塔里木盆地阿瓦提坳陷油气资源潜力分析.pdf

第 3 4卷第 3期 2 0 1 2年 5月 石 油 参 量 参 沾 届 PETRoLE UM GEoLoGY EXPE RI M ENT Vo 1 ． 34． No ． 3 Ma y， 2 01 2 文章编号 1 0 0 1 6 1 1 2 2 0 1 2 0 3 0 2 5 7 1 0 塔 里木盆地 阿瓦提 坳 陷油气 资源潜力分析 顾 忆 ， 赵永强 ， 贾存善 ， 何光玉 ， 罗 宇 ， 王 斌 ， 路清华 1 ． 中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所 ， 江苏 无锡2 1 4 1 2 6 ； 2 ． 浙江大学 地球科学系， 杭州3 1 0 0 2 7 摘要 阿瓦提坳 陷是 目前塔里 木盆地勘探程度最低 的地 区， 区内及周缘 已发现乌鲁桥油苗 、 志 留系沥青砂岩 等油气显示 。通过 对 区域 构造背景及其演化 、 主要烃源岩沉积背景及其地球化学特征 的研究 ， 明确阿瓦提坳陷及周缘发育渴 湖相 、 陆棚一斜坡相 2类 沉 积背景不 同、 地球化学特征有别 的主力烃源岩 。下寒武统玉尔 吐斯 组 、 中上奥 陶统萨尔干组 、 印干组烃源 岩以斜坡 相为主 ． 是 与上升洋流有关 的特高丰度烃源岩 ； 中下寒武统则发育 以渴湖相为主的较高丰度烃源岩。并提出了本区优质烃源 岩的沉积发育 模式及其沉积环境 的判别指标 。通过层序地层 、 地震相 、 沉积相研究 ， 开展了层序地层格 架下地震 相、 沉积相约 束的烃 源岩识别 与预测。在典 型油藏解剖 、 油气成藏条件综合分析 的基础上 ， 明确 了阿瓦提坳陷及邻 区有利勘探领域。 关键 词 烃源岩 ； 油气地球化学 ； 资源潜力 ； 阿瓦提坳陷 ； 塔里木盆地 中图分类 号 T El 2 2 文献标识码 A An a l y s i s o f h y d r o c a r b o n r e s o u r c e p o t e nt i a l i n Awa t i De p r e s s i o n o f Ta r i m Ba s i n Gu Yi ，Z h a o Yo n g q i a n g ，J i a C u n s h a n 。 ，He Gu a n g y u ，L u o Y u ，Wa n g B i n ， L u Q i n g h u a 1 ． Wu x i I n s t i t u t e o fP e t r o l e u m G e o l o g y ， S I N O P E C， Wu x i ， J i a n g s u 2 1 4 1 2 6 ， C h i n a ； 2 ． D e p a r t m e n t of E a rt h S c i e n c e s ， Z h e j i a n g U n i v e r s i t y ， H a n g z h o u ， Z h e j i a n g 3 1 0 0 2 7 ，C h i n a Abs t r a c t Th e d e g r e e o f pe t r o l e um p r o s p e c t i n g i n t he Awa t i De p r e s s i o n i s t he l o we s t c o mp a r i n g wi t h t h a t i n p l a t f o r m d e pr e s s i o n a r e a s o f t h e Ta r i m Ba s i n．