遼西拗陷凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖石油地質(zhì)特征及生烴潛力

宗文明，孫求實(shí)，郜曉勇，鄭 磊，石 蕾，李永飛，孫守亮，張 濤

1. 中國地質(zhì)調(diào)查局 沈陽地質(zhì)調(diào)查中心，遼寧 沈陽 110034；2. 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/長江大學(xué)，湖北 武漢 430100

0 前言

近年來，隨著一系列前寒武系油氣藏的發(fā)現(xiàn)［1-3］，前寒武紀(jì)地質(zhì)學(xué)與化石能源成為國際地質(zhì)界研究的熱點(diǎn)問題. 中國是全球中—新元古界沉積地層發(fā)育最完整的國家之一，20 世紀(jì)60 年代，地球元古宙早期生命演化的基礎(chǔ)性研究取得重大進(jìn)展［4］，在石油地質(zhì)領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)中—新元古界（1800～541 Ma）古老地層中存在大量未被破壞的油苗、瀝青以及富含有機(jī)質(zhì)的烴源巖.這些有機(jī)質(zhì)跨越未成熟—過成熟不同熱演化階段，部分地區(qū)依然處在“生油液態(tài)窗”范圍內(nèi)，表明中—新元古界完全具備形成與富集規(guī)模性油氣資源的條件［5-9］.

20 世紀(jì)60 年代以來，廣大石油地質(zhì)工作者在燕遼裂陷帶中—新元古界開展了大量工作，發(fā)現(xiàn)在該帶的宣龍、冀北、遼西3 個北部沉積拗陷中，油苗、固體瀝青點(diǎn)廣泛分布［7-11］. 王鐵冠等［7］在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)了距今1300 Ma 的古油藏，并首次論證燕遼裂陷帶中—新元古界油苗的原生屬性，為該地區(qū)中—新元古界油氣地質(zhì)學(xué)研究奠定了理論基礎(chǔ). 燕遼裂陷帶中元古界薊縣系的高于莊組、洪水莊組、鐵嶺組以及待建系下馬嶺組均具有生烴潛力，其中高于莊組黑色泥晶白云巖與洪水莊組黑色頁巖具有高有機(jī)質(zhì)豐度，是該地區(qū)主要烴源層，特別是洪水莊組烴源巖，有機(jī)質(zhì)豐度可以媲美渤海灣盆地古近系、新近系最佳烴源巖［12］.

洪水莊組在冀北拗陷出露較多，前人研究較為深入［13-17］，而遼西拗陷大部分地區(qū)上覆古生界和中生界沉積蓋層，對洪水莊組烴源巖層的油氣地球化學(xué)特征的研究相對薄弱. 本研究以遼西拗陷凌源地區(qū)老莊戶黃花溝剖面、侯杖子南剖面、孟家窩鋪剖面以及中國地質(zhì)調(diào)查局沈陽地質(zhì)調(diào)查中心實(shí)施的遼凌地2（LLD2）井的洪水莊組烴源巖為研究對象，開展油氣地球化學(xué)特征及生烴潛力研究，以期為遼西拗陷凌源地區(qū)乃至整個燕遼裂陷帶中—新元古界油氣勘探部署提供數(shù)據(jù)支撐，為明確該地區(qū)前寒武系未來油氣勘探方向提供參考.

1 地質(zhì)概況

遼西拗陷位于遼寧省西部阜新、朝陽、凌源等市縣，地理上屬于燕山地區(qū)西緣，地質(zhì)構(gòu)造上屬于燕遼裂陷帶西北部的一個中—新元古界沉積拗陷. 該拗陷北以承德－平泉－凌源大斷裂與“內(nèi)蒙地軸”相鄰，西以凌源－刀爾登走滑斷裂與冀北拗陷連接，東南接山海關(guān)隆起，總體上構(gòu)成燕遼裂陷帶“五拗－兩隆”的區(qū)域構(gòu)造輪廓（圖1）. 燕遼裂陷帶5 個沉積拗陷均發(fā)育中元古界巨厚沉積，地層劃分為“三系十組”，包含長城系（Pt21，1800～1600 Ma）、薊縣系（Pt22，1600～1400 Ma）和待建系下部（Pt23，1400～1327 Ma）. 地層缺失待建系上部（Pt24，1327～1000 Ma）. 新元古界地層沉積厚度較薄，劃分為“一系兩組”，包含唯一青白口系（Pt31，1000～800 Ma），缺失南華系（Pt32）和震旦系（Pt33）地層沉積（圖2）［10-11］.

