彭清華，杜佰偉，謝尚克，鄭 博

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081；2.國土資源部 沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610081)

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羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)侏羅系烴源巖生物標(biāo)志物特征及其指示意義

彭清華1,2，杜佰偉1,2，謝尚克1,2，鄭 博1,2

(1.中國地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610081；2.國土資源部 沉積盆地與油氣資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610081)

以烴源巖抽提物的飽和烴色譜—質(zhì)譜分析為基礎(chǔ)，剖析了羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)3套主要烴源巖的生物標(biāo)志物特征，探討了其沉積環(huán)境和成熟度指示意義。研究表明:下侏羅統(tǒng)曲色組烴源巖具有較高的(C21+C22)/(C28+C29)、Ts/Tm、C31藿烷S/R及重排甾烷/規(guī)則甾烷比，以腐泥型、腐殖腐泥型海相有機(jī)質(zhì)輸入為主，呈成熟烴源巖特征；中侏羅統(tǒng)布曲組烴源巖以相對較低的Pr/Ph和C19/C23三環(huán)萜烷比區(qū)別于其他2套烴源巖，沉積于較強(qiáng)的海相還原環(huán)境，呈腐殖腐泥型、腐泥型有機(jī)質(zhì)輸入和低熟—成熟烴源巖特征；中侏羅統(tǒng)夏里組烴源巖沉積于低鹽度海陸過渡環(huán)境，有機(jī)質(zhì)類型以腐殖型和腐泥腐殖型為主，顯示低成熟烴源巖特征。

烴源巖；生物標(biāo)志物;侏羅系;昂達(dá)爾錯;羌塘盆地

羌塘盆地是我國最大的中生代海相殘留盆地，油氣勘探程度較低，被認(rèn)為是青藏地區(qū)油氣資源潛力最大和最有希望取得勘探突破的盆地[1-6]。目前該盆地已發(fā)現(xiàn)油氣顯示200多處，其中南羌塘昂達(dá)爾錯地區(qū)侏羅系古油藏為該區(qū)規(guī)模最大的地表油苗。前人對該研究區(qū)古油藏的沉積、構(gòu)造進(jìn)行了大量有益的探討[7-8]，但關(guān)于該區(qū)侏羅系主力烴源巖的生物標(biāo)志物特征研究相對較少，古油藏油源問題仍存在較大爭議[9-19]。本文重點(diǎn)剖析了侏羅系烴源巖生物標(biāo)志物組合特征，探討了其成熟度及沉積環(huán)境指示意義，以期為羌塘盆地昂達(dá)爾錯古油藏研究提供依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

羌塘盆地位于西藏北部“無人區(qū)”，東經(jīng)85°～95°，北緯32°～35°，南北寬約300 km，東西長近640 km，面積約18.5×104km2[10]。盆地南界為班公湖—怒江斷裂縫合帶，與岡底斯—念青唐古拉板塊相接；北界為西金烏蘭—金沙江斷裂縫合帶，與可可西里—巴顏喀拉板塊相接，是青藏高原面積最大的一個中生代海相沉積盆地[20-22]。盆地內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜,總體具有兩坳一隆的構(gòu)造格局,即北羌塘坳陷、南羌塘坳陷和中央隆起帶[23-25]。研究區(qū)位于南羌塘坳陷昂達(dá)爾錯地區(qū)(圖1)，是羌塘盆地有利的油氣勘探區(qū)。

