河套盆地白堊系－古近系地層體系及烴源巖評(píng)價(jià)

王 磊 ，張小龍

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069)

河套盆地是鄂爾多斯盆地北部與陰山－大青山造山帶之間的新生代斷陷盆地，位于內(nèi)蒙古河套地區(qū)，東西長(zhǎng)600 km，南北寬30～90 km，面積約4×104km2。盆地由三個(gè)隆起和四個(gè)坳陷組成:呼和坳陷，烏前坳陷，臨河坳陷及吉蘭泰坳陷;包頭隆起，烏拉山隆起和磴口隆起。

1 地層體系

20世紀(jì)60－70年代，寧夏地質(zhì)局及第三地質(zhì)普查大隊(duì)分別對(duì)該區(qū)普查鉆探，并根據(jù)巖性及古生物特征，建立了白堊系下統(tǒng)烏爾塔組、大水溝組、上統(tǒng)烏蘭呼少組。80年代，眾多學(xué)者[1，2，3]根據(jù)不同方法對(duì)河套盆地內(nèi)部地層劃分做出重大貢獻(xiàn)，逐漸完善盆地內(nèi)部地層劃分體系。

1982－1988年，前人對(duì)河套盆地做了大量的調(diào)研工作，對(duì)盆地內(nèi)部地層進(jìn)行了系統(tǒng)劃分，但由于劃分依據(jù)不同，出現(xiàn)多種劃分方案(見表1)。分歧較大的集中在古近系烏拉特組和晚白堊系杭錦群，隨著地層中具有代表性的化石逐漸被發(fā)現(xiàn)，更加準(zhǔn)確的判定了地層時(shí)代，本文主要以地層中生物化石為依據(jù)，討論地層時(shí)代問題。

表1 河套盆地地層劃分表[4]修改

下白堊統(tǒng)大水溝群可細(xì)分為兩個(gè)組:烏爾塔組時(shí)代較為確定，為早白堊世。大水溝組含介形類Cypridea tera，該種類最早出現(xiàn)于早白堊世中、晚期，孢粉以海金砂孢、徐氏孢、克拉梭粉為特征，因此將其厘定為下白堊統(tǒng)[2]。

河套盆地中杭錦群和烏拉特組地層時(shí)代爭(zhēng)議較大，近些年來(lái)，不同學(xué)者對(duì)地層中的孢粉、介形類、輪藻以及其它生物化石進(jìn)行研究(見圖1，表2)，進(jìn)一步確定了其時(shí)代。

部分學(xué)者將烏蘭呼少組劃分到第三系，蔡友賢[2]根據(jù)鉆井中發(fā)現(xiàn)的化石類型，將其劃分為上白堊統(tǒng)，并根據(jù)畢探1井和臨深3井中的資料新建畢克齊組和杭錦組。畢克齊組地層中，希指蕨孢 S.laevigataeformis，S.cretaceous，S.evidens常見于蘇聯(lián)、北美及中國(guó)晚白堊世地層，故將臨探3和畢探1井中原來(lái)劃為始新世層段厘定為晚白堊世[2]。

在烏拉特組中，介形類有 Eucypris cf.stagnalis，E.sp.，Metacypris sp.等，其中Eucypris stagnalis見于江蘇地區(qū)晚古新世阜寧組2～4段，南雄盆地晚古新世濃山組，河南南襄盆地中始新世大倉(cāng)房組及安徽宣廣－南陵－無(wú)為盆地晚古新世－早、中始新世雙塔組[5]。Metacypris繁盛于始新世早期，因此將該組地質(zhì)時(shí)代劃分為晚古新世－早始新世。

表2 地層中典型化石分布

圖1 地層中孢粉含量圖

對(duì)烏蘭呼少組－烏拉特組孢粉含量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)(見圖1)，蕨類含量隨著地層時(shí)代變新而逐漸變小，被子類含量逐漸變大，裸子類變化不明顯。

2 烴源巖展布

烴源巖是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)于盆地中烴源巖的研究，可為盆地內(nèi)油氣資源勘探以及開發(fā)等方面提供良好的理論依據(jù)。此次以盆地中臨河坳陷為對(duì)象，對(duì)坳陷中烴源巖的空間展布及其有機(jī)地化方面進(jìn)行研究分析。

河套盆地有兩套含油氣巖系:分別賦存于大水溝組和杭錦組，并發(fā)育良好的生儲(chǔ)蓋組合[6]。

大水溝組烴源巖分布于北部深凹陷，位于杭錦后旗－烏蘭圖克－復(fù)興以北，面積約3 000 km2，生油巖厚度約200～1 200 m，有兩個(gè)厚度中心，分別位于三道橋和向陽(yáng)地區(qū)，最大厚度分別達(dá)1 200 m和1 000 m，坳陷北部厚度較大，可達(dá)600～1 200 m，坳陷南半部生油巖厚度較薄，約200～600 m(見圖2)。

圖2 臨河坳陷大水溝組烴源巖等厚圖[7]

