柴達(dá)木盆地東坪地區(qū)一類新的原油及其地球化學(xué)特征

包建平，王志峰，朱翠山，汪立群，陳琰，周飛

1.長江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，地球化學(xué)系，武漢 430100 2.中石油青海油田分公司勘探開發(fā)研究院，甘肅敦煌 736202

0 引言

牛東—東坪地區(qū)位于柴達(dá)木盆地北緣阿爾金山前，2012年在牛東鼻隆的侏羅系和東坪地區(qū)古潛山獲得了高產(chǎn)油氣流，顯示該區(qū)具有良好的勘探前景[35-36]。本文首次報(bào)道了東坪地區(qū)古近系路樂河組儲(chǔ)層產(chǎn)出一類新的原油，其三萜烷類生物標(biāo)志物呈現(xiàn)出一種特殊且與現(xiàn)有的認(rèn)識相矛盾的組合特征，這一特征所隱含的地質(zhì)—地球化學(xué)意義值得關(guān)注。

1 樣品來源與實(shí)驗(yàn)分析

1.1 樣品來源

東坪地區(qū)樣品包括油砂和原油兩類，其中油砂和原油樣品分別取自或產(chǎn)自東坪103井和東坪4井路樂河組。為了明確新發(fā)現(xiàn)原油地球化學(xué)特征的特殊性，并探討其可能來源，研究過程中在柴北緣地區(qū)冷湖油田的3、4和5號構(gòu)造分別采集了3個(gè)、5個(gè)和9個(gè)共計(jì)17個(gè)原油樣品，同時(shí)在柴西北區(qū)的咸水泉油田(4個(gè)原油)、小梁山油田(2個(gè)原油)、紅溝子油田(3個(gè)原油)、尖頂山油田(4個(gè)原油)、南翼山油田(7個(gè)原油)和油泉子油田(4個(gè)原油)共計(jì)采集了26個(gè)原油樣品，它們分別代表侏羅系淡水湖沼相成因原油和古近系—新近系咸水湖相成因原油(圖1)，并作為對比研究的對象。

1.2 樣品分析

樣品分離：用二氯甲烷萃取油砂樣品中的原油，后用正己烷沉淀原油中的瀝青質(zhì)，再采用硅膠/氧化鋁柱色層法把脫瀝青質(zhì)原油分離成飽和烴，芳香烴和非烴餾分。然后對飽和烴餾分進(jìn)行色譜質(zhì)譜分析。

飽和烴色譜質(zhì)譜分析：儀器為惠普公司5890臺(tái)式質(zhì)譜儀，色譜柱為HP-5 ms石英彈性毛細(xì)柱(30 m0.25 mm0.25m)，升溫程序：50 ℃恒溫2分鐘，從50 ℃至100 ℃的升溫速率為20 ℃/分鐘，100 ℃至310 ℃的升溫速率為3 ℃/分鐘，310 ℃恒溫15.5分鐘。進(jìn)樣器溫度300 ℃，載氣為氦氣，流速為1.04毫升/分鐘，掃描范圍為50～550 amu。檢測方式為全掃描：電離能量為70 eV，離子源溫度230 ℃。

