思茅盆地墨江地區(qū)上石炭統(tǒng)下密地組暗色頁(yè)巖有機(jī)地化特征

李 巖， 杜 江

(湖南省煤炭地質(zhì)勘查院，湖南 長(zhǎng)沙 410014)

思茅盆地位于云南省西南部哀牢山、瀾滄江兩大斷裂之間，構(gòu)造位置屬于三江褶皺系。東以金沙江—紅河—黑水河斷裂為界，與揚(yáng)子板塊、華南板塊相隔，西以昌都—勐連—清邁—?jiǎng)谖鹂p合線與保山—撣那板塊相鄰。思茅盆地南接呵叻盆地，北經(jīng)蘭坪坳陷到昌都盆地，再向西延伸為羌塘盆地，同屬于特提斯構(gòu)造域，現(xiàn)今屬“羌塘—思茅—呵叻陸塊”。

1 有機(jī)質(zhì)類型

泥頁(yè)巖有機(jī)碳的類型也對(duì)頁(yè)巖氣富集有一定的控制作用，為頁(yè)巖氣評(píng)價(jià)的次級(jí)指標(biāo)。頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型越好，甲烷的吸附量越大。在不同沉積環(huán)境中，由不同來(lái)源有機(jī)質(zhì)形成的干酪根的成分和結(jié)構(gòu)有很大差別，這直接影響干酪根生烴潛力。根據(jù)干酪根的成分，主要分為Ⅰ型干酪根、Ⅱ型干酪根、Ⅲ型干酪根。思茅盆地富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖熱演化程度高，有機(jī)質(zhì)類型的識(shí)別應(yīng)以鏡下鑒定為主，并結(jié)合巖石熱解潛率(熱解參數(shù)降解潛率)、飽/芳比值(飽和烴和芳烴比值)、干酪根碳同位素等綜合判別(表1)。

梁興(2006年)研究成果表明，下密地組暗色泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型為I～I(xiàn)I型。本次調(diào)查表明，下密地組頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)顯微組分中殼質(zhì)組含量最高，含量為12%～70%，平均為52%；其次為鏡質(zhì)組，含量為15%～35%，平均含量?jī)H為25%；而腐泥組含量較低，含量為2%～36%，平均含量?jī)H為15%。腐泥組含量普遍較低，結(jié)合TI指數(shù)綜合分析表明，下密地組暗色泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型多為II1～I(xiàn)I2，少量為III型(表2)。

表1 有機(jī)質(zhì)類型綜合劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 下密地組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖干酪根類型(綜合判別法)

2 有機(jī)碳豐度

泥頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)豐度是油氣生成的物質(zhì)基礎(chǔ)，決定頁(yè)巖的生烴強(qiáng)度，也是頁(yè)巖氣吸附的重要載體。泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)豐度越高，泥頁(yè)巖吸附氣含量也越高；有機(jī)質(zhì)豐度還是頁(yè)巖孔隙空間增加的重要因素之一，決定著頁(yè)巖中游離氣的多少。在相同的地質(zhì)條件及演化階段下，頁(yè)巖生烴強(qiáng)度、吸附氣量多少及新增游離氣能力與頁(yè)巖中有機(jī)質(zhì)豐度量呈明顯的線性正相關(guān)性，有機(jī)質(zhì)豐度是頁(yè)巖氣富集的關(guān)鍵參數(shù)。在正常的熱演化條件下，總有機(jī)碳含量(TOC)、氯仿瀝青“A”、生烴潛量(S1+S2)和總烴是評(píng)價(jià)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的常規(guī)指標(biāo)(表3)。思茅盆地石炭系、二疊系、三疊系泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)成熟度基本都為高成熟、過(guò)成熟度階段，有機(jī)碳含量是評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度的主要標(biāo)準(zhǔn)。

表3 海相泥質(zhì)烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(秦建中等，2005)

思茅盆地石炭系、二疊系、三疊系泥頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)成熟度基本都為高成熟、過(guò)成熟度階段，有機(jī)碳含量是評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度的主要標(biāo)準(zhǔn)。

上石炭統(tǒng)下密地組僅在墨江下密地、魯凸及江城嘉禾、新安寨、達(dá)迭河等地區(qū)出露，出露面積小，局部可見暗色泥頁(yè)巖、炭質(zhì)泥頁(yè)巖、砂質(zhì)泥頁(yè)巖出露，完成有機(jī)碳含量測(cè)試27項(xiàng)次，TOC值為0.27%～14.6%，平均2.72%。概率分析表明，該區(qū)TOC值一般小于0.6%(小于0.6%概率為80%)，TOC平均值僅為0.39%(圖1)。

新安寨剖面表明暗色泥頁(yè)巖、粉砂質(zhì)泥頁(yè)巖位于下密地組上段中下部，厚度約為10 m，有機(jī)碳含量為0.48%～0.68%，平均為0.57%，總體上為差-非烴源巖。下密地剖面見深灰色、灰黑色的頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖及劣煤，累計(jì)厚度約為52.4 m，TOC值為0.27%～14.6%，平均3.58%，發(fā)育兩段優(yōu)質(zhì)頁(yè)巖，第一段位于距頂部50～65 m處，TOC平均值為9.57%，第二段位于距頂部77～97m處，TOC為0.82%～14.6%，一般大于2.0%，平均為4.51%，上述兩段為優(yōu)質(zhì)烴源巖。

下密地組富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖TOC高值區(qū)位于墨江下密地，TOC值為0.27%～14.6%，平均為3.58%；而江城嘉禾、魯凸一帶TOC值急劇減小，一般小于0.7%。

3 有機(jī)質(zhì)成熟度

石炭系上統(tǒng)下密地組(C3x)僅在墨江下密地、魯凸及江城達(dá)迭河地區(qū)出露，出露面積小，局部可見暗色泥頁(yè)巖出露，完成鏡質(zhì)體反射率測(cè)試12項(xiàng)次，巖石熱解3項(xiàng)次，Ro值為1.55%～3.71%，平均為2.02%，巖石熱解峰溫Tmax平均為531 ℃，都表明下密地組頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)熱演化程度較高，以高成熟為主，局部為過(guò)成熟度階段(表2)。

受盆地邊緣深大斷裂影響，東部的大水溝—魯凸—嘉禾一帶，富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖成熟度較高，Ro值大于3.0%，向西逐漸減小，至下密地一帶Ro值平均為1.66%～2.02%，嘉禾新安寨一帶平均為2.64%，至羊八寨—下寨一帶一般小于1.5%。

表4 墨江地區(qū)下密地組頁(yè)巖Ro統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

思茅盆地墨江地區(qū)上石炭統(tǒng)下密地組暗色頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)類型為I～I(xiàn)I型，有機(jī)碳含量平均為2.72%，有機(jī)質(zhì)成熟度平均為2.02%，有機(jī)地化特征良好，為該組暗色頁(yè)巖提供了良好的生烴條件。