準(zhǔn)噶爾盆地東南緣二疊系蘆草溝組烴源巖有機(jī)地球化學(xué)特征

張韓靜，李素梅，高永進(jìn)，張 林，柯昌煒

(1.中國石油大學(xué)(北京)地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；2.中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心，北京 100029)

0 引 言

準(zhǔn)噶爾盆地東南緣發(fā)育二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系、古近系多套烴源巖，其中二疊系蘆草溝組是最重要的烴源巖之一，蘆草溝組也是最具有油氣勘探潛力的層系[1]。迄今蘆草溝組已鉆遇多口工業(yè)性油流井[2]，一些學(xué)者對(duì)該組烴源巖進(jìn)行了含油性[3]、地球化學(xué)特征[4]、烴源巖生烴潛力和生烴機(jī)制[2]等方面的研究，結(jié)果認(rèn)為該套烴源巖為一套咸水-半咸水的湖相沉積[5]，含油層巖性復(fù)雜多樣、非均質(zhì)性強(qiáng)、分布范圍廣、厚度大[6]，展現(xiàn)了良好的油氣勘探前景。但以往大多數(shù)研究集中于吉木薩爾凹陷內(nèi)，對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地東南緣的逆沖斷裂帶上烴源巖的地質(zhì)地球化學(xué)特征、油氣來源和油氣成藏機(jī)理缺少研究。近年在準(zhǔn)噶爾盆地南緣逆沖斷裂帶東段博格達(dá)山的山前帶鉆探的XJC1井和BC1井均有豐富的油氣發(fā)現(xiàn)[7]。XJC1井位于博格達(dá)山前逆沖推覆構(gòu)造帶泉子街背斜構(gòu)造(圖1(a))，完鉆井深為4 900 m(2018年完鉆)，在二疊系蘆草溝組(P2l)獲得了具有工業(yè)價(jià)值的致密油氣，產(chǎn)油層位為4 000～4 800 m，確認(rèn)蘆草溝組頁巖厚度約400 m，發(fā)育致密油氣藏。相鄰的BC1井位于吉木薩爾南逆沖推覆構(gòu)造體系前緣、南西傾斜的單斜構(gòu)造，北與吉木薩爾凹陷相鄰，南與博格達(dá)山相接，于2015年完鉆，完鉆井深1 050 m。XJC1井二疊系蘆草溝組烴源巖埋藏較深，已達(dá)到高熟演化階段，而相鄰的BC1井由于逆沖作用，地層大幅度抬升，烴源巖熱演化程度較低，從而為XJC1井深埋烴源巖(主要是二疊系草溝組)的最初生烴潛能與地球化學(xué)特征的恢復(fù)研究提供了極好的自然演化版本。本研究基于準(zhǔn)噶爾盆地南緣博格達(dá)山前逆沖推覆構(gòu)造帶的主力烴源巖生烴潛能及相關(guān)地球化學(xué)特征開展，其對(duì)該區(qū)油氣資源評(píng)價(jià)、下一步油氣勘探將有重要指示意義。

1 地質(zhì)概況

準(zhǔn)噶爾盆地為位于中國西北部的前陸盆地，南緣屬于北天山山前沖斷帶，是在海西期褶皺基礎(chǔ)上發(fā)育的一級(jí)構(gòu)造單元，呈東西向長條形[8-9]。盆地具有前寒武紀(jì)結(jié)晶基底和石炭系褶皺基底的層狀雙重基底[10]，準(zhǔn)噶爾盆地南緣從晚古生代以來，經(jīng)歷了裂陷、拗陷、類前陸盆地演化階段和海西晚期、印支期、燕山期、喜馬拉雅期多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的疊加改造[11]，地層褶皺強(qiáng)烈。晚二疊世盆地南緣主要發(fā)育深湖-半深湖亞相，為主要的沉積和沉降中心。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地東南緣區(qū)域地質(zhì)圖(a)和構(gòu)造剖面(b)Fig.1 Regional structural diagram and structural section of the southeastern Junggar Basin

二疊系蘆草溝組(P2l)沉積時(shí)期，在博格達(dá)山北麓形成深的坳陷。侏羅紀(jì)末期受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，逆沖斷層強(qiáng)烈隆起，部分二疊系地層埋深較淺或出露地表，博格達(dá)山最終形成。

