塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)古生界原油碳同位素組成及油源探討

朱心健，陳?ài)`發(fā)，伍建軍,，王藝繁，張寶收，張科，賀禮文

（1. 中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2. 中國(guó)石油塔里木油田公司，新疆庫(kù)爾勒 841000）

塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)古生界原油碳同位素組成及油源探討

朱心健1，陳?ài)`發(fā)1，伍建軍1,2，王藝繁1，張寶收2，張科2，賀禮文1

（1. 中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 102249；2. 中國(guó)石油塔里木油田公司，新疆庫(kù)爾勒 841000）

基于塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)寒武系—奧陶系烴源巖干酪根樣品以及古生界原油樣品的碳同位素組成特征，探討臺(tái)盆區(qū)古生界原油的成因和來(lái)源。臺(tái)盆區(qū)寒武系至少發(fā)育下寒武統(tǒng)以及中—上寒武統(tǒng) 2套碳同位素組成具有明顯差異的烴源巖，其中，下寒武統(tǒng)烴源巖干酪根碳同位素組成明顯偏輕，中—上寒武統(tǒng)烴源巖干酪根碳同位素組成相對(duì)偏重，而奧陶系烴源巖則介于兩者之間。臺(tái)盆區(qū)古生界原油的碳同位素組成分布范圍較大，其δ13C值為-35.2‰～-28.1‰，其中δ13C值為-34.0‰左右相對(duì)富集輕碳同位素的原油應(yīng)主要來(lái)源于下寒武統(tǒng)烴源巖，δ13C值為-29.0‰左右相對(duì)富集重碳同位素的原油應(yīng)主要來(lái)源于中—上寒武統(tǒng)烴源巖，碳同位素組成居中的原油不能排除寒武系烴源巖的貢獻(xiàn)。分析認(rèn)為，寒武系烴源巖具有主力烴源巖的條件，臺(tái)盆區(qū)深層油氣勘探潛力巨大。圖6表2參47

塔里木盆地；寒武系；奧陶系；海相油氣；油源；碳同位素組成

0 引言

塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)（簡(jiǎn)稱臺(tái)盆區(qū)）古生界海相油氣的成因和來(lái)源一直是一個(gè)頗有爭(zhēng)議的問(wèn)題，制約著臺(tái)盆區(qū)深層油氣勘探[1-4]。前人通過(guò)分析原油及烴源巖的生物標(biāo)志物組成特征，認(rèn)為來(lái)源于寒武系的原油生物標(biāo)志物具有6高1低的特征（即C28甾烷、伽馬蠟烷、三芳甲藻甾烷、4-甲基甾烷、24-降膽甾烷、三環(huán)萜烷含量相對(duì)較高，重排甾烷含量相對(duì)較低），而來(lái)源于奧陶系的原油生物標(biāo)志物具有相反的特征，以此來(lái)確定油源是寒武系還是奧陶系[5-8]。通過(guò)研究原油碳同位素組成特征發(fā)現(xiàn)，來(lái)源于寒武系的原油碳同位素比來(lái)源于奧陶系的原油碳同位素偏重，由此認(rèn)為塔里木盆地寒武系烴源巖生成的原油應(yīng)該富集重碳同位素，而奧陶系烴源巖生成的原油應(yīng)該富集輕碳同位素[9-12]。

2013年，中深1井在寒武系膏鹽巖層以下（簡(jiǎn)稱鹽下）白云巖儲(chǔ)集層獲得工業(yè)油氣流，對(duì)臺(tái)盆區(qū)海相烴源巖的認(rèn)識(shí)提出了新的挑戰(zhàn)[13-20]。根據(jù)地質(zhì)背景判斷，中深 1井寒武系鹽下白云巖儲(chǔ)集的油氣應(yīng)來(lái)自于寒武系烴源巖[17]；另外，該井寒武系油氣的地球化學(xué)特征與目前對(duì)寒武系原油的認(rèn)識(shí)存在很大差異，而與奧陶系原油相似[9]。從地質(zhì)條件分析，中深1井寒武系原油不會(huì)來(lái)自?shī)W陶系，由此表明，目前對(duì)寒武系原油地球化學(xué)特征的認(rèn)識(shí)可能不全面。

