内蒙古西乌旗地区MXD-1井下二叠统寿山沟组细碎屑岩有机地球化学特征

2021-03-30娄鹏程苗忠英施立志阮壮汪彪徐其辉

地质论评 2021年2期

娄鹏程，苗忠英，施立志，阮壮，汪彪，徐其辉

1)中国地质大学(北京)地球科学与资源学院，北京，100083;2)自然资源部盐湖资源与环境重点实验室，北京，100037;3)中国地质科学院矿产资源研究所，北京，100037

内容提要: 下二叠统寿山沟组被视为二连盆地及其外围古生界重要的生烃层位，但是针对该套地层的有机地球化学研究程度较低，前期采集的样品多出露地表受风化作用影响严重，井下岩芯样品的有机地球化学研究还鲜有报道。本文以西乌旗地区MXD-1井下二叠统寿山沟组岩芯样品为主要研究对象，通过分析有机质丰度、有机质成熟度、有机质类型并结合有机分子地球化学特征，深入探讨了寿山沟组细碎屑岩油气资源潜力和古环境意义。研究结果表明: ① MXD-1井寿山沟组细碎屑岩总有机碳含量(TOC)介于0.26%～0.63%之间，平均值为0.41%；生烃潜量(S1+S2)介于0～0.81‰之间，平均值为0.04‰；镜质体反射率( Ro)介于3.85%～4.36%之间，平均值为4.10%；腐泥组、壳质组、镜质组和惰质组的相对含量分别为66%、18%、16%；② m/z 217质量色谱图上规则甾烷相对峰高呈“L”型，甾烷C27—C28—C29判别图中C27甾烷具有明显优势；③ Pr/Ph值分布在0.49～1.23之间，平均值为0.61；伽马蜡烷指数为0.11～1.22，平均值为0.37；C23-三环萜烷的相对含量为0.24～1.40，平均值为0.73。结合已有的区域地质调查成果分析后认为：研究区寿山沟组细碎屑岩主体沉积于半深海环境，水体盐度较高、还原性强；有机物源具有陆生和水生双重补给，有机质主体属于Ⅱ1型；所分析的样品有机质丰度较低、成熟度较高，但是从沉积环境和有机质类型的角度判识，西乌旗地区寿山沟组细碎屑岩在油气勘查工作中是不容忽视的烃源岩，下一步研究工作需重点关注优质烃源岩的形成机理和有利分布区。

内蒙古西乌旗地区位于二连盆地东南部边缘，区域内发育的石炭系—二叠系长期以来被视为二连盆地中—新生界沉积盆地的变质褶皱基底而被油气勘探工作所忽视。本文根据MXD-1井岩芯样品的镜质体反射率并结合前人的相关研究(韩春元等，2011；张永生等，2011；公繁浩等，2013a)认为：该区域的细碎屑岩仅局部发生接触变质和热变质，并没有遭受区域变质作用；烃源岩现今主体热演化至高成熟阶段，烃类产物应以凝析油气为主。因此针对该层系开展油气资源基础地质调查具有重要意义。

此外，在天山—兴蒙构造带上，准噶尔盆地(巩书华等，2013)、三塘湖(Liu Bo et al.，2017,2018)和银额盆地(卢进才等，2010)都在石炭系—二叠系获得了油气勘查工作的突破。二连盆地石炭纪—二叠纪与上述盆地具有类似的构造背景、沉积演化与沉积建造特征及相似的构造改造历程(卢进才等，2018a)，但是，与之相关的油气基础地质调查工作还在争议中艰难前行。所以，取得的每一点新认识都是该区油气地质调查工作向前迈进的一大进步。

本文拟重点分析西乌旗地区MXD-1井下二叠统寿山沟组岩芯样品的有机地球化学特征，从中解析有机质来源、保存环境以及油气资源潜力等基础油气地质问题，以期为实现二连盆地“新区新层系”的油气勘探突破提供有益的参考，同时也为二叠系古环境重建提供新的资料。

