湖相優質烴源巖古湖泊生產力研究現狀

(吉林大學地球科學學院 吉林 長春 130000)

湖相優質烴源巖古湖泊生產力研究現狀

徐川王克兵

(吉林大學地球科學學院吉林長春130000)

中國中、新生代陸相沉積盆地廣泛發育，研究表明，湖相發育有機質富集層的優質烴源巖對陸相大油氣田的形成具有控制作用，因而湖相烴源巖的研究工作顯得尤為重要。本文針對中國各大陸相含油氣盆地湖相烴源巖進行了廣泛的文獻調研，詳細論述湖相優質烴源巖古湖泊生產力組成、評估和營養來源。

湖相烴源巖；古湖泊生產力；營養來源

伴隨著湖相烴源巖研究走過已有半個世紀之久，國內外學者關于湖相烴源巖的古湖泊生產力研究已進行的較為深入。研究認為高生產力是生油湖泊的基本條件之一[1]，1985年倫敦地質學會組織的關于湖相烴源巖的國際會議指出：表層水的高生產力比底層水的缺氧環境，在生油巖的形成上更為重要；只要有高生產力，原來含氧的底層水也會變得有利于保存有機質[2]，由此可見高湖泊生產力是湖相優質烴源巖生成的必要條件之一。

概括來說目前國內外關于形成湖相優質烴源巖的古湖泊生產力研究主要圍繞以下三個方面來開展[3]：1)古湖泊生產力組成;2)古湖泊生產力的評估;3)古湖泊生產力的營養來源。

一、古湖泊生產力組成

筆者通過對中國多個大中小型斷陷、拗陷、半咸化-咸化以及鹽湖湖盆烴源巖[4-7]進行總結，發現中國湖相優質烴源巖的有機質類型以I和II型為主，說明優質烴源巖的形成與藻類堆積物和浮游生物息息相關[8]，同時一些微生物(介形蟲、腹足類等)作為次級生產力也可提供一定的生產力[9]。近年來一些學者開展了關于細菌對湖泊生產力貢獻大小的研究，例如Kel[10]認為細菌產生的有機質可能超過藻類的有機質，張林曄[11]在研究濟陽坳陷烴源巖時發現了大量來自細菌生源的生物標志化合物，這些細菌生源的生物標志化合物與藻類來源的生物標志化合物具有此消彼長的關系。鄭綿平[52]認為堿湖區別于常見鹽湖(硫酸鹽湖)，在于其硫酸鹽礦物的不發育和堿類礦物的發育，可能與其中豐富的硫酸鹽還原菌有關。這些研究表明細菌對于湖相優質烴源巖形成也起到了一定的控制作用。

二、古湖泊生產力評估

古湖泊生產力的評估主要分為定性判斷和定量計算兩種，其中定性判斷主要運用U、MO的“粒控效應”[2]，而對于古湖泊生產力的估算，主要方法是有機碳法[2]、碳穩定同位素法[13]、微體浮游藻類化石相對豐度法[14]和色素法[15]。Hakanson認為湖泊是一個小型的海洋模型[16]，因而古海洋的研究方法同樣也可適用于古湖泊的研究，但由于海洋沉積和湖泊沉積還是有一定的差別，所以我們在運用上述古海洋生產力的替代方法時應根據古湖泊的具體情況來分析，從而綜合考慮其適用性。

三、古湖泊生產力營養來源

陸源營養鹽的輸入一般被認為是古湖泊生產力的重要營養來源之一[3]，張林曄[3]認為在溫暖濕潤環境下經歷長期的化學風化作用使磷灰石、碳酸巖鹽、玄武巖或流紋巖中的營養元素流入湖泊，提供了古湖泊生產力所需的營養物質；孫平昌[17]在研究松遼盆地東南部青山口組含油頁巖系時，發現古湖泊水體中較高的營養元素濃度，可促使藻類勃發，同時湖底的硫化環境，也使得綠硫菌等自養型細菌得到大規模快速繁殖，均可為古湖泊生產力提供充足的營養來源；熊林芳[18]在研究鄂爾多斯盆地延長組長7期古湖盆時發現古湖泊生產力極高，可能與同期的火山頻發和盆地深部熱液作用活躍所帶來的充裕營養物質有關。綜上可知細菌、火山爆發和盆地深部熱液活動等也可為古湖泊生產力提供營養來源。