臺(tái)盆區(qū)古生界油氣藏埋藏深，熱演化程度相對(duì)較高，一些指示母質(zhì)來(lái)源、沉積環(huán)境的生物標(biāo)志化合物受到熱演化的影響而發(fā)生變化。隨著成熟度增高，原油以及烴源巖生物標(biāo)志化合物中熱穩(wěn)定性相對(duì)較差的組分逐漸減少，因此其常規(guī)生物標(biāo)志化合物特征表現(xiàn)出一定的趨同性。此外，熱演化程度較高的原油中生物標(biāo)志化合物的總體濃度也會(huì)明顯降低，因此當(dāng)不同成熟度的原油發(fā)生混合時(shí)，其生物標(biāo)志化合物的特征會(huì)發(fā)生明顯變化[21]。由于臺(tái)盆區(qū)古生界油氣藏?zé)嵫莼潭认鄬?duì)較高并存在多套烴源巖，從而使得生物標(biāo)志化合物用于臺(tái)盆區(qū)油源研究易出現(xiàn)多解性。

大量研究結(jié)果表明，原油的碳同位素組成主要受控于烴源巖有機(jī)碳同位素組成[11-12,22-25]。熱演化作用對(duì)原油碳同位素組成的影響程度相對(duì)較小，在熱演化過(guò)程中原油的碳同位素組成變化一般不會(huì)超過(guò)2‰[22-23]。因此原油碳同位素組成可作為探討臺(tái)盆區(qū)深層油氣成因及來(lái)源的有效手段。

中深1井、中深5井寒武系的原油碳同位素組成相對(duì)偏輕，與全球寒武系原油的碳同位素組成偏輕的特征較為一致，δ13C值一般小于-34‰[26-30]。原油碳同位素組成特征顯示臺(tái)盆區(qū)寒武系原油可能不是只有碳同位素組成較重的一類，也不能簡(jiǎn)單認(rèn)為臺(tái)盆區(qū)相對(duì)富集輕碳同位素的原油就是來(lái)自?shī)W陶系烴源巖。為了進(jìn)一步明確臺(tái)盆區(qū)海相原油的成因和來(lái)源，本文重點(diǎn)研究臺(tái)盆區(qū)古生界原油碳同位素組成特征，并結(jié)合寒武系—奧陶系不同層位烴源巖干酪根碳同位素組成，探討臺(tái)盆區(qū)主力烴源層，為下一步油氣勘探提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

塔里木盆地是在前震旦系陸殼基底上發(fā)育起來(lái)的大型疊合盆地，臺(tái)盆區(qū)主要包括塔北隆起、塔中隆起、巴楚隆起、塔東隆起以及北部坳陷等，為發(fā)育古生界海相沉積的構(gòu)造單元（見(jiàn)圖1）。目前臺(tái)盆區(qū)的主要勘探目標(biāo)為古生界油氣藏，主要烴源層為奧陶系及中—上寒武統(tǒng)突爾沙克塔格組、莫合爾山組烴源巖以及下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組、西大山組烴源巖等[4-8,31]。現(xiàn)有認(rèn)識(shí)表明奧陶系烴源巖主要分布在塔中、塔北等臺(tái)地斜坡地帶；中—上寒武統(tǒng)烴源巖主要分布在塔東地區(qū)；下寒武統(tǒng)烴源巖主要分布于巴楚隆起北段柯坪—巴楚地區(qū)以及塔東環(huán)滿加爾地區(qū)[8]。目前臺(tái)盆區(qū)古生界儲(chǔ)集層分布于寒武系、奧陶系、志留系、石炭系等，主力儲(chǔ)集層為奧陶系、石炭系，不同地區(qū)的儲(chǔ)集層時(shí)代存在一定的差異（見(jiàn)圖2）。

圖1 塔里木盆地構(gòu)造劃分、露頭剖面及主要采樣油氣田分布圖

圖2 塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)古生界綜合柱狀圖

2 樣品與實(shí)驗(yàn)