图1 二连盆地构造单元划分(漆家福等，2015)Fig.1 The distribution of tectonic units in Erlian basin (from Qi Jiafu et al., 2015&)D1—马尼特坳陷；D2—乌兰察布坳陷；D3—乌尼特坳陷；D4—腾格尔坳陷；D5—川井坳陷；U1—巴音宝利格隆起；U2—东乌珠穆沁旗隆起；U3—苏尼特隆起；U4—温都尔庙隆起D1—Manite depression; D2—Wulanchabu depression; D3—Wunite depression; D4—Tengger depression; D5—Chuanjing depression; U1—Bayinbaolige uplif; U2—Dong Ujimqin uplift; U3—Sunite uplift; U4—Wenduer Temple uplift

1 地质背景

二连盆地是由许多具有相似构造发育史、分散的小型湖盆组成的中—新生代盆地群，盆地北部以巴音宝力格隆起为界，东界为大兴安岭隆起，南部边界近阴山隆起区(费宝生，2002；漆家福等，2015)。漆家福等(2015)按照我国石油天然气行业的含油气盆地构造单元划分标准(SY/T 5978-94)将二连盆地划分为马尼特、乌兰察布、川井、乌尼特、腾格尔5个坳陷和巴音宝力格、东乌珠穆沁、苏尼特、温都尔庙4个隆起共计9个二级构造单元(图1)。

二连盆地在内蒙古西乌旗地区发育的二级构造单元主要为乌尼特坳陷，区域构造上位于华北板块和西伯利亚板块所夹持的兴蒙造山带(中亚构造带)东段(黄汲清等，1977；张兴洲等，2008；李锦轶等，2009)。该区域晚古生代沉积地层主要为石炭系—二叠系的格根敖包组、本巴图组、阿木山组、寿山沟组、大石寨组和哲斯组(表1)。

表1 内蒙古二连盆地及其外围石炭系—二叠系地层简表Table 1 Carboniferous—Permian stratigraphic division in the Erlian basin and its surronding areas

其中，寿山沟组是本文重点的研究对象。它是由陶南生等(1975)创名，创名地点在吉林省桦甸县榆木桥乡东约3 km的寿山沟。主要根据寿山沟两侧石灰岩中发现的栖霞期珊瑚化石和蜓类化石不同于茅口期的范家屯组，因此称寿山沟组。郑月娟等(2013)通过研究西乌旗地区的碎屑锆石认为该区寿山沟组属于大石寨组的同时异相沉积，因时代归属问题并非本文研究重点，故本文仍沿用寿山沟组。1∶25万西乌珠穆沁旗幅区调报告❶中指出测区东南部、西乌旗西北部和测区东部的哈日根台地区广泛出露有黄灰色、灰色、黑色砾岩，含砾砂岩，粉砂岩夹灰岩薄层或透镜体等粗碎屑岩，以及灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质板岩、变质泥岩夹长石石英砂岩、砾岩或瘤状灰岩。

关于研究区寿山沟组沉积环境的认识还未统一：有学者认为它沉积于半深海环境，具有复理石相沉积的特征，并推断其为海底扇沉积(公繁浩等，2013b)；也有研究认为寿山沟组主要出露于锡林浩特—西乌旗一带，在出露区西南部为滨海—浅海环境，东北部为半深海—深海环境(韩春元等，2011)。周成林等(2019)通过暗色泥岩的主微量元素等地球化学特征综合分析认为古亚洲洋在早二叠世可能并未闭合，洋壳俯冲作用导致该区下二叠统寿山沟组泥岩的沉积。可见，尽管对于寿山沟组沉积环境的认识存在争议，但是它主体受海相环境的影响是各家的共识。

表2 内蒙古西乌旗地区寿山沟组有机地球化学研究现状Table 2 Organic geochemical status in Shoushangou Formation, Xi Ujimqin Banner of Inner Mongolia

