膠萊盆地東北部白堊系烴源巖特征與評(píng)價(jià)

可 行，趙青芳，吳 飄，楊傳勝，廖 晶，龔建明

(1.青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266237；2.山東科技大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島 266590；3.青島海洋科學(xué)與技術(shù)試點(diǎn)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266237)

0 引 言

膠萊盆地已有50多年的勘探歷史，根據(jù)眾多學(xué)者的研究，膠萊盆地具有良好的烴源巖[1]和儲(chǔ)蓋組合[2]，經(jīng)歷過(guò)生排烴[3]，也發(fā)現(xiàn)了豐富的油氣顯示[4]，但在油氣勘探上并未取得大的成果。目前，對(duì)膠萊盆地?zé)N源巖的數(shù)量和質(zhì)量、分布層位、展布范圍已有較多的研究[5-7]，形成了較為清晰的認(rèn)識(shí)。膠萊盆地元古宇變質(zhì)基底之上主要充填白堊系，萊陽(yáng)凹陷和高密凹陷內(nèi)的平度—夏格莊洼陷是盆地內(nèi)暗色泥頁(yè)巖和泥灰?guī)r厚度最大的地區(qū)，累計(jì)厚度可達(dá)200 m。主要烴源巖是生油范圍較廣的白堊系水南段烴源巖和局限于萊陽(yáng)凹陷的逍仙莊段烴源巖。水南段是盆地發(fā)育鼎盛時(shí)期的產(chǎn)物，為典型湖泊相沉積，沉積物色調(diào)暗、粒度細(xì)，巖性以深灰色、灰黑色頁(yè)巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，含有豐富的動(dòng)植物化石。萊陽(yáng)凹陷水南段暗色泥頁(yè)巖最為發(fā)育，有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到好、較好烴源巖級(jí)別，干酪根主要為Ⅰ型和Ⅱ1型并且處于成熟階段，是盆地主力烴源巖層系。諸城凹陷盡管湖盆面積大，但由于沉積速率大于基底的沉降速率，深湖-半深湖相不發(fā)育，主要以粗碎屑沉積為主，暗色泥頁(yè)巖分布局限且厚度小。牟平—即墨斷裂帶內(nèi)暗色泥頁(yè)巖的分布主要集中在北部地區(qū)，最大厚度在150 m左右。海陽(yáng)凹陷目前資料較少，結(jié)合牟平—即墨斷裂帶和萊陽(yáng)凹陷兩地的暗色泥巖厚度及盆地的整體地勢(shì)，推測(cè)萊陽(yáng)組暗色泥頁(yè)巖的最大厚度在150～200 m之間[7]。盆地內(nèi)主要存在以下儲(chǔ)蓋組合：(1)逍仙莊段和水南段的生儲(chǔ)蓋三位一體組合。(2)逍仙莊組為生油層，止鳳莊段和馬耳山段為儲(chǔ)層，水南組頁(yè)巖為蓋層。(3)水南段為生油層，龍旺莊段和曲格莊段為儲(chǔ)集層，青山組火山巖和火山碎屑巖為蓋層。在盆地內(nèi)的露頭區(qū)、淺孔、鉆井中都發(fā)現(xiàn)了較多的油氣顯示，主要分布在萊陽(yáng)組，尤以水南段最多，說(shuō)明盆地發(fā)育演化過(guò)程中確實(shí)經(jīng)歷過(guò)油氣生成運(yùn)移。一些學(xué)者研究認(rèn)為，膠萊盆地沒(méi)有油氣突破的原因是因?yàn)榻?jīng)歷了燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)烈改造，構(gòu)造變形、巖漿活動(dòng)和剝蝕作用都很強(qiáng)烈，對(duì)已經(jīng)形成的油氣藏產(chǎn)生了不同程度的破壞[2，8]，推測(cè)在構(gòu)造相對(duì)較穩(wěn)定、保存條件相對(duì)較好的地區(qū)有可能存在具有勘探價(jià)值的油氣藏。由于頁(yè)巖氣原位儲(chǔ)存不易受構(gòu)造破壞的特點(diǎn)，近年來(lái)部分學(xué)者開始轉(zhuǎn)向?qū)Α白陨詢?chǔ)”頁(yè)巖氣的研究，將膠萊盆地?zé)N源巖特征以及儲(chǔ)層特征與其他已獲工業(yè)氣流的盆地作比較，得出膠萊盆地具有頁(yè)巖氣形成條件和勘探潛力的結(jié)論[9-10]。本次對(duì)膠萊盆地萊陽(yáng)凹陷和海陽(yáng)凹陷兩地?zé)N源巖取樣分析，一方面是出于海陽(yáng)凹陷烴源巖情況不明，另一方面以期為后續(xù)盆地內(nèi)頁(yè)巖氣的研究和勘探提供基礎(chǔ)資料。

