中揚子北緣京山二疊系古油藏特征及石油地質意義

李天義，何治亮，何 生，周 雁，孫冬勝，沃玉進，楊興業

1.中國石化石油勘探開發研究院構造與沉積儲層實驗室，北京 100083

2.中國地質大學構造與油氣資源教育部重點實驗室，武漢 430074

3.中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083

0 引言

近年來，南方海相地層是我國油氣勘查重點關注的領域之一，被譽為繼陸相油氣之后我國油氣事業的“二次創業”[1-2]。我國海相地層多賦存于多旋回疊加改造盆地、疊合盆地或殘留盆地中，海相烴源巖普遍具有埋深大、熱演化程度高的特征[3]，海相烴源巖及其前期生成的油氣資源普遍經歷了中、新生代構造運動的疊加、改造。中、新生代復雜的構造體制轉換、構造運動及古地溫演化對海相油氣成藏形成演化及再分配過程有重要的影響和控制作用。近年來，隨著勘探技術手段的提高和勘探程度的不斷推進，揚子海相地層油氣勘查中不斷取得新的發現和突破，進一步證實該區海相地層油氣潛力巨大。

中揚子地區海相沉積地層厚高達萬米以上，發育6套優質海相烴源巖和6套儲集層，同時具備志留系和侏羅系2套區域性泥巖封堵層，發育多套油氣成藏組合，具有良好的石油地質條件和資源潛力。而現今該區海相油氣勘探難點之一可能在于揚子板塊與華北板塊碰撞、板塊拼合及擠壓造山造成的穩定克拉通盆地向前陸盆地轉換、以及后期盆地拉張斷陷、疊合過程中的油氣生成、聚集及早期形成的原生油氣藏改造-再分配、乃至完全破壞問題。因此，在盆地范圍內為數眾多的古油藏或油氣顯示中[4-7]，選取具有代表性的京山雁門口地區二疊系古油藏開展系統的成藏物質基礎、成藏過程及成藏后油氣改造過程分析，深入認識和深化古油藏油氣成藏演化規律，對指導區內海相油氣勘探具有一定的理論和實際地質意義。

1 區域地質背景

研究區位于揚子板塊北緣、秦嶺大別造山帶與揚子板塊交接復合部位，該區先后經歷了加里東期、海西期、印支期、燕山期及喜山期等多期構造-沉積演化，目前在研究區內殘留的海相地層主要包括上震旦統-下三疊統。據區域地質資料和臨黃地質地球物理剖面揭露的海相地層厚度約4500m。區內在古生代以海相碳酸鹽巖臺地沉積為主，構造比較穩定；中生代由于受晚三疊世至侏羅紀揚子板塊與華北板塊擠壓碰撞的影響，地層抬升剝蝕強烈。晚白堊世沉積后，江漢平原區整體拉張沉降，研究區沉積幅度較小甚至缺失晚白堊世地層沉積。古近紀中后期，受南北向擠壓應力的影響，研究區整體抬升剝蝕。

研究區內二疊系發育較為完整，總體為一套淺海相碳酸鹽巖沉積。從下至上發育下二疊統棲霞組、茅口組及上二疊統吳家坪組和大隆組，總厚度314.5～503.8m，與下伏石炭系黃龍群呈平行不整合接觸。棲霞組底部為炭質頁巖、泥巖夾灰巖透鏡體，局部地層含薄煤層，下部為硅質巖和厚層狀灰巖互層，中部為生物碎屑灰巖，上部為深灰色瘤狀灰巖和燧石結核灰巖，棲霞組總厚度為120～150m，并有后期方解石脈體充填。茅口組下部為生物碎屑灰巖，中部為生物碎屑灰巖、硅質頁巖夾硅質灰巖，上部為灰巖和燧石結核灰巖，厚度173～303m。區內上二疊統吳家坪組較薄，僅5.5m厚，其巖性主要為深灰色厚層灰巖，底部為黃褐色鮞狀硅質巖和黏土巖。大隆組厚度為5.5～26.5m，巖性主要為深灰色硅質灰巖。京山縣城以南的二疊系出露范圍較廣，且在雁門口、金泉寺等地區二疊系采石場幾乎都有油苗顯示發現。研究區內已發現的油氣顯示或油氣苗主要集中在下二疊統，本次主要針對京山雁門口地區二疊系古油藏開展研究工作。

