塔城盆地烃源岩特征及勘探潜力分析

第２６卷增刊２　２０１７年１０月中　国　矿　业ＣＨＩＮＡ　ＭＩＮＩＮＧ　ＭＡＧＡＺＩＮＥ　Ｖｏｌ．２６，ＳｕｐｐｌＯｃｔ．　２０１７　地质找矿　塔城盆地烃源岩特征及勘探潜力分析孙相灿１，杜小弟１，张　林１，庄新明２，熊峥嵘２（１．中国地质调查局油气资源调查中心，北京１０００８３；２．中国石油化工股份有限公司胜利油田勘探开发研究院，山东东营２５７００１） 摘　要：塔城盆地勘探程度较低，主力生油层及勘探目的层资源潜力认识不足，制约了油气勘探步伐。

本次研究通过在塔城盆地周缘开展野外地质调查、样品采集、测试分析工作，并通过生烃模拟手段，整体评价了该区烃源岩特征和勘探潜力。

研究表明：塔城盆地发育泥盆系、石炭系、二叠系３套烃源岩，其中石炭系为盆地主要烃源岩发育层段，泥盆系及二叠系为次要烃源岩发育层段；烃源岩演化特征表明地质历史时期已经发生过生排烃，石炭系、二叠系和第三系成藏组合中可能存在古油藏和次生油气藏，综合评价认为塔城盆地应该具有一定的油气勘探潜力。

关键词：烃源岩；生烃模拟；勘探潜力；塔城盆地 中图分类号：Ｐ６１８．１３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４－４０５１（２０１７）Ｓ２－０１６２－０８Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ａｎｄ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ　ｉｎ　Ｔａｃｈｅｎｇ　ｂａｓｉｎＳＵＮ　Ｘｉａｎｇｃａｎ１，ＤＵ　Ｘｉａｏｄｉ　１，ＺＨＡＮＧ　Ｌｉｎ１，ＺＨＵＡＮＧ　Ｘｉｎｍｉｎｇ２，ＸＩＯＮＧ　Ｚｈｅｎｇｒｏｎｇ２（１．Ｏｉｌ　＆Ｇａｓ　Ｓｕｒｖｅｙ，Ｃｈｉｎａ　Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｕｒｖｅｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｓｈｅｎｇｌｉ　Ｏｉｌｆｉｅｌｄ　Ｃｏｍｐａｎｙ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ　２５７００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｅｃａｕｓｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌｏｗ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ　ａｎｄ　ｒｅｓｏｕｒｃｅ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｏｆ　ｍａｉｎｐｌａｙｓ　ｉｎ　Ｔａｃｈｅｎｇ　ｂａｓｉｎ　ｉｓ　ｌａｃｋ　ｏｆ　ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ，ｗｈｉｃｈ　ｈａｓ　ｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ　ｔｈｅ　ｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐａｃｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ，ｓａｍｐｌｅ　ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ，ｔｅｓｔ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗｏｒｋ，ａｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ　ｆｅａｔｕｒｅｓ　ａｎｄ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ａｒｅ　ｅｖａｌｕａｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ：Ｄｅｖｏｎｉａｎ，Ｃａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ　ａｎｄ　Ｐｅｒｍｉａｎ　ａｒｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ；ｃａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｎ，Ｄｅｖｏｎｉａｎ　ａｎｄ　Ｐｅｒｍｉａｎ　ａｒｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ．Ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｈａｓ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｕｌｓｉｏｎ　ｈａｓ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｈｉｓｔｏｒｙ，ａｎｄ　ｉｔ　ｉｓ　ｐｏｓｓｉｂｌｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｐａｌｅｏ　ｏｉｌ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ　ａｎｄ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｒｅｓｅｒｖｏｉｒａｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ　ｉｎＣａｒｂｏｎｉｆｅｒｏｕｓ，Ｐｅｒｍｉａｎ　ａｎｄ　Ｔｅｒｔｉａｒｙ　ｐｌａｙｓ，ａｎｄ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　Ｔａｃｈｅｎｇ　ｂａｓｉｎ　ｓｈｏｕｌｄ　ｈａｖｅ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　ｆｏｒｏｉｌ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｕｒｃｅ　ｒｏｃｋｓ；ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎ　ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ｐｏｔｅｎｔｉａｌ；Ｔａｃｈｅｎｇ　ｂａｓｉｎ收稿日期：２０１７－０８－０９ 责任编辑：刘硕基金项目：中国地质调查局地调专项“准噶尔盆地及周缘油气基础地质调查”资助（编号：１２１２０１０２１０００１５０００７）第一作者简介：孙相灿（１９８６－），男，博士，工程师，目前主要从事石油地质综合研究和油气基础地质调查工作，Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｕｎｎｙｃａｎ８６＠ｑｑ．ｃｏｍ。

