西藏波林盆地侏罗—白垩系海相烃源岩评价

王立成，王成善，伍新和，李亚林，魏玉帅,4

(1.中国地质大学(北京) 地球科学与资源学院，北京 100083；2.中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室，北京 100083；3.中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院，北京 100083；4.西藏自治区地质调查研究院，拉萨 850000)

波林盆地位于青藏高原西南部，地处西藏西部札达县一带，北西向延伸，盆地范围北纬29°30′～33°00′，东经77°00′～82°00′。盆地形状极不规则，在我国境内延伸长约300 km，中部较宽(100 km左右)，面积约30 000 km2。

波林盆地是以中生代沉积为主的海相盆地，发育了从晚三叠世—白垩纪的特提斯喜马拉雅海相沉积地层近6 000 m。王成善等[1]认为波林盆地以被动大陆边缘为背景的中生代海相地层是主要的勘探目的层。尽管目前还未在波林盆地发现油气显示，但是在盆地邻区如尼泊尔北部木斯塘地区已发现产自侏罗系页岩中的天然气[2-3]，尼泊尔穆格蒂纳特地区的印度教神庙中燃烧的圣火也是来自上侏罗统怒普拉页岩的天然气[4-5]；西藏岗巴地区也在古近系的生物灰岩中发现了原油[6]。这些油气显示的发现表明特提斯喜马拉雅地区有过油气生成的过程，具有较好的油气远景，因此对波林盆地的油气前景也有积极的意义。然而，限于青藏高原特殊的自然地理条件，目前针对该海相盆地的石油地质工作几乎是空白。以第一轮选区调查为契机，作者等开展了对该盆地的油气地质条件调查。本文对波林盆地侏罗—白垩系海相烃源岩作了初步的评价，将有助于该盆地下一步的油气勘探工作。

1 区域地质背景

波林盆地在大地构造上属于特提斯喜马拉雅，夹于雅鲁藏布江缝合带与高喜马拉雅结晶岩带之间(图1)。藏南特提斯喜马拉雅的盆地演化自二叠纪陆缘海以来，从晚二叠世—始新世经历了新特提斯洋的完整威尔逊旋回[9]，经历了三叠纪裂谷盆地、早侏罗世—早白垩世的被动大陆边缘和晚白垩世的残留洋盆3个演化阶段[9-10]。

波林盆地出露的地层以北喜马拉雅区地层为主，时代从古生代到新生代(图1)。 盆地侏罗—白垩系地层系统划分分歧较大[8,11-14]，鉴于其特征与东部岗巴—聂拉木地区和西部扎斯卡、塔格科拉地区可明显对比，根据实测的札达县波林查嘎沟剖面，参考新的区域地质调查意见[8]将盆地侏罗—白垩系划分为下侏罗统普普嘎组(J1p)(该组资料据河北地调院[8])、中侏罗统聂聂雄拉组(J2n)和拉弄拉组(J2l)、上侏罗统门卡墩组(J3m)，下—上白垩统岗巴群(K1-2g)和上白垩统宗山组(K2z)(图2,3)。

图1 研究区地质概况

下侏罗统普普嘎组主要为深灰色含生物碎屑泥晶灰岩、灰色中层砂质粉晶灰岩、钙质粉砂岩和岩屑长石砂岩，厚度大约380 m，为一套开阔台地相沉积(图3)，与下伏上三叠统奇玛拉组整合接触[11]。中侏罗统聂聂雄拉组主要为一套台地相碳酸盐岩沉积，岩性以深灰色、灰色泥晶灰岩、颗粒泥晶灰岩、鲕粒灰岩、生物碎屑泥晶灰岩和亮晶颗粒灰岩为主，与下伏普普嘎组整合接触，在本次实测的札达县波林查嘎沟剖面其厚度为476 m(图3)。拉弄拉组整合于聂聂雄拉组之上，主要为一套厚度仅22 m的紫褐色中厚层铁质鲕粒砂岩，属滨岸相沉积(图3)，顶部见有古风化壳。上侏罗统门卡墩组黑色页岩可以与特提斯喜马拉雅西部和尼泊尔北部的斯匹提页岩对比，时代大致从牛津期—提塘期[21-22]。查嘎沟剖面门卡墩组主要为一套外陆棚相的黑色页岩、深黑灰色页岩和灰黑色粉砂质页岩，厚度为432 m，该组平行不整合于拉弄拉组之上(图3)。这种沉积间断也是斯匹提地区的常见现象[23]。

