朱偉林，陳春峰，張伯成，萬延周，付曉偉，張銀國

(1.同濟大學(xué) 海洋地質(zhì)國家重點實驗室，上海 200092；2中海石油(中國)有限公司 上海分公司，上海 200335；3.中國地質(zhì)調(diào)查局 青島海洋地質(zhì)研究所，山東 青島 266071)

南黃海盆地位于南黃海海域，盆地內(nèi)從北向南依次為北部坳陷、中部隆起、南部坳陷和勿南沙隆起(圖1)。經(jīng)過60多年不懈的努力，特別是自2006年以來，中海油及青島海洋地質(zhì)研究所在南黃海開展了大量勘探攻關(guān)及鉆探，在中部隆起獲得了品質(zhì)較好的地震資料，WX5井及CSDP-2井鉆遇上古生界及下古生界志留系，發(fā)現(xiàn)40余處油氣顯示，證實南黃海盆地發(fā)育二疊系烴源巖，但該井未鉆遇下古生界烴源巖[1-4]。中、古生代海相沉積在南黃海盆地內(nèi)廣泛發(fā)育，可能發(fā)育下寒武統(tǒng)幕府山組、下志留統(tǒng)高家邊組、下二疊統(tǒng)、上二疊統(tǒng)4套烴源巖[1，5-6]。對下?lián)P子陸區(qū)烴源巖的研究表明[7-8]，下寒武統(tǒng)牛蹄塘組(層位對應(yīng)幕府山組)和下志留統(tǒng)高家邊組是海相古生界的主力烴源巖，二疊系烴源巖是次要烴源巖。由于南黃海盆地目前尚無鉆井鉆遇幕府山組及高家邊組烴源巖，而這兩套烴源巖的發(fā)育情況對南黃海盆地的勘探潛力及方向影響極大，因此，南黃海古生界烴源巖的發(fā)育程度及展布問題是目前急需解決的重大地質(zhì)問題。

圖1 南黃海盆地位置Fig.1 Location of South Yellow Sea Basin

在下?lián)P子陸區(qū)有較多鉆井及露頭等資料，盡管前人對下?lián)P子陸區(qū)3套烴源巖的巖相古地理已進行了一定研究[9-11]，但還很難判斷南黃海古生代烴源巖的發(fā)育情況。本文從分析烴源巖的發(fā)育環(huán)境及控制烴源巖展布的地質(zhì)因素出發(fā)，如烴源巖發(fā)育時的大地構(gòu)造環(huán)境、盆地類型及沉積相帶等，研究下?lián)P子陸區(qū)及南黃海盆地下寒武統(tǒng)幕府山組、上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)高家邊組、上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M3套烴源巖的發(fā)育特征及其影響因素，預(yù)測南黃海盆地古生界烴源巖發(fā)育情況。

1 影響烴源巖發(fā)育及展布的因素

1.1 優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育在特定沉積相帶

對中國南方及塔里木盆地古生界海相烴源巖的研究表明[12]，烴源巖形成時表層水的高有機質(zhì)生產(chǎn)力與底層水的缺氧保存環(huán)境同樣重要，或者說應(yīng)同時具備。這兩大條件則由不同地質(zhì)時代、不同氣候環(huán)境及不同地質(zhì)條件下眾多的因素組合形成。在有機質(zhì)的高生產(chǎn)力方面，石炭紀—二疊紀全球大氣氧含量處于中等水平，非常有利于煤系烴源巖的形成；而寒武紀我國四川盆地及塔里木盆地處于副熱帶高壓控制下，易形成洋流輻散帶，富含營養(yǎng)鹽的輻散帶上升洋流同樣也有利于形成有機質(zhì)高生產(chǎn)力。在有機質(zhì)的保存方面，多種條件下均可形成安靜、缺氧水體，有利于有機物保存，如寒武紀早期冰川快速消融引起的全球性海平面上升、盆地快速張裂形成的欠補償盆地、長期穩(wěn)定發(fā)育的深水盆地、蒸發(fā)潟湖內(nèi)水體含鹽量上升而形成的水體分層等。

烴源巖發(fā)育的沉積相及巖相古地理環(huán)境則是上述有利于烴源巖發(fā)育的各種因素的具體組合。張水昌等[12]提出中國古生代海相高有機質(zhì)豐度烴源巖主要發(fā)育的沉積相有欠補償盆地相、陸源海灣相、蒸發(fā)潟湖相、臺緣內(nèi)緩坡、淺緩坡、深緩坡，以及半閉塞—閉塞欠補償海灣相。梁狄剛等[13]對中國南方古生界4套烴源巖的沉積相研究后，提出優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的7種沉積相：深水泥質(zhì)陸棚相、深水熱水陸棚相、深水碳酸鹽巖陸棚相、深水硅磷質(zhì)臺凹相、海灣潟湖相、近海湖盆沼澤相和前三角洲相。以深水陸棚相為例，該相帶主要發(fā)育在四川盆地及下?lián)P子區(qū)的早寒武世或早志留世深水泥質(zhì)陸棚，泥巖中的大量浮游類紅藻、褐藻提供了豐富的有機質(zhì)來源，而富含黃鐵礦、具水平層理的紋層狀灰色泥巖指示還原的有機質(zhì)保存環(huán)境。對全球主要的海相盆地?zé)N源巖與其沉積環(huán)境研究表明[14]，波斯灣、西西伯利亞、墨西哥灣、北海、大西洋、東非海岸、四川、塔里木和古特提斯洋等盆地的優(yōu)質(zhì)烴源巖形成時都具有海灣或與海灣地貌類似的沉積環(huán)境，即三面是陸地，與海灣相連的河流提供大量礦物質(zhì)成為藻類等水生生物的主要營養(yǎng)物質(zhì)，同時由于海灣水體安靜或鹽度上升有利于有機質(zhì)保存，從而有利于形成優(yōu)質(zhì)烴源巖。

烴源巖是否發(fā)育與特定沉積相存在較強聯(lián)系。優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的沉積相主要以深水欠補償盆地、

海灣、蒸發(fā)潟湖等相帶為主，這些相帶內(nèi)既有相對安靜或鹽度較高的水體以形成良好的保存條件，同時也具有高生產(chǎn)力這一特性，如接近陸源營養(yǎng)物質(zhì)輸入源或海盆內(nèi)本身具有豐富的浮游藻類、底棲生物等；而僅有保存條件或僅有高的生產(chǎn)力的相帶，是無法形成優(yōu)質(zhì)烴源巖的，如在中國南方寒武系沉積中存在遠洋深水盆地相，盡管保存條件好，但有機質(zhì)生產(chǎn)力卻較低，只能形成有機質(zhì)含量低的暗色泥巖；再比如在中下?lián)P子區(qū)石炭系發(fā)育厚層的碳酸鹽巖臺地相沉積，可見豐富的生物化石，但由于臺地相水體動蕩且水體較淺，缺少保存條件，因而在臺地相沉積中幾乎找不到烴源巖(個別臺地內(nèi)發(fā)育蒸發(fā)潟湖相，水體安靜，也可發(fā)育烴源巖)。