在臺(tái)盆區(qū)10個(gè)油氣田的寒武系、奧陶系、志留系、石炭系等層位采集了133個(gè)原油樣品（見(jiàn)圖1），進(jìn)行全油穩(wěn)定碳同位素組成研究。烴源巖樣品主要采自寒武系—奧陶系，其中寒武系烴源巖樣品采自巴楚隆起的和 4井、塔北隆起的星火 1井、塔東隆起的塔東2井、盆地西部柯坪—阿克蘇地區(qū)的露頭剖面（蘇蓋特布拉克、肖爾布拉克、什艾日克）、盆地東部庫(kù)魯克塔格露頭剖面等；奧陶系烴源巖樣品采自塔北隆起的輪南46井及柯坪地區(qū)大灣溝露頭剖面等（見(jiàn)圖1）。按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 19144—2010《沉積巖中干酪根分離方法》，將烴源巖樣品進(jìn)行抽提、分離獲得干酪根，并分析、測(cè)定干酪根的碳同位素組成。

樣品的穩(wěn)定碳同位素組成檢測(cè)在中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。實(shí)驗(yàn)方法均按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18340.2—2010《有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定碳同位素組成測(cè)定》進(jìn)行。數(shù)據(jù)按碳同位素組成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（PDB標(biāo)準(zhǔn)）計(jì)算。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析誤差小于0.1‰。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

3.1 原油及烴源巖碳同位素組成特征

133個(gè)原油樣品碳同位素組成分析結(jié)果顯示（見(jiàn)表 1），臺(tái)盆區(qū)古生界原油的δ13C值為-35.2‰～-28.1‰，不同地區(qū)的碳同位素組成具有一定的規(guī)律。位于臺(tái)盆區(qū)西部巴楚隆起麥蓋提斜坡帶的巴什托普地區(qū)原油碳同位素組成相對(duì)較輕（δ13C值為-35.2‰～-33.1‰），和田河地區(qū)原油碳同位素組成相對(duì)偏重（δ13C值為-29.7‰～-28.1‰）。位于臺(tái)盆區(qū)北部的塔北隆起西段英買 2井區(qū)原油的δ13C值為-33.8‰～-32.5‰，塔北隆起東段輪南、哈得遜、解放渠地區(qū)的原油δ13C值為-32.5‰～-30.8‰。位于臺(tái)盆區(qū)中部的塔中地區(qū)除中深井區(qū)外古生界原油的δ13C值為-33.2‰～-29.8‰，變化幅度相對(duì)較大。

表1 臺(tái)盆區(qū)古生界原油碳同位素組成特征

塔北地區(qū)的原油碳同位素組成在平面上顯示出由西向東逐漸變重的規(guī)律（見(jiàn)圖3），如從西部英買2井區(qū)向哈拉哈塘、輪南至東部的解放渠地區(qū)碳同位素組成平均值從-33.1‰變化到-31.6‰。塔中地區(qū)的原油碳同位素組成在縱向上表現(xiàn)為產(chǎn)自石炭系以及志留系等地層的原油碳同位素組成相對(duì)偏輕（δ13C值為-33.2‰～-32.1‰），而來(lái)自?shī)W陶系的原油碳同位素組成相對(duì)偏重（其δ13C值主要為-31.5‰～-30.5‰）（見(jiàn)圖4）。

原油的碳同位素組成主要受控于其生烴母質(zhì)，受熱演化以及運(yùn)移等影響較小。臺(tái)盆區(qū)不同地區(qū)和探井寒武系—奧陶系烴源巖干酪根碳同位素組成的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，寒武系烴源巖干酪根碳同位素組成具有明顯的雙峰特征（見(jiàn)圖5），其中下寒武統(tǒng)烴源巖干酪根的碳同位素組成相對(duì)偏輕（δ13C值主要為-36.0‰～-34.0‰），中—上寒武統(tǒng)烴源巖干酪根的碳同位素組成相對(duì)偏重（δ13C值主要為-30.0‰～-27.0‰）；奧陶系烴源巖與中—上寒武統(tǒng)烴源巖的干酪根碳同位素組成總體相近、略偏輕（δ13C值主要為-31.0‰～-28.0‰）。