S o me o i l a nd g a s s h o ws s u c h a s t h e W u l u q i a o o i l s h o w a nd t h e S i l u r i a n a s p ha l t i c s a nd s t o n e we r e f o un d i n t he d e p r e s s i o n a n d i t s s u r r o u n d i n g s ． Ba s e d o n t h e s t u di e s o f r e g i o na l t e c t o n i c s e t t i n g a nd i t s e v o l u t i o n，d e p o s i t i o n a l e n v i r o n me n t s a nd g e o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f t he ma i n s o u r c e r o c k s ，t wo d i f f e r e n t k i n d s o f p rin c i p l e s o u r c e r o c k s wi t h di f f e r e n t s e d i me n t a r y b a c kg r o u n ds a n d g e o c h e mi c a l f e a t u r e s，d e v e l o p e d i n l a g o o n a l f a c i e s a nd c o n t i n e n t a l s h e l f a n d s l o p e f a c i e s r e s p e c t i v e l y，we r e d e t e r mi n e d ．S o u r c e r o c k s d e v e - l o p e d i n t he Lo we r Ca mb r i a n Yue r t us i F o rm a t i o n，t he Mi dd l e a n d Up p e r Or d o v i c i a n S a e r g a n Fo r ma t i o n a n d Yi n g a n F o r ma t i o n we r e d o mi n a t e d b y s l o p e f a c i e s a n d s h o we d e x t r a - hi g h o r g a n i c c o n t e n t wh i c h wa s r e l a t e d t o a s c e n di n g c u r r e n t ． An d t h e Mi d dl e a n d Lo we r Ca mb ria n s o u r c e r o c k s wi t h r e l a t i v e h i g h o r g a n i c c o n t e n t we r e d e v e l o p e d i n l a g o o n a l f a c i e s ．T h e s e d i me n t a r y mo d e l s for t h e f o rm a t i o n o f q u a l i t y s o u r c e r o c k s a n d t h e i d e n t i fi c a t i o n ma r k s for de p o s i t i o n a l e n v i r o n me n t s we r e p r o p o s e d ．Ac c o r di n g t o t h e s t u d i e s o f s e q u e n c e s t r a t i g r a p h y，s e i s mi c f a c i e s a n d d e p o s i t i o n al f a c i e s ， t h e i d e n t i fi c a t i o n a n d p r e d i c t i o n o f s o u r c e r o c k s c o n f i n e d b y s e i s mi c a n d d e p o s i t i o n a l f a c i e s u n d e r s e q u e n c e s t r a t i g r a p h i c f r a me w o r k w e r e c a r r i e d o u t ．