1.2 盆地類型控制沉積相帶展布

盆地類型對烴源巖的發(fā)育具有控制作用。對中國古生代海相烴源巖的研究發(fā)現(xiàn)[12]，海相烴源巖的發(fā)育程度與盆地類型之間存在密切聯(lián)系，其中高有機質(zhì)豐度烴源巖主要發(fā)育于被動大陸邊緣盆地、克拉通內(nèi)坳陷盆地和前陸盆地這3類盆地中。對環(huán)大西洋的北美、西非等多個近海富油氣盆地研究表明[15-18]，環(huán)大西洋兩岸優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育程度及展布受到大西洋張裂作用的控制，并且主要在被動陸緣盆地中。此項研究成果已應(yīng)用到近幾年中海油的海外勘探中，據(jù)此預(yù)測了優(yōu)質(zhì)烴源巖的主要發(fā)育區(qū)及未來可能發(fā)現(xiàn)大型油氣田的探區(qū)，獲得了良好的勘探效果，在南美洲深水區(qū)發(fā)現(xiàn)了數(shù)個億噸級的巨型油田[19]。

盆地類型影響沉積相帶的展布。揚子區(qū)發(fā)育海相烴源巖的盆地類型對沉積相帶的平面展布有極強的控制作用[13]。在早寒武世，中國南方發(fā)育克拉通邊緣盆地及洋盆，克拉通邊緣盆地中的沉積相帶格局為多個古隆起中間分布淺水陸棚及深水陸棚，向邊緣為盆地相，發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖深水陸棚及淺水陸棚，呈環(huán)帶狀圍繞古隆起分布。在早志留世，中國南方主要發(fā)育前陸盆地，盆地中斜坡部位烴源巖不發(fā)育，只有前陸坳陷帶發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖，呈長條形分布，且其長軸方向與前陸坳陷帶長軸方向一致。四川盆地二疊系的烴源巖分布同樣受盆地類型控制，早二疊世末期東吳運動造成盆地西南部形成康滇古陸；在龍?zhí)督M(吳家坪組)沉積時期，受區(qū)域拉張影響，盆地東北部形成克拉通邊緣盆地，向北為南秦嶺裂谷盆地(海盆)及北秦嶺隆起[20-21]；在晚二疊世海侵背景下，在克拉通邊緣盆地內(nèi)由西南向東北方向水深加大，形成近北西向展布的環(huán)帶狀相帶，依次為河流相、濱岸沼澤相、潮坪潟湖相、淺水陸棚相、開闊臺地相、深水陸棚相和盆地相[22]；盆地內(nèi)優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的相帶主要為深水陸棚相、淺水陸棚相、潮坪—潟湖相帶[22]，且呈環(huán)帶狀分布，可見，晚二疊世四川盆地的構(gòu)造活動形成該區(qū)克拉通邊緣盆地及相應(yīng)的環(huán)帶狀巖相古地理格局，而巖相古地理格局又影響到烴源巖圍繞古隆起呈環(huán)帶的分布格局。

綜合上述，不同的大地構(gòu)造環(huán)境會形成不同類型的盆地，對于某一類型的盆地，其沉積相帶的發(fā)育和展布也有特定的規(guī)律。同時，優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育與特定的沉積相帶密切聯(lián)系。因此，盆地形成的大地構(gòu)造環(huán)境及盆地類型與烴源巖的發(fā)育與展布相帶密切相關(guān)。

如何對低勘探程度區(qū)烴源巖的發(fā)育程度及展布進行預(yù)測呢？朱夏等對盆地原型的劃分及盆地沉積發(fā)育的控制作用進行了大量深入的研究，并建立了沉積盆地“T-S-M”分析理論和方法[20，23-25]。朱夏指出，盆地原型是地質(zhì)發(fā)展歷史一定階段、一定運動體制下形成的大地構(gòu)造單元，不同的盆地原型對應(yīng)不同的動力學(xué)環(huán)境[23]，同時指出，在油氣普查工作中，我們所面臨的往往是預(yù)測性的而不是總結(jié)性的問題，因此我們要從一些地質(zhì)因素對這些指標(biāo)進行評價，根據(jù)3個“T”對4個“S”和4個“M”進行評價，其中就包括根據(jù)盆地動力學(xué)環(huán)境(tectonics)、盆地原型研究結(jié)果對沉積作用(sediment)、烴源巖發(fā)育條件(material)等未知因素進行研究和預(yù)測。

因此，運用朱夏提出的“T-S-M”理論，結(jié)合利用盆地類型來分析烴源巖的研究方法，從沉積盆地的動力學(xué)環(huán)境出發(fā)，確定該時期的盆地原型，進而依據(jù)已有鉆井資料分析該時期烴源巖發(fā)育的優(yōu)勢相帶及巖相展布規(guī)律，最后在平面上預(yù)測烴源巖發(fā)育的優(yōu)勢區(qū)，這是一條研究烴源巖優(yōu)勢發(fā)育區(qū)、評價含油氣遠景區(qū)的有效技術(shù)路線。

2 古生代烴源巖發(fā)育期盆地原型

2.1 早寒武世盆地原型

揚子區(qū)結(jié)晶基底形成于晉寧運動早期，晉寧運動發(fā)生時間大約為中元古代末期，即距今約1 000～750 Ma，在下?lián)P子—南黃海區(qū)主要表現(xiàn)為2期造山性質(zhì)的運動：早期的四堡運動表現(xiàn)為周緣地體向揚子古陸核上的拼貼；晚期的晉寧運動表現(xiàn)為南面的華夏地塊往揚子古陸核下的俯沖，以及揚子古陸核北緣向華北板塊下的俯沖[19]。晉寧運動之后的俯沖作用在下?lián)P子古陸核南北兩面形成兩個火山島

弧，導(dǎo)致下?lián)P子板塊橫向增生[26]。根據(jù)現(xiàn)今殘留的晉寧期花崗巖分布特征勾劃出一個圍繞下?lián)P子周緣形成的花崗巖或火山巖構(gòu)造帶，分別出露在揚子板塊南緣的江南隆起帶邊緣及北緣的蘇魯?shù)貐^(qū)、張八嶺地區(qū)、大別造山帶等[27]。兩個火山島弧在新元古代固結(jié)為統(tǒng)一的下?lián)P子區(qū)結(jié)晶基底。

自晉寧期羅迪尼亞超大陸張裂至寒武紀，華南一直作為獨立的大陸，周緣無明顯造山帶[28]。YAO等[29]通過物源分析認為，華南東南緣在寒武紀早期已經(jīng)開始接收來自印度大陸的碎屑物質(zhì)。沉積記錄顯示，震旦紀開始在拉張背景下發(fā)生大規(guī)模海侵，主要發(fā)育以碳酸鹽巖為主的沉積，局部存在深水復(fù)理石發(fā)育的坳陷帶，總體表現(xiàn)為陸塊離散的拉張格局[21]，其盆地原型為被動大陸邊緣的克拉通盆地(圖2)。震旦紀—中奧陶世，下?lián)P子—南黃海地區(qū)同樣也是在拉張的背景下發(fā)育了為被動大陸邊緣的克拉通盆地[21，30]。

