新疆吐_哈盆地前侏罗系烛藻煤的发现及其地质意义

新疆吐_哈盆地前侏罗系烛藻煤的发现及其地质意义 新疆吐 —哈盆地前侏罗系烛藻煤的 发现及其地质意义 1 212 柳益群袁明生周立发张世焕 ( )( )1 西北大学地质系 西安 7100692 吐 —哈石油集团公司 新疆哈密 839003 摘 要 众多地质工作者十几年的系统深入工作使吐 —哈油田侏罗系的煤成烃研究取得了令人瞩目的进展 。然而 , 侏罗系煤系泥岩和煤岩成烃的潜能不足以解释目前吐 —哈油田的油气藏形成规模 。在吐 —哈盆地西部科牙依凹陷 三叠系中首次发现的厚层烛藻煤 ,具有类型好 、品质高 、生烃潜能大的特点 ,是该盆地最好的烃源岩类型 。该类煤的发 现不但对评价该地区前侏罗系生油前景具有重要意义 ,而且对侏罗系煤成油类型多样化也具有启示 。综合 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明 ,烛藻煤既可能是台南凹陷前侏罗系油藏生烃物质之一 ,又可能对侏罗系油气藏有所贡献 。在中三叠世时的科 牙依凹陷和台北凹陷 、早侏罗世时台北凹陷中部的丘东洼陷 、早二叠世晚期的台北凹陷北部等地区均为炎热半干旱 、半咸水 、强还原的深湖环境 ,均可能发育丰富的烛藻煤等腐泥煤类 ,它们与湖相泥岩共同对吐 —哈油田的油气藏形成 提供了生烃物质 。吐 —哈盆地与准噶尔盆地的生烃条件十分相似 。除此之外 ,幔源物质可能对吐 —哈盆地的油气藏 形成具有重要贡献 。 关键词 烛藻煤 煤成烃 吐 —哈盆地 第一作者简介 柳益群 女 1951 年生 教授 工学博士 油气储层地质学+ 中图分类号 T E122 . 1 13 文献标识码 A 我国煤成气研究起步于 70 年代末 ,而煤成油的研 ,具有重大的理论意义和实际意义 。 相生油理论的内容 究则始于 80 年代后期 , 几乎与吐 —哈油田的发现同 1996 年 9 月 ,我们在对吐 —哈盆地吐鲁番坳陷最 〔1,9〕步 。经过十几年的系统深入研究,吐 —哈油田的 () 西部的亚一级构造单元科牙依凹陷 图 1进行野外勘 煤成烃研究成果已为世界地质学界所瞩目 ,特别是侏 探时 ,发现了夹于厚层状灰绿色 、深灰色泥岩中的两层 罗系的煤成油研究 ,不仅据之发现了准噶尔盆地彩南 烛藻煤 ,总厚度达 14 m ,这是首次在该盆地前侏罗系 油田 、塔里木盆地牙哈 、大宛齐油田 ,焉耆盆地宝浪 — 〔8〕中发现厚层腐泥煤系烃源岩 ,该套腐泥煤的时代经区 苏木油田等一系列侏罗系煤系油田,而且丰富了陆 () 域地层划分对比暂定于中三叠世 表 1。 图 1 吐 —哈盆地剖面位置 、构造单元划分 Fig. 1 Locatio n of sectio n and divisio n of st ruct ural unit in Turpan2Hami basin 收稿日期 :1999206223 收修改稿日期 :1999212214 1 中三叠统烛藻煤的煤岩 盆地二叠系 —侏罗系地层层序表 Ta ble1 A ta ble sho wing Permian2Jurassic stratigra phic 潜能 sequence in the sourth of Jungger Basin 腐泥煤包括烛煤 、藻煤及其过渡 and Turpan and Ha mi Basin 是由菌藻类等物质充分降解而成基质 准噶尔盆地南缘 吐 —哈盆地 构造 构造运动 孢子体和藻类体 。富含小孢子体 、贫 阶段 系统 群 组 群 组 烛煤 ,以藻类体为主的称为藻煤 ,介于 中燕山运动喀拉扎 喀拉扎 上 藻煤或藻烛煤 。科牙依凹陷的这套腐 统 齐古 齐古 有光泽暗淡 、沥青状 、密度小 、手感轻 广 侏 盆 七克台 头屯河 形 贝壳状断口等特征 。野外燃之有液态 中 罗 成 三间房统 早燕山运动 阶 系 西山窑 西山窑 微镜下观察藻类体约占 8 % ,具有蜂 段 水 水 西 西 三工河 三工河 外缘 ,呈纺缍状 ,个体较大 ,在蓝光激 下 沟 沟 统 八道湾 八道湾 黄色荧光 。