微量元素分析在南堡凹陷南部的應用

張曉龍，冀華麗，李媛姝，楊 帆，郭少斌

(1.中油冀東油田分公司，河北 唐山 063200；2. 中國地質大學，北京 100083；3.中石化石油工程技術研究院，北京 100101)

?

微量元素分析在南堡凹陷南部的應用

張曉龍1，冀華麗2，李媛姝1，楊 帆3，郭少斌2

(1.中油冀東油田分公司，河北 唐山 063200；2. 中國地質大學，北京 100083；3.中石化石油工程技術研究院，北京 100101)

以南堡凹陷南部緩坡帶沙河街組和東營組樣品中微量元素測試結果為基礎，選用對沉積環境反映比較敏感的微量元素作為指標，分析研究區內地層中的微量元素含量及其比值與沉積環境之間的關系，進而探討整個南堡凹陷古近系的沉積環境。結果表明，南堡凹陷古近系為微咸水相的淡水環境，沙河街組沉積時期的古鹽度略高于東營組沉積時期；沙河街時期為偏干熱環境，到東營組沉積時期，氣候越來越溫暖、潮濕；垂向上水體分層中等，形成不強的厭氧環境。

微量元素；沉積環境；鍶鋇比；鍶銅比；釩鎳比；南堡凹陷

1 研究區構造地質背景

南堡凹陷地處黃驊坳陷東北端，北以西南莊斷層與老王莊凸起、西南莊凸起相接，南以斜坡帶或斷層帶與沙壘田凸起相連，東以柏各莊斷層與柏各莊凸起、馬頭營凸起相鄰，西以澗南潛山與北塘凹陷相隔，東南以淺凹與石南凹陷相通。

研究區位于沙壘田凸起南堡凹陷南部緩坡帶1、2號和3號構造帶。南堡1號構造處于南堡油田的西南部，構造位置處于單斷型凹陷的斜坡帶上，是低潛山背景上發育起來的潛山披覆構造；南堡2號構造位于南堡凹陷的中部[1-3]，整體呈北東向展布，西接南堡1號構造，東連南堡3、4號構造，夾持于林雀和曹妃甸次凹之間；南堡3號構造位于南堡油田南部，西、北接南堡2號構造，南鄰沙壘田凸起，東連南堡4號構造，緊鄰曹妃甸次洼[4-5]。

2 樣品與測試

針對南堡凹陷南部緩坡帶古近系下第三系沉積分布特征，重點采集了研究區沙河街組、東營組共19塊樣品進行測試和分析，巖性主要為泥巖和泥灰巖。樣品分布于南堡1、2、3號構造帶，范圍較廣。所有樣品的微量元素地球化學測試均在中國石油天然氣股份有限公司大慶油田有限責任公司勘探開發研究院地質試驗室完成(表1)。全巖分析采用Q/SY DQ0338-2000巖石礦物無機元素分析法和X射線熒光光譜儀測定微量元素含量，儀器型號為S4 PIONEER X射線熒光光譜儀。

3 微量元素對沉積環境的響應

3.1 鍶鋇比分析

鍶、鋇的地球化學行為特征即是利用鍶鋇比來進行陸源碎屑沉積物海、陸相沉積環境判別的理論依據，利用鍶鋇比可以確定古鹽度[6]。國外認為，淡水沉積物的鍶鋇比值小于1.00，而海相沉積物的鍶鋇比值大于1.00。然而，現代海底沉積物的鍶鋇比常常小于1.00，如渤海中部沉積物鍶鋇比僅為0.24～0.29[7]，深海黏土的鍶鋇豐度比僅為0.078。一般認為，鍶鋇比值隨鹽度提高有明顯增大趨勢。淡水沉積物中鍶鋇比值小于1.00(0.60～1.00為半咸水相，小于0.60為微咸水相)，而鹽湖(海相)沉積物中鍶鋇比值大于1.00[8-10]。理論上來說，該觀點較保守，也更客觀準確[11-12]。

表1 研究區下第三系樣品微量元素統計(單位：μg/g)

由表2可以看出，樣品中鍶鋇比普遍小于0.60，反映研究區整體為微咸水的淡水環境。南堡3號構造帶鍶鋇比平均為0.52，南堡2號構造帶鍶鋇比平均為0.34。南堡3號構造帶鍶鋇比平均值普遍高于南堡2號構造帶，反映南堡3號構造帶較南堡2號構造帶水體鹽度增高，距離湖中心更近。

表2 南堡2、3號構造帶巖樣鍶鋇比分布

從不同層位鍶鋇比可以看出，沙一段沉積時期的鍶鋇比高于東營組沉積時期，反映了研究區在沙一段沉積時期的古鹽度略高于東營時期。從側面也反映了沙一段沉積時期湖泊蒸發作用較東營組沉積時期強烈，湖盆面積較小，從而砂體發育次于東營組沉積時期。