在準(zhǔn)噶爾盆地東南緣沖斷帶東段的博格達(dá)山前帶鉆遇的XJC1井地層從老到新依次為：二疊系(P)、三疊系(T)、新近系(N)和第四系(Q)，其中二疊系發(fā)育井井子溝組(P2j)、蘆草溝組(P2l)、泉子街組(P3q)及梧桐溝組(P3w)(圖1(b))。BC1井鉆遇的地層為蘆草溝組，地層處于高角度逆沖斷裂帶，蘆草溝組烴源巖被顯著抬升近似呈直立狀(圖1(b))。XJC1井和BC1井的二疊系蘆草溝組(P2l)烴源巖以深灰色-灰黑色泥巖和碳質(zhì)泥巖為主；XJC1井二疊系梧桐溝組(P3w)以深灰色云質(zhì)泥巖和深灰色泥巖為主。

2 樣品方法

采集并分析了準(zhǔn)噶爾盆地南緣二疊系烴源巖24個(gè)、原油7個(gè)(表1)。對(duì)17個(gè)烴源巖樣品進(jìn)行了熱解(Rock-Eval)和TOC分析；對(duì)24個(gè)巖樣和7個(gè)原油分別進(jìn)行了可溶有機(jī)質(zhì)抽提、族組分分離、飽和烴、芳烴色譜-質(zhì)譜分析；對(duì)其中的17巖樣和6個(gè)油樣品進(jìn)行了族組分碳同位素分析。分析和處理干酪根顯微組分組成和鏡質(zhì)組反射率數(shù)據(jù)13個(gè)。

有機(jī)碳分析使用美國LECO CS230碳硫分析儀，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T19145—2003。有機(jī)碳測試條件：載氣壓力為0.27 MPa；氧氣純度為99.5%；燃燒氣體流速為2 L/min；分析氣體流速為0.5 L/min。巖石熱解使用OGE-Ⅱ油氣評(píng)價(jià)儀，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為GB/T18602—2012。巖石熱解測試條件：高純氦氣壓力為0.20～0.30 MPa；空氣壓力為0.30～0.40 MPa；氫氣壓力為0.20～0.30 MPa。烴源巖和油砂樣品前處理后進(jìn)行抽提，然后采用柱層析法進(jìn)行族組分分離。飽和烴和芳香烴色譜-質(zhì)譜分析采用Agilent 6890GC/5975ims型儀器。分析條件為：載氣為氦氣，流速為1 mL/min；色譜柱為HP-5MS(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；飽和烴色譜-質(zhì)譜的分析條件：初始溫度為50 ℃，保持1 min，以20 ℃/min升至120 ℃，以3 ℃/min升至310 ℃，保持10 min；芳烴色譜-質(zhì)譜的分析條件：初溫80 ℃，保持1 min，以3 ℃/min升至310 ℃，保持25 min；離子化方式為EI，70 eV；數(shù)據(jù)采集方式為全掃描/多離子[12-13]。碳同位素分析使用EA-Precision元素分析-穩(wěn)定同位素質(zhì)譜儀，分析條件為：載氣為氦氣，壓力為1 200～1 250 mbar；燃燒氣為高純氧，流量20 mL/min；反應(yīng)爐溫度為氧化管1 150 ℃，還原管850 ℃。

