柴東地區第四系烴源巖地化特征分析

周麗

摘 要 柴達木盆地三湖坳陷第四系生物氣是我國最大的生物氣區，主要產自七個泉組湖相泥巖和碳質泥巖，以湖相泥巖為主。其生物氣源巖有其自身的特點：烴源巖產氣率高、烴源巖規模大、特殊地質條件。通過第四系烴源巖評價標準，得出有機質豐度低，未成熟，以Ⅲ型干酪根為主的結論。

關鍵詞 柴達木盆地；三湖坳陷；烴源巖

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0194-01

柴達木盆地屬于我國西部中、新生代內陸山間盆地，海拔2650～3000 m，西北是阿爾金山，東北是祁連山，西南是昆侖山。柴東地區主要是指柴達木盆地東部的三湖坳陷，東直南北霍布遜湖，北以陵間、錫南、埃南斷裂為界，西起那北-落雁山-紅三旱四號一帶，南至昆侖山前的邊界斷裂。

1 烴源巖發育特征

柴東地區第四系生物氣源巖是晚喜山期走滑擠壓階段形成的，主要發育于第四系七個泉組，有兩種類型的生物氣源巖：湖相泥巖和湖沼相碳質泥巖，以湖相泥巖為主。

柴東地區第四系烴源巖晚第三紀到第四紀更新世早中期，湖泊沉積速率逐步增加，最大沉積速率高于1.23 mm/a，高沉積速率使沉積有機質避免了淺表層的大量分解，為生物氣的形成創造了有利的物質條件。同時，柴達木盆地在上新世晚期和更新世早中期，盆地湖泊相砂泥質巖的快速沉積為第四系提供了巨厚的氣源巖。柴東地區源巖沉積分布廣、厚度大，其暗色泥巖厚度平均最高可達上千米。

同時，柴達木盆地是我國典型的咸化盆地，以其高礦化度和高鹽度著稱，寒冷的氣候和高鹽度水體環境，在一定程度上抑制了產甲烷菌的活動，這對于生物氣的聚集非常有利，因為埋深淺，生物氣即使大量生成，也難以保存，而高鹽度的環境正好延緩了產甲烷菌的活動。當埋藏到一定深度后，產甲烷抑制解除，烴源巖有機質大量生氣，并就近運移到儲層中聚集成藏。

地質條件的特殊性：

相關實驗結果和勘探實踐證明，柴達木盆地第四系生物氣形成的基本條件。第四系生物氣源巖沉積時期為低溫、高鹽度的環境，有效抑制了淺表條件甲烷菌活動，并對生氣層起到了保護作用。湖泊相泥巖開始沉積時，由于受低溫、高鹽度的影響，微生物產甲烷活動受到抑制，從而延長甲烷菌產氣高峰期。

2 烴源巖地化特征

柴東地區第四系烴源巖地化指標主要包括有機質豐度、有機質類型以及有機質成熟度三方面。

1）有機質豐度。柴東地區烴源巖沉積于半深湖、淺湖和湖沼環境。野外采集樣品有機質含量較低，有機碳平均0.3%。其中碳質泥頁巖豐度較高（最高達18.79%，平均9.0%），泥巖有機質含量一般小于0.3%。氯仿瀝青“A”及總烴含量也是碳質泥頁巖高。（分別為6000ppm和857ppm）、暗色泥巖低（分別為100ppm左右和幾十ppm）（見表1）。

表1 柴東地區第四系有機質豐度統計表

巖性 有機碳含量（%） 氯仿瀝青“A”（ppm） 總烴（ppm）

碳質泥巖 9.06 6000 857

深灰及灰黑色泥質巖 0.44 500 72

灰色泥質巖 0.33 200 56

淺灰色泥質巖 0.21 58 20

棕灰色泥質巖 0.32 200 36

從柴東地區收集到多口探井的有機碳值來看（見表2），鹽湖地區鹽深1井七個泉組泥巖有機碳值0.54%；澀23井及澀25井有機碳值分別為0.32%和0.25%；臺南地區臺南5井七個泉組有機碳為0.33%，臺南中1井淺灰色泥巖有機碳值為0.23。總體來看，湖相泥巖沉積速度快，有機質分散，有機質豐度偏低；碳質泥巖由于有機質堆積集中，氯仿瀝青“A”、 有機碳、總烴都占有明顯的優勢，屬于優質烴源巖；但是，湖相泥質巖分布廣，厚度大，對有機質豐度起補償作用，雖然有機碳含量低，但也成為第四系生物氣藏的主力烴源巖。雖然碳質泥巖有機碳平均含量高達9.06%，但由于受沉積環境的影響，厚度較薄（厚度介于0～15 m之間，平均值10.8 m），分布局限，所以對生物氣資源的貢獻不大。

