新疆庫車坳陷三疊系黃山街組富有機(jī)質(zhì)泥頁巖有機(jī)質(zhì)類型

喬峰

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第九地質(zhì)大隊(duì) 烏魯木齊 830000）

0 引言

庫車坳陷位于天山南麓地帶，塔里木盆地北緣。以往工作對區(qū)域內(nèi)侏羅系、三疊系開展了烴源巖方面的研究，并對其中富有機(jī)質(zhì)烴源巖和地球化學(xué)特征進(jìn)行了綜合研究，研究結(jié)果表明區(qū)域內(nèi)三疊系富有機(jī)質(zhì)泥頁巖是重要的烴源巖，并且具有頁巖氣地質(zhì)潛力。在頁巖氣勘探開發(fā)過程中，有機(jī)質(zhì)類型是一個(gè)非常重要的指標(biāo)，因此，本文對此進(jìn)行專門的分析，希望以后能給該區(qū)域頁巖氣相關(guān)工作提供些許幫助。

1 地質(zhì)背景

庫車坳陷為塔里木盆地東北坳陷區(qū)(一級構(gòu)造單元)最北的二級構(gòu)造單元，北與南天山山前褶皺帶為鄰，南以西南斷裂和索格當(dāng)他烏-溫宿北斷裂為界，東起庫爾勒，西至阿合奇。呈北東東向展布，東西長550km，南北寬30～80km（圖1）。

圖1 構(gòu)造單元劃分圖

2 富有機(jī)質(zhì)泥頁巖有機(jī)質(zhì)類型

有機(jī)質(zhì)特征及類型的研究，涉及到很多方面的內(nèi)容，也有很多的方法與表征參數(shù)（表1）。對于干酪根類型的劃分，不同的方法均有其特定的適用條件。因此，對于相同的樣品，因?yàn)閯澐址椒ú灰唬鶗?dǎo)致不同的結(jié)果。調(diào)查區(qū)內(nèi)，烴源巖層有機(jī)質(zhì)成熟度普遍偏低。因此，有機(jī)質(zhì)類型劃分的大部分參數(shù)均有效。

3 黃山街組（T3h）

3.1 烴源巖有機(jī)顯微組分組成特征

（1）泥巖顯微組分組成特征

三疊系黃山街組泥質(zhì)烴源巖有機(jī)顯微組分組成主要為腐泥組，浮游藻類體顏色褐黃色-棕黃色，具各種突起和外形，無熒光。腐泥無定形體，外形呈絮狀、云霧狀、團(tuán)絮狀，顏色褐黃色-棕黃色，無熒光，含量在10%～86%之間，平均為50.83%；鏡質(zhì)組次之，包括富氫鏡質(zhì)體和正常鏡質(zhì)體，顏色棕色-黑色，無熒光，含量在5%～56%，平均為28.48%；殼質(zhì)組為非樹脂體，角質(zhì)體呈細(xì)長條形或齒帶狀，外緣平滑內(nèi)緣鋸齒狀，有尖角狀折曲，有時(shí)以鑲邊的形式鏡質(zhì)體伴生，顏色呈褐黃色-棕黃色，無熒光，含量在5%～40%之間，平均為14.09%；惰性組少量，不透明黑色，形狀各異，輪廓分明，邊緣棱角狀，無熒光，含量在2%～27%之間，平均為6.57%。干酪根類型指數(shù)（TI）在-34.60～85.45之間（表2）。

表1 有機(jī)質(zhì)類型劃分表（參照SY/T5735-1995）

表2 庫車坳陷黃山街組泥巖干酪根顯微組分及類型統(tǒng)計(jì)

根據(jù)顯微組分統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示：干酪根類型以Ⅱ型為主，總共占97%。其中Ⅱ1型占57%，Ⅱ2型占40%；Ⅲ型較少，占3%；Ⅰ型較少，僅占1%。

