內蒙古扎魯特盆地陶海營子剖面林西組烴源巖生物標志化合物特征及意義.docx

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

2、質諾技術，研究了扎魯特盆地陶海營子割面林西組炷源巖的生物標志化合物特征，制析其孩含的有機質生源、沉積環(huán)境、有機質熱演化程度等方面的信息及地質地球化學意義。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，表明有機質來源以混合有機質為主；Pr/Ph值主要介于0.30.6之間，植烷優(yōu)勢較明顯，指示為強還原的沉枳環(huán)境。林西組煌源巖具有長側鏈的三環(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,表明細菌和藻類

3、對有機質的貢獻大致相當；Cr密烷豐度較高，Cz(苗坑)/C倍烷)的比值為1.13,表明生炷母質生源構成是低等水生生物藻類來源的有機質特征。關鍵詞：扎魯特盆地；林西組；烷源房；生物標志化合物中圖分類號：TE122.V13文獻標志碼：A文章編號：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資助項目：中國地質調夜局項目（編玲：1

9、212010782001）、湖北省自然某金項目（編號：2010CDB（）4305）、湖北省教育廳重點項目（編號：D20131201）、荊州市科技發(fā)展汁劃項目（編號：2012CA18）、油氣資源與探測國家重點實驗室開放課!（編號：2009005）作者簡介：唐友軍（1975-）.男，在讀博士生，副教授.從事石油地質的教學與科學研究。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生物標志化合物是指沉積有機質或礦物燃料（如原油和煤）中那些來源J-活的生物體，在有機質的演化過程中具有-定的穩(wěn)定性、基本保存了原始化學組分的炭骨架特征，沒有或較少發(fā)生變化，記錄f原始4:.物母質的特殊分子結構信息的有機化合物，具有特殊的標志性意義。氣目前，生物標志化合物在石油地質研究領域的應用主要體現(xiàn)在以F兒個方.伸F：指示有機質的生物來源特征；指示有機質的沉積環(huán)境意義；反映有機質的成熟演化特征；有效的油氣源對比指標；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，生物標志化合物蘊藏的信息能較好地反映有機質的來源、沉枳環(huán)境與熱演化“一五”期間

11、，中國地質調查局開展了松遼盆地及外圍地區(qū)針對上古生界（石炭系一二樓系）油氣基礎地質的調查，查明上占生界除局部遭受不同程度的動力接觸變質或熱力變質外，并沒有發(fā)生區(qū)域變質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厚度大、分布廣，依據有機碳、成熟度、干略根類型等指標綜合評價為中等好等源巖閔沈陽地質調住中心承擔的國土資源大調查項目松遼外圍中新生代盆地群油氣地質綜合調查，對松遼盆地外圍的新區(qū)、新層系開展了基礎地質工作,調查初步結果表明，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、有機質豐度較25高，是套良好的炷源巖層，但從生物標志化合物角度探討林西組炷源巖的性質未見報道。本文擬采用氣相色譜、氣相色譜-質譜技術，以扎咎特盆地陶海營子剖面林西組燉源巖為研究目標，剖析其生物標志化合物分布特征.解譯其蘊含的有機質生源、沉積環(huán)境、有機質熱演化程度等方而的信息。1樣品與實驗分析在陶海營子地區(qū)，林西組出霹較好。研究樣品采于扎曾特盆地陶海營子剖面林西組，巖性為一套輕微變質的砂巖、板巖組合.剖面位對和巖性特征見參考文獻6。剖面長度為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16層，累計厚度為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，分別進行敏仿抽提、族組成分離、飽和炷色諧、飽和煌色譜-質譜等分析，上述實驗分析的條件據參考文獻|3,2基礎地球化學特征21件露頭暗色泥巖樣品,TOC（總有機碳）主要分布在0.70%-1.10%之間,平均值為0.88%（圖1）,屈中等有機質豐度的慌源巖；鏡質組反射率/?（%）主要分布在1.3%-1.7%之間，平均值為1.58%,有機質熱演化處于高成熟演化階段（圖2）。3生物標志化合物特征3.1正構烷煌和無環(huán)異戊二烯類烷爛正構烷煌廣泛分布于細弟、藻類和高等植物的40閣?？献恿治鹘M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,其分布與組成特征能提供炷源巖有機母質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灰下色粉砂質涅巖主，輕重比主要分布在0.2-0.5之間（圖4）;正構烷烷有無奇偶優(yōu)勢通常