圖1 羌塘盆地構(gòu)造分區(qū)及研究區(qū)位置示意據(jù)參考文獻(xiàn)[26]修改。

羌塘盆地主要出露曲色組、雀莫錯組、布曲組、夏里組、索瓦組和雪山組等6套侏羅系地層。下侏羅統(tǒng)曲色組(J1q)為一套碎屑巖組合。中侏羅統(tǒng)雀莫錯組(J2q)為一套以灰紫—紫色及灰色為主的含礫砂巖、粉砂巖、復(fù)成分礫巖、石英砂巖夾少量灰色鈣質(zhì)砂巖巖石組合；布曲組(J2b)主要為一套泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r、亮晶砂屑灰?guī)r夾少許粉砂巖巖石組合；夏里組(J2x) 為一套雜色砂泥巖夾少量灰?guī)r及石膏層組成的地層體，局部地區(qū)產(chǎn)雙殼、腕足及孢粉化石。上侏羅統(tǒng)索瓦組(J3s)為一套以碳酸鹽巖為主夾碎屑巖的巖石組合，含有豐富的腕足、雙殼、珊瑚類化石；雪山組(J3x)地層巖性主要為灰色的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖互層?？傮w而言，中上侏羅統(tǒng)具“三砂夾兩灰”特征[25-26]。

2 樣品及實(shí)驗(yàn)方法

烴源巖樣品分別取自羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)畢洛錯、曲瑞恰乃和哈日阿隆根3個剖面；樣品巖性組合簡單，自下而上主要為曲色組油頁巖、布曲組泥灰?guī)r和夏里組泥巖。為了降低地表現(xiàn)代有機(jī)物質(zhì)的污染，減少因生物降解對沉積有機(jī)質(zhì)的影響,盡量采集新鮮的巖石樣品，并用塑料樣品袋封口保存。樣品基礎(chǔ)地球化學(xué)數(shù)據(jù)見表1。

樣品先被粉碎到小于200目，并進(jìn)行抽提；飽和烴從抽提物中分離出來后，用Agilent7890-5975c氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀來進(jìn)行色譜—質(zhì)譜測試分析，測試標(biāo)準(zhǔn)為《GB/T 18606-2001氣相色譜質(zhì)譜法測定沉積物和原油中生物標(biāo)志物》。

樣品測試分析時，飽和烴的色譜分析載氣為99.999%氦氣，流速為1 mL/min；進(jìn)樣口溫度為300 ℃；傳輸線溫度300 ℃；色譜柱為HP-5MS彈性石英毛細(xì)柱(60 m×0.25 mm×0.25 μm)；柱溫：初溫50 ℃保持1 min，以20 ℃/min升溫至120 ℃，以4 ℃/min升至250 ℃，再以3 ℃/min升至310 ℃保持30 min。質(zhì)譜分析時EI(電子轟擊電離)源，70 eV；燈絲電流：100 μA；倍增器電壓1 200 V； SIM(選擇離子檢測): 82, 85,98, 123,125, 137,177,183, 187,188, 191,193,201, 205, 217, 218, 231, 232, 245, 253, 259, 369, 412。

3 烴源巖生物標(biāo)志物組合特征

3.1 下侏羅統(tǒng)曲色組烴源巖生物標(biāo)志物特征

前人研究認(rèn)為，在未成熟—低成熟演化階段，具有奇碳優(yōu)勢(CPI>1.2)的高碳數(shù)正構(gòu)烷烴的分布指示陸源有機(jī)質(zhì)的輸入；(C21+C22)/(C28+C29)

表1 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)侏羅系烴源巖基礎(chǔ)地球化學(xué)數(shù)據(jù)

表2 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)侏羅系烴源巖生物標(biāo)志物參數(shù)

比值可以用于判別母質(zhì)來源，陸相有機(jī)質(zhì)含量低(0.6～1.2)，海相有機(jī)質(zhì)較高(1.5～5.0)[27]；低的姥植比(Pr/Ph < 1)指示還原環(huán)境，中等比值的姥植比(1< Pr/Ph <3)反映次氧化到氧化環(huán)境，高的姥植比(Pr/Ph >3)指示氧化環(huán)境下的陸源有機(jī)質(zhì)輸入[28-30]。曲色組烴源巖抽提物的正構(gòu)烷烴主峰碳數(shù)為16和17，以“前峰型”為主，CPI值中等(1.00～1.03)，正構(gòu)烷烴輕重比值(C21+C22)/(C28+C29)相對較高，為3.37～5.38；而Pr/Ph的比值相對較低(0.57～0.62)(表2)，具有一定的植烷優(yōu)勢。上述正構(gòu)烷烴分布特征，揭示了海相有機(jī)質(zhì)輸入和較強(qiáng)的還原環(huán)境。

