塔里木盆地南华系—寒武系烃源岩时空分布与生烃潜力评价

张 科 潘文庆 苏 劲 张 敏

（ 1中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院；2中国石油勘探开发研究院 ）

0 引言

历经30年的勘探实践，塔里木盆地海相油气储量超过50×108t油当量，勘探开发深度已经超过8000m，成为全国油气勘探最深的盆地[1-2]。深层海相油气主要分布在塔北隆起南斜坡的顺北、跃满、富源等地区，古城低凸起的中—下奥陶统，以及塔中凸起和塔北隆起的寒武系深层。通过塔东地区的6口探井和近期钻探的轮探1井、轮探3井和旗探1井[3]，发现了台盆区有机质丰度最高的下寒武统玉尔吐斯组烃源岩，TOC最高可达18.7%。在塔北隆起钻探的星火1井（2007年），钻遇下寒武统优质烃源岩29m，TOC为1.0%～9.43%[4]；在轮南低凸起钻探的轮探1井（2019年），揭示下寒武统高含有机质烃源岩26m，TOC为2.43%～18.48%[5]。然而寒武系烃源岩在盆地北部发育的厚度仅有12～30m，下寒武统烃源岩的规模是否能支撑目前深层油气的储量规模及未来超深层油气勘探的拓展，这个基础地质问题仍然存在较大争议和不确定性。同时，塔里木盆地深部古老的前寒武系烃源岩的生烃潜力和成藏贡献是否与深层海相油气聚集相匹配，也是台盆区深层海相油气勘探急需回答的问题。本文通过系统对比，明确塔里木盆地南华系—寒武系富有机质烃源岩的时空分布、有机质丰度和生烃潜力，为寻找深层潜在的含油气系统，有效预测深层油气勘探的有利领域和方向提供基础科学依据。

1 南华系—寒武系构造演化与地层格架

塔里木盆地是在新元古代早期形成的克拉通基底上发展起来的大型多旋回叠合复合盆地。塔里木克拉通在新元古代早期位于罗迪尼亚超大陆西北缘，北纬45°至北纬60°之间，其北缘面向泛大洋，南缘与印度克拉通相连接。新元古代中—晚期，随着罗迪尼亚超大陆裂解，原特提斯洋打开，塔里木克拉通与印度克拉通分离，周缘发育被动大陆边缘，同时塔里木克拉通向中—低纬度移动，在新元古代晚期—寒武纪主体位于赤道附近。为明确烃源岩发育的层段和分布规律，需要建立塔里木盆地南华系—寒武系与全球的地层对比格架。

1.1 南华系—震旦系构造演化与地层划分

受罗迪尼亚超大陆裂解影响，塔里木盆地内部和边缘在新元古代中—晚期经历了强烈的裂陷伸展作用，形成大规模裂陷盆地，内部充填了巨厚的南华系和震旦系。塔里木盆地南华系—震旦系主要出露于东北缘库鲁克塔格区、西北缘乌什—柯坪区和西南缘铁克里克区，厚度达数千米，最厚处位于东北缘库鲁克塔格区，可达6000m；而在盆地内部由于钻遇或钻穿南华系—震旦系的钻井很少，其厚度和分布主要依据有限的钻井和深层地震资料进行追踪。南华纪断陷在平面上表现为垒—堑相间结构，其中，在塔里木盆地北部地区的中西部发育两个次级箕状断陷，向东合二为一；剖面上具有“楔状”快速充填结构，沉积厚度由中央向边缘快速变薄、在边缘快速尖灭，塔里木盆地内部南华系的最大沉积厚度超过3000m。震旦纪坳陷主体继承了南华纪断陷的构造—沉积格局，但具有更大的沉积范围和较小的沉积厚度（＜1000m），显示连通的广泛超覆沉积特征。

区域构造研究表明，受罗迪尼亚超大陆的裂解与边缘俯冲增生作用控制，塔里木盆地北部和南部具有截然不同的新元古代裂陷发育时间和成因机制，表现出南北差异的裂陷演化和展布特征[6]。其中，北部裂陷受控于罗迪尼亚超大陆边缘泛大洋洋壳俯冲产生的弧后伸展作用，裂陷盆地开启于距今约740Ma，走向近东西；而南部裂陷与罗迪尼亚超大陆裂解初期的超级地幔柱活动密切相关，裂陷盆地较北部提前打开至少40Ma，开启于距今约780Ma，并呈北东向展布。之后，随着罗迪尼亚超大陆的进一步裂解及南天山洋和原特提斯洋的打开，塔里木盆地周缘广泛发育被动大陆边缘，盆地内部从南华纪断陷演化为震旦纪坳陷。

