內(nèi)蒙古扎魯特盆地陶海營(yíng)子剖面林西組烴源巖生物標(biāo)志化合物特征及意義.docx

1、內(nèi)蒙古扎魯特盆地陶海營(yíng)子剖面林西組爛源巖生物標(biāo)志化合物特征及意義唐友軍，馬忠梅，蔣興超TANGYoujun,MAZhong-mei,JIANGXingchao長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與勘探技術(shù)赦育部重點(diǎn)實(shí)臉室，地球環(huán)境與水資源學(xué)院，湖北武漢430100KeyLaboraioryofExplorationTechnologiesforOilandGasResources,MinistryofEducation,SchoolofEarthEnvironmentandWaterResources,YangtzeUniversity,Wuhan430100,Hubei,China摘要：采用氣相色諾、氣相色諾-

2、質(zhì)諾技術(shù)，研究了扎魯特盆地陶海營(yíng)子割面林西組炷源巖的生物標(biāo)志化合物特征，制析其孩含的有機(jī)質(zhì)生源、沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)熱演化程度等方面的信息及地質(zhì)地球化學(xué)意義。林西組燃源巖飽和烷氣色譜以前峰型”的單峰分布為主，主垛碳以Cjj為主，表明有機(jī)質(zhì)來源以混合有機(jī)質(zhì)為主；Pr/Ph值主要介于0.30.6之間，植烷優(yōu)勢(shì)較明顯，指示為強(qiáng)還原的沉枳環(huán)境。林西組煌源巖具有長(zhǎng)側(cè)鏈的三環(huán)蒞炫豐窩、伽馬蠟烷含量高和辱笛坑分布占優(yōu)勢(shì)的分子化石組合特征，伽馬蠟炕比值為0.157).29,平均值為0.19,說明蛛西組短源巖形成于微成水一半成水環(huán)境；覆烷與笛烷的含量比值主要分布于0.6-1.。之間，平均值為0.84,表明細(xì)菌和藻類

3、對(duì)有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)大致相當(dāng)；Cr密烷豐度較高，Cz(苗坑)/C倍烷)的比值為1.13,表明生炷母質(zhì)生源構(gòu)成是低等水生生物藻類來源的有機(jī)質(zhì)特征。關(guān)鍵詞：扎魯特盆地；林西組；烷源房；生物標(biāo)志化合物中圖分類號(hào)：TE122.V13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1671-2552(2013)08-1315-07TangYJ,MaZM,JiangXC.CharacteristicsandsignificanceofbiomarkercompoundsofLinxiFormationhydrocarbonsourcerocksalongTaohaiyingzisectioninZhalutebasin,InnerMo

4、ngolia.GeologicalBulletinofChina2013,32(8):1315-1321Abstract:Basedongaschromatographyandgaschromatographymassspectrometrytechniques,theauthorsstudiedthecharacteris-ticsofbiomarkercompoundsofLiiixiFormationhydrocarbonsourcerocksalongTaohaiyingzisectioninZhalutebasin,andanalyzedtheinformationandgeolog

5、icalandgeochemicalsignificanceindicatedbysourcesoforganicmatter,sedimentaryenvironment,thedegreeofthethemulevolutionofo%anicmatterandsomeotherfactors.GaschromatographypeaksofsaturatedhydrocarbonsfromLinxiFormationsourcerocksshowthefrontalpeaktype*ofthesinglepeakdistributionandtheCB-dominantmainpeako

6、fcarbon.Thisindicatesthatthemainsourcesoforganicmatterweremixedorganicmatter;Pr/Phratiosrangefrom0.3to0.6,suggestingastronglyreducingsedimentaryenvironment.MolecularfossilassemblagesofLinxiFormationsourcerockshaveabundanttricyclicterpanewithlongsidechainsandhighlevelofgammaceranc,andshowdominantdist

7、ributionofCj?steranes.Gam-macerancratiosrangefrom0.15to0.29,withanaverageof0.19,implyingchatLinxiFormationhydrocarbonsourcerockswereformedinanenvironmentofmicro-saltwaterwatertohdf-saltwaterwater;thehopanes/steranesratiosaremainlybetween0.6and1.0,withanaverageof0.84,implyingthatbacteriaandalgaehadal

