藏北北羌塘坳陷中西部地区布曲组碳酸盐岩烃源岩分布特征

陈 明，王 剑，谭富文，杜佰伟

(中国地质调查局 成都地质矿产研究所，成都 610082)

羌塘盆地是我国目前尚未正式开展大规模油气勘探的新区。羌塘盆地面积大，沉积体厚度大，生油层丰富，油气圈闭条件好，是我国陆上新区最具勘探前景的含油气盆地。中生代羌塘盆地发育有上三叠统肖茶卡组、下侏罗统曲色组、中侏罗统色哇组、布曲组、夏里组和上侏罗统索瓦组等多套生油岩地层，其中中侏罗统布曲组碳酸盐岩生油岩是盆地中生界最主要海相生油层之一[1-7]。笔者实测并系统采样分析了北羌塘坳陷野牛沟剖面，同时观测了那底岗日剖面、向阳湖—长蛇山剖面等，通过对这些剖面的油气调查及数据分析，基本可以揭示北羌塘坳陷布曲组生油岩的分布特征，并可以为该区下一步的油气地质工作提供资料依据。

1 基本地质概况

羌塘盆地位于青藏高原腹地，夹持于金沙江缝合带与班公湖—怒江缝合带之间，盆地内可划分为北羌塘坳陷、中央隆起带和南羌塘坳陷3个构造单元，而研究区则位于北羌塘坳陷的中西部地区(图1)。羌塘盆地是在前寒武纪变质结晶基底和古生代褶皱基底之上发展起来的中生代盆地，中生代时期的北羌塘坳陷从下到上充填有下三叠统康鲁组碎屑岩夹灰岩，中三叠统康南组碎屑岩和灰岩，上三叠统肖茶卡组砂泥岩、含煤泥页岩、灰岩和那底岗日组火山岩[8-10]，中下侏罗统雀莫错组碎屑岩夹灰岩，中侏罗统布曲组碳酸盐岩和夏里组碎屑岩，上侏罗统索瓦组碳酸盐岩、上侏罗—下白垩统雪山组紫红色碎屑岩。

图1 羌塘盆地构造单元划分及研究区位置示意 A.野牛沟剖面；B.向阳湖南—长蛇山剖面；C.那底岗日剖面Fig.1 Tectonic unit division and research area position of the Qiangtang Basin

中侏罗统布曲组以一套台地相碳酸盐岩沉积为主，纵向上可划分为下、中、上段，各段特征如下：

下段：总体岩性岩相在平面上无明显变化，主要为潟湖相低能沉积的深灰色、灰黑色泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩、含生物泥晶灰岩、核形石灰岩夹少量灰色生物灰岩、含砂屑泥晶灰岩，见少量水平层理，产保存完好的小个体双壳类化石。

中段：该段沉积体的岩性岩相在平面上变化较大，野牛沟地区主要为潮下浅滩相浅灰色、灰白色鲕粒灰岩、砂屑灰岩、砾屑灰岩夹核形石灰岩、白云质鲕粒灰岩及少量泥晶灰岩(图2)；向阳湖南—长蛇山地区和那底岗日地区由潮间潮上带灰色泥晶灰岩、砂屑灰岩、泥质灰岩、白云质灰岩、藻白云岩、膏盐岩及灰绿色泥页岩等组成(图3)，发育水平层理、鸟眼构造、窗孔构造，产双壳、植物孢粉等化石。该段在平面上从北(坳陷内部的野牛沟地区)到南(坳陷边缘的那底岗日地区)具有颗粒灰岩减少、膏盐岩和白云岩增多的趋势；纵向上具有海平面逐渐变浅的充填特征，即在向阳湖南—长蛇山地区和那底岗日地区从下到上具有由潮间坪泥晶灰岩、砂屑灰岩、鲕粒灰岩演变为潮上坪泥质灰岩、膏盐岩及泥页岩的变浅沉积序列。

图2 北羌塘坳陷野牛沟剖面中侏罗统布曲组生油岩分布特征Fig.2 Distribution characteristic of Middle Jurassic Buqu Formation source rock in the Yeniügou Section，the North Qiangtang Depression

图2 北羌塘坳陷野牛沟剖面中侏罗统布曲组生油岩分布特征Fig.2 Distribution characteristic of Middle JurassicBuqu Formation source rock in the Yeniügou Section，the North Qiangtang Depression

图3 北羌塘坳陷中侏罗统布曲组生油岩时空分布图中数字为厚度，单位为 m。Fig.3 Spatial and temporal distribution of the Middle Jurassic Buqu Formation source rock in the North Qiangtang Depression

