东营凹陷沙河街组泥页岩中正丙基胆甾烷与异海绵烷的研究:硫循环对有机质富集的影响

中国东部陆相渤海湾盆地东营凹陷古近系沙河街组油页岩中有机质的富集机制一直是研究热点,但关于异养生物及硫循环对有机质富集过程影响的研究较少.通过有机地球化方法对东营凹陷沙河街组第三、四段富有机质烃源岩进行精细研究,认为伴随着明显的水体分层,藻类勃发进一步加剧了底水缺氧的条件,海水带来了丰富的硫酸盐促进了强烈的细菌硫还原(Bacterial Sulfur Reduction,BSR)作用,将这种缺氧条件进一步扩展到水柱上部形成透光层缺氧(Photic Zone Euxinia,PZE),而PZE有利于光合自养绿硫菌的剧烈活动.强烈的BSR作用及间歇性的PZE控制东营凹陷古湖盆中藻类等水生生物的组成,原核细菌及海相金藻类对有机质富集有一定贡献.通过分析海相藻类生物标志物C3024-正丙基胆甾烷和透光层缺氧生物标志物异海绵烷与有机碳丰度的关系,研究认为在相对丰富的外源硫酸盐输入、厌氧异养细菌作用、光能自养细菌作用和透光层缺氧条件下形成的硫循环,对东营古湖盆沙河街组烃源岩有机质的富集起主要控制作用.

海水侵入对湖相烃源岩形成的影响——以渤海湾盆地渤中凹陷西南缘沙三段泥岩为例

渤中凹陷是渤海湾盆地最大的生烃凹陷,其沙河街组三段(E2s3)是最重要的烃源岩层段。前人对沙三段烃源岩的母质来源、沉积环境、热演化程度等方面已取得一定认识,但在沉积事件和成烃生物来源上并未开展深入研究。研究通过有机、无机地球化学及有机岩石学的手段对渤中凹陷西南缘沙三中亚段和沙三下亚段的9块烃源岩岩心样品进行了详细分析,结果表明:①沙三中亚段和沙三下亚段均属于优质烃源岩,但整体上沙三下亚段烃源岩品质更好。温湿气候下水体盐度的上升及24⁃正丙基胆甾烷化合物的检出反映了沙三段沉积期海侵事件的发生,且从沙三下亚段到沙三中亚段海侵作用逐渐增强;②样品中4⁃甲基甾烷、24⁃正丙基胆甾烷、2⁃甲基藿烷及奥利烷等化合物的检出,并且存在丰富的藻类体和少量镜质体,表明沙三段烃源岩中成烃生物的多样性;③沙三下亚段沉积期的适度海侵带来的营养物质造成了细菌、藻类的勃发,为优质烃源岩形成提供了丰富的物质基础;而沙三中亚段由于过量海水侵入导致了蓝细菌的消亡,水体富营养化减弱,使烃源岩品质较沙三下亚段有所下降。

古亚洲洋关闭期准噶尔湖发现“海退遗种”红藻及其成烃有效性

古亚洲洋关闭是北潘吉亚(Pangea)大陆在石炭-二叠纪发生的重大地质事件,对晚古生代大冰期气候、生命和环境演变产生了重要影响,形成了巨量能源资源聚集,研究意义重大.本文报道了在古准噶尔湖中发现的“海退遗种”红藻化石及其成烃有效性.红藻主要发育于准噶尔盆地约300Ma的风城组中,为古亚洲洋关闭提供了直接生物化石记录.红藻化石岩石学证据充分,燧石层中见保存相当完好的生殖器官囊果和果孢子.生物标志物组成上,红藻型烃源岩(红藻占总有机质组成的80%以上)中检出了较高含量的C_(27)甾烷(C_(27)规则甾烷/C_(27)-C_(29)规则甾烷之和×100%=14.30%~21.30%)和“海相生标”24-正丙基胆甾烷(C_(30)重排甾烷(βα20S)/(C_(27)-C_(30)重排甾烷(βα20S)之和×100%=1.15%~1.85%).生烃热模拟实验显示红藻型烃源岩生油潜力363.71mg g^(-1)TOC,结合油源对比表明对油气资源形成了一定贡献,特别是在凹陷边缘区.风城组“海退残留湖”继承了古亚洲洋的水体和生物条件,是碱性咸化湖盆优质烃源岩发育的重要基础.本文认识加深了对古亚洲洋地球系统演变、陆相烃源岩海湖沟通模式以及红藻能否有效生烃等重要科学问题的理解.