小孢子体多呈短线状 ,在 晚印支运动 弱的桔黄色荧光 。沥青质体呈基质存 郝家沟 郝家沟 上 小 小 统 主要组分 ,在蓝光激发下显较弱的褐 泉 泉 黄山街 黄山街 沟 沟 三 克拉玛依运动 中 球化学所鉴定 ,认为此腐泥煤为烛藻 叠 克拉玛依 克拉玛依 类 统 早印支运动 系 前 上 上 陆 勘探开发研究院实验中心分析 ,该套 烧房沟 烧房沟 仓 仓 下 形 房 房 统 成 好 、品质高 、生烃潜能大的特点 ,与其 韭菜园 韭菜园 沟 阶 沟 段 () 于较好 —好的生油岩类型 表 2 ,3。 锅底坑 锅底坑 下 下 仓 仓 上 梧桐沟 梧桐沟 房 房 统 2 烛藻煤形成的地质背景 沟 沟 泉子街 泉子街 晚海西运动 二 科牙依凹陷基底主要由石炭系火 红雁池 塔儿朗 上 叠 桃 芨 裂 山碎屑岩组成 ,中上三叠统以明显的 芦草沟东 芨 统 谷 沟 井井子沟槽 作 大河沿 下 石炭系之上 ,侏罗系在该凹陷仅发育 用 统 乌拉泊阶 下 罗统中下部 ,其上层位皆缺失 ,凹陷内 段 塔什库拉 塔什库拉 芨 芨 约 2 000 余米 。 石人子沟 石人子沟 槽 石炭纪时 ,科牙依地区属弧后裂 表 2 干酪根显微组分及有机质类型鉴定 Ta ble 2 The identif ication of kerogen maceral and organ ic types 显微组分含量/ % 类型 干 地点 样品编号 层位 岩性 指数 类 腐泥组 壳质组 镜质组 惰质组 KY2S Tk 89 8 3 36 深灰色泥岩 12 KY2STk 85 10 3 2 86 烛藻煤 22 科 KY2STk 93 4 3 87 烛藻煤 32 牙 KY2S Tk 灰黄色泥岩 4 88 6 2 42 42 依 KY2STk 7 82 8 3 40 黄绿色泥岩 52 KY2STk 32 56 8 4 50 深灰色泥岩 62 表 3 氯仿沥青“A”、族组分及有机碳 Ta ble 3 A ta ble sho wing ”A”( %) ,f raction composition and C( %)org 氯仿沥青 A 饱和烃 芳烃 非烃 沥青质 总量 有机碳 地点 编号 层位 岩性 / % / % / % / % / % / % / % KY2S Tk 深灰色泥岩 0 . 0088 36 . 67 9 . 89 14 . 93 38 . 50 99 . 99 0 . 17 12 Tk KY2S 烛藻煤 3 . 7175 2 . 91 26 . 68 44 . 47 24 . 92 99 . 99 17 . 64 2 2科 Tk KY2S 2 4 . 3277 2 . 54 5 . 46 35 . 48 56 . 51 99 . 99 38 . 40 烛藻煤 3牙 灰黄色泥岩 Tk KY2S 2 0 . 0158 26 . 34 20 . 66 34 . 75 18 . 42 99 . 99 0 . 81 4 依 KY2S Tk 黄绿色泥岩 0 . 6455 1 . 63 29 . 75 56 . 11 12 . 50 99 . 99 7 . 64 52 KY2STk 深灰色泥岩 0 . 1649 16 . 57 38 . 00 39 . 42 7 . 00 99 . 99 6 . 44 62 了炎热半干旱 、半咸水的深湖环境 。藻类主要繁殖在 塔儿朗沟剖面塔儿朗组中发现了沥青质页岩和夹于其 湖沼远岸富氧的水面 ,死亡后沉入水底贫氧还原地带 , ,显示了极强的生烃能力 , 中的巨型钙质结核中的原油 并发生腐泥化作用形成腐泥煤 。中三叠统沉积后 ,地 这种沥青质页岩与科牙依凹陷中三叠统的烛藻煤极为 () 层曾有短暂的沉积间断 ,晚三叠世该区沉积环境向河 相似 待检,并表现出不同于台南凹陷下二叠统桃东 流相演变 ,沉积中心移至托克逊一带 。