準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖發(fā)育模式及地球化學(xué)特征研究

劉 濤

（大慶勘探開(kāi)發(fā)研究院有機(jī)地球化學(xué)研究室, 黑龍江大慶 163000）

新疆準(zhǔn)噶爾盆地位于中國(guó)大陸西北部地區(qū), 占地面積約為13×104km2, 這里的地質(zhì)以沉積巖為主, 分別分布于準(zhǔn)噶爾盆地的不同地質(zhì)凹陷各處, 它們?yōu)闇?zhǔn)噶爾盆地的發(fā)展提供了豐富的天然地質(zhì)基礎(chǔ), 其中西北緣、腹部、東部區(qū)域是主要的大型油氣資源分布區(qū), 南緣諸多地質(zhì)構(gòu)造也蘊(yùn)藏有許多重要油氣。本文在查閱了大量相關(guān)準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖與原油文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上, 對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖的發(fā)育進(jìn)行了初步介紹, 而后分析了準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖干酪根系同位素組成, 以及原油地球化學(xué)特征與分類(lèi), 旨在探究準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖與原油的關(guān)系, 幫助人們更好地認(rèn)識(shí)原油的形成及其地球化學(xué)特征[1]。

1 準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖的發(fā)育

準(zhǔn)噶爾盆地的不同烴源巖形成時(shí)間是不同的, 總地來(lái)說(shuō), 其主要形成時(shí)期包括上古生界和中生生界, 具體情況如下[2-3]。

1.1 上古生界發(fā)育石炭系和二疊系

在上古生界時(shí)期, 準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育出了石炭系和二疊系。其中, 在烴源巖的形成方面, 石炭系烴源巖主要發(fā)育于石炭統(tǒng)滴水泉組和上石炭統(tǒng)巴山組地區(qū), 是由于該地的海陸變動(dòng)而形成的沉積巖發(fā)育而來(lái)的。二疊系烴源巖主要發(fā)育于下二疊統(tǒng)風(fēng)城組與中二疊統(tǒng)烏爾禾組等地區(qū), 是由于該地的海湖變動(dòng)而形成的沉積巖發(fā)育而來(lái)的, 其也是準(zhǔn)噶爾盆地所具有的最主要烴源巖。在烴源巖的分布方面, 石炭系的烴源巖廣泛分布在準(zhǔn)噶爾盆地的各處。一般來(lái)說(shuō), 石炭系的海陸沉積層較厚, 所含有機(jī)質(zhì)含量中等, 主要以Ⅱ2型和Ⅲ型為主, 成熟度適中。二疊系的烴源巖主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地的西部、南部及東部地區(qū), 北部幾乎沒(méi)有。而二疊系海湖沉積層厚度厚, 所含有機(jī)質(zhì)含量高, 主要以類(lèi)型較好的Ⅱ1型為主, 但此地的成熟演化程度較低[1]。

1.2 中新生界發(fā)育三疊系、侏羅系、白堊系和古近系

在中新生界時(shí)期, 準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育出了三疊系、侏羅系、白堊系和古近系。其中, 在烴源巖的形成方面, 三疊系烴源巖主要發(fā)育于三疊統(tǒng)地區(qū), 是由湖湖（淺湖和半深湖）沉積巖發(fā)育而來(lái)的。侏羅系烴源巖主要是由于河流—沼澤—深湖相含煤沉積形成的。白堊系烴源巖主要發(fā)育于白堊統(tǒng)清水河組地區(qū), 也是由于湖湖（淺湖和半深湖)沉積發(fā)育而來(lái)的。古近系烴源巖主要發(fā)源于漸—始新統(tǒng)安集海河組地區(qū), 與三疊系和白堊系相同, 是由于湖湖（淺湖和半深湖）沉積發(fā)育而來(lái)的[1]。

在烴源巖的分布方面, 三疊系烴源巖主要分布于準(zhǔn)噶爾盆地的大部分地區(qū), 其中以盆地東部最為出名。一般來(lái)說(shuō), 三疊系沉積巖厚度適中, 有機(jī)物含量豐富, 主要以Ⅱ型為主, 成熟度適中。侏羅系烴源巖廣泛分布在準(zhǔn)噶爾盆地, 沉積巖的厚度較厚, 有機(jī)物含量高, 主要以類(lèi)型較差的Ⅱ1型和Ⅲ型為主, 處于不太成熟階段。白堊系烴源巖主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地的南部, 這里的沉積巖厚度適中, 有機(jī)物含量也適中, 主要以Ⅱ型為主, 成熟度也較低。古近系烴源巖主要分布在準(zhǔn)噶爾盆地的南部地區(qū), 有機(jī)物含量適中, 同樣以Ⅱ型為主, 成熟程度中等。其中成熟的古近系烴源巖主要分布在南部凹陷地帶[1]。

