湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖古湖泊生產(chǎn)力研究現(xiàn)狀

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 吉林 長春 130000)

湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖古湖泊生產(chǎn)力研究現(xiàn)狀

徐川王克兵

(吉林大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院吉林長春130000)

中國中、新生代陸相沉積盆地廣泛發(fā)育，研究表明，湖相發(fā)育有機質(zhì)富集層的優(yōu)質(zhì)烴源巖對陸相大油氣田的形成具有控制作用，因而湖相烴源巖的研究工作顯得尤為重要。本文針對中國各大陸相含油氣盆地湖相烴源巖進行了廣泛的文獻調(diào)研，詳細論述湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖古湖泊生產(chǎn)力組成、評估和營養(yǎng)來源。

湖相烴源巖；古湖泊生產(chǎn)力；營養(yǎng)來源

伴隨著湖相烴源巖研究走過已有半個世紀(jì)之久，國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于湖相烴源巖的古湖泊生產(chǎn)力研究已進行的較為深入。研究認為高生產(chǎn)力是生油湖泊的基本條件之一[1]，1985年倫敦地質(zhì)學(xué)會組織的關(guān)于湖相烴源巖的國際會議指出：表層水的高生產(chǎn)力比底層水的缺氧環(huán)境，在生油巖的形成上更為重要；只要有高生產(chǎn)力，原來含氧的底層水也會變得有利于保存有機質(zhì)[2]，由此可見高湖泊生產(chǎn)力是湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖生成的必要條件之一。

概括來說目前國內(nèi)外關(guān)于形成湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖的古湖泊生產(chǎn)力研究主要圍繞以下三個方面來開展[3]：1)古湖泊生產(chǎn)力組成;2)古湖泊生產(chǎn)力的評估;3)古湖泊生產(chǎn)力的營養(yǎng)來源。

一、古湖泊生產(chǎn)力組成

筆者通過對中國多個大中小型斷陷、拗陷、半咸化-咸化以及鹽湖湖盆烴源巖[4-7]進行總結(jié)，發(fā)現(xiàn)中國湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖的有機質(zhì)類型以I和II型為主，說明優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成與藻類堆積物和浮游生物息息相關(guān)[8]，同時一些微生物(介形蟲、腹足類等)作為次級生產(chǎn)力也可提供一定的生產(chǎn)力[9]。近年來一些學(xué)者開展了關(guān)于細菌對湖泊生產(chǎn)力貢獻大小的研究，例如Kel[10]認為細菌產(chǎn)生的有機質(zhì)可能超過藻類的有機質(zhì)，張林曄[11]在研究濟陽坳陷烴源巖時發(fā)現(xiàn)了大量來自細菌生源的生物標(biāo)志化合物，這些細菌生源的生物標(biāo)志化合物與藻類來源的生物標(biāo)志化合物具有此消彼長的關(guān)系。鄭綿平[52]認為堿湖區(qū)別于常見鹽湖(硫酸鹽湖)，在于其硫酸鹽礦物的不發(fā)育和堿類礦物的發(fā)育，可能與其中豐富的硫酸鹽還原菌有關(guān)。這些研究表明細菌對于湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖形成也起到了一定的控制作用。

二、古湖泊生產(chǎn)力評估

古湖泊生產(chǎn)力的評估主要分為定性判斷和定量計算兩種，其中定性判斷主要運用U、MO的“粒控效應(yīng)”[2]，而對于古湖泊生產(chǎn)力的估算，主要方法是有機碳法[2]、碳穩(wěn)定同位素法[13]、微體浮游藻類化石相對豐度法[14]和色素法[15]。Hakanson認為湖泊是一個小型的海洋模型[16]，因而古海洋的研究方法同樣也可適用于古湖泊的研究，但由于海洋沉積和湖泊沉積還是有一定的差別，所以我們在運用上述古海洋生產(chǎn)力的替代方法時應(yīng)根據(jù)古湖泊的具體情況來分析，從而綜合考慮其適用性。

三、古湖泊生產(chǎn)力營養(yǎng)來源

陸源營養(yǎng)鹽的輸入一般被認為是古湖泊生產(chǎn)力的重要營養(yǎng)來源之一[3]，張林曄[3]認為在溫暖濕潤環(huán)境下經(jīng)歷長期的化學(xué)風(fēng)化作用使磷灰石、碳酸巖鹽、玄武巖或流紋巖中的營養(yǎng)元素流入湖泊，提供了古湖泊生產(chǎn)力所需的營養(yǎng)物質(zhì)；孫平昌[17]在研究松遼盆地東南部青山口組含油頁巖系時，發(fā)現(xiàn)古湖泊水體中較高的營養(yǎng)元素濃度，可促使藻類勃發(fā)，同時湖底的硫化環(huán)境，也使得綠硫菌等自養(yǎng)型細菌得到大規(guī)?？焖俜敝常蔀楣藕瓷a(chǎn)力提供充足的營養(yǎng)來源；熊林芳[18]在研究鄂爾多斯盆地延長組長7期古湖盆時發(fā)現(xiàn)古湖泊生產(chǎn)力極高，可能與同期的火山頻發(fā)和盆地深部熱液作用活躍所帶來的充裕營養(yǎng)物質(zhì)有關(guān)。綜上可知細菌、火山爆發(fā)和盆地深部熱液活動等也可為古湖泊生產(chǎn)力提供營養(yǎng)來源。

