鄂尔多斯盆地南缘平凉组烃源岩沉积环境与地球化学特征.pdf
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1、第 3 2卷第 1 期 - 5 天然气北 0 I L& G A S G E 0 L 0 G Y 2 0 1 1年 2月 文章编号 : 0 2 5 39 9 8 5 ( 2 0 1 1 ) O 1 0 0 3 8 0 9 鄂尔 多斯盆地南缘平凉组烃源岩 沉积环境 与地球化学特征 倪春 华, 周 小 进, 王 果 寿, 刘 运黎, 杨 帆 ( 中国石化 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 5 1 ) 摘要 : 鄂尔多斯盆地南缘地区发育 中奥陶统平凉组烃源岩。在对采集于该地 区的 5条剖面、 4 0余件露头样品测试的基 础上, 利用微量元素分析 了该地 区中奥陶世
2、平凉期的古盐度 、 水动力条件和氧化还原条件, 认为 当时主要发育做成 水一半成水、 弱水动力条件、 还原性的深水斜坡相和成水、 强水动力条件、 偏氧化一弱还原性的碳酸盐岩台地相两种古沉 积环境, 且前者为烃源岩发育的有利区。通过对有机碳含量、 有机质类型和成熟度的综合评价, 认为鄂尔多斯盆地南缘 平凉组烃源岩主要为集 中于下部的泥岩, 具有厚度大、 有机碳含量高、 有机质类型好( 以腐泥型为主) 及热演化程度高 ( 主体处于成熟晚期一高成熟期) 的特点, 为中等一好气源岩。综合研究认为, 渭北隆起北部是鄂南地区下古生界勘探的 有利 地 区。 关键词: 烃源岩; 沉积环境; 微量元素; 地球化
3、学; 平凉组; 奥陶系; 鄂尔多斯盆地 中图分类号 : T E l 2 2 1 文献标识码 : A S e d i me n t a r y e n v i r o n me nt a n d g e o c he mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s o f h y d r o c a r b o n s o ur c e r o c k s i n t h e P i n g l i a n g Fo r ma t i o n ,s o u t h e r n ma r g i n o f t h e Or d o s Ba s i n N i C
4、h u n h u a , Z h o u X i a o j i n , Wa n g G u o s h o u , L i u Y u n l i a n d Y a n g F a n ( W u x i B r a n c h o fS I NO P E C P e t r o l e u m E x p l o r a t i o n&P r o d u c t i o n R e s e a r c h I n s t i t u t e ,W u x i , J i a n g s u 2 1 4 1 5 1 ,C h i n 。) Ab s t r a c t : Hy d
5、r o c a r b o n s o u r c e r o c k s w e r e d e v e l o p e d i n t h e P i n g l i a n g F o r ma t i o n o f t h e Mi d d l e O r d 0 v i c i a n i n s o u t he r n Or d o s Ba s i n Ba s e d o n t e s t o f o v e r 4 0 o u t c r o p s a mp l e s f r o m fiv e s e c t i o n s i n s o u t he r n
6、Or d 0 s Ba s i n w e s t ud i e d t h e pa l e o s a l i n i t y,h y d r o d y n a mi c c o n di t i o ns a n d r e d o x c o nd i t i o n s du r i n g t h e Pi ng l i a ng Ag e 0 f t h e Mi d d l e O r d o v i c i a n t h r o u g h t r a c e e l e me n t a n a l y s i s T w o ma j o r p a l e o s
7、e d i me n t a r y e n v i r o n m e n t s a r e i d e n t i f i e d : d e e p w a t e r s l o p e wi t h b r a c k i s h, we a k h y d r o d y n a mi c s a n d r e d u c i n g c o n d i t i o n s ;a n d c a r b o n a t e p l a t f o r m wi t h b r i n e ,s t r 0ng h y d r o dy na mi c s a n d o x i
8、 d i z i n g - p r o n e a n d we a k r e d u c i n g c o n d i t i o n s T he f o r me r wa s f a v o r a b l e for d e v e l 0 D me n t o f q u a l i t y h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c k s B y c o n d u c t i n g a c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n o f t h e T OC ,o r g a n i c
