羌塘盆地二疊系白云巖油苗地球化學特征及意義

陳文彬，付修根，譚富文，曾勝強，馮興雷，宋春彥，王東

1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 6100812.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，成都 610081

羌塘盆地二疊系白云巖油苗地球化學特征及意義

陳文彬1,2，付修根1,2，譚富文1,2，曾勝強1,2，馮興雷1,2，宋春彥1,2，王東1,2

1.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 6100812.國土資源部沉積盆地與油氣資源重點實驗室，成都 610081

通過采集羌塘盆地中央隆起帶二疊系展金組白云巖油苗及烴源巖樣品，對其族組成、飽和烴、芳烴色譜—質(zhì)譜以及單體碳同位素進行了研究，并進行了油源對比。研究結(jié)果表明:白云巖油苗中飽和烴含量最高，其次為非烴，芳烴和瀝青質(zhì)含量較低，飽芳比大于1；白云巖油苗的正構(gòu)烷烴主要為前高單峰型分布特征，碳數(shù)分布范圍nC15～nC36，主峰碳為nC17～nC20，nC21-/nC22 +值為1.0～4.56，C27-C28-C29規(guī)則甾烷表現(xiàn)為不規(guī)則的“V”型的分布并且C29甾烷占優(yōu)勢，升藿烷從C31～C35均有檢出，顯示出白云巖油苗的生烴母質(zhì)主要來源于藻類和細菌等低等水生生物；白云巖油苗的Pr/Ph值為0.91～1.30，伽馬蠟烷指數(shù)值為0.42～0.88，三芴系列化合物中以硫芴含量最高(平均67.39%)而氧芴含量(平均7.89%)較低，4-MDBT/DBT比值為0.97～4.26，(2+3)-MDBT/DBT 值為0.37～1. 62，表明白云巖油苗生烴母質(zhì)為形成于具有一定鹽度還原環(huán)境為的海相頁巖；白云巖油苗的OEP值接近平衡值1，甾萜烷異構(gòu)參數(shù)C29ααα20S/ααα(20S+20R)、C29αββ/(ααα+αββ)和C3122S/(22S+22R)等接近或達到平衡值，芳烴標志物成熟度參數(shù)MPI1、F1和4,6/1,4-DMDBT計算出的等效鏡質(zhì)體反射率表明白云巖油苗為成熟原油。白云巖油苗的生物標志物和展金組泥巖具有較好對比性，反映了白云巖油苗主要來源于展金組烴源巖；其單體碳同位素與二疊系展金組烴源巖分布形式和變化趨勢基本相似，但也有一定的差異，反映了其具有混合來源的特點。

生物標志化合物；單體碳同位素；油源對比；二疊系；白云巖油苗；羌塘盆地

羌塘盆地是青藏高原最大的海相含油氣盆地，具有巨大的油氣資源潛力[1]。迄今為止，羌塘盆地已發(fā)現(xiàn)大約200余處地表油氣顯示，表明盆地內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生過大量的生烴過程，已有的資料顯示這些油氣點均主要發(fā)現(xiàn)于中生代侏羅系和三疊系地層中[2]，關于羌塘盆地古生代地層中的液態(tài)油苗則少有報道。筆者所在的項目組在羌塘盆地中央隆起帶角木茶卡地區(qū)發(fā)現(xiàn)了一套含油白云巖(圖1)，其賦存的層位為下二疊統(tǒng)展金組，野外實地觀測白云巖殘余厚度10 m左右，主要為細—粉晶結(jié)構(gòu)，其顏色較黑，敲碎可聞到散發(fā)的強烈的油味，鏡下包裹體分析也顯示含有大量的油氣包裹體[3]，這顯示羌塘盆地中部二疊系曾經(jīng)發(fā)生過油氣成藏過程，在后期的構(gòu)造運動中由于遭受破壞而出露地表。對其族組分、飽和烴、芳烴及單體碳同位素等特征進行了研究，初步探討了白云巖油苗的來源，為該地區(qū)油氣勘探提供地球化學依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