2 取樣及樣品測試分析方法

圖1 中揚子北緣京山二疊系古油藏區域地質圖及取樣點位置Fig.1 The Geological map of the Permian ancient oil reservoir in Jingshan area

在本次研究中，將取到的新鮮巖石樣品破開，對其中所含油苗部位用氯仿進行沖洗。在所得溶液中加入Cu片除硫、靜置、沉淀后過濾，對過濾后的溶液用層析法分離出飽和烴、芳香烴、瀝青質和膠質等組分。同時，將沖洗過原油的樣品敲碎，對不含油苗新鮮巖石粉碎。然后利用索氏抽提法進行抽提巖石粉末中的有機質，之后用層析法完成源巖族組分分離。最后，將分離得到原油和源巖飽和烴和芳香烴溶液濃縮、上機測試，具體測試分析工作在中國地質大學（武漢）構造與油氣資源教育部重點實驗室完成。

裂變徑跡和（U-Th）／He定年的測試分析工作均在墨爾本大學低溫熱年代學實驗室完成。磷灰石裂變徑跡測試采用不同以往外探測器法的快速測量法（fast method）[8]，該方法測試周期較短，且人為因素對測試結果的影響較小。待測樣品完成薄片制作、拋光并蝕刻后，利用Zeiss M系列顯微鏡，在×1000倍條件下觀察并統計自發徑跡數量和密度。然后，通過激光剝蝕-ICPMS質譜儀測量每個顆粒的238U和252Th含量；最終根據所測單顆粒礦物U含量和對應的自發徑跡密度，計算單顆粒及樣品的裂變徑跡年齡[9]。

（U-Th）／He測試分析流程較為繁瑣，周期較長。首先，在浸入酒精的狀態下，利用雙目極化光顯微鏡人工挑選顆粒大小適中、晶體形態完整、不含或極少含包體及裂紋的磷灰石和鋯石單顆粒樣品用于（U-Th）／He的測試分析工作；同時，記錄每顆礦物顆粒的大小、形態并對礦物顆粒拍照和編號[10]。然后，將選好了的顆粒分別放入編號的Pt管中，每根箔管中僅放一個礦物顆粒以供測試。采用波長為820nm的光纖耦合二極管激光加熱器對礦物顆粒進行加熱釋氣。磷灰石和鋯石的釋氣條件分別為910℃、加熱5min和1250℃、加熱40min。4He含量測定采用的是Balzers公司生產的四級桿稀有氣體質譜儀。在每完成一個樣品都會再次對該樣品在相同條件下進行重復加熱，以確保礦物顆粒內部所有4He都被釋放；每一組磷灰石樣品完成后都是測試一個Durango磷灰石標樣作為內標，檢測測試結果的準確性。該過程實驗誤差一般小于1%。之后，將磷灰石和鋯石顆粒溶解，并配比235U、230Th和147Sm標準溶液，實驗對4He測試的誤差小于1%。利用Agilent7700系列電感耦合等離子體質譜儀測試礦物顆粒中U和Th含量，同時測定了磷灰石顆粒的Sm含量。另外，每組樣品中加入一個Fish Canyon Tuff鋯石標樣作為外標，檢驗樣品測試的準確性。該階段對U和Th測定的誤差小于2%。最后，利用所獲得礦物顆粒He、U、Th及Sm含量，計算該樣品（U-Th）／He年齡。墨爾本大學低溫熱年代學實驗室（U-Th）／He的實驗誤差一般小于6.2%。

3 古油藏地球化學特征

3.1 原油產狀特征

京山雁門口二疊系古油藏目前已發現的原油油苗，主要分布在太和集背斜南端雁門口斷層上、下盤（圖1），區內幾乎所有二疊系露頭基本都有發現。層位上油苗主要發現于下二疊統棲霞組灰巖、泥灰巖和灰質頁巖中。所見油苗一般呈黃綠色或褐黃色，主要為輕質油苗，易揮發、易燃并有黑煙（圖2A）。油氣儲存類型主要為裂縫型（圖2B）、縫洞型（圖2C）和孔洞型3種（圖2D），圍巖一般較為致密，由此推斷該油苗有可能為早期生成的油氣保留至今。通過鏡下巖層中充填的方解石脈中流體包裹體觀察發現，油氣沖注有多期包裹體交匯，熒光顯示含油包裹體一般發藍白光，表明其原油演化程度較高（圖2E、F）。

