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摘 要 柴达木盆地三湖坳陷第四系生物气是我国最大的生物气区，主要产自七个泉组湖相泥岩和碳质泥岩，以湖相泥岩为主。其生物气源岩有其自身的特点：烃源岩产气率高、烃源岩规模大、特殊地质条件。通过第四系烃源岩评价标准，得出有机质丰度低，未成熟，以Ⅲ型干酪根为主的结论。
关键词 柴达木盆地；三湖坳陷；烃源岩
中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0194-01
柴达木盆地属于我国西部中、新生代内陆山间盆地，海拔2650～3000 m，西北是阿尔金山，东北是祁连山，西南是昆仑山。柴东地区主要是指柴达木盆地东部的三湖坳陷，东直南北霍布逊湖，北以陵间、锡南、埃南断裂为界，西起那北-落雁山-红三旱四号一带，南至昆仑山前的边界断裂。
1 烃源岩发育特征
柴东地区第四系生物气源岩是晚喜山期走滑挤压阶段形成的，主要发育于第四系七个泉组，有两种类型的生物气源岩：湖相泥岩和湖沼相碳质泥岩，以湖相泥岩为主。
柴东地区第四系烃源岩晚第三纪到第四纪更新世早中期，湖泊沉积速率逐步增加，最大沉积速率高于1.23 mm/a，高沉积速率使沉积有机质避免了浅表层的大量分解，为生物气的形成创造了有利的物质条件。同时，柴达木盆地在上新世晚期和更新世早中期，盆地湖泊相砂泥质岩的快速沉积为第四系提供了巨厚的气源岩。柴东地区源岩沉积分布广、厚度大，其暗色泥岩厚度平均最高可达上千米。
同时，柴达木盆地是我国典型的咸化盆地，以其高矿化度和高盐度著称，寒冷的气候和高盐度水体环境，在一定程度上抑制了产甲烷菌的活动，这对于生物气的聚集非常有利，因为埋深浅，生物气即使大量生成，也难以保存，而高盐度的环境正好延缓了产甲烷菌的活动。当埋藏到一定深度后，产甲烷抑制解除，烃源岩有机质大量生气，并就近运移到储层中聚集成藏。
地质条件的特殊性：
相关实验结果和勘探实践证明，柴达木盆地第四系生物气形成的基本条件。第四系生物气源岩沉积时期为低温、高盐度的环境，有效抑制了浅表条件甲烷菌活动，并对生气层起到了保护作用。湖泊相泥岩开始沉积时，由于受低温、高盐度的影响，微生物产甲烷活动受到抑制，从而延长甲烷菌产气高峰期。
2 烃源岩地化特征
柴东地区第四系烃源岩地化指标主要包括有机质丰度、有机质类型以及有机质成熟度三方面。
1）有机质丰度。柴东地区烃源岩沉积于半深湖、浅湖和湖沼环境。野外采集样品有机质含量较低，有机碳平均0.3%。其中碳质泥页岩丰度较高（最高达18.79%，平均9.0%），泥岩有机质含量一般小于0.3%。氯仿沥青“A”及总烃含量也是碳质泥页岩高。（分别为6000ppm和857ppm）、暗色泥岩低（分别为100ppm左右和几十ppm）（见表1）。
表1 柴东地区第四系有机质丰度统计表
岩性 有机碳含量（%） 氯仿沥青“A”（ppm） 总烃（ppm）
碳质泥岩 9.06 6000 857
深灰及灰黑色泥质岩 0.44 500 72
灰色泥质岩 0.33 200 56
浅灰色泥质岩 0.21 58 20
棕灰色泥质岩 0.32 200 36
从柴东地区收集到多口探井的有机碳值来看（见表2），盐湖地区盐深1井七个泉组泥岩有机碳值0.54%；涩23井及涩25井有机碳值分别为0.32%和0.25%；台南地区台南5井七个泉组有机碳为0.33%，台南中1井浅灰色泥岩有机碳值为0.23。总体来看，湖相泥岩沉积速度快，有机质分散，有机质丰度偏低；碳质泥岩由于有机质堆积集中，氯仿沥青“A”、 有机碳、总烃都占有明显的优势，属于优质烃源岩；但是，湖相泥质岩分布广，厚度大，对有机质丰度起补偿作用，虽然有机碳含量低，但也成为第四系生物气藏的主力烃源岩。虽然碳质泥岩有机碳平均含量高达9.06%，但由于受沉积环境的影响，厚度较薄（厚度介于0～15 m之间，平均值10.8 m），分布局限，所以对生物气资源的贡献不大。
