杨晓平，张文龙，汪 岩，谭红艳

1.中国地质调查局沈阳地质调查中心，沈阳 110034 2.黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院，哈尔滨 150036

0 引言

漠河盆地位于黑龙江西北部大兴安岭北端，大地构造位置处于兴蒙造山带的东北段，为中生代陆相沉积盆地，国内分布面积约21 500 km2。该盆地内沉积了巨厚的中—晚侏罗世河湖相碎屑岩，发育有面积和厚度较大的烃源岩层，具有较好的成藏条件。

近10年来，油田、煤田部门对漠河盆地开展了一系列的找油和找煤勘查工作，并已在北极村一带发现了天然气[1]，这为进一步寻找油气资源提供了重要线索。多年来，有关专家和学者先后对漠河盆地油气成藏条件进行了研究[1-6]：赵省民等[1]通过对漠河盆地侏罗纪岩石和沉积特征研究，认为漠河盆地侏罗系的烃源岩层位多、厚度大、分布广、有机质丰富。苗忠英等[2]通过分析漠河盆地微生物生存所需的温度、盐度、酸碱度、生存空间和营养底物来源等条件，认为漠河盆地地层具备微生物生命活动所需的基本条件；上侏罗统微裂缝发育段可形成CO2还原型次生生物气，指出生物气不仅是漠河盆地重要的天然气资源类型，也是天然气水合物潜在的气源之一。苗忠英等[3]通过对烃源岩的沉积环境、有机母质来源和热演化程度研究，认为漠河组浅变质烃源岩沉积于强还原的湖泊环境、沉积水体具有一定的盐度，以及有机质为陆生高等植物和低等水生生物双重来源，并已热演化至高成熟阶段。高福红等[4-5]通过对漠河盆地烃源岩研究，认为烃源岩由煤、油页岩和页岩构成，总有机碳质量分数(w(TOC))>10.00%，干酪根类型主要为Ⅱ2，镜质体反射率(Ro)为0.56%～0.59%，属于低成熟阶段，烃源岩达到很好级别。许家姝[6]通过对漠河盆地重磁场特征与沉积构造研究，判断漠河盆地具有较高的油气勘探潜力。总体来看，漠河盆地是一个成藏潜力很大的盆地。笔者等通过对漠河盆地北部的油气地质调查和研究，圈出了烃源岩层，对主要烃源岩层的产出状态、分布面积、厚度和有机质丰度进行了初步评价，试图为下一步寻找油气资源提供靶区。

1 地质背景

研究区位于兴蒙造山带东段额尔古纳地块东北部的漠河盆地北部(图1)。近年来，先后有不同学者对漠河盆地的成因类型[7-8]、构造演化[9]、形成时代[10]和油气远景[11]进行了研究，多数学者认同中侏罗统二十二站组和漠河组是漠河盆地最为重要的烃源岩层位[11-13]。漠河盆地充填主要有中—上侏罗统陆相沉积额木尔河群和白垩系火山岩，构成盆地二元结构。额木尔河群不整合于前中生代基底之上，顶部被下白垩统火山岩覆盖，内部有零星的火山岩夹层，自下而上划分了中侏罗统绣峰组(J2x)、二十二站组(J2er)、漠河组(J2m)及上侏罗统开库康组(J3k)4个组级地层单位。

绣峰组：分布于漠河盆地南缘，NEE向带状展布，面积3 337 km2。由冲积扇—辫状河—曲流河相的灰色—灰白色砾岩、砂岩、粉砂岩，夹泥岩组成，岩石多胶结致密，富含有硅质、铁质和钙质胶结物，夹少量煤线，不整合于古生界之上，顶部被二十二站组整合覆盖。产有Coniopteris-Phoenicopsis植物群化石组合和Cyathidites-Pollenites孢粉组合化石，厚度大于2 200 m。