3.2 烴源巖地球化學特征

有機質豐度是評價烴源巖中有機質數量的重要參數，是評價烴源巖質量和生烴潛力最重要的地球化學指標。通常情況下，主要采用殘余有機碳含量、氯仿瀝青“A”含量、總烴含量和巖石熱解生烴潛量等4項主要指標來表征烴源巖有機質豐度，進而分析源巖質量。然而，研究區烴源巖演化程度較高，部分指標可能已經失去敏感性甚至完全失效[11]，本次主要測試了二疊系不同類型烴源巖殘余有機碳含量作為主要評價指標（表1）。

從表1可以看出，研究區下二疊統棲霞組4種不同類型的烴源巖殘余有機碳平均質量分數均超過0.30%，達到優質烴源巖的要求[12]。其中，棲霞組底部的炭質頁巖有機碳質量分數為0.98%～2.07%，平均值約為1.50%。其次為泥灰巖，6個樣品有機碳質量分數最高達1.68，平均值0.77%。茅口組灰巖有機碳質量分數為0.11%～0.80%，平均值0.33%，也達到優質烴源巖的標準。上二疊統硅質灰巖和泥灰巖樣品較少，殘余有機碳質量分數分別為0.33%和0.34%；而灰巖有機碳質量分數為0.10%～0.26%，平均值僅為0.18%，相對較低，但也達到高成熟海相烴源巖的下限。

圖2 中揚子北緣京山二疊系古油藏油氣顯示特征Fig.2 The characteristics of the Permian paleo-oil reservoir in Jingshan area

表1 研究區二疊系不同類型烴源巖剩余有機碳質量分數Table1 The organic carbon content of the different type Permian source rocks in the study area

從研究區二疊系3種類型的烴源巖殘余有機碳和無機碳（CaCO3）質量分數測試結果來看（表2），二者之間呈負相關關系（表2）。兩種方式獲得的棲霞組底部炭質頁巖碳酸鹽質量分數都在60%以上，對應的有機碳質量分數為2.07%。而灰巖樣品碳酸鹽質量分數超過90%，對應的殘余有機碳質量分數為0.32%；兩塊泥灰巖樣品碳酸鹽和殘余有機碳質量分數均介于二者之間。由此認為，區內二疊系源巖，不管碳酸鈣質量分數高低，應均能達到優質烴源巖的標準。

綜上所述，文中提出了一種基于國產平臺的安全存儲系統設計與實現架構。安全存儲系統中的數據加解密由硬件系統完成，實現時可以采用FPGA等方式。以FPGA為例，硬件加解密模塊工作時通過PCIE總線將國產存儲陣列接收的數據傳輸到安全加解密模塊的緩存中，FPGA從緩存中讀取數據并啟動加解密模塊進行處理，處理后的數據存放至緩存中，最后通過PCIE總線將處理后數據傳回至存儲陣列內存。

表2 研究區二疊系棲霞組烴源巖有機碳與CaCO3質量分數統計表Table2 The contents of the organic carbon and CaCO3in the Permian source rocks of the study area

另外，研究區二疊系下二疊統烴源巖鏡質體反射率為0.87%～1.46%，平均值1.26%，說明茅口組和棲霞組烴源巖已經達到高成熟度范圍，烴源巖處于主要生成凝析油階段。11塊烴源巖干酪根δ13C除一個樣品為-25.5‰外，其余樣品全部在-27.38‰～29.92‰，平均值-28.67‰，說明主要以Ⅰ型干酪根為主。

3.3 烴源巖和原油色質譜特征

烴源巖和原油的有機地球化學指標主要來源于動、植物體內的類脂化合物，如浮游生物中的脂肪酸、細菌內的類脂物以及陸生植物中的生物蠟、脂肪等，可以用來判斷原油有機質來源以及確定原始沉積環境的作用，有效地反映有機質所經歷的古地溫，提供源巖或原油熱成熟度方面的信息。同時，也可以作為油源對比的重要參數，并適用于油氣運移等多方面的研究。