2 生物標(biāo)志物分布與組成特征

2.1 鏈烷烴系列的分布與組成特征

所研究原油樣品中的鏈烷烴系列主要包括正構(gòu)烷烴系列和類異戊二烯烷烴系列。如圖2所示，無論是東坪地區(qū)原油，還是冷湖油田原油及柴西北區(qū)原油，其正構(gòu)烷烴系列大多沒有明顯的碳數(shù)優(yōu)勢，但碳數(shù)分布范圍存在一定差異，其中東坪地區(qū)的原油中正構(gòu)烷烴系列碳數(shù)分布最寬，介于nC11～nC43，且高碳數(shù)化合物的豐度較高，表明其原始生烴母質(zhì)較為特殊；其次是尖頂山油田的咸水湖相原油，其正構(gòu)烷烴系列的碳數(shù)介于nC11～nC37，與柴西地區(qū)典型咸水湖相烴源巖和相關(guān)原油具有較好的可比性[25-27,30-34]，這與咸水湖相烴源巖中原始生烴母質(zhì)以低等生物為主的特征相吻合；而冷湖構(gòu)造帶上淡水湖沼相原油的碳數(shù)分布范圍相對較窄，一般介于nC11～nC35，且高碳數(shù)化合物豐度明顯偏低，這與柴北緣地區(qū)侏羅系淡水湖沼相烴源巖和相關(guān)原油中正構(gòu)烷烴系列的分布特征一致[15-18,20,24]，應(yīng)該受控于此類烴源巖中的原始生烴母質(zhì)。需要注意的是東坪103井油砂樣品中C15以前的輕組分因遭受部分損失而有所偏低，故對低分子量化合物的應(yīng)用應(yīng)該謹(jǐn)慎。

姥植比(Pr/Ph)是一個(gè)指示沉積環(huán)境氧化還原性的良好指標(biāo)[37]。但在咸水環(huán)境中，古細(xì)菌也是烴源巖和相關(guān)原油中植烷的可能來源[38]，并會(huì)導(dǎo)致姥植比明顯偏低。在所分析的原油樣品中，柴北緣地區(qū)與侏羅系淡水湖沼環(huán)境烴源巖相關(guān)的原油和柴西北區(qū)與古近系—新近系咸水湖相烴源巖相關(guān)的原油具有明顯不同的姥植比，前者該比值基本都大于2.0，代表一種弱氧化—弱還原的沉積環(huán)境，這與該地區(qū)侏羅系烴源巖形成的地質(zhì)背景相吻合，而后者都小于1.0，顯示一種較為還原的沉積環(huán)境，這也與柴西地區(qū)古近系—新近系咸水湖相環(huán)境的地質(zhì)背景一致，表明沉積環(huán)境的氧化還原性和古鹽度高低是控制這兩類原油中姥植比構(gòu)成的主要因素。值得注意的是東坪地區(qū)原油的姥植比介于1.0～1.5，略高于柴西北區(qū)原油，但明顯低于柴北緣地區(qū)冷湖油田原油，這一現(xiàn)象暗示這類原油的烴源巖形成環(huán)境的氧化還原性和古鹽度介于上述兩類原油之間，且應(yīng)該偏向于相對還原和鹽度偏高的沉積環(huán)境。

圖1 本文研究原油樣品在研究區(qū)的平面分布特征Fig.1 Distribution of crude oil samples in the study area of the Qaidam Basin

圖2 所研究不同成因原油樣品中鏈烷烴系列分布特征(m/z 85)，其中IS為內(nèi)標(biāo)化合物(nC21D44)Fig.2 Distribution of chain alkanes in different crude oils from the study area(m/z 85)，IS-internal standard compound (nC21D44)

原油中姥鮫烷和植烷與相鄰正構(gòu)烷烴的比值(Pr/nC17和Ph/nC18)也可以反映其成因和來源，而且不同成因的原油在相關(guān)圖版上會(huì)呈現(xiàn)明顯不同的分布趨勢。就本文所研究原油樣品而言，盡管東坪地區(qū)原油樣品中兩比值明顯低于柴西北區(qū)咸水湖相原油，但它們呈現(xiàn)出的變化趨勢是一致的(圖3)，這一現(xiàn)象暗示著它們之間在成因上是有聯(lián)系的，總體上屬于咸水湖相原油。而柴北緣地區(qū)冷湖油田原油中兩比值明顯偏低，因而它們位于東坪地區(qū)原油和柴西北區(qū)原油的下方，彼此間沒有交集。由此可見，咸水環(huán)境與淡水環(huán)境形成的烴源巖所生原油的Pr/nC17和Ph/nC18比值是存在顯著差異的。

圖3 研究區(qū)不同成因原油中Pr/nC17和Ph/nC18比值關(guān)系圖Fig.3 Plot between Pr/nC17 and Ph/nC18 ratios in different crude oils from the study area