圖1 燕遼裂陷帶地質(zhì)構(gòu)造單元及研究區(qū)位置（據(jù)文獻(xiàn)［3］修改）Fig. 1 Tectonic units of Yanliao rift zone with location of the study area（Modified from Reference［3］）

圖2 研究區(qū)中—新元古界地層時代柱狀圖Fig. 2 The Meso-Neoproterozoic stratigraphic column of the study area

燕遼裂陷帶中—新元古界地層的沉降中心位于裂陷帶東段冀東－冀北－遼西拗陷一帶，沉積厚度巨大.遼西拗陷中—新元古界沉積厚度達(dá)7 567 m，以碳酸鹽巖為主，含部分碎屑巖沉積，上覆為古生界和中生界［7］. 本研究的目的層洪水莊組下部為灰黑色含硅質(zhì)頁巖與中薄層泥質(zhì)白云巖互層組成，向上泥質(zhì)白云巖消失，以灰黑色頁巖為主，含黃鐵礦結(jié)核；上部為含粉砂泥質(zhì)頁狀白云巖、含砂白云巖及含錳泥晶白云巖.洪水莊期繼霧迷山期大規(guī)模海侵之后，基底上升，海水退卻，海域面積大幅度縮小，整體上為一套以暗色含石英粉砂伊利石頁巖為主的潟湖相沉積. 洪水莊組在遼西拗陷區(qū)域上巖性穩(wěn)定，但厚度變化較大，在老莊戶黃花溝剖面厚度最大，達(dá)183.63 m，平均厚度131 m.

2 樣品與實(shí)驗(yàn)

本研究共采集中元古界薊縣系洪水莊組烴源巖樣品51 塊，分別來自遼西拗陷凌源地區(qū)孟家窩鋪P1701剖面（7 塊）、侯杖子南P1702 剖面烴源巖（3 塊）、老莊戶黃花溝LP11 剖面（10 塊）和遼凌地2 井洪水莊組井深380.8～495.5 m 泥巖段（31 塊）（圖3）. 剖面及鉆孔信息見表1. 樣品測試分析在長江大學(xué)油氣資源與勘探教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成包括氣相色譜－質(zhì)譜（GCMS）分析測試、巖石熱解（Rock-Eval）、鏡質(zhì)體反射率和顯微組分分析測試. 其中，GC-MS 分析采用HP6890N/59751I MSD 氣相色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀；Rock-Eval 分析采用OGE-VI 油氣評價工作站；鏡質(zhì)體反射率分析采用Leica MPV-SP 顯微光度計；顯微組分鑒定采用Axioskop 2 plus 生物顯微鏡.

表1 取樣剖面／鉆孔基本信息表Table 1 Basic information of sampled section／borehole

圖3 研究區(qū)地質(zhì)簡圖及樣品位置Fig. 3 Geological sketch map of the study area with sampling location1—第四系（Quaternary）；2—白堊系（Cretaceous）；3—侏羅系（Jurassic）；4—三疊系（Triassic）；5—寒武系－奧陶系并層（Cambrian-Ordovician）；6—薊縣系洪水莊組－待建系下馬嶺組（Jixianian Hongshuizhuang fm.-Xiamaling fm.）；7—薊縣系霧迷山組（Jixianian Wumishan fm.）；8—薊縣系楊莊組（Jixianian Yangzhuang fm.）；9—薊縣系高于莊組（Jixianian Gaoyuzhuang fm.）；10—長城系大紅峪組（Changchengian Dahongyu fm.）；11—長城系串嶺溝組－團(tuán)山子組（Changchengian Chuanlinggou fm.-Tuanshanzi fm.）；12—長城系常州溝組（Changchengian Changzhougou fm.）；13—變質(zhì)表殼巖（metamorphic supracrustal rock）；14—侵入巖（intrusive rock）；15—斷層（fault）

3 烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征及生烴潛力

3.1 有機(jī)質(zhì)豐度

按照華北地區(qū)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)對凌源地區(qū)中元古界薊縣系洪水莊組烴源巖樣品進(jìn)行評價［18-20］（表2）.