图2 特提斯喜马拉雅地区侏罗—白垩系划分与对比

岗巴群时代大致从贝里阿斯期—三冬期，黑色页岩段时代大致相当于阿普特期[24]，主要为一套陆棚相黑色页岩，灰黑色粉砂质页岩，岩屑砂岩和石英砂岩以及滨岸相厚层石英砂岩夹岩屑砂岩，厚度162 m，整合于侏罗系门卡墩组之上(图3)。宗山组整合于岗巴群之上，主要岩性为碳酸盐缓坡相泥灰岩，泥晶灰岩和有孔虫灰岩，厚度163 m(图3)。

2 烃源岩特征

波林盆地海相侏罗—白垩系地层共发育中侏罗统聂聂雄拉组，上侏罗统门卡墩组以及白垩系岗巴群和宗山组4套潜在烃源岩，总厚度可以达1 500 m。

2.1 有机质丰度

目前羌塘外围盆地所采集到的烃源岩样品均来自露头，样品普遍经历了很强的风化作用，热演化程度很高。由于可溶有机质如氯仿沥青“A”、总烃以及残余生烃潜力受地面风化和成熟度影响极大，未作烃源岩评价的主要指标；而残余有机碳受地面风化和成熟度的影响相对较小[25]，因此目前对青藏地区烃源岩的评价多以残余有机碳(TOC)为主要指标。

聂聂雄拉组灰岩残余有机碳为0.06%～0.22%，仅有2个样品大于0.1%，其氯仿沥青“A”含量仅在(1～13)×10-6；门卡墩组6个页岩样品残余有机碳含量在0.67%～1.62%，平均1.03%；氯仿沥青“A”含量(7～15)×10-6；岗巴群残余有机碳含量在0.7%～1.08%，平均0.86%；氯仿沥青“A”含量在(35～98)×10-6；宗山组灰岩残余有机碳含量低，在0.03%～0.05%，氯仿沥青“A”含量(7～24)×10-6(图4,表1)。

有不少研究者认为，对高过成熟度的烃源岩来讲，如果用残余有机碳含量进行烃源岩评价，可能会失真，因此有必要进行原始有机质丰度的恢复[26-30]。根据秦建中等[30]的实验研究，对于高成熟—过成熟优质烃源岩(TOC>1%)从Ⅰ型—Ⅱ1型—Ⅱ2型，恢复系数从1.68～1.48～1.32；低有机质烃源岩(0.3%

图3 西藏波林盆地查嘎沟剖面侏罗—白垩系地层柱状图

图4 波林盆地侏罗—白垩系潜在烃源岩残余有机碳含量

2.2 有机质类型

有机质类型是烃源岩质量的直接反映，也是影响油气生成潜力的重要因素。风化作用及高成熟度会降低有机质中氢的含量, 降低剩余生烃潜力(S2) ，导致氢指数(IH) 和类型指数(S2/S3) 降低，使得有机质类型变差[31]。由于样品热演化和风化程度普遍较高，因此本文参考前人意见[32]主要采用干酪根透射光镜检的方法，并辅以干酪根碳同位素特征作为参考。

聂聂雄拉组灰岩显微组分中含腐泥组为75%～86%，镜质组为2%～5%，惰质组分为12%～20%左右；干酪根碳同位素(δ13C)为-25.4‰～-25.5‰，表明有机质为腐泥腐殖型(Ⅱ1型)。门卡墩组页岩腐泥组为80%～84%，镜质组为3%～6%，惰质组分为10%左右；干酪根碳同位素(δ13C)为-26.1‰～-27.4‰，表明为Ⅱ1型干酪根(表1)。岗巴群页岩显微组分中腐泥组成分为80%～85%，镜质组为8%～12%，惰质组分8%左右；干酪根碳同位素(δ13C)为-25.5‰～-26.9‰，表明有机质为Ⅱ1型。宗山组灰岩腐泥组为72%～75%，镜质组为10%～11%，惰质组分为14%～18%左右，同样为Ⅱ1型有机质。

2.3 有机质成熟度

表1 波林盆地侏罗系—白垩系烃源层有机质丰度、类型和成熟度

本次采集的样品由于S2峰极低或没有，因此未获得热解峰温(Tmax)的数据。另外甾烷异构化参数由于在高成熟时比值减小[33]，也未作为成熟度指标。聂聂雄拉组镜质体反射率(Ro)为1.42%和2.01%，OEP值为1.09～1.11，22S/(22S+22R) (C31藿烷)值为0.58～0.60，表明有机质达到高—过成熟阶段；门卡墩组Ro值为1.43%，OEP值为1.08～1.12，22S/(22S+22R) (C31藿烷)值为0.60，表明有机质已处于高成熟阶段；岗巴群Ro值1.20%～1.24%，OEP值为1～1.01，22S/(22S+22R) (C31藿烷)值为0.57～0.61，表明处于成熟阶段晚期；宗山组Ro值为1.28%和1.65%，也反映了高的成熟度(表1)。