侏罗纪仍为河 沟群暗色泥岩烃源岩的有机地化指标 。另一方面 ,地 湖相沉积 ,早中侏罗世盆地构造沉降缓慢 、沉积速率中 震剖面解释和少数探井钻探也证实了下二叠统桃东沟 等 ,在气候潮湿温暖 、还原 、少盐水的沼泽环境中发育 群和三叠系在台北凹陷的存在 ,因此 ,推测在台北凹陷 了腐殖煤层 ,在深水湖泊中可能发育了腐泥煤 。侏罗 中部和台南凹陷北部的二叠纪及三叠纪深水沉积中有 纪末期的中燕山运动使地层隆升 ,并一直保持在隆升 可能分布烛藻煤类 。 状态 ,地层遭到较大的剥蚀 。 3 . 2 腐泥煤是前侏罗系主要烃源岩类型之一 受钻探条件所限 ,目前仅在吐 —哈盆地的南带 ,即 科牙依凹陷 、台南凹陷和托克逊凹陷见到前侏罗系油 3 腐泥煤对前侏罗系油藏的影响 藏和油气显示 。对于台南凹陷的前侏罗系油藏 ,根据 现有二叠系和三叠系暗色泥岩计算其有机质丰度不能 3 . 1 腐泥煤的分布规律 圆满解释现有的油藏规模 ,现在较为成熟的看法是 ,大 按照腐泥煤的形成特点 ,其湖盆中心为深水相的 藻煤或烛藻煤 ,其湖盆边缘相则为沼泽相的烛煤或藻 烛煤 。在区域上常构成由藻煤 、烛煤 、腐殖煤组成的 、 部分油可能从台北凹陷运移而来 。前已叙及 ,台北凹反映湖盆沼泽化过程中的煤的成因系列 ,并常与油页 ,本区的前 陷的三叠系和二叠系可能有烛藻煤的存在 〔11〕岩层相伴生。一般认为烛煤形成于氧化环境 ,腐殖 侏罗系中可能也有腐泥煤存在 ,它们和湖相泥岩共同 〔12〕煤形成于还原环境 ,藻煤形成于强还原环境。前已 组成了形成油气藏的烃类 。另一方面 ,台南凹陷前侏 叙及 ,科牙依地区和托克逊地区于中晚三叠世时为一 罗系油藏的形成还因为早二叠世有较高的地温梯度 ? 〔13〕个统一的湖盆 ,科牙依地区为沉积中心 ,托克逊地区为 ()4 . 06,4 . 82 ?/ 100 m,印支运动又是构造热事 湖盆边缘相 ,因而科牙依的烛藻煤形成于深湖相中 ,托 ? 件 ,烃源岩在印支运动中成熟运移 ; 加之该带当时发 克逊凹陷此时期可能有烛煤存在 ,只是烛煤多呈薄层 育物性相对较好的扇三角洲砂体 ,该套砂岩邻近北侧出现在腐殖煤中或其顶底层 ,分布局限而常常被忽视 。 () 台北凹陷二叠纪和三叠纪生烃中心 ,在印支运动中 按照这个推论 ,当时的台北凹陷也可能有腐泥煤出现 , 形成了一定量的次生孔隙 ,油早期成熟进入储层并抑 而且可能属于藻煤类 ,因为台北凹陷和科牙依凹陷在制了成岩作用使孔隙得以保存 。对于科牙依凹陷来 中三叠世时虽然不一定处于同一湖盆 ,但是它们同属 说 ,中上三叠统沉积伊始 ,地温较低 ,到侏罗纪末期 ,古一种构造背景和沉积环境 ,因此应该具有相似的岩性 地温梯度约为 2 . 34 ?/ 100 m ,三叠系埋深已逾 3 700和化石组合 。据区域资料可知 ,吐 —哈地区在早二叠 ( m ,古地 温 约 为 70 ?, 88 ?藻 类 镜 质 体 反 射 率 为 世晚期可能有几个独立的深水 ,湖盆如盆地北部的塔 儿朗沟剖面 、照壁山剖面的塔儿朗组即为深湖 —半深? 柳益群 ,冯乔 ,周立发. 吐 —哈盆地南带前侏罗系油气勘探前景及 湖相 ,沉积了较厚的暗色泥岩并夹多层薄层泥灰岩 、灰 ( ) 有利区带评价 研究报告. 1997 岩和钙质结核 。1998 年 7 月笔者所在课 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 组首次在 ? ( ) 周鼎武 ,柳益群. 吐 —哈盆地火山岩研究 研究报告. 1998 运动形成的圈闭中 。也就是说 ,该凹陷三叠系的烛藻 ,在丘东地区深水 质体和微类脂组分 藻烛煤 ,生烃潜力最高 ; 西山窑组煤富 煤其成藏期在侏罗纪内 。托克逊凹陷的油气显示集中 (在凹陷西部的三叠系中 ,根据上述腐泥煤的分布及少 力略差 。托克逊凹陷的煤富镜质组 ( ) 较差 。