主要烃源岩对比分析

烃源岩是盆地油气生成和聚集成藏的物质基础，烃源岩与构造、盆地类型以及在层序地层格架中的位置息息相关，正是构造与盆地类型及演化、沉积环境和层序地层等控制了烃源岩的时空展布规律。

结合前人的研究成果和本项目室内分析化验资料表明，中扬子地区震旦纪—中三叠世的区域性烃源岩，主要发育于下震旦统陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组（水井沱组）、上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下部、中二叠统栖霞组和上二叠统吴家坪组—大隆组等层位；南华北地区新元古界—中生界主要烃源岩，发育于新元古界青白口系崔庄组／刘老碑组，下古生界下寒武统东坡组／凤台组—雨台山组，中寒武统张夏组，上寒武统崮山组，中奥陶统马家沟组，上古生界二叠系太原组、山西组及下石盒子组，中生界上三叠统、下白垩统。

下面依据南、北两侧盆地演化及沉积充填特征的对比分析，开展北侧南华北地区和南侧中扬子地区烃源岩特征的对比分析。

3．3．2．1 晚元古代—中奥陶世被动大陆边缘及克拉通盆地阶段

该阶段，以早古生代古秦岭洋南、北两侧的华北南缘和扬子北缘对称发育被动大陆边缘盆地，以及两侧地台内部发育克拉通坳陷盆地最具特色。

1．中扬子地区

震旦纪—中奥陶世的区域性的烃源岩，主要发育于下震旦统陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组（水井沱组）；在层序地层中，主要集中发育于早震旦世海侵体系域早期、早寒武世海侵体系域早期。晚震旦世—寒武纪，因受原特提斯洋强烈扩张的影响，北秦岭发生裂陷，并由北秦岭海槽进一步演化为古秦岭洋；中扬子沉积盆地的性质，具有自中部克拉通内坳陷向北侧扬子北缘和南侧扬子南缘被动大陆边缘过渡的构造背景。其中，扬子北缘早古生代被动大陆边缘沉积，在印支期造山活动中已被卷入南秦岭构造带中。因此，现今仅见中扬子地区南侧原早古生代克拉通坳陷自西北向东南向扬子南缘被动大陆边缘过渡，而沉积相具有自西北向东南从浅水陆棚（或碳酸盐台地）相区平缓延伸到次深海大陆斜坡和深海盆地相区的变化。由上升洋流带入的丰富营养物质促进了海相低等生物的大规模繁衍，因而无论是浅水陆棚（或开阔海台地）相区，还是较深水斜坡或盆地相区，均可形成富含有机组分的泥或泥灰质烃源岩的连续沉积，从而形成分布面积广，厚度较大、层位稳定的下震旦统陡山沱组和下寒武统水井沱组—石牌组两套烃源岩系。

（1）下震旦统陡山沱组烃源岩，由黑色页岩、深灰－灰黑色泥晶灰岩及含碳含泥云岩组成。

（2）下寒武统水井沱组—石牌组下部（牛蹄塘组）烃源岩，由灰黑－黑色泥页岩、碳质泥页岩及石煤夹层与深灰－灰黑色薄层泥晶灰岩、泥灰岩和含泥质泥晶云岩组成。

（3）烃源岩的区域分布主要受较深水陆棚和开阔海台地相（或碳酸盐深缓坡相）的控制，沉积厚度较稳定，一般在同生断凹（或坳陷斜坡）内，为烃源岩最发育部位；而浅水陆棚（或台地）相区烃源岩发育相对较差。平面上，研究区内下震旦统烃源岩的主体从北向南主要发育于局限海台地－开阔海台地－陆棚相带内；下寒武统烃源岩主体自北向南发育于深缓坡－陆棚相带内。