傳統(tǒng)的烴源巖評(píng)價(jià)流程為“有機(jī)質(zhì)豐度-類型-成熟度”。事實(shí)上，如果在沒(méi)有確定有機(jī)質(zhì)類型和成熟度的情況下先行評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度并得出結(jié)論，后續(xù)再根據(jù)有機(jī)質(zhì)類型的好壞和成熟度的高低來(lái)大致修正已得出的豐度等級(jí)，并不是很準(zhǔn)確。在“豐度、類型、成熟度”三大參數(shù)的評(píng)價(jià)順序上，對(duì)于有機(jī)質(zhì)豐度，其不同級(jí)別的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)會(huì)因有機(jī)質(zhì)類型和成熟度不同而有所改變，所以其評(píng)價(jià)順序應(yīng)置于類型和成熟度之后，而有機(jī)質(zhì)類型這一參數(shù)的確定并不受豐度和成熟度的制約，可以在未確定豐度和成熟度之前單獨(dú)評(píng)論，所以有機(jī)質(zhì)類型應(yīng)該首先討論。本文按照“類型-成熟度-有機(jī)質(zhì)豐度”的流程來(lái)開展烴源巖評(píng)價(jià)，與傳統(tǒng)的“有機(jī)質(zhì)豐度-類型-成熟度”評(píng)價(jià)流程略有不同。較高的有機(jī)質(zhì)豐度可以提高對(duì)低成熟度和較差有機(jī)質(zhì)類型烴源巖的評(píng)價(jià)；相反，較低的有機(jī)質(zhì)豐度則會(huì)影響對(duì)類型較好且正處于生油窗的烴源巖的評(píng)價(jià)，如果根據(jù)已經(jīng)確定的類型和成熟度，最后評(píng)價(jià)有機(jī)質(zhì)豐度更加具有總結(jié)性。

1 地質(zhì)概況

膠萊盆地位于魯東隆起區(qū)中部，西接郯廬斷裂帶，東北部延伸入黃海與千里巖隆起相連，南部則以五蓮—榮城斷裂為界與膠南隆起相鄰，北部與膠北隆起相接。由于構(gòu)造抬升，地層遭受強(qiáng)烈剝蝕，根據(jù)現(xiàn)存構(gòu)造特征，膠萊盆地主要分為牟平—即墨斷裂帶、海陽(yáng)凹陷、萊陽(yáng)凹陷、大野頭凸起、高密凹陷、柴溝地壘和諸城凹陷7個(gè)構(gòu)造單元(圖1)。其中，高密凹陷又可以進(jìn)一步劃分為夏格莊洼陷、平度洼陷、李黨家—馬山凸起、高密洼陷[11]。膠萊盆地為晚中生代陸相殘留盆地，除缺失古生界和中生界三疊系、侏羅系外，自上太古界到新生界均有發(fā)育，最大沉積厚度約5000 m。白堊系是盆地的主要充填，膠萊盆地在白堊紀(jì)共經(jīng)歷了萊陽(yáng)期、青山期和王氏期3次構(gòu)造伸展作用，對(duì)應(yīng)形成了下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)組和上白堊統(tǒng)青山組、王氏組三套沉積序列[12]。早白堊世早期在斷裂拉分作用下，整體下陷接收沉積，由于斷塊體的掀斜作用，在諸城和萊陽(yáng)地區(qū)發(fā)育了兩個(gè)深陷區(qū)，形成了萊陽(yáng)組河湖相及沖積扇相沉積。萊陽(yáng)組超覆在蘇魯造山帶之上并在盆地東部大面積出露，為一套陸相碎屑巖，由下及上依次為逍仙莊段、止鳳莊段、馬耳山段、水南段、龍旺莊段、曲格莊段[13](圖2)。