哈密坳陷的煤富惰质组 ,生油数岩心中的薄层烛煤 如托参 2 井,推测有烛煤对生 () 同前侏罗系油气藏的形成条件相 烃的贡献 。但油的生成聚集时间可能较晚 侏罗纪。 除上述之外 ,幔源物质可能通过深大断裂上升参 能对该区侏罗系油气藏的形成起到了 与了烃类的生成 。4 . 2 与准噶尔盆地侏罗系腐泥煤的 众多研究成果证实 ,吐 —哈盆地 4 腐泥煤对侏罗系油藏的贡献 属哈萨克斯坦板块 ,均具有前寒武纪 界褶皱基底双重基底 。直至早二叠世 4 . 1 台北凹陷侏罗系腐泥煤是该区侏罗系油藏烃源 之一 台北凹陷侏罗系的油藏其烃源岩主要来自水,经历了共同的演化过程 全连在一起 ) 西沟 二叠世末期—三叠纪 ,吐 —哈盆地北 群腐殖煤岩和湖相高碳泥岩 ,这一观点已为大多数人 幅度隆升 ,首次使准 —吐地块分隔 ;早 合而为一 ,成为统一的凹陷 ; 中晚侏罗 所认可 。但是 ,大多数关于水西沟群的泥岩所作的有 机质丰度和有机质类型测定却得不到理想的结果 ,这 山又一次缓慢隆升 ,准 —吐两盆地再 些泥岩多为差生油岩 ,少数为中等生油岩 。腐殖煤的 入了各自独立的演化过程 。上述表明 吐 —哈盆地在早二叠世和早中侏罗世 有机质测定结果虽然好于泥岩 ,但对解释目前台北凹 和沉积环境 ,它们的烃源岩类型及丰 陷的侏罗系油藏规模显然也太牵强 ,其主要的原因可 〔15〕能正是由于忽视了腐泥煤的存在 据姚素平等报道,这些腐泥煤虽然数 ,准噶尔盆地 量较少 ,却具有较暗色泥岩和腐殖煤强得多的液态烃 的基质镜质体 ,其中含较多微类脂组 〔14〕生成能力 。据唐跃刚等报道,吐 —哈盆地侏罗系煤 为 ?型 ,具较强的生成液态烃潜力 ;壳 占绝对优势 ,是该区另一种生油显微 中的基质镜质体具有很强的荧光 ,并向沥青质体过渡 , 木栓质体 、孢子体 、渗出沥青质体 、微 沥青质体是藻 、浮游生物和细菌类脂化合物的分解产 〔15〕物 ,或来自壳质组分的分泌物 ,生烃潜力较大 ; 柯柯亚 等均可见及 。金奎励等也证实了 地区类脂组分相当丰富 ,有多层厚 1,4 m 的富含皮拉 系煤中的大量藻类体 ,并对其生烃潜藻的腐泥煤 ,皮拉藻含量约 5 % ,夹石千中含 10 % ,干酪 实了该类煤具较强的生烃潜能和早生 〔5〕 根为 ?型 ,为藻烛煤 。刘德汉在柯柯亚 、台参 1 井 、 情况说明准噶尔盆地与吐 —哈盆地的 条件是十分相似的 。 陵深 1 井等侏罗系煤中均见到结构形态明显和不明显 的藻类体和沥青质体 ,在柯柯亚等地见多层厚度达 1 5 结论 m 左右的致密 、暗淡的烛藻煤 ,其中柯柯亚煤矿中烛藻 ()() 1 科牙依凹陷中三叠统中烛 煤层中的结构藻类体 主要为皮拉藻在烛藻煤中含量 证实了本凹陷三叠系的生烃潜力 ,提 达 6 % ,煤中藻类体含量 < 2 % ,煤中还常见多种形态 〔2〕 气勘探前景的评价 ,而且喻示着前侏的渗出沥青质体 。金奎励对吐 —哈盆地侏罗 系 煤 环境的托克逊凹陷和台北凹陷也有腐 岩的研究也表 明 , 基 质 镜 质 体 可 占 整 个 煤 样 的 20 , 且可能是盆地南带前侏罗系油藏的 60 % ,其中有大量的微生物参与 ,具有较强的荧光 ,该 () 类生烃组分的有机质类型多为 ?和 ?型 , 属于腐殖 油自北向南运移。1 ()2 烛藻煤形成于强还原的深 碎屑和凝胶的混合物 ,或是胶结了大量壳质体和超微 三叠世的科牙依地区 、台北地区 ,早侏 壳质体 ,是吐 —哈盆地煤成烃的主要组分 。另一方面 , ( 7 程克明 , 张 朝 富. 吐 鲁 番 —哈 密 盆 地 煤 成 油 研 究 J . 中 国 科 学 B 积有机质在成煤过程或成岩过程中生成的液态有机物 ) ( ) 辑,1994 ,24 11:1 216,1 222 质 ,生油母质来源于 ?型和 ?型干酪根 。很显然 ,该定 王昌 桂 , 程 克 明 , 徐 永 昌 等. 吐 —哈 盆 地 侏 罗 系 煤 成 烃 地 球 化 学 8 M . 