2．南华北地区

（1）青白口系：崔庄组／刘老碑组深海陆棚相暗色泥岩段为潜在烃源岩，主要分布于南华北地区西南缘，沿临汝—鲁山—确山—淮南一线呈条带状分布。暗色泥页岩厚度和有机质丰度均由东南向西北变好，地史上曾具备较强的生烃潜力，可作为潜在烃源岩进行深入研究和探索。

（2）下寒武统烃源岩：主要分布于鲁山—确山—霍邱—淮南一带的台缘斜坡，以及向南延伸的大陆边缘陆棚斜坡地区；层位上主要分布于东坡组（豫西厚0．5～4m）／雨台山组顶部（淮南厚4m±）及凤台组下部（淮南10～15m），岩性为灰黑色含磷泥页岩、泥页岩、深灰色泥灰岩。如安徽霍邱马店雨台山下寒武统探槽，揭露雨台山组顶部灰黑色－黑色含磷泥页岩，厚度3．8m。南华北地区下寒武统下部斜坡相含磷泥页岩，其有机质丰度呈现自北向南、自西向东变好的趋势，厚度由北向南增加（0．5～20m）。该套烃源岩曾具有较强的生烃能力，目前虽然热演化程度偏高，但在构造活动较弱地区及新生代盆地内，仍具有一定的生烃潜力。

青白口纪、早寒武世初，华北南部边缘地区紧邻秦岭海槽地区，为次深海台缘斜坡－深海陆棚斜坡盆地，烃源岩系非常发育，表现为发育层次多、有机质丰度高、分布面积广和沉积厚度大；但该部位同时也是后期构造逆转（指广泛而持续的抬升剥蚀作用、冲断或造山作用）及岩浆侵入、溢出活动最强烈，原型盆地保存条件较差的部位，对油气保存不利。

（3）中寒武统—中奥陶统：中寒武统张夏组、上寒武统崮山组、中奥陶统马家沟组滨浅海台地相烃源岩，为灰色、深灰色灰岩夹少量泥灰岩、钙质页岩，有机质丰度普遍较低，分布面积约7．5×104km2，为南华北地区次要烃源岩。

3．对比分析

该阶段，南侧中扬子地区发育下震旦统陡山沱组、下寒武统牛蹄塘组（水井沱组）；北侧南华北地区发育青白口系崔庄组／刘老碑组，下寒武统东坡组／雨台山组主要烃源岩。从早寒武世初期开始，古秦岭洋及南、北两侧均处于大地构造的伸展拉张期，华北南缘与扬子北缘紧邻北秦岭海槽区，以发育大陆边缘及台缘斜坡区为特征；因此，早寒武世南、北两侧次深海－深海环境陆棚斜坡－台缘斜坡相泥页岩具有同步对称发育的特征。相比较而言，南侧中扬子地区烃源岩在台地相也较发育，这可能与中扬子地区台地水体更深有关。

3．3．2．2 晚奥陶世—志留纪大型台内坳陷及剥蚀隆起阶段

该阶段为古秦岭洋板块俯冲阶段（O3—S），扬子北缘形成大型台内坳陷，上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下部为主要烃源岩；而南华北地区处于隆升剥蚀状态。

中扬子地区，晚奥陶世—早志留世海侵体系域早期，发育一套黑色泥质烃源岩，集中分布于上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组底部，有机质丰度高，残余有机碳含量平均达1．83％。沉积物在海侵期处于低能缺氧的还原环境，有利于有机质的保存，加上沉积速率低，从而使该烃源岩系具有稳定的沉积厚度和较高的有机质丰度，且在整个中扬子区内广泛分布，为主力烃源岩系。

3．3．2．3 晚古生代—中三叠世克拉通内坳陷和南秦岭拗拉槽阶段（P—T2）

经历晚奥陶世—早石炭世的长期隆升剥蚀，华北地块南部到晚石炭世—中三叠世发育克拉通内陆坳陷盆地；而在P—T2，由于古特提斯洋的发育，形成南秦岭拗拉槽盆地、扬子北缘晚古生代碳酸盐台地及台内断陷相间的台盆格局。

