塔里木盆地寒武-奥陶系海相烃源岩空间展布与层序类型的关系

在前人研究的基础上，从层序地层学研究的角度出发，结合寒武．奥陶系沉积环境研究，运用烃源岩具有“双轨”式地震同相轴反射特征，通过井震标定与应用已知烃源岩厚度标定未知烃源岩厚度的方法，计算出寒武．奥陶系烃源岩的厚度与分布范围．由此认识到，下寒武统玉尔吐斯组台地内凹陷与斜坡、盆地相区烃源岩分布范围远大于中寒武统烃源岩的分布范围，其品质也优于中寒武统蒸发渴湖相烃源岩．中奥陶统斜坡、盆地相区黑土凹组烃源岩分布范围同样远大于上奥陶统烃源岩的分布范围，其品质也优于台地内萨尔干组、印干组烃源岩及上奥陶统台缘斜坡灰泥丘相烃源岩．柯坪露头下寒武统优质烃源岩主要位于玉尔吐斯组底部Ⅰ型层序的初次海侵面及凝缩段，此剖面中Ⅱ型层序内烃源岩品质较Ⅰ型层序内烃源岩要差，甚至在Ⅱ型层序中并不发育有效烃源岩（TOC值〈0．5％）．中奥陶统黑土凹组优质烃源岩同样位于Ⅰ型层序的初次海侵面及凝缩段，品质稍差的台缘斜坡灰泥丘及印干组烃源岩层均发育在Ⅱ型层序中．在海平面上升高程与时间均相同的前提下，Ⅰ型层序中位于层序底界之上的海侵行程S1大于Ⅱ型层序中海侵行程S2，这样，发育于Ⅰ型层序底界之上海侵期形成的烃源岩分布范围大于Ⅱ型层序中的烃源岩分布范围．由于S1大于S2，在Ⅰ型层序底界上发生的相对海侵速率明显的大于Ⅱ型层序边界上的海侵速率，海侵速率的不同是Ⅰ型层序底界烃源岩品质优于Ⅱ型层序底界上部烃源岩的影响因素之一．由此，揭示了运用层序地层学的研究方法，对烃源岩空间展布、形成时间、预测烃源岩品质优劣等方面具有重大意义．     

轮南地区寒武系原油的分布特征

塔里木盆地来源干寒武系与中、上奥陶统的原油具有不同的生物标志物特征，对轮南地区不同层位40个原油的色-质分析，并以不同来源的典型原油配比实验中的甾烷参数含量为依据，对轮南地区不同原油中来源于寒武系与中、上奥陶统原油的混合比倒进行了估算．结果显示：轮南地区奥陶系油藏中的原油，来源干寒武系和中、上奥陶统原油的混合现象比较普遍，石炭系次之，而三叠系则基本是中、上奥陶统来源的原油；平面上，以寒武系为主的混合油主要分布在桑塔木断垒带，而轮南断垒带则分布的是中、上奥陶统来源的原油．原油的这种分布特征，主要是由于轮南断垒带位于奥陶系古潜山的核部，在加里东-海西期的构造运动中，该区域遭受强烈剥蚀，聚集在这里的寒武系原油在盆地抬升过程中被完全破坏；桑塔木断垒带存在混合油的原因是由于桑塔木断垒带的构造位置相对较低，这里聚集的寒武系原油在后期的构造运动并没有被完全破坏，后期来源于中、上奥陶统原油与残余的寒武系原油相互混合造成的．     

塔里木盆地海相原油的油源问题的综合述评

塔里木盆地台盆区油气源问题争论已久，争论的焦点是盆地内已发现的海相油气资源主要来源于寒武系一下奥陶统烃源岩还是中、上奥陶统烃源岩．文中对前人的主要观点及其论据进行了总结，并对塔里木盆地台盆区油源研究中的有关核心问题，如对比参数的选择、成熟作用及物理分异作用对油源对比参数的影响、有关对比参数的地质、地球化学意义等问题进行了讨论．认为在应用那些受成熟度、物理分异效应等影响较大的参数进行油源对比时引起的歧义可能较大，只有那些地球化学意义明确、受成熟度影响小、次生变化过程中变化小的参数才是有效的油源对比参数．塔里木盆地海相原油包括了这两套烃源岩贡献，广泛存在混源油，发现有来源于寒武系的原油．建议塔里木盆地海相原油成因的进一步研究应优化油源对比参数，采用综合的地质地球化学方法．     