2 烴源巖干酪根同位素組成

雖然, 不同物質(zhì)種類(lèi)的烴源巖干酪根基本結(jié)構(gòu)組成中的元素都是碳, 但從本質(zhì)上來(lái)說(shuō), 它們是由碳元素的不同同位素組成的, 具有明顯的差異性。具體來(lái)說(shuō), 石炭系烴源巖的干酪根分子質(zhì)量趨于中性偏重, 碳元素組成在-25%～-21%之間。下二疊統(tǒng)風(fēng)城組和中二疊統(tǒng)平地泉、蘆草溝溫泉組的烴源巖石干酪根分子質(zhì)量較輕, 碳元素組成在-32%～-24%之間。平均值在-29%左右。三疊系的烴源巖干酪根由于碳同位素分子結(jié)構(gòu)及其組成多數(shù)變化大, 因此碳元素組成在-31%～-20%之間。其中東部疊系烴源巖分子質(zhì)量變化小于-26%。侏羅系烴源巖的干酪根分子質(zhì)量組成密度總體上比較重, 主要的碳元素組成集中分布在-26%～-23%之間。八道灣組泥巖和其他煤干酪根的分子質(zhì)量組成相對(duì)比較輕一點(diǎn), 西山窯泥巖組則相對(duì)略重一些, 兩者密度相差1%左右, 下白堊統(tǒng)烴源巖干酪根中的分子質(zhì)量組成則比較輕, 碳元素組成主要在-31%～-27%之間, 與二疊系烴源巖干酪根類(lèi)似。古近系安集海河組烴源巖干酪根中的分子質(zhì)量相對(duì)比較重, 碳元素組成在-28.5%～-23%之間, 與準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系中的烴源巖類(lèi)似[4]。

3 原油地球化學(xué)特征與分類(lèi)

烴源巖是含有烴類(lèi)有機(jī)質(zhì)的巖石, 可以說(shuō), 烴源巖的形成是原油產(chǎn)生的基礎(chǔ)——烴源巖是原油的產(chǎn)生地。但并不是所有烴源巖都能夠產(chǎn)生原油的, 只有具備一定條件的烴源巖才能夠產(chǎn)生或待產(chǎn)生原油。其一, 原油產(chǎn)生要求烴源巖具有一定的內(nèi)部溫度條件, 及要求烴源巖埋藏深度足夠。其二, 原油形成的過(guò)程中需要有充足的有機(jī)質(zhì), 有機(jī)質(zhì)在地質(zhì)作用的過(guò)程中逐漸轉(zhuǎn)化為烴源巖的主要成分, 而烴源巖中恰恰具備了生成原油的大量有機(jī)質(zhì)存在。一般可認(rèn)為, 烴源巖形成原油需要的有機(jī)質(zhì)就是干酪根。干酪根是以碳元素為基礎(chǔ)的有機(jī)物, 是原油基本構(gòu)成物質(zhì)。但不同烴源巖的有機(jī)質(zhì)組成是有所差別的, 其原因是碳元素具有多種同位素。對(duì)此不同種類(lèi)烴源巖的直接區(qū)別在于, 其分子質(zhì)量的不同。細(xì)分來(lái)說(shuō), 石炭系烴源巖的分子質(zhì)量居中偏大, 一般在-25%～-21%之間。二疊系烴源巖分子質(zhì)量相對(duì)較小, 一般在-32%～-24%之間, 平均值為-29%。三疊系烴源巖分子質(zhì)量中等, 一般在-31%～-20%之間。而侏羅系烴源巖分子質(zhì)量大, 主要集中在-26%～-23%之間。白堊系烴源巖分子質(zhì)量小, 主要集中在-31%～-27%之間。與二疊系烴源巖干酪根類(lèi)似。古近系烴源巖分子質(zhì)量大, 一般在-28.5%～-23%之間, 與準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系中的烴源巖類(lèi)似。

4 結(jié)論

綜上所述, 準(zhǔn)噶爾盆地作為我國(guó)最大的原油儲(chǔ)量地, 因?yàn)槠涮厥獾牡刭|(zhì)條件, 形成了六大類(lèi)典型原油。同時(shí)因?yàn)榱?lèi)典型原油的元素組成上具有較明顯的差別, 因此不同種類(lèi)原油組成的分子質(zhì)量和基本物質(zhì)構(gòu)成也不近相同。本文在查閱了大量相關(guān)準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖與原油文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上, 對(duì)準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖的發(fā)育進(jìn)行了初步介紹, 而后分析了準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖干酪根系同位素組成, 以及原油地球化學(xué)特征與分類(lèi), 希望能夠探究準(zhǔn)噶爾盆地?zé)N源巖與原油的關(guān)系, 幫助人們更好地認(rèn)識(shí)原油的形成及其地球化學(xué)特征。