内蒙古林西地区上二叠统林西组烃源岩有机岩石学特征_罗立艳.pdf

摘要：内蒙古东部林西地区是二连盆地外围石炭二叠系油气勘探的重要潜力区之一 为了研究上二叠统林西组烃源岩有机岩石学特征，对野外露头剖面的林西组烃源岩开展了总有机碳、有机显微组分、镜质体反射率及岩石热解等测试分析.结果表明：林西组烃源岩总有机碳分布在 063130，平均为 087，所有样品含量均大于 06；有机显微组分分布在 027366，平均值为 208，其中 9524的样品达到 10以上，表明有机质丰度达到了“较好”至“好”级别；镜质体反射率分布在 126258，平均值为 188，其中 9047的样品含量大于 13，镜质体反射率较高，表明有机质成熟度达到“高成熟”至“过成熟”阶段；岩石热解氢指数分布在 810389103，平均为 2752103，表明有机质类型归属于型.综合评价表明林西地区上二叠统林西组烃源岩属于“较好好”烃源岩，生烃潜力较大，具有较好的油气资源前景.关键词：林西组；烃源岩；有机质丰度；有机质成熟度；有机质类型；内蒙古内蒙古林西地区上二叠统林西组烃源岩有机岩石学特征罗立艳1，2，施立志1，2，汪彪1，3，崔新宇1，31.中国地质科学院 矿产资源研究所，北京 100037；2.中国地质科学院，北京 100037；3.中国地质大学，北京 100083收稿日期：20210209；修回日期：20210518 编辑：张哲基金项目：中国地质调查局项目“二连盆地及外围石炭-二叠系油气地质调查”（DD20190099），“松辽外围南部盆地群油气基础地质调查”（DD20160618）；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项（KK2005）.作者简介：罗立艳（1999），女，硕士研究生，矿产普查与勘探专业，通信地址 北京市西城区百万庄大街 26 号，E-mail/通信作者：施立志（1976），男，教授级高级工程师，从事油气地质综合研究工作，通信地址北京市西城区百万庄大街 26 号，E-mail/ORGANIC PETROLOGY OF SOURCE ROCKS FROM THE UPPER PERMIAN LINXIFORMATION IN LINXI AREA，INNER MONGOLIALUO Li-yan1，2，SHI Li-zhi1，2，WANG Biao1，3，CUI Xin-yu1，31 Institute of Mineral Resources，CAGS，Beijing 100037，China；2 Chinese Academy of Geological Sciences，Beijing 100037，China；3 China University of Geosciences，Beijing 100083，ChinaAbstract：Linxi area in eastern Inner Mongolia is one of the important potential areas for Carboniferous-Permian oil-gasexploration in the periphery of Erlian Basin The total organic carbon（TOC），organic macerals，vitrinite reflectance androck pyrolysis of the source rocks from Upper Permian Linxi Formation in field section are tested and analyzed to studythe organic petrological characteristics of the source rocks The results show that the TOC content of source rocks is063130，averagely 087 The content of organic macerals ranges from 027 to 366，averagely 208，with9524 of the samples above 10，indicating that the organic matter abundance is at relatively good-good level Thevitrinite reflectance（Ro）is 126258，averagely 188，with that of 9047 of the samples more than 13，showing the organic matter is in high mature-overmature stage The hydrogen index of rock pyrolysis is 810389103，averagely 2752103，reflecting that the organic matter belongs to III-type It is concluded from the comprehensiveevaluation that the source rocks of Upper Permian Linxi Formation are relatively good-good，with great hydrocarbonpotential and good prospect of oil-gas resourcesKey words：Linxi Formation；source rock；organic matter abundance；organic matter maturity；organic matter type；Inner Mongolia文章编号：1671-1947（2023）01-0031-09中图分类号：P618.13开放科学标志码（OSID）：DOI：1013686/jcnkidzyzy202301004文献标志码：A地质与资源GEOLOGY AND RESOURCES第 32 卷第 1 期2023 年 2 月Vol.32 No.1Feb.20230引言内蒙古东部地区上二叠统林西组是该区古亚洲洋构造域向濒太平洋构造域叠加转换时期的产物.