地表油氣地球化學(xué)技術(shù)在油砂勘探中的應(yīng)用:以松遼盆地西斜坡小太平山為例

仝立華, 郝國麗, 楊孝杰, 邰文超, 李鋒,徐銀波, 劉軼松, 王潔寧

1.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京100083;2.中國地質(zhì)調(diào)查局非常規(guī)油氣地質(zhì)重點實驗室，北京100083;3.吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，長春130061；4.中化地質(zhì)礦山總局吉林地質(zhì)勘查院，長春130033;5.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心和中化地質(zhì)礦山總局油砂地質(zhì)調(diào)查與技術(shù)研發(fā)實驗室, 長春130033;6.中國珠寶玉石首飾行業(yè)協(xié)會，北京100013

0 引言

油砂作為石油和天然氣重要的替代能源，是中國油氣資源重要的戰(zhàn)略補充之一[1-3]。油砂屬非常規(guī)油氣資源，是指出露地表或近地表，包含有烴類的沉積巖，油砂中所含的烴類物質(zhì)，包括重油、固體瀝青及輕質(zhì)油等，且烴類的含量(含油率)不低于3%[1,4-6]。松遼盆地西部斜坡帶是中國重要的油砂成礦區(qū)域，油砂資源潛力較大[7-9]，據(jù)全國油砂資源評價結(jié)果顯示，松遼盆地西部斜坡帶油砂分布面積近1 700 km2，油砂油地質(zhì)資源量約為4.75×108t[1]。由于區(qū)內(nèi)絕大部分油砂未出露地表，受地質(zhì)特征、勘探手段和經(jīng)濟(jì)成本等條件的制約，探明的資源量十分有限，2002—2013年內(nèi)僅在圖牧吉和西北溝兩處開展了油砂詳查工作，探明面積僅約100 km2[10-11]。因此，尋求一種適合松遼盆地斜坡帶隱伏油砂礦體的高效、經(jīng)濟(jì)的勘探方法，對進(jìn)一步查明優(yōu)質(zhì)油砂的分布特征和準(zhǔn)確評價資源潛力具有重要的指導(dǎo)意義。

石油和天然氣地球化學(xué)勘查簡稱油氣化探，是通過地球化學(xué)方法從土壤 、巖石等介質(zhì)中檢測烴類及其伴生物和蝕變產(chǎn)物，預(yù)測盆地的含油氣遠(yuǎn)景，指出油氣聚集趨勢或范圍，提供探井部署建議的一種勘查技術(shù)[12-15]。油氣化探常用的勘查方法有烴類檢測法和間接指標(biāo)法兩類。烴類是探測地下油氣的直接指標(biāo)，烴類測量法是油氣化探方法體系的基本手段。在自然條件下，地表沉積介質(zhì)對由地下油氣藏遷移上來的烴氣有天然的吸附效應(yīng)，因此通過酸萃取技術(shù)脫附沉積物中的吸附烴，可得到更為準(zhǔn)確的深部有效信息[16]。間接指標(biāo)法常見有蝕變碳酸鹽(ΔC)法和熱蝕汞(RHg)法等，其與烴類在油氣藏上升遷移中發(fā)生的生物-物理-化學(xué)蝕變有關(guān)，是油氣化探的重要依據(jù)，蝕變碳酸鹽(ΔC)法和熱蝕汞(RHg)法被納入油氣化探綜合方法序列[16-18]。筆者基于化探調(diào)查方法，通過采集地表土壤樣品和分析處理酸解烴、蝕變碳酸鹽和熱蝕汞等地球化學(xué)指標(biāo)，并結(jié)合地質(zhì)背景和鉆探成果，論述該方法在松遼盆地西斜坡小太平山地區(qū)油砂勘查工作中的應(yīng)用效果。