依據柴達木盆地東部三湖坳陷第四系生物氣源巖有機碳下限標準（0.25%），第四系湖相泥巖基本上都達到有效烴源巖豐度標準，具有較大的生氣潛力。

2）有機質類型。柴達木盆地東部第四系暗色泥巖的有機質顯微組成顯示，烴源巖有機質組分以殼質組、鏡質組和惰質組為主，有機類型均為Ⅲ型。根據干酪根鏡檢、干酪根元素、氯仿瀝青族組分等多種分析指標綜合分析認為，柴東地區第四系烴源巖有機質以腐殖型和含腐泥腐殖型為主，含有極少量的腐泥型和混合型，有機母質主要來源于草本植物、水生植物和藻類等。

柴達木盆地東部第四系生物氣源巖為低豐度Ⅲ型有機質烴源巖。在偏低氣溫條件下，區內以草原植被為主，大量第四系草本植物和低矮灌木殘體被河流輸入湖泊中，有機質轉化率較高，可以達到最大限度地生成生物甲烷氣。

3）有機質成熟度。柴東地區第四系烴源巖可溶有機質轉化程度過低，A/C一般小于6%，HC/C不到2%，鏡質體反射率大部分小于0.5%，屬于未成熟階段；族組份中非烴和瀝青質含量都在70%以上，屬于高值，由此說明源巖熱降解程度較低。澀北1井1200-1300 m埋深的巖心中螺蚌殼體沒有石化跡象，泥巖中植物桿莖沒有碳化，為棕黃色，脈絡清晰完整。大量的松、蒿、菊科孢粉顯微觀察為土黃色，沒有石化痕跡，推斷造成上述現象的原因是埋藏時間較短，地溫偏低。從測定結果和地質現象來看，柴東地區第四系烴源巖屬于未成熟階段。

3 結論

柴東地區是中國內陸最大的第四系生物氣區，其第四系烴源巖有機質豐度低，但其產氣率高，厚度大的特點彌補了烴源巖有機質豐度的不足，可持續生烴。有機質類型以Ⅲ型為主，以陸源草本植物和低矮灌木為主的腐殖型和含腐泥腐殖型，烴源巖有機質屬于處于未成熟階段。

參考文獻

[1]黨玉琪，侯澤生.柴達木盆地生物氣成藏條件[J].新疆石油地質，2003，24（5）：375-378.endprint

摘 要 柴達木盆地三湖坳陷第四系生物氣是我國最大的生物氣區，主要產自七個泉組湖相泥巖和碳質泥巖，以湖相泥巖為主。其生物氣源巖有其自身的特點：烴源巖產氣率高、烴源巖規模大、特殊地質條件。通過第四系烴源巖評價標準，得出有機質豐度低，未成熟，以Ⅲ型干酪根為主的結論。

關鍵詞 柴達木盆地；三湖坳陷；烴源巖

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0194-01

柴達木盆地屬于我國西部中、新生代內陸山間盆地，海拔2650～3000 m，西北是阿爾金山，東北是祁連山，西南是昆侖山。柴東地區主要是指柴達木盆地東部的三湖坳陷，東直南北霍布遜湖，北以陵間、錫南、埃南斷裂為界，西起那北-落雁山-紅三旱四號一帶，南至昆侖山前的邊界斷裂。

1 烴源巖發育特征

柴東地區第四系生物氣源巖是晚喜山期走滑擠壓階段形成的，主要發育于第四系七個泉組，有兩種類型的生物氣源巖：湖相泥巖和湖沼相碳質泥巖，以湖相泥巖為主。

柴東地區第四系烴源巖晚第三紀到第四紀更新世早中期，湖泊沉積速率逐步增加，最大沉積速率高于1.23 mm/a，高沉積速率使沉積有機質避免了淺表層的大量分解，為生物氣的形成創造了有利的物質條件。同時，柴達木盆地在上新世晚期和更新世早中期，盆地湖泊相砂泥質巖的快速沉積為第四系提供了巨厚的氣源巖。柴東地區源巖沉積分布廣、厚度大，其暗色泥巖厚度平均最高可達上千米。