羌塘盆地位于青藏高原背部，它是在前古生界結(jié)晶基底和古生界褶皺基底之上發(fā)育起來的以中生界海相沉積為主的一個殘留盆地[4]，以可可西里—金沙江縫合帶和班公湖—怒江縫合帶為界，由北至南依次可劃分為北羌塘坳陷、中央隆起帶和南羌塘坳陷[5](圖1)。本文研究的二疊系白云巖油苗即位于羌塘盆地中央隆起帶。據(jù)研究，二疊系最大埋深可達5 500 m左右，其中晚侏羅世晚期—早白堊世早期為輕質(zhì)油的主要成藏期，中新世中期為天然氣的主要成藏期[3]。從區(qū)域上來看，展金組主要分布在主要隆起帶角木日—知塞一帶，總體為一套淺海斜坡相沉積環(huán)境，其巖性為灰黑—黑色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖、灰綠色塊狀火山角礫巖以及淺灰色粉晶和細晶白云巖，地層中產(chǎn)有豐富的生物化石，包括蜓類、苔蘚蟲、腕足類、海百合莖、海綿化石和珊瑚類等，其時代為早二疊世。

圖1 羌塘盆地中央隆起帶二疊系白云巖油苗位置圖Fig.1 Location of Permian dolomite oil seepages in Central uplift belt in Qiangtang Basin

2 樣品采集與分析

本次研究的10件含油白云巖樣品均來自地表露頭 (表1)，為了便于油源對比，我們還采集了可能烴源巖樣品。樣品的分析測試全部由中國石油天然氣股份有限公司華北油田分公司勘探開發(fā)研究院生油實驗室完成。

飽和烴芳烴生物標志物分析：巖樣進行索氏抽提72 h，用硅膠、氧化鋁色層柱進行族組分分離，正己烷、苯、無水己醇作為沖洗劑，得到飽和烴、芳烴和非烴。GC分析采用美國HP-6890氣相色譜儀，進樣溫度290℃，檢測器溫度300℃，HP-5型石英彈性毛細管柱(25 m×0.32 mm×0.17 μm)，氮氣為載氣。初溫60℃，恒溫5 min，升溫速率為4℃/min，終溫290℃，恒溫40 min。GC-MS分析采用MAI95S色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀，離子源溫度180℃，電子能量70 eV。HP-5型石英彈性毛細管柱(50 m×0.32 mm×0.17 μm)，80℃恒溫5 min，升溫速率為8℃/min，升溫至120℃，再以2℃/min 升溫至300℃，恒溫21 min。芳烴的起始溫度50℃，以3 ℃/min的升溫速率升至300℃，恒溫30 min，其他同上。

單體碳同位素分析：在德國Finnigan公司生產(chǎn)的最新型MAT253型穩(wěn)定同位素比值質(zhì)譜儀上進行碳同位素測定，色譜柱與GC分析一致，仍為HP-5型30 m × 0.25 mm × 0.25 μm硅熔毛細柱，氦氣為載氣。升溫程序：起始溫度60℃，保留時間1 min，以15 ℃/min的升溫速率升至110℃，保留時間1 min，以3℃/min的升溫速率升至290℃，恒溫30 min。色譜進樣口溫度為290℃，無分流進樣。δ13C值相對于PDB標準，其同位素測定誤差小于±0.5‰。

3 有機地球化學特征

3.1 氯仿瀝青“A”含量與族組成

本次研究的樣品均為含油白云巖樣品，為了降低現(xiàn)代有機質(zhì)的污染，在樣品采集過程中均是采集新鮮面的樣品。據(jù)楊平等[6]對黔中隆起含瀝青白云巖的研究表明，不含瀝青白云巖中有機質(zhì)含量非常低，平均有機碳含量僅0.02%；而含瀝青白云巖中有機碳含量平均為1.10%，可見白云巖中自身有機質(zhì)的貢獻非常小，僅占1.8%左右，來自烴源巖貢獻的有機質(zhì)比例可達98.2%以上。

族組成分析結(jié)果表明：10件白云巖油苗樣品的氯仿瀝青“A”含量普遍較低，為0.004 1%～0.024 9%，平均0.012 5% (表1)。族組成分析結(jié)果表明：飽和烴質(zhì)量分數(shù)最高，含量為41.73%～54.45%，平均52.01%；芳香烴含量為8.53%～16.41%，平均11.27%；非烴含量24.88%～39.08%，平均32.39%；瀝青質(zhì)質(zhì)量分數(shù)最低，為2.43%～6.62%，平均4.25%；飽芳比較高，為3.32～6.17之間，均大于1(表1)。