2.2 晚奧陶世—早志留世盆地原型

華南與揚子陸塊聚合發(fā)生于新元古代(820～805 Ma)，碰撞拼貼帶為江南造山帶，但碰撞的過程和方式存在一定爭議[33-34]；另外，在華南板塊內(nèi)部并未發(fā)現(xiàn)與加里東期島弧相關(guān)的巖漿活動[35]。寒武紀—早志留世，碎屑巖沉積區(qū)范圍由華南東南向揚子方向逐漸遷移，顯示華南板塊在加里東期已成為一體，并具有同樣的演代趨勢[35-36]。揚子與華夏作為統(tǒng)一的華南板塊，在早古生代晚期與岡瓦納大陸聚合，導(dǎo)致在華南板塊東南一帶碰撞并發(fā)生強烈的造山運動，從而在早古生代晚期形成華南板塊的前陸盆地[29,35,37]。浙西北陳蔡雜巖韌性變形研究表明，該時期發(fā)生了強烈的北西向逆沖擠壓[38]。下?lián)P子區(qū)加里東運動從奧陶紀末期啟動，具多幕式特征，最強烈的一幕發(fā)生于志留紀，下?lián)P子陸區(qū)—南黃海地區(qū)受華南塊體由東南向西北擠壓影響，形成一個前陸盆地[39](圖2)，整體上呈南東高、北西低的格局。南黃海CSDP-2井鉆遇158.2 m厚的高家邊組上部陸棚相灰黑色泥巖[40]，巖性也與下?lián)P子陸域類似，顯示南黃海與鄰近的蘇北陸域處于前陸盆地的相似構(gòu)造位置。

圖2 南黃海地區(qū)古生代盆地原型類型據(jù)文獻[1，30-32]修改。Fig.2 Paleozoic basin type in South Yellow Sea area

2.3 二疊紀龍?zhí)镀谂璧卦?/h3>

早期研究認為，揚子板塊自晚二疊世開始向華北板塊俯沖碰撞，在二者之間最終形成秦嶺—大別—蘇魯造山帶，即印支運動。上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M沉積時期屬于印支運動早期[41]。

近年研究證實，華南與華北的碰撞要早得多。同位素測年及巖相古地理分析表明，兩者碰撞始于258 Ma，蘇魯段率先碰撞再逐漸向西擴展，碰撞過程中，蘇魯段沿郯廬斷裂發(fā)生大規(guī)模走滑[31]，這一點與從具有陸殼親源性的超高壓榴輝巖獲得的256 Ma的年齡極為接近[42]。同樣，榴輝巖在同一時間也表現(xiàn)出洋殼親源性和陸殼親源性特征，表明從洋殼俯沖轉(zhuǎn)為陸殼俯沖的時間可能可以追溯至～260 Ma[43]。需要指出的是，這些年齡并不代表兩陸塊初始接觸的時間，而是代表了強烈相互作用的時間，應(yīng)滯后于陸塊初始接觸的時間[44]。所以在晚二疊世，華南板塊與華北板塊已碰撞，下?lián)P子—南黃海地區(qū)的盆地原型已不是早期的被動大陸邊緣盆地，而是受到華南向華北俯沖影響盆地類型。

沉積物源顯示，南黃海盆地在二疊紀已具有活動構(gòu)造背景。從南黃海中部隆起區(qū)CSDP-2井志留系—石炭系砂巖物源分析來看，該地層的砂巖主要形成于被動大陸邊緣和大陸島弧相關(guān)沉積盆地，其母巖應(yīng)該來自成熟大陸石英質(zhì)、古老造山帶或大陸塊地區(qū)，推測其來源主要為揚子陸塊南部的華夏古陸。同時對該井砂巖的地球化學(xué)特征研究發(fā)現(xiàn)，志留系墳頭組和泥盆系五通組的稀土元素配分模式基本相同，說明研究區(qū)在志留紀末期受廣西運動影響一度抬升，但是并未經(jīng)歷強烈的構(gòu)造變形，自墳頭組到五通組研究區(qū)物源未發(fā)生本質(zhì)變更。對下?lián)P子巢湖和南京地區(qū)墳頭組和五通組砂巖的研究發(fā)現(xiàn)，二者具有相似的碎屑鋯石年齡分布模式(主峰為465～420和838～812 Ma)[45]，表明泥盆紀沉積繼承了志留紀沉積的物源特征。CSDP-2井石炭系高驪山組的各項物源判別指示與泥盆紀、

志留紀的物源背景相似，說明下?lián)P子南黃海盆地石炭紀沉積物源繼承了早前的物源特征，并無明顯變化。CSDP-2井龍?zhí)督M的沉積物源則與該井志留系、泥盆系、石炭系砂巖的物源明顯不同，龍?zhí)督M沉積物源區(qū)除了具有大陸島弧和被動大陸邊緣屬性外，還顯現(xiàn)活動大陸邊緣構(gòu)造屬性；微量元素物源判別圖解顯示，二疊紀的沉積源區(qū)與志留紀—石炭紀相比更接近活動大陸邊緣區(qū)[40]。由此可見，南黃海二疊系的物源區(qū)性質(zhì)比前二疊紀沉積物更具活動構(gòu)造背景?？赡茉摃r期的南黃海地區(qū)已開始接受來自北部碰撞帶的物源。

古地磁數(shù)據(jù)分析認為，下?lián)P子區(qū)華南板塊與華北板塊以旋轉(zhuǎn)的方式完成拼合。李三忠等[32]認為華南與華北通過雙向俯沖的方式完成拼合——在中上揚子區(qū)，揚子板塊以俯沖方式消失在華北板塊下部；而在下?lián)P子區(qū)，由于古太平洋板塊已經(jīng)俯沖在華北板塊下部，所以該區(qū)揚子板塊只能“騎”在古太平洋板塊上方，以陸—陸碰撞方式與華北板塊接觸。受下部古太平洋板塊向東北方向走滑的影響，蘇北—南黃海區(qū)域的下?lián)P子區(qū)地殼沿郯廬斷裂帶、蘇魯造山帶一帶向東北方向滑移并與華北板塊拼接，形成小規(guī)模造山帶。

因此，綜合以上大地構(gòu)造及物源研究認為，龍?zhí)督M沉積時期蘇北—南黃海區(qū)域的下?lián)P子區(qū)既不是典型的被動大陸邊緣盆地(圖2)，也不是B-型俯沖形成的前陸盆地，而是陸—陸碰撞形成的活動大陸邊緣盆地特征。

3 早寒武世古地理環(huán)境與烴源巖發(fā)育

3.1 早寒武世巖相古地理

與晚震旦世燈影期相比，下?lián)P子陸區(qū)—南黃海地區(qū)在早寒武世處于拉張背景下，形成克拉通邊緣盆地，同時早寒武世全球海平面持續(xù)上升，海平面相對較高，海域范圍擴張較大，陸地面積大量減少。該時期下?lián)P子陸區(qū)—南黃海地區(qū)大部分處于深水陸棚沉積環(huán)境，局部為淺水陸棚，在下?lián)P子區(qū)的西北部和中部出現(xiàn)較深水的盆地相沉積，在南部邊緣局部見三角洲沉積，晚震旦世燈影期形成的臺地在早寒武世已變?yōu)闇\水陸棚。總體上，該時期的沉積格局是圍繞早期形成的臺地沉積(可能為晉寧運動形成的古隆起區(qū))由于拉張而形成的數(shù)個深水盆地沉積，二者之間形成深水陸棚相沉積(圖3)。

圖3 下?lián)P子—南黃海下寒武統(tǒng)幕府山組巖相及烴源巖分布Fig.3 Lithofacies and source rock distribution of Lower Cambrian Mufushan Formation, Lower Yangtze and South Yellow Sea