０　引　言长期以来，塔城盆地勘探程度较低，除前期区域地质调查工作外，油气勘探开始时间较晚，投入较少。

目前区内仅完钻１口钻井，地震测网较稀，仅有６条二维测线，且深层资料品质较差，研究程度较低，严重制约了对该区的整体研究，特别是该区的原型盆地类型、演化及残存分布认识不清，主力生油层及勘探目的层系的资源潜力评价认识不足，影响了油气勘探的步伐。

为了更客观认识该区的资源潜力，加快油气勘探步伐，寻求油气勘探的战略突破，本次在塔城盆地及周缘地区开展野外地质调查、老井复查等工作，在梳理该区构造演化及地层层序基础上，通过样品采集、测试分析等手段，对盆地烃源岩进行了整体评价，分析了盆地勘探潜力，明确了勘探主要层系及方向，力争在塔城盆地取得油气勘探新进展。

１　区域地质特征１．１　构造特征塔城盆地三面环山，北部为塔尔巴哈台山，东部为乌尔喀什尔山，南部为巴尔鲁克山。

布格重力异增刊２孙相灿，等：塔城盆地烃源岩特征及勘探潜力分析常及剩余重力异常表明塔城盆地北部、南部、东部存在较大的负异常带，中间被正异常分割。

区内已有二维地震及电法反演电阻率剖面均揭示了塔城盆地南北方向具有“两坳夹一隆”构造格局，可划分为库吉坳陷、哈巴克隆起、额敏坳陷三个构造单元（图１）。

额敏坳陷位于盆地南部，整个坳陷呈北东走向。

内部具有隆坳相间的构造格局。

哈巴克隆起位于盆地中部，隆起东窄西宽，近东西向展布，从上至下主要发育第四系、新近系、古近系、下石炭统，可能残留较薄的下二叠统及上石炭统，隆起西部可能第四系直接覆盖在古生界之上。

库吉坳陷位于盆地北部，塔尔巴哈台山南，近东西走向，受到塔尔巴哈台山南断裂、阿不都拉断裂控制。

塔城盆地的构造格局总体上被五条区域大断裂控制（图１）［１］，且断裂走向由北东逐渐转为近东西方向，平面上呈向西撒开、向东收敛的展布特征。

其中，北东、近东西向断裂塔尔巴哈台山断裂、乌尔喀什尔山断裂及新地断裂控制了盆地的边界［２］。

图１　塔城盆地构造单元划分图１．２　构造演化特征塔城盆地是在古生代褶皱基底上发育的新生代山间盆地，是一个多旋回的叠加复合型盆地。

从时间上看，经历了早古生代洋陆演化阶段［３］，也经历了晚古生代后碰撞过程及陆内盆山演化阶段，在海西期褶皱回返后，长期处于隆剥状态，直到第三纪才开始沉降，接受沉积，进入陆内盆地发育阶段，盆内的额敏坳陷、哈巴克隆起和库吉坳陷等次级构造最终定型。

第四纪之后，构造活动相对较弱，早期控盆、控凹断裂基本停止活动，盆地处于相对稳定的沉降期，第四系沉积覆盖整个盆地［４］。

１．３　沉积地层特征新疆北部地层分区众多，据前人研究，总共可划分为阿尔泰分区、准西北缘分区、准噶尔盆地分区、准东北缘分区及北天山分区等５大地层分区。

塔城盆地及周缘在地层区划上属准西北缘地层分区沙尔布尔提山地层小区。

区域地层对比研究和塔参１井钻探结果表明，塔城盆地发育上古生界泥盆系、石炭系和二叠系、新生界古近系、新近系和第四系，缺失中生界（图２）；泥盆系、石炭系和二叠系是区内研究的重点层系。