圖3 塔北地區(qū)原油碳同位素組成平面分布直方圖

圖4 塔中地區(qū)原油碳同位素組成縱向分布直方圖

圖5 臺(tái)盆區(qū)不同烴源巖碳同位素組成分布特征

烴源巖有機(jī)質(zhì)碳同位素組成主要受到母質(zhì)來(lái)源以及沉積環(huán)境的影響。早寒武世，全球發(fā)生了廣泛的海平面上升及大洋缺氧事件，全球CO2含量較高，O2含量較低，處于偏還原環(huán)境，在較高的 CO2環(huán)境中生物本身相對(duì)富集輕碳同位素；另一方面，在相對(duì)還原的沉積環(huán)境下有機(jī)質(zhì)消耗較少，有機(jī)質(zhì)中12C組分消耗較少，因此，早寒武世形成的烴源巖中有機(jī)質(zhì)相對(duì)富集輕碳同位素。臺(tái)盆區(qū)在早寒武世以強(qiáng)還原沉積環(huán)境為主[32-33]，下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組烴源巖中富集芳基類異戊二烯烴等生物標(biāo)志化合物，表明該套烴源巖形成于厭氧、強(qiáng)還原的沉積環(huán)境。研究表明缺氧條件下厭氧細(xì)菌等生物先質(zhì)的碳同位素組成偏輕，該時(shí)期這類相對(duì)富集輕碳同位素的厭氧細(xì)菌較為發(fā)育[34-36]，而芳基類異戊二烯烴等化合物的富集也表明臺(tái)盆區(qū)早寒武世硫細(xì)菌等微生物發(fā)育[37]。劉文匯等[38]研究表明臺(tái)盆區(qū)寒武系烴源巖中不同生物先質(zhì)的碳同位素組成存在一定差異，其中以浮游藻類為主的烴源巖碳同位素組成明顯偏重，以底棲類生物為主的烴源巖碳同位素組成明顯偏輕，推測(cè)塔里木盆地在早寒武世底棲生物相對(duì)較為發(fā)育。因此，寒武紀(jì)早期特殊的厭氧細(xì)菌和缺氧、強(qiáng)還原環(huán)境是造成臺(tái)盆區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)碳同位素組成偏輕的主要原因。在中—晚寒武世，隨著O2含量逐漸升高，沉積環(huán)境相對(duì)偏氧化，促使浮游生物等大量繁殖，導(dǎo)致中—上寒武統(tǒng)及奧陶系烴源巖有機(jī)質(zhì)碳同位素相對(duì)于下寒武統(tǒng)偏重[39-40]。不同層位烴源巖中有機(jī)質(zhì)碳同位素組成的差異與臺(tái)盆區(qū)早古生代生源-環(huán)境的系統(tǒng)變化密切相關(guān)。

3.2 原油分類及油源分析

在前人研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合臺(tái)盆區(qū)地質(zhì)背景、原油及烴源巖干酪根碳同位素組成特征，將臺(tái)盆區(qū)古生界原油劃分為3類（見(jiàn)表2）。