四、結束語

綜上所述，湖相優質烴源巖的形成與藻類堆積物和浮游生物息息相關，同時一些微生物和細菌等也可提供一定的生產力；目前關于古湖泊生產力的評估主要分為定性判斷和定量計算兩種，應用時應綜合考慮古海洋方法對于古湖泊的適用性；陸源營養鹽的輸入一般被認為是古湖泊生產力的重要營養來源之一，同時細菌、火山爆發和盆地深部熱液活動等也可為古湖泊生產力提供營養來源。

[1]Katz B J.Factors controlling the development of lacustrine petroleum source rocks-An update[J].A APG Studies in Geology,1995,40.

[2]尹秀珍.松遼盆地中部晚白堊世早期古湖泊生產研究[D]：博士學位論文.2008.

[3]張林曄.湖相烴源巖研究進展[J].石油實驗地質，2008;30(6).

[4]陳治軍，高怡紅，李科社.二連盆地下白堊統烴源巖特征及其對油氣分布的影響[J].科技導報，2014;32(32).

[5]馮子輝，方偉，李振廣，等.松遼盆地陸相大規模優質烴源巖沉積環境的地球化學標志[J].中國科學：地球科學，2011；41(9).

[6]金強.深水和淺水鹽湖相生油巖沉積及其石油地球化學特征[J].沉積學報，1991;9(2):114-120.

[7]曹劍.古老堿湖優質烴源巖：準噶爾盆地下二疊統風城組[J].石油學報，2015;36(7):781-790.

[8]秦建中.青藏高原羌塘盆地有機相展布與成烴模式[J].石油實驗地質,2006,28(3).

[9]朱光有，金強，張善文，等.渤南洼陷鹽湖-咸水湖沉積組合及其油氣聚集[J].礦物學報，2004；24(1).

[10]Kel ts K.湖相烴源巖的沉積環境:緒論[A].見:汪品先,劉傳聯編.古湖泊論文集.北京:海洋出版社,1991.

[11]王廣利，張林曄，王鐵冠.3β-烷基甾烷在中國古近系陸相沉積中的發現及其地質意義[J].科學通報，2006,51(2).

[12]鄭綿平.論中國鹽湖[J].礦床地質，2001；20(2).

[13]劉春蓮,Franz T Fǔrsich,白雁,等.三水盆地古近系湖相沉積巖的氧、碳同位素地球化學記錄及其環境意義[J].沉積學報,2004,22(1).

[14]徐金鯉,祝幼華.微體浮游植物化石在古湖泊研究中的應用.見:汪品先,劉傳聯主編.含油盆地古湖泊學研究方法.北京:海洋出版社,1993.

[15]Reuss N,Conley D J,Bianchi T S.Preservation conditions and the use of sediment pigments as a tool for recent evological reconstruction in four Northern European estuaries[J].Marine Chemistry,2005,95.

[16]Hakanson L,Jansson M.Principles of lake sedimentology[J].Springer-Verlag,1983,310～320.

[17]孫平昌.松遼盆地東南部上白堊統含油頁巖系有機質富集環境動力學[D]：博士學位論文，2013.

[18]熊林芳.坳陷型富烴凹陷優質烴源巖的形成環境-以鄂爾多斯盆地長7烴源巖為例[D]：博士學位論文2015.

徐川(1992.8-)，安徽合肥，碩士在讀，吉林大學，研究方向是石油地質學、地球化學和油頁巖成礦理論研究；王克兵(1991.10-)，安徽六安，碩士在讀，吉林大學，研究方向是石油地質學、地球化學和油頁巖成礦理論研究。