泥盆系上、中、下统均有发育，主要为海相沉积［５］，岩性以碎屑岩和碳酸盐岩为主，夹部分火山碎屑岩，早期和布克赛尔组为次深海复理石建造，含笔石及漂浮动物；中晚期为陆架－台地正常浅海环境，主要岩性有生屑灰岩、灰岩、砂质灰岩、钙质粉砂岩、砂岩、粉砂质泥岩、凝灰质砂岩－粉砂岩等。

岩石富钙质成份，碳酸盐岩集中在中下部，地层中事件性风暴岩、浅水浊积岩等十分发育，其中见丘状层理、浪３６１中国矿业第２６卷成交错层理、块状层理、递变层理、冲刷构造、生物逃逸构造等。

泥盆系珊瑚、腕足、三叶虫、苔藓虫、双壳、竹节石、海百合茎等海相底栖动物化石比较丰富。

图２　塔城盆地综合柱状图４６１增刊２孙相灿，等：塔城盆地烃源岩特征及勘探潜力分析 石炭系在盆地周缘山系中广泛出露，主要为一套海陆交互相的碎屑岩和火山岩［６］。

结合整个北疆地区石炭系地层划分、对比及前期统层研究成果，石炭系自下而上划分为：下统和布克河组、黑山头组、姜巴斯套组，上统巴塔玛依内山组。

岩相古地理研究认为，早石炭世杜内阶（和布克河组及黑山头组沉积时）及维宪阶－谢尔普霍夫阶（姜巴斯套组沉积时）塔城区域为岛弧－滨浅海沉积环境；至晚石炭世巴什基尔阶（巴山组沉积时）塔城盆地则以半深湖相为主，二者之间被一古隆起隔开。

二叠系在塔城盆地周缘零星出露，盆地内塔参１井钻揭下二叠统哈尔加乌组４３３ｍ，岩性主要为灰绿色、棕红色玄武岩夹安山岩、炭质泥岩及凝灰岩；井段７９０．１～８１０ｍ所获得孢粉化石组合的主要特征为裸子植物花粉占绝对优势，蕨类植物孢子很少，Ｐｒｏｔｏｈａｐｌｏｘｙｐｉｎｕｓ和Ｓｔｒｉａｔｏａｂｉｅｉｔｅｓ等具肋双气囊花粉非常发育，常见Ｆｌｏｒｉｎｉｔｅｓ和Ｃｏｒｄａｉｔｉｎａ等单气囊花粉，并见有少量的具肋纹花粉和蕨类植物孢子。

推测塔城盆地内可能广泛发育下二叠统哈尔加乌组地层，厚度一般为数百米。

２　烃源岩特征在区域地层以及构造演化研究基础上，结合塔城盆地周缘地层出露以及盆地内塔参１井揭示情况分析，认为盆地内主要发育泥盆系、石炭系及二叠系３套暗色泥岩（图２）［７－９］。

上泥盆统塔尔巴哈台组（Ｄ３ｔ）、下石炭统姜巴斯套组（Ｃ１ｊ）、上石炭统巴塔玛依内山组（Ｃ２ｂ）、下二叠统哈尔加乌组（Ｐ１ｈ）为潜在的烃源岩发育层段，其中石炭系为盆地主要烃源岩发育层段，泥盆系及二叠系为次要烃源岩发育层段。

２．１　泥盆系烃源岩塔城盆地周缘露头泥盆系广泛发育，中泥盆统形成于滨浅海、海陆过渡相环境，泥岩厚度薄，且往往与砂岩、灰岩互层，单层厚度小，分布局限。

在塔城盆地北部马依阿因河剖面塔尔巴哈台组（Ｄ３ｔ）见到一套暗色泥岩发育段，岩性以灰黑色粉砂质泥岩、灰黑色泥岩为主，表面具一定丝绢光泽，具轻微变质的特点（图３），厚约５０～１２５ｍ。