2.4 烃源岩评价

有机质丰度及类型、有机质热演化程度、烃源岩厚度等是评价烃源岩质量优劣的重要指标[34]。本文以岩石残余有机碳含量和恢复后有机碳含量作为主要指标，采用秦建中[25]以及赵政璋[32]提出的关于海相烃源岩有机质丰度评价标准，根据实测分析资料，认为波林盆地存在2套主要的烃源岩;上侏罗统门卡墩组黑色页岩和白垩系岗巴群黑色页岩，而宗山组和聂聂雄拉组不发育烃源岩。门卡墩组黑色页岩厚度达432 m，主要沉积于外陆棚环境，残余有机碳含量在0.67%～1.62%，平均1.03%，恢复后有机碳含量在0.91%～2.40%，平均1.48%；岗巴群黑色页岩厚度56 m，为一套外陆棚沉积，残余有机碳含量在0.7%～1.08%，平均0.86%；恢复后有机碳含量在0.96%～1.60%，平均1.21%。这2套黑色页岩有机质类型好(Ⅱ1型)，属于好烃源岩；而且还可以和尼泊尔塔格科拉地区牛津期—提塘期怒普拉页岩相对比。怒普拉页岩有机碳含量为0.73%～2.0%，平均1.7%，Ro为1.8%，是喜马拉雅地区重要的烃源岩[4]，含有的可对比的海相腐泥质泥岩可以延伸到印尼和澳大利亚西北部[5]。但是门卡墩组有机质成熟度要稍低(Ro为1.43%)，但同样都处于高成熟阶段，对应于生成凝析油—湿气阶段[35]。另外，岗巴群其时代对应于阿普特期具全球规模的缺氧事件(OAE1)时期[36]。从波林盆地阿普特期黑色页岩较高的有机碳含量和OAE1的全球规模来看，其作为本区主力烃源岩潜力巨大。

3 结论

1)波林盆地侏罗系—白垩系发育碳酸盐台地—陆棚的海相沉积层序，厚度较大，其中发育外陆棚相的黑色页岩，并能与同时期全球缺氧事件相对应。

2 ) 盆地内发育门卡墩组和岗巴群黑色页岩2套主要烃源岩，其有机质含量高，有机质类型好，有机质热演化达到了高—过成熟阶段，属于好烃源岩，存在着找气的物质基础。

3) 波林盆地的勘探程度极低，本次的烃源岩评价仅是在基于少量分析测试数据之上，在盆地主要烃源岩的认识上可能存在局限和不足。另外，盆地邻区不少油气显示的发现可能预示着该区较好的油气远景，因此需要进一步的勘探工作。

致谢;参加野外工作的还有南京大学的胡修棉教授和陈蕾，司机罗红民和尼玛次仁，在此一并致谢！

参考文献:

[1]王成善,张哨楠.青藏高原含油气盆地分析及油气资源预测[J].地球科学;中国地质大学学报,1996,21(2):120-129.

[2]罗小平,朱剑如,祁开令.西藏岗巴—定日盆地找油前景[J].地球科学;中国地质大学学报,1996,21(2):158-162.

[3]费琪,邓忠凡.西藏特提斯构造域海相油气前景[J].地球科学;中国地质大学学报,1996,21(2):113-119.

[4]GRADSTEIN F M, GIBLING M R, SARTI M, et al.Mesozoic Tethyan strata of Thakkhola, Nepal: evidence for the drift and breakup of the Gondwana [J].Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 1991,88(3-4):193-218.

[5]GAETANI M, GARZANTI E.Multicyclic history of the northern India continental margin (northwestern Himalaya) [J].AAPG Bulletin, 1991,75(9):1427-1446.

[6]曾华盛,王津义.西藏岗巴盆地烃源岩评价[J].天然气工业,2003,23(6):16-21.

[7]ROWLEY D B.Age of initiation of collision between India and Asia: A review of stratigraphic data [J].Earth and Planetary Science Letters, 1996, 145(1):1-13.

[8]河北省地质调查院.中华人民共和国区域地质调查报告(1:25万日新幅、札达县幅、姜叶马幅)[R].石家庄:河北省地质调查院, 2005.

[9]LIU GUANGHUA, EINSELE G.Sedimentary history of the Tethyan basin in the Tibetan Himalayas [J].Geologische Rundschau, 1994, 83,32-61.