3 結(jié)果與討論

3.1 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和類型

烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度具有顯著的差異，二疊系蘆草溝組(P2l)烴源巖TOC變化范圍為0.50%～12.89%，均值3.17%(表1)，具有隨埋深增加逐漸降低的特征(圖2(a))；生油潛量、氯仿瀝青“A”具有類似的變化規(guī)律(圖2(b)、(e))，生油潛量S1+S2可由淺層(54.68～718.44 m)的5.04～77.24 mg/g(均值25.49 mg/g)降至相對(duì)深層(3 814.7～4 677 m)的0.33～3.91 mg/g(均值1.26 mg/g)(圖2(b)和表1)，降低率為95%。依據(jù)中國陸相烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5735—1995)，BC1井淺埋蘆草溝組烴源巖的TOC、生烴潛量S1+S2、氯仿瀝青“A”值劃歸為“極好-好”烴源巖級(jí)別；而XJC1井蘆草溝組烴源巖的S1+S2、氯仿瀝青“A”值大多劃為“差-非”烴源巖級(jí)別，不少樣品的TOC也降為“中等-差”烴源巖級(jí)別(表1)。在S1+S2與TOC的關(guān)系圖中(圖3(a))，TOC與生烴潛量S1+S2正相關(guān)，BC1井的蘆草溝組、XJC1井蘆草溝組一段為“很好-好”級(jí)別烴源巖；XJC1井蘆草溝組二段為“中等”級(jí)別烴源巖；XJC1井梧桐溝組和部分蘆草溝組二段為差烴源巖級(jí)。觀察到熱解參數(shù)氫指數(shù)、烴指數(shù)、產(chǎn)率指數(shù)、(S1+S2)/TOC、產(chǎn)率指數(shù)S1/(S1+S2)、降解率都有隨埋深增加值顯著降低的趨勢(圖2(c)-(d), (f)-(g))，指示隨著埋深增加、成熟度增加烴源巖顯著的生排烴作用。分析烴源巖的Tmax值分布范圍為443～492 ℃(圖2(i)、表1)，屬于低熟-過熟熱演化階段[14]；折算與實(shí)測鏡質(zhì)體反射率分布范圍為0.54%～1.93%(圖2(j))，屬于低熟-高熟演化階段(圖3(b))。XJC1井3 816～4 678 m井段顯微組分的測試結(jié)果表明，蘆草溝組一段和二段烴源巖中腐泥組的含量最高(67.3%～94.3%，均值83.2%)，其次為鏡質(zhì)組(5.3%～30.3%，均值16%)，惰質(zhì)組(0～2.3%，均值0.77%)和殼質(zhì)組的含量相對(duì)較低。顯微組分結(jié)果顯示，XJC1井蘆草溝組一段、二段烴源巖為I-Ⅱ1型。

表1 烴源巖熱解和TOC參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖3 準(zhǔn)噶爾盆地東南緣烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度和成熟度分布特征((a)依據(jù)石油工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)(SY/T5735-1995)，(b)依據(jù)Radke等[15])Fig.3 Organic matter abundance and maturity of the source rocks in the southeastern Junggar Basin

在Tmax-降解率(圖4(a))、Tmax-氫指數(shù)關(guān)系圖(圖4(b))中，BC1井蘆草溝組烴源巖為I-Ⅱ1型，而XJC1井蘆草溝組烴源巖為Ⅱ2-Ⅲ型(部分樣品偏離降解率-Tmax圖版的劃分類型范圍，圖4(a))，這種顯著的變化推測與地史過程中的微生物次生改造和/或深部流體熱蝕變有關(guān)(下面討論)。熱解數(shù)據(jù)劃分的干酪根類型與顯微組分的測試結(jié)果明顯不同，前者類型變差，反映較高成熟度樣品的熱解數(shù)據(jù)不再適用于劃分干酪根類型。

圖4 Tmax-降解率(a)、Tmax-氫指數(shù)關(guān)系圖(b) Fig.4 Tmax-degradation rate (a), Tmax-hydrogen indexdiagram (b)

3.2 烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)族組分及其碳同位素分布特征

烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)中的族組分含量取決于母質(zhì)類型、成熟度、次生改造等多種因素[16]。分析烴源巖抽提物的族組分具有很大的差異，BC1井蘆草溝組烴源巖以瀝青質(zhì)為主要成分(23%～48%，均值39%)，其次為非烴(14%～29%，均值21%)和芳烴(17%～32%，均值20%)，飽和烴含量(9%～32%，均值20%)相對(duì)較低，飽/芳比(0.46～1.9)也相對(duì)較低。BC1井蘆草溝組烴源巖埋藏較淺，處于構(gòu)造逆沖帶，近垂直分布，裂縫較為發(fā)育，遭受了顯著的生物降解和水洗作用，導(dǎo)致了族組分中的飽和烴等相對(duì)輕質(zhì)組分的含量顯著降低。烴類組成分析也顯示，BC1井54～965 m井段的多數(shù)烴源巖中鏈烷烴已被生物降解等次生改造作用消耗殆盡(圖5)。BC1井烴源巖較低的成熟度也是影響族組成的重要因素。深埋的XJC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖以飽和烴為主(11%～80%，均值47%)，其次為瀝青質(zhì)(0～63%，均值29%)和芳烴(9%～20%，均值15%)，非烴含量(0～12%，均值9%)最低，總體具有飽/芳比(均值3.33)較高、非/瀝比(均值0.36)較低的特征，指示烴源巖較高的成熟度。

