河套盆地白垩系－古近系地层体系及烃源岩评价

2014-12-15张小龙

地下水 2014年6期

王磊，张小龙

(西北大学地质学系，陕西西安710069)

河套盆地是鄂尔多斯盆地北部与阴山－大青山造山带之间的新生代断陷盆地，位于内蒙古河套地区，东西长600 km，南北宽30～90 km，面积约4×104km2。盆地由三个隆起和四个坳陷组成:呼和坳陷，乌前坳陷，临河坳陷及吉兰泰坳陷;包头隆起，乌拉山隆起和磴口隆起。

1 地层体系

20世纪60－70年代，宁夏地质局及第三地质普查大队分别对该区普查钻探，并根据岩性及古生物特征，建立了白垩系下统乌尔塔组、大水沟组、上统乌兰呼少组。80年代，众多学者[1，2，3]根据不同方法对河套盆地内部地层划分做出重大贡献，逐渐完善盆地内部地层划分体系。

1982－1988年，前人对河套盆地做了大量的调研工作，对盆地内部地层进行了系统划分，但由于划分依据不同，出现多种划分方案(见表1)。分歧较大的集中在古近系乌拉特组和晚白垩系杭锦群，随着地层中具有代表性的化石逐渐被发现，更加准确的判定了地层时代，本文主要以地层中生物化石为依据，讨论地层时代问题。

表1 河套盆地地层划分表[4]修改

下白垩统大水沟群可细分为两个组:乌尔塔组时代较为确定，为早白垩世。大水沟组含介形类Cypridea tera，该种类最早出现于早白垩世中、晚期，孢粉以海金砂孢、徐氏孢、克拉梭粉为特征，因此将其厘定为下白垩统[2]。

河套盆地中杭锦群和乌拉特组地层时代争议较大，近些年来，不同学者对地层中的孢粉、介形类、轮藻以及其它生物化石进行研究(见图1，表2)，进一步确定了其时代。

部分学者将乌兰呼少组划分到第三系，蔡友贤[2]根据钻井中发现的化石类型，将其划分为上白垩统，并根据毕探1井和临深3井中的资料新建毕克齐组和杭锦组。毕克齐组地层中，希指蕨孢 S.laevigataeformis，S.cretaceous，S.evidens常见于苏联、北美及中国晚白垩世地层，故将临探3和毕探1井中原来划为始新世层段厘定为晚白垩世[2]。

在乌拉特组中，介形类有 Eucypris cf.stagnalis，E.sp.，Metacypris sp.等，其中Eucypris stagnalis见于江苏地区晚古新世阜宁组2～4段，南雄盆地晚古新世浓山组，河南南襄盆地中始新世大仓房组及安徽宣广－南陵－无为盆地晚古新世－早、中始新世双塔组[5]。Metacypris繁盛于始新世早期，因此将该组地质时代划分为晚古新世－早始新世。

表2 地层中典型化石分布

图1 地层中孢粉含量图

对乌兰呼少组－乌拉特组孢粉含量进行统计发现(见图1)，蕨类含量随着地层时代变新而逐渐变小，被子类含量逐渐变大，裸子类变化不明显。

2 烃源岩展布

烃源岩是油气生成的物质基础，对于盆地中烃源岩的研究，可为盆地内油气资源勘探以及开发等方面提供良好的理论依据。此次以盆地中临河坳陷为对象，对坳陷中烃源岩的空间展布及其有机地化方面进行研究分析。

河套盆地有两套含油气岩系:分别赋存于大水沟组和杭锦组，并发育良好的生储盖组合[6]。

大水沟组烃源岩分布于北部深凹陷，位于杭锦后旗－乌兰图克－复兴以北，面积约3 000 km2，生油岩厚度约200～1 200 m，有两个厚度中心，分别位于三道桥和向阳地区，最大厚度分别达1 200 m和1 000 m，坳陷北部厚度较大，可达600～1 200 m，坳陷南半部生油岩厚度较薄，约200～600 m(见图2)。

图2 临河坳陷大水沟组烃源岩等厚图[7]

杭锦组烃源岩三个厚度中心分别位于三道桥、银定图和长胜－苏独伦地区，最大分别达1 000 m、800 m和100 m，坳陷北部厚度较大，达200～1 000 m，南部生油岩厚约100～200 m(见图3)。

图3 临河坳陷杭锦组烃源岩等厚图[7]

这两套烃源岩在空间展布及厚度中心分布上具有相似的特点，烃源岩均表现为北厚南薄，西厚东薄。

总体上，这两套烃源岩均表现出坳陷北部厚度大于南部厚度的特点，这是由于始新世以来，大青山山前正断层控制的山、盆差异升降运动形成了坳陷北部较深，南部较浅的地形差异[8]，导致后期地层沉积时表现出北厚南薄，进而导致烃源岩热演化南北差异较大[9]，这一点后面继续论述。

3 烃源岩地化特征

主要从有机质丰度、有机质类型及烃源岩成熟阶段三方面来进行评价。

3.1 大水沟组烃源岩

有机碳平均含量为0.93%，最高为2.63%，氯仿沥青“A”平均为0.062 7%，总烃均值为 404.2 ppm，有机质类型以混合型为主，少量为腐泥型(见表3)。坳陷北部TTI值高达256，可能以生气为主，坳陷南半部TTI值为9～64，生油岩处于高成熟阶段，以生油为主。

3.2 杭锦组烃源岩

有机碳平均含量为0.84%，最高2.12%，氯仿沥青“A”平均含量为0.153 2%，有机质类型以混合型为主，少量为腐泥型(见表3)。坳陷北部TTI值高达256，处于过成熟演化阶段，可生成高温裂解气。南部TTI值为64，处于高成熟演化阶段，以生油为主。

总体上，河套盆地杭锦组和大水沟组两套烃源岩厚度上均表现出北厚南薄的特点，生油岩TTI值处于1～256之间，少数处于不成熟，TTI值小于1，多数为8～64，处于低成熟－高成熟阶段，个别大于256，处于过成熟阶段。据我国陆相湖泊泥质烃源岩有机质丰度评价标准[10]，这两套烃源岩均达到中等－好烃源岩评价标准，且均已成熟。