3.2 正構(gòu)烷烴、類異戊二烯烴特征

地表樣品由于長期暴露地表，極易受到微生物降解而使得相關化合物結(jié)構(gòu)發(fā)生改變[7]。Petersetal.[8]認為，正構(gòu)烷烴最易遭受生物降解，然后是類異戊二烯烴、藿烷、規(guī)則甾烷、重排甾烷、和芳香甾烷，卟啉化合物則最難降解。研究的羌塘盆地二疊系白云巖油苗樣品正構(gòu)烷烴較為完整，同時各個白云巖油苗樣品中均能檢測到豐富的姥鮫烷和植烷、甾烷和萜烷等(圖2)，說明白云巖油苗樣品沒有受到明顯生物降解作用，因此生物標志物的參數(shù)能夠用于研究。

10個白云巖油苗樣品中的正構(gòu)烷烴主要為單峰型，碳數(shù)分布范圍為nC15～nC36，主峰碳數(shù)較低，為nC17～nC20(表2，圖2)，(nC21+nC22)/(nC28+nC29)比值1.56～3.08，輕重比(nC21-/nC22 +)值在1.0～4.56之間 (表2)，均大于1，顯示白云巖油苗中輕烴組分占優(yōu)勢。一般認為，有機質(zhì)以陸生植物為主的有機質(zhì)中具有奇碳優(yōu)勢，尤其富含nC27、nC29和nC31，它們主要來源于表皮角質(zhì)蠟，由高等植物直接合成；奇偶優(yōu)勢不明顯的中等分子質(zhì)量(nC15～nC21)的正構(gòu)烷烴可能只是藻類等低等水生生物來源[9-10]，研究的白云巖油苗中輕烴占主要優(yōu)勢，這反映出了其生烴母質(zhì)以藻類等低等水生生物為主的特征。奇偶優(yōu)勢值(OPE)為0.88～1.06均值0.99，接近平衡值1，反映出白云巖油苗具有成熟有機質(zhì)特征。

表1 羌塘盆地白云巖油苗及可能烴源巖有機地球化學數(shù)據(jù)

圖2 羌塘盆地二疊系白云巖油苗及可能烴源巖飽和烴色譜圖Fig.2 Gas chromatograms of saturated fractions of dolomite oil seepages and the potentinal source rocks in Qiangtang Basin

樣品編號主峰碳CPIOEPnC21-/nC22+nC21+nC22/nC28+nC29Pr/PhPr/nC17Ph/nC18JM-Y1170.960.931.421.781.120.630.56JM-Y2180.960.921.121.761.010.660.57JM-Y3171.020.971.901.771.300.900.86JM-Y4191.061.021.532.021.250.930.81JM-Y5200.970.951.001.851.120.800.67JM-Y6191.010.891.061.790.910.420.40JM-Y7191.010.911.522.280.960.610.58JM-Y8170.880.974.563.381.170.650.65JM-Y9190.970.983.342.781.130.660.64JM-Y10171.060.942.942.381.230.420.42ZJ-1191.040.981.432.660.950.720.88ZJ-2170.960.951.192.350.920.640.57

白云巖油苗樣品中還檢出了姥鮫烷(Pr)和植烷(Ph)(圖2、表2)。Didyk[11]，Powell[12]，McKridryetal.[13]的研究認為姥鮫烷和植烷比值(Pr/Ph)可以反映源巖母質(zhì)沉積古環(huán)境，Petersetal.[14]則認為高Pr/Ph值(>3.0)表明了在有氧條件下陸源有機物質(zhì)的輸入，而低值(< 0.6)則代表缺氧條件，且通常是超鹽或碳酸鹽沉積環(huán)境。研究的羌塘盆地中部二疊系白云巖油苗樣品的Pr/Ph比值0.91～1.30，平均值1.12(表2)，表明了白云巖油苗的生烴母質(zhì)形成于較還原的環(huán)境。Pr/nC17值為0.43～0.93，均值0.67，Ph/nC18值0.40～0.86，均值為0.62，表現(xiàn)出正構(gòu)烷烴占優(yōu)勢。在Pr/nC17-Ph/nC18圖上(圖3)，白云巖油苗樣品在主要分布在Ⅱ型區(qū)域，這說明白云巖油苗生烴母質(zhì)主要來源海相低等水生生物輸入。