15、用CPI值（稱碳優(yōu)勢指數）或OEP值（稱奇偶優(yōu)勢）來表征，奇偶優(yōu)勢OEP值主要介于161.2之間。Pr/nC17vPh/nC18散點圖指示，有機質來源以叭為主（圖6）；Pr/Ph主要介于0W.6之間，植烷優(yōu)勢較明顯，指示為強還原的沉積環(huán)境。，M11868m茨!R色泥巖4葭.20-A10Jo北A)由1oHWmin3172m灰痍色粉畛質花巖BtK/minlOOq172Im深灰色的砂質泥巖卅友E0時Bmin陶海營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陶海營削面林西組炷源巖EnCEnCJ分布Fig.4EnCif/EnCj/distribuuonofsourcerocksfromLinxiFomuuonalongTaohaiyingzisection全KnfiHCPhn-C_,3.2長側鏈三環(huán)菇烷和四環(huán)菇烷長側鏈三環(huán)新烷可能來源于原生動物細胞膜的三環(huán)六異戊.烯醇的降解產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*剖面林西組煌源巖長側鏈三環(huán)麻烷+：富，碳數組成為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，指示有機質來源以細菌類為主（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慵，細偏淺烷四醇是希烷類化合物更合適的前身物；非強烷系列以伽馬蠟烷為主，伽馬蠟烷是異浩鹽度或穩(wěn)定水體分層的標志，也被認為是咸水還原環(huán)境的標志物，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,表明有機質成熟度較高（圖7）。在非

18、很烷系列中，林西組炷源巖檢測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，鹽度較高時伽瑪蠟烷含hl也高，而在一般的淡水沉枳中，伽瑪蠟烷豐度很低，根據林西組伽瑪蠟烷分布特征，說明林西組慌源巖有機相為半咸水環(huán)境。圖5陶海菅子剖面林西狙炷源巖Ph/nCIg與Pr/nCl7相關圖Fig.5Ph/nCu,andPr/nCncorrelogramofsourcerocksfromLinxiFonnadonJongTaohaiyingzisection據李福來等叫對林西地區(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，陶海營子剖面的林西組相當于林西地區(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、浮游動植物和高等植物）的頁獻。咱烷碳數的分布受有機質輸入的影響，是強有力的物源指示參數4。Huang等叫提出用Ckd-瞞規(guī)則附烷的相對含扯來推斷沉枳有機質的來源，他們認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)勢的“V”字型分布（圖8）,即C附烷車度較高，說明生炷母質的來源是以低等水生生物來源的有機質為特征。根據曾憲章等釧提出的CoCaQ前烷（aaa20R）,相對含量的有

20、機質類型劃分圖，從圖9可以看出陶海營子剖面林西組炷源巖有機質類型以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（細萌）對源巖的貢獻陶海營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f剖血林西組燒源巖窗烷系列分布圖Fig.6Teq)anesseriesdistnbutionofsourcerocksfromLinxiFomutionalongTaohaiyingzisection*if會KnficgJt85頭環(huán)言烷間，平均值為0.84.表明細萌和藻類對有機質的貢獻大致相當(圖10)。4結論采用氣相色譜、氣相色譜-質譜等測試手段，通過對扎仰特盆地陶海營子剖面林西組煌源巖的生物標志化合物特征及所揭示的母質來源、沉積環(huán)境、成熟度等方面的地質意義剖析.得出如下兒點認識。(1) 林西組煌源巖具有“K側鏈的三環(huán)桔烷豐富、伽馬蠟烷含量高和C”咱烷分布占優(yōu)勢”的生物標志物組

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)勢較明顯，指示為強還原的沉積環(huán)境。圖7陶海營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相關關系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比表明有機質來源以混合有機質為主；定烷/附烷比值主要分布于0.6-1.0之間，平均值為0.84,表明細菌和藻類對有機質的貢獻處于均勢大致相當；c刀將烷豐度較高，C”帶烷/G,苗烷的比值為1.13,說明生煌母質的來源是以低等水生生物來源的有機質為特征。致謝：野外工作中，沈陽地質調查中心陳