同時，柴達木盆地是我國典型的咸化盆地，以其高礦化度和高鹽度著稱，寒冷的氣候和高鹽度水體環境，在一定程度上抑制了產甲烷菌的活動，這對于生物氣的聚集非常有利，因為埋深淺，生物氣即使大量生成，也難以保存，而高鹽度的環境正好延緩了產甲烷菌的活動。當埋藏到一定深度后，產甲烷抑制解除，烴源巖有機質大量生氣，并就近運移到儲層中聚集成藏。

地質條件的特殊性：

相關實驗結果和勘探實踐證明，柴達木盆地第四系生物氣形成的基本條件。第四系生物氣源巖沉積時期為低溫、高鹽度的環境，有效抑制了淺表條件甲烷菌活動，并對生氣層起到了保護作用。湖泊相泥巖開始沉積時，由于受低溫、高鹽度的影響，微生物產甲烷活動受到抑制，從而延長甲烷菌產氣高峰期。

2 烴源巖地化特征

柴東地區第四系烴源巖地化指標主要包括有機質豐度、有機質類型以及有機質成熟度三方面。

1）有機質豐度。柴東地區烴源巖沉積于半深湖、淺湖和湖沼環境。野外采集樣品有機質含量較低，有機碳平均0.3%。其中碳質泥頁巖豐度較高（最高達18.79%，平均9.0%），泥巖有機質含量一般小于0.3%。氯仿瀝青“A”及總烴含量也是碳質泥頁巖高。（分別為6000ppm和857ppm）、暗色泥巖低（分別為100ppm左右和幾十ppm）（見表1）。

表1 柴東地區第四系有機質豐度統計表

巖性 有機碳含量（%） 氯仿瀝青“A”（ppm） 總烴（ppm）

碳質泥巖 9.06 6000 857

深灰及灰黑色泥質巖 0.44 500 72

灰色泥質巖 0.33 200 56

淺灰色泥質巖 0.21 58 20

棕灰色泥質巖 0.32 200 36

從柴東地區收集到多口探井的有機碳值來看（見表2），鹽湖地區鹽深1井七個泉組泥巖有機碳值0.54%；澀23井及澀25井有機碳值分別為0.32%和0.25%；臺南地區臺南5井七個泉組有機碳為0.33%，臺南中1井淺灰色泥巖有機碳值為0.23。總體來看，湖相泥巖沉積速度快，有機質分散，有機質豐度偏低；碳質泥巖由于有機質堆積集中，氯仿瀝青“A”、 有機碳、總烴都占有明顯的優勢，屬于優質烴源巖；但是，湖相泥質巖分布廣，厚度大，對有機質豐度起補償作用，雖然有機碳含量低，但也成為第四系生物氣藏的主力烴源巖。雖然碳質泥巖有機碳平均含量高達9.06%，但由于受沉積環境的影響，厚度較薄（厚度介于0～15 m之間，平均值10.8 m），分布局限，所以對生物氣資源的貢獻不大。

依據柴達木盆地東部三湖坳陷第四系生物氣源巖有機碳下限標準（0.25%），第四系湖相泥巖基本上都達到有效烴源巖豐度標準，具有較大的生氣潛力。

2）有機質類型。柴達木盆地東部第四系暗色泥巖的有機質顯微組成顯示，烴源巖有機質組分以殼質組、鏡質組和惰質組為主，有機類型均為Ⅲ型。根據干酪根鏡檢、干酪根元素、氯仿瀝青族組分等多種分析指標綜合分析認為，柴東地區第四系烴源巖有機質以腐殖型和含腐泥腐殖型為主，含有極少量的腐泥型和混合型，有機母質主要來源于草本植物、水生植物和藻類等。

柴達木盆地東部第四系生物氣源巖為低豐度Ⅲ型有機質烴源巖。在偏低氣溫條件下，區內以草原植被為主，大量第四系草本植物和低矮灌木殘體被河流輸入湖泊中，有機質轉化率較高，可以達到最大限度地生成生物甲烷氣。