族組分碳同位素可用于原油或烴源巖的成因類型分析，受控于母源巖干酪根類型、熱演化程度和微生物改造作用[17-20]。本次分析的淺埋BC1井烴源巖的氯仿瀝青“A”和族組分的碳同位素相對(duì)較輕，飽和烴、氯仿瀝青“A”、芳烴和非烴的δ34C值呈依次增加的趨勢，瀝青質(zhì)δ34C值有反轉(zhuǎn)現(xiàn)象(多數(shù)樣品的瀝青質(zhì)有該“反轉(zhuǎn)現(xiàn)象”)。埋藏最深的XJC1井的蘆草溝組一段(P2l1)烴源巖碳同位素曲線與BC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖分布形式總體相近，稍重2‰～3‰，屬于正常的成熟度可影響范圍[17]，反映烴源巖成因相同或相近。埋藏較深的XJC1井蘆草溝組二段(P2l2)烴源巖碳同位素最重(-29.6‰～-22.3‰)，推測與分析樣品遭受了深部流體熱蝕變改造作用有關(guān)。

3.3 烴源巖可溶有機(jī)質(zhì)烴類組成與分布特征

XJC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖抽提物飽和烴總離子流圖顯示(圖5(e)-(h))，正構(gòu)烷烴為單峰前峰型，主峰碳一般為nC17-nC20，ΣC21-/ΣC22+為0.83～1.18(平均值為1.06)(表2)，無明顯的奇偶優(yōu)勢(CPI、OEP分別為0.9～1.3、1.0～1.1)，顯示成熟烴源巖特征。XJC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖Pr/Ph為0.92～1.81(平均值為1.27)，指示弱還原-弱氧化的沉積環(huán)境。BC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖受生物降解的影響，正構(gòu)烷烴損失嚴(yán)重(圖5(a)-(d))，Pr/Ph介于0.96～1.65之間(平均值為1.16)，CPI、OEP都介于0.9～1.2之間，含有一定量的β-胡蘿卜烷，該化合物常出現(xiàn)在缺氧的咸湖相沉積環(huán)境，如柴達(dá)木盆地[19]。XJC1井梧桐溝組(P3w)烴源巖正構(gòu)烷烴碳數(shù)分布完整(圖5(i)-(j))，主峰碳以nC24-nC25為主，ΣC21-/ΣC22+為0.24～0.26，無明顯奇偶優(yōu)勢(CPI、OEP分別為1.2～1.3、1.0～1.1)。XJC1井梧桐溝組烴源巖Pr/Ph為0.61～0.68之間，反映烴源巖還原性原始沉積環(huán)境。

圖5 烴源巖、原油飽和烴總離子流圖Fig.5 Total ion chromatograms (TIC) of saturated fractions from selected source rocks and crude oils

