準噶爾盆地烴源巖發育模式及地球化學特征研究

劉 濤

（大慶勘探開發研究院有機地球化學研究室, 黑龍江大慶 163000）

新疆準噶爾盆地位于中國大陸西北部地區, 占地面積約為13×104km2, 這里的地質以沉積巖為主, 分別分布于準噶爾盆地的不同地質凹陷各處, 它們為準噶爾盆地的發展提供了豐富的天然地質基礎, 其中西北緣、腹部、東部區域是主要的大型油氣資源分布區, 南緣諸多地質構造也蘊藏有許多重要油氣。本文在查閱了大量相關準噶爾盆地烴源巖與原油文獻的基礎上, 對準噶爾盆地烴源巖的發育進行了初步介紹, 而后分析了準噶爾盆地烴源巖干酪根系同位素組成, 以及原油地球化學特征與分類, 旨在探究準噶爾盆地烴源巖與原油的關系, 幫助人們更好地認識原油的形成及其地球化學特征[1]。

1 準噶爾盆地烴源巖的發育

準噶爾盆地的不同烴源巖形成時間是不同的, 總地來說, 其主要形成時期包括上古生界和中生生界, 具體情況如下[2-3]。

1.1 上古生界發育石炭系和二疊系

在上古生界時期, 準噶爾盆地發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育于石炭統滴水泉組和上石炭統巴山組地區, 是由于該地的海陸變動而形成的沉積巖發育而來的。二疊系烴源巖主要發育于下二疊統風城組與中二疊統烏爾禾組等地區, 是由于該地的海湖變動而形成的沉積巖發育而來的, 其也是準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噶爾盆地的各處。一般來說, 石炭系的海陸沉積層較厚, 所含有機質含量中等, 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噶爾盆地的西部、南部及東部地區, 北部幾乎沒有。而二疊系海湖沉積層厚度厚, 所含有機質含量高, 主要以類型較好的Ⅱ1型為主, 但此地的成熟演化程度較低[1]。

1.2 中新生界發育三疊系、侏羅系、白堊系和古近系

在中新生界時期, 準噶爾盆地發育出了三疊系、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育于三疊統地區, 是由湖湖（淺湖和半深湖）沉積巖發育而來的。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育于白堊統清水河組地區, 也是由于湖湖（淺湖和半深湖)沉積發育而來的。古近系烴源巖主要發源于漸—始新統安集海河組地區, 與三疊系和白堊系相同, 是由于湖湖（淺湖和半深湖）沉積發育而來的[1]。

在烴源巖的分布方面, 三疊系烴源巖主要分布于準噶爾盆地的大部分地區, 其中以盆地東部最為出名。一般來說, 三疊系沉積巖厚度適中, 有機物含量豐富, 主要以Ⅱ型為主, 成熟度適中。侏羅系烴源巖廣泛分布在準噶爾盆地, 沉積巖的厚度較厚, 有機物含量高, 主要以類型較差的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噶爾盆地的南部, 這里的沉積巖厚度適中, 有機物含量也適中, 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噶爾盆地的南部地區, 有機物含量適中, 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, 不同物質種類的烴源巖干酪根基本結構組成中的元素都是碳, 但從本質上來說, 它們是由碳元素的不同同位素組成的, 具有明顯的差異性。具體來說, 石炭系烴源巖的干酪根分子質量趨于中性偏重, 碳元素組成在-25%～-21%之間。下二疊統風城組和中二疊統平地泉、蘆草溝溫泉組的烴源巖石干酪根分子質量較輕, 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構及其組成多數變化大, 因此碳元素組成在-31%～-20%之間。其中東部疊系烴源巖分子質量變化小于-26%。侏羅系烴源巖的干酪根分子質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量組成相對比較輕一點, 西山窯泥巖組則相對略重一些, 兩者密度相差1%左右, 下白堊統烴源巖干酪根中的分子質量組成則比較輕, 碳元素組成主要在-31%～-27%之間, 與二疊系烴源巖干酪根類似。古近系安集海河組烴源巖干酪根中的分子質量相對比較重, 碳元素組成在-28.5%～-23%之間, 與準噶爾盆地侏羅系中的烴源巖類似[4]。

3 原油地球化學特征與分類

烴源巖是含有烴類有機質的巖石, 可以說, 烴源巖的形成是原油產生的基礎——烴源巖是原油的產生地。但并不是所有烴源巖都能夠產生原油的, 只有具備一定條件的烴源巖才能夠產生或待產生原油。其一, 原油產生要求烴源巖具有一定的內部溫度條件, 及要求烴源巖埋藏深度足夠。其二, 原油形成的過程中需要有充足的有機質, 有機質在地質作用的過程中逐漸轉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質存在。一般可認為, 烴源巖形成原油需要的有機質就是干酪根。干酪根是以碳元素為基礎的有機物, 是原油基本構成物質。但不同烴源巖的有機質組成是有所差別的, 其原因是碳元素具有多種同位素。對此不同種類烴源巖的直接區別在于, 其分子質量的不同。細分來說, 石炭系烴源巖的分子質量居中偏大, 一般在-25%～-21%之間。二疊系烴源巖分子質量相對較小, 一般在-32%～-24%之間, 平均值為-29%。三疊系烴源巖分子質量中等, 一般在-31%～-20%之間。而侏羅系烴源巖分子質量大, 主要集中在-26%～-23%之間。白堊系烴源巖分子質量小, 主要集中在-31%～-27%之間。與二疊系烴源巖干酪根類似。古近系烴源巖分子質量大, 一般在-28.5%～-23%之間, 與準噶爾盆地侏羅系中的烴源巖類似。

4 結論

綜上所述, 準噶爾盆地作為我國最大的原油儲量地, 因為其特殊的地質條件, 形成了六大類典型原油。同時因為六類典型原油的元素組成上具有較明顯的差別, 因此不同種類原油組成的分子質量和基本物質構成也不近相同。本文在查閱了大量相關準噶爾盆地烴源巖與原油文獻的基礎上, 對準噶爾盆地烴源巖的發育進行了初步介紹, 而后分析了準噶爾盆地烴源巖干酪根系同位素組成, 以及原油地球化學特征與分類, 希望能夠探究準噶爾盆地烴源巖與原油的關系, 幫助人們更好地認識原油的形成及其地球化學特征。