依据柴达木盆地东部三湖坳陷第四系生物气源岩有机碳下限标准（0.25%），第四系湖相泥岩基本上都达到有效烃源岩丰度标准，具有较大的生气潜力。
2）有机质类型。柴达木盆地东部第四系暗色泥岩的有机质显微组成显示，烃源岩有机质组分以壳质组、镜质组和惰质组为主，有机类型均为Ⅲ型。根据干酪根镜检、干酪根元素、氯仿沥青族组分等多种分析指标综合分析认为，柴东地区第四系烃源岩有机质以腐殖型和含腐泥腐殖型为主，含有极少量的腐泥型和混合型，有机母质主要来源于草本植物、水生植物和藻类等。
柴达木盆地东部第四系生物气源岩为低丰度Ⅲ型有机质烃源岩。在偏低气温条件下，区内以草原植被为主，大量第四系草本植物和低矮灌木残体被河流输入湖泊中，有机质转化率较高，可以达到最大限度地生成生物甲烷气。
3）有机质成熟度。柴东地区第四系烃源岩可溶有机质转化程度过低，A/C一般小于6%，HC/C不到2%，镜质体反射率大部分小于0.5%，属于未成熟阶段；族组份中非烃和沥青质含量都在70%以上，属于高值，由此说明源岩热降解程度较低。涩北1井1200-1300 m埋深的岩心中螺蚌壳体没有石化迹象，泥岩中植物杆茎没有碳化，为棕黄色，脉络清晰完整。大量的松、蒿、菊科孢粉显微观察为土黄色，没有石化痕迹，推断造成上述现象的原因是埋藏时间较短，地温偏低。从测定结果和地质现象来看，柴东地区第四系烃源岩属于未成熟阶段。
3 结论
柴东地区是中国内陆最大的第四系生物气区，其第四系烃源岩有机质丰度低，但其产气率高，厚度大的特点弥补了烃源岩有机质丰度的不足，可持续生烃。有机质类型以Ⅲ型为主，以陆源草本植物和低矮灌木为主的腐殖型和含腐泥腐殖型，烃源岩有机质属于处于未成熟阶段。
参考文献
[1]党玉琪，侯泽生.柴达木盆地生物气成藏条件[J].新疆石油地质，2003，24（5）：375-378.
关键词 柴达木盆地；三湖坳陷；烃源岩
中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）10-0194-01
柴达木盆地属于我国西部中、新生代内陆山间盆地，海拔2650～3000 m，西北是阿尔金山，东北是祁连山，西南是昆仑山。柴东地区主要是指柴达木盆地东部的三湖坳陷，东直南北霍布逊湖，北以陵间、锡南、埃南断裂为界，西起那北-落雁山-红三旱四号一带，南至昆仑山前的边界断裂。
1 烃源岩发育特征
柴东地区第四系生物气源岩是晚喜山期走滑挤压阶段形成的，主要发育于第四系七个泉组，有两种类型的生物气源岩：湖相泥岩和湖沼相碳质泥岩，以湖相泥岩为主。
柴东地区第四系烃源岩晚第三纪到第四纪更新世早中期，湖泊沉积速率逐步增加，最大沉积速率高于1.23 mm/a，高沉积速率使沉积有机质避免了浅表层的大量分解，为生物气的形成创造了有利的物质条件。同时，柴达木盆地在上新世晚期和更新世早中期，盆地湖泊相砂泥质岩的快速沉积为第四系提供了巨厚的气源岩。柴东地区源岩沉积分布广、厚度大，其暗色泥岩厚度平均最高可达上千米。
同时，柴达木盆地是我国典型的咸化盆地，以其高矿化度和高盐度著称，寒冷的气候和高盐度水体环境，在一定程度上抑制了产甲烷菌的活动，这对于生物气的聚集非常有利，因为埋深浅，生物气即使大量生成，也难以保存，而高盐度的环境正好延缓了产甲烷菌的活动。当埋藏到一定深度后，产甲烷抑制解除，烃源岩有机质大量生气，并就近运移到储层中聚集成藏。
地质条件的特殊性：