表2 華北地區(qū)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Evaluation criteria for organic matter abundance of mudstone in North China

（1）有機(jī)碳（TOC）

孟家窩鋪P1701 剖面洪水莊組烴源巖樣品TOC分布范圍在0.59%～2.00%，平均值為1.35%. 其中TOC 在0.5%～1.0%之間的樣品有1 件，占14.29%；在1.0%～3.0%之間的樣品有6 件，占85.71%.

侯杖子南P1702 剖面洪水莊組烴源巖樣品TOC分布范圍在0.38%～1.56%，平均值為0.79%. 其中TOC 小于0.5%的樣品有2 件，占66.67%；在1.0%～3.0%之間的樣品有1 件，占33.33%.

老莊戶黃花溝LP11 剖面洪水莊組烴源巖樣品TOC 分布范圍在0.35%～2.65%，平均值為1.35%. 其中TOC 小于0.5%的樣品有2 件，占20.00%；在0.5%～1.0%之間的樣品有2 件，占20.00%；在1.0%～3.0%之間的樣品有6 件，占60.00%.

遼凌地2 井洪水莊組烴源巖樣品TOC 分布范圍在0.16%～5.42%，平均值為2.14%. 其中TOC 小于0.5%的樣品有2 件，占6.06%；在0.5%～1.0%之間的樣品有3 件，占9.09%；在1.0%～3.0%之間的樣品有24件，占72.73%；在3.0%～5.0%之間的樣品有2 件，占6.06%；TOC 大于5.0%的優(yōu)質(zhì)烴源巖有2 件，占6.06%（表3）.

參考華北地區(qū)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)，樣品TOC 數(shù)據(jù)結(jié)果表明：凌源地區(qū)中元古界薊縣系洪水莊組有機(jī)質(zhì)豐度處于較好—好烴源巖.

（2）氯仿瀝青“A”

氯仿瀝青“A”及相應(yīng)的族組分也是有機(jī)地球化學(xué)研究的重要內(nèi)容. 氯仿瀝青為烴源巖中可溶于氯仿的有機(jī)物，可分為飽和烴（Ali）、芳烴（Aro）、瀝青和非烴4類組分，同時根據(jù)各族組分的相對百分比、氯仿瀝青“A”含量和樣品重量，可以計算總烴含量：總烴＝10×（飽和烴＋芳烴）×氯仿瀝青“A”/樣品重量. 鑒于受風(fēng)化影響，野外氯仿瀝青“A”和總烴含量較低，且為了取得更有說服力的數(shù)據(jù)，本研究主要對巖心樣品進(jìn)行氯仿瀝青“A”抽提和族組分分離.

孟家窩鋪P1701 剖面洪水莊組烴源巖氯仿瀝青“A”分布在0.0025%～0.0081%之間，平均為0.0043%，所有樣品中氯仿瀝青“A”含量均小于0.010%. 侯杖子南P1702 剖面洪水莊組烴源巖僅一件氯仿瀝青“A”樣品，數(shù)值為0.0035%. 老莊戶黃花溝LP11 剖面洪水莊組烴源巖氯仿瀝青“A”分布在0.0172%～0.0677%之間，平均為0.0333%，所有樣品中氯仿瀝青“A”含量在0.010%～0.050%之間的樣品8 件，占80.00%，大于0.050%的樣品2 件，占20.00%.

遼凌地2 井洪水莊組烴源巖氯仿瀝青“A”分布在0.0044%～0.2556%之間，平均為0.023%. 所有樣品中氯仿瀝青“A”含量小于0.010%的樣品16 件，占51.61%；在0.010%～0.050%之間的樣品13 件，占41.93%；大于0.050%的樣品2 件，占6.45%（表3）.

表3 凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度參數(shù)Table 3 Organic matter abundance parameters of the source rocks from Hongshuizhuang Formation in Lingyuan area

整體來看，凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖中可溶烴含量較低，且不同位置剖面（井）中樣品的氯仿瀝青“A”含量差異較大：遼凌地2 井和老莊戶黃花溝LP11 剖面中烴源巖品質(zhì)優(yōu)于P1701 剖面和P1702 剖面.