分子化石与塔里木盆地油源对比

分析了甾烷类“分子化石”(生物标志化合物)在塔里木盆地某些特定地质年代岩石中的分布特征, 并藉此为“指纹”进行油源对比. 分子化石的分布受成熟作用、运移作用、相分馏作用及生物降解作用等因素的综合影响, 并不是任何一个与生源环境有关的分子化石参数都可作为油源对比的指纹. 甲藻甾烷(C₃₀)、4-甲基-24-乙基胆甾烷(C₃₀)及其芳构化甾烷、24-降胆甾烷(C₂₆)及C₂₈甾烷等来源于沟鞭藻和硅藻等生物的分子化石在塔里木盆地寒武系和奥陶系岩石抽提物中普遍存在, 并且在不同层系中的分布具有明显的差异性. 除塔东2井产自寒武系地层中的重油等少数几个油样与寒武系抽提物有可比性之外, 在塔中、塔北隆起上的海相原油中, 这些化合物的相对含量与上奥陶统抽提物之间表现出惊人的相似性, 这意味着中、上奥陶统生油岩可能是这些海相原油的主要生源.     

鄂尔多斯盆地西部平凉组烃源岩特征及其影响因素

采用有机地球化学和有机岩石学研究方法，对鄂尔多斯盆地西缘平凉组烃源岩进行了系统评价．该区平凉组烃源岩有机质丰度具有下段高于上段、泥岩高于泥灰岩和灰岩的分布特点，有机质类型绝大多数属于腐泥型，石板沟和桌子山剖面有少数样品为腐殖腐泥型特征，为进一步评价鄂尔多斯盆地西缘油气资源潜力提供了基础．另外，采用碳酸盐碳氧同位素等多种方法和稀土元素分异程度的测定资料分别对该区古盐度和沉积速率进行了推算，研究了水体和沉积速率对烃源岩有机质丰度和类型的控制作用，认为水体盐度与有机质丰度之间具有正相关性，而对有机质类型影响很弱；沉积速率与烃源岩有机质的丰度和类型之间也有直接联系，沉积速率慢，有机质丰度较高，类型较好；相反沉积速率快，有机质丰度较低，类型较差，这为预测有利烃源岩分布提供了科学依据．     

中国叠合盆地深层海相油气成藏条件与富集区带

以塔里木、四川、鄂尔多斯三大盆地为例，从海相层系的后期叠加样式、埋藏历史、构造变形演化出发，阐述深层海相油气成藏条件．海相烃源岩埋藏史可划分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型，指出不同埋藏类型油气生成、成藏与现今烃类相态有差异．海相层系构造带演化可分为早正断-晚断褶型、早隆起．晚断褶型、早隆起．晚平缓型、早拗陷．晚冲断型等4种类型．提出有机质“接力”成气模式，指出中西部地区“退火”地温场演化与构造沉降耦合以及高．过成熟烃源岩中分散液态烃晚期成气，是海相油气晚期成藏的关键因素．总结提出深层海相优质储层形成的地质条件，即早期烃类充注、风化壳储层、深部溶蚀作用以及埋藏白云岩化作用．总结提出三大类海相油气富集区带，即古隆起复式油气聚集带、古断裂带、高能沉积相带．     

塔里木盆地轮西地区奥陶系潜山油藏成藏过程及聚集模式

轮西地区奥陶系溶缝洞型潜山油藏中的原油以重油为主，为源自中、下寒武统烃源岩和中、下奥陶统烃源岩的混合油，经历了以侧向运移和聚集为主的加里东晚期-早海西期油气聚集和破坏，即有沿断裂向上调整又有侧向运移和聚集的海西晚期油气聚集并在海西末期降解形成重油的成藏过程．轮西地区奥陶系潜山油藏不存在燕山晚期-喜山期油气充注，却受该期深部轻质油气扩散的影响，表现为重油与原油裂解形成的干燥系数为0．91—0．96的溶解气伴生．通过对该地区奥陶系潜山成藏过程的研究，对塔里木盆地克拉通地区早期充注形成的油气藏的勘探潜力的认识具有重要的意义．     