盆地相：主要為兩個區(qū)域，一個是在研究區(qū)中部景德鎮(zhèn)—黃山近北東向的條帶；另一個以巢湖為中心，在巢湖、宣城等地區(qū)可見硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖等深水相沉積，局部有生物礁出露，云巖下部見核形石，盆地相范圍較早期擴張。研究區(qū)中部景德鎮(zhèn)—黃山近北東向深水沉積巖性主要以黃綠色、灰色泥頁巖、碳質(zhì)頁巖及硅質(zhì)頁巖為主，盆地相沉積沿NE—SW向?qū)ΨQ兩側(cè)擴張。另一個盆地相沉積在巢湖市西南方向的GuD1井鉆遇，為深灰色白云巖、硅質(zhì)白云巖，底部見灰色泥巖，綜合判斷為盆地相。

深水陸棚相：圍繞盆地相分布，見于南京市鼓樓區(qū)、六合區(qū)冶山、無錫市DS1井、盱眙縣GuanD1井幕府山組剖面，一般為多種巖性組合，底部常見黑色碳質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖、硅質(zhì)頁巖、夾白云巖、泥質(zhì)云巖，上部多變?yōu)榛疑藓駥踊規(guī)r，局部地區(qū)見少量硅化頁巖或灰黃色砂質(zhì)頁巖，見磷結(jié)核，質(zhì)軟，污手；在泥質(zhì)巖中可見許氏蟲、小原油櫛蟲、圓貨貝；在深灰色泥質(zhì)粉晶云巖中水平層理極發(fā)育，未見紋層起伏，而該特征有別于潮坪背景形成的起伏的白云巖。綜合認為屬深水陸棚沉積。

濱岸—三角洲相：發(fā)育于研究區(qū)南部邊緣，可見于杭州市桐廬縣橫嚴線露頭，見灰白色中—厚層狀石英細砂巖、砂礫巖，根據(jù)層厚和砂巖成分成熟度推測為濱岸相或者三角洲沉積。

3.2 早寒武世烴源巖發(fā)育特征

幕府山組是下寒武統(tǒng)主力烴源巖，主要為暗色泥頁巖，野外露頭普遍見黑色頁巖、含碳質(zhì)泥巖，在滁州全椒等局部地區(qū)出露硅質(zhì)泥巖。

本次研究以鉆取巖心的GuanD1，SD121，W2井分析數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，評價幕府山組烴源巖，同時收集前人露頭分析數(shù)據(jù)并進行對比分析(表1)。對GuanD1井巖心樣品進行有機碳、熱解生烴潛量、氯仿瀝青“A”抽提及族組分等測定(圖4)。GuanD1井幕府山組厚度442.40 m，烴源巖段為黑色碳質(zhì)泥巖和石煤(富含藻類等有機質(zhì)的泥巖在高成熟階段形成)，總有機碳含量為0.51%～47.7%，均值9.82%，以此判斷該套烴源巖為好的烴源巖。熱解生烴潛量(S1+S2)為0.02～1.24 mg/g，整體上很低，均值0.29 mg/g；同時指示有機質(zhì)豐度的另一指標(biāo)氯仿瀝青“A”含量也很低，總體上都小于0.05%，分析原因為烴源巖熱演化程度很高，進入了過成熟階段。SD121井幕府山組烴源巖有機碳含量為0.55%～4.84%，均值3%，達到很好級別的烴源巖，厚度有120 m。W2井幕府山組烴源巖有機碳含量為0.57%～10%，有80%的樣品達到很好的烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。綜合分析，幕府山組烴源巖達好的烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。

表1 下?lián)P子—南黃海下寒武統(tǒng)幕府山組烴源巖厚度Table 1 Source rock thickness of Lower Cambrian Mufushan Formation, Lower Yangtze and South Yellow Sea

圖4 江蘇盱眙GuanD1井下寒武統(tǒng)幕府山組烴源巖地化綜合柱狀圖Fig.4 Geochemical column of source rocks in Lower Cambrian Mufushan Formation in well GuanD1, Xuyi, Jiangsu province

對蘇北地區(qū)7口鉆遇幕府山組泥頁巖的探井及蘇南地區(qū)幕府山組野外露頭泥頁巖樣品分析[46]表明，幕府山組黑色泥頁巖有機質(zhì)十分富集，有機碳含量為0.66%～12.1%，均值3.32%，有機碳質(zhì)量分數(shù)大于1%的樣品比例達92%，屬好—很好的烴源巖，這一結(jié)論與本次評價結(jié)果相似，其差值應(yīng)為風(fēng)化等原因引起。

3.3 早寒武世烴源巖品質(zhì)與沉積相帶關(guān)系

下?lián)P子陸域盱眙地區(qū)GuanD1井幕府山組烴源巖發(fā)育段分析表明，烴源巖有機質(zhì)豐度高、暗色泥巖集中發(fā)育的380～485 m井段屬盆地相(圖3)；在另外2口井中顯示南部及北部坳陷深水陸棚相—盆地相烴源巖有機質(zhì)豐度較高，大部分超過4%，并且厚度相對也較大，如南部宣城地區(qū)盆地相W2井下寒武統(tǒng)總有機碳含量超過0.5%的烴源巖厚度達465 m，北部盱眙GuanD1井則達442 m；而中部淺水陸棚相烴源巖的有機質(zhì)豐度指標(biāo)相對略低，但大部分總有機碳含量也超過2.5%，主要表現(xiàn)為源巖厚度變小。因此，下?lián)P子區(qū)幕府山組烴源巖發(fā)育受控于巖相古地理環(huán)境，品質(zhì)好、厚度大的烴源巖主要集中在盆地相及深水陸棚相，其次是淺水陸棚相，該相帶內(nèi)烴源巖有機質(zhì)豐度降低、厚度減小。

幕府山組的高有機質(zhì)豐度烴源巖與深水陸棚相、盆地相關(guān)系密切。在平面上，早寒武世的沉積相帶既受下?lián)P子地區(qū)在晚震旦世形成“一隆兩坳”沉積格局的影響，又受影響廣泛的海侵影響，形成廣泛的細粒沉積，在研究區(qū)東北部和中南部為坳陷區(qū)，發(fā)育盆地相及深水陸棚相，灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖、薄層泥質(zhì)灰?guī)r和硅質(zhì)巖發(fā)育，是厚層、高豐度烴源巖發(fā)育區(qū)；北部邊緣及南部邊緣為淺水陸棚相，厚層白云巖、灰質(zhì)白云巖發(fā)育，暗色泥巖不發(fā)育或較薄，烴源巖有機質(zhì)豐度也降低。高品質(zhì)烴源巖以南、北兩個盆地相為中心，在盆地相及深水陸棚相帶內(nèi)比較發(fā)育，在淺水陸棚相帶內(nèi)厚度減薄。

3.4 早寒武世烴源巖發(fā)育有利區(qū)

在研究區(qū)中南部為盆地相和深水陸棚相發(fā)育區(qū)(圖3)，該區(qū)域內(nèi)在陸區(qū)有大量井鉆遇了較厚的幕府山組暗色頁巖，是烴源巖的有利發(fā)育區(qū)。而在

研究區(qū)的東北部，在早寒武世發(fā)育一個近北東向的深水陸棚相區(qū)域，該區(qū)主要覆蓋了現(xiàn)今陸區(qū)的江蘇地區(qū)和南黃海盆地的中部隆起及北部坳陷，預(yù)測在該區(qū)域內(nèi)幕府山組烴源巖厚度超過50 m；而在研究區(qū)的東北部邊緣及東南部邊緣，主要發(fā)育淺水陸棚相沉積，預(yù)測該區(qū)域內(nèi)烴源巖厚度逐漸減薄。