杭錦組烴源巖三個(gè)厚度中心分別位于三道橋、銀定圖和長(zhǎng)勝－蘇獨(dú)倫地區(qū)，最大分別達(dá)1 000 m、800 m和100 m，坳陷北部厚度較大，達(dá)200～1 000 m，南部生油巖厚約100～200 m(見圖3)。

圖3 臨河坳陷杭錦組烴源巖等厚圖[7]

這兩套烴源巖在空間展布及厚度中心分布上具有相似的特點(diǎn)，烴源巖均表現(xiàn)為北厚南薄，西厚東薄。

總體上，這兩套烴源巖均表現(xiàn)出坳陷北部厚度大于南部厚度的特點(diǎn)，這是由于始新世以來(lái)，大青山山前正斷層控制的山、盆差異升降運(yùn)動(dòng)形成了坳陷北部較深，南部較淺的地形差異[8]，導(dǎo)致后期地層沉積時(shí)表現(xiàn)出北厚南薄，進(jìn)而導(dǎo)致烴源巖熱演化南北差異較大[9]，這一點(diǎn)后面繼續(xù)論述。

3 烴源巖地化特征

主要從有機(jī)質(zhì)豐度、有機(jī)質(zhì)類型及烴源巖成熟階段三方面來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3.1 大水溝組烴源巖

有機(jī)碳平均含量為0.93%，最高為2.63%，氯仿瀝青“A”平均為0.062 7%，總烴均值為 404.2 ppm，有機(jī)質(zhì)類型以混合型為主，少量為腐泥型(見表3)。坳陷北部TTI值高達(dá)256，可能以生氣為主，坳陷南半部TTI值為9～64，生油巖處于高成熟階段，以生油為主。

3.2 杭錦組烴源巖

有機(jī)碳平均含量為0.84%，最高2.12%，氯仿瀝青“A”平均含量為0.153 2%，有機(jī)質(zhì)類型以混合型為主，少量為腐泥型(見表3)。坳陷北部TTI值高達(dá)256，處于過成熟演化階段，可生成高溫裂解氣。南部TTI值為64，處于高成熟演化階段，以生油為主。

總體上，河套盆地杭錦組和大水溝組兩套烴源巖厚度上均表現(xiàn)出北厚南薄的特點(diǎn)，生油巖TTI值 處于1～256之間，少數(shù)處于不成熟，TTI值小于1，多數(shù)為8～64，處于低成熟－高成熟階段，個(gè)別大于256，處于過成熟階段。據(jù)我國(guó)陸相湖泊泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[10]，這兩套烴源巖均達(dá)到中等－好烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，且均已成熟。

表3 臨河坳陷烴源巖有機(jī)地化表

4 結(jié)語(yǔ)

(1)本文主要以生物化石為判定依據(jù)，對(duì)河套盆地杭錦群和新安群的烏拉特組地層時(shí)代進(jìn)行厘定劃分，對(duì)河套盆地進(jìn)一步的研究工作奠定了基礎(chǔ)。

(2)臨河坳陷發(fā)育大水溝組和杭錦組兩套烴源巖，源巖分布廣泛，厚度較大，據(jù)我國(guó)陸相湖泊泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這兩套烴源巖均達(dá)到中等－好烴源巖評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，且均已成熟。說明在臨河坳陷中，油氣具有良好生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，烴源巖已生成油氣。

[1]張興璟.內(nèi)蒙臨河地區(qū)新生代的地層層序問題[J].石油勘探與開發(fā).1983(04):1－8.

[2]蔡友賢.內(nèi)蒙古河套盆地晚白堊世地層新資料[J].地層學(xué)雜志.1988(04):273－280.

[3]傅智雁，袁效奇，耿國(guó)倉(cāng).河套盆地第三系及其生物群[J].地層學(xué)雜志.1994(01):24－29.

[4]蔡友賢.內(nèi)蒙古河套盆地白堊紀(jì)地層層序及生油層時(shí)代討論[J].石油勘探與開發(fā).1988(03):27－32.

[5]傅智雁，袁效奇，耿國(guó)倉(cāng).河套盆地第三系及其生物群[J].地層學(xué)雜志.1994(01):24－29.

[6]趙重遠(yuǎn)，郭忠銘，惠斌耀.河套弧形構(gòu)造體系及其形成和演化機(jī)制[J].石油與天然氣地質(zhì).1984(04):349－361.

[7]長(zhǎng)慶油田石油地質(zhì)志編寫組.中國(guó)石油地質(zhì)志(卷十二):長(zhǎng)慶油田[M].北京:石油工業(yè)出版社.1992.

[8]吳中海，吳珍漢.大青山晚白堊世以來(lái)的隆升歷史[J].地球?qū)W報(bào).2003(03):205－210.

[9]門相勇，趙文智，張研，等.河套盆地臨河坳陷石油地質(zhì)特征[J].天然氣工業(yè).2006(01):20－22.

[10]秦建中，等.中國(guó)烴源巖[M].北京:科學(xué)出版社.2005.