中国南华系普遍分下、中、上3个统，下南华统底、中南华统底、上南华统底与南华系顶的地质时代分别为距今780Ma、725Ma、660Ma与635Ma。根据冰碛岩年代框架约束，库鲁克塔格区下南华统由贝义西组与照壁山组构成，中南华统由阿勒通沟组与黄羊沟组构成，上南华统由特瑞艾肯组构成；乌什—柯坪区下南华统由巧恩布拉克群西方山组、东巧恩布拉克组和牧羊滩组构成，中南华统下部地层由巧恩布拉克群冬屋组构成、上部地层缺失，上南华统由尤尔美那克组组成；铁克里克区下南华统由牙拉古孜组与波龙组波一段—波三段构成，中南华统由波四段与克里西组构成，上南华统由雨塘组构成（图1）。

塔里木盆地震旦系主要分布于盆地北部坳陷，但坳陷内东西部沉积充填序列不同。柯坪—塔北隆起震旦系岩性组合呈上下两分特点，下部苏盖特布拉克组由砂泥岩、石灰岩构成，上部奇格布拉克组由白云岩组成，整体上表现为由浅水向深水、由碎屑岩向碳酸盐岩的沉积演化序列。同位素组成方面，位于塔北隆起的温参1井、旗探1井奇格布拉克组均表现为碳同位素正漂移特征，特别是奇格布拉克组底部的碳同位素正漂移与扬子板块灯影组底部特征一致[7]，指示塔里木克拉通内柯坪—塔北地区震旦系奇格布拉克组与扬子板块震旦系灯影组可等时对比。

图1 塔里木盆地南华系—寒武系地层框架图Fig.1 Stratigraphic framework of the Nanhua-Cambrian in Tarim Basin

满加尔—库鲁克塔格地区震旦系岩性组合与柯坪—塔北地区相比有相似点也有不同点。相同点在于均是从浅水到深水、从碎屑岩到碳酸盐岩的沉积演化序列。不同点是满加尔—库鲁克塔格地区比柯坪—塔北地区沉积水体更深，从沉积旋回上满加尔—库鲁克塔格地区扎摩克提组—育肯沟组表现为海平面上升的碎屑岩沉积序列，水泉组—汉格尔乔克组表现为一个海平面下降的碳酸盐岩沉积序列。最新钻井轮探3井位于满加尔凹陷西缘，震旦系岩性组合与库鲁克塔格区相似，从上向下依次钻揭汉格尔乔克组“盖帽”白云岩、冰碛砾岩及水泉组石灰岩、泥岩，井底钻揭30m厚的辉绿岩。轮探3井水泉组底部发现碳同位素负漂移并具有向上正漂移特点，与黑山—照壁山剖面水泉组特征一致[8-9]，与旗探1井苏盖特布拉克组上部石灰岩段特征一致，因此满加尔—库鲁克塔格地区震旦系上、下统的分界可定在水泉组底。

1.2 寒武系地层划分

塔里木盆地早寒武世早期盆地格局与地层分布，主要受控于南华纪断陷断裂在早寒武世发生的同沉积构造活动，沉积了玉尔吐斯组与西山布拉克组烃源岩。其中，玉尔吐斯组分布在盆地中西部，主要为一套黑色含有机质细碎屑岩沉积，在露头区从下向上依次发育硅质岩、硅质页岩、黑色页岩和碳酸盐岩，厚度几米到几十米；西山布拉克组分布于盆地东部，以硅质泥岩、黑色泥岩和灰质泥岩等为主，并在露头区可见其底部发育一套火山岩和硅质岩，厚度几十米到百米。肖尔布拉克组沉积期，早期断裂的上升盘为肖尔布拉克组台缘礁滩体的发育提供了有利的相对高部位地形，下降盘则沉积了西大山组，主要分布在塔东地区满加尔凹陷。与玉尔吐斯组和肖尔布拉克组沉积期的南北分异格局不同，吾松格尔组沉积期具有东西分异的古地理格局，主要由东部深水盆地和西部碳酸盐台地构成，寒武系沉积具有明显的“等时异相”特征。