從研究區內測試樣品結果可知，該區鍶、鋇含量及鍶鋇比具有以下特點：①南堡3號構造帶的鍶鋇比較2號構造帶高，驗證了南堡3號構造帶的物源比2號構造帶搬運距離更遠，距離湖中心也更近；②南堡3號構造帶沙一段的鍶鋇比明顯較東營組高，可推測研究區在沙一時期湖泊蒸發作用強烈，湖水不斷濃縮，鍶離子含量逐漸增大，相應沉積物中的鍶含量逐漸增大，鍶鋇比隨之變大。在東營組沉積時期，湖泊蒸發作用明顯減弱，鍶鋇比減小，鹽度減小。

3.2 鍶銅比分析

采用鍶銅比來反映古氣候的變化。一般來說，鍶銅比為1.00～10.00，指示濕潤氣候，若鍶銅比大于10.00，則指示干熱氣候。根據研究區內東營時期樣品鍶銅比分布(表3)，沙一時期鍶銅比均大于10.00，反映研究區在沙一段沉積時期為偏干熱環境，至東營沉積時期，氣候越來越溫暖潮濕。這與鍶鋇比結果相吻合，即沙一段沉積時期湖泊蒸發作用較強，古鹽度較大。

表3 研究區內各層位巖樣中鍶銅比統計

3.3 釩鎳比分析

釩、鎳同屬于鐵族元素，二者主要被膠體質點和黏土吸附。其中釩來自磁鐵礦，容易在氧化環境下被吸附而富集，鎳則容易在還原環境下富集。故釩鎳比可用來反映水體氧化還原環境。若釩鎳比較高(大于0.84)時，反映水體分層和底層水體出現H2S的厭氧環境；釩鎳比為0.60～0.82時，反映水體分層為中等厭氧環境；釩鎳比為0.46～0.60時，反映水體為較弱的貧氧環境。從研究區內樣品釩鎳比分布關系可以看到，研究區內樣品釩鎳比均在0.72～0.84之間起伏波動，但未高過0.84(表4)，可推斷該區為水體垂向分層中等、不強的厭氧環境。

表4 研究區內巖樣中釩鎳比統計

4 結 論

(1) 研究區古近系鍶鋇比為0.10～0.70，南堡3號構造帶鍶鋇比均高于南堡2號構造帶，且研究區在沙一段沉積時期的古鹽度略高于東營組沉積時期，整體為微咸淡水環境。

(2) 沙一段沉積時期鍶銅比均大于10.00，反映研究區在沙一段沉積時期為偏干熱環境，至東營組沉積時期，氣候越來越溫暖潮濕。

(3) 研究區內樣品釩鎳比均在0.72～0.84之間起伏波動，但未高過0.84，可推斷該區為水體垂向分層中等、不強的厭氧環境。

[1] 牟敦山，等.南堡凹陷2號構造東部斷圈含油氣綜合評價[J].大慶石油地質與開發，2013，32(5)：1-6.

[2] 王苗，廖遠濤，鄧大飛，等.南堡凹陷1號構造帶東一段儲層物性特征及其控制因素[J].油氣地質與采收率，2012，19(4)：14-17.

[3] 蔡佳，甘華軍，印斌浩.南陽凹陷南部陡坡帶成藏規律及有利勘探目標預測[J].油氣地質與采收率，2012，19(3)：22-24，28.

[4] 王時林，劉翠琴，等.南堡2號構造東一段沉積微相研究[J].特種油氣藏，2014，21(5)：12-15.

[5] 劉海清，等.南堡凹陷中深層巖性油氣藏形成及分布[J].特種油氣藏，2014，21(5)：34-36.

[6] 孫鎮城，等.中國新生代咸化湖泊沉積環境與油氣生成[M].北京：石油工業出版社，1997：133-137.

[7] 楊作升.黃河口毗鄰海域細粒沉積物特征及沉積物入海后的運移[J].山東海洋學院學報，1985，15(2)：121-127.

[8] 劉剛，周東升.微量元素分析在判別沉積環境中的應用——以江漢盆地潛江組為例[J].石油實驗地質，2007，29(3)：307-311.

[9] 鄭榮才，等.鄂爾多斯盆地長6油層組古鹽度研究[J].石油與天然氣地質，1999，20(1)：20-25.

[10] 王益友，郭文瑩，張國棟.幾種地球化學標志在金湖凹陷阜寧群沉積環境中的應用[J].同濟大學學報，1979，7(2)：51-60.

[11] 田雨.蘇德爾特潛山帶元素地球化學特征及意義[J].大慶石油地質與開發，2013，23(4)：30-35.

[12] Emilio Custodio.Aquifer overexploitation：what does it mean?[J].Hydrogeology Journal，2002，10(2)：254-227.

編輯 姜 嶺

20141116；改回日期：20150205

國家重大專項“渤海灣盆地精細勘探關鍵技術”子課題6“南堡凹陷油氣富集規律與增儲領域”(2011ZX05006-006)

張曉龍(1971-)，男，工程師，1998年畢業于長春地質學院石油地質專業，現從事油氣勘探研究工作。

10.3969/j.issn.1006-6535.2015.02.016

TE121.3

A

1006-6535(2015)02-0067-03