圖1 膠萊盆地構(gòu)造單元及取樣點(diǎn)位置圖(據(jù)文獻(xiàn)[11]修改)

圖2 膠萊盆地萊陽(yáng)組地層綜合柱狀圖

2 研究材料與方法

本文通過(guò)總結(jié)前人對(duì)膠萊盆地?zé)N源巖的研究成果，并結(jié)合野外實(shí)際觀察，對(duì)萊陽(yáng)組顏色較深的泥頁(yè)巖露頭樣品進(jìn)行采樣，取樣地點(diǎn)及油氣顯示分布情況見(jiàn)圖1，取樣層位見(jiàn)圖2。其中萊陽(yáng)凹陷采樣9塊，海陽(yáng)凹陷中部及西南部(田橫島)各采樣6塊，共21塊烴源巖樣品。開展了5項(xiàng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析，包括：(1)有機(jī)碳分析。采用CS444型有機(jī)碳分析儀測(cè)定有機(jī)碳含量。(2)熱解分析。用 ROCK EVAL 6型巖石熱解儀進(jìn)行熱解分析。(3)抽提和分離。所有樣品粉碎成粒徑為0.19 mm的顆粒，用氯仿進(jìn)行48 h索氏抽提。將抽提物溶于過(guò)量的石油醚中，靜置24 h過(guò)濾，不溶部分為瀝青質(zhì)，可溶部分則采用硅膠氧化鋁柱色層分離方法，分別用石油醚、二氯甲烷和氯仿/乙醇混合溶劑沖脫飽和烴、芳烴和非烴。(4)GC-MS分析。分析儀器為HP5890 GC/5970B MSD色質(zhì)連用儀、HP6890型色譜儀。色譜柱為BP-5，柱長(zhǎng)30 m，內(nèi)徑0.25 mm，氣化室溫度320 ℃，程序升溫初溫80 ℃，恒溫11 min，升溫速率3 ℃/min，終溫325 ℃，柱箱溫度320 ℃，離子源溫度250 ℃，電子能量70 eV，載氣為氦氣，線速25 cm/s，采集方式為全掃描(SCAN)/多離子檢測(cè)(SIN)。(5)有機(jī)質(zhì)顯微組分分析。在生物顯微鏡DIALUX-22EB和UMSP-50顯微光度計(jì)上進(jìn)行泥巖原位顯微組分鑒定。以上測(cè)試均在長(zhǎng)江大學(xué)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成。

3 結(jié)果與討論

3.1 烴源巖有機(jī)質(zhì)類型

3.1.1 干酪根顯微組分

由于各顯微組分是不同的生物有機(jī)組分在沉積巖中轉(zhuǎn)化的結(jié)果，所以顯微組分的組成可以反映不同生物對(duì)沉積巖中有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)。腐泥組主要是藻類及其他水生生物富氫穩(wěn)定組分在還原環(huán)境下腐泥化作用的產(chǎn)物；殼質(zhì)組來(lái)源于高等植物的孢粉和角質(zhì)層等組織及植物組織的分泌物；鏡質(zhì)組來(lái)源于高等植物木質(zhì)素和纖維素；惰質(zhì)組是植物木質(zhì)纖維組織及其凝膠化組分經(jīng)適度氧化作用而形成的[14]。

從研究區(qū)烴源巖樣品的干酪根顯微組分(表1)可以看出，全部樣品都未檢出腐泥組，惰質(zhì)組占比3%～10%，殼質(zhì)組占比65%～94%。三地樣品在腐泥組、殼質(zhì)組和惰質(zhì)組含量上差異不大，而鏡質(zhì)組含量則略有差異。海陽(yáng)凹陷中部水南段為2%～10%，平均值為6.16%。萊陽(yáng)凹陷逍仙莊段為19%～25%，平均值為22%；水南段為4%～16%，平均值為9.42%。海陽(yáng)凹陷西南部水南段為3%～5%，平均值為3.5%；半深湖-深湖相的水南段中高等植物比例明顯較濱淺湖相的逍仙莊段低。海陽(yáng)凹陷中部水南段干酪根以Ⅱ2型為主，6個(gè)測(cè)試樣品中僅有一個(gè)為Ⅱ1型，有機(jī)物源主要來(lái)源于海相浮游生物和微生物的混合物；萊陽(yáng)凹陷逍仙莊段干酪根全部為Ⅱ2型，水南段也主要為Ⅱ2型，僅1個(gè)Ⅱ1型；而海陽(yáng)凹陷西南部水南段Ⅱ1型干酪根占33%，其余為Ⅱ2型，干酪根品質(zhì)好于另外兩地，顯示了從內(nèi)陸到近海有機(jī)質(zhì)類型有變好的趨勢(shì)。