4 晚奧陶世—早志留世古地理環(huán)境與烴源巖發(fā)育

4.1 晚奧陶世—早志留世沉積古地理

晚奧陶世五峰期，研究區(qū)仍處于南北拉張背景下，該時期海平面上升，海域范圍增大，淺水相沉積分布面積減少，主要屬于陸棚—臺地相，研究區(qū)內(nèi)沉積相呈NE—SW向條帶展布，深水沉積向北東方向延展，深海沉積相面積變大。在下?lián)P子陸區(qū)西南部有盆地相出露，巖性主要為黑色頁巖夾硅質(zhì)頁巖，五峰組黑色硅質(zhì)、碳質(zhì)頁巖中硅質(zhì)含量較高，富含筆石，局部見腕足類。由于海平面上升，陸棚相沉積向早期的臺地相方向擴張，原有的臺地相、臺內(nèi)灘相被深水陸棚相替代，而五峰期淺水沉積主要表現(xiàn)為孤立臺地相、淺水陸棚相，淺水陸棚相巖性主要為灰黑色硅質(zhì)頁巖及硅質(zhì)巖、灰質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥頁巖；在下?lián)P子陸區(qū)的中部及西北緣，在陸棚相帶中發(fā)育幾個獨立臺地，巖性主要為泥灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，含黃鐵礦瘤狀云質(zhì)灰?guī)r。

早志留世高家邊期，下?lián)P子陸區(qū)及南黃海地區(qū)已處于弱擠壓背景下，受自南向北的擠壓影響，該時期深水區(qū)域開始向北遷移，南側(cè)已抬升為淺水區(qū)，自南向北水深逐漸增加。在研究區(qū)西北部南京及蕪湖地區(qū)為盆地相，圍繞深水區(qū)發(fā)育斜坡相，淺水及濱岸相沉積出露于下?lián)P子區(qū)東南部，有陸棚相及潮坪相、濱岸三角洲相(圖5)。

圖5 下?lián)P子—南黃海上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)高家邊組巖相及烴源巖分布Fig.5 Lithofacies and source rock distribution of Upper Ordovician Wufeng-Lower Silurian Gaojiabian formations, Lower Yangtze and South Yellow Sea

盆地相：在下?lián)P子陸區(qū)西南緣發(fā)育，見于無為縣沿山剖面、SK1井、GuD1井、含山縣侖山陳夏村組剖面、南京市江寧區(qū)湯頭村及五峰村、青龍山剖面。底部往往為一套厚層黑色泥巖、泥頁巖夾少量紫色頁巖及薄層灰色粉砂巖；下部灰黑色頁巖發(fā)育；中部灰黑色頁巖夾黃灰色薄層石英細砂巖；上部為灰黃、淺灰紫色頁巖間夾灰黃色長石石英細砂巖。向上砂質(zhì)含量逐漸增加但以頁巖沉積為主，反映水體向上變淺環(huán)境。高家邊組底部及中下部發(fā)育黑色頁巖，反映深水盆地相沉積，向上變?yōu)榛揖G色、黃綠色，反映水體變淺；頁巖里富含筆石，整體上為大套頁巖而無厚層砂巖發(fā)育，反映遠離濁積扇的盆地相沉積環(huán)境。

斜坡相：圍繞盆地相南緣及東緣分布，見于銅陵市郊區(qū)剖面、無錫市DS1井。其巖性為頁巖、粉砂質(zhì)頁巖，可見明顯軟變形結(jié)構(gòu)，反映一定坡度的重力滑塌沉積。在該相帶內(nèi)高家邊組下部為深灰色、灰黑色泥巖夾泥質(zhì)巖屑石英細砂、泥質(zhì)粉砂巖，向上變?yōu)榛?、深灰色泥巖及粉砂質(zhì)泥巖夾灰綠色含泥長石石英細砂巖。在該組地層中見鮑馬序列A段、撕裂屑、火焰構(gòu)造和滑塌液化現(xiàn)象，反映濁積扇近端斜坡沉積，其沉積環(huán)境為斜坡相。

陸棚相：圍繞盆地相及斜坡相發(fā)育，見于寧國縣新嶺秦坑口、安吉縣礱糠嶺和黃野、廣德縣塘辛剖面、寧國市胡西路、池州市貴池區(qū)等剖面及南黃海盆地中部隆起CSDP-2井。在該相帶內(nèi)高家邊組(霞鄉(xiāng)組)底部在局部地區(qū)可見黃色中厚層中細粒長石質(zhì)砂巖，厚約0～5 m；下部為深灰色厚層塊狀砂巖夾黑色頁巖，厚約91 m；中部為灰綠、暗綠色厚—巨厚層細砂巖夾黃綠色粉砂質(zhì)頁巖等，厚約247 m；上部為灰綠色頁巖及黃色砂質(zhì)頁巖，厚約435 m。陸棚相高家邊組(霞鄉(xiāng)組)總厚約778～1 202 m，自東向西厚度增大。與晚奧陶世沉積相

比，本組主體為砂質(zhì)頁巖或砂巖夾頁巖，砂巖明顯增多，中上部以粉砂巖和砂巖為主，局部發(fā)育黃綠色中—厚層細砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、灰綠色粉砂巖，含揚子珊筆石、角石、原始鋸筆石；中—厚層砂巖具有向上增厚結(jié)構(gòu)，反映深水陸棚沉積序列，CSDP-2井高家邊組頂部出現(xiàn)白云巖，反映淺水強蒸發(fā)環(huán)境，局部發(fā)育頁巖又反映深水陸棚沉積環(huán)境，綜合各種因素認為該相帶為陸棚相。

濱岸相(潮坪相)：主要分布于研究區(qū)東南邊緣，見于德清縣三橋西門山、杭州市富陽區(qū)半塢剖面。剖面底界含礫砂巖具波痕，其礫徑和含量較大，且在含礫砂巖的灰色粉砂質(zhì)頁巖夾層中采得瓣鰓類(Cleidophorus)及少量筆石。波痕反映浪擊面以上沉積環(huán)境，而在粉砂質(zhì)頁巖中的瓣鰓類也反映淺水沉積，綜合認為該區(qū)處于潮坪沉積環(huán)境[47]。

綜合分析五峰組—高家邊組時期的沉積格局，該時期反映深水沉積的盆地相為研究區(qū)西南部，斜坡相、陸棚相及反映淺水沉積的濱岸相(潮坪相)依次呈近似條帶狀，為東南方向，這是前陸盆地沉積相帶展布的最典型特征。同時，五峰組—高家邊組底部反映深水沉積的盆地相并非典型的條帶狀發(fā)育，而是近環(huán)帶狀發(fā)育，這反映在高家邊組沉積早期仍然繼承了五峰組沉積時期拉張背景下的克拉通邊緣盆地中盆地相呈環(huán)帶狀發(fā)育的沉積格局。

4.2 晚奧陶世—早志留世烴源巖發(fā)育特征

五峰組—高家邊組烴源巖分析數(shù)據(jù)主要源于南黃海的CSDP-2井和陸區(qū)的DC1等井的巖心樣品測試結(jié)果，結(jié)合收集的其他陸區(qū)資料，對該層段烴源巖特征進行綜合分析。