综合近年来生物地层和同位素地层研究成果，基于盆地西部11口井岩屑样品开展寒武系同位素地层对比，发现了具有全球可对比的9个碳同位素漂移事件[10]，建立了塔里木盆地寒武系地层对比框架（图1），与全球碳同位素曲线[11]有很好的对应关系，实现了与国际地层的对比。

玉尔吐斯组构成纽芬兰统，沉积时限大致为21Ma，肖尔布拉克组与吾松格尔组构成第二统。该方案与前人结论相比最大的变化在苗岭统，本文认为沙依里克组与阿瓦塔格组归属在苗岭统下部，苗岭统的顶在下丘里塔格组下部，也就是说下丘里塔格组跨了苗岭统与芙蓉统。寒武系顶在蓬莱坝组内部与前人认识一致[12]。

2 南华系—寒武系烃源岩发育及分布特征

随着罗迪尼亚超大陆的聚合与裂解和冈瓦纳大陆的聚合，新元古代—早古生代的塔里木盆地经历了复杂的挤压和伸展演化过程[13-16]，为不同类型烃源岩的发育提供了地质背景。

2.1 南华系—震旦系潜在烃源岩发育与分布特征

新元古代中—晚期，塔里木盆地内部和边缘因为强烈的裂陷伸展作用，沉积了巨厚的南华系和震旦系。沉积充填序列和地震反射等证据揭示，塔里木新元古代裂陷盆地具有典型的二元结构，即南华纪断陷和震旦纪坳陷，它们具有明显不同的构造和沉积特征[17-18]。塔北弧后裂陷盆地的南华系—震旦系以塔里木盆地东北缘库鲁克塔格区和盆地内部尉犁1井为代表，塔南裂陷盆地的南华系—震旦系以西南缘铁克里克区的新藏公路剖面为代表。目前对于塔里木盆地南华系、震旦系烃源岩发育状况了解甚少，已发现的新元古界潜在烃源岩主要分布在塔里木盆地东北部的野外露头。库鲁克塔格南区南华系阿勒通沟组上段至特瑞艾肯组下段发育黑灰色泥岩（底部含硅质岩），厚约390m，TOC分布在0.2%～2.7%之间；震旦系扎摩克提组发育15～20m的黑灰色泥岩，TOC分布在0.25%～1.56%之间。库鲁克塔格北区震旦系育肯沟组发育25～30m的富有机质细砂岩与泥岩互层，TOC分布在0.06%～1.05%之间；水泉组发育30～165m的黑色泥岩与石灰岩，TOC分布在0.37%～1.87%之间。有机质丰度表明，南华系特瑞艾肯组和震旦系水泉组达到中等偏好的烃源岩标准，扎摩克提组中段烃源岩的有机质丰度达到中等烃源岩标准，但厚度比较薄，而震旦系育肯沟组仅发现TOC较低的薄层黑色泥岩。

进一步追踪典型剖面的烃源岩展布，主要依靠地震反射剖面和层序地层格架进行识别。通过库鲁克塔格北区沉积构造特征及沉积体系域叠置样式的研究，前人提出了南华系—震旦系5个三级层序的观点，将南华系特瑞艾肯组—震旦系扎摩克提组—育肯沟组作为一个层序的低位体系域—海侵体系域[19]。然而从地震剖面上看，震旦系/南华系之间为库鲁克塔格运动形成的区域性不整合。本文认为将震旦系/南华系作为一个超层序界面更合理，以地震可识别为标准，将南华系和震旦系分别划分为3个层序（图2)。南华系层序一（Nh-SQ1）对应下南华统，由低位体系域的贝义西组和海侵体系域与高位体系域的照壁山组构成，沉积构造与地震反射剖面上均呈现两分特征；下部贝义西组为底砾岩和厚层双峰式火山岩组合，主要表现为杂乱强反射特点，代表裂谷初期的快速充填与火山岩建造；上部为照壁山组紫红色砂岩沉积，具有平行弱反射特点，代表海侵体系域与高位体系域的砂岩沉积（图2)。南华系层序二(Nh-SQ2)对应中南华统，阿勒通沟组构成低位体系域，黄羊沟组为海侵体系域与高位体系域的沉积记录，地震剖面呈现强反射特征，是上下砂砾岩与该段泥岩的高阻抗差的响应，反映层序二是南华系水深最大的，沉积时限长，但厚度薄，具备发育烃源岩的地质条件（图2）。南华系层序三（Nh-SQ3）由上南华统构成，仅发育低位体系域特瑞艾肯组冰碛岩，地震剖面表现为杂乱弱反射特点，与上覆震旦系呈角度不整合接触，这说明海侵体系域与高位体系域可能被剥蚀，间冰期沉积了特瑞艾肯组黑色泥岩。