8、mostthesamecontributiontoorganicmatter.TheabundanceofCzsteranesishigh,andtheratioofsteranes/Cj,steranesis1.13,showingthatalgawasthemainsourceofhydrocarbonprecursors.Keywords:Zhalutebasin;LinxiFonnation;hydrocarbonsourcerocks;biologicalmarkercompound收稿日期：2012-（）6-15；修訂日期：2013-07-22資助項(xiàng)目：中國(guó)地質(zhì)調(diào)夜局項(xiàng)目（編玲：1

9、212010782001）、湖北省自然某金項(xiàng)目（編號(hào)：2010CDB（）4305）、湖北省教育廳重點(diǎn)項(xiàng)目（編號(hào)：D20131201）、荊州市科技發(fā)展汁劃項(xiàng)目（編號(hào)：2012CA18）、油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課!（編號(hào)：2009005）作者簡(jiǎn)介：唐友軍（1975-）.男，在讀博士生，副教授.從事石油地質(zhì)的教學(xué)與科學(xué)研究。E-mail：youjuntang陶海替F林西緝“繇頭濕巖$、3海全立3E*圖1陶海哲子剖面林西紋炷源巖TOC直方圖Fig.1TOChistogramofhydrocarbonsourcerocksfromLmxiFonnationalongTaohaiyingzise

10、ction3530252015105生物標(biāo)志化合物是指沉積有機(jī)質(zhì)或礦物燃料（如原油和煤）中那些來源J-活的生物體，在有機(jī)質(zhì)的演化過程中具有-定的穩(wěn)定性、基本保存了原始化學(xué)組分的炭骨架特征，沒有或較少發(fā)生變化，記錄f原始4:.物母質(zhì)的特殊分子結(jié)構(gòu)信息的有機(jī)化合物，具有特殊的標(biāo)志性意義。氣目前，生物標(biāo)志化合物在石油地質(zhì)研究領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以F兒個(gè)方.伸F：指示有機(jī)質(zhì)的生物來源特征；指示有機(jī)質(zhì)的沉積環(huán)境意義；反映有機(jī)質(zhì)的成熟演化特征；有效的油氣源對(duì)比指標(biāo)；研究油藏原油的次生作用程度。尤H在低勘探程度野外祝頭樣品研究中，生物標(biāo)志化合物蘊(yùn)藏的信息能較好地反映有機(jī)質(zhì)的來源、沉枳環(huán)境與熱演化“一五”期間

11、，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開展了松遼盆地及外圍地區(qū)針對(duì)上古生界（石炭系一二樓系）油氣基礎(chǔ)地質(zhì)的調(diào)查，查明上占生界除局部遭受不同程度的動(dòng)力接觸變質(zhì)或熱力變質(zhì)外，并沒有發(fā)生區(qū)域變質(zhì)作用叫初步任明本區(qū)石炭系一二存系在區(qū)域上分布4套上源巖,其中林西組與源巖單層和累計(jì)厚度大、分布廣，依據(jù)有機(jī)碳、成熟度、干略根類型等指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)為中等好等源巖閔沈陽地質(zhì)調(diào)住中心承擔(dān)的國(guó)土資源大調(diào)查項(xiàng)目松遼外圍中新生代盆地群油氣地質(zhì)綜合調(diào)查，對(duì)松遼盆地外圍的新區(qū)、新層系開展了基礎(chǔ)地質(zhì)工作,調(diào)查初步結(jié)果表明，上二整統(tǒng)林西組主要為-套含暗色泥巖的濱淺湖一半深湖沉積，Y期可能存在微成水的海陸過渡相沉積；扎件特盆地周邊出露的上二登統(tǒng)林西組黑色