北京 :科学出版社 ,1998 义中不包括腐泥煤生成的液态烃 。鉴于吐 —哈油田各 赵长毅 ,程克明 ,王飞宇. 吐 —哈盆地煤成烃主要贡献组分剖析 J . 时代煤岩类型及生液态烃的贡献以及山西浑源 、蒲县 9 ( ) 沉积学报 ,1997 ,15 2:95,99 等藻煤类的生烃状况 ,该定义值得商榷 。 程政武 ,吴绍祖 ,方晓思. 准噶尔南缘和吐鲁番盆地二叠 —三叠系 ( ) J . 新疆地质 ,1997 ,15 2:155,173 10 陈佩元 ,孙达三 ,丁丕训. 中国煤岩图鉴 M . 北京 : 煤炭工业出版 参 考 文 献 社 ,1996 11 1 北京 : 科学出版 傅家谟 ,刘德汉 , 盛国英等. 煤成烃地球化学 M . 金奎励 ,姚素平 ,魏辉等. 准噶尔与吐 —哈盆地侏罗系煤成油研究 社 ,1990 A . 第四届全国煤岩学学术讨论会 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 选集 C . 西安 : 陕西科学 12 技术出版社 ,1995 . 103,107 2 戴金星 ,戚厚发 , 宋岩. 鉴别煤成气和油型气若干指标的初步探讨 柳益群 ,吴涛 ,崔旱云等. 新疆吐鲁番 —哈密盆地的古地温梯度及 ( ) J . 石油学报 ,1985 ,6 2:31,38 () ( ) 地质热历史J . 中国科学 D 辑,1997 ,27 5:431,436 黄第藩 ,秦匡宗 ,王铁寇等. 煤成油的形成和成烃机理 M . 北京 : 石 3 唐跃刚 ,方家虎 ,王延斌等. 吐 —哈盆地煤成烃特征 、 标志 禁止坐卧标志下载饮用水保护区标志下载桥隧标志图下载上坡路安全标志下载地理标志专用标志下载 及主要成 油工业出版社 ,1995 13 油组分A . 第四届全国煤岩学学术讨论会论文选集 C . 西安 : 陕 徐永昌 ,沈平. 中原 、华北油气区“煤型气”地化特征初探 J . 沉积学 西科学技术出版社 ,1995 . 115,119 4 ( ) 报 ,1985 ,3 2:37,45 14 姚素平 ,金奎励 ,魏辉. 准噶尔盆地侏罗纪煤系有机岩石学特征及 刘德汉 ,孙永革 ,申家贵等. 吐2哈盆地及二连盆地侏罗系煤微类脂组 成烃性研究A . 第四届全国煤岩学学术讨论会论文选集 C . 西 ( ) 分的共聚焦激光扫描显微镜 CL SM研究及油气意义 J . 地球化 5 安 :陕西科学技术出版社 ,1995 . 119,123 ( ) 学 ,1996 ,25 4:309,316 罗斌杰 ,王有孝 ,沈平等. 澳大利亚陆相原油与中国陆相原油的对比 15 ( ) 及形成环境讨论J . 沉积学报 ,5 1:10,25 6 Discovery of Pre2Jura ssic Cannel2Boghea d with Its Geol ogical Sign if icance in Turpan2 Ha mi Ba sin , Xinj iang 1212 L IU Yi2qunYU AN Mi ng2shengZHO U Li2f aZHAN G Shi2huan 1( Department of Geology , Northwest Univevsity , Xi’an 710069) 2( Turpan - Ha mi Oil Company , Ha mi Xinjiang 839003) Abstract Mo re t han ten year’s advanced research wo r k has been do ne by numbers of o ut standing geolo gist s , so t hat t he research of coal2derived hydrocarbo n fo r Turpan2Hami Basin has