1 地質(zhì)概況

本次研究區(qū)所在的西部斜坡帶是松遼盆地北部的一級構(gòu)造單元，整體上西部斜坡區(qū)構(gòu)造平緩，構(gòu)造格局和演化與加拿大阿爾伯塔盆地東部類似，前人的大量研究顯示，西斜坡地區(qū)的油源來自中央坳陷區(qū)(主要為齊家—古龍凹陷)上白堊統(tǒng)青山口組和嫩江組湖相泥巖，經(jīng)長距離運移過程中不斷稠化而形成油砂[19-20]。西部斜坡區(qū)油砂資源主要分布在南部地區(qū)，目前已發(fā)現(xiàn)有圖牧吉和西北溝油砂礦等，主力目的層為上白堊統(tǒng)姚家組，本次調(diào)查區(qū)所在的小太平山地區(qū)位于二者東南，具有較好的勘探前景。

小太平山地區(qū)油砂產(chǎn)出層位為上白堊統(tǒng)姚家組，據(jù)鄰區(qū)資料顯示，該區(qū)姚家組頂面構(gòu)造形態(tài)為東傾的單斜，構(gòu)造上發(fā)育一條北東向延伸的逆斷層，斷層傾角約70°，普遍斷穿層位姚家組，局部斷穿層位白堊系至新近系，其上盤一側(cè)發(fā)育了沿斷層展布的一系列構(gòu)造圈閉，為油砂的富集成礦提供了有利條件。區(qū)內(nèi)姚家組儲層為一套以細(xì)砂巖為主的沉積組合，巖性多為長石細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)細(xì)砂巖。儲層埋深較淺，成巖作用較差且膠結(jié)較疏松，根據(jù)已有資料該區(qū)姚家組儲層平均孔隙度為35.3%，平均滲透率為5.1 μm2，屬高孔高滲儲層[21]。

2 樣品采集與測試方法

2.1 室內(nèi)布點

采樣點的布局通常根據(jù)油氣化探測量階段的工作任務(wù)與要求，結(jié)合調(diào)查區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造特征和含油氣圈閉特點進(jìn)行設(shè)計。本次調(diào)查區(qū)處于松遼盆地邊部的斜坡區(qū)，具有少量的油氣工作基礎(chǔ)，但該區(qū)油砂調(diào)查程度較低?；趨^(qū)內(nèi)研究程度和現(xiàn)有資料，本次土壤測量工作網(wǎng)度的線點網(wǎng)度為1 000 m×1 000 m，測線方向為NW45°(圖1)，垂直于構(gòu)造線方向。

圖1 地表土壤采集區(qū)位置示意圖Fig.1 Location of surface soil samples collection area

2.2 土壤測量野外采集方法

采樣點設(shè)計的準(zhǔn)確性是化探工作精度的保證，在1∶5萬化探手圖上布置測網(wǎng)，野外采用手持GPS定位。在采樣過程中，點位一般不允許移動，若設(shè)計點位不具備采樣條件時，可移動采樣點，移動距離不超過點距的1/10，若超過1/10，則修改設(shè)計點， 并注明移點的原因。 采樣定點誤差不超過70 m。

出隊前制作好采樣記錄卡，記錄采樣點位、點號、取樣深度和樣品性質(zhì)等描述記錄工作。

采樣介質(zhì)土壤為黏土、亞黏土或亞沙土，區(qū)內(nèi)第四系覆蓋較厚，取樣深度取1.0～2.0 m，一般在地形低佳、沼澤化比較明顯的地區(qū)，可適當(dāng)加深。野外采集過程中采用洛陽鏟取出土壤，取樣時應(yīng)采集鏟槽中心部位的新鮮土壤樣品，避免鏟內(nèi)邊緣表土的混入，保證后續(xù)測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。按分析項目要求取全、取夠樣量，現(xiàn)場用雙層密封的鋁箔袋包裝，寫好標(biāo)簽，清點與驗收后及時送至實驗室進(jìn)行樣品加工和分析測試。

野外工作期間各項工作嚴(yán)格執(zhí)行三級質(zhì)量管理制度，野外工作結(jié)束后，參照中國地質(zhì)調(diào)查局項目管理辦法和質(zhì)量體系管理要求，對野外工作完成效果進(jìn)行驗收審查，確保野外工作質(zhì)量。