3）有機質成熟度。柴東地區第四系烴源巖可溶有機質轉化程度過低，A/C一般小于6%，HC/C不到2%，鏡質體反射率大部分小于0.5%，屬于未成熟階段；族組份中非烴和瀝青質含量都在70%以上，屬于高值，由此說明源巖熱降解程度較低。澀北1井1200-1300 m埋深的巖心中螺蚌殼體沒有石化跡象，泥巖中植物桿莖沒有碳化，為棕黃色，脈絡清晰完整。大量的松、蒿、菊科孢粉顯微觀察為土黃色，沒有石化痕跡，推斷造成上述現象的原因是埋藏時間較短，地溫偏低。從測定結果和地質現象來看，柴東地區第四系烴源巖屬于未成熟階段。

3 結論

柴東地區是中國內陸最大的第四系生物氣區，其第四系烴源巖有機質豐度低，但其產氣率高，厚度大的特點彌補了烴源巖有機質豐度的不足，可持續生烴。有機質類型以Ⅲ型為主，以陸源草本植物和低矮灌木為主的腐殖型和含腐泥腐殖型，烴源巖有機質屬于處于未成熟階段。

參考文獻

[1]黨玉琪，侯澤生.柴達木盆地生物氣成藏條件[J].新疆石油地質，2003，24（5）：375-378.endprint

摘 要 柴達木盆地三湖坳陷第四系生物氣是我國最大的生物氣區，主要產自七個泉組湖相泥巖和碳質泥巖，以湖相泥巖為主。其生物氣源巖有其自身的特點：烴源巖產氣率高、烴源巖規模大、特殊地質條件。通過第四系烴源巖評價標準，得出有機質豐度低，未成熟，以Ⅲ型干酪根為主的結論。

關鍵詞 柴達木盆地；三湖坳陷；烴源巖

中圖分類號：P618 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）10-0194-01

柴達木盆地屬于我國西部中、新生代內陸山間盆地，海拔2650～3000 m，西北是阿爾金山，東北是祁連山，西南是昆侖山。柴東地區主要是指柴達木盆地東部的三湖坳陷，東直南北霍布遜湖，北以陵間、錫南、埃南斷裂為界，西起那北-落雁山-紅三旱四號一帶，南至昆侖山前的邊界斷裂。

1 烴源巖發育特征

柴東地區第四系生物氣源巖是晚喜山期走滑擠壓階段形成的，主要發育于第四系七個泉組，有兩種類型的生物氣源巖：湖相泥巖和湖沼相碳質泥巖，以湖相泥巖為主。

柴東地區第四系烴源巖晚第三紀到第四紀更新世早中期，湖泊沉積速率逐步增加，最大沉積速率高于1.23 mm/a，高沉積速率使沉積有機質避免了淺表層的大量分解，為生物氣的形成創造了有利的物質條件。同時，柴達木盆地在上新世晚期和更新世早中期，盆地湖泊相砂泥質巖的快速沉積為第四系提供了巨厚的氣源巖。柴東地區源巖沉積分布廣、厚度大，其暗色泥巖厚度平均最高可達上千米。

同時，柴達木盆地是我國典型的咸化盆地，以其高礦化度和高鹽度著稱，寒冷的氣候和高鹽度水體環境，在一定程度上抑制了產甲烷菌的活動，這對于生物氣的聚集非常有利，因為埋深淺，生物氣即使大量生成，也難以保存，而高鹽度的環境正好延緩了產甲烷菌的活動。當埋藏到一定深度后，產甲烷抑制解除，烴源巖有機質大量生氣，并就近運移到儲層中聚集成藏。

地質條件的特殊性：

相關實驗結果和勘探實踐證明，柴達木盆地第四系生物氣形成的基本條件。第四系生物氣源巖沉積時期為低溫、高鹽度的環境，有效抑制了淺表條件甲烷菌活動，并對生氣層起到了保護作用。湖泊相泥巖開始沉積時，由于受低溫、高鹽度的影響，微生物產甲烷活動受到抑制，從而延長甲烷菌產氣高峰期。