9、 t y p e s a n d ma t u nt y,w e c o me t o t h e c o n c l u s i o n t h a t t h e mu d s t o n e a t t h e l o we r p a r t o f t h e F o r ma t i o n i s t h e ma i o r s o u r c e r 0 c k s wh i c h a r e me d i o c r e t o e x c e l l e n t g a s s o u r c e r o c ks f e a t ur i n g i n l a r
10、g e t h i c k n e s s ,h i g h T OC,f a v o r a bl e k e r o g e n t v p e s ( s a p r o p e l t y p e p r e d o m i n a n t )a n d h i g h ma t u r i t y I t i s t h e r e f o r e s u g g e s t e d t h a t t h e n o r t h e r n We i b e i h i g h b e f a v 0 。 r a b l e f o r e x p l o r i n g t he
11、 l o we r Pa l e o z o i c i n s o u t h e r n Or d o s Ba s i n Ke y wo r d s: s o u r c e r o c k,s e d i me n t a ry e n v i r o n me n t ,t r a c e e l e me n t ,g e o c h e mi s t r y ,P i n g l i a n g F o r m a t i o nOr d 0 v i e i a n,Or d o s Ba s i n 收稿 日期 : 2 0 1 1 一叭一1 0 。 第一作者简 介 : 倪春华
12、 ( 1 9 8 1 一 ) , 男 , 工程师 , 油气地质与地球化 学。 基金项 目: 中国石 油化 工集团公 司科技部项 目( Y P H 0 8 0 7 7 ) 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 倪春华, 等 鄂尔多斯盆地南缘平凉组烃源岩沉积环境与地球化学特征4 1 表 1 鄂尔多斯盆地南缘平凉组微量元素含量分析数据 Ta b l e 1 An a l y s i s d a t a o f t r a c e e
13、 l e m e n t c o n t e n t o f t h e P i n g l i a n g F o r ma t i o n o n t h e s o u t h e r n ma r g i n o f t h e Or d o s Ba s i n 表 2 鄂尔 多斯 盆地 南缘平凉组 S r B a , B Ga , V ( V+N i ) , F e 2 F e 比值计算数据 T a b l e 2 C a l c u l a t e d c o n t e n t r a t i o s o f S r B a , B Ga , V ( V 4 - Ni )a n
14、 d F e F e o f t h e P i n g l i a n g F o r ma t i o n o n t he s out he r n m a r gi n o f t he Or dos Ba s i n 能向低能增加 。铷 ( R b ) 在海 水 中主要 赋存于粘 土、 云母 等 细粒 或 轻 矿 物 中, 并 沉 淀 于 低 能 环 境 j 。因此 , 岩石 中 R b的含量高低可定性反映水 动力条件 , 即高值表征低能环境 , 反之亦然 。 表 2中, 银洞官庄剖面 、 段家峡剖面、 苜蓿河剖 面平凉组样品 的 R b含量平均值分别为 1 7 4 2 3 1 0
15、, 1 3 6 2 51 0 , 1 7 2 1 01 0 一, 而桃 曲坡剖面 样品的 R h 含量平均值仅 为 2 9 4 11 0, 反映后 者较前三者水体变浅 , 水动力增强 。银洞官庄剖 面、 段家峡剖面 、 苜蓿 河剖面为深水斜坡相 , 水体 较深 , 水动力条件弱 , 岩性 以深灰色粉砂 质泥岩 、 灰黑色一黑色页岩 ( 含笔石 ) 为主 , 而 桃 曲坡剖面 为碳酸盐岩台地相 , 水体较 浅, 水动力条件 强 , 岩 性 以浅灰 色灰 岩, 夹 少量 的薄层 泥 晶灰岩 为主。 这与各 自所处 的岩相 古地理环境相 吻合 , 也验证 了该指标的可信度。此外, 钡( B a )
16、为营养型元素, 其含量的高低在一定程度上也反映 了古环境水体 能量的高低 , 即 B a含量 高值 表征水 动力条件 弱, 反之亦然。从表 1中不难看 出, 两者的判别结 果是一致的。 1 3 氧化还原条件 氧化还原 条件 是关 系到沉 积有机 质能 否保 存 、 生烃潜 力优 劣 的关 键 因素 。过 渡元 素 V, F e 等对 氧化还原条件 的变化相对敏感 , 已成为研究 古环境 氧化还原性的重要指标 。一般认 为 , 沉积 岩中 V ( V+N i ) 0 4 6指示缺氧环境 , 且不 受岩性 限制 。笔者利用 V ( V+N i ) 和 F e F e 这两对 比值来判断古环境 的氧
17、化还原性 , 且认为 V ( V+N i ) 0 4 6, F e F e 1 , 指示 缺 氧 环 境 , 表征还原条件 ; 反之亦然 。从表 2 、 图 3可 以 看出 , 银洞官庄 剖面 、 段 家峡 剖面 和苜蓿河 剖面 平凉组 样 品具 有 相 近 的 比值 特 征 , 即 V ( V+ N i ) 0 4 6 , F e F e 1 , 反 映 水 体 为 缺 氧 环 境 , 具有还原性 ; 而桃 曲坡剖 面平凉组 样 品表现 为 V ( V+N i )0 4 6, F e “ F e 1 , 指示为 偏 氧化一弱还原的水体 环境 , 这 与其各 自所处 的岩 相古地理 是吻合 的
