鄂爾多斯盆地甘泉地區(qū)上古生界烴源巖地球化學(xué)特征及生烴潛力

鄂爾多斯盆地甘泉地區(qū)上古生界烴源巖地球化學(xué)特征及生烴潛力

摘要：土壤是鏈接巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是元素遷移和再分配的重要場所，同時(shí)土壤作為基本的生產(chǎn)資料和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基地，與人類的生產(chǎn)生活息息相關(guān)，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐界面。本文對鄂爾多斯盆地甘泉地區(qū)上古生界烴源巖地球化學(xué)特征及生烴潛力進(jìn)行分析，以供參考。關(guān)鍵詞：烴源巖；地球化學(xué)特征；生烴潛力；甘泉地區(qū)；鄂爾多斯盆地引言烴源巖是具有生烴潛力并能夠生成油氣的一類沉積巖，其中的有機(jī)質(zhì)是形成油氣的物質(zhì)基礎(chǔ)，在大中型油氣田成藏過程中，優(yōu)質(zhì)烴源巖更是在油氣供應(yīng)中發(fā)揮重要作用。烴源巖的質(zhì)量由初級生產(chǎn)力、有機(jī)質(zhì)保存條件等因素控制，因此優(yōu)質(zhì)烴源巖形成條件及環(huán)境也成為近年來非常規(guī)油氣領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。目前，有機(jī)地球化學(xué)以及元素地球化學(xué)方法在烴源巖特征、母質(zhì)來源及沉積環(huán)境等方面的研究中應(yīng)用廣泛，如利用生標(biāo)參數(shù)（C27/C29規(guī)則甾烷）、微量元素比值等研究母質(zhì)來源及古鹽度之類的研究已較為成熟。1地質(zhì)概況甘泉地區(qū)位于鄂爾多斯盆地二級構(gòu)造單元陜北斜坡東南部，面積約為1.6×104km2，區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，地層較為平緩，傾角整體小于1°，發(fā)育一系列鼻狀隆起。研究區(qū)上古生界底部與下古生界呈平行不整合接觸，中間缺失中—上奧陶統(tǒng)、志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)，頂部與中生界呈整合接觸，上古生界內(nèi)部沉積較為連續(xù)，均為整合接觸，以海陸過渡相—內(nèi)陸湖盆沉積為主。2氧化還原條件氧化還原條件與有機(jī)質(zhì)的保存有著密切關(guān)系，其中類異戊二烯烷烴中以植烷系列姥鮫烷（Pr）和植烷（Ph）為代表。植醇在缺氧條件下被還原為雙氫植醇，進(jìn)而加氫被還原生成植烷；在含氧條件下先被氧化生成植烷酸，接著脫羧基生成姥鮫烷，因此根據(jù)姥植比可以判斷沉積環(huán)境中氧化還原條件。一般來說，Pr/Ph<1指示強(qiáng)還原環(huán)境，比值越低指示沉積環(huán)境還原性越強(qiáng)；Pr/Ph>1代表氧化環(huán)境。研究區(qū)沙三上段和沙三下段氧化還原條件不同，沙三上段的Pr/Ph值為1.79～2.83，平均值為2.36，表現(xiàn)為弱氧化弱還原環(huán)境；而沙三下段的Pr/Ph值為0.59～1.67，平均值為1.18，表現(xiàn)為弱還原弱氧化環(huán)境；整體沙三段的Pr/Ph值為0.59～2.83，平均值為1.65，表現(xiàn)為貧氧的弱氧化弱還原環(huán)境。Pr/nC17與Ph/nC1兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系也可有效指示烴源巖的沉積環(huán)境。分析認(rèn)為研究區(qū)沙三上段烴源巖沉積環(huán)境為偏氧化環(huán)境，沙三下段烴源巖沉積環(huán)境為弱還原弱氧化環(huán)境。結(jié)合以上兩個(gè)參數(shù)值，認(rèn)為沙三上段烴源巖處于弱氧化弱還原環(huán)境，沙三下段烴源巖處于弱還原弱氧化環(huán)境，整體沙三段烴源巖處于貧氧的弱氧化弱還原環(huán)境。沉積巖中微量元素的富集程度與沉積過程中水體的氧化還原條件密切相關(guān)，其中變價(jià)元素V和Ni等受氧化還原條件影響顯著，在還原條件下，V更易以低價(jià)富集，因此V（/V+Ni）值可用于判斷氧化還原程度。當(dāng)V（/V+Ni）≥0.60時(shí)指示缺氧還原環(huán)境，當(dāng)V（/V+Ni）<0.46時(shí)指示氧化環(huán)境。氧化還原敏感元素U和Th亦受氧化還原狀態(tài)影響顯著，因此U/Th值也可作為古氧化還原條件的判識指標(biāo)。當(dāng)U/Th>0.25時(shí)指示還原環(huán)境，反之則指示氧化環(huán)境。3土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級與利用建議土壤質(zhì)量地球化學(xué)綜合等級由研究區(qū)土壤養(yǎng)分地球化學(xué)綜合等級與土壤環(huán)境地球化學(xué)綜合等級疊加產(chǎn)生。分析結(jié)果可將研究區(qū)劃分為三類，即一等（優(yōu)質(zhì)）區(qū)、二等（良好）區(qū)、三等（中等）區(qū)。一等（優(yōu)質(zhì)）區(qū)：土壤質(zhì)量優(yōu)質(zhì)區(qū)于全區(qū)廣泛分布，區(qū)域面積共計(jì)約７４２．１４ｋｍ２，約占全區(qū)面積的７３．９６％。