内蒙古扎鲁特盆地陶海营子剖面林西组烃源岩生物标志化合物特征及意义.docx

1、内蒙古扎鲁特盆地陶海营子剖面林西组烂源岩生物标志化合物特征及意义唐友军，马忠梅，蒋兴超TANGYoujun,MAZhong-mei,JIANGXingchao长江大学油气资源与勘探技术赦育部重点实脸室，地球环境与水资源学院，湖北武汉430100KeyLaboraioryofExplorationTechnologiesforOilandGasResources,MinistryofEducation,SchoolofEarthEnvironmentandWaterResources,YangtzeUniversity,Wuhan430100,Hubei,China摘要：采用气相色诺、气相色诺-

2、质诺技术，研究了扎鲁特盆地陶海营子割面林西组炷源岩的生物标志化合物特征，制析其孩含的有机质生源、沉积环境、有机质热演化程度等方面的信息及地质地球化学意义。林西组燃源岩饱和烷气色谱以前峰型”的单峰分布为主，主垛碳以Cjj为主，表明有机质来源以混合有机质为主；Pr/Ph值主要介于0.30.6之间，植烷优势较明显，指示为强还原的沉枳环境。林西组煌源岩具有长侧链的三环莅炫丰窝、伽马蜡烷含量高和辱笛坑分布占优势的分子化石组合特征，伽马蜡炕比值为0.157).29,平均值为0.19,说明蛛西组短源岩形成于微成水一半成水环境；覆烷与笛烷的含量比值主要分布于0.6-1.。之间，平均值为0.84,表明细菌和藻类

3、对有机质的贡献大致相当；Cr密烷丰度较高，Cz(苗坑)/C倍烷)的比值为1.13,表明生炷母质生源构成是低等水生生物藻类来源的有机质特征。关键词：扎鲁特盆地；林西组；烷源房；生物标志化合物中图分类号：TE122.V13文献标志码：A文章编号：1671-2552(2013)08-1315-07TangYJ,MaZM,JiangXC.CharacteristicsandsignificanceofbiomarkercompoundsofLinxiFormationhydrocarbonsourcerocksalongTaohaiyingzisectioninZhalutebasin,InnerMo

4、ngolia.GeologicalBulletinofChina2013,32(8):1315-1321Abstract:Basedongaschromatographyandgaschromatographymassspectrometrytechniques,theauthorsstudiedthecharacteris-ticsofbiomarkercompoundsofLiiixiFormationhydrocarbonsourcerocksalongTaohaiyingzisectioninZhalutebasin,andanalyzedtheinformationandgeolog

5、icalandgeochemicalsignificanceindicatedbysourcesoforganicmatter,sedimentaryenvironment,thedegreeofthethemulevolutionofo%anicmatterandsomeotherfactors.GaschromatographypeaksofsaturatedhydrocarbonsfromLinxiFormationsourcerocksshowthefrontalpeaktype*ofthesinglepeakdistributionandtheCB-dominantmainpeako

6、fcarbon.Thisindicatesthatthemainsourcesoforganicmatterweremixedorganicmatter;Pr/Phratiosrangefrom0.3to0.6,suggestingastronglyreducingsedimentaryenvironment.MolecularfossilassemblagesofLinxiFormationsourcerockshaveabundanttricyclicterpanewithlongsidechainsandhighlevelofgammaceranc,andshowdominantdist

7、ributionofCj?steranes.Gam-macerancratiosrangefrom0.15to0.29,withanaverageof0.19,implyingchatLinxiFormationhydrocarbonsourcerockswereformedinanenvironmentofmicro-saltwaterwatertohdf-saltwaterwater;thehopanes/steranesratiosaremainlybetween0.6and1.0,withanaverageof0.84,implyingthatbacteriaandalgaehadal

8、mostthesamecontributiontoorganicmatter.TheabundanceofCzsteranesishigh,andtheratioofsteranes/Cj,steranesis1.13,showingthatalgawasthemainsourceofhydrocarbonprecursors.Keywords:Zhalutebasin;LinxiFonnation;hydrocarbonsourcerocks;biologicalmarkercompound收稿日期：2012-（）6-15；修订日期：2013-07-22资助项目：中国地质调夜局项目（编玲：1