2.2 萜烷系列的分布與組成特征

一般而言，原油中的萜烷類標(biāo)志物包括C14-16倍半萜烷系列、C19-30三環(huán)萜烷系列和C24四環(huán)萜烷、C27-35各種藿烷類化合物和伽馬蠟烷等，在不同成因和來源的原油中各類生物標(biāo)志物具有特定的分布與組成特征，因而它們能提供豐富的地球化學(xué)信息。鑒于所研究的樣品包含了油砂樣品，因低分子量化合物的損失可能影響到其中C14-16倍半萜烷的分布與組成特征，這里對此類標(biāo)志物不予討論。

在所分析的原油樣品中，不同類型原油具有明顯不同的萜烷分布與組成特征。如圖4所示，柴西北區(qū)咸水湖相原油中的三環(huán)萜烷系列的碳數(shù)介于C19-30之間，且C19-26三環(huán)萜烷呈以C23為主峰的近正態(tài)分布，C24四環(huán)萜烷(C24TE)的豐度低于相鄰的C26三環(huán)萜烷(C26T)，其C24TE/C26T比值均小于0.50(表1、圖5a)，顯示咸水環(huán)境以藻類為主要原始生烴母質(zhì)的特點(diǎn)[39-41]。但柴北緣地區(qū)冷湖油田原油則呈現(xiàn)完全不同的分布面貌，其C19-26三環(huán)萜烷系列各成員的相對豐度呈隨碳數(shù)增加而下降的階梯狀分布，且基本缺乏C26+的長鏈三環(huán)萜烷，C24四環(huán)萜烷的相對豐度遠(yuǎn)大于相鄰的C26三環(huán)萜烷，其C24TE/C26T比值介于2.5～3.0(圖5a)，顯示淡水湖沼環(huán)境的特征。東坪地區(qū)的原油中，它們的三環(huán)萜烷系列和四環(huán)萜烷在碳數(shù)組成和分布面貌上與柴西北區(qū)咸水湖相原油的特征較為接近，其C24TE/C26T比值介于0.4～0.7(圖5a)，似乎暗示它們之間在成因和來源上是相近的，它們也可能來源于咸水環(huán)境形成的烴源巖。

在三萜烷分布特征上，柴西北區(qū)咸水湖相原油中以C27-3517α(H)-藿烷系列為主，伽馬蠟烷含量較高，但C29降新藿烷(C29Ts)和重排藿烷(diaC30H)的豐度較低，其C29Ts/C29H和diaC30H/C30H比值分別小于0.3和0.05，而伽馬蠟烷指數(shù)則介于0.5～0.9(圖5b，c，d)，這與咸水、偏堿性的還原環(huán)境不利于新藿烷和重排藿烷的形成，而有利于伽馬蠟烷形成的地質(zhì)背景是一致的[42-44]。盡管在柴北緣地區(qū)冷湖油田原油中也是以C27-3517α(H)-藿烷系列為主，但C29Ts和diaC30H含量中等，伽馬蠟烷含量很低，其C29Ts/C29H和diaC30H/C30H比值分別介于0.4～0.7和0.2～0.4，而伽馬蠟烷指數(shù)小于0.05(圖5b，c，d)，這是該地區(qū)發(fā)育的侏羅系烴源巖形成于淡水湖沼環(huán)境的地質(zhì)背景決定的[17-18,21]。

圖4 研究區(qū)不同成因原油中萜烷類標(biāo)志物的分布特征。其中：:C19-30三環(huán)萜烷系列(C19-30T)；C24TE：C24四環(huán)萜烷；Ts和C29Ts:C27三降和C29降新藿烷；C29H-C35H： C27-3517α(H)-藿烷系列；diaC30H:C30重排藿烷；G:伽馬蠟烷Fig.4 Distributions of C19-30 tricyclictic terpanes，C24 tetracyclic terpane，hopanpoids and gammacerane in different crude oils from the study area. ：C19-30 tricyclictic terpanes, C24TE：C24 tetracyclic terpane, Ts and C29Ts：C27 trinors-and nor-neohopane, C29H-C35H：C27-3517α(H)-hopanes, G：gammacerane