近年研究结果表明，二连盆地及外围地区（兴蒙地区）石炭二叠系作为潜在的有利含油气层系，具有良好的生储盖组合和油气成藏条件1-3，内蒙古东部上二叠统林西组烃源岩十分发育，是北方石炭二叠系新区新层系油气勘探的重要目标层系之一.前人对林西组的构造环境、沉积特征、岩相古地理及地层古生物等开展了不同程度的研究4-6，但对林西组烃源岩特征及生烃潜力研究较少.因此，本文根据野外采集样品结合区域石油调查等资料，对该区林西组烃源岩开展有机地球化学与岩石学特征研究，为二连盆地及外围地区上古生界油气资源前景评价提供基础资料.1地质概况林西地区位于大兴安岭的南部，佳蒙地块南部与华北板块北缘相邻地带，区域内主要发育上古生界和中生界地层，二叠系从下到上主要有大石寨组、哲斯组和林西组.其中林西组地层出露较为广泛（图 1），从下到上发育林一段林五段（图 2），岩性主要为碳质泥页岩、深灰色粉砂岩、灰黑色砾岩、颗粒灰岩、泥灰岩以及生物格架灰岩，以海相沉积环境为主，存在过渡相环境.沉积环境主要经历了由滨海半深海三角图 1林西地区地质简图（据文献 4 修改）Fig 1Geological sketch map of Linxi area（Modified from Reference4）1第四系（Quaternary）；2哲斯组（Zhesi fm）；3林西组（Linxi fm）；4新民组（Xinmin fm）；5白音高老组（Baiyingaolao fm）；6钾长花岗岩（moyite）；7二长花岗岩（monzogranite）；8花岗斑岩（granite porphyry）；9闪长岩（diorite）；10采样点（sampling site）；11剖面位置（section）地质与资源2023 年32图 2林西地区林西组地层沉积柱状图Fig 2Sedimentary column of Linxi Formation in Linxi area1含砾砂岩（pebbly sandstone）；2粉砂岩（siltstone）；3泥岩（mudstone）；4灰岩（limestone）；5礁灰岩（reef limestone）；6英安质晶屑凝灰岩（dacite crystal tuff）；7板状交错层理（plate cross bedding）；8楔形交错层理（wedge cross bedding）；9砂岩（sandstone）；10粉砂泥岩（siltymudstone）；11页岩（shale）；12鲕粒灰岩（oolitic limestone）；13藻席灰岩（algal mat limestone）；14平行层理（parallel bedding）；15冲洗交错层理（swash cross bedding）；16爬升交错层理（climbing cross bedding）；17波状层理（wavy bedding）；18波痕构造（ripple structure）；19包卷层理（convolute bedding）；20球枕状构造（ball-pillow structure）；21生物礁（organic reef）；22介壳滩（shell beach）；23生物扰动（bioturbation）；24透镜状层理（lenticular bedding）；25水平层理（horizontal bedding）；26龟裂（cracking）；27滑塌层理（slump bedding）；28槽模（flutecast）；29藻席构造（algae mat structure）；30叠层石（stromatolite）；31钻孔（borehole）；32冲蚀面（erosion surface）第 1 期罗立艳等：内蒙古林西地区上二叠统林西组烃源岩有机岩石学特征33洲前缘浅海滨海的演变7-10，其中林西组碳质泥页岩是重要的烃源岩层位且具有良好的页岩气勘探前景11-13.2实验与方法本研究中的 21 件烃源岩样品均采自林西地区半拉山剖面的上二叠统林西组，岩性主要为灰黑色黑色泥岩、页岩.在长江大学地球化学实验室对烃源岩样品进开展了有机显微组分确定、总有机碳（TOC）分析、镜质体反射率（Ro）及岩石热解实验等测试分析.首先对烃源岩样品进行全岩光片分析，应用煤岩学理论与方法，在不破坏烃源岩原生结构前提下，利用反射光与荧光显微镜进行有机显微组分的鉴定与定量；运用 CS230 碳硫分析仪对采集的烃源岩样品进行总有机碳分析；运用 Zeiss Axio ScopeA1 仪器对烃源岩样品的镜质体反射率进行测定；运用 OGE油气评价工作站仪器对烃源岩样品进行岩石热解氢指数的测定.3有机质丰度烃源岩中的有机质是油气形成的物质基础，通常采用有机质丰度代表岩石中有机质的相对含量并用以衡量和评价岩石的生烃潜力14.本研究对测试样品进行有机岩石学样品的制备并测定总有机碳含量，结合有机显微组分组成、定量指标综合评价烃源岩有机质丰度.31总有机碳含量总有机碳含量是国内外普遍采用的有机质丰度指标，是反映烃源岩有机质丰度的最重要的指标之一15-16.对林西组 21 件烃源岩样品进行有机碳测试，其中林西组二段（林二段）4 件，林三段 2 件，林四段 7 件，林五段 8 件.实验测试结果见表 1.从表 1 可知，总有机碳含量分布在 063130，平均为 087.全部样品（21 件）分布在 06130区间（图 3），由此可知林西组烃源岩级别达到了“较好好”级别.32有机质显微组分总含量研究表明有机质显微组分的高低能够很好地反映烃源岩有机质丰度的高低，即烃源岩质量的好坏17-18.本研究主要采用全岩分析法对所采集的烃源岩样品表 1林西组烃源岩样品总有机碳含量分析结果Table 1TOC