松遼盆地西緣白城地區土壤油氣地球化學特征及綜合評價

蘇 飛，卞雄飛，汪 博，張 健

1.中國地質調查局 沈陽地質調查中心，遼寧 沈陽 110034；2.陜西地礦局第二綜合物探大隊有限公司，陜西 西安 710016

0 前言

土壤油氣化探由于測量精度較低和資料具多解性，長期得不到重視，但其也具有成本低、工期短、指示意義強等諸多優勢［1］.近年來，隨著地球化學調查理論和研究方法不斷完善，分析測試精度逐漸提升，以及數據處理手段和綜合解釋水平相應提高，土壤油氣化探在很多地區的生產實踐中取得一些好的成績［2-4］，顯示出良好的應用前景和較好的經濟效益.

中國地質調查局沈陽地質調查中心以“開辟新區，探索新層系，攻關新類型、新領域，支撐百年大慶油田建設”為目標［5-6］，連續多年在松遼盆地西緣針對古生界油氣［7-10］開展土壤油氣地球化學調查，取得了較好的成果，也積累了有益的經驗.本研究通過對土壤中酸解烴、芳烴及其衍生物、稠環芳烴、蝕變碳酸鹽等油氣地球化學指標的分析研究，總結白城地區甲烷、重烴和蝕變碳酸鹽的地球化學異常特征，圈定出不同級別的綜合異常區；結合區域地質、物探、鉆探資料劃分油氣遠景區，為進一步油氣勘探提供可靠的土壤油氣地球化學信息，也為油氣化探中一些傳統的技術方法改進提供參考.

1 區域地質概況

研究區位于松遼盆地西部斜坡區（圖1），基底主要為海西期侵入的花崗巖，局部地區可見上古生界沉積，深部受侏羅系斷陷控制，斷陷之上為侏羅系地塹式充填沉積［11-13］.白堊紀地層呈自東向西逐層超覆［14-15］，大部分地區缺失泉間組一、二段及嫩江組五段.白堊系總厚度在1 000 m 以上.白城地區是松遼盆地勘探開發具備形成后備儲量資源的最有利勘探區［16］.

圖1 松遼盆地西緣土壤油氣化探區位置圖Fig.1 Location map of soil geochemical exploration for oil-gas in the western margin of Songliao basin

2 樣品采集、加工與分析測試

根據以往在同類型地貌區的工作經驗，取樣深度選擇1.5 m，取樣層位主要為更新統（Qp）和全新統（Qh），采樣網度1 000 m × 1 000 m，共采集樣品1 749 件.樣品采集時用外襯牛皮紙的玻璃紙包裝樣品后裝入棉布袋中，并對樣品進行記錄描述.原始樣品在避光通風干燥的環境自然晾干后，過不銹鋼篩取分析樣品（酸解烴樣品粒度為40 目，紫外光譜、熒光光譜樣品粒度為80 目，蝕變碳酸鹽樣品粒度為100 目），過篩后用掀角法混勻，四分法對角取樣，樣品用外襯牛皮紙的全棉玻璃紙進行包裝，并插入標簽.

樣品由國土資源部東北礦產資源監督檢測中心分析測試，分析項目及方法：甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷等，采用酸解烴法；芳烴及其衍生物采用紫外光譜法（紫外波段分別為220、260、275、290 nm）；稠環芳烴采用熒光光譜法（熒光波段分別為320、360 nm）；蝕變碳酸鹽采用紅外光譜法分析.

3 異常指標與特征

為了圈定有價值的異常，將分析測試后的指標進行篩選，最后選擇具有代表性的甲烷（C1）、重烴（C2＋，由乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷、正戊烷、異戊烷合并而成）和蝕變碳酸鹽（ΔC）3 種指標作為直接有效指標來分析異常特征.選取360 nm 熒光波段（F360）為熒光光譜法的代表，220 nm 紫外波段（U220）為紫外光譜法的代表.二者可作為間接有效指標.

（1）甲烷和重烴異常：呈環狀和條帶狀展布（圖2）.環狀異常位于研究區內中侏羅統、上古生界沉積層殘余厚度最厚區，其周邊分布北東向、北西向斷裂，油氣通過斷裂滲逸到地表，引起了雙環狀異常.在雙環狀異常的環內為一圈低于異常值的低值帶，在環心圍繞斷續的低異常帶，在此低異常帶外圍又出現一圈寬度不等的低于異常值的低值帶，在環狀外圍形成了一圈斷續的高異常帶，異常外帶發育，強度高，異常連續性好.條帶狀異常為油氣通過斷裂滲逸到地表引起的，呈北東向和北西向展布，與地表斷裂的分布位置基本一致.條帶狀異常分布間接地反映了斷裂淺表的大致位置.