根據(jù)上述工作方法，依托中國地質(zhì)調(diào)查局能源礦產(chǎn)地質(zhì)調(diào)查項目，在研究區(qū)實施了土壤地球化學(xué)測量985 km2，測量網(wǎng)度1 000 m×1 000 m，采集樣品1 088件，其中原點樣品974件，密碼樣、重復(fù)樣40件。

2.3 分析測試方法

油氣化探是一項通過調(diào)查地質(zhì)產(chǎn)物中的含量水平和空間展布特征，揭示地質(zhì)過程，從而解決礦產(chǎn)勘查問題的技術(shù)方法[16]。在這個過程中，微量組份的測試分析就是獲取各種指標(biāo)信息的直接途徑，因此，樣品的分析測試方法的規(guī)范性和準(zhǔn)確性對于異常識別和各指標(biāo)的綜合運用尤為重要。

2.3.1 酸解烴測定

酸解烴是指樣品中能夠被濃度為1∶6的鹽酸溶液分解的烴類物質(zhì)[22]。試驗樣品測試前，野外采集的樣品須在陰涼通風(fēng)的室內(nèi)陰干，碎樣過40目篩，經(jīng)混合縮分后取不少于160 g裝于密封袋內(nèi)供測試使用。酸解烴測定方法為在真空和水浴恒溫40℃條件下，樣品經(jīng)鹽酸分解，釋放出來的氣體經(jīng)堿液吸收去除二氧化碳，剩余氣體驅(qū)趕至量氣管以計算所脫出氣體的體積并保存在密封容器中。對氣相色譜儀設(shè)備進(jìn)行必要的標(biāo)準(zhǔn)氣校準(zhǔn)后，將一定量所脫出的氣體注入色譜儀，進(jìn)行色譜測定， 用外標(biāo)法進(jìn)行定量計算含量， 組份含量單位為μL /kg。

2.3.2 蝕變碳酸鹽測定

蝕變碳酸鹽(ΔC)是指樣品中由烴氧化成的二氧化碳與其中某些鹽類及水發(fā)生作用，生成一種分解溫度為500℃～600℃之間的碳酸鹽[23]。蝕變碳酸鹽(ΔC)測定方法為將試樣放入氧化爐中在500℃(±1℃)條件下通氧氣，氧化過程除去有機物和低溫分解碳酸鹽。隨后在分解爐中600℃(±1℃)條件下進(jìn)行分解，釋放出的二氧化碳用紅外線氣體分析儀測試測定。用工作曲線法進(jìn)行含量計算，組份含量單位為%或10-2。

2.3.3 熱蝕汞測定

熱蝕汞是指樣品在250℃(±1℃)的恒溫爐中加熱釋放出來的汞，主要是有機汞、金屬汞和氯化汞[24]。試驗樣品測試前，野外采集的樣品須在陰涼通風(fēng)的室內(nèi)陰干，碎樣過200目篩，經(jīng)混合縮分后取不少于20 g裝于密封袋內(nèi)供測試使用。熱蝕汞測定方法為樣品在 250℃(±1℃)條件下恒溫加熱，熱蝕時間6 min，釋放出的汞用金絲捕汞管捕集，形成的金汞齊在 850 ℃(±20℃)高溫爐中分解，釋放出的汞用測汞儀測定，組份含量單位為10-9。

本次土壤樣品的酸解烴、蝕變碳酸鹽和熱釋汞的分析測試工作由中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所實驗研究中心完成，樣品精密度合格率為100%。

3 地球化學(xué)指標(biāo)及異常分析

3.1 地球化學(xué)指標(biāo)

土壤樣品的地球化學(xué)測試分析結(jié)果顯示，甲烷/總烴>75%樣品個數(shù)為943件，滿足甲烷/乙烷>20%樣品個數(shù)為965件，滿足丙烷/甲烷>15%樣品個數(shù)為904件。據(jù)統(tǒng)計已知以油為主的油田iC4/nC4在0.6～0.9之間[25]，小太平山地區(qū)絕大多數(shù)烴類異常均在0.58～0.94范圍內(nèi)，指示地面土壤的烴類異常與地下油砂的烴類逸散存在關(guān)聯(lián)。