表1 膠萊盆地下白堊統(tǒng)烴源巖干酪根顯微組分統(tǒng)計(jì)

3.1.2 氫-氧指數(shù)及范氏圖

為了準(zhǔn)確判斷干酪根類型，規(guī)避單一方法可能存在的誤差，本次還進(jìn)行了烴源巖熱解和干酪根元素分析，并制做出有機(jī)質(zhì)類型判別圖(圖3和圖4)。由于IH值較低，氫氧指數(shù)判別圖中幾乎全部數(shù)據(jù)都落在圖中靠近原點(diǎn)且緊鄰氧指數(shù)坐標(biāo)軸的位置，部分?jǐn)?shù)據(jù)超出了判別曲線的有效范圍。IH值較低可能是由干酪根熱演化程度較高、剩余有機(jī)質(zhì)含量較低或者測(cè)試誤差較大等因素所導(dǎo)致。計(jì)算IH值所用的熱解參數(shù)S2代表剩余有機(jī)質(zhì)熱解生烴量，受儀器靈敏度的限制，剩余有機(jī)質(zhì)含量非常低的樣品在熱解測(cè)試中容易增大誤差，一般選用S2值較高的樣品進(jìn)行討論[14]。由于多數(shù)數(shù)據(jù)點(diǎn)落在圖外，且可能存在相當(dāng)?shù)臏y(cè)試誤差，因此圖3無(wú)法判斷干酪根類型。

圖3 膠萊盆地萊陽(yáng)組烴源巖IH/IO圖

圖4 膠萊盆地萊陽(yáng)組烴源巖樣品范氏圖

烴源巖H/C-O/C范氏圖中曲線的演化軌跡越接近原點(diǎn)代表越高的熱演化程度。圖4中數(shù)據(jù)點(diǎn)沒(méi)有集中在原點(diǎn)附近，可以排除樣品熱演化已至高過(guò)成熟。H/C比較低導(dǎo)致部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)出現(xiàn)在圖幅有效范圍之外，另有部分?jǐn)?shù)據(jù)則全部投在Ⅲ型干酪根范圍之內(nèi)，與圖3情況類似。據(jù)前人研究[14]，Ⅰ型干酪根在結(jié)構(gòu)上以含脂肪族直鏈結(jié)構(gòu)為主，富含氫元素，多環(huán)芳香結(jié)構(gòu)及含氧官能團(tuán)很少；而Ⅲ型干酪根則相反，以含多環(huán)芳香結(jié)構(gòu)及含氧官能團(tuán)為主，富含氧元素；Ⅱ型干酪根的組成則介于Ⅰ型和Ⅲ型干酪根之間。圖3、圖4中數(shù)據(jù)點(diǎn)靠近橫軸而遠(yuǎn)離縱軸，表明O/C優(yōu)于H/C，氧指數(shù)優(yōu)于氫指數(shù)，樣品中富含氧元素而貧氫元素，熱解中新生成的烴類S2非常低，而含氧基團(tuán)熱解生成的CO2含量S3則較高。