該類土壤適宜作為綠色或無公害農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)，應(yīng)當(dāng)在充分開發(fā)利用的同時(shí)加以嚴(yán)格保護(hù)。二等（良好）區(qū)：土壤質(zhì)量良好區(qū)主要分布于研究區(qū)西北部，總體較少，區(qū)域面積共計(jì)約２４７．５６ｋｍ２，約占全區(qū)面積的２４．６７％。該類土壤建議因地制宜進(jìn)行特色開發(fā)，比如菜屯鎮(zhèn)南部和肖莊鎮(zhèn)北部地區(qū)，目前種植了圓鈴大棗、西瓜等茌平縣特色農(nóng)產(chǎn)品，可向土壤特征相似程度較高的賈寨鎮(zhèn)、洪官屯鎮(zhèn)、楊官屯鄉(xiāng)的部分地區(qū)擴(kuò)大特色農(nóng)產(chǎn)品的種植區(qū)域，以提高茌平縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的多樣性。三等（中等）區(qū)：土壤質(zhì)量中等區(qū)分布少，主要在西北部的菜屯鎮(zhèn)、肖莊鎮(zhèn)以及楊官屯鄉(xiāng)有零星分布，區(qū)域面積共計(jì)約１３．６７ｋｍ２，約占全區(qū)面積的１．３６％。該類土壤可根據(jù)元素的豐缺情況進(jìn)行科學(xué)施肥，改善土壤養(yǎng)分，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益。從而可見，研究區(qū)土壤綜合條件較好，總體表現(xiàn)為一等優(yōu)質(zhì)。4鄂爾多斯盆地甘泉地區(qū)上古生界烴源巖地球化學(xué)特征及生烴潛力4.1TOC含量甘泉地區(qū)本溪組暗色泥巖TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～11.9%，平均為1.9%，約41%的樣品TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.6%，47%的樣品TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.5%，根據(jù)含煤地層烴源巖有機(jī)質(zhì)豐度評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，接近半數(shù)的樣品為中等或以上級別的烴源巖；煤層TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.9%～8.8%，平均為2.8%，所有樣品均為有效烴源巖，其中55%的樣品為中等或以上級別的烴源巖。山西組暗色泥巖TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0～20.8%，平均約為2.7%，62%的樣品為中等或以上級別的烴源巖；煤層TOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.3%～63.5%，平均為5.1%，57%的樣品為中等或以上級別的烴源巖。4.2生烴潛力分析依據(jù)甘泉地區(qū)上古生界本溪組86個(gè)樣品及山西組55個(gè)樣品的有機(jī)質(zhì)類型、TOC含量、生烴潛量、成熟度分析結(jié)果以及烴源巖分布累計(jì)厚度，綜合分析認(rèn)為：①本溪組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型以腐殖型Ⅲ類為主，接近半數(shù)樣品的TOC含量為中等及以上，接近半數(shù)樣品的生烴潛量（S1+S2）達(dá)中等及以上，處于高成熟至過成熟階段，處于大量生氣熱演化階段，同時(shí)，烴源巖在平面上廣泛分布，累計(jì)厚度主要為10～20m，整體具有較高的生烴潛力。②山西組烴源巖以腐殖型Ⅲ類和腐泥型Ⅱ2類為主，占比大于70%，約60%以上樣品的TOC含量為中等或以上，半數(shù)以上樣品的S1+S2達(dá)中等及以上，整體處于高成熟至過成熟階段，同時(shí)，烴源巖累計(jì)厚度主要為50～80m，最大可達(dá)125m，且在平面上均有分布，具有較強(qiáng)的生烴潛力，整體而言優(yōu)于本溪組烴源巖。綜上所述，甘泉地區(qū)上古生界具有良好的天然氣勘探開發(fā)潛力，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)開發(fā)，尋找優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)。此外，甘泉地區(qū)上古生界山西組生烴潛力更優(yōu)，為下一步勘探的接替層位。結(jié)束語綜上所述，研究區(qū)土壤綜合質(zhì)量較好。地球化學(xué)等級一等優(yōu)質(zhì)等級，占全區(qū)面積的７３．９６％；二等良好等級，占全區(qū)面積的２４．６７％，未出現(xiàn)較差和劣質(zhì)等級土壤。研究區(qū)較好的土壤質(zhì)量條件為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)增產(chǎn)高質(zhì)提供良好的基礎(chǔ)。Reference[1]史鵬,高潮,祁攀文,孫德瑞,許小強(qiáng).鄂爾多斯盆地甘泉地區(qū)山西組泥頁巖有機(jī)地球化學(xué)特征與評價(jià)[J].石化技術(shù),2017,24(07):156-157.[吳海燕,曹紅霞,于珺,孫建博,喬向陽,強(qiáng)娟,尚婷,羅騰躍.鄂爾多斯盆地吳起—甘泉地區(qū)奧陶系古地貌恢復(fù)研究[J].非常規(guī)油氣,2018,3(04):40-47.[3]劉鵬,林桂芳,袁芳政.鄂爾多斯盆地志丹-甘泉地區(qū)奧陶系風(fēng)化殼古地貌恢復(fù)[C]//.2018年全國沉積學(xué)