藏北北羌塘坳陷中西部地區(qū)布曲組碳酸鹽巖烴源巖分布特征

陳 明，王 劍，譚富文，杜佰偉

(中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局 成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，成都 610082)

羌塘盆地是我國(guó)目前尚未正式開展大規(guī)模油氣勘探的新區(qū)。羌塘盆地面積大，沉積體厚度大，生油層豐富，油氣圈閉條件好，是我國(guó)陸上新區(qū)最具勘探前景的含油氣盆地。中生代羌塘盆地發(fā)育有上三疊統(tǒng)肖茶卡組、下侏羅統(tǒng)曲色組、中侏羅統(tǒng)色哇組、布曲組、夏里組和上侏羅統(tǒng)索瓦組等多套生油巖地層，其中中侏羅統(tǒng)布曲組碳酸鹽巖生油巖是盆地中生界最主要海相生油層之一[1-7]。筆者實(shí)測(cè)并系統(tǒng)采樣分析了北羌塘坳陷野牛溝剖面，同時(shí)觀測(cè)了那底崗日剖面、向陽(yáng)湖—長(zhǎng)蛇山剖面等，通過對(duì)這些剖面的油氣調(diào)查及數(shù)據(jù)分析，基本可以揭示北羌塘坳陷布曲組生油巖的分布特征，并可以為該區(qū)下一步的油氣地質(zhì)工作提供資料依據(jù)。

1 基本地質(zhì)概況

羌塘盆地位于青藏高原腹地，夾持于金沙江縫合帶與班公湖—怒江縫合帶之間，盆地內(nèi)可劃分為北羌塘坳陷、中央隆起帶和南羌塘坳陷3個(gè)構(gòu)造單元，而研究區(qū)則位于北羌塘坳陷的中西部地區(qū)(圖1)。羌塘盆地是在前寒武紀(jì)變質(zhì)結(jié)晶基底和古生代褶皺基底之上發(fā)展起來的中生代盆地，中生代時(shí)期的北羌塘坳陷從下到上充填有下三疊統(tǒng)康魯組碎屑巖夾灰?guī)r，中三疊統(tǒng)康南組碎屑巖和灰?guī)r，上三疊統(tǒng)肖茶卡組砂泥巖、含煤泥頁(yè)巖、灰?guī)r和那底崗日組火山巖[8-10]，中下侏羅統(tǒng)雀莫錯(cuò)組碎屑巖夾灰?guī)r，中侏羅統(tǒng)布曲組碳酸鹽巖和夏里組碎屑巖，上侏羅統(tǒng)索瓦組碳酸鹽巖、上侏羅—下白堊統(tǒng)雪山組紫紅色碎屑巖。

圖1 羌塘盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐旨把芯繀^(qū)位置示意 A.野牛溝剖面；B.向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山剖面；C.那底崗日剖面Fig.1 Tectonic unit division and research area position of the Qiangtang Basin

中侏羅統(tǒng)布曲組以一套臺(tái)地相碳酸鹽巖沉積為主，縱向上可劃分為下、中、上段，各段特征如下：

下段：總體巖性巖相在平面上無明顯變化，主要為潟湖相低能沉積的深灰色、灰黑色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、含生物泥晶灰?guī)r、核形石灰?guī)r夾少量灰色生物灰?guī)r、含砂屑泥晶灰?guī)r，見少量水平層理，產(chǎn)保存完好的小個(gè)體雙殼類化石。

