方新焰等-MPG:四川盆地北部天井山與米倉(cāng)山震旦系-寒武系
古老含油氣系統(tǒng)的烴源與成藏示蹤
四川盆地北部發(fā)育有天井山和米倉(cāng)山兩個(gè)相鄰的古隆起(圖1),古隆起及其周緣地區(qū)是現(xiàn)今四川盆地深層油氣勘探的熱點(diǎn)地區(qū)。該地區(qū)多個(gè)地層中廣泛存在的油苗、油砂和固體瀝青指示其經(jīng)歷過(guò)規(guī)模生排烴且極具油氣資源潛力。針對(duì)該古老含油氣系統(tǒng)的油源問(wèn)題,前人(包括本團(tuán)隊(duì)早期的工作,Wu et al., 2012)利用生物標(biāo)志物分析、干酪根總碳同位素分析以及瀝青Re-Os同位素年齡分析等指標(biāo)開(kāi)展了相關(guān)烴源對(duì)比工作,將該區(qū)域的主力烴源巖層鎖定在震旦系與寒武系地層。然而,受制于震旦系與寒武系烴源巖在沉積和生物演化上的連續(xù)性,如何有效區(qū)分這兩套烴源巖及它們對(duì)生烴的貢獻(xiàn)一直是個(gè)難題,且嚴(yán)重制約了該區(qū)域深層油氣的進(jìn)一步勘探。

圖1 四川盆地北部天井山和米倉(cāng)山隆起區(qū)地質(zhì)背景圖
針對(duì)上述問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室方新焰博士后及吳亮亮副研究員,利用催化加氫熱解技術(shù)釋放的鍵合態(tài)生物標(biāo)志物指標(biāo)、干酪根/固體瀝青總碳同位素值以及微量元素等指標(biāo),深入開(kāi)展了天井山與米倉(cāng)山地區(qū)兩個(gè)古老海相油氣系統(tǒng)的烴源及成藏示蹤研究。結(jié)果表明天井山地區(qū)震旦系-寒武系地層中的油氣主要以相對(duì)較低的成熟度(等效鏡質(zhì)體反射率(EqVRo) < 1.0%)、輕的δ13Corg值(-34.0‰ ~ -38.4‰)、C29-規(guī)則甾烷優(yōu)勢(shì)、以及富集V和Mo元素、強(qiáng)烈虧損Bi元素為特征。而米倉(cāng)山地區(qū)震旦系燈影組中的固體瀝青具有較高的熱演化程度(EqVRo) > 2.0%、稍重的δ13Corg值(-27.5‰ ~ -36.0‰)、C27-規(guī)則甾烷優(yōu)勢(shì)、以及微弱富集Mo元素、強(qiáng)烈虧損Rb和Bi元素等特征。進(jìn)一步結(jié)合烴源巖地球化學(xué)特征分析表明,天井山地區(qū)寒武系-侏羅系地層中的油氣主要來(lái)源于下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖,而米倉(cāng)山地區(qū)震旦系燈影組中的固體瀝青主要來(lái)源于震旦系陡山沱組烴源巖。

圖2 四川盆地北部天井山和米倉(cāng)山隆起區(qū)震旦系-寒武系含油氣系統(tǒng)的演化示意圖
通過(guò)含油氣系統(tǒng)分析表明,天井山地區(qū)的海相油氣(主要來(lái)源于下寒武統(tǒng)筇竹寺組)從三疊紀(jì)的印支運(yùn)動(dòng)開(kāi)始就不斷地通過(guò)一系列逆沖斷層和滑脫層等通道運(yùn)移至地表等埋深相對(duì)較淺的層系當(dāng)中,避免了長(zhǎng)期的深埋熱蝕變過(guò)程(圖2)。而米倉(cāng)山地區(qū)的燈影組古油藏(主要來(lái)源于震旦系陡山沱組)一直深埋至白堊紀(jì)的燕山運(yùn)動(dòng)后才抬升至地表,此時(shí)其內(nèi)的古油藏早已全部熱裂解成固體瀝青。本研究還表明鍵合態(tài)規(guī)則甾烷和微量元素分布特征以及δ13Corg值是四川盆地深層油氣源示蹤的有效指標(biāo),兩個(gè)隆起區(qū)之間的川西坳陷北段深層(如震旦系、寒武系、泥盆系、二疊系、三疊系和侏羅系等)相比隆起區(qū)具有相似的運(yùn)移條件和更好的保存條件,有望在未來(lái)震旦系-寒武系油氣勘探中取得突破。
該研究成果近期發(fā)表在油氣領(lǐng)域國(guó)際期刊《Marine and Petroleum Geology》。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金(41972150)、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)(XDA14010103)和有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題(SKLOGA2020-1)等資助。
論文信息:
Fang Xinyan(方新焰), Geng Ansong(耿安松), Liang Xiao(梁霄), Cheng Bin(程斌), Li Yun(李蕓), Jiang Wenming(蔣文敏), Wu Liangliang(吳亮亮)*, 2022. Comparison of the Ediacaran and Cambrian petroleum systems in the Tianjingshan and the Micangshan uplifts, northern Sichuan Basin, China. Marine and Petroleum Geology 145, 105876.
Wu Liangliang, Liao Yuhong, Fang Yunxin, Geng Ansong*, 2012. The study on the source of the oil seeps and bitumens in the Tianjingshan structure of the northern Longmen Mountain structure of Sichuan Basin, China. Marine and Petroleum Geology, 37(1), 147-161.

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