On t h e b a s i s o f d i s s e c t i n g o f t y p i c a l r e s e r v o i r a n d s y n t he t i c a n aly s i s o f h y d r o c a r b o n a c c u mu l a t i o n，t h e p o t e n t i a l t a r g e t s for p e t r o l e u m e x p l o r a t i o n we r e i nd i c a t e d i n t he Awa t i De p r e s s i o n a n d i t s s u rro un d i n g a r e a s ． Ke y wo r d ss o u r c e r o c k；p e t r o l e u m g e o c h e mi s t ry ；r e s o u r c e po t e n t i a l ；Awa t i De p r e s s i o n；Ta r i m Ba s i n 阿瓦提坳陷是塔里木盆地东北坳陷区阿一满坳陷 的一部分， 位于东北坳 陷区西部， 面积约 3 1 0 k m z ， 是塔里木盆地研究程度最低 的地区。目前 ， 在阿瓦 提坳陷仅钻探井 l 0口， 尚未获得工业油气流， 仅发 现乌鲁桥油苗、 乔 1 井志留系沥青砂岩、 胜利 1 井志 留系沥青砂岩等油气显示。而在周缘地区， 柯坪隆 起建化厂发现中奥陶统大湾沟组液态油苗 ． 并广布 志留系沥青砂岩； 巴楚隆起 已发现巴什托 、 亚松迪油 气田及 同 1 井 、 和4井油气显示 ； 沙西凸起在下古生 界也获得高产工业油气流 英买 1 、 2井 。阿瓦提坳 陷是否能作为一个有利的生烃坳陷这对于环阿瓦 提坳陷的油气勘探具有重要意义。 收稿 日期 2 0 1 1 1 2 3 0； 修订 日期 2 0 1 2 0 4 2 6 。 作者简 介 顾忆 1 9 6 2 一 ， 男 ， 教授级 高级工程师 ， 从事石油地质研究 。E- m a i l g u y i ． s y k y s i n o p e c ． c o m 。 基金项 目 中国石化海相前瞻性项 目 Y P H 0 8 0 9 6 资助 。 2 5 8 石 油 察 劈沾届 第 3 4卷 通过对 区域构造背景及其演化 、 主要烃源岩沉 积背景及其地球化学特征、 油气资源量估算及评价 的综合研究 ， 明确 阿瓦提坳 陷发育溻湖相 、 陆棚一 斜坡相 2类沉积背景不同、 地球化学特征有别的主 力烃源岩系 ， 并进行 了主力烃源岩预测 ， 明确 了阿 瓦提坳陷油气资源潜力 。 l 区域构造背景及其演化 塔里木盆地是一个多旋回克拉通盆地 ， 其演化 先后受古亚洲及特提斯两大构造域的影响， 形成了 古生代与中新生代上下 2个 盆地演化阶段和 2个 世代盆地的叠加复合 。 受晚震旦世 的强烈伸展作用 ， 塔里木克拉通周 边 出现 了扩张和分裂． 在塔里木北缘形成被动大陆 边缘盆地。阿瓦提坳 陷西部 、 巴楚东部强烈活动 ， 并形成一系列断陷 。 阿瓦提 、 巴楚 与麦盖提斜坡地 区处于一种中部深 、 南北浅 、 西深东浅 、 向北北西开 口的古海槽 的古地理环境 。晚震旦世 的伸展活动 为早寒武世烃源岩 的发育提供 了良好 的构造一沉 积背景。 阿瓦提坳陷断裂系统主要呈北东 向、 北西西 向 和北西向展布， 且 主要分布于坳陷的周缘 ， 以压扭 断层为主 ； 而坳陷内部则断层较少 ， 变形较弱 ， 主要 为逆冲断层 ， 且主要分布于古生界地层之 中。这些 断层主要活动于加里东中期、 海西晚期和喜马拉雅 中期 ， 以喜马拉雅 中期最为强烈 ， 其次是海西晚期 ， 加里东 中期相对较弱。 晚奥陶世开始的加里东中期运动以来 ， 柯坪与 阿瓦提坳陷逐步分离 ， 形成柯坪 低 隆起 ； 晚三叠 世开始， 区域应力场又变为挤压状态 ， 其后发生的 印支一燕 山运动使 巴楚北侧近东西 向的吐木休克 断裂 西段 和南侧 的玛扎塔格断裂开始活 动， 巴 楚东部地 区开始抬 升， 巴楚 东部隆起开始 逐步形 成 ， 并与北侧的阿瓦提坳 陷分离。 地震剖面解释表明． 