DC1井五峰組—高家邊組底部發(fā)育暗色泥巖、頁巖，其中高家邊組底部泥巖總有機碳含量為0.69%～5.46%，平均值為2.5%，為一套好—很好的烴源巖(圖6)；向上總有機碳含量逐漸降低，到該組中上段為非烴源巖。下?lián)P子陸區(qū)N4井資料揭示高家邊組有機質(zhì)豐度為0.54%～2.67%。南京湯山和句容鉆遇高家邊組的淺井以及江蘇省頁巖氣公司部署的蘇頁1井見黑色泥頁巖，富含筆石，其五峰組—高家邊組黑色筆石頁巖有機質(zhì)豐度較高，總有機碳含量為1.2%～4.0%?？傮w上這幾口井中均鉆遇較好品質(zhì)的五峰組—高家邊組烴源巖。

另外一些井鉆遇高家邊組的總有機碳含量為低值，如D4井，巖性主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖與粉砂巖互層等組成，該井烴源巖總有機碳含量高值區(qū)為志留系底部—奧陶系頂部，分布范圍為0.01%～3.29%，均值為1.28%，有機質(zhì)豐度總體上偏低。南黃海中部隆起CSDP-2井鉆遇高家邊組上段，未鉆穿；巖性以灰色、灰黑色泥巖為主，其泥巖有機碳含量為0.21%～0.47%，均值0.26%，未達到有效烴源巖的下限標(biāo)準(zhǔn)，也可能是由于該井僅鉆遇到志留系上段的淺灰黑色的泥巖段，尚未鉆達高家邊組底部富含筆石段的主力烴源巖層。綜合前述，五峰組—高家邊組烴源巖在部分區(qū)域為品質(zhì)好的烴源巖，部分區(qū)域為差烴源巖或非烴源巖。

4.3 晚奧陶世—早志留世烴源巖展布與沉積相帶

晚奧陶世—早志留世好烴源巖在盆地相及深水陸棚相帶內(nèi)發(fā)育。五峰組和高家邊組沉積時期，深水區(qū)主要為陸域南京—盱眙一帶，發(fā)育了一套盆地相—陸棚相沉積地層，為一套灰、黑色筆石頁巖、硅質(zhì)巖，在DC1井等井揭示。該區(qū)域內(nèi)的五峰組和高家邊組下段是下?lián)P子區(qū)重要的烴源巖層，其總有機碳含量為2.3%～2.5%(圖6)。在下?lián)P子區(qū)的東南部，圍繞盆地相主要發(fā)育斜坡相、淺水陸棚相或濱岸相沉積，暗色泥巖發(fā)育很薄或不發(fā)育，主要發(fā)育砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)砂巖，其有機碳含量總體上低于0.5%，達不到烴源巖標(biāo)準(zhǔn)。在研究區(qū)東北部，圍繞盆地相發(fā)育陸棚相，該相帶內(nèi)烴源巖有機碳含量隨遠離盆地而逐漸降低，如D4井均值為1.28%。而到了南黃海的CSDP-2井，目前見到泥巖有機碳含量均值為0.26%，最高值為0.47%。綜合分析認為，盆地相及東北部陸棚相控制了晚奧陶世—早志

留世好烴源巖的發(fā)育，而東南部區(qū)域往往不發(fā)育這套烴源巖，或源巖質(zhì)量差。

晚奧陶世—早志留世烴源巖主要發(fā)育在盆地相、陸棚相，這兩個相帶的展布受到該時期盆地類型的影響，即前陸盆地內(nèi)西北水體深、東南水體淺，各沉積相帶呈條帶狀分布。從平面上看，五峰組和高家邊組的優(yōu)質(zhì)烴源巖主要為盆地相、陸棚相較深水區(qū)帶內(nèi)，該相帶呈北東—南西向條帶狀展布。斜坡相發(fā)育較差的烴源巖，濱巖相不發(fā)育烴源巖。

4.4 晚奧陶世—早志留世烴源巖有利發(fā)育區(qū)

根據(jù)上述烴源巖優(yōu)勢發(fā)育區(qū)與下?lián)P子區(qū)巖相古地理的對應(yīng)關(guān)系，晚奧陶世—早志留世，五峰組和高家邊組優(yōu)質(zhì)烴源巖為前陸盆地內(nèi)西北部的盆地相、陸棚相較深水區(qū)帶內(nèi)，呈北東—南西向條帶狀，主要覆蓋了陸區(qū)的浙江西部、安徽中東部和江蘇東北部；而在南黃海盆地中北部，也可能發(fā)育陸棚相較深水沉積，從而發(fā)育一定厚度的烴源巖，但厚度可能不大。在研究區(qū)的東南部，包括南黃海盆地南部、浙江東南部、安徽南部地區(qū)，主要發(fā)育淺水陸棚相及濱岸相沉積，烴源巖發(fā)育較差或不發(fā)育。

5 晚二疊世古地理環(huán)境與烴源巖發(fā)育

自晚泥盆世開始，揚子地區(qū)再次海侵，南黃海地區(qū)發(fā)育泥盆系海相碎屑巖沉積及石炭系淺海相碳酸鹽巖沉積。二疊紀期間下?lián)P子區(qū)經(jīng)歷了2次海侵，棲霞組、孤峰組、龍?zhí)督M、大隆組均有暗色泥巖發(fā)育，形成了一定規(guī)模的烴源巖。但在南黃海盆地，相比其他3個組的烴源巖，龍?zhí)督M烴源巖最為發(fā)育，是該區(qū)二疊系的主力烴源巖。下面以龍?zhí)督M為例，分析古地理環(huán)境與烴源巖分布之間的關(guān)系。

5.1 晚二疊世巖相古地理

早二疊世末期，海侵達到高峰，研究區(qū)總體地勢為沿NE—SW向展布的軸部低、西北及東南兩側(cè)較高的負向地貌單元，局部地區(qū)隨海平面下降出露為剝蝕區(qū)。二疊紀龍?zhí)镀诶^承早期的環(huán)狀古地理格局，下?lián)P子區(qū)海平面已下降，海域面積縮小，陸相沉積分布范圍增大。深水沉積主要為陸棚相，為研究區(qū)西南部，面積較小；南部和北部為剝蝕區(qū)，為淺水—濱岸相沉積提供大量陸源物質(zhì)；其余區(qū)域主要為三角洲—沼澤相沉積(圖7)。

圖7 下?lián)P子—南黃海地區(qū)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M巖相及烴源巖分布Fig.7 Lithofacies and source rock distribution of Upper Permian Longtan Formation, Lower Yangtze and South Yellow Sea

陸棚相：西南部沉積區(qū)的中心部位，見于涇縣昌橋剖面、句容市、南京市江寧區(qū)天寶山實測剖面、繁昌縣桃沖剖面、南陵縣丫山剖面、貴池區(qū)潘家橋南高口吳—蓬山實測剖面、貴池區(qū)X006井、句容市SK1井。該相帶內(nèi)龍?zhí)督M下部主要以灰色、深灰色含白云質(zhì)泥巖、云質(zhì)泥巖、灰黑色泥巖、碳質(zhì)泥巖為主，間夾淺灰色泥質(zhì)粉砂巖、灰黃色灰?guī)r及煤層。該組的碳質(zhì)頁巖和鈣質(zhì)頁巖夾粉砂巖，指示陸棚相沉積。龍?zhí)督M上部發(fā)育灰黑色碳質(zhì)泥巖，常具變形層理。龍?zhí)督M見菊石、石根、單網(wǎng)羊齒、含貓眼鱗木、貝類，說明未達到盆地相的沉積水體深度，碳質(zhì)頁巖夾透鏡狀和薄層泥晶灰?guī)r反映水體偏淺，頁巖則指示浪基面之下的陸棚沉積環(huán)境。綜合確定該區(qū)域內(nèi)龍?zhí)督M為陸棚沉積環(huán)境。