上段：该段沉积体的岩相在平面上有所变化，野牛沟地区主要为潟湖相灰色含生物砂屑泥晶灰岩、深灰色泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩、泥灰岩(图2)；向阳湖南—长蛇山地区和那底岗日地区为潮下坪浅灰色、灰色鲕粒灰岩、含核形石灰岩和潟湖相深灰色泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩(图3)，见粒序层理、斜层理、水平层理，产腕足、双壳等化石。该段在平面上从北到南具有颗粒灰岩增多的特点；纵向上具有变深充填序列，即野牛沟地区由含生物泥晶灰岩演变为泥质灰岩、泥灰岩的变深序列，向阳湖南—长蛇山地区和那底岗日地区由潮下颗粒灰岩演变为潟湖相泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩的变深序列。

上述充填特征显示，同一海平面控制下的不同地区，在海平面升降变化过程中，其沉积相和充填物质成分有所不同，即在海平面下降时期(中段)，坳陷内部发育潮下浅滩相颗粒灰岩，坳陷边缘则发育潮间潮上带膏泥岩及白云岩，并见暴露标志；海平面上升时期(上段)，坳陷内部快速进入潟湖相低能泥晶灰岩、泥质灰岩沉积，而坳陷边缘则由潮坪滩相颗粒灰岩演变为潟湖相泥晶灰岩沉积。

2 典型剖面烃源层特征分析

通过野牛沟剖面野外实测发现，布曲组碳酸盐岩生油岩主要为暗色泥晶灰岩、泥质灰岩、泥灰岩、含核形石泥晶灰岩等。纵向上主要分布于布曲组下段和上段(图2)，外观上下段生油层灰岩的颜色较上段暗、厚度更大、质量更好。下段生油层岩性主要为灰黑色、深灰色泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩和含核形石灰岩；中段生油岩主要以夹层形式产出于浅滩相浅灰色颗粒灰岩储层之中，岩性为深灰色泥晶灰岩、含生物泥晶灰岩；上段生油岩岩性主要为灰色、深灰色泥晶灰岩、泥质泥晶灰岩及泥灰岩。

剖面系统样品测试分析(表1)(图2)显示，布曲组下段27件泥晶灰岩样品的有机碳含量为0.05%～0.29%，参照前人[1-3,11-13]对羌塘盆地地表风化样品的各种评价标准，本文拟选取碳酸盐岩有机碳下限0.1%为评价标准，结果显示27件样品中达标16件，达标率为60%。达标样品平均有机碳含量为0.159%；氯仿沥青“A”为(6.3～29.4)×10-6，平均12.95×10-6(本区样品的有机碳含量、氯仿沥青“A”、生烃潜量等偏低原因，可能是由于地表样品长期风化所致。因为羌塘盆地3口浅钻获取的地下样品生油岩参数都较地表高)；控制生油岩厚度为245 m。由于中段生油岩以夹层形式出现于颗粒灰岩中以及上段地层覆盖较强，因此导致样品较少，两段的达标泥晶灰岩生油岩的样品各有1件，有机碳含量分别为0.15%和0.13%，控制生油岩厚度分别为14 m和135 m。

成都地质矿产研究所在1995年承担中石油《西藏地区羌塘盆地玛尔盖茶卡—角木日—朗木凳石油天然气路线地质调查工程》项目期间实测了该剖面并系统取样分析，下段26件样品中25件达标，达标率为96%，达标样品有机碳含量为0.1%～0.33%，平均为0.158%；氯仿沥青“A”为(7～22)×10-6，平均为12.75×10-6；生烃潜量S1+S2为0.03～0.116 mg/g，平均0.054 mg/g。表明该段碳酸盐岩几乎可以全作为生油岩。该剖面中段和上段的达标样品各有1件，有机碳含量分别为0.27%和0.12%，生烃潜量平均值分别为0.091 mg/g和0.075 mg/g。