中段：該段沉積體的巖性巖相在平面上變化較大，野牛溝地區(qū)主要為潮下淺灘相淺灰色、灰白色鮞?；?guī)r、砂屑灰?guī)r、礫屑灰?guī)r夾核形石灰?guī)r、白云質(zhì)鮞粒灰?guī)r及少量泥晶灰?guī)r(圖2)；向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山地區(qū)和那底崗日地區(qū)由潮間潮上帶灰色泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、藻白云巖、膏鹽巖及灰綠色泥頁(yè)巖等組成(圖3)，發(fā)育水平層理、鳥眼構(gòu)造、窗孔構(gòu)造，產(chǎn)雙殼、植物孢粉等化石。該段在平面上從北(坳陷內(nèi)部的野牛溝地區(qū))到南(坳陷邊緣的那底崗日地區(qū))具有顆粒灰?guī)r減少、膏鹽巖和白云巖增多的趨勢(shì)；縱向上具有海平面逐漸變淺的充填特征，即在向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山地區(qū)和那底崗日地區(qū)從下到上具有由潮間坪泥晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、鮞?；?guī)r演變?yōu)槌鄙掀耗噘|(zhì)灰?guī)r、膏鹽巖及泥頁(yè)巖的變淺沉積序列。

圖2 北羌塘坳陷野牛溝剖面中侏羅統(tǒng)布曲組生油巖分布特征Fig.2 Distribution characteristic of Middle Jurassic Buqu Formation source rock in the Yeniügou Section，the North Qiangtang Depression

圖2 北羌塘坳陷野牛溝剖面中侏羅統(tǒng)布曲組生油巖分布特征Fig.2 Distribution characteristic of Middle JurassicBuqu Formation source rock in the Yeniügou Section，the North Qiangtang Depression

圖3 北羌塘坳陷中侏羅統(tǒng)布曲組生油巖時(shí)空分布圖中數(shù)字為厚度，單位為 m。Fig.3 Spatial and temporal distribution of the Middle Jurassic Buqu Formation source rock in the North Qiangtang Depression

上段：該段沉積體的巖相在平面上有所變化，野牛溝地區(qū)主要為潟湖相灰色含生物砂屑泥晶灰?guī)r、深灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r(圖2)；向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山地區(qū)和那底崗日地區(qū)為潮下坪淺灰色、灰色鮞?；?guī)r、含核形石灰?guī)r和潟湖相深灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r(圖3)，見粒序?qū)永?、斜層理、水平層理，產(chǎn)腕足、雙殼等化石。該段在平面上從北到南具有顆?；?guī)r增多的特點(diǎn)；縱向上具有變深充填序列，即野牛溝地區(qū)由含生物泥晶灰?guī)r演變?yōu)槟噘|(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r的變深序列，向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山地區(qū)和那底崗日地區(qū)由潮下顆粒灰?guī)r演變?yōu)闈暫嗄嗑Щ規(guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r的變深序列。

上述充填特征顯示，同一海平面控制下的不同地區(qū)，在海平面升降變化過程中，其沉積相和充填物質(zhì)成分有所不同，即在海平面下降時(shí)期(中段)，坳陷內(nèi)部發(fā)育潮下淺灘相顆?；?guī)r，坳陷邊緣則發(fā)育潮間潮上帶膏泥巖及白云巖，并見暴露標(biāo)志；海平面上升時(shí)期(上段)，坳陷內(nèi)部快速進(jìn)入潟湖相低能泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r沉積，而坳陷邊緣則由潮坪灘相顆?；?guī)r演變?yōu)闈暫嗄嗑Щ規(guī)r沉積。

2 典型剖面烴源層特征分析

通過野牛溝剖面野外實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，布曲組碳酸鹽巖生油巖主要為暗色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、含核形石泥晶灰?guī)r等?？v向上主要分布于布曲組下段和上段(圖2)，外觀上下段生油層灰?guī)r的顏色較上段暗、厚度更大、質(zhì)量更好。下段生油層巖性主要為灰黑色、深灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r和含核形石灰?guī)r；中段生油巖主要以?shī)A層形式產(chǎn)出于淺灘相淺灰色顆?；?guī)r儲(chǔ)層之中，巖性為深灰色泥晶灰?guī)r、含生物泥晶灰?guī)r；上段生油巖巖性主要為灰色、深灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶灰?guī)r及泥灰?guī)r。

