西藏阿翁错盆地古近系牛堡组上段烃源岩评价

韩中鹏，李亚林，孙 涛，马鹏飞，易 立，杜开元

（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）青藏高原地质研究中心，北京 100083）

近十几年，通过对西藏中部班公湖－怒江缝合带上许多新生代陆相沉积盆地的石油地质调查发现，这些陆相盆地与位于西藏的海相沉积盆地相比具有有机质丰度高、有机质类型好和热演化程度中等的特点，油气勘探前景较好。阿翁错盆地位于班公湖－怒江带的西段，其构造与沉积特征与同在班公湖－怒江缝合带中的伦坡拉盆地相似。阿翁错盆地的石油地质研究程度很低，盆地中牛堡组整体的生烃能力尚不明确，其是否为含油气盆地还有待进一步研究。本文对阿翁错盆地古近系牛堡组上段烃源岩进行了系统的分析，对牛堡组上段烃源岩经行了评价，为未来的石油勘探提供参考资料。

1 地质背景

阿翁错盆地位于班－怒带西段阿翁错北部，西藏阿里日土、革吉县境内，南北边界均为班－怒带中的逆冲断层，盆地呈NWW向展布，为西窄东宽的狭长形状，短轴方向长5～25km，长轴方向长约100km，面积约900km2，与伦坡拉相似，阿翁错盆地是在班－怒裂带走滑背景中形成的第三纪走滑拉分盆地［1］。阿翁错盆地内主要发育古近系牛堡组，盆地基底主要为侏罗系莎木罗组与木嘎岗日岩群变质砂岩和板岩（图1）。

图1 阿翁错盆地地质简图

2003年完成的1∶25万革吉幅区域地质调查报告中将该地区的牛堡组地层分为上下两段［2］，下段为紫红色和灰绿色细－粗砾、巨砾复成分砾岩、含砾砂岩、岩屑石英砂岩、长石石英砂岩，夹有泥晶灰岩与泥岩；上段以紫红和灰绿色岩屑石英砂岩、长石石英砂岩为主，与复成分砾岩、含砾岩屑砂岩、粉砂岩、灰岩组成韵律层。周小琳等人（2011）［3］对牛堡组烃源岩进行过初步评价，其研究表明，牛堡组下段烃源岩属于较差－中等烃源岩。本文作者根据地质路线调查结果认为周小琳等人研究的剖面位于牛堡组下段。

阿翁错牛堡组上段剖面位于阿翁错西北约30km处，控制厚度为1610m，露头出露状况良好。剖面整体呈向上变细的旋回特征，烃源岩发育于剖面中上部，总厚度约为43.8m，作者于剖面上采集了5块泥晶灰岩样品和10块泥灰岩样品，对样品有机碳、氯仿沥青“A”、族组分、岩石热解，干酪根镜检、有机元素等系统的有机地化指标进行了分析测试。

2 烃源岩评价

2.1 有机质丰度

评价烃源岩好坏最基础的指标是有机质丰度，岩石中有机质含量的多少是有机质丰度评价的主要内容［4］。由于青藏高原的风化剥蚀作用严重，而且所有样品均来自地表露头，其有机质丰度严重低于未风化的地表下同类型的样品。作者依据张君峰（2001）青藏高原烃源岩有机碳恢复标准［5］，对烃源岩有机碳进行了恢复，取恢复系数为1.8。由于可溶有机质比不溶有机质容易风化，因此本文在评价烃源岩有机碳丰度时，以有机碳含量为主，其它数据作为参考。参考与阿翁错盆地相似的伦坡拉盆地的烃源岩评价标准以及青藏地区碳酸盐岩有机质丰度标准［1，6］，将牛堡组上段烃源岩的有机碳含量的下限定为0.1%。

牛堡组上段灰岩有机碳含量在0.01%～1.14%之间（表1），平均值为0.53%；所分析的15个样品中，非烃源岩的样品占13%，较差烃源岩的样品占7%，中等烃源岩的样品占7%，好烃源岩的样品占到了73%。经恢复后，有机碳含量在0.02%～2.05%之间，平均值为0.95%，其中13%为非烃源岩，7%为中等烃源岩，80%为好烃源岩。根据秦建中等（2004）的碳酸盐烃源岩的评价标准［7］判断，牛堡组上段灰岩属于中等－好烃源岩。

2.2 有机质类型

有机质类型的研究对于烃源岩生油潜力十分重要。干酪根类型是衡量有机质产烃能力的参数，同时也决定了产物的类型。本文主要从干酪根显微组分的镜下鉴定、干酪根有机元素组成、干酪根稳定碳同位素（δ13C）参数、岩石热解法等几个方面对干酪根类型进行分析。

2.2.1 干酪根镜下鉴定结果

干酪根在沉积有机质中是数量最多、分布最广的一类，干酪根镜下显微组分鉴定是确定有机质类型最直观的方法。从13个样品的干酪根扫描电镜组分看，牛堡组上段烃源岩样品干酪根显微组分以生烃能力较好的腐泥组为主，含量在76%～94%之间，镜质组在1%～5%之间，惰质组在6%～23%之间，不含壳质组（表2），说明有机质生物来源主要为藻类为主的低等水生生物，陆源高等植物有机质输入较少。所有样品中Ⅰ型干酪根占62%，Ⅱ1型干酪根占38%，显示牛堡组上段灰岩有机质类型较好。