由表1可見，甲烷與乙烷、丙烷、異丁烷和正丁烷的指標(biāo)相關(guān)性較好，其中與乙烷和丙烷的指標(biāo)間相關(guān)系數(shù)在0.961，以上表明甲烷主要來源于地下油砂礦藏，與乙烷、丙烷、異丁烷和正丁烷等烴類指標(biāo)屬同一個母體，可以排除地表干擾。蝕變碳酸鹽(以下簡稱“ΔC”)與烴類各指標(biāo)間屬典型正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)在0.356以上，其中與乙烷相關(guān)性最好，相關(guān)系數(shù)為0.400，表明ΔC與烴類在成因機制上有內(nèi)在相互關(guān)系，同時說明ΔC來源于深部油砂礦藏。熱蝕汞(以下簡稱“RHg” )與烴類等指標(biāo)均無明顯相關(guān)性，表明烴類與其他指標(biāo)在成因機制和地球化學(xué)分布特征上不同。

表1 松遼盆地西斜坡小太平山地區(qū)土壤樣品主要組分相關(guān)性系數(shù)

Table 1 Correlation coefficient of principal components in soil samples, Xiaotaipingshan area in western slopeof Songliao Basin

C1C2C3iC4nC4iC5nC5ΔCRHg甲烷(C1)1.000乙烷(C2)0.9801.000丙烷(C3)0.9610.9811.000異丁烷(iC4)0.7520.7720.7831.000正丁烷(nC4)0.7520.7780.7980.9031.000異戊烷(iC5)0.1350.1510.1790.1810.1711.000正戊烷(nC5)0.1300.1520.1730.2740.2910.2771.000ΔC0.3830.4000.3960.3570.3630.0330.0361.000RHg0.0670.0800.0710.0520.0600.0270.0110.0211.000

注：酸解烴的含量測定單位為 μL /kg；蝕變碳酸鹽的含量測定單位為10-2；熱釋汞的含量測定單位為10-9。

3.2 異常下限值的確定

數(shù)據(jù)處理是化探工作的重要環(huán)節(jié)，從數(shù)據(jù)總體中尋找化探指標(biāo)的區(qū)域背景值和異常下限值是油氣化探數(shù)據(jù)處理的首要任務(wù)。在數(shù)據(jù)總體服從正態(tài)分布的條件下，用數(shù)據(jù)總體的平均值代表化探指標(biāo)的背景值，用平均值加上n倍(整數(shù)或小數(shù))標(biāo)準(zhǔn)離差作為異常下限值。計算過程大致如下：對測試結(jié)果數(shù)據(jù)求算術(shù)平均值，分別以6倍、5倍、4倍、3倍算術(shù)平均值作為特高值的下限進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，大于特高值下限的數(shù)據(jù)采用算術(shù)平均值代替。對處理特高值后的數(shù)據(jù)求均值(背景值)和均方差，將均值加上一倍的標(biāo)準(zhǔn)離差作為該指標(biāo)的異常下限值。將異常下限的1、2、3、4倍視為異常濃度等級，作為提取和圈定綜合異常區(qū)的依據(jù)。

選取C2+(C2- C4)的組份總和作為重?zé)N指標(biāo)，重?zé)N最大值為111.07 μL /kg，最小值為0.00 μL /kg，平均值為6.62 μL /kg，標(biāo)準(zhǔn)離差為8.05 μL /kg，變異系數(shù)為1.22，指標(biāo)值相對于均值呈兩級分化趨勢。采用全區(qū)所有數(shù)據(jù)，統(tǒng)計計算時迭代剔除高值點后求其平均值和標(biāo)準(zhǔn)離差，基本按均值加上一倍的標(biāo)準(zhǔn)離差作為該指標(biāo)的異常下限值，計算后得出重?zé)N的異常下限為9.65 μL /kg(圖2a)。ΔC的平均值為0.59×10-2，標(biāo)準(zhǔn)離差為0.35×10-2，變異系數(shù)為0.59。數(shù)據(jù)多集中在均值附近，離散程度較小，數(shù)據(jù)符合似正太分布規(guī)律。數(shù)理統(tǒng)計之后，ΔC的異常下限為0.898×10-2(圖2b)。RHg的平均值為5.47×10-9，標(biāo)準(zhǔn)離差為2.45×10-9，變異系數(shù)為0.45。數(shù)據(jù)集中在均值附近，且存在一定的離散程度。數(shù)理統(tǒng)計之后，RHg的異常下限為7.72×10-9(圖2c)。

a.重?zé)N；b.蝕變碳酸鹽；c.熱蝕汞。圖2 松遼盆地西斜坡小太平山地區(qū)地表土壤地球化學(xué)異常濃度分布圖Fig.2 Distribution map of soil geochemical anomaly concentration in Xiaotaipingshan area in western slope of Songliao Basin