剖面系統(tǒng)樣品測(cè)試分析(表1)(圖2)顯示，布曲組下段27件泥晶灰?guī)r樣品的有機(jī)碳含量為0.05%～0.29%，參照前人[1-3,11-13]對(duì)羌塘盆地地表風(fēng)化樣品的各種評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，本文擬選取碳酸鹽巖有機(jī)碳下限0.1%為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果顯示27件樣品中達(dá)標(biāo)16件，達(dá)標(biāo)率為60%。達(dá)標(biāo)樣品平均有機(jī)碳含量為0.159%；氯仿瀝青“A”為(6.3～29.4)×10-6，平均12.95×10-6(本區(qū)樣品的有機(jī)碳含量、氯仿瀝青“A”、生烴潛量等偏低原因，可能是由于地表樣品長(zhǎng)期風(fēng)化所致。因?yàn)榍继僚璧?口淺鉆獲取的地下樣品生油巖參數(shù)都較地表高)；控制生油巖厚度為245 m。由于中段生油巖以?shī)A層形式出現(xiàn)于顆?；?guī)r中以及上段地層覆蓋較強(qiáng)，因此導(dǎo)致樣品較少，兩段的達(dá)標(biāo)泥晶灰?guī)r生油巖的樣品各有1件，有機(jī)碳含量分別為0.15%和0.13%，控制生油巖厚度分別為14 m和135 m。

成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所在1995年承擔(dān)中石油《西藏地區(qū)羌塘盆地瑪爾蓋茶卡—角木日—朗木凳石油天然氣路線地質(zhì)調(diào)查工程》項(xiàng)目期間實(shí)測(cè)了該剖面并系統(tǒng)取樣分析，下段26件樣品中25件達(dá)標(biāo)，達(dá)標(biāo)率為96%，達(dá)標(biāo)樣品有機(jī)碳含量為0.1%～0.33%，平均為0.158%；氯仿瀝青“A”為(7～22)×10-6，平均為12.75×10-6；生烴潛量S1+S2為0.03～0.116 mg/g，平均0.054 mg/g。表明該段碳酸鹽巖幾乎可以全作為生油巖。該剖面中段和上段的達(dá)標(biāo)樣品各有1件，有機(jī)碳含量分別為0.27%和0.12%，生烴潛量平均值分別為0.091 mg/g和0.075 mg/g。

從上述特征看出，布曲組生油巖主要分布于其上下兩段，且下段生油層的外觀顏色、生油層厚度、有機(jī)碳含量均較上段好，為布曲組的主要生烴層段。

3 烴源巖時(shí)空分布特征

在典型剖面實(shí)測(cè)和大量數(shù)據(jù)分析基礎(chǔ)上，筆者對(duì)向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山剖面和那底崗日剖面的布曲組灰?guī)r生油巖進(jìn)行了平面追蹤調(diào)查，其特征如下：

向陽(yáng)湖南—長(zhǎng)蛇山剖面布曲組生油巖層也主要產(chǎn)出于其下段和上段。其中下段生油巖主要為灰、深灰色薄—厚層狀泥晶灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r、核形石灰?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r；生油巖有機(jī)碳含量0.1%～0.18%，平均為0.13%；氯仿瀝青“A”為(5～11)×10-6，平均為8.25×10-6；生烴潛量S1+S2為0.02～0.04 mg/g，平均為0.03 mg/g；控制生油巖厚度為244 m。中段主要為潮上坪雜色泥巖、膏鹽巖夾少量深灰色泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，而泥灰?guī)r生油巖的有機(jī)碳含量為0.12%～0.2%，平均為0.16%；氯仿瀝青“A”為13×10-6；控制生油巖厚度為27 m。上段主要為灰—深灰色薄—中層狀泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，有機(jī)碳含量為0.1%～0.14%，平均為0.125%；氯仿瀝青“A”為(4～58)×10-6，平均為31×10-6，生烴潛量S1+S2為0.02～0.59 mg/g，平均為0.14 mg/g；控制生油巖厚度為119 m。