2.2.2 干酪根稳定碳同位素（δ13C）分析

不同来源、不同环境中生物的碳同位素存在着有规律的变化。相同条件下，水生生物比陆生生物富集轻碳同位素，类脂化合物比其他组分富集轻碳同位素。所以，较轻的干酪根同位素组成通常能够反映出较高的水生生物含量和较多的类脂化合物含量，即对应着对生烃有利的有机质类型［4］。同时进行的碳同位素分析结果显示（表2），牛堡组上段灰岩干酪根δ13C值变化范围为－19.3‰～－28.2‰，平均－25.7‰，显示为Ⅱ2型和Ⅲ型有机质特征。干酪根δ13C分析结果差于镜鉴结果，两者之间的差异可能是检测误差、干酪根制备纯度不同、检测人员经验差异或划分标准不一所致［8］。

2.2.3 干酪根元素组成特征

干酪根元素组成是反映母源有机质类型的重要指标，不同的有机母质类型的干酪根元素组成是不同的。干酪根元素分析显示（表3），牛堡组上段灰岩 H/C原子比为1.00～1.54，O/C原子比为0.10～0.19。从干酪根类型判别图上（图2）可以看出，牛堡组上段烃源岩样品以Ⅱ1型为主。

表1 牛堡组上段样品有机质丰度

表2 牛堡组上段样品干酪根显微组分特征及碳同位素组成

表3 岩石热解和H/C、O/C参数

2.2.4 岩石热解分析结果

热解分析是快速定量评价烃源岩的重要手段之一。牛堡组上段灰岩样品中氢指数在223～691mg/gC之间，平均值为 420mg/gC，Tmax值在436℃～447℃之间，平均值为441℃（表3），干酪根类型为Ⅰ型和Ⅱ1型（图3）。综上所述，牛堡组上段烃源岩有机质类型较好，以Ⅰ型和Ⅱ1型为主。母质来源以水生生物输入为主，伴有少量陆源高等植物输入。

2.3 有机质成熟度

沉积有机质在埋藏期间由于地温作用会产生许多复杂的变化，这些变化在其成烃有效性和产物性质上可以用有机质的成熟度来表示，有机质成熟度的研究是评价烃源岩必不可少的内容。本次研究采用指标主要有岩石热解参数和生物标志化合物参数，以及干酪根颜色。

2.3.1 岩石热解参数

由Rock-Eval热解仪分析所得到的热解峰温Tmax对应着实验室恒速升温的条件下热解产烃速率最高时的温度。由于有机质在埋藏过程中随着热应力的升高逐步生烃时，活化能较低、容易成烃的部分会被优先裂解，所以随着成熟度的演化，残余有机质成烃的活化能越来越高，生烃所需的温度也逐渐升高，所以Tmax的变化可以用来评价成熟度［4］。牛堡组上段灰岩的Tmax在436℃～447℃之间，平均441℃，根据标准［9］，烃源岩的演化程度以低成熟为主。

2.3.2 生物标志化合物参数

甾烷类的化合物通常用来评价沉积有机质母质来源与成熟度。水生浮游动物富含C27和C28甾醇，而陆源植物中C29甾醇较富集，所以常规甾烷相对含量可以用来判断沉积有机质母质来源及沉积环境［4，10］。上述分析表明，牛堡组上段样品干酪根主要由来源于低等水生生物 （Ⅰ型或者Ⅱ1型），所以认为本次研究中烃源岩的规则甾烷主要来源于藻类，混有一定比例高等植物输入，这与常规甾烷相对含量相吻合（表4）。

图2 O/C与H/C比值划分烃源岩类型

图3 氢指数与Tmax值划分烃源岩类型

表4 部分生物标志化合物指标参数

ααα-C2920S/（20S＋20R）和 C29ββ/（αα＋ββ）是常用的甾烷成熟度参数。研究样品中ααα-C2920S/（20S＋20R）的数值在0.11～0.27之间，C29ββ/（αα＋ββ）的数值在0.18～0.35之间，根据标准［9］判断，牛堡组上段烃源岩成熟度为未成熟—低成熟阶段。

2.3.3 干酪根颜色

干酪根颜色与有机质成熟度之间具有规律性联系，干酪根中类脂组的荧光强度随热演化程度的升高而降低及荧光波长的红移使干酪根荧光性发生明显的变化，而这一变化能够成为评价成熟度的热指标［4］。牛堡组上段烃源岩干酪根腐泥组颜色除了两个为棕黄色外，其余全部以黄色为主（图4），说明少数样品处于低成熟－成熟阶段，大部分属于未成熟阶段。

图4 不同类型干酪根镜检照片

3 结论

结合野外路线地质调查和样品的室内分析结果，对牛堡组上段烃源岩评价如下：阿翁错盆地牛堡组上段灰岩（包括泥灰岩和泥晶灰岩）有机质丰度在0.01%～1.14%之间，平均值为0.53%，恢复后有机碳质量分数在0.02%～2.05%之间，平均值0.95%。烃源岩母质类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主。烃源岩热演化程度不高，主体属于低成熟阶段。综合上述分析，认为牛堡组上段烃源岩属于中等烃源岩。

参加野外剖面测量工作的还有魏玉帅、贺娟、梁慧敏。许明给予了宝贵的意见，华北油田马顺平等同志完成了样品测试工作，在此一并致谢。

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