内蒙古霍林河地区上二叠统林西组烃源岩层特征

高利东　隋海涛　杨海星

摘要：近几年来，随着油气资源地质调查工作的开展，对古生界地层油气资源的潜力评价越来越高，尤其是内蒙古东部地区分布范围广且发育多套巨厚层泥岩的上二叠统林西组被认为极具较好的油气勘查前景。2016年内蒙古地勘十院开展霍林河地区1：5万区域地质调查项目，对于区内存在的上二叠统林西组暗色泥页岩露头进行了综合分析研究工作，从有机质丰度、类型、来源和成熟度指标等几方面研究其烃源岩特征，判断其是否为潜在的烴源岩层系，样品测试结果表明：林西组泥页岩有机质丰度中等—较好，属于中等烃源岩；有机质类型为Ⅱ1型；处于高成熟—过成熟阶段。表明霍林河地区上二叠统林西组为较好烃源岩，具有一定的生气生油潜力特点。

关键词：霍林河地区；林西组；烃源岩；生油生气潜力

引言

根据沈阳地调中心陈树旺、丁秋红、郑月娟等，北京大学地球与空间科学学院冯子辉、方伟、李振广等，苏飞、卞雄飞、王杰、李伟、陈树旺等及长江大学地球环境与水资源学院唐友军等、中国矿业大学汲超飞等人撰写的论文资料来看，乌兰盖盆地、松辽盆地外围及内蒙古东部扎鲁特盆地一带上二叠统林西组地层具有良好的烃潜力和一定的页岩气远景，是开展上古生界油气资源远景研究的重要地区。沈阳地调中心2016年开展的二级项目翁牛特旗—突泉成矿带之子项目霍林河地区区调，此区域正位于松辽盆地外围，乌兰盖盆地东北部及扎鲁特旗盆地的北侧，是油气资源的重点潜力区，因此，工作重点圈定沉积地层中暗色烃源岩层段，加强烃源岩层系的评价和为油气资源战略选区提供理论和技术支持方面的内容。

工作区油气资源方面的研究程度较低，前人资料中没有此方面的内容。区调过程中以上二叠统林西组中存在的含泥质、炭质成分较多的泥页岩层作为重点，对烃源岩进行有效性判识，对烃源岩进行有机地球化学数据的研究分析，揭示本地区林西组泥岩层的生烃前景，评价烃源岩的生油生气潜力，为进一步开展油气研究勘探工作提供基础资料。

1.区域地质概况

工作区位于内蒙古自治区东北部，处于通辽市、锡林郭勒盟、兴安盟和赤峰市交界处，属于扎鲁特盆地的北东缘。大地构造位置古生代属西伯利亚板块南东缘兴蒙造山带-霍林郭勒-索伦残余海盆，南接锡林浩特-西乌旗-牛亡牛海构造带；中生代属滨太平洋构造域的大兴安岭构造带（图1）。区内大部分地段被中生代火山岩覆盖，尤其是晚侏罗世及早垩世地层发育，中部阿日昆都楞苏木一带出露晚二叠世沉积地层。

2.样品的采集与分析

上二叠统林西组地层分布面积约63km²，受构造影响及中生代火山岩的覆盖作用，多呈断块状分布。地层总体走向北东向，南东倾，倾角35°～55°。路线地质调查填图及测制剖面过程中圈定了烃源岩层，岩性为多为暗灰色、黑色板岩、碳质泥岩及泥岩等，无光泽，肉眼观察黑色有机质物质含量较高，烃源岩层多与沉积岩层平行展布，产状135°～145°<50°～65°之间，北东走向，一般厚约0.2m～0.8m，延伸长大于30m。选择出露较好地段采集了8件样品（图2），采样时选取相对新鲜的地表岩石，先用小刀刮去岩石表面的松散物质及风化碎屑物，然后用蒸馏水洗净晾干，包装好送往长江大学地球化学实验室（油气资源与勘探技术教育部重点实验室）进行有机地球化学分析。

3.地球化学特征

3.1有机质丰度

烃源岩中的有机质是油气形成的物质基础，有机质丰度是衡量烃源岩生成油气潜力的物质基础，也是烃源岩评价的主要依据之一。总有机碳含量是反映烃源岩有机质丰度最重要指标，而岩石热解分析中的生烃潜量（S1+S2）及氯仿沥青“A”等测试数据受地表岩石风化作用影响较大，在生烃潜力及成熟度方面的评价指标会受影响，只作为参考指标。本文主要依据总有机碳含量TOC进岩行评价。

通过对8件样品分析（表1）有机碳含量在0.52%～4.47%之间，平均为1.39%。依据胡见义等评价标准，其中1块处于0.4%～0.60%，3块处于0.6%～1.0%，占37.5%；4块样品的含量大于1.0%，占50%以上。由此总体看来有机炭含量属中等烃源岩的标准（图2），均达到了烃源岩生烃下限的有机质丰度，为有效泾源岩。

2.2有机质类型

2.2.1有机质类型

在有机质丰度达到烃源岩标准的情况下，烃源岩能否生成油气主要取决于有机质的类型。有机质类型反映有机质质量，不同的成油母质类型具有不同的油气生成能力。有机质分类应用最多的为干酪根元素、岩石热解参数评价方法。利用干酪根元素的分析结果，将干酪根类型划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，利用H/C和O/C原子比范氏图对本区林西组的样品进行了投点，大部分点都投在了临近Ⅱ1型、Ⅱ2型范围区的西侧边界处（图3），具有生油的特征。Shanmu-gam提出有Pr/Nc17与Pr/Nc18的相关关系图（图4）可以指示有机质来源，进而判别其有机质类型，样品多投入到了Ⅱ1类区，因此，Pr/Nc17与Pr/Nc18散点图上表示有机质类型为Ⅱ1类。

2.2.2饱和烃气相色谱图特征

从所取样品饱和烃气相色谱图来看（图4），一半样品表现为“单峰值”，一半表现为“双峰值”，单峰型主峰碳以C22—C26为主，双峰型前峰值以C16—C18为主，后峰值以C24—C26为主，其峰值的区域有相似重叠区域。

总体综上来看，说明了本区林西组泥岩有机质类型为Ⅱ1类型，具有类型中等，生烃性较好，具有生气为主，少量生油的特点。

2.3有机质成熟度

成熟度是反映生油是否已深化至生油阶段的参数，是评价生油岩生油潜力、类型的依据。本区烃源岩有机质热演化程度的研究从热解温度和镜质体反射率两方面来探讨。热解温度方面（表1）8件样品Tmax分布在314℃～489℃，其中4块样品在450℃～490℃，属于高成熟度演化阶段，2块样品分布在400℃～440℃，属于中度成熟度样品，其他2块样品在370℃以下，属于未熟样品。从镜质体反射率来看（表2）：测试结果8块中有5块测试数据，其中最低1.430%，最高2.969%，平均2.448%（5个样品），其中4个样品大于2.0%，占50%，1块介于1.3%～2.0%。综合这两方面的结果来看，本区烃源岩有机质热演化程度较高，大部分样品处于高成熟一过成熟阶段。

3.结论

①霍林河地区林西组地层烃源岩层以泥岩为主，有机碳（TOC）含量在0.52%～4.47%，平均为1.39%，属于中等—好烃源岩标准。林西组泥岩有机质类型为Ⅱ1类，大部分样品有机质热演化达到高成熟，生油能力一般，具有生气潜力。

②区内林西组具有生成天然气的客观条件，但是由于本次工作样品数量偏少，不能全面地反映本区烃源岩的特征，能否成为具有规模的油气地，还需要进行大量的研究工作。