3.3 甾類化合物

研究的白云巖油苗樣品抽提物鑒定出的甾烷主要包括C21+C22孕甾烷系列，C27-C28-C29規(guī)則甾烷系列，還檢測出很少量的重排甾烷(圖4)。白云巖油苗樣品中C27規(guī)則甾烷含量為30.9%～41.9%，均值37.4%；C29甾烷含量較高，為32.7%～49.1%，均值41.3%，C28甾烷含量12.9%～28.1%，均值21.6%(表3)，總體上，C27、C28和C29規(guī)則甾烷呈不對稱的“V”字形分布特征，這些值分布在一個較小的范圍內(nèi)(圖5)，除個別樣品外，白云巖油苗樣品表現(xiàn)出C29規(guī)則甾烷占優(yōu)勢。這種C29甾烷優(yōu)勢也常見于下古生界和更老時代的石油與源巖中，可能來源于浮游綠藻[15-16]，而現(xiàn)生浮游綠藻的確具有C29甾醇優(yōu)勢[17]。

圖3 羌塘盆地白云巖油苗及可能烴源巖Pr/nC17-Ph/nC18關系圖Fig.3 Cross plot of Pr/nC17 to Pr/nC17 of Permian dolomite oil seepages in Qiangtang Basin

圖4 羌塘盆地白云巖油苗及可能烴源巖甾烷、萜烷分布特征圖Fig.4 Distribution of steranes and terpanes of dolomite oil seepages and the potentinal source rocks in Qiangtang Basin

樣品編號規(guī)則甾烷/%C27C28C29C29ααα20S/(20S+20R)C29αββ/(ααα+αββ)C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷Tm/TsC3122S/(22S+22R)γ蠟烷/C30藿烷JM-Y141.912.945.30.480.531.060.150.570.56JM-Y240.725.234.10.480.550.690.290.490.42JM-Y332.818.748.60.470.540.720.220.520.48JM-Y430.922.646.50.500.600.840.170.560.59JM-Y532.918.049.10.510.600.710.160.600.49JM-Y640.617.242.10.510.580.640.150.510.46JM-Y740.127.232.70.500.600.660.230.520.43JM-Y840.717.541.80.470.530.680.250.530.42JM-Y936.525.538.00.480.560.760.350.560.88JM-Y1037.128.134.80.490.530.690.250.570.66ZJ-136.621.042.40.450.580.640.280.610.44ZJ-234.024.541.50.480.500.670.220.580.53

C29ααα20S/ααα(20S +20R)和C29αββ/(ααα+αββ)是常用的甾烷成熟度參數(shù)。一般認為，C295α,14α,17α(H)-甾烷在C-20上的異構(gòu)化使得20S/(20S +20R)比值隨著成熟度的增加從0升至約0.5(平衡值約為0.52～0.55)；而20S和20RC29規(guī)則甾烷在C-14和C-17位上的異構(gòu)化作用使得αββ/(ααα+αββ)比值隨著成熟度的增加從接近于0增加到0.7左右(平衡值約為0.67～0.71)[18]。白云巖油苗的甾烷成熟度參數(shù)C29ααα20S/ααα(20S+20R)比值為0.47～0.51，平均值0.49，C29αββ/(ααα+αββ)比值為0.53～0.60，平均值0.56(圖6)，總體反映出油苗處在成熟階段。

圖5 羌塘盆地白云巖油苗和可能烴源巖規(guī)則甾烷相對組成圖Fig.5 Relative compositions of regular steranes of dolomite oil seepages and the potentinal source rocks in Qaingtang Basin