阿瓦提坳陷与巴楚隆起在 寒武纪 、 奥陶纪为一个统一的坳 陷 ， 两者的地层在 厚度和岩性上具有连续渐变的关系 ， 无明显差异。 阿瓦提坳陷与柯坪隆起 自中志留世以来 ， 沉积 的地层基本不同， 表明两者 自中志留世以来处于明 显不同的古地理和构造环境 ， 即加里东中期运动已 使阿瓦提与柯坪分离开来 。 从地震剖面 、 钻井地质剖面来看 ， 沙西地区在 三叠纪和新生代 时期基本上处于稳定沉降接受沉 积 的状态 ． 构造变形微弱 。三叠系以下地层的一致 陡倾或缺失 。 是受海西晚期运动与海西末期运动的 影响。另外 ． 该 区三叠系以下地层展布平稳 ， 构造 变形微弱 。 表明沙西地区在海西晚期运动以前应该 与阿瓦提坳陷属于一个统一 的沉降 、 沉积坳 陷， 其 构造一古地理的重大分异起源于海西晚期运动。 而阿瓦提坳陷与卡塔克隆起 ． 在晚震旦世一早 中寒武世时期 ， 两者均处于坳陷的构造一古地理环 境 ， 其东侧则 为塔 中古斜坡。地层西厚东薄 ， 并 向 东超覆。之后 ， 塔中地 区强烈沉降 ， 接受了巨厚 的 上寒武统和奥陶系沉积。中、 晚奥陶世一志留纪和 早一中泥盆世时期 ， 卡塔克断裂带强烈活动并大幅 度抬升。 阿瓦提处于坳 陷， 而卡塔克地区则处 于西 倾斜坡 。 2 烃源岩沉积背景及地化特征 如前所述 ． 阿瓦提是一个新生代断陷 ， 早古生 代的构造沉积则有和柯坪隆起相对统一发展的特 点。在 目前研究程度 尚低 、 钻井也 未揭露 的情 况 下 ， 借鉴柯坪隆起 、 沙雅隆起下古生界烃源岩特征 ， 通过层序地层 、 地震相 、 沉积相划分对 比， 是认识阿 瓦提坳陷烃源条件 的有效途经。 柯坪隆起寒武系一奥陶系地表露头剖面作为 塔里木盆地下古生界经典剖面 ， 曾多次进行过剖面 测制及采样分析工作。在前人研究的基础上 ， 补充 采集柯坪隆起 、 沙雅隆起星火 1 井烃源岩及相关样 品开展相关研究。 2 ． 1 层序 地层划 分 与沉积 相 根据柯坪露头和钻井层序地层、 岩石地层 和沉 积学等的综合研究 ， 在寒武一奥陶系中识别 出2 6个 三级层序 表 1 ， 可归纳为 6种类型 表 2 。 从和 田 1井一和 4井一方 1井一 肖尔布拉克 及大湾沟综合剖面一星火 1 井层序对 比中可见 ， 下 寒武统主要发育一套烃源岩密集段 凝速段 ， 该 密集段主要分布在北部 ， 由北向南厚度逐步减薄 ， 受沉积环境控制明显 ； 中下寒武统膏盐岩与碳酸盐 岩交互沉积层序中烃源岩展布稳定 ， 在区内分布广 泛 奥 陶系主要 发育有 2套烃 源岩密 集段 凝 速 段 ． 下部密集段相 当于萨尔 干组 ， 上部密集段 相 当于印干组。 下一中寒武统以强振幅连续反射为特征， 可划 分为 2个地震层序 。 内部均显示 出明显的由南到北 的高频前积反射特征 ， 说明该期相对深水相 的沉积 应位于工区 中北部 ； 上寒武统一下奥 陶统 ， 主体为 杂乱反射 ， 地层仅发育在测线最北部和最南部 ， 可 见少量呈明显 由南东向北西的前积反射特征 ， 此时 碳酸盐岩 台地 的前积方 向仍为由南向北 ， 相对深水 第 3期 顾忆， 等．塔里木盆地阿瓦提坳陷油气资源潜力分析 2 5 9 表 1 塔里木盆地 阿瓦提坳陷寒武一 奥陶 系层序划分 Ta b l e 1 S e q u e n c e d i v i s i o n f r o m Ca m b r i a n t o Or d o v i c i a n i n Awa t i De p r e s s i o n，T a r i m Ba s i n 相 的沉积应位于工区的中北部 中一上奥陶统在该 测线上的极大部 分也 为杂乱反射 ， 仅在测线 的南 、 北两端有 2段具有清晰的 内部反射结构 本 区北 部和西北部 中一上奥 陶统所发育 的下超面， 应为烃 源岩密集段发育的层段 ， 在研究 区北部和西北部 ， 中上奥陶统具有烃源岩密集段发育。 对全区地震资料进行分析 ， 可识别 出中一强振 幅高频连续地震相 、 弱振 幅低频连续地震相 、 弱振 幅低频低连续地震相和杂乱反射地震相。