9、212010782001）、湖北省自然某金项目（编号：2010CDB（）4305）、湖北省教育厅重点项目（编号：D20131201）、荆州市科技发展汁划项目（编号：2012CA18）、油气资源与探测国家重点实验室开放课!（编号：2009005）作者简介：唐友军（1975-）.男，在读博士生，副教授.从事石油地质的教学与科学研究。E-mail：youjuntang陶海替F林西缉“繇头湿岩$、3海全立3E*图1陶海哲子剖面林西纹炷源岩TOC直方图Fig.1TOChistogramofhydrocarbonsourcerocksfromLmxiFonnationalongTaohaiyingzise

10、ction3530252015105生物标志化合物是指沉积有机质或矿物燃料（如原油和煤）中那些来源J-活的生物体，在有机质的演化过程中具有-定的稳定性、基本保存了原始化学组分的炭骨架特征，没有或较少发生变化，记录f原始4:.物母质的特殊分子结构信息的有机化合物，具有特殊的标志性意义。气目前，生物标志化合物在石油地质研究领域的应用主要体现在以F儿个方.伸F：指示有机质的生物来源特征；指示有机质的沉积环境意义；反映有机质的成熟演化特征；有效的油气源对比指标；研究油藏原油的次生作用程度。尤H在低勘探程度野外祝头样品研究中，生物标志化合物蕴藏的信息能较好地反映有机质的来源、沉枳环境与热演化“一五”期间

11、，中国地质调查局开展了松辽盆地及外围地区针对上古生界（石炭系一二楼系）油气基础地质的调查，查明上占生界除局部遭受不同程度的动力接触变质或热力变质外，并没有发生区域变质作用叫初步任明本区石炭系一二存系在区域上分布4套上源岩,其中林西组与源岩单层和累计厚度大、分布广，依据有机碳、成熟度、干略根类型等指标综合评价为中等好等源岩闵沈阳地质调住中心承担的国土资源大调查项目松辽外围中新生代盆地群油气地质综合调查，对松辽盆地外围的新区、新层系开展了基础地质工作,调查初步结果表明，上二整统林西组主要为-套含暗色泥岩的滨浅湖一半深湖沉积，Y期可能存在微成水的海陆过渡相沉积；扎件特盆地周边出露的上二登统林西组黑色

12、泥岩层系脂度大、有机质丰度较25高，是套良好的炷源岩层，但从生物标志化合物角度探讨林西组炷源岩的性质未见报道。本文拟采用气相色谱、气相色谱-质谱技术，以扎咎特盆地陶海营子剖面林西组炖源岩为研究目标，剖析其生物标志化合物分布特征.解译其蕴含的有机质生源、沉积环境、有机质热演化程度等方而的信息。1样品与实验分析在陶海营子地区，林西组出霹较好。研究样品采于扎曾特盆地陶海营子剖面林西组，岩性为一套轻微变质的砂岩、板岩组合.剖面位对和岩性特征见参考文献6。剖面长度为850m，厚度为623.5m,砂岩为322.08m，第四系覆盖段厚度为224.55m，暗色泥岩共计16层，累计厚度为76.89m,其中最厚层

13、段为9.81m,泥地比为19.27%。共采集21件暗色泥岩样品，分别进行敏仿抽提、族组成分离、饱和炷色谐、饱和煌色谱-质谱等分析，上述实验分析的条件据参考文献|3,2基础地球化学特征21件露头暗色泥岩样品,TOC（总有机碳）主要分布在0.70%-1.10%之间,平均值为0.88%（图1）,屈中等有机质丰度的慌源岩；镜质组反射率/?（%）主要分布在1.3%-1.7%之间，平均值为1.58%,有机质热演化处于高成熟演化阶段（图2）。3生物标志化合物特征3.1正构烷煌和无环异戊二烯类烷烂正构烷煌广泛分布于细弟、藻类和高等植物的40阁海肯子林西组丽头泥岩N=210.60.81.01.21.41.61.