相关实验结果和勘探实践证明，柴达木盆地第四系生物气形成的基本条件。第四系生物气源岩沉积时期为低温、高盐度的环境，有效抑制了浅表条件甲烷菌活动，并对生气层起到了保护作用。湖泊相泥岩开始沉积时，由于受低温、高盐度的影响，微生物产甲烷活动受到抑制，从而延长甲烷菌产气高峰期。
2 烃源岩地化特征
柴东地区第四系烃源岩地化指标主要包括有机质丰度、有机质类型以及有机质成熟度三方面。
1）有机质丰度。柴东地区烃源岩沉积于半深湖、浅湖和湖沼环境。野外采集样品有机质含量较低，有机碳平均0.3%。其中碳质泥页岩丰度较高（最高达18.79%，平均9.0%），泥岩有机质含量一般小于0.3%。氯仿沥青“A”及总烃含量也是碳质泥页岩高。（分别为6000ppm和857ppm）、暗色泥岩低（分别为100ppm左右和几十ppm）（见表1）。
表1 柴东地区第四系有机质丰度统计表
岩性 有机碳含量（%） 氯仿沥青“A”（ppm） 总烃（ppm）
碳质泥岩 9.06 6000 857
深灰及灰黑色泥质岩 0.44 500 72
灰色泥质岩 0.33 200 56
浅灰色泥质岩 0.21 58 20
棕灰色泥质岩 0.32 200 36
从柴东地区收集到多口探井的有机碳值来看（见表2），盐湖地区盐深1井七个泉组泥岩有机碳值0.54%；涩23井及涩25井有机碳值分别为0.32%和0.25%；台南地区台南5井七个泉组有机碳为0.33%，台南中1井浅灰色泥岩有机碳值为0.23。总体来看，湖相泥岩沉积速度快，有机质分散，有机质丰度偏低；碳质泥岩由于有机质堆积集中，氯仿沥青“A”、 有机碳、总烃都占有明显的优势，属于优质烃源岩；但是，湖相泥质岩分布广，厚度大，对有机质丰度起补偿作用，虽然有机碳含量低，但也成为第四系生物气藏的主力烃源岩。虽然碳质泥岩有机碳平均含量高达9.06%，但由于受沉积环境的影响，厚度较薄（厚度介于0～15 m之间，平均值10.8 m），分布局限，所以对生物气资源的贡献不大。
依据柴达木盆地东部三湖坳陷第四系生物气源岩有机碳下限标准（0.25%），第四系湖相泥岩基本上都达到有效烃源岩丰度标准，具有较大的生气潜力。
2）有机质类型。柴达木盆地东部第四系暗色泥岩的有机质显微组成显示，烃源岩有机质组分以壳质组、镜质组和惰质组为主，有机类型均为Ⅲ型。根据干酪根镜检、干酪根元素、氯仿沥青族组分等多种分析指标综合分析认为，柴东地区第四系烃源岩有机质以腐殖型和含腐泥腐殖型为主，含有极少量的腐泥型和混合型，有机母质主要来源于草本植物、水生植物和藻类等。
柴达木盆地东部第四系生物气源岩为低丰度Ⅲ型有机质烃源岩。在偏低气温条件下，区内以草原植被为主，大量第四系草本植物和低矮灌木残体被河流输入湖泊中，有机质转化率较高，可以达到最大限度地生成生物甲烷气。
3）有机质成熟度。柴东地区第四系烃源岩可溶有机质转化程度过低，A/C一般小于6%，HC/C不到2%，镜质体反射率大部分小于0.5%，属于未成熟阶段；族组份中非烃和沥青质含量都在70%以上，属于高值，由此说明源岩热降解程度较低。涩北1井1200-1300 m埋深的岩心中螺蚌壳体没有石化迹象，泥岩中植物杆茎没有碳化，为棕黄色，脉络清晰完整。大量的松、蒿、菊科孢粉显微观察为土黄色，没有石化痕迹，推断造成上述现象的原因是埋藏时间较短，地温偏低。从测定结果和地质现象来看，柴东地区第四系烃源岩属于未成熟阶段。
3 结论
柴东地区是中国内陆最大的第四系生物气区，其第四系烃源岩有机质丰度低，但其产气率高，厚度大的特点弥补了烃源岩有机质丰度的不足，可持续生烃。有机质类型以Ⅲ型为主，以陆源草本植物和低矮灌木为主的腐殖型和含腐泥腐殖型，烃源岩有机质属于处于未成熟阶段。
参考文献
[1]党玉琪，侯泽生.柴达木盆地生物气成藏条件[J].新疆石油地质，2003，24（5）：375-378.