（3）總烴和生烴潛力

總烴（HC）和生烴潛力（S1＋S2）是評價烴源巖豐度的重要指標(biāo). 孟家窩鋪P1701 剖面洪水莊組烴源巖總烴分布范圍7.24×10－6～27.50×10－6，平均為18.63×10－6；遼凌地2 井洪水莊組烴源巖總烴分布范圍16.07×10－6～730.29×10－6，平均為96.35×10－6；老莊戶黃花溝LP11 剖面洪水莊組烴源巖總烴分布范圍86.44×10－6～423.40×10－6，平均為176.2×10－6；侯杖子南P1702 剖面僅一個樣品，總烴值為9.89×10－6. 樣品總烴含量整體上較低，為非烴源巖—差烴源巖.

孟家窩鋪P1701 剖面洪水莊組烴源巖S1＋S2分布范圍為0.02×10－3～0.08×10－3，平均為0.05×10－3，S1＋S2全部小于0.5×10－3. 侯杖子南P1702 剖面洪水莊組烴源巖S1＋S2分布范圍0.08×10－3～0.17×10－3，平均為0.14×10－3，S1＋S2全部小于0.5×10－3. 老莊戶黃花溝LP11 剖面洪水莊組烴源巖S1＋S2分布范圍0.48×10－3～8.37×10－3，平均為2.80×10－3. 其中S1＋S2小于0.5×10－3的樣品1 件，占10%；在0.5×10－3～2.5×10－3之間的有5件，占50.00%；在2.5×10－3～6.0×10－3之間的有2 件，占20.00%；在6.0×10－3～20.0×10－3之間的有2 件，占20.00%.

遼凌地2 井洪水莊組烴源巖S1＋S2分布范圍0.03×10－3～1.08×10－3，平均為0.04×10－3. 其中S1＋S2小于0.5×10－3的樣品17 件，占54.84%；在0.5×10－3～2.5×10－3之間的有14 件，占45.16%（表3）.

參考華北地區(qū)泥巖有機(jī)質(zhì)豐度評價標(biāo)準(zhǔn)，凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖生烴潛量不同剖面（井）的差異較明顯. 老莊戶黃花溝LP11 剖面洪水莊組頁巖生烴潛量處于較好—好烴源巖；遼凌地2 井部分處于較好烴源巖；而另外兩條剖面的生烴潛量較差.

凌源地區(qū)中元古界薊縣系洪水莊組烴源巖在區(qū)域上存在較大差異（圖4）. 有機(jī)碳受熱演化程度影響相對較小，能更準(zhǔn)確地反映源巖中有機(jī)質(zhì)豐度高低. 研究區(qū)3 條剖面和遼凌地2 井中的洪水莊組烴源巖樣品的TOC 數(shù)據(jù)較好，為較好—好烴源巖. 由于中元古界烴源巖整體熱演化程度偏高，源巖中生烴潛量和氯仿瀝青“A”含量整體偏低，且不同剖面（井）的樣品差異較大. 老莊戶黃花溝LP11 剖面和遼凌地2 井的數(shù)據(jù)較好，多為較好烴源巖；孟家窩鋪P1701 剖面和侯杖子南P1702 剖面數(shù)據(jù)較差，多為非烴源巖或差烴源巖.根據(jù)前人研究成果［7-9］，在冀北拗陷的洪水莊組具有較好的生烴潛力，氯仿瀝青“A”和生烴潛力的結(jié)果與老莊戶黃花溝剖面的結(jié)果較為接近. 那么，造成孟家窩鋪P1701 剖面和侯杖子南P1702 剖面數(shù)據(jù)結(jié)果較差的原因可能是因?yàn)閮善拭娣植荚诹柙矗稜柕亲呋瑪嗔阎車?，后期的?gòu)造破壞可能是導(dǎo)致凌源地區(qū)局部洪水莊組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較差的主要原因，而未受構(gòu)造運(yùn)動影響的老莊戶黃花溝LP11 剖面則能較為真實(shí)地反映凌源地區(qū)洪水莊組的有機(jī)質(zhì)豐度.