表2 臺(tái)盆區(qū)古生界原油碳同位素組成及分類

Ⅰ類原油的碳同位素組成為-35.2‰～-33.1‰，平均為-34.3‰，包括巴楚隆起麥蓋提斜坡帶的巴什托普油田群5井、群古1井的原油以及塔中地區(qū)中深5井的下寒武統(tǒng)吾松格爾組原油等。這類原油的碳同位素組成與下寒武統(tǒng)烴源巖的碳同位素組成具有較好可比性。其中，巴什托普油田位于巴楚隆起麥蓋提斜坡帶北段的巴什托普斷裂北側(cè)，巴什托普斷裂向南傾斜，向下斷至寒武系，可有效溝通寒武系油源[41-42]，該斷裂的存在提供了良好的油氣垂向運(yùn)移通道（見(jiàn)圖 6），且巴楚隆起北段發(fā)育有下寒武統(tǒng)玉爾吐斯組優(yōu)質(zhì)烴源巖，而奧陶系烴源巖在該區(qū)不發(fā)育，據(jù)此判識(shí)該地區(qū)原油應(yīng)來(lái)自下寒武統(tǒng)烴源巖。中深 5井寒武系白云巖儲(chǔ)集層上覆巨厚膏鹽巖層，油氣很難從上部奧陶系通過(guò)膏鹽巖層向下發(fā)生運(yùn)移，其原油碳同位素組成與下寒武統(tǒng)烴源巖干酪根的碳同位素組成具有良好的可比性，故推測(cè)中深5井的油氣也來(lái)自下寒武統(tǒng)烴源巖。

圖6 巴什托普油田油藏剖面示意圖

全球典型寒武系原油碳同位素組成的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，寒武系底部原油具有輕碳同位素組成的特征，其δ13C值一般小于-34‰。例如阿曼盆地下寒武統(tǒng)原油δ13C平均值為-34.5‰左右[29]，東西伯利亞盆地寒武系底部原油的δ13C平均值為-35.1‰左右[30]。前已述及，在早寒武世，全球較特殊的沉積環(huán)境以及生源是造成碳同位素組成明顯偏輕的主要因素，臺(tái)盆區(qū)這類具有輕碳同位素組成特征的原油與世界其他盆地典型寒武系底部原油的碳同位素組成具有較好的可比性。由此可以認(rèn)為，臺(tái)盆區(qū)相對(duì)富集輕碳同位素的原油（δ13C值為-34‰左右）應(yīng)來(lái)自于強(qiáng)還原沉積環(huán)境中形成的下寒武統(tǒng)烴源巖。

Ⅱ類原油以塔東 2井及和田河地區(qū)原油為代表，其δ13C值為-29.7‰～-28.5‰，平均為-28.9‰。其中，塔東 2井的原油形成于盆地相，和田河地區(qū)的原油形成于臺(tái)地相，這類原油的碳同位素組成與中—上寒武統(tǒng)烴源巖具有較好的可對(duì)比性。前人通過(guò)研究生物標(biāo)志化合物等地球化學(xué)特征發(fā)現(xiàn)這類原油的生物標(biāo)志化合物具有6高1低的特征，碳同位素組成明顯偏重，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為它們應(yīng)來(lái)源于臺(tái)盆區(qū)發(fā)育的寒武系烴源巖[9-12,43-44]。如前所述，臺(tái)盆區(qū)下寒武統(tǒng)烴源巖具有相對(duì)較輕的碳同位素組成，這些相對(duì)富集重碳同位素的原油不可能來(lái)自下寒武統(tǒng)烴源巖，但其與臺(tái)盆區(qū)相對(duì)富集重碳同位素的中—上寒武統(tǒng)烴源巖具有較好可比性。在前人研究基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)背景及碳同位素組成特征，可以判斷這類相對(duì)富集重碳同位素的原油主要應(yīng)來(lái)自中—上寒武統(tǒng)烴源巖。

Ⅲ類原油的碳同位素組成為-33.8‰～-29.8‰，平均為-32.1‰。這類原油在臺(tái)盆區(qū)廣泛分布，主要儲(chǔ)集于奧陶系，在石炭系及志留系等地層也有發(fā)現(xiàn)。油氣成藏以及地球化學(xué)研究結(jié)果表明這些原油主要為混源油[11-12]。如前所述，由于臺(tái)盆區(qū)奧陶系烴源巖干酪根的δ13C值主要分布于-31‰～-28‰，其生成原油的δ13C值可能分布于-32‰～-30‰；依據(jù)下寒武統(tǒng)烴源巖與中—上寒武統(tǒng)烴源巖干酪根碳同位素組成特征判斷，由這 2套烴源巖所生原油形成的混源油，其δ13C值也可能分布于-33‰～-30‰。在這種情況下，單獨(dú)依據(jù)原油的碳同位素組成很難確定這類原油的烴源巖。