表1 所研究原油中甾烷和各類萜烷生物標(biāo)志物參數(shù)

然而，東坪地區(qū)原油中的三萜類標(biāo)志物的分布面貌十分特殊，主要表現(xiàn)為C27-3517α(H)-藿烷系列豐度較低，而新藿烷(包括Ts和C29Ts)和伽馬蠟烷異常豐富，重排藿烷含量較高，其C29Ts/C29H比值和伽馬蠟烷指數(shù)分別介于1.7～2.0和1.2～3.0，diaC30H/C30H比值介于0.7～0.9(圖5b，c，d)，均明顯高于柴西北區(qū)咸水湖相原油和柴北緣地區(qū)淡水湖相原油而自成一體。顯然，這一分布面貌和組成特征既不同于咸水環(huán)境，也不同于淡水湖沼環(huán)境形成的烴源巖和相關(guān)原油中此類標(biāo)志物的組合特征，這一現(xiàn)象目前還罕見于文獻(xiàn)，因而依據(jù)現(xiàn)有的認(rèn)識很難解釋三萜烷的這一特殊組合。因?yàn)楝F(xiàn)有的研究結(jié)果表明咸水、強(qiáng)還原環(huán)境形成的地質(zhì)樣品富含伽馬蠟烷，但貧重排藿烷和新藿烷[42-43]；而淡水、偏氧化環(huán)境形成的地質(zhì)樣品則相對富含重排藿烷和新藿烷，但貧伽馬蠟烷[44-46]。那么，按照現(xiàn)有認(rèn)識，豐富的伽馬蠟烷和高含量的重排藿烷和新藿烷不應(yīng)該同時(shí)出現(xiàn)在同一地質(zhì)樣品中。換言之，東坪地區(qū)原油中出現(xiàn)了與現(xiàn)有認(rèn)知相矛盾的三萜烷組合，這是一個(gè)有趣的地球化學(xué)現(xiàn)象，值得關(guān)注。

圖5 研究區(qū)不同成因類型原油中萜烷參數(shù)間的關(guān)系Fig.5 The relationship between different terpane parameters in different crude oils from the study area

2.3 甾烷系列的分布與組成特征

C27-29甾烷的分布與組成特征不僅與原始生烴母質(zhì)關(guān)系密切，而且還受控于沉積環(huán)境的性質(zhì)如水體古鹽度的高低和氧化還原性及烴源巖的巖性，其異構(gòu)體比值還能判斷原油的成熟度。一般而言，C27和C28甾烷主要來源于低等生物藻類，而C29甾烷與陸源有機(jī)質(zhì)有關(guān)[47-48]。此外，高鹽度、強(qiáng)還原的沉積環(huán)境中形成的烴源巖與所生原油常貧重排甾烷，而淡水、偏氧化的沉積環(huán)境形成的烴源巖與所生原油常明顯富含重排甾烷[49-50]。

本文所研究原油中的甾烷分布與組成特征差異較大，如圖6所示，柴北緣地區(qū)冷湖油田原油中C29甾烷的豐度明顯高于C27甾烷，其C27R/C29R和 C28R/C29R比值大多介于0.1～0.4，且重排甾烷的含量明顯偏高，C27和C29重排甾烷與規(guī)則甾烷的比值分別介于0.5～0.8和0.6～1.0(圖7)，這與它們來源于該地區(qū)發(fā)育的侏羅系淡水湖沼相烴源巖的地質(zhì)背景相吻合，因?yàn)檫@樣的沉積環(huán)境才有利于重排甾烷的形成[4,6-7,17-18,21-22]；而柴西北區(qū)相關(guān)油田的原油中則明顯富含C27甾烷，C29甾烷含量相對較低，其C27R/C29R和 C28R/C29R比值大多介于1.0～2.0和0.8～1.2，且重排甾烷含量很低，C27和C29重排甾烷與規(guī)則甾烷的比值均小于0.20(圖7)，顯然這一特征是由這些原油來源于該地區(qū)發(fā)育的咸水湖相烴源巖決定的，因?yàn)檫@樣的沉積環(huán)境不利于重排甾烷的形成[14,25-28,32-34]。

