准噶尔盆地石炭系凝灰质烃源岩发育环境与生烃潜力研究

The Carboniferous dark tuffaceous stones are widely developed in the Junggar Basin with huge thickness. Some of the tuffaceous stones are verified to be enriched in organic matters and appear to be a type of potential source rocks. Some oils are proven to be derived from these source rocks. In order to evaluate the oil generating potentials of tuffaceous source rocks, our study primarily focus on their sedimentary environment and hydrocarbon generating mechanisms. A grading evaluation criterion for tuffaceous source rocks will also be established. The result not only improves the knowledge on the evaluating method for tuffaceous source rocks, but also sheds light on the petroleum exploration in Junggar Basin and other volcanic developing areas worldwide.

准噶尔盆地石炭系地层中暗色凝灰质岩层厚度大，分布广，部分样品有机质丰度较高，是一类潜在的烃源岩。在盆地内已发现了一些来自凝灰质烃源岩的原油。为了查明凝灰质烃源岩的生烃能力，本项目拟系统分析其形成的沉积环境，建立其生烃演化模式并形成一套针对凝灰质烃源岩的分级评价标准。研究成果可以完善凝灰质烃源岩生烃潜力评价技术，为客观评价其油气资源潜力提供科学依据，对准噶尔盆地石炭系和国内外其他火山岩发育区的油气勘探也可以提供一定的借鉴。

本次研究证实了准噶尔盆地上石炭统巴山组地层发育一套凝灰质烃源岩，岩性主要为炭质泥岩和泥岩，含少量煤。凝灰质炭质泥岩和煤氢指数平均182 mg/g，部分样品有机显微组分中壳质组和腐泥组含量之和达20%以上，有机质类型为Ⅱ2—Ⅲ型，以生气为主，兼具一定生油能力，总体属于中等—好的烃源岩。这类烃源岩Pr/Ph平均达4.14，C19/C21和C20/C21三环萜烷、C29Ts/C30重排藿烷以及C29规则甾烷相对含量高，伽马蜡烷指数低，说明其形成于淡水氧化沉积环境，以陆源高等植物输入为主。凝灰质泥岩沉积水体盐度更大，水生生物输入更多，为还原—氧化的过渡环境。然而，泥岩有机质类型和丰度较炭质泥岩略差，以Ⅲ型干酪根为主，这主要是低能海岸或海湾浅水区水体强烈的季节性变化所致。白垩纪末，该套烃源岩在凹陷区和斜坡区大面积成熟，现今已普遍进入高—过成熟阶段，而凸起区现今仍仅有部分进入主生油窗。火山活动对烃源岩的形成和演化具有明显促进作用：相当一部分烃源岩中含有丰富的凝灰质组分且表现出较好的生烃能力；局部地区发生了岩浆烘烤，导致烃源岩镜质体反射率异常升高，生烃窗向浅部迁移。该套烃源岩生气强度大于> 20 × 108 m3/km2的面积达5100 km2，生油强度大于500 × 104 t/km2面积约2829.3 km2，其中大于1000 × 104 t/km2面积约1623.2 km2。综上所述，准噶尔盆地石炭系整体具备形成大中型油气田的资源潜力，有望成为继二叠系之后油气勘探的重要接替领域。