该阶段南北两侧烃源岩均主要发育于二叠系，南侧中扬子地区为中二叠统栖霞组和上二叠统吴家坪组—大隆组等层位；北侧南华北地区为下二叠统太原组、中二叠统山西组和下石盒子组。

1．南华北地区

晚古生代，华北地块发育克拉通内陆坳陷，早石炭世晚期古地势整体为南高北低的斜坡，海水由北东方向侵入，其沉积、沉降中心由北向南迁移，石炭系沉积整体呈现由北向南超覆。晚石炭世初，古地形转变为北高南低，形成向东南方向倾斜的海底斜坡，海水来自南东方向，确山—淮南一带为海水进出的主要通道，这种古地形特征一直保持到晚二叠世早期，上古生界形成一套以海陆交互相为主的煤系泥质烃源岩。

上古生界有效烃源岩主要发育于太原组、山西组和下石盒子组，可划分为暗色泥岩、碳质泥岩、煤和碳酸盐岩四种类型。煤系暗色泥岩、碳质泥岩累计厚度200～400m，平均300m，一般占地层总厚的40％～50％；有效烃源岩厚度一般20～200m，平均150m，占地层总厚的5％～15％。

2．中扬子地区

南侧中扬子地区具有克拉通坳陷沉积背景，发育碳酸盐类及泥质岩类烃源岩，在中二叠世海侵体系域中最发育且层位最稳定，主要为一套碳酸盐缓坡－陆棚相沉积，富含生物化石，除藻类及有孔虫外，生物屑含量可达70％以上；沉积物在海侵期处于低能缺氧的还原环境，有利于有机质的保存；因而该套烃源层系具有较大的沉积厚度和较高的有机质丰度，且在整个中扬子区内广泛分布。

3．对比分析

虽然南、北两侧主力烃源层系均发育于二叠系，但还是存在一些差异。如盆地性质和沉积环境不同，南华北地区为克拉通内陆坳陷，沉积环境为以海陆交互相为主，南华北地区烃源岩以煤系泥岩为主；而中扬子地区属碳酸盐台地及台内断陷相间的台盆格局，中扬子地区烃源岩主要发育在断（裂）陷中。

3．3．2．4 造山期后的陆内坳陷、断陷盆地（T3—现今）

随着中三叠世末南北板块碰撞形成东秦岭－大别造山带，造山带北侧的南华北地区，历经造山期后晚三叠世—中侏罗世陆内类前陆盆地，晚侏罗世—早白垩世张扭性盆地，晚白垩世—古近纪伸展断陷盆地的不同演化阶段；造山带南侧中扬子地区，历经造山期后晚三叠世—中侏罗世陆内类前陆盆地（T3—J2），晚侏罗世—早白垩世走滑拉分盆地，晚白垩世以来伸展和后期反转的不同演化阶段；发育各具特征的烃源岩。

1．南华北地区

南华北地区中生界发育有三叠系、侏罗系和白垩系，主要生烃层位为下白垩统，其次为上三叠统和中－下侏罗统；新生界主要烃源岩为古近系始新统核桃园组。

（1）中生界：三叠系暗色地层主要位于上三叠统椿树腰组—谭庄组，上三叠统烃源岩主要局限于济源－洛阳－伊川凹陷；下白垩统有效烃源岩主要分布于谭庄－沈丘、临泉、阜阳和黄口凹陷；有机质丰度中等，类型以Ⅱ型为主，少量Ⅲ型，处于低成熟—成熟阶段，为中等烃源岩。上三叠统有利生烃凹陷主要分布于济源、洛阳、伊川凹陷；下白垩统有利生烃凹陷主要分布于谭庄－沈丘凹陷。中－下侏罗统煤系烃源岩，主要发育于济源凹陷、谭庄－沈丘凹陷和合肥坳陷。