3.1.3 碳同位素組成

戴鴻鳴等2008年研究認(rèn)為，當(dāng)烴源巖熱演化程度達(dá)到高成熟或過(guò)成熟階段，范氏圖、有機(jī)質(zhì)顯微組分統(tǒng)計(jì)、巖石熱解得到的氫氧指數(shù)等都難以準(zhǔn)確判斷烴源巖有機(jī)質(zhì)類型，不同類型的干酪根富集碳同位素12C、13C的相對(duì)比重不同，即碳同位素組成不同，且在成巖作用和熱演化作用過(guò)程中碳同位素組成一般小于2‰，通過(guò)分析干酪根碳同位素組成或可得出較準(zhǔn)確的有機(jī)質(zhì)類型[15]。根據(jù)干酪根類型的碳同位素判定標(biāo)準(zhǔn)[14]，萊陽(yáng)凹陷、海陽(yáng)凹陷中部樣品干酪根δ13C(PDB)的范圍是-26.7‰～-25.3‰，全為Ⅱ2型干酪根，海陽(yáng)凹陷西南部樣品干酪根δ13C(PDB)的范圍是-28.4‰～25.2‰，含4個(gè)Ⅱ1和2個(gè)Ⅱ2型干酪根(圖5)，碳同位素對(duì)干酪根類型的判定結(jié)果明顯好于前述方法。

圖5 膠萊盆地萊陽(yáng)組干酪根類型碳同位素判定結(jié)果

綜合分析以上幾種干酪根類型判別方法，顯微組分統(tǒng)計(jì)中所有樣品均不含腐泥組而其他顯微組分?jǐn)?shù)量均正常，將每一個(gè)樣品的腐泥組都誤測(cè)的可能性幾乎為零；同時(shí)圖4的演化軌跡及后文對(duì)成熟度的討論都表明，樣品有機(jī)質(zhì)的熱演化程度并沒(méi)有達(dá)到高-過(guò)成熟，所以腐泥組的缺失可能是由于風(fēng)化淋漓作用所致，因?yàn)楦嘟M有機(jī)質(zhì)主要是脂肪族有機(jī)質(zhì)在缺氧條件下經(jīng)分解和聚合作用的產(chǎn)物，一旦遭受氧化極易散失。同時(shí)，腐泥組的氧化散失也使得富含氫元素的脂肪族有機(jī)質(zhì)大大減少，也就解釋了圖3和圖4中氫指數(shù)和氫碳比非常低的現(xiàn)象。干酪根中有機(jī)質(zhì)的碳同位素組成隨熱演化程度的變化較小，但卻無(wú)法避免腐泥組氧化散失的影響，因?yàn)椴煌袡C(jī)質(zhì)顯微組分的碳同位素組成有所不同。本次的幾種干酪根類型判別方法中，碳同位素判別法得出的干酪根類型最好，但腐泥組的氧化散失使得該測(cè)試結(jié)果比實(shí)際品質(zhì)要低很多，推測(cè)萊陽(yáng)組不乏Ⅰ型和Ⅱ1型有機(jī)質(zhì)。事實(shí)上，前人對(duì)膠萊盆地水南段、逍仙莊段烴源巖有機(jī)質(zhì)類型的研究結(jié)論也有所差異，張領(lǐng)軍等2017年對(duì)水南段野外剖面樣品分析表明其有機(jī)質(zhì)以Ⅱ型為主、Ⅲ型次之[16]，劉華等2006年證實(shí)井下樣品和露頭區(qū)保存較好的樣品有機(jī)質(zhì)主要為腐泥型(Ⅰ型)和腐殖腐泥型(Ⅱ1)[5]。結(jié)合本次樣品分析，這種差異極有可能是由于露頭樣品較之井下樣品保存得較差的原因。

3.2 烴源巖熱演化特征

從表2可以看出，萊陽(yáng)凹陷和海陽(yáng)凹陷中部水南段的樣品整體已達(dá)到成熟，個(gè)別為高成熟。萊陽(yáng)凹陷逍仙莊段樣品為低成熟，海陽(yáng)凹陷西南部水南段樣品全部為低成熟。鏡質(zhì)體是富氧組分，不易受到氧化作用的影響，被認(rèn)為是表征有機(jī)質(zhì)成熟度的最佳參數(shù)之一[14]。

表2 膠萊盆地下白堊統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化數(shù)據(jù)