圖6 羌塘盆地白云巖油苗與可能烴源巖C2920S/(20S+20R)與C29αββ/(ααα+αββ)關系圖Fig.6 Cross plot of C2920S/(20S+20R) steranes versus C29ββ/(αα +ββ) steranes of dolomite oil seepages and the potential source rocks in Qiangtang Basin

3.4 萜類化合物

白云巖油苗中均檢出了五環(huán)三萜烷、三環(huán)萜烷和少量四環(huán)萜烷(圖4)。三環(huán)萜烷主要來源于微生物[19]或藻類等[20]，研究的白云巖油苗樣品中三環(huán)萜烷均以C23為主峰，C21、C23和C24呈現(xiàn)倒“V”字型分布，反映了海相原油的特征，同時也反映了油苗生烴母質(zhì)來源于藻類等低等水生生物。C24四環(huán)萜烷主要是藿烷或藿烯(藿烷前驅(qū)物)中的五員環(huán)由于受熱力作用或生物降解作用斷裂而形成[14]，一般在陸源有機質(zhì)中含量較高，海相原油中較低，另外細菌生源輸入也存在生物合成四環(huán)萜烷的途徑[13]，白云巖油苗樣品中C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值0.64～1.06，總體較低，與朱揚明研究的塔里木海相原油一致[21]，JM-Y1樣品值大于1，可能反映了微生物生源對油苗母質(zhì)的影響(表3)。Ts/Tm值主要取決于油源和成熟度，與沉積環(huán)境的氧化還原性也有一定關系，另外對黏土催化劑反應也很敏感[8]，白云巖油苗樣品的 Tm/Ts值為0.15～0.35，并且Tm/Ts值與C29ααα20S/(20S+20R)呈負相關(圖7)，表明其主要與成熟度有關，部分樣品的Tm及Ts有差異，還可能與油苗沉積環(huán)境的氧化還原性或催化作用有關。

圖7 羌塘盆地二疊系白云巖油苗C29ααα20S/(20S+20R)-Ts/Tm相關圖Fig 7 Cross plot of C29ααα20S/(20S+20R) and Ts/Tm of Permian dolomite oil seepages in Qiangtang Basin

白云巖油苗樣品中藿烷以C30占優(yōu)勢，升藿烷從C31～C35均有檢出，且相對豐度依次降低，表明了白云巖油苗生烴母質(zhì)中藻類低等生物的貢獻[8]。C3117α(H)-升藿烷22S/(22S+22R)值為0.49～0.63，平均值0.56(表3)，一般認為，其值在0.50～0.54范圍內(nèi)表明進入生油階段，當比值為0.57～0.62則表明已達到或超過主要的生油階段[18]，研究的白云巖油苗樣品的該參數(shù)介于0.49～0.60，均值0.54，反映了其處在成熟階段。白云巖油苗樣品中還檢測出了一定含量的伽馬蠟烷(圖4)，豐富的伽馬蠟烷提示沉積物沉積時期存在著水體分層，水體分層通常是高鹽度所致[22-23]，微生物學研究也表明，生活于化躍面及其底部厭氧環(huán)境中的纖毛蟲是伽馬蠟烷的重要來源，它能生成大量的伽馬蠟烷先質(zhì)物四膜蟲醇[24]，研究的白云巖油苗樣品中的伽馬蠟烷/C30藿烷值在0.42～0.88，平均0.54，可能反映了白云巖油苗的生烴母質(zhì)沉積時期水體分層的特征。