3.3 異常特征與異常區(qū)優(yōu)選

通過分析重?zé)N、ΔC、RHg的測量結(jié)果指標(biāo)進(jìn)行解釋發(fā)現(xiàn)，重?zé)N異常呈環(huán)狀、似環(huán)狀、帶狀和塊狀等形態(tài)，ΔC呈似環(huán)狀、片狀和塊狀，RHg異常多呈由單個塊狀組成的環(huán)狀和似環(huán)狀等，多種異常吻合度較好(圖2)，指示異常的形成與深部油砂礦藏的影響有關(guān)。因此，烴類異常的分布特征研究，對于縮小油砂調(diào)查區(qū)范圍和提供鉆探目標(biāo)有重要的指示意義。

前人對松遼盆地西斜坡油砂化探異常與油砂地質(zhì)特征對比，重?zé)N異常特征與油砂分布情況配比性較好[10]。區(qū)內(nèi)重?zé)N異常顯示豐富，異常多呈環(huán)狀、似環(huán)狀、帶狀和港灣狀等集中于F1斷層兩側(cè)分布。其中套保至小太平山一線重?zé)N異常濃度較高，重?zé)N異常值最高為42.29 μL /kg，最低為1.64 μL /kg，平均值為15.15 μL /kg，平面上各單塊異常組合形態(tài)呈圓環(huán)狀分布；長山堡周邊重?zé)N異常沿F1斷層北側(cè)呈帶狀分布，重?zé)N異常值最高為28.20 μL /kg，最低為0.39 μL /kg，平均值為12.53 μL /kg；工區(qū)西側(cè)的波力營子附近形成港灣狀重?zé)N異常，異常值最高為32.82 μL /kg，最低為0.24 μL /kg，平均值為8.19 μL /kg。區(qū)內(nèi)ΔC異常呈半環(huán)狀或塊狀，分布在F1斷層?xùn)|西兩側(cè)，小太平山附近形成半環(huán)狀，異常值最高為1.67×10-2，最低為0.23×10-2，平均值為0.76×10-2；長山堡以西出現(xiàn)連片異常區(qū)，異常值最高為1.92×10-2，最低為0.21×10-2，平均值為0.80×10-2；波力營子附近形成似環(huán)狀ΔC異常，異常值最高為2.46×10-2，最低為0.29×10-2，平均值為0.84×10-2。RHg異常分布范圍廣泛，異常值波動平穩(wěn)，形態(tài)上表現(xiàn)為由多個單獨塊狀異常組成的似環(huán)狀異常組合。

結(jié)合區(qū)內(nèi)以巖性-構(gòu)造為主的油砂成藏類型[8,21, 26-28]，推斷區(qū)內(nèi)油砂形成的烴類異常為環(huán)狀、半環(huán)狀和頂置異常。通過對研究區(qū)酸解烴、ΔC等異常特征分析，識別出該區(qū)有3個明顯的異常區(qū)，分別為小太平山異常區(qū)、長山堡異常區(qū)和波力營子異常區(qū)。其中小太平山和長山堡異常區(qū)位于F1斷層?xùn)|側(cè)，是油砂成藏的有利部位，特別是小太平山異常區(qū)內(nèi)的重?zé)N、ΔC和RHg呈套合環(huán)狀異常，綜合異常與構(gòu)造特征匹配性良好，是一類異常區(qū)，預(yù)測部署鉆探成功率較高。長山堡異常區(qū)位于化探區(qū)北部，該異常區(qū)內(nèi)的重?zé)N異常呈條帶狀緊鄰斷層北側(cè)分布，ΔC呈帶狀或似環(huán)狀與重?zé)N異常具一定的匹配性，通過現(xiàn)有資料預(yù)測該區(qū)存在油砂成藏的優(yōu)勢構(gòu)造，因埋深略大具一定的鉆探風(fēng)險性，為二類異常區(qū)。波力營子異常區(qū)內(nèi)重?zé)N異常濃度值較高，呈港灣狀，但該區(qū)各異常間的匹配關(guān)系一般，且位于F1斷層西側(cè)，遠(yuǎn)離優(yōu)勢構(gòu)造部位，不具備較好油砂成藏條件，鉆探風(fēng)險性較大，故作為三類異常區(qū)。