在未成熟烴源巖的抽提物中，以相對(duì)分子質(zhì)量高的正構(gòu)烷烴為主，在相鄰碳數(shù)的正構(gòu)烷烴中，一般具有奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)。通常未成熟的烴源巖抽提物的正構(gòu)烷烴分布曲線呈鋸齒狀，尖峰明顯，隨烴源巖成熟度的增加正構(gòu)烷烴主峰碳逐漸向低碳數(shù)方向偏移，奇數(shù)碳優(yōu)勢(shì)逐漸消失，曲線變平滑[14]。利用CPI值(碳優(yōu)勢(shì)指數(shù))和OEP值(奇偶優(yōu)勢(shì)比)可以將從“正構(gòu)烷烴分布曲線”上對(duì)成熟度的定性描述定量化，這項(xiàng)指標(biāo)在鑒定碎屑巖類烴源巖時(shí)效果較好，CPI和OEP往往在C23—C34范圍內(nèi)進(jìn)行計(jì)算，彼此結(jié)果相差甚微，完全可以對(duì)比使用。根據(jù)CPI(OEP)值對(duì)有機(jī)質(zhì)成熟度的判定標(biāo)準(zhǔn)[17]：小于1，烴源巖為高-過(guò)成熟，1～1.2則為成熟，1.2～2.4為低成熟，2.4～5.5則為未成熟，樣品的CPI(OEP)值與鏡質(zhì)體反射率的判定結(jié)果一致(表2)。

鄔立言等1986年研究發(fā)現(xiàn)不同類型的干酪根中不同強(qiáng)度的化學(xué)鍵的相對(duì)豐度不同，成熟作用相對(duì)時(shí)間有所差別，成熟度相同但類型不同的干酪根在熱解中會(huì)出現(xiàn)不同范圍的最高熱解峰溫Tmax[18]。根據(jù)Tmax值所屬溫度范圍判斷有機(jī)質(zhì)成熟度時(shí)，前提要弄清楚干酪根的類型，這也是本文首先討論有機(jī)質(zhì)類型、其次成熟度、最后豐度的原因，因?yàn)榍懊鎱?shù)的屬性會(huì)影響到后面參數(shù)的討論。從可用的Tmax數(shù)據(jù)來(lái)看，萊陽(yáng)凹陷水南段3個(gè)Ⅱ2型干酪根樣品，Tmax值分別為495 ℃、505 ℃和510 ℃(表2)，代表過(guò)成熟，與鏡質(zhì)體反射率不一致，考慮到前述討論中已總結(jié)出風(fēng)化淋漓作用對(duì)萊陽(yáng)組露頭烴源巖的影響，S1值和S2值也會(huì)隨之偏低，該Tmax值不予采用。本次樣品有機(jī)質(zhì)成熟度以鏡質(zhì)體Ro和CPI(OEP)的判定結(jié)果為準(zhǔn)。張領(lǐng)軍等2017年[16]、劉華等2006年[5]、任擁軍等2003年[6]對(duì)萊陽(yáng)凹陷水南段和逍仙莊段烴源巖有機(jī)質(zhì)成熟度研究時(shí)也得出了類似的結(jié)論，多數(shù)樣品已達(dá)成熟，少數(shù)為低成熟。

3.3 烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度

有機(jī)質(zhì)豐度是烴源巖最重要的評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。通常沒(méi)有標(biāo)明烴源巖有機(jī)質(zhì)類型和成熟度的豐度等級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)默認(rèn)為僅適用于低成熟(Ro=0.5%～0.7%)的樣品，熱演化程度低，有機(jī)質(zhì)散失較少，比較接近原始豐度[19]；而如果烴源巖樣品的有機(jī)質(zhì)類型和成熟度變化較大，那么就需要建立更詳細(xì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。本次樣品均來(lái)自膠萊盆地下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)組的陸相露頭區(qū)暗色泥頁(yè)巖，擬采用秦建中等2005年[20]提出的綜合考慮了有機(jī)質(zhì)成熟度和類型的豐度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。從樣品的有機(jī)質(zhì)族組分?jǐn)?shù)據(jù)以及熱解參數(shù)(表3)來(lái)看，所有樣品的氯仿瀝青“A”值和S1+S2值都小于烴源巖氯仿瀝青“A”下限值0.03%和生烴潛量下限值0.5 mg/g。從總有機(jī)碳含量得出的評(píng)價(jià)結(jié)果(圖6)來(lái)看：萊陽(yáng)凹陷水南段的樣品中29%為中等烴源巖，71%為非烴源巖，逍仙莊段的樣品全部為非烴源巖；海陽(yáng)凹陷中部水南段的樣品中17%為差烴源巖，其余為非烴源巖，而海陽(yáng)凹陷西南部的水南段樣品全部為非烴源巖?？傮w來(lái)說(shuō)，本次樣品剩余有機(jī)質(zhì)含量較低。

