内蒙古锡林浩特地区中二叠统哲斯组烃源岩特征

王猛 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100；中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

张永生 （中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

王延斌 （中国矿业大学资源与地球科学学院，北京 100083）

邢恩袁，翟大兴，施立志 （中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

吴非蒙 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100；中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

内蒙古锡林浩特地区中二叠统哲斯组烃源岩特征

王猛 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100；中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

张永生 （中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

王延斌 （中国矿业大学资源与地球科学学院，北京 100083）

邢恩袁，翟大兴，施立志 （中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

吴非蒙 （长江大学地球科学学院，湖北 武汉430100；中国地质科学院矿产资源研究所，北京 100037）

内蒙古中东部锡林浩特地区上古生界勘探程度较低，尚处于早期评价阶段。通过对石灰窑剖面、艾格那仁敖包剖面和南石灰厂剖面的测量和采样，运用有机碳测试、岩石热解、镜质体反射率、干酪根分析、饱和烃气相色谱质谱等技术对样品进行测试与分析，总结了该地区哲斯组 （P2z）烃源岩有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度的特征。结果显示：锡林浩特地区P2z泥岩属于中等烃源岩，有机质丰度一般，中等偏低；有机质类型主要为Ⅱ2型，少量为Ⅱ1；有机质演化程度高，大部分处于高成熟-过成熟阶段。

哲斯组；烃源岩；内蒙古；锡林浩特

松辽盆地及外围地区晚古生代构造层长期以来被视为中－新生代盆地的变质褶皱 “基底”而被油气勘探界所忽略［1，2］。张永生等［3］经过近4年的野外调查和室内研究表明，松辽盆地及外围地区上古生界并未发生区域变质作用，中二叠统烃源岩发育于乌兰浩特大石寨剖面吴家屯组和扎鲁特旗鲁北剖面吴家屯组。在此基础上，通过对内蒙古锡林浩特地区油气资源调查，首次发现了大套中二叠统哲斯组 （P2z）暗色泥岩，对该地区烃源岩的认识起到了重要的补充和促进作用。笔者主要利用煤岩学、孢粉学研究方法，同时结合有机地球化学，对内蒙古锡林浩特地区P2z烃源岩的有机质丰度、有机质类型和有机质成熟度等3个主要指标进行分析，研究其有机岩石学特征。内蒙古地区晚古生代生物礁的各相带均较发育，礁前相的礁块岩和滩坝相的碎屑岩厚度大，孔隙度高［4］，故P2z烃源岩的发现，对于在内蒙古中东部寻找有利的油气远景区具有一定的指导意义。

1 地质背景和样品选取

锡林浩特地区大地构造上位于中亚造山带东段，夹持于西伯利亚板块、华北板块和太平洋板块之间，北部以贺根山为界与西伯利亚板块相邻，南部以西拉木伦河断裂为界与华北板块相邻，向东以中锡霍特俯冲带为界濒临太平洋板块，是古亚洲洋向环太平洋构造域转换的重要部位［5，6］。对区内P2z的石灰窑剖面、艾格那仁敖包剖面和南石灰厂剖面进行了采样、测试和分析，各剖面位置如图1所示，共采集暗色泥岩样品41块。

2 烃源岩的特征

2.1 有机质丰度

烃源岩的评价，首先要以有机质丰度为基础［7，8］。有机地球化学以烃源岩总有机碳质量分数（w（TOC））、氯仿沥青 “A”质量分数 （w（“A”））、生 烃 潜 量（w（S1＋S2））以及总烃（w（HC））作为评价有机质丰度的基本指标。笔者主要依据w（TOC）对有机质丰度进行评价，评价标准如表1所示。

锡林浩特地区P2z泥岩w（TOC）总 体 介 于0.04%～1.18%之间 （表2），小于0.4%的占51.22%（21块），介于0.4%～0.6%的占31.17%（13块），大于1.0%的占4.87%（2块），整体呈现低－中等水平。在3条剖面上，仅有石灰窑剖面泥岩的w（TOC）相对较高，艾格那仁敖包剖面和南石灰厂剖面泥岩的w（TOC）均较低。总体来看，锡林浩特地区P2z烃源岩有机质丰度一般，属中等烃源岩。

由于采集的样品均遭受了一定程度的风化，对w（“A”）、w（S1＋S2）及w（HC）的测试数据影响较大，故作为参考指标使用［9］。

图1 锡林浩特地区P2z泥岩采样剖面位置图

表1 烃源岩有机质丰度评价标准

表2 内蒙古锡林浩特地区P2z烃源岩w（TOC）统计表

2.2 有机质类型

由于不同来源、不同组成的有机质在生烃潜力上有很大的差别，因此，要客观认识烃源岩的生烃能力和性质，仅仅评价有机质丰度是不够的，还必须对有机质的类型进行评价。参照秦建中等［10，11］提出的有机质类型划分标准，根据类型指数、岩石热解氢指数 （IH）、饱和烃气相色谱质谱参数，对P2z泥岩进行有机质类型的划分。