那底崗日剖面的布曲組下段生油巖主要為深灰色、灰色夾灰黑色薄—厚層狀泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾泥灰?guī)r，從下到上顏色具變淺趨勢(shì)，即下部以深灰色、灰黑色為主，上部以灰色、深灰色為主；有機(jī)碳含量為0.12%～0.14%，平均為0.13%，氯仿瀝青“A”為(6～17)×10-6，平均為9.7×10-6；控制生油巖厚度為145 m。該剖面中段主要為潮上坪的膏泥巖和淺灰色泥晶灰?guī)r、泥晶白云巖、鈣質(zhì)泥巖夾鮞?；?guī)r，幾乎不含生油巖。上段主要為深灰色夾灰黑色薄—中層狀泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r，其內(nèi)常夾有泥巖和碳質(zhì)泥巖生油巖，碳酸鹽巖生油巖有機(jī)碳含量為0.11%～0.15%，平均為0.12%；氯仿瀝青“A”為(3～9)×10-6，平均為6.4×10-6；生烴潛量S1+S2為0.027 mg/g；控制碳酸鹽巖生油巖厚度為144 m。

表1 北羌塘坳陷野牛溝剖面生油巖有機(jī)碳分析數(shù)據(jù)Table 1 Analysis data of source rock organic carbon in the Yeniougou Section, the North Qiangtang Depression

通過3條剖面的生油巖產(chǎn)出層段、各段生油層厚度、有機(jī)碳含量等對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)北羌塘坳陷中西部地區(qū)的碳酸鹽巖生油巖，在縱向上主要分布于布曲組下段和上段(圖3)，且以下段生油層灰?guī)r顏色更暗、厚度更大、有機(jī)碳含量更高，為布曲組的最主要生烴層段。在平面上(圖3)具有從坳陷內(nèi)部(野牛溝剖面)到坳陷邊緣(那底崗日剖面)生油巖厚度逐漸變薄、淺色非生油層灰?guī)r夾層有所增加、各剖面有機(jī)碳平均含量降低等特點(diǎn)。生油層的縱橫向變化特征與沉積相和海平面升降變化關(guān)系密切，縱向上各剖面生油層段主要產(chǎn)出于潟湖相環(huán)境中；平面上顯示在海平面上升和潟湖相向海岸遷移過程中生油巖則不斷向海岸超覆(如布曲組上段下部的生油層逐漸從野牛溝剖面向那底崗日剖面超覆)，在海平面下降過程中則不斷向坳陷內(nèi)部退縮(如布曲組下段上部的生油層逐漸從那底崗日剖面向野牛溝剖面退縮)，這種海平面升降變化和沉積相遷移導(dǎo)致了生油層厚度從坳陷內(nèi)部到坳陷邊緣逐漸減薄。

4 結(jié)論及意義

1)北羌塘坳陷中侏羅統(tǒng)布曲組碳酸鹽巖生油巖在縱向上主要產(chǎn)出于其上下兩段，橫向上具有從坳陷內(nèi)部到坳陷邊緣厚度減薄、有機(jī)碳含量降低等特點(diǎn)。

2)生油層的縱橫向分布受沉積相和海平面升降變化的控制明顯。生油層主要產(chǎn)出于潟湖相環(huán)境中，且隨海平面升降變化而不斷遷移，這種遷移導(dǎo)致了生油巖厚度隨之變化。

3)通過北羌塘坳陷地區(qū)布曲組生油巖的時(shí)空分布特征等分析，對(duì)認(rèn)識(shí)整個(gè)盆地布曲組生油巖分布特征、尋找主要生油坳陷等具有重要的實(shí)際意義。

4)通過生油巖厚度、有機(jī)碳含量等變化特征及控制因素分析，對(duì)評(píng)價(jià)盆地布曲組油氣資源潛力，估算該層位資源量，確定主要生烴層段等都具有重要意義。

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