高的C19/C23三環(huán)萜烷和C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比通常被認(rèn)為是指示陸源有機(jī)質(zhì)輸入的重要標(biāo)志[30-31]；C27、C28規(guī)則甾烷被認(rèn)為來自水生生物，而C29規(guī)則甾烷來源于陸相植物有機(jī)質(zhì)；相對高的伽馬蠟烷豐度指示缺氧的高鹽度環(huán)境[30]。研究區(qū)曲色組烴源巖的規(guī)則甾烷ααα20RC27-C28-C29分布型式均為“V”型(圖2a),C27規(guī)則甾烷與C29規(guī)則甾烷相對含量大致相當(dāng)，C28規(guī)則甾烷相對含量低于C29規(guī)則甾烷(圖3)；C19/C23三環(huán)萜烷比值較低(0.14～0.16)，而C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值中等(2.37～2.48)(表2，圖4)；伽馬蠟烷、降新藿烷、C30重排藿烷含量較低，伽馬蠟烷/C30藿烷比值為0.20～0.21；降新藿烷/C30藿烷比值為0.23～0.24(表2，圖2b)。上述萜烷、甾烷生標(biāo)組合特征反映了水生生物有機(jī)質(zhì)輸入和較低的鹽度環(huán)境。

圖2 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)中—下侏羅統(tǒng)烴源巖飽和烴色譜質(zhì)譜圖

圖3 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)中—下侏羅統(tǒng)烴源巖C27-C29 規(guī)則甾烷三角圖底圖據(jù)參考文獻(xiàn)[32]修改。

低的C30莫烷/C30藿烷比值指示較高的有機(jī)質(zhì)成熟度；而甾烷C2920S/(20S+20R)、C29ββ/(αα+ββ)、Ts/(Ts +Tm ) 、C29Ts/C29藿烷、22S/ (22S+22R)藿烷、重排甾烷/規(guī)則甾烷比值隨成熟度增加而增加[30-31]。研究區(qū)曲色組烴源巖的C30莫烷/C30藿烷比值較小(0.09)；αααC29甾烷20S/(20R+20S)、C29甾烷ββ/(αα+ββ)比值較大，分別為0.35～0.38和0.46～0.48(表2，圖5)；Ts相對含量明顯大于Tm，Ts /(Ts+Tm)為0.62～0.64；重排甾烷/規(guī)則甾烷比值為0.14～0.19；藿烷構(gòu)型轉(zhuǎn)化參數(shù)值較大，22S/(22S+22R)-C31比值為0.57，C31藿烷S/R比值為1.30～1.32，C32藿烷S/R比值為1.35～1.39(表2)。上述生物標(biāo)志物成熟度參數(shù)反映了成熟烴源巖特征。

圖4 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)中—下侏羅統(tǒng)烴源巖抽提物萜烷參數(shù)對比

3.2 中侏羅統(tǒng)布曲組烴源巖生物標(biāo)志物特征

布曲組烴源巖抽提物正構(gòu)烷烴主峰碳數(shù)為20和22，CPI為1.34～1.47；正構(gòu)烷烴輕重比較高(C21+C22)/(C28+C29)比為28.06～42.2；Pr/Ph比值較低(0.17～0.21)，具明顯的植烷優(yōu)勢；規(guī)則甾烷ααα20R-C27-C28-C29分布型式均為“V”型(圖2c),C27/C29、C28/C29比值均值分別為1.09和0.66(表2，圖3)，反映該烴源巖沉積于還原環(huán)境，以明顯海相有機(jī)質(zhì)輸入為主。

圖5 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)中—下侏羅統(tǒng)烴源巖生物標(biāo)志物成熟度參數(shù)對比底圖據(jù)參考文獻(xiàn)[30]修改。