東坪地區(qū)原油的甾烷分布特征則較為特殊，如它們的C27和C28甾烷的豐度小于或與C29甾烷的豐度相當(dāng)，其C27R/C29R和 C28R/C29R比值介于0.4～0.7(圖7b)，這一比值較柴北緣地區(qū)冷湖油田的淡水湖相原油高，但又明顯低于柴西北區(qū)咸水湖相原油，由此表明低等生物藻類也是此類原油的重要原始生烴母質(zhì)，但其重要程度則介于柴西北區(qū)原油與柴北緣地區(qū)原油之間。而較為特殊的是東坪地區(qū)此類原油中明顯富含重排甾烷，其C27和C29重排甾烷與相應(yīng)規(guī)則甾烷的比值介于0.5～0.6和0.6～1.2，這與柴北緣地區(qū)冷湖油田的原油相當(dāng)，但明顯高于柴西北區(qū)咸水湖相原油(圖7a)，這與其富含伽馬蠟烷的現(xiàn)象顯然是矛盾的。

按照現(xiàn)有的認(rèn)識，高伽馬蠟烷的咸水環(huán)境形成的烴源巖及相關(guān)原油應(yīng)該貧重排甾烷、重排藿烷和新藿烷，如柴西地區(qū)的咸水湖相原油[25-27,32]，而貧伽馬蠟烷的淡水湖沼環(huán)境形成的烴源巖和相關(guān)原油則富含重排甾烷、重排藿烷和新藿烷，如柴北緣地區(qū)冷湖構(gòu)造帶上的淡水湖沼相原油[16-18,24]。但東坪地區(qū)原油中出現(xiàn)了高含量的重排甾烷、重排藿烷和新藿烷與豐富的伽馬蠟烷并存的“異?！钡厍蚧瘜W(xué)現(xiàn)象，這在地質(zhì)樣品中十分罕見，目前還罕見于文獻(xiàn)。那么，原油中出現(xiàn)如此特殊的生物標(biāo)志物組合究竟是不同成因類型原油之間的混合所致，還是代表了一種目前還未被認(rèn)識的客觀地球化學(xué)現(xiàn)象，這是值得探究的。

圖6 研究區(qū)不同成因類型原油中甾烷系列的分布特征(“”者為重排甾烷)Fig.6 Distributions of steranes in different crude oils from the study area(“”—diasteranes)

圖7 研究區(qū)不同成因類型原油中重排甾烷組成(a)和甾烷碳數(shù)組成(b)關(guān)系圖Fig.7 Plots between the relative compositions of C27 and C29 diasteranes (a) and the carbon number of C27-29 steranes (b) in different crude oils from the study area

3 東坪地區(qū)原油成因與來源分析

3.1 重排類標(biāo)志物與成熟度間的關(guān)系

原油中重排甾烷的含量不但受烴源巖的沉積有機(jī)相帶和巖性控制，同時(shí)也受有機(jī)質(zhì)成熟度的影響，來源相近的原油中重排甾烷的相對豐度隨成熟度升高而增加。C29甾烷異構(gòu)體比值是衡量原油成熟度常用指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果表明柴西北區(qū)相關(guān)油田的咸水湖相原油其C2920S/20S+20R比值大多小于0.40，基本屬于低成熟油。而南翼山油田的少數(shù)原油中該比值大于0.50，如南淺11-11和南10井原油，顯示屬于成熟原油。柴北緣地區(qū)冷湖油田的原油和東坪地區(qū)原油中該比值都大于0.40，表明這些原油均屬于成熟原油。那么，東坪地區(qū)原油中十分豐富的新藿烷、重排藿烷和重排甾烷是否與其成熟度偏高有關(guān)呢？