蘆草溝組烴源巖中檢測到豐富的C27、C28和C29規(guī)則甾烷，重排甾烷含量低，孕甾烷和升孕甾烷含量高(圖6(a)-(j))。XJC1井蘆草溝組一段(P2l1)和BC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖C27、C28、C29甾烷的相對(duì)含量分別為7.1%～25.6%、35.2%～44.6%、38.8%～55.5%，C28規(guī)則甾烷含量比較高，C28ααα20R/ C29ααα20R甾烷比值為0.76～1.20(平均值0.95)(表2)。前人有類似的發(fā)現(xiàn)，陳建平等[20]認(rèn)為高豐度C28規(guī)則甾烷是準(zhǔn)噶爾盆地二疊系蘆草溝組烴源巖典型分布形式，王劍等[2]認(rèn)為高豐度的C28甾烷源于生烴母質(zhì)以藻類和超微生物為主，可能與蘆草溝組地史過程中不斷增加的各類浮游植物群如硅藻、顆石藻和溝鞭藻等有關(guān)[21]。對(duì)比表明，本次分析的XJC1井蘆草溝組二段(P2l2)烴源巖的C27規(guī)則甾烷豐度偏高(34.5%～62.9%，均值為45.65%)，C28、C29規(guī)則甾烷相對(duì)豐度偏低，分別為19.7%～33.3%(均值25.9%)、15%～43.2%(均值28.5%)，不同于XCJ1井的蘆草溝組一段(C27、C28、C29規(guī)則甾烷的相對(duì)豐度均值分別為22.4%、37%、40.4%)，也不同于BC1井的蘆草溝組(C27、C28、C29規(guī)則甾烷的相對(duì)豐度均值分別為14.3%、40.3%、45.4%)，XJC1井P2l2烴源巖的甾烷系列分布差異可能與其遭受的熱蝕變有關(guān)[22]，熱作用會(huì)使甾類化合物發(fā)生熱裂解，C29規(guī)則甾烷的側(cè)鏈斷裂會(huì)導(dǎo)致其相對(duì)豐度降低而C27規(guī)則甾烷相對(duì)豐度增加。XJC1井梧桐溝組烴源巖中C29規(guī)則甾烷含量較高(圖6(i)-(j))，反映未受深部熱流的影響。

準(zhǔn)噶爾盆地東南緣XJC1井和BC1井中均檢測出了豐富的萜烷類化合物，主要有五環(huán)三萜、三環(huán)萜、四環(huán)萜烷和伽馬蠟烷等(圖7)。蘆草溝組烴源巖三環(huán)萜烷以C21、C23為主峰，XJC1井蘆草溝組一段和二段烴源巖三環(huán)萜烷/五環(huán)三萜類為0.67～11.55，平均值為2.73，指示低分子量三環(huán)萜類的顯著優(yōu)勢。成熟度和生源可影響三環(huán)萜烷的相對(duì)分布和豐度[23]， 本研究中XJC1井部分蘆草溝組一段烴源巖的五環(huán)萜烷系列消失殆盡(圖7)，指示成熟度影響顯著。BC1井蘆草溝組(P2l)烴源巖三環(huán)萜烷/五環(huán)三萜烷為0.31～0.81，平均值為0.5，該比值總體小于XJC1井，與其較低的成熟度有關(guān)。XJC1井梧桐溝組(P3w)烴源巖三環(huán)萜烷/五環(huán)三萜烷為0.31～0.44，平均值為0.38，低于蘆草溝組。研究區(qū)樣品中檢測到豐富的C24四環(huán)萜烷，四環(huán)萜烷通常被認(rèn)為是由藿烷或藿烷前驅(qū)物——藿烯中的五元環(huán)即E環(huán)由于受熱力作用或生物降解作用斷裂而形成[22]。該化合物較藿烷熱穩(wěn)定性強(qiáng)，有時(shí)與高鹽沉積環(huán)境也有相關(guān)性[24-25]。XJC1井蘆草溝組一段和二段烴源巖的C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷值較低(0.05～0.94，平均值為0.37)，BC1井蘆草溝組烴源巖則較高(0.92～3.6，平均值為1.55)，可能受生物降解作用影響。XJC1井和BC1井烴源巖中檢測到豐度的伽馬蠟烷，蘆草溝組烴源巖中伽馬蠟烷/C30藿烷分布在0.14～0.47(平均值為0.21)，顯示某些半咸水-咸水沉積環(huán)境的特征[26]；梧桐溝組烴源巖含有相對(duì)較高豐度的伽馬蠟烷，伽馬蠟烷/C30藿烷為0.49～0.76，反映咸化和或水體分層的原始沉積環(huán)境(表2)。

表2 準(zhǔn)噶爾盆地東南緣XJC1井和CB1井烴源巖生物標(biāo)志化合物參數(shù)統(tǒng)計(jì)表

圖6 烴源巖、原油飽和烴m/z=217質(zhì)量色譜圖Fig.6 Partial m/z=217 mass chromatograms of saturated hydrocarbon fractions from selected source rocks and crude oils