3.5 芳烴標志物

芳烴化合物作為原油重要組分，能提供有機質(zhì)來源、沉積環(huán)境和成熟度等方面的信息。白云巖油苗樣品中檢出了聯(lián)苯、萘、菲、芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩和芳香甾烷等系列化合物，其中菲系列化合物含量較高，其次為二苯并噻吩系列。菲(P)及甲基菲(MP)系列化合物的相關比值常用來進行成熟度評價，通過計算，白云巖油苗的甲基菲值MPI1分布在0.44～0.98，均值為0.65，采用Radkeet.al.的經(jīng)驗公式R1=0.60×MPI1+0.40[25-26]計算得到等效鏡質(zhì)體反射率R1值為0.67%～0.79%之間，平均值為0.75 (表4 )，表明白云巖油苗為成熟原油。Kvaiheim提出了用甲基菲異構(gòu)體相對豐度計算的成熟度參數(shù)Fl[Fl= (3-MP+2-MP) / (1-MP+2-MP+3-MP+9-MP) ]和F2[F2=2-MP/(1-MP +2-MP +3-MP +9-MP) ]，并提出了計算等效鏡質(zhì)體反射率的經(jīng)驗公式R2=2.242×F1-0.166[27]，通過計算其等效鏡質(zhì)體反射率Ro分布范圍為0.82%～1.04%，平均值為0.97%，也表明白云巖油苗為成熟原油。Chakhmakhchev及羅健等研究表明，烷基二苯并噻吩化合物也可作為有機質(zhì)熱演化程度的良好指標[28-29]，研究的白云巖油苗的4,6/1,4-DMDBT值為1.85～2.60，換算成等效鏡質(zhì)體反射率R3為0.83%～0.93%(R3=0.14×4,6/1,4-DMDBT+0.57)，這與前面甲基菲指數(shù)算得的結(jié)果基本一致，也表明白云巖油苗為成熟原油。

芳香烴中三芴系列化合物(芴(F)、硫芴(SF)和氧芴(OF))是判斷原油母質(zhì)原始沉積環(huán)境的良好指標，它的基本骨架都是由一個五元環(huán)和兩個芳核組成，它們可能來自相同的先體。芴中五元環(huán)的C-9碳原子屬于α碳原子，其化學性質(zhì)活潑，在還原環(huán)境中可能被硫取代成硫芴，在弱氧化—氧化環(huán)境中被氧化為氧芴[30-31]。分析結(jié)果表明(表4)，羌塘盆地中央隆起帶二疊系白云巖油苗均呈現(xiàn)的硫芴占絕對優(yōu)勢，其相對百分含量為39.06%～87.21%，平均67.39%，氧芴含量很低，為1.42%～19.12%，平均7.89%，這與羌塘盆地侏羅系海相原油三芴系列組成相似[32]，指示白云巖油苗生烴母質(zhì)來源于還原環(huán)境。Hughesetal.[33]通過Pr/Ph-DBT/P相關性研究了原油與其烴源巖的沉積環(huán)境及巖性，在Pr/Ph-DBT/P圖中(圖8)，研究的樣品位于3區(qū)，反映出白云巖油苗源于海相頁巖。MDR4(4-MDBT/DBT)和MDR2,3((2 + 3)-MDBT/DBT)是區(qū)分海相油和湖相油的有效指標，湖相油中4-MDBT/DBT比值多小于1.0，海相油中該比值則大于1.2；湖相油中(2+3)-MDBT/DBT比值多數(shù)小于0.5，海相油中該比值則大于0.6[34-35]。分析結(jié)果表明羌塘盆地二疊系白云巖油苗4-MDBT/DBT 比值為0.97～4.26，平均2.29，其中絕大多數(shù)油苗大于1.2；(2+3)-MDBT/DBT比值為0.37～1.62，平均0.97，并且其中絕大多數(shù)油苗大于0.6，亦表明白云巖油苗生烴母質(zhì)主要為海相成因。

表4 羌塘盆地二疊系白云巖油苗芳烴標志物分析結(jié)果

圖8 羌塘盆地二疊系白云巖油苗Pr/Ph-DBT/P相關圖Fig.8 Cross plot of Pr/Ph to DBT/P of Permian dolomite oil seepages in Qiangtang Basin

3.6 單體烴碳同位素特征

原油和烴源巖的單體碳同位素組成主要受沉積環(huán)境和母質(zhì)類型的影響，有機質(zhì)的熱演化程度及生物降解等影響較小[36]。圖9給出了羌塘盆地中部二疊系白云巖油苗的正構(gòu)烷烴和姥鮫烷、植烷的單體烴碳同位素分布特征曲線，可以看出用于研究的3件樣品的單體烴碳同位素組成普遍較輕，并且他們具有基本相似分布形式，從C16到Ph，白云巖油苗的δ13C值呈現(xiàn)逐漸變輕的趨勢，從Ph到C24，白云巖油苗的δ13C值呈現(xiàn)先變重而后又變輕的趨勢，C24之后，白云巖油苗的δ13C值又有變重的趨勢，這說明白云巖油苗可能具有相同的來源。