從二疊系棲霞組灰黑色泥灰巖和原油飽和烴氣相色譜圖（圖3）可以看出，研究區二疊系泥灰巖和原油正烷烴分布曲線為典型的前鋒型，表明原始有機質生源構成比較單一，主峰碳為C17-C19。源巖色譜圖上缺少C16以前的輕質組分，其原因可能是源巖熱演化程度較高或抬升至地表以后輕質組分揮發共同作用的結果；另外，C25以上的多環化合物很少，對應的甾、萜類碳骨架的生物標志化合物含量低，其原因可能是由于高演化程度，造成高碳分子化合物發生熱降解甚至熱裂解作用的結果。反之，這也可以作為京山雁門口地區二疊系棲霞組烴源巖已進入高成熟階段的旁證。另外，原油的類異戊二烯烴系列化合物含量較高，但是姥鮫烷優勢略高于植烷，這意味著原油的原始母源可能主要來自沉積于還原環境中的有機質。

Pr／Ph與硫茐／氧茐的關系圖也表明研究區烴源巖和原油原始有機質均來源于強還原環境（圖4）。而硫茐／（硫茐＋碳茐）與氧茐／（氧茐＋碳茐）的關系圖也同樣證明了這一點。然而通過Pr／Ph、Pr／nC17與Ph／nC18三角圖分析（圖5），卻顯示區內原油可能是淡水湖成因的低熟油，這與原油高演化程度明顯相反。根據包建平等[13]對下揚子地區的研究成果，說明研究區內二疊系原油主要落在為輕質油和海相油范圍內，這與野外觀到的露頭原油顯示的實際情況相符。因而，從另一方面也證明研究區原油和源巖演化程度較高。

另外，4個源巖和油苗樣品的二苯并噻吩類化合物成熟度指標（4-MDBT／1-MDBT）分布在11.22～14.70；2，3，6-三甲基萘／（1，2，5＋2，3，6）三甲基萘和1，3，6，7-四甲基萘／（1，3，6，7＋1，2，5，6）四甲基萘成熟度指標為0.85～0.92，均大于0.5，都反映有機質成熟度已進入高成熟階段。利用甲基菲指數計算出來的源巖和原油Ro均大于1.50%，略高于實測源巖鏡質體反射率，也說明研究區烴源巖和原油演化程度較高。

4 古油藏形成及演化過程分析

4.1 古油藏形成過程分析

以研究區區域地質資料和中揚子地區松安地質地球物理綜合剖面所控制的地層厚度為基礎，利用鏡質體反射率、低溫熱年代學資料及前人在江漢平原范圍內實測的巖石熱導率和大地熱流為約束，結合前人對江漢盆地古地溫演化的認識和結論[14-17]，利用盆地模擬軟件（Basin Model），恢復研究區地層埋藏史和古地溫演化史如圖6所示。研究中古地表溫度采用20℃，現今地表溫度取18℃。

圖3 中揚子北緣京山地區二疊系泥灰巖和原油飽和烴色譜特征Fig.3 The geochemical characteristics of the Permian source rock and oil seepage in the study area

圖4 泥灰巖和原油Pr／Ph與硫茐／氧茐的關系圖Fig.4 The relationship between the Pr／Ph and dibenzothiophene／dibenzofuran of the source rock and oil seepage

圖5 泥灰巖和原油Pr／Ph、Pr／nC17與Ph／nC18關系圖Fig.5 The relationship of the Pr／Ph、Pr／nC17and Ph／nC18of the source rock and oil seepage

由圖6可見：研究區二疊系沉積以后，在早三疊世初期經歷一個快速埋藏階段，古地溫迅速增高；在242Ma左右，古地溫達到80℃，進入早期成熟階段并開始生油；之后在晚三疊世早期220Ma左右增溫至120℃，進入中等成熟階段，達到生油高峰；在早侏羅世-三疊世末期約197Ma，進入晚成熟階段，古地溫約為140℃，產物以凝析油為主；中侏羅世末期（163Ma），研究區二疊系整體進入晚成熟階段；最終在晚侏羅世沉積末期159Ma左右達到最大古地溫140～155℃，對應的鏡質體反射率為0.97%～1.41%，與實測結果基本一致。模擬所獲得深部志留系古地溫演化趨勢與下文裂變徑跡和（U-Th）／He聯合反演結果也基本一致。