如圖8所示，在C2920S/20S+20R比值與相關(guān)標(biāo)志物相對組成(C27重排甾烷/規(guī)則甾烷、Ts/Tm、diaC30H/C30H和C29Ts/C29H)間的關(guān)系圖上并沒有呈現(xiàn)出明顯的相關(guān)性。如東坪地區(qū)原油與柴北緣地區(qū)冷湖油田原油中重排甾烷的含量是相近的，因而它們相聚成類，但與柴西北區(qū)重排甾烷明顯偏低的咸水湖相原油存在本質(zhì)區(qū)別(圖8a)，這與成熟度的不同似乎沒有內(nèi)在聯(lián)系。在重排藿烷和新藿烷相對含量上，東坪地區(qū)原油不但高于柴北緣地區(qū)冷湖油田淡水湖沼相原油，更是遠(yuǎn)高于柴西北區(qū)咸水湖相原油，因而它們分布在圖的上方(圖8b，c，d)，顯然這一差異也與成熟度相對高低無關(guān)。換言之，東坪地區(qū)原油中新藿烷和重排藿烷異常豐富這一現(xiàn)象應(yīng)該是一個(gè)與其成熟度相對高低無關(guān)的客觀地球化學(xué)現(xiàn)象，這可能與原油的成因有關(guān)。

當(dāng)然，仔細(xì)比較可以發(fā)現(xiàn)柴西北區(qū)不同油田原油中新藿烷和重排藿烷相對豐度的變化與成熟度之間是存在明顯正相關(guān)性的，而且不同化合物與成熟度間的相關(guān)關(guān)系也是不同的，如新藿烷相對組成與成熟度之間呈線性關(guān)系，而重排藿烷相對組成與成熟度間則呈指數(shù)關(guān)系，這也佐證了相近來源的原油中新藿烷和重排藿烷的相對豐度變化可以反映其成熟度的高低。但東坪地區(qū)原油的數(shù)據(jù)點(diǎn)均不在柴西北區(qū)咸水湖相原油相關(guān)性的趨勢線上，表明它們的來源不盡相同。

3.2 特殊甾、萜烷組合與不同成因原油間的關(guān)系

眾所周知，柴達(dá)木盆地主要存在兩類原油，其一分布在柴北緣地區(qū)，它們來源于該地區(qū)發(fā)育的侏羅系淡水湖沼相烴源巖，相關(guān)原油所呈現(xiàn)出來的生物標(biāo)志物組合特征與冷湖油田原油一致，表現(xiàn)為低伽馬蠟烷和中等含量新藿烷、重排藿烷和重排甾烷[16-18,24]；其二分布在柴西地區(qū)，它們來源于該地區(qū)發(fā)育的古近系—新近系咸水—鹽湖環(huán)境形成的烴源巖，相關(guān)原油具有高鹽環(huán)境所特有的生物標(biāo)志物組合特征，如伽馬蠟烷含量高，而重排類標(biāo)志物和新藿烷含量明顯偏低[25-27,32-33]，這在柴西北區(qū)相關(guān)油田原油中得到了證實(shí)。那么，東坪地區(qū)原油中出現(xiàn)的特殊生物標(biāo)志物組合是不是研究區(qū)不同成因和來源的原油混合所致呢？

圖8 研究區(qū)不同類型原油中C29 20S/20S+20R與重排甾烷(a)、C27和C29 新藿烷(b、c)和重排藿烷(d)相對組成間的關(guān)系Fig.8 The relationship between C29 20S/20S+20R and C27 rearranged steranes/regular steranes (a), Ts/Tm(b), C29Ts/C29H(c), and diaC30H (d) in different crude oils from study area

顯然，如果東坪地區(qū)的原油是柴西地區(qū)咸水湖相原油和柴北緣地區(qū)淡水湖沼相原油之間的混源油，那么在相關(guān)生物標(biāo)志物組成特征的關(guān)系圖上它們應(yīng)該分布在這兩個(gè)端元油之間。但實(shí)際情況恰好相反，此類原油并不處于兩個(gè)端元油之間，且在大多數(shù)情況下相關(guān)生物標(biāo)志物的組成特征遠(yuǎn)高于這兩個(gè)端元油而自成一體(圖5b，c，d、圖7a、圖8a～d)，即它不可能是柴西北區(qū)咸水湖相原油和柴北緣地區(qū)淡水湖沼相原油之間的混源油。