C19三環(huán)萜烷/C23三環(huán)萜烷和C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值較低，分別為0.02～0.03和2.36～2.77；伽馬蠟烷、降新藿烷較低，伽馬蠟烷/C30藿烷比值為0.17～0.19，降新藿烷/C30藿烷比值為0.08～0.20(表2，圖2d)，總體反映布曲組烴源巖為海相沉積，且具有較低的鹽度條件。

C30重排藿烷/C30藿烷比值為0.03～0.04，C30莫烷/C30藿烷比值為0.11～0.12；αααC29甾烷20S/(20R+20S)、C29甾烷ββ/(αα+ββ)比值較大,分別為0.36～0.38和0.43～0.44(表2，圖5)；重排甾烷/規(guī)則甾烷比值較低，為0.10～0.13，可能與低成熟度及碳酸鹽巖烴源巖巖性有關(guān)；而Ts與Tm的相對含量則大致相當(dāng)，其Ts/(Ts+Tm)比值為0.46～0.52；構(gòu)型轉(zhuǎn)化參數(shù)值中等，22S/(22S+22R)-C31比值為0.53～0.55，C31藿烷S/R比值為1.13～1.24，C32藿烷S/R比值為1.61～1.73(表2)，顯示低熟—成熟的碳酸鹽巖類烴源巖特征。

3.3 中侏羅統(tǒng)夏里組烴源巖生物標(biāo)志物特征

中侏羅統(tǒng)夏里組烴源巖抽提物的正構(gòu)烷烴主峰碳數(shù)為22和23,CPI值相對較高(1.38～1.58)；C19三環(huán)萜烷/C23三環(huán)萜烷和C24四環(huán)萜烷/C26三環(huán)萜烷比值較高，均值分別為0.14和2.65，反映了陸源有機(jī)質(zhì)輸入；部分樣品的正構(gòu)烷烴輕重比值(C21+C22)/(C28+C29)極高(88.15)；規(guī)則甾烷ααα20RC27-C28- C29分布型式呈近“L”型(圖2e),C27規(guī)則甾烷相對含量明顯大于C29規(guī)則甾烷,C27/C29比值均值為1.82，顯示了較強(qiáng)的海相有機(jī)質(zhì)輸入特征。因此該烴源巖沉積有機(jī)質(zhì)應(yīng)為陸相和海相混合型有機(jī)質(zhì)輸入為主，顯示了海陸過渡相沉積環(huán)境。

Pr/Ph的比值相對較低(0.39～0.58)，具有一定的植烷優(yōu)勢；伽馬蠟烷、降新藿烷、C30重排藿烷含量較低，伽馬蠟烷/C30藿烷比值為0.20，降新藿烷/C30藿烷比值為0.15(表2，圖2f)，揭示了還原環(huán)境和較低的鹽度條件。

αααC29甾烷20S/(20R+20S)、C29甾烷ββ/(αα+ββ)比值中等,分別為0.35和0.36(表2，圖5)；重排甾烷/規(guī)則甾烷比值較低(0.11)；Ts相對含量明顯小于Tm，Ts/(Ts+Tm)均值為0.53。藿烷構(gòu)型轉(zhuǎn)化參數(shù): C30重排藿烷/C30藿烷比值為0.03，C30莫烷/C30藿烷比值為0.14，22S/(22S+22R)-C31比值為0.55，C31藿烷S/R比值為1.20(表2)。生物標(biāo)志物參數(shù)總體反映中侏羅統(tǒng)夏里組烴源巖呈現(xiàn)低成熟特征。

4 指示意義

生物標(biāo)志物綜合特征指示曲色組和布曲組烴源巖以海相藻類有機(jī)質(zhì)輸入為主，有機(jī)質(zhì)類型主要為腐泥型、腐殖腐泥型；而夏里組烴源巖以海陸過渡相有機(jī)質(zhì)輸入為主，有機(jī)質(zhì)類型主要為腐殖型及腐泥腐殖型。上述3套烴源巖生物標(biāo)志物特征反映的有機(jī)質(zhì)類型與鏡檢結(jié)果相一致(表1)；Pr/Ph、伽馬蠟烷/C30藿烷等生物標(biāo)志物參數(shù)均反映了3套烴源巖沉積于一定的還原環(huán)境并具有較低的鹽度條件。