二十二站组：分布于漠河盆地中东部中心地带，呈NEE向面状展布，面积3 483 km2。上部被漠河组整合覆盖，底部整合于绣峰组之上，主要由滨湖、浅湖、三角洲及沼泽相的灰绿色、黄绿色砂岩、粉砂岩和灰色、灰绿色泥质岩石组成，含酸性凝灰岩夹层和火山碎屑物质，岩石胶结较致密，局部暗色泥岩层较厚，发育有较好的烃源岩。二十二站组以绿色调、富含火山物质的岩石特征和中细粒岩石组合与其他组相区别。产有较丰富的淡水双壳类Ferganoconcha-Unio组合和介形虫类Eoparacyris-Mantelliana组合等，控制地层厚度大于2 000 m。

1.晚侏罗世—白垩纪火山岩；2.开库康组；3.漠河组；4.二十二站组；5.绣峰组；6.古元古代—奥陶纪盆地基底；7.研究区；8.主要烃源岩分布区；9.角度不整合界线；10.地名；11.韧性剪切带。图1 漠河盆地地质图Fig.1 Generalized geologic map of Mohebasin

漠河组：主要分布于漠河盆地西部中心地带，呈NEE向面状展布，面积3 005 km2，控制地层厚度大于4 000 m。底部整合于二十二组之上，顶部被开库康组不整合覆盖，以滨湖、浅湖—半深湖相的黑色砂岩和泥岩组合为主，底部发育砾岩，向上变细，地层结构为退积型，为盆地扩张期产物，岩相较稳定，岩石成分成熟度高、暗色泥岩层厚、炭质成分高，是寻找油气资源良好层位。漠河组以黑色调、高成熟度的岩石特征和中细粒岩石组合(砂岩-粉砂岩-泥岩为主)与其他组相区别。产有Coniopteris-Phoenicopsis植物群晚期植物化石组合。

开库康组：主要分布在漠河盆地东北和西部，为一套粗碎屑的河流沉积建造，分布面积923 km2。岩石主要为灰黄色、灰白色粗粒砂岩、砾岩，夹少量粉砂岩、粉砂质泥岩、沉凝灰岩等，岩石组合类型与绣峰组类似，但岩石胶结程度较绣峰组明显偏低，岩石颜色偏黄，多为泥质胶结，砾石中含有下伏沉积岩的成分。产有Coniopteris-Phoenicopsis植物群晚期化石组合和Ruffordia-Onychiopsis早期化石组合。

漠河盆地中生代构造活动较强烈，在盆地西部发育有逆冲推覆构造，在盆地中部和东部发育有大规模的白垩系火山岩。这一时段构造发育，主要有近东西向的逆冲推覆构造及其伴生的NW向正断层、NE向正断层、近SN向正断层。并且主要有2个活动期次：晚侏罗世至早白垩世，在盆地的西部发生了强烈的NW向的挤压，形成了空间上由一系列规模大小不等、近平行排列的近SE向的逆冲断层，剖面上表现为犁式逆冲断裂所构成的单冲式叠瓦状构造，及其同应力方向的NW向正断层；白垩纪时期，在盆地东部表现为火山喷发、裂陷，此时期形成了NE向深大断裂[9]。新生代以来，以断块差异性升降和掀斜构造为主要特点，在继承中生代构造活动基础上，形成NNE向断块隆起和凹陷，造成了广布漠河盆地的先期断裂活化，这一时期近SN向断裂广泛发育，为油气运移和储藏提供了有利空间。

2 烃源岩评价

2.1 有机质丰度

从生储盖组合配置关系看，二十二站组和漠河组为烃源岩主要发育层位[11]。笔者等通过野外调查工作，对额木尔河群各组的主要烃源岩层位开展了总有机碳(TOC)等油气样品采集工作，主要采自额木尔河以北北红村—乌苏里—兴安镇和额木尔河以南小邱古拉河—龙河—沿江林场—二十二站一带。采集样品总数186件，其中在漠河组中采集137件样品，二十二站组中采集45件样品，在绣峰组采集4件样品，烃源岩类型为暗色泥岩。主要代表性样品(37个)测试结果见表1。