圖2 白城地區甲烷和重烴異常圖Fig.2 Methane and heavy hydrocarbon anomaly map of Baicheng area

白城地區甲烷和重烴的異常位置、異常形態完全相符，都具有異常突出且有規律性的特點，表明其異常來源基本一致.

烴類異常分布范圍廣反映了該區有較豐富的油氣聚集，異常與構造對應較好，在北東向和北西向斷裂交匯處，異常強度較高.地質條件有利于油氣遷移富集，環狀異常區是有利的油氣聚集區.

（2）蝕變碳酸鹽異常：呈不規則條帶狀展布（圖3），代表深部烴類向上逸出活動最強的地區，部分ΔC異常與C1、C2＋異常高值點重合，呈共消長關系.其中不規則分布烴類環狀異常的外環內西南側，濃集中心呈北西向展布，與北西向斷裂展布一致；條帶狀異常范圍小，強度低，被烴類異常包圍.從異常的形態、強度以及與烴類異常的分布，推測該區異常油氣成熟度較低或正在向成熟油氣田發展階段.

圖3 白城地區蝕變碳酸鹽異常圖Fig.3 Altered carbonate anomaly map of Baicheng area

研究區內土壤油氣化探異常或異常點，在空間分布上呈條帶狀、環狀展布，具有明顯的方向性，顯然與油氣以斷裂為通道向上運移有關.并且異常分布具有散而集中的特點，異常的強度和襯度差異大，說明控制異常形成的地質因素比較復雜，具有多樣性.

綜合分析甲烷、重烴和蝕變碳酸鹽異常的分布以及與地層、構造的相互關系，認為化探異常比較集中的地段，基本上位于生油凹陷周邊及油氣運移的指向地區.

4 綜合異常的評價

多方法、多參數化探指標間既有內在聯系，又有成因上的差異，它們保持各自獨立的地球化學行為［17］.將甲烷、重烴、蝕變碳酸鹽、芳烴及其衍生物（F360）和稠環芳烴（U220）5 個指標的異常疊和在一起，劃分出2 個綜合異常，即七棵樹Ⅰ級綜合異常和前進馬場Ⅲ級綜合異常.

（1）七棵樹Ⅰ級綜合異常：位于平安鎮斷陷北東部的七棵樹地段，大崗-后大崗-馬鞍山一帶，面積596.57 km2，異常（圖4）受北東、北西向斷裂控制，處于鼻狀隆起帶上.

七棵樹綜合異常指標組合復雜，C1、C2＋、ΔC 異常范圍大、強度高、分帶明顯，反映了該凹陷生、儲、蓋組合較完整，賦存一定規模的油氣藏.C1、C2＋異常呈偏心雙環狀展布，C1、C2＋異常疊合較好，與平安鎮斷陷相對應，凹陷周邊斷裂發育，為油氣滲逸到地表提供了通道；ΔC 異常總體呈斷續的條帶狀展布，但在環狀異常西南部，異常梯度變化較大，呈北西向條帶狀展布，是深部烴類向上逸出活動最強的地區；F360 異常、U220異常在環狀異常均有分布，東北部異常強度最高.

在異常內完成的鎮深一井（圖4），在1 263～1 276 m內測得有機碳為0.16%～0.21%，生烴潛量0.64×10-3～0.69×10-3，氫指數248×10-3～309×10-3，最高熱解峰溫438～441 ℃，具有較好的油氣顯示.勘探實踐證明，土壤油氣化探選定的異常指標是可靠的，酸解烴方法是有效的.

圖4 七棵樹Ⅰ級綜合異常分析圖Fig.4 Analysis of Qikeshu grade-I composite anomaly

（2）前進馬場Ⅲ級綜合異常：位于前進馬場-富裕大隊一帶，面積204.61 km2，處于平安鎮斷陷東南部；異常相互間疊合較好，分帶明顯，呈條帶狀分布并與斷裂構造在空間上相吻合，為油氣沿斷裂構造滲逸至地表的直接反映；在斷裂交匯部位，C1、C2＋異常強度較高，分別為5 033.20 μL/kg、809.40 μL/kg.ΔC 呈不規則狀展布，強度較低；F360、U220 異常呈點狀分布；異常總體規模較小.所以推斷該異常為油氣通過斷層滲逸至地表所致，找油氣藏意義不明.

5 結論

白城地區土壤油氣地球化學異常特征相當顯著，各指標套合關系較好，集中分布在測區北部和東南部.綜合2 個異常的特征，分別與平安鎮斷陷和斷裂關系密切，異常均應是地下油氣活動引起的.

1）甲烷、重烴和蝕變碳酸鹽等地球化學指標的異常與斷裂關系密切，受沉積環境、構造特征和封蓋與儲層條件的制約，主要是由深部油氣活動引起.

2）七棵樹環狀綜合異常是值得進一步勘探的油氣有利區域.建議對環狀異常區域優先開展高精度大比例尺重力測量，找到含油氣有利部位，再通過地震測量確定鉆孔位置.