圖4 凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度分布圖Fig. 4 Organic matter abundance distribution for the source rocks of Hongshuizhuang Formation from different strata in Lingyuan area 1—孟家窩鋪剖面（Mengjiawopu section）；2—遼凌地2 井（LLD2 well）；3—侯仗子南剖面（Houzhangzinan section）；4—老莊戶黃花溝剖面（Laozhuanghu Huanghuagou section）

整體來看，凌源地區(qū)中元古界薊縣系洪水莊組有機(jī)質(zhì)豐度各剖面（鉆孔）具有差異性，LP11 剖面和遼凌地2 井部分樣品處于較好—好烴源巖，P1701 剖面和P1702 剖面烴源巖品質(zhì)一般.

3.2 有機(jī)質(zhì)類型

烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的優(yōu)劣實(shí)質(zhì)上就是有機(jī)質(zhì)富氫程度的高低，最終表現(xiàn)為生烴潛力的大小，所以劃分烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的目的是為了評價烴源巖的生烴品質(zhì). 本研究利用干酪根碳同位素、干酪根顯微組分方法綜合評價洪水莊組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型.

（1）干酪根碳同位素

碳同位素是一種間接確定有機(jī)質(zhì)類型的手段，干酪根碳同位素組成能反映有機(jī)質(zhì)的生源組成，腐泥型干酪根相對富集輕碳同位素12C，腐殖型干酪根相對富集重碳同位素13C［18-19］.

從干酪根碳同位素值分布特征來看（圖5），中元古界干酪根樣品碳同位素偏輕，基本都小于－27‰，具有明顯的偏腐泥型有機(jī)質(zhì)的特征，這與其當(dāng)時生物處于初級發(fā)育階段有關(guān).

圖5 凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖干酪根碳同位素值劃分類型圖Fig. 5 δ13C distribution for the source rock kerogens of Hongshuizhuang Formation from different strata in Lingyuan area1—孟家窩鋪剖面（Mengjiawopu section）；2—遼凌地2 井（LLD2 well）；3—侯仗子南剖面（Houzhangzinan section）；4—老莊戶黃花溝剖面（Laozhuanghu Huanghuagou section）

（2）干酪根顯微組分

根據(jù)干酪根顯微組分有機(jī)質(zhì)類型指數(shù)Ti判定結(jié)果顯示（圖6），凌源地區(qū)中元古界洪水莊組烴源巖干酪根類型指數(shù)均大于40，表明該組有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅱ1型，少部分為Ⅰ型.

圖6 凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖干酪根類型指數(shù)分布直方圖Fig. 6 Distribution histogram for the source rock kerogen type indexes of Hongshuizhuang Formation from different strata in Lingyuan area1—孟家窩鋪剖面（Mengjiawopu section）；2—遼凌地2 井（LLD2 well）；3—侯仗子南剖面（Houzhangzinan section）；4—老莊戶黃花溝剖面（Laozhuanghu Huanghuagou section）

綜合上述研究結(jié)果，凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖樣品有機(jī)質(zhì)類型偏腐泥型，主要為Ⅱ1型，少部分為Ⅰ型，為低等水生藻類及細(xì)菌貢獻(xiàn)，具有較好的生烴物質(zhì)基礎(chǔ).

3.3 有機(jī)質(zhì)成熟度

有機(jī)質(zhì)成熟度是指有機(jī)質(zhì)向石油和天然氣轉(zhuǎn)化的熱演化程度. 本文主要根據(jù)鏡質(zhì)體反射率（Ro）、熱解峰溫（Tmax）、飽和烴以及芳烴成熟度參數(shù)來判識有機(jī)質(zhì)成熟度. 由于前寒武紀(jì)海相烴源巖普遍缺乏鏡質(zhì)體，文中討論的鏡質(zhì)體反射率多為等效鏡質(zhì)體反射率，其成熟度研究沒有陸相烴源巖可靠性高，尚未有國際統(tǒng)一的成熟度指標(biāo)，故本研究采用陸相烴源巖成熟度標(biāo)準(zhǔn)（SY/T 5735—1995）進(jìn)行評價（表4）.

表4 陸相烴源巖成熟階段劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 4 Classification standards for mature stages of continental source rocks

（1）鏡質(zhì)組反射率

鏡質(zhì)組反射率是確定烴源巖有機(jī)質(zhì)向烴類轉(zhuǎn)化程度（熱成熟度）的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo). 本研究對凌源地區(qū)洪水莊組均值鏡質(zhì)體進(jìn)行反射率測定，由于泥盆紀(jì)以前的中—新元古界不存在鏡質(zhì)組顯微組分，無法應(yīng)用鏡質(zhì)組反射率來標(biāo)定有機(jī)質(zhì)的熱演化程度，因此測試了其腐泥體的反射率，并根據(jù)腐泥體反射率（Rd）與其等效鏡質(zhì)體反射率（R′o）換算公式：R′o＝1.084＋0.551Rd進(jìn)行鏡質(zhì)體反射率推算［20］.