按照我国陆相泥质烃源岩有机质丰度评价标准[14-15]。漠河组烃源岩w(TOC)为0.20%～30.30%，平均值为3.18%。其中，好烃源岩样品占总数38.70%，中等烃源岩样品占36.40%，差烃源岩的样品数占23.0%，非烃源岩占1.90%。二十二站组烃源岩w(TOC)为0.13%～18.00%，平均值为2.63%。其中，好烃源岩样品占40.00%，中等烃源岩的样品占15.50%，差烃源岩样品占28.90%，非烃源岩样品占15.60%。绣峰组4个样品中，差烃源岩、中等烃源岩各1个，好烃源岩2个(图2)。

● 漠河组样品 + 二十二站组样品 ■ 绣峰组样品图2 漠河组、二十二站组、绣峰组烃源岩样品Fig.2 Abundance evaluation chart of the source rocks samples in Mohe, Ershierzhan and Xiufeng Formation

漠河组烃源岩生烃潜量w(S1+S2)为0.02～21.55 mg/g，平均值0.76 mg/g，有30.66%的样品达到生油岩标准；二十二站组烃源岩生烃潜量w(S1+S2)普遍不高，为0.03～1.67 mg/g，平均值0.48 mg/g，有33.33%的样品达到生油岩标准；绣峰组烃源岩生烃潜量w(S1+S2)仅有1个样品达到生油岩标准。尽管上述3个组发育的烃源岩整体生烃潜量较差(达到生油岩标准样品占全部样品比例≤1/3)，但95.16%的样品总有机碳质量分数达到烃源岩标准。其中，大于70.00%的样品达到中—好烃源岩标准。综合评价漠河盆地北部北红村、二十八站—二十二站林场一带的烃源岩为中—好等烃源岩。

2.2 有机质热演化成熟度

采集的186件样品中，岩石最高热解温度的最大值为600 ℃，最小值311 ℃，平均值442 ℃。有机质的演化程度处于过成熟阶段的最高热解温度(>510 ℃)样品占35.50%，处于高成熟阶段的最高热解温度(480～510 ℃)样品占10.20%，处于成熟阶段的最高热解温度(435～480 ℃)样品占16.67%，最高热解温度小于435 ℃的样品占37.63%。最高热解温度小于435 ℃的样品w(TOC)值大部分非常低(差—非烃)，因而，最高热解温度可能不能完全反映样品的成熟度。综合评价漠河盆地北部北红村、二十八站—二十二站林场一带烃源岩演化程度，其处于成熟—过成熟阶段，主要与工作区遭受动力变质作用(温度增高)及晚侏罗世—早白垩世大规模岩浆热液活动有关。漠河推覆构造带内砂质糜棱岩中普遍出现大量新生绢云母及少量白云母和新生的绿泥石，石英具动态重结晶。变质程度相当于板岩、千枚岩，达到低绿片岩相，变质温度为300～500 ℃[16]。糜棱岩化泥岩中出现新生绢云母，相当于板岩的变质程度，形成温度大于200 ℃[16]。总体上看，漠河推覆构造带中砂岩-泥岩组合的变质温度普遍高于200 ℃，局部变形较强的部位达到300～500 ℃，远离韧性变形带地区是寻找油气的有利地段。

2.3 烃源岩分布面积、厚度

暗色泥岩主要分布在漠河组和二十二站组泥岩相、砂-泥岩相中，由泥岩和粉砂质泥岩组成，在泥岩相中泥岩比例大于75%，在砂-泥岩相中泥岩与砂岩和粉砂岩互层产出，泥岩比例为15%～30%。