由于塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)寒武紀(jì)—奧陶紀(jì)均為海相沉積環(huán)境，且古生界原油熱演化程度較高，因此源于下寒武統(tǒng)和源于奧陶系烴源巖的原油在生物標(biāo)志化合物等特征上也表現(xiàn)出一定相似性，從而制約了對(duì)寒武系來(lái)源原油特征的認(rèn)識(shí)[17]。Ⅲ類原油究竟主要來(lái)自?shī)W陶系烴源巖，還是來(lái)自寒武系不同層段烴源巖生成原油的混合，需要結(jié)合烴源巖的時(shí)空分布和相關(guān)地區(qū)的地質(zhì)背景，綜合其他地球化學(xué)指標(biāo)及油氣成藏特征等進(jìn)一步研究、厘定。

3.3 地質(zhì)意義

原油碳同位素組成具有明顯的繼承性，主要受控于烴源巖有機(jī)質(zhì)的碳同位素組成，而熱演化程度和運(yùn)移等因素對(duì)其影響相對(duì)較小。臺(tái)盆區(qū)存在 3類不同碳同位素組成特征的原油，反映了臺(tái)盆區(qū)早古生代生源-環(huán)境的復(fù)雜性。通過(guò)對(duì)臺(tái)盆區(qū)古生界原油與下古生界烴源巖的碳同位素組成特征的對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)巴什托普地區(qū)以及中深 5井等原油與下寒武統(tǒng)烴源巖的碳同位素組成有良好可比性，而塔東 2井等原油與中上寒武統(tǒng)烴源巖的碳同位素組成有較好可比性。

臺(tái)盆區(qū)不僅存在前人已指出的碳同位素組成較重的一類寒武系原油，還存在一類具有輕碳同位素組成特征的寒武系原油。因此將碳同位素組成較重的原油（δ13C值為-29‰左右）作為臺(tái)盆區(qū)寒武系烴源巖生成原油的典型代表存在明顯的局限性，這可能與當(dāng)時(shí)的資料相對(duì)局限，得出的認(rèn)識(shí)不夠全面有關(guān)。因此，不能片面地認(rèn)為塔里木盆地寒武系烴源巖僅能生成相對(duì)富集重碳同位素這一類原油。

現(xiàn)有研究成果表明臺(tái)盆區(qū)寒武系烴源巖分布廣、厚度大、有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較高，具備了成為主力烴源巖的條件；而奧陶系烴源巖平面上分布較為局限、厚度較薄、有機(jī)質(zhì)豐度相對(duì)較低，顯示出一定的局限性[8,45-47]。如前所述，下寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)的碳同位素組成相對(duì)較輕（δ13C值主要分布于-36‰～-34‰），中—上寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)的碳同位素組成相對(duì)偏重（δ13C值主要分布于-30‰～-27‰）。二者生成的原油混合成藏后其δ13C值可能分布于-33‰～-30‰。因此，不能排除臺(tái)盆區(qū)第Ⅲ類原油來(lái)自寒武系烴源巖的可能性，但也不能否定奧陶系烴源巖的貢獻(xiàn)。由此可見(jiàn)，寒武系烴源巖具備成為臺(tái)盆區(qū)主力烴源巖的地質(zhì)-地球化學(xué)條件，深層寒武系油源條件充足，具有較大勘探潛力，也拓寬了塔里木盆地寒武系乃至古生界的油氣勘探領(lǐng)域。

4 結(jié)論

碳同位素組成分析表明塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)寒武系至少發(fā)育下寒武統(tǒng)以及中—上寒武統(tǒng) 2套碳同位素組成具有明顯差異的烴源巖，其中，下寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)碳同位素組成明顯偏輕，中—上寒武統(tǒng)烴源巖有機(jī)質(zhì)碳同位素組成相對(duì)偏重，其差異主要受到母質(zhì)來(lái)源以及沉積環(huán)境的影響。