（2）炭質(zhì)泥巖有機(jī)顯微組分組成特征

炭質(zhì)泥巖干酪根有機(jī)顯微組分主要為鏡質(zhì)組，含量在35%～40%之間，平均為37.5%；腐泥組次之，含量在12%～36%，平均為24%；殼質(zhì)組含量在19%～25%，平均為22%；惰性組少量，含量在10%～23%之間，平均為16.50%。干酪根類型指數(shù)（TI）為-28.50至24.55（表3）。

表3 庫車坳陷黃山街組炭質(zhì)泥巖干酪根顯微組分及類型統(tǒng)計(jì)

炭質(zhì)泥巖的有機(jī)顯微組分與泥頁巖略有不同，鏡質(zhì)組的平均含量明顯高于腐泥組和惰質(zhì)組的含量；富氫組分含量高于泥巖。

3.2 干酪根元素組成

庫車坳陷上三疊系黃山街組烴源巖H/C原子的分布范圍較大，在0.40～1.44，平均在0.75；O/C原子比在0.07～0.12，平均在0.09（表4）。由黃山街組干酪根元素分布圖可見，干酪根類型以Ⅱ型為主，其中以Ⅱ2型為主，Ⅱ1型次之；Ⅲ型少量，個(gè)別為Ⅰ型。

表4 庫車坳陷黃山街組泥巖干酪根元素分析統(tǒng)計(jì)

黃山街組地層中的炭質(zhì)泥巖和煤的H/C原子比也很低，一般都在0.8以下，無論是剖面樣品還是井下樣品均差不多，屬于Ⅱ2型干酪根（表5）。

表5 庫車坳陷黃山街組炭質(zhì)泥巖、煤干酪根元素分析統(tǒng)計(jì)

3.3 氫指數(shù)IH與最高熱解峰溫

根據(jù)庫車坳陷黃山街組烴源巖的氫指數(shù)（IH）與最高熱解峰溫（Tmax）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)關(guān)系顯示，烴源巖的有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ型，Ⅲ型次之，個(gè)別為Ⅰ型(圖2)。

圖2 黃山街組干酪根類型Tmax-HI圖解

3.4 巖石熱解

根據(jù)巖石熱解分析結(jié)果也可以確定干酪根的類型，參照表1中的表征參數(shù)，以S1+S2的測試結(jié)果進(jìn)行干酪根劃分，其結(jié)果表明：

庫車坳陷黃山街組烴源巖不論是在鉆孔還是在露頭樣，干酪根類型均以Ⅲ型為主，個(gè)別為Ⅱ型。其結(jié)果與上述劃分類型結(jié)果差異較大。

3.5 干酪根碳同位素

黃山街組泥巖干酪根碳同位素δ13C最輕為-25.88‰，最重為-23.65‰，平均在-24.50‰，普遍大于-25‰。若僅以干酪根碳同位素劃分有機(jī)質(zhì)類型，那么很明顯，黃山街組泥巖主要為Ⅲ型有機(jī)質(zhì)。干酪根同位素δ13C值偏重可能與成熟度有關(guān)，通常，干酪根從未成熟、低成熟到高成熟可以產(chǎn)生1%～3%左右的同位素分餾，如果考慮到這一分餾效應(yīng)，黃山街組泥巖干酪根應(yīng)該以Ⅱ型為主。炭質(zhì)泥巖的碳同位素δ13C值為25.70%，干酪根為Ⅱ型。

4 結(jié)論

黃山街組富有機(jī)質(zhì)泥頁巖主要發(fā)育于該地層中及上部，巖性為灰綠、灰黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖夾薄層灰?guī)r，以灰綠及灰黑色細(xì)粒湖相沉積為主，有機(jī)質(zhì)類型以Ⅱ型為主。通過數(shù)據(jù)綜合分析，以有機(jī)顯微組分、干酪根元素和HI-Tmax圖解劃分的干酪根類型結(jié)果大致一致，而且結(jié)果合理，是有利的烴源巖層位。

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