4 鉆探驗證與地質(zhì)解釋

4.1 鉆探效果

對優(yōu)選的3個異常區(qū)實施10口驗證井鉆探工程，針對小太平山異常區(qū)實施驗證井6口，長山堡異常區(qū)實施驗證井3口，波力營子異常區(qū)實施驗證井1口。小太平山和長山堡異常區(qū)的9口鉆井均鉆遇油砂顯示(表2)，其中以小太平山異常區(qū)內(nèi)的鉆探效果最為良好，顯示豐富。

表2 鉆井巖芯含油性測試結(jié)果

注：含油性測試工作由中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)礦山第四實驗室完成。

根據(jù)鉆探效果，小太平山地區(qū)油砂主要賦存于上白堊統(tǒng)姚家組頂部的二三段，對應(yīng)盆地內(nèi)部的薩爾圖油層，巖性以中-細(xì)砂巖、粉砂巖為主，膠結(jié)較疏松。區(qū)內(nèi)油砂含油性較好，在姚家組發(fā)現(xiàn)4～6層飽含油、油浸砂巖，巖芯斷面被原油充填呈黑色-黑褐色，巖芯表面見黑-深褐色原油外溢(圖3)，油味濃，極易污手，單層厚度0.3～2 m不等。另外，在嫩江組底部鉆獲1～2層含油粉砂巖，通常呈厚度<0.3 m的薄層產(chǎn)出。區(qū)內(nèi)油砂見礦深度位于347.54～462.27 m，油砂頂?shù)装鍨榛揖G-棕紅色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，夾層多為灰綠色薄層泥巖或粉砂質(zhì)泥巖。含油性測試分析結(jié)果顯示，該區(qū)油砂最高含油率達(dá)12.86%，平均含油率達(dá)5.40%，姚家組油砂的含油率明顯高于嫩江組。經(jīng)統(tǒng)計，該區(qū)鉆獲油砂(含油率≥3%)的單井最大凈厚度達(dá)12.40 m，其中達(dá)到優(yōu)質(zhì)品位的油砂(含油率>6%)單井最大凈厚度達(dá)5.70 m(表2)。

圖3 JZD4井飽含油的細(xì)砂巖 Fig.3 Fine sandstone of Well JZD4 with high oil saturation

4.2 小太平山異常區(qū)地質(zhì)解釋

在原油演化和油砂形成的過程中，地球化學(xué)場處于動態(tài)變化的狀態(tài)，因此要提高異常解釋的準(zhǔn)確性，勢必要將地球化學(xué)特征與構(gòu)造演化、油氣成藏條件等相結(jié)合以解釋其異常特征與地質(zhì)本質(zhì)的關(guān)系[15,25,29]。

小太平山油砂是典型的斜坡背景下的降解型油砂[8-9]。原油運移和降解過程中，分子量小的較分子量大的組份逃逸速度快，在逃逸通道內(nèi)，通常是流速快的小分子量組份集中在通道中間，而流速慢的大分子量組份在通道外側(cè)遷移，因此，在原油氧化降解及油砂形成的過程中，通常在油砂上方形成烴類和ΔC的環(huán)狀異常，而RHg則在其外圍形成更寬廣范圍的異常暈，表現(xiàn)出油藏處于演化后期的異常組合特征[29]：在平面上油砂外側(cè)為RHg環(huán)狀異常，RHg異常內(nèi)部或油砂上方呈重?zé)N和ΔC的環(huán)狀異常；在剖面上表現(xiàn)為異常指標(biāo)的雙峰特征，外側(cè)為更寬廣的RHg異常雙峰，內(nèi)側(cè)為更貼近油砂分布的重?zé)N和ΔC異常雙峰(圖4)。這種多異常套合和構(gòu)造匹配的組合特征，為進(jìn)一步尋找勘探有利區(qū)提供了重要依據(jù)。