通过干酪根有机显微组分分析得出的类型指数最低为2，最高为45，表明干酪根类型偏Ⅱ2型 （表3）。岩石热解参数中的IH受风化影响偏低，故结果仅供参考。

艾格那仁敖包剖面P2z泥岩样品饱和烃气相色谱质谱分析结果显示，烃源岩中的规则甾烷呈不对称的 “V”字型分布 （图2），代表了低等水生生物，特别是藻类对有机质母质的影响。故艾格那仁敖包剖面P2z泥岩有机质类型应该属于Ⅱ1～Ⅱ2型，偏Ⅱ1型［12，13］。

综上所述，有机质类型总体上以Ⅱ2型为主。

表3内蒙古锡林浩特地区P2z烃源岩干酪根类型统计表

2.3 有机质热演化程度

有机质成熟度是烃源岩能否生成大量油气的关键［14］，一般通过镜质体反射率 （Ro）、岩石热解最高峰温度 （tmax）和饱和烃气相色谱质谱参数来确定。

笔者共挑选了36块样品进行了测试，Ro介于0.63%～3.17%之间，普遍大于1.3%（图3），表明锡林浩特地区P2z泥岩有机质演化处于高－过成熟阶段，偏向过成熟。

图2 艾格那仁敖包剖面P2z泥岩ααα （20R）-C27、ααα （20R）-C28和ααα （20R）-C29规则甾烷分布图

在岩石热解试验中，tmax受风化作用影响较大，出现了高低两极分化，故结果只作为辅助判断依据。从泥岩中干酪根的颜色来看，主要为棕黄色、棕色、棕褐色、黑色 （图4～6），反映了烃源岩演化主要处于高成熟阶段［15，16］。

在饱和烃气相色谱色质谱试验中，鉴于区内烃源岩成熟度可能过高，利用生物标志化合物和奇偶优势判断有机质成熟度已经失去了准确性，故仅利用Ts／（Tm＋Ts）做简单的推断。测试出4块样品的Ts／（Tm＋Ts）分别为0.41、0.49、0.51、0.52，反映了烃源岩处于成熟－高成熟阶段。综上所述，P2z泥岩大部分处于高成熟－过成熟阶段。

图3 锡林浩特地区P2z泥岩Ro分布直方图

图4 基质镜质体 （×320油浸反射光）

图5 均质镜质体 （×320油浸反射光）

3 结论

锡林浩特地区中二叠统哲斯组发育大套暗色泥岩，累计厚度大且分布稳定，烃源岩有机质丰度一般，有机质类型为Ⅱ1～Ⅱ2型，偏Ⅱ2型，有机质热演化程度较高，多处于高成熟－过成熟的生干气阶段，属于中等烃源岩。

图6 锡林浩特地区P2z泥岩干酪根颜色分布柱状图

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［编辑］ 邓磊

Characteristics of Middle Permian Source Rocks in Zhesi Formation of Xilinhaote Area of Inner Mongolia

WANGMeng，ZHANGYongsheng，WANGYanbin，XINGEnyuan，ZHAIDaxing，SHILizhi，WUFeimeng
（FirstAuthor' Address：SchoolofGeosciences，YangtzeUniversity，Wuhan430100，Hubei，China；InstituteofMineralResources，ChineseAcademyofGeologicalSciences，Beijing100037，China）

Oil exploration extent was lower in Upper Paleozoic of Xilinhaote Area in Inner Mongolia，it was at the earlier stage of evaluation.Through the measurement and collection of samples of the Shihuiyao Profile，Aigenarenaobao Pro-file，Nanshihuichang Profile，and residual organic carbon content，vitrinite reflectivity，kerogen analysis，rock pyrolysis and gas chromatography of saturated hydrocarbon were used for sample testing and analysis.The organic abundance of source rocks，organic types and its maturity were summarized.The results show that shale in Zhesi Formation of Middle Permian in Xilinhaote Area belongs to medium hydrocarbon source rock，organic abundance is at mid to low level.Organic matter is mainly TypeⅡ2，a small amount of sample is TypeⅡ1.The organic matter has a high degree of thermal evolution and is at mature and over mature stage.

Zhesi Formition；source rock；Inner Mongolia；Xilinhaote Area

TE122.1

A

1000-9752（2014）04-0026-04

2013－12－09

中国地质调查局项目 （1212011120927）。

王猛 （1987-），男，2011年长江大学毕业，硕士生，现主要从事石油地质、沉积学方面的研究。

张永生 （1963-），男，研究员；E-mai：zys＿601＠126.com。