developped a lot . However , gemetic potential fo r J urassic coal2system mudsto ne and coal is not eno ugh to explain t he fo r matic scale of oil2gas accumulatio n of Tur2 pan2Hami Basin . The cannel2boghead , discovered firstly in Triassic in Keyayi dep ressio n in wester n Turpan2Hami basin , is t he best so urce rock wit h t he characteristics of goo d t ype , high qualit y and great genetic2potential . The discovery of cannel2boghead has not o nly main significance in evaluating hydrocarbo n2generated p ro spect of p re2 J urassic in t his area but has enlightenment in analyzing diversif y of coal2derived hydrocarbo n t ypes. The result s of t he synt hetical research demo nst rate t hat t he cannel2boghead ,p ro bably , eit her is o ne of t he generating hydrocarbo n materials of p re2J urassic oil accumulatio n in Tainan dep ressio n , o r makes co nt ributio n to oil2gas accumulatio n of J urassic. Fairly abundant cannel2boghead dist ributed in deep lake wit h semiarid , bracksh , and st ro ng reductio n in Keyayi dep ressio n and Taibei dep ressio n in Middle Trassic , in Qiudo ng area of Taibei dep ressio n in Early J urassic as well as in no rt her n Taibei sag in late Early Per mian . These cannel2boghead and lacust rine mudsto nes all p rovided hydrocarbo n2generated mat ters to oil2gas accumulatio n of Turpan - Hami Basin . The hydrocarbo n2generated co ndi2 tio n of Turpan2Hami Basin is very similar wit h t hat of J ungger Basin . Besiders , t he mantle mat ters p ro bably co mt ribute greatly o n fo r ming oil2gas accumulatio n of Turpan2Hami Basin . Key words cannel2boghead coal2derived hydrocarbo n Turpan2Hami Basin