儲集層或地層充填脈體中的流體包裹體能夠有效地記錄研究區內流體活動特征，特別是測試與含烴包裹體共生的鹽水包裹體的均一溫度，投影到附有古溫度演化的埋藏史圖中，能夠有效地判斷研究區油氣的油氣充注期次和時間。本次選取4塊研究區二疊系方解石脈流體包裹體的測試分析，測試鹽水包裹體119個和含烴鹽水包裹體58個。鹽水包裹體不發熒光，含烴鹽水包裹體一般藍白色或黃白色熒光。包裹體大小為4～16μm，以7～12μm為主。包裹體形態以圓形、橢圓形和長柱狀為主，極少數包裹體形態不規則，產狀以脈狀為主。實測的含烴鹽水包裹體溫度為80～230℃；鹽水包裹體均一溫度為90～250℃，主峰明顯集中在130～170℃（圖6）。對于超過地層所經歷最高溫度部分，可能由3方面的原因：首先，該時期可能有深部熱流體活動的介入，造成部分包裹體均一溫度的偏高；其次，部分包裹體含氣或者后期受破壞發生泄漏等諸多因素也有可能造成包裹體均一溫度偏高；另外，不同古地溫指標所記錄的古地溫往往也有一定差別。

結合區內地層埋藏史和古地溫演化圖（圖6）可以看出，研究區大規模的流體活動或主要集中在晚三疊世末期至晚侏羅世（203～159Ma），由此推斷該時期應該有一期或者多期與油氣有關的流體活動事件。結合本次獲得的鏡質體反射率平均值為1.26%，源巖大都處于凝析油階段。原油熱裂解模擬實驗表明：在地質條件下原油開始裂解的溫度約為160℃，對應Ro約為1.50%；而原油在儲集層中保存下來的溫度，根據地質體條件不同變化其保存溫度的范圍為170～200℃[18]。研究區內烴源巖整體處于凝析油階段，而所獲得的包裹體主峰溫度又低于原油裂解溫度，這基本與研究區內觀察到的原油樣品均為凝析油的結果是一致的。綜合分析認為，研究區大規模的流體活動或油氣充注事件主要集中在晚三疊世末期至晚侏羅世（203～159Ma），同時也是區內古油藏形成的關鍵期。

4.2 古油藏后期演化和破壞過程分析

圖6 中揚子北緣京山地區地層埋藏史、古地溫及油氣充注過程Fig.6 The burial-thermal history and oil recharge process in the study area

低溫熱年代學是近年來揭露地殼表面5～6km范圍內古地溫和構造地形演化最為有效的方法之一，其研究領域主要包括裂變徑跡和（U-Th）／He熱年代學，其指標可以有效地控制古地溫從250℃到近地表溫度的演化過程。在本次研究中，針對研究區具體的地質特征，選擇測試志留系泥質粉砂巖鋯石（U-Th）／He、磷灰石裂變徑跡和磷灰石（U-Th）／He 3種指標，其對應的封閉溫度或部分退火帶溫度分別為160～200℃[19]、60～120℃[20-21]和45～80℃[22]，可以有效地控制晚中生代以來研究區構造抬升冷卻的狀況。

4.2.1 磷灰石裂變徑跡測試結果分析

本次測試的志留系T10樣品位置如圖1所示，其單顆粒裂變徑跡年齡和U質量分數分布如圖7所示。該樣品實測顆粒58個，遠超過對碎屑巖樣品測試顆粒數要求，因此更能夠真實地反映樣品所經歷的熱史信息。所測樣品動力學參數Dpar分布在1.41～2.69μm，平均值為1.65μm，標準差為0.40 μm。樣品單顆粒年齡變化范圍在16.9～348.3 Ma，池年齡為98.8Ma，對應的標準差為±3.8Ma，反映樣品在晚白堊世初期經歷磷灰石裂變徑跡的封閉溫度帶（60～120℃）。單顆粒U質量分數變化范圍為（2.22～80.65）×10-6，主要集中在（0～20）×10-6，平均值為 14.84×10-6，標 準差為0.26×10-6。單顆粒磷灰石U質量分數屬于中等水平。實測的185條封閉徑跡，徑跡長度分布呈單峰型，封閉徑跡長度為（12.71±1.72）μm（圖8），屬于中等長度徑跡，說明樣品所經歷的古地溫演化過程相對復雜。同時測定的第二組動力學參數Dpar值為（1.67±0.42）μm，與第一組結果基本一致。

圖7 T10磷灰石單顆粒裂變徑跡表觀年齡和U質量分數分布柱狀圖Fig.7 The single grain apatite fission track analysis results of the sample T10