圖9 羌塘盆地二疊系白云巖油苗單體碳同位素分布特征Fig.9 Carbon isotopic compositions of n-alkanes and isopre of Permian dolomite oil seepages in Qiangtang Basin

4 油源對比

從前面的研究可以看出，羌塘盆地中部二疊系白云巖油苗的族組成均以較高飽和烴含量和高飽芳比為特征，主峰碳和Pr /Ph較低，均具前高單峰型的正構(gòu)烷烴分布形態(tài)；白云巖油苗甾烷、萜烷的分布特征也表明油苗母質(zhì)來源于低等藻類等水生生物，DBT/P-Pr/Ph關系圖表明油苗母質(zhì)來源于海相頁巖，生物標志物成熟度參數(shù)C29ααα20S /ααα(20S+20R)、C29αββ/(ααα+αββ)和C3122S/(22S+22R)及芳烴成熟度參數(shù)表明，白云巖油苗處在成熟階段。從已經(jīng)有的研究結(jié)果來看，二疊系展金組發(fā)育的暗色泥巖很有可能是白云巖油苗的母源，其有機碳含量較高，0.62%～1.42%，平均1.15%，為中等—好烴源巖，有機質(zhì)來源以海相低等水生生物為主，鏡質(zhì)體反射率0.89%～1.44%，平均1.1%，處在成熟—高成熟階段[37〗。從二疊系展金組與白云巖油苗的生物標志物參數(shù)的對比來看(圖3，5，6，7)，它們具有較好的對比性，表明白云巖油苗可能來自二疊系展金組烴源巖。

單體烴碳同位素將油源對比提高到了分子級別，其相對于全油和族組分同位素更加精確。圖10給出了羌塘盆地中央隆起帶二疊系展金組2件烴源巖樣品和白云巖油苗樣品的單體烴碳同位素分布特征曲線對比圖，可以看出展金組烴源巖樣品的單體烴碳同位素組成也較輕，并且與白云巖油苗的分布形式和變化趨勢基本相似，但是nC17、Ph的碳同位素組成的差別比較大，其超過3‰的差別表明了白云巖油苗混合來源的特征，即白云巖油苗除主要來自二疊系展金組烴源巖外，還可能存在其他來源，需要進一步研究。

圖10 羌塘盆地中部白云巖油苗與展金組烴源巖單體烴碳同位素對比圖Fig.10 Carbon isotopic compositions of n-alkanes and isopre of Permian dolomite oil seepages and Zhanjin Formation source rocks in Qiangtang Basin

5 結(jié)論

(1) 羌塘盆地中央隆起帶二疊系白云巖油苗的正構(gòu)烷烴主要為前高單峰型，主峰碳數(shù)較低，nC21-/nC22 +值為1.0 ～4.56，輕烴組分占優(yōu)勢，C27-C28-C29規(guī)則甾烷表現(xiàn)為不規(guī)則的“V”型的分布并且C29甾烷占優(yōu)勢，藿烷以C30占優(yōu)勢，升藿烷從C31～C35均有檢出，顯示出白云巖油苗的生烴母質(zhì)主要來源于藻類等低等水生生物。

(2) 羌塘盆地中央隆起帶二疊系白云巖油苗的Pr/Ph值為0.91～1.30，伽馬蠟烷指數(shù)值在0.42～0.88，三芴系列化合物中以硫芴含量最高(平均67.39%)而氧芴含量(平均7.89%)很低，顯示出其生烴母質(zhì)形成于具有一定鹽度的還原環(huán)境；4-MDBT/DBT 比值為0.97～4.26，(2 +3)-MDBT/DBT 值為0.37～1.62，表明白云巖油苗生烴母質(zhì)為海相頁巖。

(3) 羌塘盆地中央隆起帶二疊系白云巖油苗的OEP值接近平衡值1，甾萜烷異構(gòu)參數(shù)C29ααα20S /ααα(20S +20R)、C29αββ/(ααα+αββ)和C31藿烷22S/(22S+22R)等接近或達到平衡值1，表明其處在成熟階段；芳烴標志物成熟度參數(shù)MPI1、F1及4,6/1,4-DMDBT計算出的等效鏡質(zhì)體反射率均表明白云巖油苗為成熟原油。