對孟家窩鋪P1701 剖面7 塊和遼凌地2 井的31塊洪水莊組烴源巖樣品進(jìn)行分析研究，結(jié)果如下：P1701 剖面7 塊樣品等效鏡質(zhì)體反射率值主要分布在1.15%～1.35%之間，平均值為1.27%，為成熟—高成熟特征；遼凌地2 井31 塊樣品等效鏡質(zhì)體反射率值主要分布在2.08%～2.26%之間，平均值為2.19%，為高—過成熟特征（圖7）.

圖7 凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖Ro 值分布圖Fig. 7 Ro distribution for the source rocks of Hongshuizhuang Formation from different strata in Lingyuan area1—孟家窩鋪剖面（Mengjiawopu section）；2—遼凌地2 井（LLD2 well）

（2）生物標(biāo)記化合物成熟度指標(biāo)

甾萜等許多生物標(biāo)志化合物都具有特征性的生物構(gòu)型，在熱應(yīng)力的作用下，穩(wěn)定性較低的生物構(gòu)型要向穩(wěn)定性較高的地質(zhì)構(gòu)型轉(zhuǎn)化，其轉(zhuǎn)化程度與熱應(yīng)力及受熱時間有關(guān). 因此可以根據(jù)這些構(gòu)型參數(shù)發(fā)生變化來研究烴源巖成熟度特征.

圖8 是甾烷異構(gòu)化成熟度參數(shù)C2920S/（20S＋20R）和C29ββ/（αα＋ββ）相關(guān)關(guān)系圖. 中元古界烴源巖中甾烷C29－αββ/（αββ＋ααα）和C29－ααα20S/（20S＋20R）基本大于0.4，表明兩者比值均已達(dá)到熱演化的平衡點(diǎn)附近，烴源巖基本處于成熟階段.

圖8 凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖甾烷成熟度參數(shù)分布圖Fig. 8 Distribution of sterane maturity parameters for the source rocks of Hongshuizhuang Formation from different strata in Lingyuan area1—孟家窩鋪剖面（Mengjiawopu section）；2—遼凌地2 井（LLD2 well）；3—老莊戶黃花溝 剖面（Laozhuanghu Huanghuagou section）

綜合測試樣品的鏡質(zhì)組反射率和生物標(biāo)記化合物成熟度指標(biāo)，認(rèn)為凌源地區(qū)洪水莊組烴源巖基本處于成熟階段.

4 油氣保存條件與成藏潛力

4.1 儲層條件

通過對遼西拗陷洪水莊組烴源巖及其接觸地層的油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查研究，確認(rèn)研究區(qū)中元古界有碳酸鹽巖和碎屑巖兩套儲層［21-23］.

（1）碳酸鹽巖儲層

遼西拗陷中元古界霧迷山組和鐵嶺組可作為研究區(qū)的碳酸鹽巖儲層. 霧迷山組是下伏于洪水莊組的一套富鎂碳酸鹽巖，夾少量碎屑巖和黏土巖地層. 該組厚度巨大（最厚處達(dá)5 457.2 m），區(qū)域上巖性穩(wěn)定，疊層石、硅質(zhì)巖發(fā)育，且野外露頭見油苗［24］. 該套儲層原生孔隙發(fā)育，后期雖部分被充填，但仍然具有一定的粒間、晶間孔隙，且次生溶蝕孔洞發(fā)育. 該組孔隙度最大達(dá)4.7%，平均為1.82%，滲透率最大為8.04×10－3μm2，屬于特低孔低滲碳酸鹽巖儲層. 霧迷山組頂部溶蝕現(xiàn)象明顯，是優(yōu)質(zhì)的儲集層. 鐵嶺組是上覆洪水莊組的一套含錳白云巖、疊層石灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，總厚度350 m，孔隙度0.1%～3.2%，滲透率最大0.202×10－3μm2，屬于特低孔低滲碳酸鹽巖儲層.