关于寿山沟组细碎屑岩有机地球化学特征的研究目前公开报道还比较少(表2)。韩春元等(2011)研究认为：①西乌旗地区(贵钦坤兑剖面)下二叠统寿山沟组有机质丰度达到好烃源岩标准；②有机质类型属于Ⅱ2～Ⅲ型；③热演化程度总体处于成熟—凝析油湿气阶段，具有较大的油气资源潜力。公繁浩等(2013a)研究认为：①西乌旗地区(塔宾庙林场剖面)下二叠统寿山沟组暗色泥页岩的有机质丰度达到了中等—好烃源岩标准；②有机质来源以高等植物为主，干酪根类型以Ⅲ型为主；③有机质演化进入高—过成熟阶段，是潜在的气源岩；施立志等(2020)的研究进展报道了蒙西地1井烃源岩的一些基础有机地球化学信息：①有效烃源岩的TOC为0.40%～1.05%；②干酪根有机质类型主要为Ⅱ2和Ⅲ型；③Ro值为2.06%～3.67%。

图2 内蒙古西乌旗地区MXD-1井的位置及地质简图(据中国地质科学院沈阳地质矿产研究所❶修改)Fig. 2 Location and geological map of MXD-1 Well in Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia(after Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences ❶)

图3 内蒙古西乌旗地区MXD-1井取样位置及岩性柱状图Fig. 3 Lithological column and sampling point in MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner of Inner Mongolia

2 样品来源

2018年中国地质科学院矿产资源研究所在西乌旗地区依托《二连盆地及外围石炭系—二叠系油气地质调查》项目部署了MXD-1井，其地理位置为东经117°39′43″，北纬44°38′46″，完钻井深1500 m。根据区域地质调查成果❶显示井口周围出露地层主要为第四系和寿山沟组，寿山沟组岩性稳定，与上覆地层大石寨组和下伏地层阿木山组、本巴图组均为不整合接触，区域内褶皱和断层较发育(图2)。

MXD-1井钻遇地层为第四系和下二叠统寿山沟组，主岩性为灰黑色泥岩、含粉砂泥岩和粉砂质泥岩，寿山沟组未钻穿。笔者根据地层岩性特征，选取了36件细碎屑岩岩芯样品进行有机地球化学分析测试，取样位置分布在291.40～1224.05 m之间(图3)。

3 分析测试结果

样品在中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室进行了相关分析和测试。主要测试结果见表3。

3.1 有机质丰度

有机质丰度是烃源岩生烃潜力评价的重要依据，主要评价指标为总有机碳含量(TOC)、生烃潜量(S1+S2)等(黄第藩等，1982；陈建平等，1997；邱文波，2019)。MXD-1井采取的36块细碎屑岩的TOC在0.26%～0.63%，平均值为0.41%(图4)；S1+S2为0～0.81‰，平均值为0.04‰。

3.2 有机质成熟度

镜质体反射率(Ro)随烃源岩热演化程度增加而增长且具有不可逆性，是评价有机质成熟度较可靠的指标(Tissot et al.，1984；郝芳等，1988；任战利等，1994；程顶胜，1998)。MXD-1井的36块细碎屑岩样品Ro值分布在3.85%～4.36%之间，平均值为4.10%，明显处于过成熟的热演化阶段。但是，随着深度的增加，Ro整体依然有增大的趋势(图5)，反映了镜质体反射率还未热演化至终点。

结合其他学者(公繁浩等，2013a；施立志等，2020)的研究结果可知，寿山沟组烃源岩Ro值分布在1.67%～4.36%之间。因此，我们认为寿山沟组烃源岩整体热演化至高—过成熟阶段，其生烃产物应以凝析气、干气、原油裂解气为主，还应含有少量原油裂解后形成的稠油。

表3 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩有机地球化学特征Table 3 Organic geochemical characteristics of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

图4 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩有机碳含量分布Fig. 4 Distribution of organic carbon of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