塔里木盆地北部坳陷震旦系在地震剖面上的三分特征也比较清楚（图2）。震旦系层序一（Z-SQ1）由扎摩克提组与育肯沟组组成，下部扎摩克提组为一套滨岸—前滨相粗碎屑岩沉积，构成海侵体系域，上部育肯沟组则以细碎屑岩为主，构成高位体系域，地震反射整体表现为下削上超特征，古地貌较低部位地层较厚体现了填平补齐特点。震旦系层序二（Z-SQ2）由水泉组中—下部组成，为陆棚相沉积的泥岩、石灰岩，内部主要以平行强反射特征为主。震旦系层序三（Z-SQ3）由水泉组上部与汉格尔乔克组构成，水泉组上部为盆地相泥岩，与奇格布拉克组地质时代相当，水泉组是震旦系烃源岩发育最有利的沉积环境；汉格尔乔克组为冰碛岩和白云岩建造，地震反射整体表现为斜坡—盆地相平行强反射特征，地层较薄。

图2 塔里木盆地北部坳陷南华系—震旦系东西向地震剖面图Fig.2 E-W direction seismic profile of the Nanhua-Sinian in the Northern Depression of Tarim Basin

通过南华系—震旦系地震剖面的层序识别，南华系烃源岩主要发育在裂谷环境的末期层序当中，根据南华系层序对比分析，并结合南华系与震旦系之间存在大型角度不整合、南华系顶面剥蚀强烈，因此推断南华系潜在烃源岩主要发育在塔里木盆地东北部裂谷背景的地层中，烃源岩层厚度较大，但分布范围要比地层分布范围局限，对油气资源的贡献可能比较有限。震旦系是在南华系剥蚀基础上发育的广布式坳陷沉积建造，从地层厚度展布看，部分继承了南华系裂谷的构造背景（图3），形成多套烃源岩层段，但整体上厚度不大，有机质丰度较低，分布面积约为3×104km2，具备形成规模性油气资源的潜力。

2.2 寒武系烃源岩发育与分布特征

塔里木盆地钻井揭示的寒武系纽芬兰统烃源岩主要分布在塔北隆起中西部玉尔吐斯组和塔东地区满加尔凹陷西山布拉克组。盆地西北部纽芬兰统玉尔吐斯组烃源岩以星火1井、轮探1井、旗探1井和柯坪露头为代表，岩石类型主要为层状硅质岩、硅质岩/泥岩互层、泥岩及泥灰岩等，厚度为10～50m，其中磷块岩—硅质岩—黑色页岩沉积建造中黑色页岩TOC可高达7%～18.48%，并富含含油的重晶石结核[20]，是下古生界有机质丰度最高的一套烃源岩。结合岩性和矿物组合特征，从玉尔吐斯组广泛沉积的以砾屑为主要组分的磷块岩来看，反映出水体由深变浅，逐渐演化为相对高能的沉积环境，玉尔吐斯组烃源岩向台盆区内部逐渐变薄，尖灭于巴楚隆起北缘。

盆地东部纽芬兰统西山布拉克组烃源岩以塔东低凸起上塔东1井、塔东2井和英东2井等为代表，岩石类型主要为泥灰岩，普遍夹有灰黑色的放射虫硅质岩，底部夹有磷块岩；TOC主要分布在1.3%～7.8%之间，TOC≥0.5%的有效烃源岩累计厚度为20～ 40m（图4）。

图3 塔里木盆地南华系和震旦系厚度图Fig.3 Formation thickness maps of the Nanhua and Sinian in Tarim Basin

图4 塔里木盆地纽芬兰统烃源岩连井对比图Fig.4 Well correlation section of the Cambrian Terreneuvian source rocks in Tarim Basin