4.2.2 磷灰石和鋯石（U-Th）／He測試結果分析

本次測試的3個磷灰石顆粒長度為122.5～138.0mm，顆粒半徑45.1～53.2mm，均達到磷灰石 （U-Th）／He的測試分析要求，對應的FT校正系數分別為0.67、0.68和0.70[23-24]。所測顆粒的鈾質量分數分別為11.4×10-6、9.4×10-6和12.5×10-6，Th質量分數分別為56.7×10-6、73.0×10-6和51.5×10-6，Sm質量分數為124.8×10-6、114.0×10-6和170.4×10-6，Th／U 值分別為4.97、7.74和4.13，有效 U 質量分數分別為24.7×10-6、26.6×10-6和24.6×10-6；與之對應的4He質量摩爾濃度分別為2.205×10-8mol／g、2.067×10-8mol／g和3.469×10-8mol／g，樣品單顆粒FT校正年齡分別為（57.6±3.6）Ma、（40.8±2.5）Ma和（89.3±5.5）Ma，均反映晚白堊世以來研究區構造活動，樣品在此時期內經歷磷灰石（UTh）／He封閉溫度（45～80℃）（表3）。

鋯石（U-Th）／He所得2個單顆粒年齡差值較大。T10-4鋯石顆粒He年齡僅為（37.4±2.3）Ma，遠小于T10-5顆粒He年齡（（138.9±8.6）Ma）及磷灰石裂變徑跡和He年齡，究其原因可能是由于大量的α損傷造成的。從表3可以看出，T10-4顆粒w（U）高達2816.1×10-6，對應的w（Th）為1014.7×10-6。如此高的U和Th質量分數，對鋯石顆粒所造成的α損傷可能已經嚴重影響或改變He在鋯石中擴散行為，造成鋯石（U-Th）／He年齡偏低[25-26]。而T10-5顆粒U和Th質量分數分別為909.6×10-6和171.5×10-6，屬于正常的w（U），因此其所得的年齡（138.9Ma）代表樣品在早白堊世經歷鋯石（U-Th）／He封閉溫度（160～200℃）。結合本次所獲得磷灰石裂變徑跡年齡（（98.8±3.8）Ma），說明樣品及其所代表的志留系在早白堊世經歷一個大幅度冷卻過程。

4.2.3 裂變徑跡和（U-Th）／He熱史反演

利用低溫熱年代學指標反演是分析和研究地層所經歷古地溫的最為有效手段和方法之一。通常情況是利用磷灰石裂變徑跡資料進行反演，而本次研究中同時加入鋯石和磷灰石（U-Th）／He測試結果作為約束，能更加準確地反映研究區地層所經歷的古地溫演化過程。本次熱史反演采用HeFTy 1.6.7軟件，磷灰石裂變徑跡退火動力學模型采用退火多元動力學模型[27-28]，鋯石和磷灰石（U-Th）／He分別采用 Reiners[19]和 Farley[29]提出的校準模型；模擬結果采用蒙特卡羅逼近法與實測結果對比。其優點在于對不能確定抬升剝蝕或達到最大古地溫具體時間的地質情況下，可以給出一個較大時間和溫度范圍，結合實測結果計算和選擇更為合理的熱史演化路徑。

表3 T10樣品磷灰石-鋯石（U-Th）／He測試分析結果Table3 The apatite and zircon（U-Th）／He analysis results of the sample T10

圖8 T10樣品磷灰石裂變徑跡-磷灰石、鋯石（U-Th）／He聯合反演古地溫演化圖Fig.8 The inversion thermal history by the Low temperature thermochronology of the sample T10

樣品T10熱史反演結果如圖8所示。研究區志留系在早白堊世以來先后經歷了快-慢-較快的抬升冷卻過程。從160～97Ma，地層溫度從160℃冷卻至68℃，降溫速率高達1.46℃／Ma。之后97～52Ma，地層抬升冷卻速率變慢，古地溫降低至59℃，降溫速率約為0.20℃／Ma。在52Ma至現今，降溫速率逐漸增加，地層古地溫降低至19℃，對應的降溫速率為0.77℃／Ma。這一結果跟江漢平原及周緣地區在晚侏羅末期-早白堊世地層大幅度抬升冷卻、早白堊世-古近紀盆地拉張沉降和古近紀中期盆地內隆起（通海口隆起）抬升剝蝕事件基本一致。結合前人對研究區古地溫梯度的研究成果，中生代平均古地溫梯度為3.5℃／km，新生代盆地邊緣平均古地溫梯度3.0℃／km，可以推斷研究區在晚侏羅世-早白堊世和古近紀以來的剝蝕厚度分別為2628m和1333m。