（2）新生界：北侧新生界烃源岩，主要分布于南襄盆地和周口坳陷，主要发育于古近系始新统核桃园组；该套断陷湖盆优质烃源岩已发现南阳油田等，此不赘述。

2．中扬子地区

南侧中－新生界陆相烃源岩，主要发育于江汉盆地，主要生烃层位为上三叠统—侏罗系和古近系。

（1）上三叠统—侏罗系：主要分布有鄂西、鄂中、鄂东三大区块，总面积约44 000km2。区内有上三叠统下部、上部，下侏罗统中部和中侏罗统四个烃源岩层段。烃源岩岩性为泥质岩、碳质页岩及煤层。

（2）古近系：古近系烃源岩在江汉盆地为潜江组、沙市组顶部和新沟嘴组下段生油岩，该套陆相优质烃源岩已发现江汉油田，此不赘述。

3．对比分析

中生界烃源岩，主要发育于陆相湖盆中的半深湖－深湖相，以位于陆内断陷盆地超层序格局中的湖盆扩张期最发育，以暗色泥页岩为主，亦有较大的沉积厚度和较高的有机质丰度，层位、岩性和岩相较稳定；但向浅湖区方向厚度缓慢减薄，非烃源岩组分或夹层增多。

3．3．2．5 两侧盆地烃源岩对比分析

1．烃源岩发育层位和阶段

南华北地区，新元古界—中三叠统主要烃源岩，为下寒武统泥质烃源岩和二叠系煤系烃源岩；中扬子地区，以下寒武统泥质烃源岩、二叠系碳酸盐岩（泥岩）烃源岩及上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下部为主要烃源岩；南、北两侧烃源岩的发育层位和阶段大体一致。

2．板块构造演化、沉积盆地性质控制了烃源岩的发育

晚元古代—中奥陶世，以早古生代古中国洋壳扩张，古大洋南、北两侧被动大陆边缘盆地最具特色，主要发育次深海－深海环境陆棚斜坡和台缘斜坡相区的泥质岩类烃源岩，往往具有沉积厚度稳定，分布面积广，层位和岩性、岩相较为一致的特点；烃源岩一般以有机质丰度高的黑色泥质岩类为主。如早寒武世早期所发育的烃源岩系为次深海环境的产物，主要由黑色泥页岩组成，局部夹有机质丰度极高的灰黑色含磷、含锰泥页岩。

上古生界，北侧南华北地区有效烃源岩二叠系太原组、山西组和下石盒子组，发育于克拉通内陆盆地，为海陆交互相煤系地层，主要岩性为灰色、深灰色泥岩夹碳质泥岩和煤；而南侧中扬子地区，因受古特提斯洋扩张的影响，形成南秦岭拗拉槽盆地、扬子北缘晚古生代碳酸盐台地及台内断陷相间的格局，发育二叠系栖霞组主要烃源岩，为一套开阔海台地相沉积，位于海侵体系域中，以碳酸盐岩烃源岩为主。

3．保存条件存在差异

在晚元古代—中奥陶世的被动大陆边缘及克拉通盆地形成阶段，北侧南华北地区烃源岩主要发育于次深海－深海环境陆棚斜坡和台缘斜坡相区，受后期构造作用影响保存条件变差；而南侧中扬子地区烃源岩，除发育于大陆边缘及台缘斜坡外，在克拉通内（台地）也有较好的发育，现今保存较好。

4．中－新生界陆相烃源岩发育良好

中－新生界陆相烃源岩主要发育于陆相湖盆中的半深湖－深湖相，以位于陆内断陷盆地超层序格局中的湖盆扩张期最发育，以暗色泥页岩为主。南华北地区中－新生界主要发育有上三叠统、中－下侏罗统、下白垩统和古近系烃源岩，以上三叠统、下白垩统、古近系为主要烃源岩；而江汉盆地则以上三叠统—侏罗系和古近系为主要烃源岩。