12、泥巖層系脂度大、有機(jī)質(zhì)豐度較25高，是套良好的炷源巖層，但從生物標(biāo)志化合物角度探討林西組炷源巖的性質(zhì)未見報(bào)道。本文擬采用氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜技術(shù)，以扎咎特盆地陶海營(yíng)子剖面林西組燉源巖為研究目標(biāo)，剖析其生物標(biāo)志化合物分布特征.解譯其蘊(yùn)含的有機(jī)質(zhì)生源、沉積環(huán)境、有機(jī)質(zhì)熱演化程度等方而的信息。1樣品與實(shí)驗(yàn)分析在陶海營(yíng)子地區(qū)，林西組出霹較好。研究樣品采于扎曾特盆地陶海營(yíng)子剖面林西組，巖性為一套輕微變質(zhì)的砂巖、板巖組合.剖面位對(duì)和巖性特征見參考文獻(xiàn)6。剖面長(zhǎng)度為850m，厚度為623.5m,砂巖為322.08m，第四系覆蓋段厚度為224.55m，暗色泥巖共計(jì)16層，累計(jì)厚度為76.89m,其中最厚層

13、段為9.81m,泥地比為19.27%。共采集21件暗色泥巖樣品，分別進(jìn)行敏仿抽提、族組成分離、飽和炷色諧、飽和煌色譜-質(zhì)譜等分析，上述實(shí)驗(yàn)分析的條件據(jù)參考文獻(xiàn)|3,2基礎(chǔ)地球化學(xué)特征21件露頭暗色泥巖樣品,TOC（總有機(jī)碳）主要分布在0.70%-1.10%之間,平均值為0.88%（圖1）,屈中等有機(jī)質(zhì)豐度的慌源巖；鏡質(zhì)組反射率/?（%）主要分布在1.3%-1.7%之間，平均值為1.58%,有機(jī)質(zhì)熱演化處于高成熟演化階段（圖2）。3生物標(biāo)志化合物特征3.1正構(gòu)烷煌和無環(huán)異戊二烯類烷爛正構(gòu)烷煌廣泛分布于細(xì)弟、藻類和高等植物的40閣海肯子林西組麗頭泥巖N=210.60.81.01.21.41.61.

14、82.02.22.4圖2陶海樣*剖面林西組炷源巖犬方圖Fig.2Rhistogramofhydrocarbonsourcerocks(iron)LinxiFoniutionalongTaohaiyingzisection生物體內(nèi),其分布與組成特征能提供炷源巖有機(jī)母質(zhì)來源和成熟度方面的信息;無環(huán)異戊二烯類烷慌生源和成因是多樣的，小于或等于C*的規(guī)則類異戊二烯烷炷主要來自于植醉25。從陶海營(yíng)子剖面林西組典型樣品的飽和慌相色譜圖可看出（圖3）,飽和炷氣相色譜為單峰型，以“前峰型”為主，主峰碳以辱為10火5327m灰下色粉砂質(zhì)涅巖主，輕重比主要分布在0.2-0.5之間（圖4）;正構(gòu)烷烷有無奇偶優(yōu)勢(shì)通常

15、用CPI值（稱碳優(yōu)勢(shì)指數(shù)）或OEP值（稱奇偶優(yōu)勢(shì)）來表征，奇偶優(yōu)勢(shì)OEP值主要介于161.2之間。Pr/nC17vPh/nC18散點(diǎn)圖指示，有機(jī)質(zhì)來源以叭為主（圖6）；Pr/Ph主要介于0W.6之間，植烷優(yōu)勢(shì)較明顯，指示為強(qiáng)還原的沉積環(huán)境。，M11868m茨!R色泥巖4葭.20-A10Jo北A)由1oHWmin3172m灰痍色粉畛質(zhì)花巖BtK/minlOOq172Im深灰色的砂質(zhì)泥巖卅友E0時(shí)Bmin陶海營(yíng)了剖面林西組炷源巖飽和炷氣相色諾圖Saturatedhydrocarbonsgaschromatogramofsource圖3Fig.3rocksfromLinxiFomurionalong