14、82.02.22.4图2陶海样*剖面林西组炷源岩犬方图Fig.2Rhistogramofhydrocarbonsourcerocks(iron)LinxiFoniutionalongTaohaiyingzisection生物体内,其分布与组成特征能提供炷源岩有机母质来源和成熟度方面的信息;无环异戊二烯类烷慌生源和成因是多样的，小于或等于C*的规则类异戊二烯烷炷主要来自于植醉25。从陶海营子剖面林西组典型样品的饱和慌相色谱图可看出（图3）,饱和炷气相色谱为单峰型，以“前峰型”为主，主峰碳以辱为10火5327m灰下色粉砂质涅岩主，轻重比主要分布在0.2-0.5之间（图4）;正构烷烷有无奇偶优势通常

15、用CPI值（称碳优势指数）或OEP值（称奇偶优势）来表征，奇偶优势OEP值主要介于161.2之间。Pr/nC17vPh/nC18散点图指示，有机质来源以叭为主（图6）；Pr/Ph主要介于0W.6之间，植烷优势较明显，指示为强还原的沉积环境。，M11868m茨!R色泥岩4葭.20-A10Jo北A)由1oHWmin3172m灰痍色粉畛质花岩BtK/minlOOq172Im深灰色的砂质泥岩卅友E0时Bmin陶海营了剖面林西组炷源岩饱和炷气相色诺图Saturatedhydrocarbonsgaschromatogramofsource图3Fig.3rocksfromLinxiFomurionalong

16、Taohaiyingzisection3025-20-15.5-0.。祠菅岫H誓头0.40.60.8XnC./Xr图4陶海营削面林西组炷源岩EnCEnCJ分布Fig.4EnCif/EnCj/distribuuonofsourcerocksfromLinxiFomuuonalongTaohaiyingzisection全KnfiHCPhn-C_,3.2长侧链三环菇烷和四环菇烷长侧链三环新烷可能来源于原生动物细胞膜的三环六异戊.烯醇的降解产物或三可类的降解物;四环帝烷系由五环的蠹烷类三格烷降解形成陶海营*剖面林西组煌源岩长侧链三环麻烷+：富，碳数组成为CwY*,以Cs三环话或CB三环*2度高为特征

17、，Cm四环仙:烷丰度与C*三环祜烷丰度相当，指示有机质来源以细菌类为主（图6）。3.3五环三砧烷系列五环三幅烷系列分为索烷系列与非段烷系列两大类，布烷系列化合物主要来源于原核生物或细慵，细偏浅烷四醇是希烷类化合物更合适的前身物；非强烷系列以伽马蜡烷为主，伽马蜡烷是异浩盐度或稳定水体分层的标志，也被认为是咸水还原环境的标志物，广泛分布于碳酸盐岩和盐湖相原油和沉积物中2%林西组烧源岩溢烷系列碳数分布范闱为CC.（缺3,以17a（H）21p（H）-C30烷为主峰,CGs段烷车度依次降低（图6）。三环新烷与五环常烷的比值主要分布在1.0-1.6之间，平均值为1.31,表明有机质成熟度较高（图7）。在非

18、很烷系列中，林西组炷源岩检测到中等丰度的伽玛蜡烷,伽玛蜡烷/E烷介于0.15-0.29之间，平均值为0.19。伽玛蜡烷乍度与沉积水体的盐度有关，盐度较高时伽玛蜡烷含hl也高，而在一般的淡水沉枳中，伽玛蜡烷丰度很低，根据林西组伽玛蜡烷分布特征，说明林西组慌源岩有机相为半咸水环境。图5陶海菅子剖面林西狙炷源岩Ph/nCIg与Pr/nCl7相关图Fig.5Ph/nCu,andPr/nCncorrelogramofsourcerocksfromLinxiFonnadonJongTaohaiyingzisection据李福来等叫对林西地区林西组的沉积环境研究,林西蛆主体为开阔的淡水、陆相沉积环境，在沉积