北极村、大马厂、漠河区域暗色泥岩w(TOC)为0.26%～2.80%，圈出11处烃源岩发育区，总面积36.42 km2(图3)。好烃源岩区域有(3)、(7)2处，面积6.87 km2，占烃源岩面积的18.84%，烃源岩累计厚度147.33 m。其中：(3)区w(TOC)为1.47%，面积1.29 km2；(7)区w(TOC)为0.26%～2.80%，面积5.58 km2；另有2处面积相对较小，烃源岩规模不大。达到中等烃源岩的有(2)、(4)、(5)、(6)、(8)、(11)6处，w(TOC)最高值达1.05%，w(TOC)平均值为0.67%，面积15.39 km2，占烃源岩面积的42.28%，累计厚度214.49 m。差烃源岩区域有(1)、(9-1)、(9-2)、(9-3)、(10)5处，w(TOC)最高值仅为0.74%，平均值0.49%，面积14.16 km2，占烃源岩面积的38.88%，累计厚度169.89 m。

表1 研究区总有机碳与岩石热解主要样品测试分析数据

注：样品测试分析由长江大学实验室于2014年3月完成。

1.漠河组；2.二十二站组；3.好烃源岩层；4.中等烃源岩层；5.差烃源岩层；6.总有机碳(w(TOC))值(范围/平均值及样品数)；7.烃源层编号；8.片理产状；9.层理产状；10.面理产状；11.韧性剪切带。图3 漠河盆地西北部北极村一带烃源岩分布图Fig.3 Distribution of source rocks in Arctic village, northwestern Mohe basin

① 杨晓平，张文龙，于海涛，等. 漠河盆地天然气水合物成矿基础地质调查课题成果报告.哈尔滨：黑龙江省地质调查研究总院齐齐哈尔分院，2016.

北红村、二十八站、小丘古拉河区域暗色泥岩w(TOC)为0.20%～7.72%，圈出11处烃源岩发育区，总面积89.13 km2(图4)。好烃源岩区域有(18)、(21)、(35)3处，面积11.79 km2，占烃源岩面积的13.23%，暗色泥岩累计厚度44.58 m。其中：(18)区w(TOC)为2.26 %，面积0.07 km2；(21)区w(TOC)为1.02%～4.05%，面积9.87 km2；(35)区w(TOC)为7.72%，面积1.85 km2。达到中等烃源岩的有(14)、(16)、(19)、(20)、(34)5处，w(TOC)最高值达1.36 %，w(TOC)平均值为0.87%，面积33.5 km2，占烃源岩面积的37.58%，烃源岩累计厚度711.82 m。差烃源岩区域有(13)、(15)、(17)3处，w(TOC)最高值为0.88%，平均值为0.53%，面积43.88 km2，占烃源岩面积的49.19%，累计厚度985.4 m。

龙河林场、兴安镇、二十四站林场区域烃源岩w(TOC)为0.52%～10.90%，个别高达30.30%，共圈出15处烃源岩发育区，大部分为好烃源岩区，总面积45.56 km2(图5)。好烃源岩区域有(37)—(45)、(47)—(50)区13处，面积43.95 km2，占烃源岩面积的96.50%，累计厚度1 542.78 m。其中，(39)、(40)、(41)、(44)、(47)、(48)、(50)区烃源岩规模较大，w(TOC)平均分别为4.12%、5.88%、1.00%、12.31%、2.28%、0.66%、3.05%，面积分别为2.48、11.72、13.73、2.02、1.91、2.38、4.12 km2，具有很大的油气资源成藏前景。中、差烃源岩区域各1处，分别为(36)、(46)区；中等烃源岩w(TOC)为0.62%，面积0.94 km2，累计厚度79.04 m；差烃源岩w(TOC)为0.53%，面积0.67 km2，累计厚度8.37 m。

3 成烃地质条件

3.1 漠河韧性剪切作用

早白垩世早期的漠河韧性剪切作用(漠河推覆构造)对暗色泥岩成烃作用起到一定的促进和破坏作用，在北极村一带发育有很厚的暗色泥岩，成烃潜力巨大，但受到韧性剪切热动力变质作用(变质温度大于200 ℃)后①，有机碳将会发生分解，因此保留的有机质较少，使得这一区域油气资源储存偏少，仅在一些后期构造裂隙中有一定存储；漠河推覆构造的边缘地带变质温压降低，较低的温度可以促进有机碳向烃类转化，在大头山、二十八站、二十四站一带泥岩中的w(TOC)明显高于其他地区(区域采样证实)，应是寻找油气资源的有利地区。