16、Taohaiyingzisection3025-20-15.5-0.。祠菅岫H誓頭0.40.60.8XnC./Xr圖4陶海營(yíng)削面林西組炷源巖EnCEnCJ分布Fig.4EnCif/EnCj/distribuuonofsourcerocksfromLinxiFomuuonalongTaohaiyingzisection全KnfiHCPhn-C_,3.2長(zhǎng)側(cè)鏈三環(huán)菇烷和四環(huán)菇烷長(zhǎng)側(cè)鏈三環(huán)新烷可能來源于原生動(dòng)物細(xì)胞膜的三環(huán)六異戊.烯醇的降解產(chǎn)物或三可類的降解物;四環(huán)帝烷系由五環(huán)的蠹烷類三格烷降解形成陶海營(yíng)*剖面林西組煌源巖長(zhǎng)側(cè)鏈三環(huán)麻烷+：富，碳數(shù)組成為CwY*,以Cs三環(huán)話或CB三環(huán)*2度高為特征

17、，Cm四環(huán)仙:烷豐度與C*三環(huán)祜烷豐度相當(dāng)，指示有機(jī)質(zhì)來源以細(xì)菌類為主（圖6）。3.3五環(huán)三砧烷系列五環(huán)三幅烷系列分為索烷系列與非段烷系列兩大類，布烷系列化合物主要來源于原核生物或細(xì)慵，細(xì)偏淺烷四醇是希烷類化合物更合適的前身物；非強(qiáng)烷系列以伽馬蠟烷為主，伽馬蠟烷是異浩鹽度或穩(wěn)定水體分層的標(biāo)志，也被認(rèn)為是咸水還原環(huán)境的標(biāo)志物，廣泛分布于碳酸鹽巖和鹽湖相原油和沉積物中2%林西組燒源巖溢烷系列碳數(shù)分布范闈為CC.（缺3,以17a（H）21p（H）-C30烷為主峰,CGs段烷車度依次降低（圖6）。三環(huán)新烷與五環(huán)常烷的比值主要分布在1.0-1.6之間，平均值為1.31,表明有機(jī)質(zhì)成熟度較高（圖7）。在非

18、很烷系列中，林西組炷源巖檢測(cè)到中等豐度的伽瑪蠟烷,伽瑪蠟烷/E烷介于0.15-0.29之間，平均值為0.19。伽瑪蠟烷乍度與沉積水體的鹽度有關(guān)，鹽度較高時(shí)伽瑪蠟烷含hl也高，而在一般的淡水沉枳中，伽瑪蠟烷豐度很低，根據(jù)林西組伽瑪蠟烷分布特征，說明林西組慌源巖有機(jī)相為半咸水環(huán)境。圖5陶海菅子剖面林西狙炷源巖Ph/nCIg與Pr/nCl7相關(guān)圖Fig.5Ph/nCu,andPr/nCncorrelogramofsourcerocksfromLinxiFonnadonJongTaohaiyingzisection據(jù)李福來等叫對(duì)林西地區(qū)林西組的沉積環(huán)境研究,林西蛆主體為開闊的淡水、陸相沉積環(huán)境，在沉積

19、初期為海陸交互環(huán)境，從伽瑪蠟烷的分布來看，陶海營(yíng)子剖面的林西組相當(dāng)于林西地區(qū)的林西組下段，3.4街烷系列循烷類的生源意義主要反映苴核生物（如藻類、浮游動(dòng)植物和高等植物）的頁獻(xiàn)。咱烷碳數(shù)的分布受有機(jī)質(zhì)輸入的影響，是強(qiáng)有力的物源指示參數(shù)4。Huang等叫提出用Ckd-瞞規(guī)則附烷的相對(duì)含扯來推斷沉枳有機(jī)質(zhì)的來源，他們認(rèn)為喝帶烷是低等水生生物藻類來源，而Cr播烷主要是高等植物來源陶海營(yíng)子剖面林西組煌源巖C”-Cr規(guī)則常烷呈現(xiàn)出C”宙烷略占優(yōu)勢(shì)的“V”字型分布（圖8）,即C附烷車度較高，說明生炷母質(zhì)的來源是以低等水生生物來源的有機(jī)質(zhì)為特征。根據(jù)曾憲章等釧提出的CoCaQ前烷（aaa20R）,相對(duì)含量的有

