碳酸盐岩类烃源岩
暗色、富含有机质的普通灰岩、生物灰岩和 泥灰岩，形成于低能环境；隐晶-粉晶结构，多呈 厚层-块状，水平层理或波状层理发育。含黄铁矿 及生物化石，偶见原生油苗，有时锤击可闻到沥 青味。
据对世界60多个沉积盆地寒武系至第三系1066个页岩和346个 碳酸盐岩样品测定，页岩平均值为1.14%，碳酸盐岩为0.24%。
古代页岩和碳酸盐岩的有机质总含量(据H.M.Gehmen,1962)
◇泥质岩Toc >碳酸盐岩Toc 的原因：
a.原始有机质不同，分布不均； b.成岩作用不同，后者成岩快、
3
第六节 烃源岩特征与油源对比
一、烃源岩概念 二、烃源岩地质特征 三、烃源岩地球化学特征 四、生油量计算 五、油源对比
4
要分析一个盆地油气生成情况，就必须对能够 提供油气来源的烃源岩进行识别和评价，研究烃源 岩的类型及空间展布、所含有机质的丰度和类型、 有机质成熟度，计算生油气量。
5
一、烃源岩概念
。
泥质烃源岩评价 好烃源岩
较好烃源岩 烃源岩下限
总烃ppm
500—1000 100—500
>100
利用总烃含量与有机碳含量的相关图，对烃源岩进行分级评价 :
烃源岩评价图 （王启军等，
1988） 其中百分数1.0% 为烃/有机碳值
三、烃源岩的地球化学特征
烃源岩中有机质的类型是其质量指标，不同类型 的有机质具有不同的生油气潜力，形成不同的产物， 准确地区别有机质的类型是烃源岩研究的又一关键 问题。
石油天然气地质与勘探
主讲人：张传河 中国石油大学胜利学院
1
《石油天然气地质与勘探》
第二章 石油和天然气的成因
油气成因概述 油气生成的原始物质 油气生成的地质环境与物理化学条件 有机质成烃演化模式 天然气的成因类型及特征 烃源岩特征与油源对比
2
第五节 天然气的成因类型及特征
一、天然气成因类型概述 二、有机成因气 三、无机成因气 四、非烃类气体成因 五、不同成因类型天然气的识别
有机碳损失多； c.吸附作用：泥中粘土矿物吸附
强，有机碳多。
根据有机碳含量划分泥质岩和碳酸盐岩生油岩级别
（陈建平等，1996）
岩石类型 生油岩级别
差 中等
好 非常好
泥质岩 （%） ＜0.5
0.5～1.0 1.0～2.0 2.0～4.0
碳酸盐岩 （%）
＜ 0.12 0.12～0.25 0.25～0.50 0.50～1.00
极好
4.0～＞8.0
1.00～2.00
我国中新生代主要含油气盆地生油岩有机碳 含量频率图
（据尚慧芸等，1982）
2、氯仿沥青“A”
——岩样未经酸处理，直接用氯仿抽提的产物。
泥质烃源岩评价 好烃源岩
较好烃源岩 烃源岩下限
氯仿沥青“A” 1000—4000ppm
500—1000ppm >250—300ppm