內(nèi)蒙古霍林河地區(qū)上二疊統(tǒng)林西組烴源巖層特征

高利東　隋海濤　楊海星

摘要：近幾年來，隨著油氣資源地質(zhì)調(diào)查工作的開展，對(duì)古生界地層油氣資源的潛力評(píng)價(jià)越來越高，尤其是內(nèi)蒙古東部地區(qū)分布范圍廣且發(fā)育多套巨厚層泥巖的上二疊統(tǒng)林西組被認(rèn)為極具較好的油氣勘查前景。2016年內(nèi)蒙古地勘十院開展霍林河地區(qū)1：5萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目，對(duì)于區(qū)內(nèi)存在的上二疊統(tǒng)林西組暗色泥頁巖露頭進(jìn)行了綜合分析研究工作，從有機(jī)質(zhì)豐度、類型、來源和成熟度指標(biāo)等幾方面研究其烴源巖特征，判斷其是否為潛在的烴源巖層系，樣品測(cè)試結(jié)果表明：林西組泥頁巖有機(jī)質(zhì)豐度中等—較好，屬于中等烴源巖；有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1型；處于高成熟—過成熟階段。表明霍林河地區(qū)上二疊統(tǒng)林西組為較好烴源巖，具有一定的生氣生油潛力特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：霍林河地區(qū)；林西組；烴源巖；生油生氣潛力

引言

根據(jù)沈陽地調(diào)中心陳樹旺、丁秋紅、鄭月娟等，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院馮子輝、方偉、李振廣等，蘇飛、卞雄飛、王杰、李偉、陳樹旺等及長(zhǎng)江大學(xué)地球環(huán)境與水資源學(xué)院唐友軍等、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)汲超飛等人撰寫的論文資料來看，烏蘭蓋盆地、松遼盆地外圍及內(nèi)蒙古東部扎魯特盆地一帶上二疊統(tǒng)林西組地層具有良好的烴潛力和一定的頁巖氣遠(yuǎn)景，是開展上古生界油氣資源遠(yuǎn)景研究的重要地區(qū)。沈陽地調(diào)中心2016年開展的二級(jí)項(xiàng)目翁牛特旗—突泉成礦帶之子項(xiàng)目霍林河地區(qū)區(qū)調(diào)，此區(qū)域正位于松遼盆地外圍，烏蘭蓋盆地東北部及扎魯特旗盆地的北側(cè)，是油氣資源的重點(diǎn)潛力區(qū)，因此，工作重點(diǎn)圈定沉積地層中暗色烴源巖層段，加強(qiáng)烴源巖層系的評(píng)價(jià)和為油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)提供理論和技術(shù)支持方面的內(nèi)容。

工作區(qū)油氣資源方面的研究程度較低，前人資料中沒有此方面的內(nèi)容。區(qū)調(diào)過程中以上二疊統(tǒng)林西組中存在的含泥質(zhì)、炭質(zhì)成分較多的泥頁巖層作為重點(diǎn)，對(duì)烴源巖進(jìn)行有效性判識(shí)，對(duì)烴源巖進(jìn)行有機(jī)地球化學(xué)數(shù)據(jù)的研究分析，揭示本地區(qū)林西組泥巖層的生烴前景，評(píng)價(jià)烴源巖的生油生氣潛力，為進(jìn)一步開展油氣研究勘探工作提供基礎(chǔ)資料。

1.區(qū)域地質(zhì)概況

工作區(qū)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部，處于通遼市、錫林郭勒盟、興安盟和赤峰市交界處，屬于扎魯特盆地的北東緣。大地構(gòu)造位置古生代屬西伯利亞板塊南東緣興蒙造山帶-霍林郭勒-索倫殘余海盆，南接錫林浩特-西烏旗-牛亡牛海構(gòu)造帶；中生代屬濱太平洋構(gòu)造域的大興安嶺構(gòu)造帶（圖1）。區(qū)內(nèi)大部分地段被中生代火山巖覆蓋，尤其是晚侏羅世及早堊世地層發(fā)育，中部阿日昆都楞蘇木一帶出露晚二疊世沉積地層。

2.樣品的采集與分析

上二疊統(tǒng)林西組地層分布面積約63km²，受構(gòu)造影響及中生代火山巖的覆蓋作用，多呈斷塊狀分布。地層總體走向北東向，南東傾，傾角35°～55°。路線地質(zhì)調(diào)查填圖及測(cè)制剖面過程中圈定了烴源巖層，巖性為多為暗灰色、黑色板巖、碳質(zhì)泥巖及泥巖等，無光澤，肉眼觀察黑色有機(jī)質(zhì)物質(zhì)含量較高，烴源巖層多與沉積巖層平行展布，產(chǎn)狀135°～145°<50°～65°之間，北東走向，一般厚約0.2m～0.8m，延伸長(zhǎng)大于30m。選擇出露較好地段采集了8件樣品（圖2），采樣時(shí)選取相對(duì)新鮮的地表巖石，先用小刀刮去巖石表面的松散物質(zhì)及風(fēng)化碎屑物，然后用蒸餾水洗凈晾干，包裝好送往長(zhǎng)江大學(xué)地球化學(xué)實(shí)驗(yàn)室（油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室）進(jìn)行有機(jī)地球化學(xué)分析。