三角洲相：研究區(qū)東北部區(qū)域的南部及北部邊緣附近，見于含山縣S226剖面、宣城市九連山剖面、江陰市澄江剖面、南黃海WX5井及CSDP-2井。該區(qū)帶內(nèi)龍?zhí)督M主要發(fā)育深灰色砂巖與灰黑色泥巖、頁巖互層，夾鮞狀灰?guī)r、鈣質(zhì)頁巖、煤線。砂巖多為中厚層細粒長石砂巖、巖屑砂巖，成分成熟度低并可見交錯層理，見三角洲前積結(jié)構(gòu)；頁巖指示安靜沉積環(huán)境；深灰色厚層泥巖產(chǎn)植物化石大羽羊齒、蕉羊齒、基縮蕉羊齒、帶羊齒、櫛羊齒、斜羽葉，指示為近岸環(huán)境。綜合判定為三角洲相沉積。

濱岸相：研究區(qū)西北部及東南部邊緣，見于寧國市港口剖面、長興縣煤山剖面、銅陵市丁俞山剖

面、巢湖市平頂山鳳凰山二疊系剖面。巖性主要為灰黑色、黑色薄層鈣質(zhì)泥巖與灰色粉砂巖互層，局部發(fā)育灰黑色厚層生物灰?guī)r。地層中含大量植物化石碎片、蟲筳 類、生物碎屑，見燧石條帶。植物炭屑和植物化石指示淺水沉積，大套含生物灰?guī)r指示淺水碳酸鹽巖沉積，同時砂質(zhì)的混入反映陸源物質(zhì)影響，綜合認為屬濱岸相沉積。

總體來看，龍?zhí)督M沉積時期整體呈環(huán)帶狀的古地理格局，中心部位為陸棚環(huán)境，向周緣變?yōu)槿侵藜盀I岸環(huán)境，總體上反映了坳陷型盆地的沉積格局。

5.2 龍?zhí)督M烴源巖發(fā)育特征

在下?lián)P子—南黃海區(qū)域有大量露頭及多口鉆井揭示龍?zhí)督M烴源巖，由暗色泥巖和碳質(zhì)泥巖組成。南黃海CSDP-2井龍?zhí)督M暗色泥巖有機碳含量為0.51%～2.44%，均值1.0%；碳質(zhì)泥巖有機碳含量為6.58%～24.9%，均值12.7%；S1+S2分布于0.01～2.14 mg/g，均值0.42 mg/g；瀝青“A”含量均小于0.05%；熱解氫指數(shù)為1.13～92.81 mg/g(圖8)，指示中等—好的烴源巖。南黃海CZ35井龍?zhí)督M暗色泥巖有機碳含量為0.75%～5.43%，均值1.67%；S1+S2為0.89～7.79 mg/g，均值3.1 mg/g；瀝青“A”含量為0.09～0.76%，均值0.29%；熱解氫指數(shù)為70.53～411.18 mg/g，均值148.25 mg/g，綜合評價為好的烴源巖(圖9)。另外，陸區(qū)HC1井龍?zhí)督M暗色泥巖有機碳含量為0.86%～3.76%，均值1.90%；碳質(zhì)泥巖有機碳含量為7.66%～16%；S1+S2為0.58～1.48 mg/g；熱解氫指數(shù)為6.05～118 mg/g，指示好的烴源巖。綜合分析認為龍?zhí)督M屬于中等—好烴源巖。

圖8 南黃海地區(qū)CSDP-2井地化綜合柱狀圖Fig.8 Geochemical column of well CSDP-2, South Yellow Sea

圖9 南黃海地區(qū)CZ35井地化綜合柱狀圖Fig.9 Geochemical column of well CZ35, South Yellow Sea

5.3 龍?zhí)督M烴源巖展布與沉積相帶關(guān)系

下?lián)P子—南黃海地區(qū)龍?zhí)督M烴源巖主要為暗色泥巖及碳質(zhì)泥巖，是一套以陸相物源形成的沉積體，因此，該套烴源巖形成的環(huán)境要求既要距濱岸帶有一定距離，以形成安靜的水體有利于有機質(zhì)保存，同時也不能距陸源物質(zhì)輸入太遠而不利于植物生長。根據(jù)對各相帶泥巖有機碳含量的統(tǒng)計，龍?zhí)督M最有利于烴源巖發(fā)育的相帶是潮坪相、三角洲相，這些相帶內(nèi)適合發(fā)育煤系地層，如CZ35、WX5、CSDP-2等井龍?zhí)督M三角洲相泥巖有機碳豐度高，尤其是局部碳質(zhì)泥巖和煤層有機碳含量達16%，均值達3.59%；同時該相帶烴源巖厚度大，一般在100～300m(圖7)。而陸棚相和沼澤相龍?zhí)督M雖然發(fā)育暗色泥巖，但總體有機質(zhì)豐度稍低，源巖厚度不如三角洲相。濱岸相龍?zhí)督M源巖發(fā)育程度比沼澤相稍差，烴源巖有機碳含量進一步降低。

綜合分析認為龍?zhí)督M主要是在三角洲相、陸棚相、潮坪相、沼澤相環(huán)境下形成的烴源巖，其分布受控于這4個相帶的展布。龍?zhí)镀诔练e相帶的平面展布又受控于該時期的大地構(gòu)造環(huán)境和盆地原型，即晚二疊世揚子板塊向北移動已開始與華北板塊碰撞，形成活動大陸邊緣坳陷型盆地，在該盆地內(nèi)，三角洲相、陸棚相、潮坪相、沼澤相呈環(huán)帶狀，在這些相帶內(nèi)發(fā)育了較好的龍?zhí)督M烴源巖。

5.4 龍?zhí)督M烴源巖有利發(fā)育區(qū)

根據(jù)龍?zhí)督M烴源巖與巖相之間的對應(yīng)關(guān)系，從研究區(qū)的西南部到東部，即從陸區(qū)的安徽東南部到江蘇東南部、海區(qū)的南黃海盆地南部，發(fā)育三角洲相、陸棚相、潮坪相、沼澤相，龍?zhí)督M烴源巖發(fā)育良好。而在研究區(qū)的西北部及東南部，即江蘇東北部及浙江東南部，主要發(fā)育邊緣粗粒沉積相帶，龍?zhí)督M烴源巖發(fā)育較差或不發(fā)育烴源巖(圖7)。

6 結(jié)論與討論

6.1 結(jié)論

(1)盆地發(fā)育時期的動力學(xué)環(huán)境決定了該時期的盆地原型，盆地原型影響盆內(nèi)巖相展布格局，烴源巖發(fā)育與特定沉積相帶關(guān)系密切，因此，研究某一時期的盆地發(fā)育構(gòu)造環(huán)境及盆地原型，有利于預(yù)測烴源巖平面展布。