通过岩 石组合及钻井标定对地震相进行解释 ， 划分 了下寒 武统玉尔吐斯组 、 中下寒武统、 上奥陶统萨尔干组 、 印干组沉积相 研究 区下寒武统玉尔吐斯组主要发 育斜坡一盆地相沉积 图 1 ； 中下寒武统主要发育 渴湖相及斜坡一盆地相沉积 图 2 ； 中上奥陶统萨 尔干组则发育了斜坡一盆地 、 开 阔台地 、 混积陆棚 相沉积 图 3 ； 上奥陶统印干组则主要发育斜坡及 混积陆棚相沉积 图 4 。 2 ． 2主力烃源岩特征 2 ． 2 ． 1 下寒武统玉尔吐斯组 柯坪地表露头 肖尔布拉克剖面下寒武统玉尔吐 斯组 E Y 实测地层厚度为 9 ． 2 m， 岩性为黑色碳质 页岩 。综合前人分析数据及本次研究测试成果 表 3 ， 玉尔吐斯组下部未经风化 的黑色碳质页岩具高 有机质丰度． 4块样 品 T O C含量分布于 1 3 ． 8 9 ％ ～ 2 2 ． 3 9 ％ ， 平均 T O C含量高达 1 7 ． 9 9 ％。而风化 的 灰黄色泥岩 T O C含量仅为 1 ． 9 7 ％， 夹薄层硅质岩 的 T O C含量仅为 0 ． 3 3 ％。上部黑色碳质页岩普遍 含粉砂 ， 其有机质含量 比下部要低 ， T O C含量分布 于 1 ． 8 7 ％ ～ 3 ． 1 2 ％ ， 平均 T O C含量为 2 ． 4 2 ％。总 体上 ． 柯坪露 头下寒武统 玉尔吐斯组纵 向上 T O C 含量具有下高上低特征 ， 下部与含磷层伴生的烃源 岩具特高有机质丰度。 星火 1 井玉尔吐斯组 7件灰黑色碳质页岩的分 析测试结果表明， T O C含量分布于 1 ． 0 0 ％ 一 9 ． 4 3 ％， 平均为 5 ． 5 ％。从纵 向 T O C含量分布看， 星火 1 井 下寒武统玉尔吐斯组烃源岩也有下高上低 的特征 ． 与肖尔布拉克地表剖面玉尔吐斯组烃源岩类似。 玉尔吐斯组烃源岩氯仿沥青“ A ” 含量均不高， 表 2塔里木盆地阿瓦提坳 陷寒武一奥 陶系层序 类型 Ta b l e 2 S e q u e n c e t y p e s fro m Camb r i a n t o Or d o v i c i a n i n Awa t i De p r e s s i o n，Ta r i m Ba s i n 第 3期 顾忆 ， 等．塔里木盆地阿瓦提坳陷油气资源潜力分析 2 6 1 图4 塔里木盆地阿瓦提坳陷上奥陶统印干组烃源岩沉积相 F i g ． 4 S e d i me n t a r y f a c i e s o f s o u r c e r o c k s i n Up p e r O r d o v i c i a n Yi n g g a n F o r ma t i o n，A wa t i D e p r e s s i o n ，T a r i m Ba s i n 表 3 塔里木盆地柯坪 隆起地表露头下寒武统玉 尔吐斯组烃源岩有机质丰度参数 Ta b l e 3 Or g a n i c a b un d a n c e p a r a me t e r s o f s o u r c e r o c k s i n Lo we r Ca mb r i a n Yue r t u s i Fo r m a t i on，ba s e d o n o ut c r ops i n Ke pi ng Upl i f t ，Ta r i m Ba s i n 这是由于演化程度相对较高所致 ， 实测等效镜质体反 射率分布于1 ． 4 8 ％ 1 ． 5 3 ％， 目 前已没有生烃潜力。 2 ． 2 ． 2 中下寒武统渴湖相沉积 塔里木盆地西部 中下寒武统发育广泛分布 的 渴湖相沉积 。 为 比较典型 的被 动边缘蒸发 沉积建 造 。夹于蒸发膏盐岩 中的高有机质 丰度烃源岩 的 形成原 因， 主要与干热气候条件下高温 、 高盐海水 对营养盐的富集作用有关 ， 由此导致短 的生物链 、 特别是适应高盐环境 的菌 、 藻类繁盛 ， 并沉降至盐 层之下的强还原水底 ， 得以完好保存。 巴楚隆起方 1 、 和 4井在中下寒武统钻遇 的溻 湖相高丰度烃源岩⋯， 岩性为泥质白云岩、 泥灰岩、 泥晶云岩、 云质泥灰岩。方 1 井 中下寒武统烃源岩 T O C含量为 0 ． 4 9 ％ 一2 ． 4 3 ％， 平均 为 0 ． 9 1 ％ ． 其 中 T O C含量大于 0 ． 