图5 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组镜质体反射率( Ro)随深度关系图Fig. 5 The Vitrinite reflectance ( Ro) relative to depth of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

3.3 有机质类型

划分有机质类型常用的方法包括干酪根元素法、烃源岩热解分析、干酪根碳同位素分析(黄第藩等，1982；Mukhopadhyay et al.，1985；刘洛夫等，1997；王万春等，1997；熊永强等，2004)、有机显微组分和生物标志化合物分析等(李贤庆等，2002；李志明等，2010)。受烃源岩演化至高—过成熟阶段的影响，有些方法较难有效区分有机质类型。例如：干酪根元素中，随着成熟度增加，H和O元素逐渐消耗，H/C和O/C原子比逐渐减小并聚集在类型判识图的坐标原点附近，因此不同类型有机质之间的H/C和O/C原子比很难区分(唐友军等，2013；李春鹏等，2017)。本文所分析的MXD-1井干酪根元素数据主体聚集在范式图的角点附近，不能有效区分有机质类型(图6)。

图6 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩干酪根组成范式图Fig. 6 The source rock kerogen composition of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

图7 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩IH—tmax图Fig. 7 IH—tmax of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

同样，受烃源岩演化至过成熟阶段的影响，热解参数也很难区分有机质的类型。因为在生烃演化史中，高—过成熟的烃源岩已经通过干酪根热降解从烃源岩中大量排烃，导致生烃之后的岩芯样品在实验中再次热解的生烃量(S2)非常低，进而不同类型的有机质样品的氢指数也会较低，不能有效区分。本文所分析的样品即存在这种情况，在IH—tmax有机质类型判识图中几乎所有的数据都紧邻X坐标轴，因而不能有效区分有机质类型(图7)。

图8 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩有机质显微组分Fig. 8 Micro composition of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

黄第藩(1984)提出了干酪根碳同位素(δ13CPDB)划分有机质类型的标准：标准腐殖型(Ⅱ2)-22.5‰～-24.5‰；含腐泥的腐殖型(Ⅱ1)-24.5‰～-26.0‰；混合型(Ⅱ)-26.0‰～-27.0‰；含腐殖的腐泥型(Ⅰ2)-27.0‰～-28.0‰；标准腐泥型(Ⅰ1)-28.0‰～-29.0‰。MXD-1井样品的干酪根碳同位素分布范围在-22.4‰～-22.6‰之间，平均值为-23.1‰，按上述分类方法属于Ⅱ2型。但是这种划分结果仍然受烃源岩热演化程度较高的影响，误差较大。而且古沉积环境、古大气、CO2分压、古有机质生产力等因素对碳同位素的影响还未加考虑。

图9 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩TI指数分布Fig. 9 Distribution of TI of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

图10 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩饱和烃气相色谱(m/z 85)Fig. 10 GC of saturated hydrocarbon of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia (m/z 85)

一般而言，烃源岩显微组分中，腐泥组和壳质组是主要的富氢组分，含量越高，生烃能力越强(王铁冠等，1994)。本文所分析的36件干酪根样品有机显微组分相对含量为：腐泥组为66%；壳质组为18%；镜质组和惰质组为16%(图8)。这一结论既是对有机质原始特征的客观反映，也是对该区寿山沟组细碎屑岩历史生烃能力的一种肯定。

此外，有机显微组分相对含量衍生出了TI指数，TI=[腐泥组含量×100+壳质组含量×50+镜质组含量×(-75)+惰质组含量×(-100)]/100。通过TI指数划分的结果显示：MXD-1井寿山沟组细碎屑岩有机质主体为Ⅱ1型(图9)。

3.4 分子有机地球化学特征3.4.1 饱和烃

本文所分析的样品中均检测出具有相似分布特征的正构烷烃系列，碳数分布范围为C14～C31，主峰为C18，整体呈前峰型(图10)。OEP(奇偶优势指数)为0.55～1.25，平均值为0.97；CPI(碳优势指数)为0.82～2.09，平均值为1.50，跨度较大且跨越界限严重，推测可能是受成熟度影响所致。