20、機(jī)質(zhì)類型劃分圖，從圖9可以看出陶海營(yíng)子剖面林西組炷源巖有機(jī)質(zhì)類型以II型為主。帶烷與蕾烷的比值可指不真核生物（主要是藻類和高等植物）與原核生物（細(xì)萌）對(duì)源巖的貢獻(xiàn)陶海營(yíng)子剖面林西組炷源巖尚烷/段烷比值主要分布于0.6-1.0之3532.7m灰黑色粉砂厭泥宕TTI00n80-m/z-1911868m灰色泥容S?F0匚認(rèn)3035404550556065707H間/nun100m/z-1911721m洋萸色翰砂沃泥巖80!r!6040HR/min30354045505560657075H間，mmm/z-1912134m灰!B色泥巖100-)m/z191122tn艾SB色泥卷80-604020或同，m

21、in圖6陶海營(yíng)f剖血林西組燒源巖窗烷系列分布圖Fig.6Teq)anesseriesdistnbutionofsourcerocksfromLinxiFomutionalongTaohaiyingzisection*if會(huì)KnficgJt85頭環(huán)言烷間，平均值為0.84.表明細(xì)萌和藻類對(duì)有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)大致相當(dāng)(圖10)。4結(jié)論采用氣相色譜、氣相色譜-質(zhì)譜等測(cè)試手段，通過對(duì)扎仰特盆地陶海營(yíng)子剖面林西組煌源巖的生物標(biāo)志化合物特征及所揭示的母質(zhì)來源、沉積環(huán)境、成熟度等方面的地質(zhì)意義剖析.得出如下兒點(diǎn)認(rèn)識(shí)。(1) 林西組煌源巖具有“K側(cè)鏈的三環(huán)桔烷豐富、伽馬蠟烷含量高和C”咱烷分布占優(yōu)勢(shì)”的生物標(biāo)志物組

22、合特征。(2) 林西組谿源巖伽馬蠟烷比值介于0.15T.29之間，平均值為0.19,說明煌源巖形成于微成水一半成水環(huán)境;Pr/Ph值主要介于0.3T.6之間，植烷優(yōu)勢(shì)較明顯，指示為強(qiáng)還原的沉積環(huán)境。圖7陶海營(yíng)子制面林西組妗源巖三環(huán)站烷與五環(huán)段烷分布Fig.7TricyclictcrpancsandpnucyclichopancdistnbutionofsourcerocksfromLinxiFonnationalongTaohaiyingzisection100-;5327m次JI色186Sm茨鼻色呢也m/z*2!78田fefAEB*40424446485052545。586062C.4PfM

23、.minh3172m次K色Wif.tXWmt.217nvz*2!7%/wr?%/e-re40424446485052S45658606264rWfwn圖8陶海背子削面林西組煌源巖附烷系列分布aaa-CaFig.8SteranesseriesdistributionofsourcerocksfromLinxiFormationalongTaohaiyingzisection圖9陶海背子剖面林西組煌源巖Cz-C-Cm相關(guān)關(guān)系Fig.9Cz-Caj-Cj,correlationdiagramofsourcerocksfromLinxiFormationalongTaohaiyingzisection

24、圖10陶海背子剖面林西組煌源巖街烷/館烷分布Fig.10Sterane/hopanedistributionofsourcerocksfromLinxiFormationalongTaohaiyingzisection(3) 林西組炷源巖飽和炷氣色譜以“前峰型”的單峰分布為主，主峰碳以Ca為主，Pr/nC、Ph/nC比表明有機(jī)質(zhì)來源以混合有機(jī)質(zhì)為主；定烷/附烷比值主要分布于0.6-1.0之間，平均值為0.84,表明細(xì)菌和藻類對(duì)有機(jī)質(zhì)的貢獻(xiàn)處于均勢(shì)大致相當(dāng)；c刀將烷豐度較高，C”帶烷/G,苗烷的比值為1.13,說明生煌母質(zhì)的來源是以低等水生生物來源的有機(jī)質(zhì)為特征。致謝：野外工作中，沈陽地質(zhì)調(diào)查中心陳