(2)幕府山組沉積時期，下?lián)P子—南黃海地區(qū)屬于拉張動力學(xué)背景下的被動大陸邊緣克拉通盆地，在該盆地中，盆地相及深水陸棚相為烴源巖發(fā)育的優(yōu)勢相帶，發(fā)育幕府山組優(yōu)質(zhì)烴源巖；盆地相及深水陸棚相呈環(huán)帶狀圍繞古隆起或臺地發(fā)育；在下?lián)P子陸區(qū)，幕府山組的盆地相及深水陸棚相也具有這一特征，在早寒武世發(fā)育一個近北東向的盆地相及深水陸棚相區(qū)域，該區(qū)主要覆蓋了現(xiàn)今陸區(qū)的江蘇地區(qū)和南黃海盆地的中部隆起及北部坳陷，預(yù)測在該區(qū)域內(nèi)幕府山組烴源巖品質(zhì)好、厚度較大；而在研究區(qū)的東北部邊緣及東南部邊緣，主要發(fā)育淺水陸棚相沉積，預(yù)測該區(qū)域內(nèi)烴源巖厚度逐漸減薄。

(3)五峰組—高家邊組沉積時期，下?lián)P子—南黃海地區(qū)處于擠壓動力學(xué)背景下的前陸盆地，在該盆地中盆地相、斜坡相、深水陸棚相、淺水陸棚相由西北向東南依次呈條帶狀分布；盆地相、深水陸棚相為五峰組—高家邊組烴源巖發(fā)育的優(yōu)勢相帶；根據(jù)前陸盆地的相帶展布規(guī)律，盆地相、深水陸棚相沉積在下?lián)P子陸區(qū)北緣發(fā)育，主要覆蓋了陸區(qū)的浙江西部、安徽中東部和江蘇東北部，在該區(qū)域內(nèi)五峰組—高家邊組烴源巖發(fā)育較好。而在南黃海盆地中北部，也可能發(fā)育陸棚相較深水沉積，從而發(fā)育一定厚度的烴源巖，但厚度可能不大。在研究區(qū)的東南部，包括南黃海盆地南部、浙江東南部、安徽南部地區(qū)主要發(fā)育淺水陸棚相及濱岸相沉積，烴源巖發(fā)育較差或不發(fā)育。

(4)龍?zhí)督M沉積時期，下?lián)P子—南黃海地區(qū)處于擠壓背景下發(fā)育的活動大陸邊緣坳陷型盆地。在該盆地中各沉積相帶呈環(huán)帶狀分布，在環(huán)帶中心部位為陸棚環(huán)境，向周緣變?yōu)槿侵?、潮坪、濱岸環(huán)境。三角洲相及潮坪相為烴源巖發(fā)育的優(yōu)勢相帶，發(fā)育了龍?zhí)督M品質(zhì)中等—好的烴源巖；其次陸棚環(huán)境雖然發(fā)育較厚的龍?zhí)督M烴源巖，但品質(zhì)上不如三角洲相及潮坪相、沼澤相。根據(jù)活動大陸邊緣坳陷型盆地的相帶展布規(guī)律，從陸區(qū)的安徽東南部到江蘇東南部、海區(qū)的南黃海盆地南部，發(fā)育三角洲相、陸棚相、潮坪相、沼澤相，龍?zhí)督M烴源巖發(fā)育良好。而在研究區(qū)的西北部及東南部，即江蘇東北部及浙江東南部，主要發(fā)育邊緣粗粒沉積相帶，龍?zhí)督M烴源巖發(fā)育較差或不發(fā)育。

6.2 討論

(1)下?lián)P子區(qū)二疊系盆地性質(zhì)一直存在爭議，部分研究認為該時期為被動大陸邊緣盆地[28，48]，另一部分專家通過對巢湖地區(qū)碎屑鋯石物源、火山巖夾層微量元素及區(qū)域巖相古地理變化分析認為，距今270 Ma左右已經(jīng)存在古太平洋板塊的俯沖，據(jù)此認為下?lián)P子區(qū)自中二疊世開始為弧后前陸盆地[49]。之所以出現(xiàn)上述差異巨大的觀點，其根本原因在于華南與華北板塊在下?lián)P子區(qū)的拼合極其復(fù)雜。首先，從拼合時間上看，兩個板塊在下?lián)P子地區(qū)發(fā)生碰撞的時間與中揚子地區(qū)不同，甚至在下?lián)P子地區(qū)也存在分段碰撞的可能；第二，在南黃海地區(qū)，不論是在物源還是在巖相古地理方面，早二疊世與晚二疊世均存在巨大差異，說明南黃海地區(qū)二疊紀早期與晚期可能分屬于不同盆地類型；第三，下?lián)P子區(qū)拼合方式與經(jīng)典陸陸碰撞方式存在明顯差異，該區(qū)華南板塊是“騎”在古太平洋板塊上與華北板塊相碰撞[32]，不能用判斷經(jīng)典陸陸碰撞的證據(jù)來分析下?lián)P子區(qū)的陸陸碰撞方式、時間及效應(yīng)。

(2)對于高成熟度條件下有機碳含量恢復(fù)已有大量研究[50-51]，即有機質(zhì)在進入成熟階段后，隨著生烴及裂解，烴源巖中的有機碳含量會逐漸下降，現(xiàn)今測得巖石中實為殘余有機碳含量，并建立了4類恢復(fù)方法，即自然演化剖面、熱模擬實驗、譜學(xué)類型模型和理論計算(包含元素模型、熱降解和物質(zhì)平衡)。利用熱降解法對準(zhǔn)噶爾盆地及中上揚子五峰組頁巖有機碳含量進行了恢復(fù)，準(zhǔn)噶爾盆地石炭系烴源巖Ro介于0.95%～2.0%，Ⅰ型，Ⅱ型，Ⅲ型有機質(zhì)恢復(fù)系數(shù)平均分別為2.45，1.42，1.04[52]。對中上揚子地區(qū)重慶城口、南江、湖北龍山及來鳳剖面五峰組頁巖的研究表明，該區(qū)五峰組頁巖Ro介于0.9%～2.9%，均值1.7%，由于五峰組頁巖有機質(zhì)類型為Ⅰ型，根據(jù)熱降解法計算其有機質(zhì)恢復(fù)系數(shù)2.10～2.46，均值2.40[51]。在有機質(zhì)進入成熟、高成熟階段后，其恢復(fù)系數(shù)與有機質(zhì)類型的關(guān)聯(lián)度更大。

(3)本次研究3套烴源巖的有機質(zhì)豐度數(shù)據(jù)均為實測數(shù)據(jù)，未行校正。幕府山組烴源巖有機質(zhì)類型主要為Ⅰ型，少量為Ⅱ1型，其熱演化程度普遍較高，處于高成熟—過成熟演化階段。大部分泥巖的等效鏡質(zhì)體反射率為0.73%～3.01%，平均為2.83%。少部分較高，如GuanD1井幕府山組鏡質(zhì)體反射率介于3.43%～4.21%。五峰組—高家邊組有機質(zhì)類型主要為Ⅰ型，少量Ⅱ1型和Ⅱ2型，其有機質(zhì)成熟度也很高，Ro分布在1.1%～2.6%。如GuD1井Ro為1.65%～2.11%，處于高成熟—過成熟階段。DC1井志留系烴源巖Ro為1.19%～1.39%，進入成熟—高熟階段。龍?zhí)督M有機質(zhì)類型主要為Ⅲ型，Ro為1.5%～2.3%，平均2.2%，進入高成熟—過成熟演化階段。因此，3套烴源巖均已進入成熟—高成熟階段，從有機質(zhì)豐度對比來看，需要進行恢復(fù)；而從烴源巖類型來看，幕府山組、五峰組—高家邊組有機質(zhì)類型主要為Ⅰ型，其恢復(fù)系數(shù)可能在2.0以上，而龍?zhí)督M有機質(zhì)類型主要為Ⅲ型，其恢復(fù)系數(shù)可能在1.0～1.5之間。