原油碳同位素組成特征表明，塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)寒武系烴源巖所生原油既有δ13C值為-29‰左右相對(duì)富集重碳同位素的，也有δ13C值為-34‰左右相對(duì)富集輕碳同位素的。相對(duì)富集輕碳同位素的原油主要來(lái)自于下寒武統(tǒng)烴源巖，相對(duì)富集重碳同位素的原油主要來(lái)自于中—上寒武統(tǒng)烴源巖。不能將δ13C值為-29‰左右富集重碳同位素的原油確定為臺(tái)盆區(qū)寒武系烴源巖生成的唯一原油類型。

根據(jù)臺(tái)盆區(qū)下古生界不同層位烴源巖的地質(zhì)-地球化學(xué)特征，判斷寒武系烴源巖滿足了成為主力烴源巖的條件，由此揭示出臺(tái)盆區(qū)古生界油氣勘探潛力巨大。這一認(rèn)識(shí)對(duì)明確塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)古生界油氣的來(lái)源并為拓寬塔里木盆地寒武系乃至古生界的油氣勘探領(lǐng)域提供了重要依據(jù)。

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Carbon isotopic compositions and origin of Paleozoic crude oil in the platform region of Tarim Basin, NW China

ZHU Xinjian1, CHEN Jianfa1, WU Jianjun1,2, WANG Yifan1, ZHANG Baoshou2, ZHANG Ke2, HE Liwen1
(1.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting,China University of Petroleum,Beijing102249,China; 2.PetroChina Tarim Oilfield Company,Xinjiang Korla841000,China)

Based on the carbon isotopic compositions of Cambrian-Ordovician source rocks Kerogen Samples and Paleozoic crude oil in the platform region of Tarim Basin, the origin and source of Paleozoic crude oil were investigated. There are at least two sets of source rocks with different carbon isotope compositions in the Cambrian, the Lower Cambrian source rock with lighter carbon isotope composition and Middle-Upper Cambrian source rock with heavier carbon isotope composition, while the Ordovician source rock is somewhere in between. Theδ13C values of Paleozoic crude oil samples are wide in distribution range, from -35.2‰ to -28.1‰. The crude oil with lighter carbon isotopic compositions (δ13C<-34.0‰) was mainly derived from Lower Cambrian source rock, and the crude oil with heavier carbon isotopic composition (δ13C>-29.0‰) was mainly derived from the Middle-Upper Cambrian source rocks, and the crude oil withδ13C value in between may be derived from Cambrian source rocks. It is concluded through analysis that the Cambrian source rock could become the major source rock in the Tarim Basin and the platform region has huge potential oil and gas resources in the deep formations.

Tarim Basin; Cambrian; Ordovician; marine hydrocarbon; oil source; carbon isotope composition

國(guó)家科技重大專項(xiàng)（2016ZX05007-003）；國(guó)家自然科學(xué)基金（41572108）

TE122.1

A

1000-0747(2017)06-0997-08

10.11698/PED.2017.06.19

朱心健, 陳?ài)`發(fā), 伍建軍, 等. 塔里木盆地臺(tái)盆區(qū)古生界原油碳同位素組成及油源探討[J]. 石油勘探與開發(fā),2017, 44(6): 997-1004.

ZHU Xinjian, CHEN Jianfa, WU Jianjun, et al. Carbon isotopic compositions and origin of Paleozoic crude oil in the platform region of Tarim Basin, NW China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(6): 997-1004.

朱心?。?991-），男，湖北廣水人，現(xiàn)為中國(guó)石油大學(xué)（北京）在讀博士研究生，主要從事地球化學(xué)方面的研究。地址：北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào)，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，郵政編碼：102249。E-mail：xjzhus@163.com

聯(lián)系作者簡(jiǎn)介：陳?ài)`發(fā)（1961-），男，湖南耒陽(yáng)人，博士，中國(guó)石油大學(xué)（北京）教授，主要從事地球化學(xué)、油氣成藏方面的研究。地址：北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào)，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，郵政編碼：102249。E-mail：jfchen@cup.edu.cn

2017-03-23

2017-10-23

（編輯 王暉）