C30莫烷/C30藿烷、αααC29甾烷20S/(20R+20S)、C29甾烷ββ/(αα+ββ)、Ts/(Ts+Tm)等生物標(biāo)志物成熟度參數(shù)反映了下侏羅統(tǒng)曲色組烴源巖具有成熟烴源巖特征，中侏羅統(tǒng)布曲組烴源巖顯示低熟—成熟的碳酸鹽巖類烴源巖特征，中侏羅統(tǒng)夏里組烴源巖呈現(xiàn)低成熟特征。這與它們的Tmax參數(shù)顯示結(jié)果是一致的(表1)。

5 結(jié)論

(1) 羌塘盆地昂達(dá)爾錯地區(qū)3套烴源巖具有不同的生物標(biāo)志物組合特征。下侏羅統(tǒng)曲色組烴源巖具有較高的Ts/Tm、C31藿烷S/R及重排甾烷/規(guī)則甾烷比；中侏羅統(tǒng)布曲組烴源巖以相對較低的Pr/Ph和C19/C23三環(huán)萜烷比區(qū)別于其他2套烴源巖。

(2) 生物標(biāo)志物參數(shù)組合指示曲色組烴源巖形成于較低鹽度的沉積環(huán)境，且以海相水生生物有機(jī)質(zhì)輸入為主；布曲組烴源巖為較強(qiáng)還原環(huán)境的海相沉積；夏里組烴源巖為低鹽度的海陸過渡相沉積。

(3) 生物標(biāo)志物成熟度參數(shù)分析表明，曲色組烴源巖總體呈現(xiàn)成熟烴源巖特征，布曲組烴源巖呈現(xiàn)低熟—成熟烴源巖特征，夏里組烴源巖呈現(xiàn)低成熟烴源巖特征。

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(編輯 徐文明)

Biomarker characteristics of Jurassic source rocks in Angdarco area in Qiangtang Basin and their significance

Peng Qinghua1,2, Du Baiwei1,2, Xie Shangke1,2, Zheng Bo1,2

(1.ChengduCenterofChinaGeologicalSurvey,Chengdu,Sichuan610081,China; 2.KeyLaboratoryforSedimentaryBasinandOilandGasResources,MinistryofLandandResources,Chengdu,Sichuan610081,China)

The characteristics of biomarkers for three sets of main source rocks in Angdarco area of the Qiangtang Basin were studied, and the significance for sedimentary environment and thermal maturity was discussed, based on the analyses of saturated hydrocarbon chromatogram and mass spectrometry. Thermally mature source rocks from the Lower Jurassic Quse Formation have relatively higher ratios of (C21+C22)/(C28+C29), Ts/Tm, C31homohopaneS/R, and rearranged sterane/regular sterane. The main sources were sapropelic and humic-sapropelic marine organic matter. Source rocks from the Middle Jurassic Buqu Formation were deposited in a reducing environment, and were distinguished from the other two source rocks by relatively lower ratios of Pr/Ph and C19/C23tricyclic terpane, which indicated sapropelic and humic-sapropelic organic matter inputs, at low mature to mature stage. Source rocks from the Middle Jurassic Xiali Formation were deposited in a marine-terrestrial transitional environment with a lower salinity, presenting humic and sapropelic-humic organic matter inputs, and low thermal maturity.

source rock; biomarker; Jurassic; Angdarco area; Qiangtang Basin

1001-6112(2017)03-0370-07

10.11781/sysydz201703370

2016-12-20；

2017-03-21。

彭清華(1984—)，男，碩士，工程師，從事青藏地區(qū)非常規(guī)油氣研究工作。E-mail: pqh1984yes@126.com。

中國地質(zhì)調(diào)查局“青藏高原非常規(guī)油氣調(diào)查” 項(xiàng)目(1212011221106)資助。

TE122.113

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