塔里木盆地寒武系沉积进入第二统开始，东西部出现明显的沉积分异，盆地东部整体经历了持续的海侵和构造沉降过程，连续沉积了第二统西大山组、苗岭统莫合尔山组及芙蓉统突尔沙克塔格组烃源岩，累计厚度普遍达到200～300m，TOC相对纽芬兰统烃源岩偏低，介于0.52%～5.8%。西大山组与西山布拉克组呈整合接触，为泥岩与碳酸盐岩互层。在西大山组沉积期，盆地西部大范围发育碳酸盐台地和台内坳陷沉积，发育包括台内丘滩—台缘带、台内洼地、藻云坪和膏泥岩等沉积建造，基本不发育烃源岩。

盆地东部的苗岭统莫合尔山组沉积了台盆区苗岭统有机质丰度最高的烃源岩。莫合尔山组烃源岩的岩性主要为泥灰岩和石灰岩，环满加尔凹陷沉积较为稳定，塔东1井、塔东2井等7口钻井揭示这套烃源岩的TOC平均为1.12%～2.83%（图5）。盆地西部苗岭统沙依里克组与阿瓦塔格组广泛发育蒸发潟湖相沉积，仅零星发育烃源岩，厚度普遍较小，难以达到规模烃源岩的标准。这主要是由于该时期盆地西部蒸发潟湖最为发育，虽然有机质保存条件较好，但是蒸发潟湖盐度过高，不利于藻类等生物的大规模发育，因此烃源岩发育较为局限。

塔里木盆地寒武纪经历了被动大陆边缘到主动大陆边缘转变的构造演化，不同时代多个层段发育多套烃源岩，基于沉积岩相和地震剖面的层序划分，能够有效推测烃源岩的展布。根据岩石地层泥质含量与GR曲线和地震波组的相应关系，建立反映海平面变化旋回的等时框架，塔里木盆地寒武系可以划分为4个复合层序（SSQ1—SSQ4），含10个层序SQ1—SQ10（图6），分别对应国际年代地层中寒武系的四统十阶。复合层序Ⅰ（SSQ1）对应纽芬兰统，在盆地西部由玉尔吐斯组构成，东部由西山布拉克组构成；岩性组合分为上、下两段，下段以高GR泥岩为典型特征，上段以低GR泥质碳酸盐岩为典型岩性特征。层序底界面为寒武系/震旦系不整合面，不整合面之上发育高GR泥质烃源岩，岩性变化明显、较易识别，层序底界地震反射表现为强波峰特征，可用于追踪和识别纽芬兰统底部烃源岩分布。复合层序Ⅱ（SSQ2）对应第二统，包含3个层序（SQ2—SQ4），在盆地西部由肖尔布拉克组—吾松格尔组组成，盆地东部由西大山组构成。西部台地区肖尔布拉克组分为两个层序(SQ2与SQ3)，整体表现为进积特点，层序SQ2地震反射特征表现为多期进积的楔形体的顶包络面；SQ3是从缓坡台地向镶边台地过渡的重要期次，地震特征呈现丘状弱反射。SQ4由海侵体系域与高位体系域构成，与西部层序对应的是东部西大山组，沿着台地边缘进积楔向盆地方向的斜坡相是西大山组烃源岩发育的有利区域。复合层序Ⅲ（SSQ3）对应苗岭统，包含3个层序（SQ5—SQ7），盆地西部由沙依里克组、阿瓦塔格组与下丘里塔格组底部旋回组成，东部由莫合尔山组构成。苗岭统的3个层序在轮南—古城坡折带出现相变，均由镶边丘滩体转变为塔东斜坡—盆地相，沉积了莫合尔山组，主要由泥灰岩夹薄层泥岩构成，成为预测莫合尔山组烃源岩的标志。复合层序Ⅳ（SSQ4）对应芙蓉统，包含3个层序（SQ8—SQ10），盆地西部由下丘里塔格组中上部、蓬莱坝组底部构成，东部由突尔沙克塔格组中下部构成，3个层序均表现为快速海侵、缓慢海退特点，TOC相对偏低，部分层段发育烃源岩。