5 ％的烃源岩厚度为 1 9 5 m 和4井 中寒武统烃源岩 T O C含量为 0 ． 2 1 ％ ～ 2 ． 1 4 ％ ， 平均 为0 ． 8 1 ％， 其中 T O C含量大于 0 ． 5 ％的烃 源岩厚度 为 1 7 3 m。T O C含 量 大 于 1 ． 0 ％ 的烃 源岩 厚度 为 1 0 8 ． 5 m， 约 占中下寒武统地层厚度 的 3 0 ％ 。 中下寒武统溻湖相源岩的生烃母质以藻一球状 甲藻生物相为特征。典型代表为和 4井 ， 其钻遇的 岩屑和岩心样品中都发现了丰富的球状甲藻 。 该井 5 7 2 2 5 8 4 6 m井段 ． T O C含量为 0 ． 4 4 ％ 1 ． 5 4 ％． 其中 5 7 7 8 m代表性样品中盐藻 占3 0 ％、 球状 甲藻 占1 0 ％左右。目 前仅在巴楚隆起和4 、 方 1 、 康 2 井 和卡塔克隆起的塔参 1 井钻揭该套烃源岩。 2 ． 2 ． 3中上奥陶统 大湾沟 中上奥陶统标准剖面萨尔干组观测厚 度 1 3 ． 8 m， 大湾沟 南 剖面实测地层厚 l 8 ． 8 m。 岩性为黑色页岩夹薄层灰岩及灰岩透镜体 ， 厚度横 2 6 2 石 油 寥 骀沾 届 第 3 4卷 向变化不大 ， 分布稳定。综合本次研究及前人分析 成果认为 ， 柯坪地表露头萨尔干组烃源岩以黑色泥 岩为主， 有机质丰度较高， 泥质类 T O C含量分布于 0 ． 5 5 ％ ～ 4 ． 6 5 ％ ， 平均为 1 ． 9 2 ％ ； 碳酸盐岩类均为 结核或薄夹层 ， T O C含量为 0 ． 2 5 ％ ～ 0 ． 5 5 ％ ， 达标 率 5 0 ％ 。大湾沟剖面烃源岩氯仿沥青 “ A” 含量较 高 ， 最低 3 4 0 ． 8 0 x 1 0 ～， 最高 1 7 8 8 ． 3 5 x l 0 ～， 均达好 烃源岩标准。 上奥 陶统 印干组 在 大湾 沟剖 面实测 地层 厚 3 9 ． 7 0 m。岩性为灰黑色泥岩夹泥灰岩 ， 岩性及厚度 横向变化均不大 ， 分布稳定。有机质丰度较萨尔干 组黑色泥页岩低得多。 综合本次研究及前人成果[ 2 ] ． 印干组烃源岩 T O C含量分布于0 。 4 1 ％ ～1 ． 0 6 ％， 平 均为 0 ． 6 0 ％ ， 属较差烃源岩。 2 ． 3 寒武系一奥陶系生烃母质与沉积环境 2 ． 3 ． 1 寒武 系一奥陶系生烃母质 前寒武纪一寒武纪 的交替 时期是地质史和生 命史的重要转折 期。从 隐生宙 向显生宙过 渡， 大 陆 、 大气 、 大洋发生了显著不同的变化 ， 是一个具有 重大质变和特殊意义 的时期。该期发生的生物带 壳演化 ， 基本上奠定了显生宙以来生物界 的基本面 貌[ 3 ] 。在全球 范 围的中国、 印度 、 巴基斯 坦北部 、 伊朗 、 法 国南部 、 英格兰、 阿曼北部、 前苏联 、 哈萨克 斯坦南部 、 蒙古 、 澳大利亚南部 、 加拿大等 国家和地 区， 下寒武统底部广泛发育有黑色页岩夹薄层硅质 岩的岩石组合。这些黑色页岩系中含有丰富的有 机质 ， 并发现大量 的藻类化石。在贵州瓮安一开阳 地区陡山沱期 含磷岩 系 中发现 大型 球形绿 藻化 石 l 4 ] ， 并与大量大型疑源类 、 红藻碎屑及少量骨骼 化石共存l 5 ] 。东野脉兴[ 6 ] 在 中国南方各主要工业 磷矿床 的矿石中发现 了大量多种形态 的磷质微生 物 化石 ， 不仅生物特征明显 ， 而且残留有氨基酸 和核酸等生命组织的有机化合物 ] 。 中国晚元古代一早古生代烃源岩的生烃生物 的组成存在多种类型。例如 以单一红藻为生烃母 质的下花园型 _ 8 ] ， 以蓝藻、 绿藻和疑源类为生烃母 质的京西下马岭型 ， 以粘球形藻为生烃母质的奥陶 系 K u k e r s i t e型[ 9 ] ， 以疑源类为生烃母 质的萨尔干 型。和 4井中寒武统和 田河组 毛 ， h 、 柯坪露头下 寒武统玉尔吐斯组 毛 Y 、 牙哈 5井上寒武统岩心 中发现丰富的球状 甲藻化石 ， 为寒武系烃源岩富含 甲藻 甾烷提供 了生源依据[ 1 。 。 “ ] 。此外 ， 塔 中 4 3井 5 5 9 5 ． 5 7 m上寒武统井段发现 了少量 可能为粘球 形藻类的分子 。 赵孟军等[ 1 2 - 1 3 ] 则发现塔里木盆地奥陶系地层 中存在一种以生成轻质油和天然气为主的烃源岩 ． 