18、。另外 , 从这 两对 比值来看 , F e F e 比 V ( V十N i ) 对氧化还原条件 的变化 更 为灵敏 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 倪春华 , 等 鄂尔多斯盆地南缘平凉组烃源岩沉积环境与地球化学特征 4 5 色泥岩 , 以“ 残 留厚度大 、 有机碳含量 高、 有机质类 型好 、 演化 程度高 ” 为特点 , 具有一定 的天然气 勘 探潜力
19、 , 鄂尔多斯南缘渭北 隆起 的北部是实现该 地 区下古生界勘探突破的有利地 区。 参考文献 1 冯增 昭, 陈继新 , 张吉森 鄂 尔多斯地 区早 古生代岩 相古地 理 M 北京 : 地质 出版社 : 1 9 9 1 F e n g Z e n g z h a o, Ch e n J i x i n, Zh a n g J i s e n L i t h o f a c i e s p a l e o g e o g r a p h y o f E a r l y P a l e o z o i c o f O r d o s M B e i j i n g : G e o l o g i
20、c a l P u b l i s h i n g Ho u s e: 1 9 9 1 2 冯增昭, 鲍志东, 康祺发, 等 鄂尔多斯奥陶纪古构造 J 古地理学报 , 1 9 9 9 , l ( 3 ): 8 39 4 F e n g Z e n g z h a o , B a o Z h i d o n g , K a n g Q i f a , e t a 1 P a l a e o t e c t o n i c s o f O r d o v i c i a n i n O r d o s J J o u r n a l o f P a l a e o g e o g r a p h
21、y , 1 9 9 9, 1 ( 3): 8 39 4 3 袁卫 国 鄂尔多斯盆地南缘 中奥陶统火 山凝灰 岩 的研 究与 意义 J 石油实验地质 , 1 9 9 5 , 1 7 ( 2) : 1 6 71 7 0 Yu a n W e i g u o Re s e a r c h a n d s i g i n i fi c a n c e o f v o l c a n i c t u ff f r o m Mi d Or d o v i c i a n s e r i e s i n t h e s o u t h e r n ma r g in o f t h e Or d o s B
22、 a s i n J E x p e r i m e n t a l P e t r o l e u m G e o l o g y , 1 9 9 5 ,1 7( 2) : 1 6 7 1 7 0 4 陈盂晋 , 宁宁 , 胡 国艺 , 等 鄂尔 多斯 盆地西 部平 凉组烃 源 岩特征及其影响因素 J 科学通报, 2 0 0 7 , 5 2 ( 增刊 I ) : 7 88 5 C h e n M e n g j i n , N i n g N i n g , H u G u o y i , e t a 1 C h a r a c t e r i s t i c s a n d i n flu
23、 e n c i n g f a c t o r s o f P i n g l i a n g F o r ma t i o n s o u r c e r o c k i n W e s t e r n O r d o s B a s i n J C h i n e s e S c i e n c e B u l l e t i n , 2 0 0 7, 5 2 ( s u p p l e me n t I ): 7 88 5 5 吴胜和 , 冯增昭 , 张吉森 鄂尔多斯 地区两缘 及南缘 中奥 陶 统平凉组重力流沉积 J 石油 与天然气地质, 1 9 9 4 , 1 5 ( 3): 2
24、2 62 3 5 Wu S h e n g h e, Fe n g Z e n g z h a o, Z h a n g J i s h e ng S e d i me n t o l o g y o f g r a v i t y fl o w d e p o s i t s o f Mi d d l e Or d o v i c i a n P i n g l i a n g F o r ma t i o n i n w e s t a n d s o u t h m a r g i n s o f O r d o s J O i l G a s G e o l o g y , 1 9 9
25、 4 , 1 5 ( 3 ): 2 2 62 3 4 6 腾格尔 , 刘文汇 , 徐永 昌, 等 海 相地层 无机 参数 与烃源 岩 发育环境的相关研究 J 石油与天然气地质, 2 0 0 5 , 2 6 ( 4 ) : 4 1 1 4 2 1 Te n g e r , L i u W e n h u i , Xu Yo n g c h a n g , e t a 1 S t u d y o n r e l a t i o n b e twe e n i n o r g a n i c p a r a me t e r s i n ma r i n e d e p o s i t s a n
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