塔里木地区奥陶纪原型盆地类型及其演化

奥陶系是塔里木盆地的主要勘探目的层系．恢复奥陶纪的构造沉积环境是研究塔里木地块的构造演化历史和预测奥陶系有利储集相（区）带的重要基础．从周缘大地构造背景、岩相与沉积充填、古地理古气候古生态、构造变形和岩浆活动等出发，将盆地沉积充填和周缘造山带的演化相结合，重建了奥陶纪不同地质时期的原型盆地．在奥陶纪，塔里木地区表现出克拉通内拗陷和克拉通边缘拗陷相复合的盆地性质．中西部克拉通内拗陷主要为台地相沉积区，东部克拉通边缘拗陷主要为深水盆地相区，其间为斜坡过渡带．晚奥陶世，北昆仑洋的闭合和阿尔金地区沟-弧-盆体系的消亡导致塔里木南部地区处于挤压隆升背景，中西部的碳酸盐台地相区转变为混积陆棚，东部的盆地相区出现超补偿的巨厚复理石沉积，标志着盆地性质的急剧转变，盆地格局由奥陶纪的东西分异向志留纪的南北分异转化．     

中国海相储层分布特征与形成主控因素

中国海相储层分布广泛，时代从前寒武系到中新生界，其中主要是古生界，特别是下古生界，主要包括碎屑岩和碳酸盐岩两类储层；在平面上主要分布在中西部的塔里木、四川和鄂尔多斯盆地．海相碎屑岩储层主要发育于海滩前滨-临滨、潮汐砂坝、潮汐水道、砂坪、三角洲分流河道、河口坝以及浅海陆棚等环境；储层发育的沉积环境对储层性质具有极其重要的控制作用；压实作用和压溶作用、胶结作用是减少孔隙的重要因素；低地温场地质背景、早期油气充注、溶蚀作用对储层孔隙保存非常有利．海相碳酸盐岩储层分为礁-滩型储层、岩溶型储层、白云岩储层、裂缝型储层四类；白云石化作用、溶蚀作用、硫酸盐热化学还原反应作用、构造破裂作用是控制碳酸盐岩储层质量的重要因素．     

海相干酪根天然气生成成熟度上限与生气潜力极限探讨——以塔里木盆地研究为例

塔里木盆地海相寒武系-奥陶系烃源岩的热解、干酪根元素、高温热解气相色谱及黄金管封闭热模拟实验揭示，海相Ⅰ，Ⅱ型干酪根的天然气生成成熟度上限或“生气死亡线”为镜质体反射率3．0％；以煤为代表的Ⅲ型有机质的“生气死亡线”最高可达镜质体反射率10％．不同类型有机质生成天然气的极限量存在明显差别．干酪根元素物质平衡法计算，海相Ⅱ型干酪根在R0〉1．5％以后演化阶段的生气量极限小于185m^3／t（TOC），不足其总生烃量的30％；在R0〉2．0％演化阶段的生气量极限小于110m^3／t（TOC），不足其总生烃量的20％．岩石热解法获得的相同演化阶段天然气生成量仅为干酪根元素质量平衡法计算值的1／10左右．黄金管封闭高温高压热模拟和高温热解方法获得的生气量介干两者之间，镜质体反射率1.3％以后的生气量极限为60～90m^3／t（TOC）．岩石热解法获得的生气量是最小生气潜力，而干酪根元素质量平衡法获得的生气量是其极限生气潜力，实际生气量应低干元素质量平衡法计算出来的生气量极限．     