2 烴源巖地化特征

柴東地區第四系烴源巖地化指標主要包括有機質豐度、有機質類型以及有機質成熟度三方面。

1）有機質豐度。柴東地區烴源巖沉積于半深湖、淺湖和湖沼環境。野外采集樣品有機質含量較低，有機碳平均0.3%。其中碳質泥頁巖豐度較高（最高達18.79%，平均9.0%），泥巖有機質含量一般小于0.3%。氯仿瀝青“A”及總烴含量也是碳質泥頁巖高。（分別為6000ppm和857ppm）、暗色泥巖低（分別為100ppm左右和幾十ppm）（見表1）。

表1 柴東地區第四系有機質豐度統計表

巖性 有機碳含量（%） 氯仿瀝青“A”（ppm） 總烴（ppm）

碳質泥巖 9.06 6000 857

深灰及灰黑色泥質巖 0.44 500 72

灰色泥質巖 0.33 200 56

淺灰色泥質巖 0.21 58 20

棕灰色泥質巖 0.32 200 36

從柴東地區收集到多口探井的有機碳值來看（見表2），鹽湖地區鹽深1井七個泉組泥巖有機碳值0.54%；澀23井及澀25井有機碳值分別為0.32%和0.25%；臺南地區臺南5井七個泉組有機碳為0.33%，臺南中1井淺灰色泥巖有機碳值為0.23。總體來看，湖相泥巖沉積速度快，有機質分散，有機質豐度偏低；碳質泥巖由于有機質堆積集中，氯仿瀝青“A”、 有機碳、總烴都占有明顯的優勢，屬于優質烴源巖；但是，湖相泥質巖分布廣，厚度大，對有機質豐度起補償作用，雖然有機碳含量低，但也成為第四系生物氣藏的主力烴源巖。雖然碳質泥巖有機碳平均含量高達9.06%，但由于受沉積環境的影響，厚度較薄（厚度介于0～15 m之間，平均值10.8 m），分布局限，所以對生物氣資源的貢獻不大。

依據柴達木盆地東部三湖坳陷第四系生物氣源巖有機碳下限標準（0.25%），第四系湖相泥巖基本上都達到有效烴源巖豐度標準，具有較大的生氣潛力。

2）有機質類型。柴達木盆地東部第四系暗色泥巖的有機質顯微組成顯示，烴源巖有機質組分以殼質組、鏡質組和惰質組為主，有機類型均為Ⅲ型。根據干酪根鏡檢、干酪根元素、氯仿瀝青族組分等多種分析指標綜合分析認為，柴東地區第四系烴源巖有機質以腐殖型和含腐泥腐殖型為主，含有極少量的腐泥型和混合型，有機母質主要來源于草本植物、水生植物和藻類等。

柴達木盆地東部第四系生物氣源巖為低豐度Ⅲ型有機質烴源巖。在偏低氣溫條件下，區內以草原植被為主，大量第四系草本植物和低矮灌木殘體被河流輸入湖泊中，有機質轉化率較高，可以達到最大限度地生成生物甲烷氣。

3）有機質成熟度。柴東地區第四系烴源巖可溶有機質轉化程度過低，A/C一般小于6%，HC/C不到2%，鏡質體反射率大部分小于0.5%，屬于未成熟階段；族組份中非烴和瀝青質含量都在70%以上，屬于高值，由此說明源巖熱降解程度較低。澀北1井1200-1300 m埋深的巖心中螺蚌殼體沒有石化跡象，泥巖中植物桿莖沒有碳化，為棕黃色，脈絡清晰完整。大量的松、蒿、菊科孢粉顯微觀察為土黃色，沒有石化痕跡，推斷造成上述現象的原因是埋藏時間較短，地溫偏低。從測定結果和地質現象來看，柴東地區第四系烴源巖屬于未成熟階段。

3 結論

柴東地區是中國內陸最大的第四系生物氣區，其第四系烴源巖有機質豐度低，但其產氣率高，厚度大的特點彌補了烴源巖有機質豐度的不足，可持續生烴。有機質類型以Ⅲ型為主，以陸源草本植物和低矮灌木為主的腐殖型和含腐泥腐殖型，烴源巖有機質屬于處于未成熟階段。

參考文獻

[1]黨玉琪，侯澤生.柴達木盆地生物氣成藏條件[J].新疆石油地質，2003，24（5）：375-378.endprint