值得注意的是，碳酸鹽巖在構(gòu)造應(yīng)力作用下極易產(chǎn)生網(wǎng)狀的構(gòu)造裂縫，而遼西拗陷由于受后期燕山期構(gòu)造事件影響，后期改造明顯，因此霧迷山組和鐵嶺組都發(fā)育大量裂縫和溶孔. 雖然這些孔隙后期被部分充填，但依然大大增加了滲透率，可為油氣的儲集提供空間. 馬滿興等［23］在研究區(qū)相鄰的冰溝地區(qū)鐵嶺組的灰?guī)r裂縫中見有黑色液態(tài)瀝青滲出，表明遼西拗陷的碳酸鹽巖可作為儲層.

（2）碎屑巖儲層

遼西拗陷待建系下馬嶺組和青白口系龍山組可作為碎屑巖儲層. 下馬嶺組主要巖性為灰綠色中—粗粒砂巖，龍山組主要由一套含海綠石石英砂巖組成. 下馬嶺組儲層以中—粗粒石英砂巖為主，孔隙度15%～25%，儲集空間以原生孔隙和粒間孔隙為主；而龍山組砂巖中顆粒部分發(fā)生蝕變，孔隙度擴(kuò)大，孔隙類型主要為殘余粒間孔和溶蝕孔. 在凌源地區(qū)龍?zhí)稖舷埋R嶺組底部發(fā)現(xiàn)了洪水莊組生油、下馬嶺組儲油的瀝青砂巖古油藏，該發(fā)現(xiàn)證明了遼西拗陷碎屑巖儲層具有良好的儲油能力［7］.

4.2 生儲蓋組合

迄今為止，在燕遼裂陷帶北部冀北、遼西拗陷等進(jìn)行野外地質(zhì)油氣地質(zhì)調(diào)查過程中，發(fā)現(xiàn)了數(shù)量多達(dá)201 處的油苗、瀝青、瀝青砂巖等油氣顯示，其中主要分布于鐵嶺組和霧迷山組的碳酸鹽巖以及下馬嶺組的底砂巖中［24］. 通過在研究區(qū)開展油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查，結(jié)合前人的相關(guān)研究成果［19-22，25-26］，考慮到上覆霧迷山組的洪水莊組泥頁巖、上覆鐵嶺組的下馬嶺組頁巖都可作為良好的蓋層，綜合研究揭示遼西拗陷凌源地區(qū)以洪水莊組為生油層，可構(gòu)成2 套完整的生儲蓋組合，且處于有利儲集相帶.

（1）上生下儲：以洪水莊組泥頁巖生油、霧迷山組碳酸鹽巖儲油、洪水莊組泥頁巖作為蓋層的洪水莊組－霧迷山組生儲蓋組合.

（2）下生上儲：以洪水莊組泥頁巖生油、鐵嶺組和下馬嶺組底部砂巖為儲層、下馬嶺組頁巖為蓋層的洪水莊組－下馬嶺組生儲蓋組合.

5 結(jié)論

（1）整體上，遼西拗陷凌源地區(qū)中元古界洪水莊組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度較高，具有較好的生烴物質(zhì)基礎(chǔ)；有機(jī)質(zhì)類型主要為Ⅰ—Ⅱ1型，局部含Ⅱ2和Ⅲ型；等效鏡質(zhì)體反射率分布在1.15%～2.26%，處于成熟—高成熟階段，部分樣品過成熟；綜合評價為中到好烴源巖，具有較好的生烴潛力.

（2）凌源地區(qū)以洪水莊組為生油層，可構(gòu)成2 套完整的生儲蓋組合，分別是：①以洪水莊組泥頁巖生油、霧迷山組碳酸鹽巖儲油、洪水莊組泥頁巖作為蓋層的上生下儲組合；②以洪水莊組泥頁巖生油、鐵嶺組和下馬嶺組底部砂巖為儲層、下馬嶺組頁巖為蓋層的下生上儲組合，且處于有利儲集相帶，顯示出良好的油氣勘探前景.

致謝：長江大學(xué)地球環(huán)境與資源學(xué)院唐友軍教授在樣品測試分析過程中給予了熱情指導(dǎo)與幫助，在此表示衷心的感謝.