表3 膠萊盆地下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)組烴源巖有機(jī)質(zhì)族組分及熱解參數(shù)

圖6 膠萊盆地萊陽(yáng)組烴源巖TOC評(píng)價(jià)結(jié)果

前文已述，本次樣品的熱演化程度未達(dá)高-過(guò)成熟，且經(jīng)受了較為強(qiáng)烈的風(fēng)化淋漓作用，所以有機(jī)質(zhì)豐度必定受到了風(fēng)化淋漓作用的影響，至于原始有機(jī)質(zhì)豐度的情況，則需要參考前人研究成果。劉華等2006年對(duì)萊陽(yáng)凹陷水南段烴源巖取樣分析[5]，TOC的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示井下樣品中43%為好或較好烴源巖，14%為較差烴源巖，露頭樣品中41%為好或較好烴源巖，12%為較差烴源巖；而氯仿瀝青“A”的評(píng)價(jià)結(jié)果顯示井下樣品中63%為好或較好烴源巖，22%為較差烴源巖，露頭樣品中33%為好或較好烴源巖，54%為較差烴源巖。從有機(jī)碳含量來(lái)看，露頭和井下樣品中好或較好烴源巖、較差烴源巖、非烴源巖樣品在各自樣品總數(shù)中占比大致相同；但從氯仿瀝青“A”含量來(lái)看，井下樣品中好、較好烴源巖的數(shù)量要明顯高于露頭樣品。兩個(gè)參數(shù)的評(píng)價(jià)結(jié)果有所不同，推測(cè)是露頭樣品遭受風(fēng)化的結(jié)果，氯仿瀝青“A”含量比TOC易受風(fēng)化淋漓作用。任擁軍等2003年研究[6]也表明萊陽(yáng)凹陷水南段和逍仙莊段烴源巖有機(jī)碳含量較高，其中水南段可以達(dá)到中等-好烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)，但烴源巖中可溶有機(jī)質(zhì)含量和生烴潛量變化較大 ，以低值為主。以上兩位學(xué)者的研究均表明萊陽(yáng)凹陷水南段和逍仙莊段存在較好的烴源巖，但由于風(fēng)化作用井下烴源巖樣品品質(zhì)優(yōu)于露頭樣品，部分區(qū)域露頭樣品可能遭受風(fēng)化較弱而保存較好，但本次取樣地點(diǎn)遭受了較強(qiáng)的風(fēng)化淋漓作用(圖7)，數(shù)據(jù)失去了代表性，仍可作為后續(xù)研究人員在膠萊盆地取樣的參考后續(xù)研究中要盡量取井下或淺鉆樣品，沒(méi)有條件而只能取露頭樣品時(shí)一定要仔細(xì)觀察風(fēng)化程度，勘查保存較好的樣品。