通過對(duì)比甾烷/藿烷、重排甾烷/規(guī)則甾烷、C30重排藿烷/C30藿烷、C29藿烷/C30藿烷、C27-/C27-29規(guī)則甾烷、C28-/C27-29規(guī)則甾烷、C29-/C27-29規(guī)則甾烷、伽馬蠟烷/C30藿烷、二苯并噻吩/芳香烴等參數(shù)(圖8)，不難發(fā)現(xiàn)XJC1和BC1井蘆草溝組烴源巖的生物標(biāo)志物差異顯著，前者明顯在蘆草溝組二段出現(xiàn)異常(熱演化程度反超埋藏更深的烴源巖)，認(rèn)為是受到深部熱蝕變的改造所致。

圖7 烴源巖、原油飽和烴m/z=191質(zhì)量色譜圖Fig.7 Partial m/z=191 mass chromatograms of saturated hydrocarbon fractions from selected source rocks and crude oils

圖8 烴源巖、原油生物標(biāo)志物參數(shù)與深度關(guān)系圖Fig.8 Relationship between biomarker parameters and burial depth for the samples analyzed

依據(jù)Hughes等[28]提出的二苯并噻吩/菲(DBT/P)與Pr/Ph的關(guān)系圖版(圖略)，XJC1、BC1井的蘆草溝組(P2l)烴源巖聚類于一般湖相泥巖區(qū)，XJC1井梧桐溝組(P3w)聚類于鹽湖相區(qū)，Pr/Ph(<1)值低于P2l烴源巖，指示還原沉積環(huán)境有細(xì)微差異。Kvalheim等[29]提出了利用芳香烴參數(shù)F1和F2來判斷有機(jī)質(zhì)熱演化程度，依據(jù)其提出的成熟度劃分標(biāo)準(zhǔn)，XJC1井蘆草溝組烴源巖處于高成熟階段，BC1井蘆草溝組烴源巖處于低成熟-成熟階段，XJC1井梧桐溝組烴源巖處于成熟階段。三芴系列三角圖顯示(圖9(a))，分析樣品中的三芴系列相對(duì)分布顯著受控于熱演化程度[30-31]，隨著熱演化程度的增加，蘆草溝組烴源巖芴系列相對(duì)豐度大幅度增加、硫芴和氧芴系列相對(duì)豐度均大幅度降低，指示其熱穩(wěn)定性的差異。

3.4 油源分析

XCJ1井蘆草溝組原油(4 154～4 230 m)為輕質(zhì)油(密度0.81 g/cm3，黏度1.91 mPa·s(50 ℃)，凝固點(diǎn)-6.0 ℃)，具有低蠟(1.15%)、低硫(微量)等特征。BC1井僅收集蘆草溝組泥頁巖裂縫及泥頁巖層理中附著的黏稠油(181～206 m)，與XJC1井物性有顯著的差異。分析表明，XJC1井蘆草溝組深埋(>4 000 m)原油鏈烷烴基本缺失、類異戊二烯烴如植烷和姥鮫烷仍有相對(duì)較好的保留(圖5(m)-(n))，推測主要與儲(chǔ)層較高的地溫、原油經(jīng)歷儲(chǔ)層內(nèi)熱作用改造有關(guān)。BC1井蘆草溝組泥頁巖的吸附油飽和烴TIC圖(圖5(k)-(l))基線顯示明顯的“U”型鼓包峰，鏈烷烴基本全部消失，指示因淺埋遭受了生物降解、水洗作用(推覆作用導(dǎo)致烴源巖中斷裂和裂縫極其發(fā)育)。BC1與XJC1井蘆草溝組原油規(guī)則甾烷分布相似，C27、C28、C29規(guī)則甾烷相對(duì)分布顯示C29規(guī)則甾烷占優(yōu)勢的斜直線型(圖6(k)-(n))，指示母源巖生源輸入相同或相似。而XJC1井二疊系梧桐溝組烴源巖C27、C28、C29規(guī)則甾烷分布近似呈“V”型(圖6(i)-(j))，明顯不同于蘆草溝組原油和烴源巖，指示生源輸入的差異。進(jìn)一步對(duì)比表明，BC1與XJC1井蘆草溝組原油的甾烷分布與BC1井蘆草溝組烴源巖(近呈斜直線型分布)基本相似，反映兩者具有成因聯(lián)系(圖6)。XJC1井蘆草溝組原油的m/z191質(zhì)量色譜圖也顯示與BC1井蘆草溝組烴源巖有較好的相似度(圖7(k)-(n))，進(jìn)一步指示其成因聯(lián)系。值得提出的是，BC1井蘆草溝組原油的伽馬蠟烷豐度相對(duì)偏高，可能與生物降解作用有關(guān)。其它地球化學(xué)參數(shù)如甾烷/藿烷、C27-C29-規(guī)則甾烷相對(duì)含量、三環(huán)萜烷/五環(huán)三萜烷、二苯并噻吩/芳香烴、三芴系列含量等均指示BC1與XJC1井蘆草溝組原油與各自的蘆草溝組烴源巖聚類相關(guān)(圖8、圖9(a))。碳同位素對(duì)比(圖9(b))也表明原油來自同層系的烴源巖。以上說明BC1與XJC1井蘆草溝組原油來自蘆草溝組烴源巖(圖1(b))。