從研究區燕山期和喜山期兩期構造抬升-地層剝蝕冷卻事件分析結果來看，晚侏羅紀末期-早白堊世研究區地層降溫幅度、冷卻速率及地層剝蝕厚度基本上都為古近紀以后的2倍左右；而該時期研究區剛剛發生流體或油氣沖注，形成二疊系古油藏。由此，推斷研究區古油藏被破壞的主要因素可能為燕山期構造運動。

5 古油藏的石油地質意義

通過對京山二疊系古油藏的系統研究，可知研究區二疊系有機質含量高、生烴能力強，現今發現的油氣顯示可能主要產自于二疊系烴源巖，說明該套源巖具有較好的生烴潛力。目前，整個中揚子地區幾乎都有較厚的二疊系保存，同時在區內多口鉆井或野外露頭油氣顯示也均指向二疊系源巖[30-31]，說明上古生界二疊系在中揚子地區海相油氣勘探的潛力較大。另外，在中揚子江漢平原區天門-仙桃一帶后期構造高部位所鉆遇海相二疊系的一系列鉆井，揭示的二疊系現今Ro為0.85%～1.23%，成熟度較低[33]；而中、新生代斷陷帶范圍內上古生界后期埋深較大，成熟度更高，具備有較好二次生烴潛力。

從古油藏成藏過程來看，二疊系生烴及油氣充注的時間在中、晚三疊世-晚侏羅世，古油藏形成的時間較早。雖然在后期構造活動對古油藏破壞嚴重，現今仍然有較大規模的油苗或油氣顯示集中出現在泥灰巖或灰巖的裂縫和孔洞，說明油氣保存條件可能是研究區油氣勘探的關鍵因素。同時推測在中揚子地區特別是現今覆蓋區，尋找燕山期相對的構造穩定帶內二疊系保存條件較好的區域，可能是該套地層海相油氣勘探的有利部位。

通過對低溫熱年代學指標反演發現：研究區內在晚侏羅世末期-早白堊世，主要集中在早白堊世有一期大幅度的地層冷卻事件，與研究區燕山期大規模構造抬升剝蝕事件基本一致，且該期構造作用正處于油氣充注以后。由此推斷，該期構造抬升剝蝕-冷卻事件有可能是研究區早期形成的油氣藏遭受破壞的最主要因素。而該時期江漢盆地東部沉湖土地堂復向斜范圍內，構造活動相對薄弱，原生油氣藏最有可能被保存。

6 結論

1）通過對中揚子北緣京山二疊系古油藏的系統研究發現，研究區二疊系古油藏油氣可能主要來源于二疊系，其儲存類型主要以裂縫型、孔洞型和縫洞型為主，其保存至今的原因可能是保存條件或封閉條件較好。

2）流體包裹體分析和盆地模擬綜合研究認為：區內二疊系烴源巖開始生油較早，主要集中在早三疊世初期；在晚三疊世末期至晚侏羅世 （203～159 Ma），區內發生過大規模與凝析油氣充注相關的熱流體事件，該時期是古油藏形成的關鍵期。

3）（U-Th）／He和磷灰石裂變徑跡研究結果表明，區內二疊系古油藏形成后經歷了晚侏羅世末期-早白堊世和古近紀中后期以來兩期規模強烈的抬升剝蝕-冷卻事件。其中，燕山期構造事件可能是古油藏改造乃至被破壞的最主要影響因素。因此，在研究區范圍內后期燕山期構造活動相對薄弱地帶，晶洞或裂縫比較發育或保存條件較好的地區，可能是中揚子海相油氣勘探有利地區。

在裂變徑跡和（U-Th）／He測試和分析過程中，得到了墨爾本大學地球科學學院Barry.P.Kohn教授和Andrew.J.W.Gleadow教授的親自指導；吉林大學方石副教授和墨爾本大學田云濤博士、鐘玲博士、Raul Lugo博士和Himansu Sahu博士都給予很大幫助；在文章編輯過程中，長江大學肖七林副教授提出了中肯的修改意見；在野外調查過程中，得到了中石化江漢油田研究院陳學輝高級工程師的指導；克拉瑪依石油技術學院孫新銘副教授和中國地質大學（武漢）韓元佳博士一起出野外；劉國權和殷世艷幫助完成了源巖和原油有機質的抽提和分離工作；文中參考和采用了部分中國石化和中國石油公司的資料。在此一并表示感謝！

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