[10]GARZANTI E.Stratigraphy and sedimentary history of the Nepal Tethys Himalaya passive margin [J].Journal of Asian Earth Sciences, 1999,17(5-6):805-827.

[11]西藏地质矿产局区域地质矿产调查大队.中华人民共和国区域地质调查报告(1∶100万噶大克幅区域地质报告)[R].北京:地质出版社, 1987.

[12]郭铁鹰,梁定益,张宜智,等.西藏阿里地质[M].武汉:中国地质大学出版社,1991:66-85.

[13]西藏地质矿产局.西藏自治区区域地质志[M].北京:地质出版社,1993:160-224.

[14]西藏地质矿产局.西藏自治区岩石地层[M].武汉:中国地质大学出版社,1997:197-202.

[15]万晓樵,赵文金,李国彪.对西藏岗巴上白垩统的新认识[J].现代地质, 2000,14(3):281-285.

[16]阴家润,万晓樵,金朝雯.东特提斯首条三叠—侏罗系界线剖面[C]//第三届全国地层会议论文集.北京:地质出版社,2000:179-185.

[17]徐钰林,万晓樵,苟宗海,等.西藏侏罗纪,白垩纪,第三纪地层[M].武汉:中国地质大学出版社, 1990.

[18]李祥辉,王成善,万晓樵,等.西藏江孜县床得剖面侏罗—白垩纪的地层层序及地层划分[J].地层学杂志,1999,23(4): 303-309.

[19]LI XIANGHUI, WANG CHENGSHAN, HU XIUMIAN.Stratigraphy of deep-water Cretaceous deposits in Gyangze, southern Tibet, China [J].Cretaceous Research, 2005,26(1): 33-41.

[20]GRADSTEIN F M, ULRICH V R.Stratigraphic evolution of Mesozoic continental margin and oceanic sequences: Northwest Australia and northern Himalayas [J].Marine Geology, 1991,102(1-4):131-173.

[21]JADOUL F, FABRIZIO B, GARZANTI E.The Tethys Himalayan passive margin from Late Triassic to Early Cretaceous (South Tibet) [J].Journal of Asian Earth Sciences, 1998,16(2-3):173-194.

[22]HU XIUMIAN, LUBA J, WANG CHENGSHAN.Upper Jurassic-Lower Cretaceous stratigraphy in south-eastern Tibet: a comparison with the western Himalayas [J].Cretaceous Research, 2008,29(2):301-305.

[23]苟宗海.略论西藏斯匹提页岩的地层分布[J].成都地质学院院报, 1989,16(1):16-26.

[24]WILLEMS H, ZHANG BINGGAO.Cretaceous and Lower Tertiary sediments of the Tibetan Tethys Himalaya in the area of Gamba(South Tibet, PR China) [D].Fachbereich Geowissenschaften, Universitat Bremen, 1993:3-27.

[25]秦建中,刘宝泉,国建英,等.关于碳酸盐烃源岩的评价标准[J].石油实验地质,2004,26(3):281-286.

[26]邬立言,顾信章,盛志伟,等.生油岩热解快速定量评价[M].北京:科学出版社,1986:30-31.

[27]庞雄奇,方祖康,陈章明.地史过程中的岩石有机质含量变化及其计算[J].石油学报,1988,9( 1):17-24.

[28]郝石生,高岗,王飞宇,等.高—过成熟海相烃源岩[M].北京:石油工业出版社,1996:98-109.

[29]程克明,王兆云.高成熟和过成熟海相碳酸盐岩生烃条件评价方法研究[J].中国科学(D辑),1996,26(6):537-543.

[30]秦建中,郑伦举,腾格尔.海相高演化烃源岩总有机碳恢复系数研究[J].地球科学;中国地质大学学报,2007,32(6):853-860.

[31]岳来群,李永铁,史晓颖.西藏古错—岗巴盆地下白垩统黑色页岩地质特征及其油气资源意义[J].古地理学报,2006,8(3):307-316.

[32]赵政璋,李永铁,叶和飞,等.青藏高原海相烃源层的油气生成[M].北京;科学出版社,2000.

[33]王立成,王成善,李亚林,等.西藏措勤盆地色林错凹陷郎山组分子地球化学特征[J].沉积学报,2009,27(6):1199-1207.

[34]秦建中,付小东,腾格尔.川东北宣汉—达县地区三叠—志留系海相优质烃源层评价[J].石油实验地质,2008,30(4):367-374.

[35]TISSOT B P, WELTE D H.Petroleum formation and occurrence [M].Berlin: Springer-Verlag,1984:123-185.

[36]JENKYNS H C.Cretaceous anoxic events: From continents to oceans [J].Journal of the Geological Society London,1980,137(2):171-188.