基于古地理格局、地层分布和烃源岩厚度等数据，编制了纽芬兰统烃源岩厚度平面分布图。整体上，该套烃源岩受控于寒武纪早期古地理格局，具有南北差异分布（图7a）：（1）盆地北部烃源岩在塔北—塔中地区存在南、北两个近东西向厚度中心，推测最大厚度近100m；（2）虽然塔西南露头区的寒武系已遭受剥蚀而缺失，但根据古地理格局和沉积环境推测，塔里木南部盆地区沿着北东向新元古代裂陷很可能发育一定规模的同期烃源岩；（3）在塔中—巴楚地区，虽有很多钻井钻穿寒武系或钻遇前寒武系，但它们普遍缺失纽芬兰统，如塔参1井、中深1井、楚探1井等不发育相应烃源岩。综合上述资料，根据地震资料对烃源岩进行识别和追踪，预测塔里木盆地寒武系纽芬兰统烃源岩的分布面积超过20×104km2。

塔里木盆地寒武系第二统—芙蓉统受控于东盆西台古地理格局及罗西台地的限定，多套烃源岩主要分布在东部台缘斜坡和盆地相区，以西大山组、莫合尔山组和突尔沙克塔格组的泥质灰岩和泥岩为主，厚度大体上从边缘向内部逐渐增大。钻井揭示该套烃源岩最大厚度超过400m（图7b），TOC平均为1.12%～2.83%，最大达6%以上，分布面积接近10×104km2。

3 寒武系烃源岩生烃评价

通过塔里木盆地南华系—寒武系地层等时格架对比，系统梳理烃源岩发育层段、厚度、有机碳含量和分布面积，表明塔里木盆地深层规模性烃源岩主要发育在寒武系，包括台盆区大面积分布的纽芬兰统烃源岩和塔东地区第二统—芙蓉统烃源岩。因此，本文将主要评价寒武系烃源岩的生烃潜力。

图5 塔里木盆地寒武系第二统—芙蓉统烃源岩连井对比图Fig.5 Well correlation section of source rocks in the Cambrian Series 2-Furongian in Tarim Basin

图6 塔里木盆地北部坳陷寒武系烃源岩发育的地震层序剖面Fig.6 Seismic sequence profile of the Cambrian source rocks in the Northern Depression in Tarim Basin

3.1 寒武系烃源岩TOC归一化评价方法

传统的烃源岩评价方法中，烃源岩有机质丰度、厚度和分布面积是评价生烃潜力和生烃强度必不可少的基础参数。一般情况下，对于某段厚度烃源岩的有机质丰度，通常选取TOC平均值，将其乘以烃源岩的厚度和分布面积，来计算这套烃源岩空间的有机质含量。这种简化的模型化计算烃源岩有机质含量的方法，往往因为TOC平均值受到烃源岩非均质性、取样数量等影响，而造成计算结果与实际情况存在较大差距，导致生烃强度和生烃量评价结果失真。因此，本文参考前人烃源岩测井识别评价方法[21-24]，建立TOC与测井数据拟合关系，通过测井数据得到烃源岩连续的TOC曲线，再通过与烃源岩厚度的积分计算得出相应烃源岩的总有机碳含量，并统一用TOC归一化（TOC=1%）的烃源岩厚度来表示，更加精确地反映烃源岩中有机碳埋存的真实含量。

根据塔里木盆地寒武系烃源岩发育层位的时代特点，将寒武系烃源岩分为纽芬兰统和塔东地区第二统—芙蓉统两套烃源岩，分别进行有机碳含量评价。基于钻井计算的TOC归一化烃源岩厚度，编制了纽芬兰统和第二统—芙蓉统两套烃源岩TOC归一化厚度平面分布图（图8）。

3.2 寒武系烃源岩成熟度及生烃潜力评价

近期在塔北隆起钻探的旗探1井、轮探1井和轮探3井，为寒武系烃源岩成熟度测定提供了难得的样品，依据钻遇的玉尔吐斯组烃源岩固体沥青的激光拉曼光谱，折算旗探1井高有机碳含量段烃源岩等效镜质组反射率为0.97%；轮探1井高有机碳含量段烃源岩等效镜质组反射率为1.53%～1.69%，平均为1.61%；轮探3井高有机碳含量段烃源岩等效镜质组反射率为1.78%～1.96%，平均为1.85%。而在盆地东部寒武系烃源岩的成熟度比塔北隆起区要高得多，塔东1井和塔东2井寒武系烃源岩Ro值分别分布在2.45%～2.75%和2.67%～2.75%，早就进入高—过成熟的生气阶段。