甾藿比(C27-29重排甾烷+規(guī)則甾烷/C27-35藿烷+新藿烷和重排藿烷)是一個(gè)反映真核生物和原核生物細(xì)菌相對貢獻(xiàn)的指標(biāo)。在所分析的不同類型原油中，柴北緣地區(qū)冷湖油田淡水湖沼相原油中該比值介于0.3～0.5，表明原核生物細(xì)菌的貢獻(xiàn)明顯大于真核生物，而柴西北區(qū)咸水湖相原油中該比值則介于2.0～4.0，顯示真核生物的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)高于原核生物細(xì)菌的貢獻(xiàn)，這與淡水湖沼環(huán)境和咸水湖相環(huán)境中原始生烴母質(zhì)的構(gòu)成是一致的。但值得注意的是東坪地區(qū)原油中這一比值僅在0.2～0.4，與柴北緣地區(qū)的淡水湖沼相原油相近，這與高伽馬蠟烷指數(shù)所代表的咸水環(huán)境中的原始生源構(gòu)成并不吻合，顯然用柴西北區(qū)咸水湖相原油與柴北緣地區(qū)淡水湖沼相原油發(fā)生混合也無法解釋這一現(xiàn)象。由此可見，這一系列特殊甾、萜烷組合清楚地表明東坪地區(qū)的原油不可能是柴西北區(qū)咸水湖相原油和柴北緣地區(qū)淡水湖沼相原油之間的混源油，它們應(yīng)該有自身獨(dú)立的來源。

3.3 生物標(biāo)志物特殊組合與沉積環(huán)境間的關(guān)系

按照現(xiàn)有的認(rèn)識，豐富的重排甾烷、重排藿烷和新藿烷系列大多出現(xiàn)在淡水湖沼環(huán)境形成的烴源巖和相關(guān)原油中，這也是由這些生物標(biāo)志物的形成需要偏氧化沉積—成巖環(huán)境和偏酸性的介質(zhì)條件以及黏土礦物的催化作用決定的，而與高鹽度水體相伴隨的強(qiáng)還原環(huán)境和偏堿性的介質(zhì)條件是不利于此類標(biāo)志物形成的，但此時(shí)會(huì)出現(xiàn)豐度較高的伽馬蠟烷[42-46]。那么，如何解釋東坪地區(qū)原油所呈現(xiàn)出的特殊甾、萜烷組合？

姥植比(Pr/Ph)是一個(gè)常用的反映沉積環(huán)境氧化還原性的指標(biāo)，在正常情況下，它與伽馬蠟烷指數(shù)之間呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)性[51]，而與新藿烷、重排藿烷和重排甾烷相對組成之間正相關(guān)[45-46,49]。但柴達(dá)木盆地不同類型原油中相關(guān)生物標(biāo)志物參數(shù)與姥植比間的關(guān)系較為復(fù)雜，它們之間的關(guān)系基本都不是簡單的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)那么簡單，而大多呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的“三角”關(guān)系(圖9)，這也從一個(gè)側(cè)面說明東坪地區(qū)具有特殊甾、萜烷組合的原油應(yīng)該具有自身獨(dú)立的來源。上述現(xiàn)象揭示出影響地質(zhì)樣品中相關(guān)生物標(biāo)志物相對組成的因素可能遠(yuǎn)較人們以往的認(rèn)識來得復(fù)雜，只是有些地球化學(xué)現(xiàn)象由于受到鉆遇地層和研究程度的限制還未被人們認(rèn)識，但它們是客觀存在的。

圖9 研究區(qū)不同類型原油中Pr/Ph與相關(guān)甾、萜烷參數(shù)間的關(guān)系Fig.9 The plots between Pr/Ph and related steranes and triterpanes parameters in different crude oils from study area