从上述特征看出，布曲组生油岩主要分布于其上下两段，且下段生油层的外观颜色、生油层厚度、有机碳含量均较上段好，为布曲组的主要生烃层段。

3 烃源岩时空分布特征

在典型剖面实测和大量数据分析基础上，笔者对向阳湖南—长蛇山剖面和那底岗日剖面的布曲组灰岩生油岩进行了平面追踪调查，其特征如下：

向阳湖南—长蛇山剖面布曲组生油岩层也主要产出于其下段和上段。其中下段生油岩主要为灰、深灰色薄—厚层状泥晶灰岩夹泥质灰岩、核形石灰岩、含生物碎屑泥晶灰岩；生油岩有机碳含量0.1%～0.18%，平均为0.13%；氯仿沥青“A”为(5～11)×10-6，平均为8.25×10-6；生烃潜量S1+S2为0.02～0.04 mg/g，平均为0.03 mg/g；控制生油岩厚度为244 m。中段主要为潮上坪杂色泥岩、膏盐岩夹少量深灰色泥晶灰岩、泥灰岩，而泥灰岩生油岩的有机碳含量为0.12%～0.2%，平均为0.16%；氯仿沥青“A”为13×10-6；控制生油岩厚度为27 m。上段主要为灰—深灰色薄—中层状泥晶灰岩、泥灰岩，有机碳含量为0.1%～0.14%，平均为0.125%；氯仿沥青“A”为(4～58)×10-6，平均为31×10-6，生烃潜量S1+S2为0.02～0.59 mg/g，平均为0.14 mg/g；控制生油岩厚度为119 m。

那底岗日剖面的布曲组下段生油岩主要为深灰色、灰色夹灰黑色薄—厚层状泥质泥晶灰岩、泥晶灰岩夹泥灰岩，从下到上颜色具变浅趋势，即下部以深灰色、灰黑色为主，上部以灰色、深灰色为主；有机碳含量为0.12%～0.14%，平均为0.13%，氯仿沥青“A”为(6～17)×10-6，平均为9.7×10-6；控制生油岩厚度为145 m。该剖面中段主要为潮上坪的膏泥岩和浅灰色泥晶灰岩、泥晶白云岩、钙质泥岩夹鲕粒灰岩，几乎不含生油岩。上段主要为深灰色夹灰黑色薄—中层状泥质泥晶灰岩、泥灰岩，其内常夹有泥岩和碳质泥岩生油岩，碳酸盐岩生油岩有机碳含量为0.11%～0.15%，平均为0.12%；氯仿沥青“A”为(3～9)×10-6，平均为6.4×10-6；生烃潜量S1+S2为0.027 mg/g；控制碳酸盐岩生油岩厚度为144 m。

表1 北羌塘坳陷野牛沟剖面生油岩有机碳分析数据Table 1 Analysis data of source rock organic carbon in the Yeniougou Section, the North Qiangtang Depression

通过3条剖面的生油岩产出层段、各段生油层厚度、有机碳含量等对比分析，发现北羌塘坳陷中西部地区的碳酸盐岩生油岩，在纵向上主要分布于布曲组下段和上段(图3)，且以下段生油层灰岩颜色更暗、厚度更大、有机碳含量更高，为布曲组的最主要生烃层段。在平面上(图3)具有从坳陷内部(野牛沟剖面)到坳陷边缘(那底岗日剖面)生油岩厚度逐渐变薄、浅色非生油层灰岩夹层有所增加、各剖面有机碳平均含量降低等特点。生油层的纵横向变化特征与沉积相和海平面升降变化关系密切，纵向上各剖面生油层段主要产出于潟湖相环境中；平面上显示在海平面上升和潟湖相向海岸迁移过程中生油岩则不断向海岸超覆(如布曲组上段下部的生油层逐渐从野牛沟剖面向那底岗日剖面超覆)，在海平面下降过程中则不断向坳陷内部退缩(如布曲组下段上部的生油层逐渐从那底岗日剖面向野牛沟剖面退缩)，这种海平面升降变化和沉积相迁移导致了生油层厚度从坳陷内部到坳陷边缘逐渐减薄。

4 结论及意义

1)北羌塘坳陷中侏罗统布曲组碳酸盐岩生油岩在纵向上主要产出于其上下两段，横向上具有从坳陷内部到坳陷边缘厚度减薄、有机碳含量降低等特点。

2)生油层的纵横向分布受沉积相和海平面升降变化的控制明显。生油层主要产出于潟湖相环境中，且随海平面升降变化而不断迁移，这种迁移导致了生油岩厚度随之变化。

3)通过北羌塘坳陷地区布曲组生油岩的时空分布特征等分析，对认识整个盆地布曲组生油岩分布特征、寻找主要生油坳陷等具有重要的实际意义。

4)通过生油岩厚度、有机碳含量等变化特征及控制因素分析，对评价盆地布曲组油气资源潜力，估算该层位资源量，确定主要生烃层段等都具有重要意义。

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