四、結(jié)束語

綜上所述，湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成與藻類堆積物和浮游生物息息相關(guān)，同時一些微生物和細菌等也可提供一定的生產(chǎn)力；目前關(guān)于古湖泊生產(chǎn)力的評估主要分為定性判斷和定量計算兩種，應(yīng)用時應(yīng)綜合考慮古海洋方法對于古湖泊的適用性；陸源營養(yǎng)鹽的輸入一般被認為是古湖泊生產(chǎn)力的重要營養(yǎng)來源之一，同時細菌、火山爆發(fā)和盆地深部熱液活動等也可為古湖泊生產(chǎn)力提供營養(yǎng)來源。

[1]Katz B J.Factors controlling the development of lacustrine petroleum source rocks-An update[J].A APG Studies in Geology,1995,40.

[2]尹秀珍.松遼盆地中部晚白堊世早期古湖泊生產(chǎn)研究[D]：博士學(xué)位論文.2008.

[3]張林曄.湖相烴源巖研究進展[J].石油實驗地質(zhì)，2008;30(6).

[4]陳治軍，高怡紅，李科社.二連盆地下白堊統(tǒng)烴源巖特征及其對油氣分布的影響[J].科技導(dǎo)報，2014;32(32).

[5]馮子輝，方偉，李振廣，等.松遼盆地陸相大規(guī)模優(yōu)質(zhì)烴源巖沉積環(huán)境的地球化學(xué)標(biāo)志[J].中國科學(xué)：地球科學(xué)，2011；41(9).

[6]金強.深水和淺水鹽湖相生油巖沉積及其石油地球化學(xué)特征[J].沉積學(xué)報，1991;9(2):114-120.

[7]曹劍.古老堿湖優(yōu)質(zhì)烴源巖：準(zhǔn)噶爾盆地下二疊統(tǒng)風(fēng)城組[J].石油學(xué)報，2015;36(7):781-790.

[8]秦建中.青藏高原羌塘盆地有機相展布與成烴模式[J].石油實驗地質(zhì),2006,28(3).

[9]朱光有，金強，張善文，等.渤南洼陷鹽湖-咸水湖沉積組合及其油氣聚集[J].礦物學(xué)報，2004；24(1).

[10]Kel ts K.湖相烴源巖的沉積環(huán)境:緒論[A].見:汪品先,劉傳聯(lián)編.古湖泊論文集.北京:海洋出版社,1991.

[11]王廣利，張林曄，王鐵冠.3β-烷基甾烷在中國古近系陸相沉積中的發(fā)現(xiàn)及其地質(zhì)意義[J].科學(xué)通報，2006,51(2).

[12]鄭綿平.論中國鹽湖[J].礦床地質(zhì)，2001；20(2).

[13]劉春蓮,Franz T Fǔrsich,白雁,等.三水盆地古近系湖相沉積巖的氧、碳同位素地球化學(xué)記錄及其環(huán)境意義[J].沉積學(xué)報,2004,22(1).

[14]徐金鯉,祝幼華.微體浮游植物化石在古湖泊研究中的應(yīng)用.見:汪品先,劉傳聯(lián)主編.含油盆地古湖泊學(xué)研究方法.北京:海洋出版社,1993.

[15]Reuss N,Conley D J,Bianchi T S.Preservation conditions and the use of sediment pigments as a tool for recent evological reconstruction in four Northern European estuaries[J].Marine Chemistry,2005,95.

[16]Hakanson L,Jansson M.Principles of lake sedimentology[J].Springer-Verlag,1983,310～320.

[17]孫平昌.松遼盆地東南部上白堊統(tǒng)含油頁巖系有機質(zhì)富集環(huán)境動力學(xué)[D]：博士學(xué)位論文，2013.

[18]熊林芳.坳陷型富烴凹陷優(yōu)質(zhì)烴源巖的形成環(huán)境-以鄂爾多斯盆地長7烴源巖為例[D]：博士學(xué)位論文2015.

徐川(1992.8-)，安徽合肥，碩士在讀，吉林大學(xué)，研究方向是石油地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)和油頁巖成礦理論研究；王克兵(1991.10-)，安徽六安，碩士在讀，吉林大學(xué)，研究方向是石油地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)和油頁巖成礦理論研究。