3.4.2萜烷类

样品中检测出较完整的萜烷类分布，包括三环萜烷、四环萜烷、藿烷和伽马蜡烷(图11)。其中，三环萜烷碳数分布范围为C19～C29，以C21和C23三环萜烷为主峰呈双峰形态；四环萜烷的含量较低；藿烷碳数分布范围为C27～C35，以C30藿烷为主峰；Ts和Tm峰高几乎相同；C31～C35升藿烷峰高依次降低，且“S”构型的峰高相对高于“R”构型，C35升藿烷含量极低，升藿烷指数平均值为0.04；此外，还检测出伽马蜡烷的存在。

图11 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩萜烷质量色谱图(m/z191)Fig. 11 Terpane mass chromatogram (m/z 191) of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia 1—C19βα-三环萜烷；2—C20βα-三环萜烷；3—C21βα-三环萜烷；4—C22βα-三环萜烷；5—C23βα-三环萜烷；6—C24βα-三环萜烷；7—C25βα-三环萜烷(R)+C25βα-三环萜烷(S)；8—C26βα-三环萜烷(R)+C24βα-四环萜烷+C26βα-三环萜烷(S)；9—C28βα-三环萜烷(R)+C28βα-三环萜烷(S)；10—C29βα-三环萜烷(R)+C29βα-三环萜烷(S)；11—Ts；12—Tm；13—C29降藿烷；H—C30藿烷；M—C30莫烷；14—C31升藿烷(22S)+(22R)；15—C32二升藿烷(22S)+(22R)；16—C33三升藿烷(22S)+(22R)；17—C34四升藿烷(22S)+(22R)1—C19βα-tricyclic terpane;2—C20βα-tricyclic terpane; 3—C21βα-tricyclic terpane; 4—C22βα-tricyclic terpane; 5—C23βα-tricyclic terpane; 6—C24βα-tricyclic terpane; 7—C25βα-tricyclic terpane(R)+C25βα-tricyclic terpane(S); 8—C26βα-tricyclic terpane(R)+C24-tetracyclic terpane+C26βα-tricyclic terpane(S); 9—C28βα-tricyclic terpane(R)+ C28βα-tricyclic terpane(S); 10—C29βα-tricyclic terpane(R)+C29βα-tricyclic terpane(S);11—Ts;12—Tm;13—C29 norhopane;H—C30 hopane;M—C30moretane;14—C31homohopane(22S)+(22R); 15—C32 homohopane(22S)+(22R); 16—C33 homohopane(22S)+(22R) ; 17—C34 homohopane(22S)+(22R)

图12 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩甾烷质量色谱图(m/z 217)Fig. 12 Sterane mass chromatogram (m/z 217) of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation,MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

3.4.3甾烷类

钛合金样品尺寸：高25～40 mm,直径12～30 mm。用砂带机对钛合金样品表面打磨，待表面平整光滑备用。

甾烷是真核生物(包括藻、植物、动物)的沉积标志物，可以作为很强的生源指标，因而常用来判识有机质的生源环境(张水昌等，2002；任军虎等，2006)。在m/z217质量色谱图上(图12)，MXD-1井细碎屑岩C27—C28—C29规则甾烷质量色谱图峰高呈“L”字型。

图13 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩有机显微组分镜下照片Fig. 13 Microscopic photos of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation,MXD-1 Well,Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia(a)MXD1-C-8，712.93 m，深灰黑色含粉砂质泥岩；(b)MXD1-C-12，809.87 m，黑色含钙粉砂质泥岩；(c)MXD1-C-16，948.38 m，灰色含钙质泥质粉砂岩；(d)MXD1-C-18，979.59 m，黑色泥质粉砂岩(a)MXD1-C-8，712.93 m，dark grey black of silty mudstone；(b)MXD1-C-12，809.87 m，black calcium of bearing silty mudstone；(c)MXD1-C-16，948.38 m，gray of calcareous argillaceous siltstone；(d)MXD1-C-18，979.59 m，black of argillaceous siltstone