其主要生物构成为底栖褐 藻类 ， 其显微组分构成 、 组成结构及地球化学特征都具有类似于腐殖型生 烃母质的特点， 主要分布在浅水 陆棚 、 丘 间洼地沉 积微相中， 其岩性主要为泥灰岩或灰质泥岩。王飞 宇等[ 1 、 张宝民等 9 ] 对塔里木盆地奥 陶系海相源 岩中 2类生烃母质进行 了描述 ． 一类 富氢 ， 主要为 结构藻类体 、 层状藻类体、 碎屑类脂体 ， 主要来源于 浮游藻类和疑源类 ； 另一类相对贫氢 ， 来源于底栖 叶状体植物 如较贫氢的褐藻类 。 因此 ， 从寒武纪一奥陶纪生物结构来看 ， 藻类 、 菌类是主要的生烃物质 ， 而藻类则无 疑最为重要。 简单地来看 ， 塔里木盆地寒武系一奥陶系烃源岩生 烃母质主要有浮游藻类 疑源类 和宏观底栖藻类 两大类 。 2 ． 3 ． 2 早寒武世含磷沉积的沉积环境 磷在海洋中的循环与沉积主要是靠生物作用 进行的_ 6 J 。海洋表层水 中的溶解磷几乎全部被海 洋植物摄取 ， 海洋植物及动物死亡后最终 以生物碎 屑的形式沉人海底 ， 并被上升洋流带到表层后又被 生物吸收， 重复循 环。当上升洋 流抵 达大陆边 缘 时 ， 磷等营养物质滞留， 导致磷质生物大量繁衍 ． 死 亡后沉积 ， 经成岩作用形成大规模的工业磷块岩矿 床。现代海相沉积磷质岩主要产于中、 低纬度 区的 大陆边缘体系的浅水环境 中． 一般从开放 的大陆架 到潮上带。磷质岩大 多分 布于纬度低于 4 0 o 且一 侧为深水大洋盆地的温暖气候带。经过古地磁校 正后 ， 寒武纪库鲁克塔格地 区的古 纬度处于 2 0 。 左 右 1 ， 与现代磷质岩 的形成 、 分布规律完 全一 致。 对库鲁克塔格地区早寒武世磷质岩 的形成条件的 研究表明 l ， 从磷质岩在沉积序列 中的位置可 以 断定它们形成于 台地边缘一陆棚一斜 坡。由于具 粒屑结构的磷质岩发育 ， 说 明水动力作用明显 ， 形 成在浪基面以上。库鲁克塔格地区磷质岩多为暗 紫色 ， 如暗紫色钙质胶结砾屑磷质岩和紫红色含黄 灰色黑色鲕粒磷质 岩， 说 明其形 成 于氧化界面之 上。沉积层序 中发育 的黑色灰色磷质 岩与黑色硅 质岩共生， 说明其可能形成于氧化界面之下 ， 或者 有二次搬运发 生。因此认 为库鲁克塔格地区的磷 质岩形成在从浪基面上、 下至氧化界面上 、 下 的一 个较宽的环境带 中。结合通常磷质岩形成环境 的 古水深为 5 0～1 0 0 0 m[ 1 7 1 ． 判定库鲁克塔格地区磷 质岩形成环境 的古水深为 2 0 0～ 5 0 0 r n 。 柯坪隆起地表露头玉尔吐斯组下部为一套含 磷沉积。磷块岩 主要为暗紫红色 ， 呈层状 ， 泥质含 第 3期 顾忆， 等．塔里木盆地阿瓦提坳陷油气资源潜力分析 2 6 3 量较高 。 风化后呈结核状。其上为层状灰黄色泥岩 夹黑色硅质岩条带 ， 从井下所采未经风化 的样 品为 黑色碳质泥页岩看 ， 外部层状灰黄色泥岩实际就是 黑色页岩长期风化所造成。在柯坪 肖尔布拉克剖面 实测含磷层 0 ． 9 5 m。与含磷层相邻 的黑色页岩底 部有机碳含量高达 2 0 ％ ， 并有 由下 向上有机质丰度 逐渐减少的趋势。扫描 电镜分析 样号 X r 一 毛 Y 东 1 沟 一 1 见黄铁矿结核 ， 表明其水深相对较大， 处于 硫酸盐还原带 以下 ， 但从其他矿物组成 、 页岩 中粉 砂质含量较高等 ， 仍 属于受 陆源有一定影 响 的陆 棚～斜坡环境 ， 推测沉积古水深约 2 0 0～ 5 0 0 m。 2 ． 4 主力烃源岩沉积发育模式与烃源岩展布 2 ． 4 ． 1 主 力烃 源岩 沉积发 育模 式 海洋中的光合作用一般发生在约 2 0 0 IT I 内的 深度范围。在碳酸盐沉积的台地环境 ， 表层海的光 合作用基本上不受氧最低含量带的影响。但是在 外陆架和近陆架的斜坡环境 ， 不仅光合作用可以直 接发生在上部氧最低含量带 而且 由于 O M Z带富 轻碳 同位素 C 的 C O ，向上扩散和运移 ， 表层海 洋无机碳库 较之 台地环 境具 有 明显偏 低 的 6 C 值。显然在外陆架和邻 近陆架 的斜坡环境光合作 用形成的有机质较之台地环境应该具有明显偏 负 的 6 1 3 C数值 ， 并 在早寒 武世的岩石 中保 留下沉 积 记录 ， 即 碳 酸 盐 台 地 环 境 沉 积 岩 ． 