19、初期为海陆交互环境，从伽玛蜡烷的分布来看，陶海营子剖面的林西组相当于林西地区的林西组下段，3.4街烷系列循烷类的生源意义主要反映苴核生物（如藻类、浮游动植物和高等植物）的页献。咱烷碳数的分布受有机质输入的影响，是强有力的物源指示参数4。Huang等叫提出用Ckd-瞒规则附烷的相对含扯来推断沉枳有机质的来源，他们认为喝带烷是低等水生生物藻类来源，而Cr播烷主要是高等植物来源陶海营子剖面林西组煌源岩C”-Cr规则常烷呈现出C”宙烷略占优势的“V”字型分布（图8）,即C附烷车度较高，说明生炷母质的来源是以低等水生生物来源的有机质为特征。根据曾宪章等钏提出的CoCaQ前烷（aaa20R）,相对含量的有

20、机质类型划分图，从图9可以看出陶海营子剖面林西组炷源岩有机质类型以II型为主。带烷与蕾烷的比值可指不真核生物（主要是藻类和高等植物）与原核生物（细萌）对源岩的贡献陶海营子剖面林西组炷源岩尚烷/段烷比值主要分布于0.6-1.0之3532.7m灰黑色粉砂厌泥宕TTI00n80-m/z-1911868m灰色泥容S?F0匚认3035404550556065707H间/nun100m/z-1911721m洋萸色翰砂沃泥岩80!r!6040HR/min30354045505560657075H间，mmm/z-1912134m灰!B色泥岩100-)m/z191122tn艾SB色泥卷80-604020或同，m

21、in图6陶海营f剖血林西组烧源岩窗烷系列分布图Fig.6Teq)anesseriesdistnbutionofsourcerocksfromLinxiFomutionalongTaohaiyingzisection*if会KnficgJt85头环言烷间，平均值为0.84.表明细萌和藻类对有机质的贡献大致相当(图10)。4结论采用气相色谱、气相色谱-质谱等测试手段，通过对扎仰特盆地陶海营子剖面林西组煌源岩的生物标志化合物特征及所揭示的母质来源、沉积环境、成熟度等方面的地质意义剖析.得出如下儿点认识。(1) 林西组煌源岩具有“K侧链的三环桔烷丰富、伽马蜡烷含量高和C”咱烷分布占优势”的生物标志物组

22、合特征。(2) 林西组谿源岩伽马蜡烷比值介于0.15T.29之间，平均值为0.19,说明煌源岩形成于微成水一半成水环境;Pr/Ph值主要介于0.3T.6之间，植烷优势较明显，指示为强还原的沉积环境。图7陶海营子制面林西组妗源岩三环站烷与五环段烷分布Fig.7TricyclictcrpancsandpnucyclichopancdistnbutionofsourcerocksfromLinxiFonnationalongTaohaiyingzisection100-;5327m次JI色186Sm茨鼻色呢也m/z*2!78田fefAEB*40424446485052545。586062C.4PfM

23、.minh3172m次K色Wif.tXWmt.217nvz*2!7%/wr?%/e-re40424446485052S45658606264rWfwn图8陶海背子削面林西组煌源岩附烷系列分布aaa-CaFig.8SteranesseriesdistributionofsourcerocksfromLinxiFormationalongTaohaiyingzisection图9陶海背子剖面林西组煌源岩Cz-C-Cm相关关系Fig.9Cz-Caj-Cj,correlationdiagramofsourcerocksfromLinxiFormationalongTaohaiyingzisection

24、图10陶海背子剖面林西组煌源岩街烷/馆烷分布Fig.10Sterane/hopanedistributionofsourcerocksfromLinxiFormationalongTaohaiyingzisection(3) 林西组炷源岩饱和炷气色谱以“前峰型”的单峰分布为主，主峰碳以Ca为主，Pr/nC、Ph/nC比表明有机质来源以混合有机质为主；定烷/附烷比值主要分布于0.6-1.0之间，平均值为0.84,表明细菌和藻类对有机质的贡献处于均势大致相当；c刀将烷丰度较高，C”带烷/G,苗烷的比值为1.13,说明生煌母质的来源是以低等水生生物来源的有机质为特征。致谢：野外工作中，沈阳地质调查中心陈