無獨(dú)有偶，筆者在研究蘇北盆地古近系泥頁巖資源量時(shí)曾在古新統(tǒng)阜四段下部湖相烴源巖中遇到過類似的生物標(biāo)志物組合，這些烴源巖也呈現(xiàn)出重排藿烷、新藿烷和重排甾烷與伽馬蠟烷均十分豐富的現(xiàn)象*包建平，朱翠山，等. 蘇北盆地泥頁巖系統(tǒng)資源量計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)研究[R]. 長江大學(xué)與江蘇油田地質(zhì)科學(xué)研究院，2013，內(nèi)部報(bào)告，可見在一定的地質(zhì)條件下是可以形成這一特殊生物標(biāo)志物組合的，盡管目前還不清楚其內(nèi)在原因。由此可見，東坪地區(qū)具有特殊甾、萜烷組合的原油是柴達(dá)木盆地一個(gè)新的原油類型，高含量伽馬蠟烷表明這類原油與咸水環(huán)境形成的烴源巖有關(guān)，而伴隨有豐富的重排類標(biāo)志物和新藿烷這一現(xiàn)象可能暗示一種偏酸性的沉積—成巖條件，即這類原油可能來源于偏酸性的咸水環(huán)境形成的烴源巖，這與柴西地區(qū)偏堿性的咸水湖相環(huán)境是有區(qū)別的。

從區(qū)域構(gòu)造位置和地質(zhì)特征上看，東坪地區(qū)為阿爾金山前的一個(gè)鼻狀隆起，盡管附近有侏羅系和新生界沉積地層，但厚度小，埋深淺，目前仍處于未成熟階段，不具備生烴和供烴的石油地質(zhì)條件[36]。東坪地區(qū)的西南與發(fā)育有古近系—新近系咸水湖相烴源巖的區(qū)域相鄰，而東南側(cè)的坪東—一里坪凹陷則殘留有侏羅系淡水湖沼相烴源巖[36]，因此從供烴的角度判斷東坪地區(qū)是一個(gè)有利油氣聚集的場所。氣源對比結(jié)果表明該地區(qū)的天然氣主要來源于坪東一里坪凹陷中發(fā)育的侏羅系淡水湖沼相烴源巖[35-36]，而具有特殊生物標(biāo)志物組合特征的原油可能來源于其西南發(fā)育有古近系—新近系咸水湖相烴源巖的烴源灶。此外，新發(fā)現(xiàn)原油在研究區(qū)的分布明顯較其它成因類型的原油局限，推測其烴源巖的分布區(qū)域可能也十分有限，這可能與特有的生物標(biāo)志物組合需要特定的沉積—成巖條件有關(guān)。

4 結(jié)論

東坪地區(qū)古近系路樂河組儲(chǔ)層所產(chǎn)原油的Pr/Ph比介于1.0～1.5，小于柴北緣地區(qū)淡水湖沼相原油(Pr/Ph=2.0～5.0)，但高于柴西北區(qū)咸水湖相原油(Pr/Ph<1.0)，在Pr/nC17與Ph/nC18關(guān)系圖中東坪地區(qū)原油與柴西北區(qū)咸水湖相原油更為接近，總體上呈現(xiàn)咸水湖相原油的特征。但是，東坪地區(qū)原油存在特殊的甾、萜烷組合，主要表現(xiàn)為豐富的伽馬蠟烷(伽馬蠟烷指數(shù)大于1.0)與高含量的新藿烷(C29Ts/C29H>1.5)、重排藿烷(diaC30H/C30H>0.7)和重排甾烷(C27重排甾烷/規(guī)則甾烷>0.4)同時(shí)并存，這一現(xiàn)象目前罕見于文獻(xiàn)，因而無法從現(xiàn)有生物標(biāo)志物地球化學(xué)知識中得到合理解釋。研究區(qū)不同類型原油之間的系統(tǒng)對比結(jié)果表明這一特殊甾、萜烷組合是一個(gè)客觀存在的地球化學(xué)現(xiàn)象，而不是源于不同類型原油之間的混合。因此，東坪地區(qū)原油是柴達(dá)木盆地一個(gè)新的原油類型，具有獨(dú)立的來源，推測可能與偏酸性的咸水環(huán)境形成的烴源巖有關(guān)。