圖9 準(zhǔn)噶爾盆地東南緣二疊系蘆草溝組油-巖對(duì)比圖Fig.9 Oil-source correlation for the crude oils and source rocks from the Permian Lucaogou formation in the southeastern Junggar Basin

準(zhǔn)噶爾盆地東南緣二疊統(tǒng)蘆草溝組烴源巖為湖相沉積，水體以咸水-半咸水為主[5]，處于弱氧化-還原環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的保存。XJC1井和BC1井發(fā)育的暗色泥巖規(guī)模較大；本次分明表明，二疊統(tǒng)蘆草溝組泥巖有機(jī)質(zhì)豐度高、有機(jī)質(zhì)類型好(Ⅰ-Ⅱ1型)，烴源巖成熟度跨度范圍廣(Rc≈0.54%～1.93%)，從低熟-高熟均有分布，顯示較寬的生烴范圍，認(rèn)為該區(qū)深層具有尋找致密油氣和輕質(zhì)常規(guī)油氣、中淺層具備尋找頁巖油氣和常規(guī)正常油的勘探前景。

4 結(jié) 論

(1)熱解和有機(jī)碳分析表明，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣博格達(dá)山前帶發(fā)育二疊系蘆草溝組優(yōu)質(zhì)烴源巖。有機(jī)質(zhì)豐度高(有機(jī)碳含量高達(dá)12.89%)、類型好(主要為Ⅰ-Ⅱ1型)、熱演化范圍寬(Rc為0.54%～1.93%)，處于低熟-高成熟階段。二疊系蘆草溝組是研究區(qū)的主力烴源巖。二疊系梧桐溝組有機(jī)質(zhì)豐度較低、有機(jī)質(zhì)類型較差，非主力烴源巖。

(2)熱演化顯著影響深層蘆草溝組烴源巖的剩余生烴潛力和質(zhì)量評(píng)價(jià)，熱成熟作用可使深埋蘆草溝組烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度大幅度降低、烴源巖質(zhì)量降低。熱演化可使本區(qū)蘆草溝組烴源巖生烴潛量由77.24 mg/g降至0.52 mg/g、有機(jī)碳由12.89%降至0.43%，烴源巖質(zhì)量可由極好級(jí)別降至中等-差級(jí)別，指示對(duì)高-過成熟烴源巖的質(zhì)量與資源評(píng)價(jià)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)參數(shù)恢復(fù)。本研究中因逆沖推覆導(dǎo)致的淺埋低熟烴源巖與未受構(gòu)造因素影響的深埋高-過熟烴源巖為同區(qū)、同一套烴源巖，兩者生烴潛量和熱演化的差異為本區(qū)及同類地區(qū)深埋高-過成熟烴源巖的質(zhì)量與資源評(píng)價(jià)提供了重要依據(jù)。

(3)生物標(biāo)志物與碳同位素對(duì)比表明，準(zhǔn)噶爾盆地東南緣博格達(dá)山前帶深、淺層蘆草溝組原油與蘆草溝組烴源巖具有較高的相似度，兩者具有較好的親緣關(guān)系，系油-源關(guān)系。準(zhǔn)噶爾盆地東南緣博格達(dá)山前帶烴源巖的地質(zhì)地球化學(xué)研究表明，該區(qū)具有很好的生烴物質(zhì)基礎(chǔ)、可形成不同埋深的多種類型油氣，具有重要的油氣勘探前景。