圖4 小太平山地區(qū)油砂地表地球化學(xué)理想異常圖Fig.4 Ideal surface geochemical anomaly map of oil sand in Xiaotaipingshan area

4.3 波力營子異常區(qū)驗證失敗的原因分析

值得注意的是，波力營子異常區(qū)實施的驗證井未鉆獲油砂的事實提示該區(qū)的異常指標(biāo)與油氣地質(zhì)背景可能存在偏離，通過分析化探方法和研究該區(qū)油砂成藏條件，得出：

(1)對化探采集過程、樣品地質(zhì)景觀等環(huán)節(jié)的復(fù)查，發(fā)現(xiàn)該區(qū)存在大量孤立或連片的鹽堿灘地，說明該區(qū)土壤更偏于堿性，在同一化探采樣深度(1.0～2.0 m)難以取得粒度、顏色和有機質(zhì)含量等巖性特征均一的樣品。前人研究表明堿性土壤具有更高的烴類富集能力，隨土壤pH值增大土壤中 C1、C2、C3、nC4的含量存在倍數(shù)增長的趨勢[30-31]。因此，土壤酸堿度的非均一性可能成為導(dǎo)致該區(qū)樣品烴類異常指標(biāo)含量值增高速率較快的主要原因之一。

(2)蝕變碳酸鹽(ΔC)作為化探異常的間接指標(biāo)，其是由烴類沿垂向運移過程中由土壤介質(zhì)衍生形成的次生異常[16]。正是由于蝕變碳酸鹽形成過程的特殊性，導(dǎo)致其具有一定的多解性，在油砂形成的歷史過程中，存在過油藏聚集或油藏被破壞，也可能形成ΔC異常，即：與油砂有關(guān)的烴類組份已消失但ΔC異常依然保留在土壤介質(zhì)中，且平面上其位置可能位于已發(fā)現(xiàn)的油砂礦藏之外[29]。這就從油砂成藏的地質(zhì)過程角度，解釋了波力營子地區(qū)的ΔC異常與油砂礦藏的不對應(yīng)。

綜上所述，波力營子異常驗證結(jié)果說明，本次取樣方法對于地表土壤酸堿性變化較大的地區(qū)應(yīng)用時具有一定的局限性，1.0～2.0m的取樣深度不能準(zhǔn)確保證樣品巖性的均一性。因此，建議增加取樣深度的同時對異常進(jìn)行校正、抑制和約束干擾因素，提高化探異常成果的可靠性。

5 結(jié)論

(1)通過網(wǎng)度1 000 m×1 000 m的土壤地球化學(xué)測量，獲取了重?zé)N、蝕變碳酸鹽和熱蝕汞等一系列化探異常值，經(jīng)數(shù)據(jù)篩選和統(tǒng)計學(xué)分析處理后，得到重?zé)N的異常下限為9.65 μL /kg、ΔC的異常下限為0.898×10-2和RHg的異常下限為7.72×10-9。

(2)平面上各異常呈典型的環(huán)狀、帶狀和塊狀等形態(tài)。結(jié)合鉆探驗證，剖面上識別出一套重?zé)N、蝕變碳酸鹽和熱蝕汞的雙峰式異常組合特征。

(3)小太平山地區(qū)驗證井鉆探效果良好，在鉆探目的層上白堊統(tǒng)姚家組鉆獲飽含油、油浸砂巖4～6層，最高含油率達(dá)12.86%，平均含油率達(dá)5.40%，鉆獲單井油砂最大凈厚度達(dá)12.40 m，鉆探驗證效果與異常特征吻合度良好，證實該方法有效應(yīng)用于松遼盆地西斜坡小太平山地區(qū)油砂勘查工作。