3.2 断裂构造

早白垩世中晚期的断裂构造(断层、节理)多切割、破坏了沉积岩系，形成了大量的裂隙构造，为油气的运移和储存提供了通道和储存空间，切割较深、活动较强、规模较大的NW、NNW、NNE、SN向张性和张扭性断裂是主要的油气资源运移通道和存储空间，伴生的小规模、密集的断裂、裂隙、节理和破碎带是油气资源储存的有利空间。NE向压扭或压性断裂构造空间较小，断层泥发育，运储偏差，但其派生次级构造(张性)和局部破碎带内也具有运储作用。新生代构造以断块差异性升降和掀斜构造为主要特点，表现为不同方向断裂构造的拉张和大的河谷下切，形成了阶地与河漫滩沉积物，同时在继承中生代构造活动基础上，形成NNE向断块隆起和凹陷，造成了广布漠河盆地先期断裂的活化。这一时期近NS向断裂广泛发育，为油气运移和储藏提供了有利空间。

1.开库康组；2.漠河组；3.二十二站组；4.好烃源岩层；5.中等烃源岩层；6.差烃源岩层；7.总有机碳值(范围/平均值及样品数)；8.烃源层编号；9.层理产状；10.面理产状；11.韧性剪切带。图4 漠河盆地中北部北红村一带烃源岩分布图Fig.4 Distribution of source rocks in North Red village, northern Mohe basin

1.开库康组；2.漠河组；3.二十二站组；4.好烃源岩层；5.中等烃源岩层；6.差烃源岩层；7.总有机碳(w(TOC))值(范围/平均值及样品数)；8.烃源层编号；9.层理产状。图5 漠河盆地中东部龙河林场—二十四站一带烃源岩分布图Fig.5 Distribution of source rocks along Longhe and Twenty-four station, east-central Mohe basin

3.3 变质作用条件

受动力变质作用影响，漠河组砂岩普遍发生了糜棱岩化作用，岩石中石英多发生动态重结晶作用，使岩石更为致密，对下部空间起到一定的圈闭作用，有利于其下部油气的形成；受动力变质作用影响，韧性剪切带边部形成大量的张性断裂、裂隙和碎裂岩化构造，这些低压空间有利于油气的储藏。漠河盆地内热接触变质作用发生在漠河组沉积地层(成烃层位)与岩体接触带部位，成因与岩体的侵位及热液活动产生的温度有关。热接触变质作用发生的同时，这些热接触变质带外围会形成一个低温区域(<200 ℃)，低温变质为成烃作用提供了良好的热源。

4 结论

1)通过本次工作调查和研究，北极村、二道河、北红村一带暗色泥岩w(TOC)普遍较低，生烃潜力差，烃源岩演化程度处于成熟—过成熟阶段，且大部分区域受后期动力变质作用影响，对油气生成和储存产生了很大的破坏作用，整体成烃潜力不大。二十八站、小丘古拉河一带地区暗色泥岩有机质w(TOC)以中—好烃源岩为主，w(TOC)最高值达7.72%，生烃潜量中—差，烃源岩演化程度处于成熟—过成熟阶段，烃源岩出露一定的规模，这个区域具有很大的成烃潜力。龙河林场、二十四站一带暗色泥岩有机质w(TOC)以好—中烃源岩为主，w(TOC)最高值达30.30%，生烃潜量中—差，烃源岩演化程度处于成熟—过成熟阶段，烃源岩出露规模很大，是漠河盆成烃潜力较好的区域。

2)漠河盆地中东部二十八站、小丘古拉河、二十四站一带，储层岩石、生油层岩石变质变形较弱—无，尤其二十八站—龙河林场—二十四站一带，储层岩石、生油层岩石基本没有变质变形，烃源岩规模大，走向稳定，预测二十八站—龙河林场一带可能有油气的生成和储存，今后工作应对二十八站—龙河林场—二十四站一带区域加强油气勘查工作。