圖7 本次取樣點(diǎn)露頭剖面

3.4 烴源巖沉積環(huán)境特征

風(fēng)化淋漓作用使海陽(yáng)凹陷中部和西南部大多數(shù)樣品的有機(jī)質(zhì)豐度評(píng)價(jià)為差-非烴源巖，與實(shí)際情況不符，其飽和烴數(shù)據(jù)也不能代表實(shí)際情況，所以這里僅對(duì)相對(duì)稍好的萊陽(yáng)凹陷水南段樣品的飽和烴氣相色譜數(shù)據(jù)(表4)進(jìn)行分析。大多數(shù)樣品的OEP和CPI值為1.04～1.15，奇偶優(yōu)勢(shì)消失，表明烴源巖已經(jīng)成熟。通常未成熟和低成熟烴源巖樣品具有較高的w(Pr)/w(nC17)和w(Ph)/w(nC18)比值，隨著成熟度升高，干酪根熱降解生成的烴類逐漸增加，該比值逐漸降低[14，21]。從該區(qū)水南段樣品來(lái)看，大多數(shù)w(Pr)/w(nC17)和w(Ph)/w(nC18)比值小于1.0，說(shuō)明水南段樣品有機(jī)質(zhì)已成熟，只有極少數(shù)樣品的為未成熟。樣品的w(C21+C22)/w(C28+ C29)比值以小于1.0為主，反映高等植物有機(jī)質(zhì)的輸入相對(duì)于低等水生生物有機(jī)質(zhì)輸入占優(yōu)勢(shì)；樣品的w(Pr)/w(Ph)值以大于1.0為主，表明有機(jī)質(zhì)沉積環(huán)境為氧化環(huán)境。飽和烴氣相色譜參數(shù)分析的結(jié)論與前文討論基本一致。結(jié)合前人對(duì)水南段井下樣品的飽和烴氣相色譜數(shù)據(jù)，從圖8中可以看出，萊陽(yáng)凹陷水南段露頭樣品處于氧化性環(huán)境下，而萊孔1井井下水南段樣品則形成于還原環(huán)境，萊孔1井水南段烴源巖C27、C28、C29甾烷組成(圖9)[3]表明保存較好的水南段樣品的生源組成以藻類為主，而藻類通常形成較好類型的干酪根。以上都表明萊陽(yáng)凹陷水南段確實(shí)存在較好的烴源巖，應(yīng)將勘探焦點(diǎn)向凹陷內(nèi)構(gòu)造相對(duì)較穩(wěn)定、風(fēng)化淋漓作用較弱的地方聚集。

表4 萊陽(yáng)凹陷水南段烴源巖飽和烴氣相色譜參數(shù)

圖8 萊陽(yáng)凹陷露頭及井下樣品沉積環(huán)境判別圖(萊孔1井?dāng)?shù)據(jù)據(jù)劉洪營(yíng)等[3])

圖9 萊孔1井水南段烴源巖C27、C28、C29甾烷組成(據(jù)文獻(xiàn)[3])

4 結(jié) 論

(1)下白堊統(tǒng)萊陽(yáng)組水南段和逍仙莊段是膠萊盆地的主要烴源巖層。從本次樣品測(cè)試數(shù)據(jù)來(lái)看，萊陽(yáng)凹陷水南段發(fā)育一套中等烴源巖；海陽(yáng)凹陷中部地區(qū)水南段發(fā)育一套差烴源巖，萊陽(yáng)凹陷逍仙莊段和海陽(yáng)凹陷西南部水南段為非烴源巖。對(duì)比前人對(duì)膠萊盆地水南段和逍仙莊段的研究成果，均好于本次樣品的豐度評(píng)價(jià)結(jié)果，原因在于本次樣品遭受了較強(qiáng)風(fēng)化淋漓作用，無(wú)法代表實(shí)際情況，僅作為取樣參考。

(2)萊陽(yáng)凹陷和海陽(yáng)凹陷中部的水南段干酪根類型主要為Ⅱ2型，個(gè)別為Ⅱ1型，偏腐植型，傾向于生氣；而海陽(yáng)凹陷西南部的水南段樣品干酪根67%為Ⅱ1型，33%為Ⅱ2型，生油潛力較高。萊陽(yáng)凹陷和海陽(yáng)凹陷中部的水南段樣品均已成熟，而海陽(yáng)凹陷西南部水南段樣品為低成熟，推測(cè)海陽(yáng)凹陷西南部受后期構(gòu)造抬升影響，萊陽(yáng)組殘留厚度薄，水南段埋深相對(duì)較淺。

(3)萊陽(yáng)凹陷和海陽(yáng)凹陷中部水南段有機(jī)物源以高等植物輸入為主，低等水生生物為輔，海陽(yáng)凹陷西南部水南段則以低等水生生物輸入占優(yōu)勢(shì)。萊陽(yáng)凹陷水南段露頭樣品遭受了強(qiáng)烈的風(fēng)化淋漓作用，烴源巖各項(xiàng)評(píng)價(jià)參數(shù)測(cè)定值很低，而井下樣品則有著以藻類為主的較好生源輸入且形成于還原環(huán)境。因此，結(jié)合前人研究成果，推測(cè)萊陽(yáng)凹陷水南段存在較好的烴源巖。