塔里木盆地克拉通区油气藏形成主控因素与油气分布

塔里木盆地克拉通区位于盆地腹部, 主要发育寒武系海相烃源岩, 其次是中、上奥陶统海相和石炭-二叠系海陆过渡相烃源岩. 烃源岩分区、分期成熟, 形成不同时期的多个供烃中心. 克拉通区经历了多期构造运动, 形成多个古隆起. 不同时期有效供烃中心与古隆起相匹配是控制油气藏形成与分布的最主要因素, 古隆起具有多期油气充注历史, 并经历了多期调整甚至破坏, 有效供烃中心周围的古隆起及其斜坡区最有利于油气聚集, 油气相态与供烃中心演化历史有关. 海西晚期是塔里木盆地克拉通区最广泛的成藏时期, 毗邻烃源岩、保存条件良好的原生油气藏是勘探的最有利目标; 区域盖层之下、断裂带周围、不整合面上和下油气最富集; 石炭系砂岩、奥陶系风化壳岩溶、内幕碳酸盐岩储层是油气聚集的主要层段; 石炭系、志留系砂岩尖灭油气藏、碳酸盐岩缝洞型岩性油气藏是进一步勘探的主要对象.     

中国海相盆地的形成与演化

中国海相沉积盆地的形成与演化主要经历了两大构造期和5个构造演化阶段．两大构造期是指早古生代板块离散-漂移控制下的海相盆地形成和晚古生代以来板块聚敛-碰撞控制下的盆地叠加改造这两大构造期．5个演化阶段如下：①元古界-中石炭世，小陆壳板块在大洋中的漂移和以碳酸盐岩沉积为主的海相盆地的形成；②晚石炭世-中三叠世，陆壳板块向北的拼合聚敛和海陆交互相沉积盆地的发育；③晚三叠世-早白垩世，板块拼贴以后的构造稳定阶段和陆内沉降控制的湖相沉积盆地的叠加；④晚白垩世-古近纪，受新特提斯洋和西太平洋板块活动的影响，海相沉积盆地经受陆内变形，发生埋藏、隆升剥蚀或破碎；⑤新近纪以来，受印度板块与亚欧板块的碰撞及其远距离效应的影响，海相沉积盆地边缘发生前陆挤压和盆山耦合作用．构造演化过程控制了中国海相沉积盆地的石油地质特征，古生代海相沉积盆地的形成奠定了油气藏形成的物质基础，中新生代的构造叠加与改造决定了油气成藏与保存的关键条件．晚元古代-早古生代，漂移在大洋中的古板块上沉积的深水相泥页岩和陆缘海碳酸盐岩层序中，发育了优质的海相烃源岩和礁滩相储集层．晚古生代，陆壳板块聚敛并上升成陆，克拉通盆地内部的古隆起成为油气运移、聚集和储集的良好空间，同时海陆交互相沉积的煤系地层形成了区域性的封盖层．中新生代的构造稳定性决定了古生代海相盆地的保存条件．具有前寒武系结晶基底，构造活动相对稳定，盆地改造程度低的海相沉积盆地和其中古油气藏容易保存，例如塔里木盆地、四川盆地、鄂尔多斯盆地等都是有利于海相油气勘探的地区．     

冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程、机理与效应

冰期旋回是第四纪地球气候变化最显著的特征,热带西太平洋通过水文循环控制全球气候演化,这是“气候演变低纬驱动”理论的核心内容.由于现代热带西太平洋CO₂总体上处于海-气平衡,因此基于“将今论古”的思想,长期以来学术界认为热带西太平洋相对于南大洋等高纬海区在大气CO₂分压(pCO₂)冰期旋回中的作用并没那么重要,从而低估了热带西太平洋通过碳源汇演替调控全球气候的作用.在综合分析上新世以来冰期旋回中热带西太平洋碳源汇过程与机制的基础上,总结出了其气候效应模式,发现冰期时海平面降低导致更多的河流营养物进入海洋,致使近海表层有机碳生产和海底有机碳埋藏加强;同时,远洋为了“补偿”陆架珊瑚礁等钙质生物碳酸盐生产的减少,引起其深部[CO₃^2-]和碱度增加,致使远洋深部碳库增强;另外,开放洋区大型硅藻勃发等有机碳生产演化事件在大洋深部形成呼吸碳库,进一步“放大”了上述增强的深部碳库.这些碳循环过程表明冰期热带西太平洋扮演碳汇角色.间冰期时上述碳循环过程发生的方向或强度与冰期相反,但目前还没有证据...     

