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1、第20卷第2期地球科学进展Vol.20No.22005年2月ADVANCESINEARTHSCIENCEFeb.,2005文章编号:100128166(2005)0220193208无机地球化学参数与有效烃源岩3发育环境的相关研究1,2314腾格尔,刘文汇,徐永昌,陈践发(1.南京大学,江苏南京210093;2.中国石化石油勘探开发研究院无锡实验地质研究所,江苏无锡214151;3.中国石化石油勘探开发研究院,北京100083;4.石油大学,北京昌平102200)摘要:探索海相有效烃源岩判识指标仍是我国油气勘探中尚待解决的重要科研任务之一。古生产力及氧化还原条件是研究全球变化和海洋环境的重要
2、内容,也是重塑有效烃源岩发育环境的主要参数。Si、Ba是古生产力的替代指标,Cd对古营养盐的反演具良好前景。过渡金属及其相关比13值是缺氧环境的有效判识指标,可用其推断有机质保存条件。δCcarb正偏移指示有机质埋藏量增656697加,是底部水体缺氧的响应。过渡金属同位素(δCu、δZn、δMo)受生物活动及氧化还原条件的影响发生较大分馏,示踪环境变化具灵敏、高效性。将这些无机参数对古环境的示踪意义引入油气地质研究,从环境角度分析某一套地层能否发育有效烃源岩,进而探讨高演化海相有效烃源岩的判识,就更具特殊意义。关键词:有效烃源岩;微量元素;稳定同位素;古生产力;缺氧条件中图分类号:P6181
3、13文献标识码:A[11～18]我国广泛分布的海相地层由于热演化程度高,产力等环境参数的表征发挥着日益重要作用,[1,2]致使有机质丰度、质量等都产生了很大变化,给但在烃源岩、油—源岩对比等油气领域中的研究和烃源岩的有效性评价造成了极大困难。因此,采用应用相对滞后。本文综述了国内外相关研究进展,多学科、多种手段来研究烃源岩有效性已成为我国并对笔者近年来所作的探索作了部分阐述。[3～5]油气领域关注的焦点之一。1微量元素及其地质意义沉积环境是影响沉积物地球化学特征的重要因素,沉积物地球化学则记录了古环境性质及其演化海相沉积常量、微量元素一般源于陆源碎屑及[6][7～9]信息。众多研究表明,海相
4、有效烃源岩作为自生部分,后者受海洋生物化学作用控制,是沉积环[6,19,20]一种特殊的富有机质层段,其发育明显受沉积环境境变化的响应。海洋环境中多数元素具不同控制,如古生产力及氧化还原条件等,而这些因素可习性,按照其在海洋水柱中的分布形式可分为:①稳体现在元素、同位素等无机参数组合上,这就为从古定(惰性)型;②营养型(表层亏损—深部富集);③环境角度研究烃源岩的有效性开辟了一条新途径。净化型(表层富集—深部亏损);④中、深部最小型;[21]20世纪地球化学的重大成就之一就是建立了一系⑤中、深部最大型;⑥缺氧型。鉴于营养型和缺[10]列的元素与同位素示踪体系,并已广泛应用于矿氧型元素的海洋地
5、球化学行为与生物活动和环境演床、海洋、环境等领域,尤其对氧化还原条件及古生化的关系更为密切,对古环境、古生产力的表征和现3收稿日期:2004201229;修回日期:2004205226.3基金项目:国家重点基础研究发展规划项目“中国典型叠合盆地优质烃源岩发育环境及控制因素”(编号:G1999043306)和“高效天然气藏形成分布与凝析、低效气藏经济开发的基础研究”(编号:2001CB209102)资助.作者简介:腾格尔(19672),男,蒙古族,内蒙古科左后旗人,高级工程师,主要从事油气地球化学研究.E2mail:tenger67@sohu.com©1995-2005TsinghuaTong
6、fangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.194地球科学进展第20卷[13～17]代环境变化研究中日益显现出优越性,故下面层水体中亏损而深部富集,表现为微量营养[20,21]作为重点论述。素。特别是,Cd在海洋中的分布与磷酸盐相1.1营养型元素似,Cd/Ca可作为一种古营养盐的指标,如沉积物中营养型元素(C、N、O、Si、P、Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、底栖有孔虫记录高Cd/Ca值,反映深层水团具高磷[21,28,32]Ba等)在海洋中的分布受生物化学反应控制,但各酸盐浓度;反之亦然。近年的海洋学研究成元素对古生产力的反映程度存在差异。一般认为,果同
7、样展示出Cd对古营养盐和生物地球化学过程[33]海洋中生物产率高的地区,沉积物中有机碳富集程的反演具良好前景。但笔者将其作为对比工具度高,但大量研究指出,原始生物产率与海底沉积物引用到海相碳酸盐岩烃源岩研究时则显示出了某些[31]中有机碳富集程度间并不存在系统的对应关局限性。[7,9,22]系。海洋环境中硝酸盐、磷酸盐等营养物质控1.2缺氧型元素制初级生产力的区域分布,最大产率与上升流区有此类元素主要是过渡族