基于钻井揭示的寒武系烃源岩成熟度，并结合磷灰石裂变径迹和等效镜质组反射率等古温标，可以估算塔里木盆地不同构造单元寒武系烃源岩的成熟度差异和热演化历史。塔里木盆地经历了3期重大构造变革，盆地结构差异沉降，不同构造单元经历了迥异的地质演化过程，形成了塔里木盆地“隆坳”构造格局，最终造成了坳陷区和隆起区烃源岩生烃演化过程差异。塔里木盆地沉积埋藏具有上下（下古生界和古近系—新近系）厚、中间（上古生界和中生界）相对较薄的特点，其中满加尔凹陷中—上奥陶统、盆地南北两侧前陆坳陷上古近系—新近系两套巨厚沉积，连同古地温的早高（热）晚低（冷）导致了塔里木盆地坳陷区寒武系烃源岩生烃早、演化快，在加里东晚期达到生油窗阶段，并快速进入生气阶段，完成了大量生烃过程，有机质等效镜质组反射率大于1.5%。加里东晚期至海西早期，塔里木盆地发生剧烈抬升剥蚀，加里东晚期生成并聚集成藏的古油藏遭受大面积破坏，志留系广泛分布的沥青砂及储层沥青主要是这个时期的产物。随后的海西期，盆地再次沉降、地层埋深增大，坳陷区寒武系烃源岩在海西晚期Ro已达到2.0%，烃源岩本身基本丧失大规模供烃能力。

图7 塔里木盆地寒武系烃源岩厚度平面分布图Fig.7 Thickness map of the Cambrian source rocks in Tarim Basin

图8 塔里木盆地寒武系烃源岩TOC归一化厚度平面分布图Fig.8 TOC normalized thickness map of the Cambrian source rocks in Tarim Basin

而隆起区的纽芬兰统玉尔吐斯组烃源岩，埋深普遍比坳陷区同时代烃源岩的埋深浅2000m以上，构造沉降相对缓慢，在加里东晚期先后进入生油窗，开始大量生油，整个古生代隆起区烃源岩一直处于“生油窗”之中，为古隆起液态石油的主要来源。海西晚期，由于火山活动剧烈导致地温梯度高达3℃/100m以上，玉尔吐斯组烃源岩进入中—高成熟阶段。喜马拉雅期，库车前陆开始形成并快速碰撞隆升，造成塔北隆起后快速深埋，烃源岩成熟度演化尚未达到平衡，仍保持在中—高成熟阶段，导致塔北隆起深层和斜坡区仍赋存规模性液态石油。

基于塔里木盆地寒武系烃源岩分布范围、TOC、烃源岩厚度以及生烃热演化历史分析，类比典型海相Ⅱ1型烃源岩的生烃潜力，估算寒武系生烃强度超过450×104t/km2的烃源岩分布面积达到4.5×104km2，整体寒武系烃源岩的油气资源量约为7500×108t油当量。

4 结论

（1）基于碳同位素地层曲线、岩石地层和地震层序特征，系统建立了塔里木盆地南华系—寒武系的年代地层格架，特别是重新厘定了塔里木盆地寒武系地层划分方案。盆地西部玉尔吐斯组与东部西山布拉克组等时，对应于国际地层的纽芬兰统；西部的肖尔布拉克组和吾松格尔组与东部西大山组等时，对应于寒武系第二统；盆地西部阿瓦塔格组、沙依里克组和下丘里塔格组下部与东部莫合尔山组等时，对应于寒武系苗岭统；西部下丘里塔格组中上部与东部突尔沙克塔格组中下部等时，相当于芙蓉统。

（2）依据野外露头实测数据及地震资料，推测南华系烃源岩分布范围局限，对油气资源的贡献比较有限；震旦系形成了多套烃源岩层段，但整体上厚度不大，有机质丰度较低，具备一定规模油气资源的潜力。

（3）根据烃源岩发育层段、厚度和有机碳含量分析，塔里木盆地深层规模性烃源岩主要发育在寒武系。建立了烃源岩厚度和TOC归一化的等效厚度评价技术，取代传统的烃源岩分段计算TOC平均值的方法，更加精确地反映烃源岩中有机碳的含量。通过烃源岩成熟度演化历史分析，盆地东部寒武系烃源岩早期快速进入生烃高峰，目前处于过成熟演化阶段；西部寒武系烃源岩达到生烃高峰时间相对较晚，目前处于中—高成熟演化阶段。寒武系烃源岩是塔里木盆地目前油气资源贡献潜量最大的烃源岩。