琉球“沟一弧一盆系”构造地貌：地质地球物理探测与制图

利用多波束全覆盖水深测量数据和地震、浅地层调查、地质地球物理调查资料及现有研究成果，对琉球“沟．弧．盆系”构造地貌特征进行了系统的分析研究，编绘了琉球“沟．弧．盆系”构造地貌图．指出琉球“沟-弧-盆系”地貌的发育和分布格局主要受构造运动的控制．琉球岛弧与东海陆架和陆坡构造地貌特征具有明显区别，前者地质构造上由吐噶喇火山脊、琉球褶皱脊和弧前增生楔及夹于其间的奄美拗陷和弧前拗陷组成，地貌上表现为岛坡海岭与岛坡断陷盆地相间分布的格局；东海陆坡是一个新生的被动型陆缘，地貌上表现为断阶型陡坡，地形变化连续．冲绳海槽构造上是一个弧后张裂带，带内构造活动强烈，火山活动和热液活动活跃，已经并正在发生海底扩张．海槽地貌的发育主要受雁行式排列的海槽扩张轴和东海陆坡断裂带、吐噶喇西缘断裂带的控制．海槽中央为沿扩张轴发育的中央裂谷盆地和中央火山链，西～西北侧为自东海陆坡坡麓向海槽中央倾斜的浊流堆积平原，东～东南侧为自琉球岛弧西坡坡麓向海槽中央倾斜的火山碎屑堆积平原．冲绳海槽在构造地貌上构成东海陆架和琉球岛弧的天然分隔．     

试论轮南地区原油类型多样性的主控因素

轮南地区油气藏的分布十分复杂，各种不同物性的原油如重质油、正常油、蜡质油、轻质油和凝析油均有分布，并呈现“西重东轻”、“西油东气”和“上下重，中间轻”的分布格局．运用原油正构烷烃半对数分布、生物标志化合物比值和稳定碳同位素组成等精细的有机地球化学分析表明，原油地球化学特征平面分布上与大的“东西分异”背景相吻合，且具有通常成熟度连续的单期烃类充注、成藏难以解释的“两族、不连续分布”特征．轮南地区油气藏存在东部和西部两个油族，西部地区油族成熟度略低且有生物降解痕迹，主要以重油形式分布；东部地区油族成熟度略高，主要以轻质油、凝析油形式存在，中间地段发生的混合作用形成了中一高蜡油．混合成藏作用模式，可能有助于解释轮南地区油气藏(包括蜡质油)的分布规律，并能对原油物性、含氮化合物、生物标志化合物、稳定碳同位素组成等各项地球化学数据作出相对较为一致的解释．     