4 讨论

4.1 细碎屑岩中有机质的物源

有机质在烃源岩中主体以干酪根的形式存在。它现今的类型特征是物源和沉积环境综合作用后的体现，也是生烃能力和产烃类型的直观反映。例如，菌藻类有机物源形成的烃源岩多为Ⅰ～Ⅱ1型，形成于海相或深湖相环境，倾油性强；高等植物类有机物源形成的烃源岩通常为Ⅲ型，多形成于沼泽环境，生烃产物主体为天然气。

确定细碎屑岩中有机质物源的方法主要有烃源岩热解参数、干酪根元素分析、干酪根同位素分析、有机显微组分镜鉴和分子有机地球化学分析等方法(陈建渝，1995；吴敬禄等，1996；何江林等，2010；魏志福等，2015)。由于有机显微组分镜鉴的方法直观、受有机质丰度和热成熟度的影响相对较小，因此是本项研究中区分有机质物源的主要方法。同时，部分标志物在过成熟阶段具有较强的保持自身结构的能力(王崇敬等，2018)，可作为确定细碎屑岩中有机质物源的辅助参数。

4.1.1干酪根有机显微组分

有机显微组分主要包括镜质组、惰质组、壳质组、腐泥组四大类(李贤庆等，2000；倪春华等，2009；王永建等，2010；范文斐等，2016；Hackley et al.，2016)。其中高等植物的木质纤维经凝胶化作用形成镜质组，在丝炭化作用下转为惰质组，其膜质物质和分泌物是壳质组的主要来源；低等水生生物及其降解产物为腐泥组(侯读杰等，2003；朱俊章等，2007；Hackley et al.，2016)。

MXD-1井细碎屑岩干酪根中检测到的有机显微组分主要包括腐泥组、镜质组、壳质组、惰质组。其中相对含量最多的是腐泥组(相对含量为66%)，镜质组含量很少；几乎不含惰质组(图13)。因此推断有机质物源受陆源和水生生物的双重补给，水生生物的贡献较大。

图14 内蒙古西乌旗地区MXD-1井寿山沟组细碎屑岩甾烷相对含量干酪根类型划分Fig. 14 Kerogen type division diagram based on relative content of sterane of fine-grained clastic sedimentary rocks in Shoushangou Formation, MXD-1 Well, Xi Ujimqin Banner, Inner Mongolia

4.1.2甾烷的相对含量

甾烷类来源于真核生物中的甾醇。具有较高的热稳定性和抗微生物侵蚀的能力，是识别有机质母质来源的“指纹信息”(Huang Wen-Yen et al.，1976)。浮游生物中C27甾醇占绝对优势，而在高等植物中C28、C29甾醇占绝对优势(姚丹姝等，1998)。MXD-1井样品的甾烷C27—C28—C29判别图显示C27甾烷优势相对明显，在m/z271质量色谱图中规则甾烷峰高呈“L”型，这也说明水生生物对样品中有机质富集的贡献相对较大，与有机显微组分特征得出的结论可相互印证(图14)。

4.2 沉积环境分析

西乌旗周边寿山沟组主要发育细碎屑岩，从岩相学的角度属于半深海—深海环境。有机显微组分中鉴定出镜质组，说明有机质补给有来自于大陆的成分，故沉积环境距离陆地不应太远，属于半深海环境的概率较大。除此之外，生物标志化合物参数是确认古沉积环境的有利指标(Fu Jiamo et al.，1991；傅家谟等，1996)。