3.地球化學(xué)特征

3.1有機(jī)質(zhì)豐度

烴源巖中的有機(jī)質(zhì)是油氣形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，有機(jī)質(zhì)豐度是衡量烴源巖生成油氣潛力的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是烴源巖評(píng)價(jià)的主要依據(jù)之一。總有機(jī)碳含量是反映烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度最重要指標(biāo)，而巖石熱解分析中的生烴潛量（S1+S2）及氯仿瀝青“A”等測(cè)試數(shù)據(jù)受地表巖石風(fēng)化作用影響較大，在生烴潛力及成熟度方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)會(huì)受影響，只作為參考指標(biāo)。本文主要依據(jù)總有機(jī)碳含量TOC進(jìn)巖行評(píng)價(jià)。

通過對(duì)8件樣品分析（表1）有機(jī)碳含量在0.52%～4.47%之間，平均為1.39%。依據(jù)胡見義等評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，其中1塊處于0.4%～0.60%，3塊處于0.6%～1.0%，占37.5%；4塊樣品的含量大于1.0%，占50%以上。由此總體看來有機(jī)炭含量屬中等烴源巖的標(biāo)準(zhǔn)（圖2），均達(dá)到了烴源巖生烴下限的有機(jī)質(zhì)豐度，為有效涇源巖。

2.2有機(jī)質(zhì)類型

2.2.1有機(jī)質(zhì)類型

在有機(jī)質(zhì)豐度達(dá)到烴源巖標(biāo)準(zhǔn)的情況下，烴源巖能否生成油氣主要取決于有機(jī)質(zhì)的類型。有機(jī)質(zhì)類型反映有機(jī)質(zhì)質(zhì)量，不同的成油母質(zhì)類型具有不同的油氣生成能力。有機(jī)質(zhì)分類應(yīng)用最多的為干酪根元素、巖石熱解參數(shù)評(píng)價(jià)方法。利用干酪根元素的分析結(jié)果，將干酪根類型劃分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，利用H/C和O/C原子比范氏圖對(duì)本區(qū)林西組的樣品進(jìn)行了投點(diǎn)，大部分點(diǎn)都投在了臨近Ⅱ1型、Ⅱ2型范圍區(qū)的西側(cè)邊界處（圖3），具有生油的特征。Shanmu-gam提出有Pr/Nc17與Pr/Nc18的相關(guān)關(guān)系圖（圖4）可以指示有機(jī)質(zhì)來源，進(jìn)而判別其有機(jī)質(zhì)類型，樣品多投入到了Ⅱ1類區(qū)，因此，Pr/Nc17與Pr/Nc18散點(diǎn)圖上表示有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1類。

2.2.2飽和烴氣相色譜圖特征

從所取樣品飽和烴氣相色譜圖來看（圖4），一半樣品表現(xiàn)為“單峰值”，一半表現(xiàn)為“雙峰值”，單峰型主峰碳以C22—C26為主，雙峰型前峰值以C16—C18為主，后峰值以C24—C26為主，其峰值的區(qū)域有相似重疊區(qū)域。

總體綜上來看，說明了本區(qū)林西組泥巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1類型，具有類型中等，生烴性較好，具有生氣為主，少量生油的特點(diǎn)。

2.3有機(jī)質(zhì)成熟度

成熟度是反映生油是否已深化至生油階段的參數(shù)，是評(píng)價(jià)生油巖生油潛力、類型的依據(jù)。本區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化程度的研究從熱解溫度和鏡質(zhì)體反射率兩方面來探討。熱解溫度方面（表1）8件樣品Tmax分布在314℃～489℃，其中4塊樣品在450℃～490℃，屬于高成熟度演化階段，2塊樣品分布在400℃～440℃，屬于中度成熟度樣品，其他2塊樣品在370℃以下，屬于未熟樣品。從鏡質(zhì)體反射率來看（表2）：測(cè)試結(jié)果8塊中有5塊測(cè)試數(shù)據(jù)，其中最低1.430%，最高2.969%，平均2.448%（5個(gè)樣品），其中4個(gè)樣品大于2.0%，占50%，1塊介于1.3%～2.0%。綜合這兩方面的結(jié)果來看，本區(qū)烴源巖有機(jī)質(zhì)熱演化程度較高，大部分樣品處于高成熟一過成熟階段。

3.結(jié)論

①霍林河地區(qū)林西組地層烴源巖層以泥巖為主，有機(jī)碳（TOC）含量在0.52%～4.47%，平均為1.39%，屬于中等—好烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。林西組泥巖有機(jī)質(zhì)類型為Ⅱ1類，大部分樣品有機(jī)質(zhì)熱演化達(dá)到高成熟，生油能力一般，具有生氣潛力。

②區(qū)內(nèi)林西組具有生成天然氣的客觀條件，但是由于本次工作樣品數(shù)量偏少，不能全面地反映本區(qū)烴源巖的特征，能否成為具有規(guī)模的油氣地，還需要進(jìn)行大量的研究工作。