(4) 羌塘盆地中央隆起帶二疊系白云巖油苗的生物標志物和展金組烴源巖具有較好對比性，反映了白云巖油苗主要來源于展金組烴源巖；白云巖油苗單體碳同位素與二疊系展金組烴源巖分布形式和變化趨勢基本相似，但是還存在一定的差異，反映了其混合來源的特點。

致謝 樣品的分析測試得到了華北油田勘探開發(fā)研究院馬順平高級工程師的大力幫助，審稿專家也提出了寶貴建議，在此表示誠摯謝意！

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Geochemical Characteristics and Significance of Permain Dolomite Oil Seepages in Qiangtang Basin

CHEN WenBin1,2，F(xiàn)U XiuGen1,2，TAN FuWen1,2，ZENG ShengQiang1,2，F(xiàn)ENG XingLei1,2，SONG ChunYan1,2，WANG Dong1,2

1. Chengdu Institute of Geology and Mineral Resources, Chengdu 610081, China2. Key Laboratory for Sedimentary Basin and Oil and Gas Resources,Ministry of Land Resources, Chengdu 610081, China

Dolomite oil seepages and hydrocarbon source rocks of Permian Zhanjin Formation were collected systematically from Central uplift belt area in Qiangtang Basin.Based on the analytical data of group component, biomarkers and carbon isotopic compositions of n-alkanes and isopre, the author analyzed the geochemical characteristics of Permian dolomite oil seepages,and the oil-source rock correlation was also studied in the paper. The results indicated that the Permian dolomite oil seepages are high fraction saturated hydrocarbons,followed by non hydrocarbon, aromatics and asphaltene fraction are low. The ratio of saturates/aromatics of dolomite oil seepages are more than 1.0. The alkanes of dolomite oil seepages are composed of nC15- nC36,with nC17～nC20as the main peaks,and characteristics of single peak distribution.The nC21-/nC22+ratios from 1.0 to 4.56,the regular sterans C27-C28-C29distributed with irregular “V”shape and predominance of C29,homohopane were detected from C31～C35, indicating dolomite oil seepages of hydrocarbon material sources were in algae and other lower aquatic organisms. The Pr/Ph values range of dolomite oil seepages were between 0.91 to 1.30,and gammacerane/C30hopane values were from 0.42 to 0.88, the content of dibenzothiophene were the highest (average 67.39%) and low dibenzofuran content (average 7.89%). 4-MDBT/DBT values of dolomite oil seepages were 0.97 to 4.26, (2+3)-MDBT/DBT values were 0.37 to 1.62, showing dolomite oil seepages hydrocarbon material sources were formed in marine shale with certain salinity reduction environment. The OEP values, C29ααα20S/ ααα (20S+ 20R) values,C29αββ/(ααα+αββ) values and C3122S/(22S+22R) values etc., closed to equilibrium values 1, aromatic maturity parametersMPI1,F1and 4,6/1,4-DMDBT calculated from the equivalent vitrinite reflectance showed that dolomite oil seepages were mature crude oil. The biomarkers of oil seepages are closely correlated to the Zhanjin Formation black mudstone, reflecting that the oil seepages were mainly originated from the Zhanjin Formation. However, carbon isotopic compositions of n-alkanes and isopre exists some differences between oil seepages and Zhanjin Formation black mudstone, indicating a mixture of sources.

Biomarkers; carbon isotopic compositions of n-alkanes and isopre; oil source correlation; Permain dolomite oil seepages; Qiangtang Basin

1000-0550(2017)03-0611-10

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.03.018

2016-04-15； 收修改稿日期： 2016-05-19

中國地質(zhì)調(diào)查局項目(DD20160159，1212011221114，GZH201400301)；國家自然科學基金(41172098)[Foundation: China Geological Survey Project, No. DD20160159, 1212011221114, GZH201400301; National Natural Science Foundation of China, No.41172098]

陳文彬，男，1979年出生，碩士，高級工程師，油氣地球化學，E-mail：cdcwenbin@qq.com

P618.13

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