4.2.1三环萜烷

C19～C23—三环萜烷广泛存在于烃源岩和原油中(De Grande et al.，1993)。其中，C19和C20—三环萜烷在陆相原油中的丰度很高，来源于海相烃源岩的原油中C23—三环萜烷的丰度较高(Tao Shizhen et al.，2015)。MXD-1井寿山沟组细碎屑岩中，三环萜烷的碳数范围为C19～C29，C19、C29—三环萜烷的相对含量很低，分别为0.02～0.19(平均值为0.10)和0.08～0.19(平均值为0.12)；C23—三环萜烷的相对含量为0.24～1.40，平均值为0.73，指示有机质主要沉积于海相环境。

4.2.2姥植比(Pr/Ph)

姥鲛烷(Pr)和植烷(Ph)是叶绿素分别在氧化环境和还原环境下形成的一种类异戊二烯烷烃(Brooks et al.，1969)，其比值(Pr/Ph)是判识环境的指标之一(王铁冠，1990)。尽管Pr/Ph值受成熟度的影响(Clayton et al.，1986; Hill et al.，2007)，但是成熟的过程不能从根本上影响Pr/Ph值，以致于掩盖其原始的沉积环境信息(Didyk et al.，1978)。Didyk等(1978)指出，Pr/Ph <1说明沉积环境为缺氧还原型，Pr/Ph的值在1左右，说明氧化与还原环境交替，Pr/Ph >1指示氧化型沉积环境。

MXD-1井36块样品的Pr/Ph分布在0.49～1.23，平均值为0.63。剔除唯一异常高值1.23，其余值均小于1，且平均值为0.61。反映有机质沉积古体环境相对闭塞，是还原—强还原环境的产物。

4.2.3伽马蜡烷指数

伽马蜡烷是一种碳数为30的五环三萜类，因其经常出现在高盐度的沉积物中，所以一般认为伽马蜡烷是高盐度的指标(张立平等，1999；李任伟，1988)。沉积物中伽马蜡烷的相对含量与沉积水体的盐度具有一定的相关性。在高盐度的沉积环境中，沉积物的伽马蜡烷指数为0.2～0.7 (Mello et al.，1988)。在淡水湖相环境，伽马蜡烷的浓度很低(Fu Jiamo et al.，1991)。例如，Fulin盆地来源于淡水湖相的原油和烃源岩的伽马蜡烷指数均小于0.2 (Chen Jianyu et al.，1996)。

MXD-1井岩芯样品伽马蜡烷指数为0.11～1.22，平均值为0.37，高于塔里木盆地奥陶系已知的海相烃源岩(郭建军等，2007)，所以推测沉积水体应该具有较高的盐度。结合有机显微组分特征判断西乌旗地区MXD-1井所控制的范围内寿山沟组为半深海环境。

4.3 寿山沟组油气资源潜力

二连盆地及外围寿山沟组油气资源潜力的研究程度比较薄弱。近期，二连盆地马尼特坳陷伊和勘查区的YH-3井于二叠系获低产天然气流，YH8-1井于白垩系所产原油可能来自于二叠系(卢进才等，2018b)；二连盆地西乌旗探区的MXD-1井于下二叠统寿山沟组有明显的气测异常(主要为甲烷气体；施立志等，2020)。这些客观事实都揭示二叠系是二连盆地及外围油气资源勘查不容忽视的目的层位，寿山沟组应是其中重点关注的层位。

尽管本文所分析的样品中有机质丰度、热解参数、成熟度等地球化学评价指标不甚理想，但是从有机质类型和有机质保存条件的角度分析，研究区具备形成优质烃源岩的基础地质条件，即烃源岩形成时古水体主要以咸水—超咸水为主，水体局限性较强，处于还原—强还原的缺氧环境，有利于富氢有机质的保存；古生产力水平较高，有机质物源主要以水生生物贡献为主。针对区域内烃源岩热演化程度的分析结果可知，烃源岩主体热演化至高—过成熟阶段，生烃产物主要为高—过成熟阶段的天然气，可能含有少量裂解后的稠油。针对寿山沟组，下一步油气地质调查工作的重点应向优质烃源岩的发育条件和有利分布区方向倾斜。