如遵 义 地 区 6 C ⋯约 为一 2 8 ％ 。 ； 但是在外陆架和邻近陆架 的斜 坡区， 如秀山、 沅陵和桃江地区沉积的黑色页岩， 其 ” C 值则低达一 l 。o r e 3 4 ％ o 1 8 ] 从表 4柯坪露头烃源岩干酪根碳 同位 素组成 看， 虽然随着地质时代变新 ， 干酪根碳同位素有变 重 的趋势 ． 但 肖尔布拉克剖面震旦系微晶灰岩样品 其干酪根碳 同位素重达一 2 5 ． 7 ％ 。 。 则很难用 时代变 化来解 释。当然仅一 个样 品的代 表性或许 不强。 中上奥陶统烃源岩干酪根 中， 萨尔干组 比印干组更 轻 。 或许也可以解释为更近陆架或位于陆棚上斜坡 所致 。从岩性观察 ， 中上奥陶统烃源岩 中萨尔干组 沉积环境应 比印干组水更深 ， 印干组普遍含粉砂质 亦可说明 有机质碳 同位素可以很好地反映古环境 ， 高有 机产率的上升洋流环境形成 的碳 同位素组成具分 层结构的海洋特征 ， 氧最低含量带由于大量有机质 在还原条件下遭受细菌微生物的降解释放出C O ， ， 成为一个远较表层海洋富轻碳同位素的无机碳库 ， 因此 ， 轻的碳同位素可 以解释为远离台地 ， 重的碳 同位素则靠近台地或位于台地上 。因此 ， 不难解释 台地相烃源岩的重碳同位素特征 ． 如塔深 1 井寒武 表 4 塔里木盆地柯坪 隆起地表 露头寒武 系一 奥陶系烃源岩干酪根碳 同位素组成 Ta b l e 3 Ke r o g e n c a r b o n i s o t o p e s o f s o u r c e r o c k s i n Ca m b r i a n a n d Or d o v i c i a n，b a s e d o n o ut c r o ps i n Ke pi ng Upl i f t ，Ta r i m Bas i n 系液态烃 、 乌鲁桥油苗及塔东 2井寒武系稠油。也 可以用来解释 巴楚 巴什托原油 、 柯坪下寒武统玉尔 吐斯组烃源岩 的轻碳 同位 素特征 。和 4井寒武 系 主要 为 渴 湖 相 沉 积 ， 烃 源 岩 的 碳 同 位 素 值 为 一31 ． 76 ％。 _ 1 J ，也可表明主体为台地相的沉积。 图 5为阿瓦提及周缘优质烃源岩发育模式示意 图。总体认为是一个 由上升洋流所造成的、 在碳同 位素组成上具有分层结构的古海洋高丰度有机质沉 积模式。可能分为陆棚一斜坡相的特高有机质丰度 烃源岩和溻湖相的较高丰度烃源岩 2种类型。 2 ． 4 ． 2主 力烃 源岩展 布 阿瓦提坳陷发育 以下寒武统玉尔吐斯组为代 表的中下寒武统陆棚一斜坡相 、 中下寒武统渴湖相 及 中上奥陶统萨尔干组 、 上奥陶统印干组斜坡相烃 2 6 4 石 油 褒 劈 沾 届 第 3 4卷 图 5 塔里木盆地 阿瓦提坳 陷及周缘优 质烃 源岩发育模式 F i g ． 5 Ge n e r a t i o n mo d e l o f f a v o r a b l e s o u r c e r o c k s i n a n d a r o u n d Aw a t i De p r e s s i o n，T a r i m B a s i n 源岩。下寒武统玉尔吐斯组烃源岩具有特高有机 质丰度 ， 厚度不大 ， 主要分布于陆棚一斜坡相 ， 是一 套与含磷沉积伴生 ， 与上升洋 流有 关的优质烃源 岩。根据地震反射波组特征 、 地震相及露头、 井下 资料对比， 推测分布于震旦纪拉张背景下的陆棚一 斜坡相区。 烃源岩厚度 l 0～5 0 m。以方 1 、 和 4井 为代表的溻湖相烃源岩则具较高丰度， 具有厚度较 大 、 分布广泛的特点 ， 推测烃源岩分布于阿瓦提 中 西部溻湖相 。 厚度 5 0 2 0 0 m。中上奥 陶统斜坡相 烃源岩也是在全球缺氧事件下沉积的优质烃源岩 ， 具较高有机质丰度特征 ， 认为也属于与上升洋流有 关的富有机质沉积 ， 与玉尔吐斯组相 比， 沉积水深 要大 ． 推测烃源岩主要发育于阿瓦提坳陷西部斜坡 相 区， 中上奥陶统萨尔干组烃源岩厚度 1 0～ 4 0 m， 上奥陶统印干组烃源岩厚度 1 0～ 3 0 m。 3 油气