与“南永2井珊瑚礁‘红色与黑色沉积夹层’的成因及环境意义初探”商榷

“南永2井珊瑚礁‘红色与黑色沉积夹层’的成因及环境意义初探”一文[1](以下简称“南文”)重点研究了南永2井珊瑚礁红色和黑色沉积夹层.通过对黑色沉积和红色沉积的古地磁特征(包括磁化率、剩余磁化强度)和地球化学特征(MnO和Fe2O3)的研究,“认为这一对特殊而典型的‘沉积夹层’与古气候的突变有关”.文章思路新颖,独创性强,所报道的红色和黑色沉积对于全球气候变化、事件沉积具有重要的研究意义. 关于黑色与红色沉积的研究国际上已进行多年,不同时期的黑色和红色沉积在规模、时间跨度和空间分布上不尽相同,因而其形成机理也各不相同.30多年来全球深海钻探和大洋钻探资料揭示,地质历史中侏罗纪~白垩纪广泛分布富有机质的黑色页岩,Schlanger等人[2]首次提出“大洋缺氧事件”模式用以解释其成因.后续调查研究表明,缺氧事件对应于高含量有机碳[3]、大规模有机碳埋藏[4]、碳同位素正偏[5]和海洋生物大规模绝灭[6].近年来,科学家注意到在早、中白垩世缺氧事件黑色沉积之上晚白垩世期间全球范围内广泛出现典型的海相红色沉积,包括红色灰岩类和红色泥质岩,并认为是大洋富氧事件的产物[7,8]1).这种大洋缺氧事件(黑色页岩与大洋富氧事件)红色沉积组合变化绝不是偶然的现象,它是地球系统中气圈-水圈-沉积圈圈层耦合的产物,其表现周期为10~100 Ma. 而“南文”报道的红色沉积夹层时限为20~30 ka,相当于米兰科维奇旋回,空间分布区域也较为有限.根据沉积速率推算,其黑色沉积的时限约220 ka.与白垩系相比,南永2井珊瑚礁红色与黑色沉积夹层很可能相当于米兰科维奇旋回级别.在整个地质历史中,与白垩系相似的黑色/红色沉积很可能出现在奥陶系[9](Andrei Dronov,私人通信,2001). 现在最为紧迫的一点似乎在于区分不同级别的黑色/红色沉积,为系统性的研究打下一个良好的基础.因此,在“南文”研究基础上,进一步开展红色和黑色沉积夹层研究具有非常重要的意义,因为相对来讲,相似沉积的地质历史时代越近,研究也就相对更准确,难度也更小.但是就文章本身所提供的信息来看,该文的研究结论似乎还有不少值得完善的地方, 下面特把我们的问题提出来,以期共同提高对于地质历史时期的黑色/红色沉积研究. 问题1:“南文”中黑色沉积和红色沉积的岩石学特征交待不够明朗.岩石学特征直接与海平面、物源区性质等相关.如果黑色和红色沉积的岩石学特征不发生明显变化,则可以排除海平面变化和物源区的影响. 问题2:黑色和红色沉积的颜色分布是浸染状、斑点状还是块状？其均一性如何？均一性不同,解释很可能不同.例如,斑点状颜色很可能是特殊矿物在成岩阶段被氧化所致,而均一性好的颜色多为沉积阶段产物(成岩后生阶段之前).其颜色成因很可能与海水地球化学性质有关. 问题3:黑色和红色沉积中的有机碳含量是否有变化？颜色跟有机碳含量变化是否相关？在沉积学中,有机碳含量高的沉积物一般颜色较深,典型的黑色页岩就是由于有机碳含量较高所致. 问题4:“南文”中1477页最后一段至1479页第1段指出:黑色沉积中心层的底界正好对应于布容正极性/松山反极性(B/M)转换的界限,并进一步根据年龄数据相当于d 18O曲线划分的19/20(冷/暖)转换界限, 由此得出结论黑色沉积夹层的形成与全球气候突发事件有关.应该指出的是,在承认对比精确度的前提下,极性反转与气候冷暖转换界限对应于黑色沉积中心,只能说明在时间上的对应关系,而并不能说明黑色沉积就一定与全球气候突发事件相关,两者之间不存在必然关系.要揭示气候变化,恐怕碳酸盐(全岩或化石)氧稳定同位素测试是必要的,同时也是最有效的方法. 问题5:1479页第1段.生物碎屑含量在黑色沉积中的变化是否一定是气候(气温)变化的产物值得进一步探讨.导致生物碎屑含量增加的因素很多,气候温度变化可能仅仅只是其中一个因素.我们不能将生物碎屑含量的增加直接用作气候变化的证据. 问题6:“南文”中指出(1479页第2段)冰期会有Mn,Fe等金属元素在礁岩中的浓缩, 而当气候突然变暖时,Mn,Fe,Cu,Zn和Cd等金属又会大量氧化稀释.此处是直接提出结论而未见任何参考文献的印证;“南文”随后在解释黑色/红色形成机制时更进一步假设是由于Mn和Fe各占优势的原因,其理论依据是什么？另外,文中仅仅讨论了Mn和Fe的含量变化,其他元素变化如何？Mn和Fe等金属的地球化学行为与气候之间的关系如何？等等,均缺乏令人信服的解释.而这些问题正是全文的核心所在. 以上提出的问题得当与否有待验证,可能会由于研究侧重点的不同而会囿于一家之言.但无论如何,目标只有一个,那就是共同推进黑色/红色沉积(事件)的研究,将问题引向深入. 致谢 本工作受国家杰出青年科学基金(批准: 49625203)资助.