1樓：中地數媒
研究區石炭系—二疊系烴源巖主要是煤系中的泥岩、煤層及碳酸鹽巖，煤系烴源巖的發育分佈特徵與聚煤作用的發生、發展有密切的聯絡。灰巖有機質丰度引數均明顯小於泥岩及有機巖，在石炭系—二疊系烴類生成貢獻較小。
1.有機質丰度
石炭系—二疊系太原組煤系烴源巖有機質丰度最高，其次為山西組，本溪組泥岩有機質丰度一般低於太原組和山西組，但高於其他層系烴源巖，灰巖有機質丰度含量較低。
（1）泥岩
研究區內山西組暗色泥岩有機碳含量在0.1%～4.2%，主要分佈在1.
5%～2.0%，其生烴潛量差異大，變化在0.02～4.
12mg/g岩石，各地區平均值不高於1.50mg/g岩石，整體應屬於差—中等烴源巖（表4-2-8）。山西組暗色泥岩的有機碳含量分佈規律性較明顯，整體呈西好東差，但其數值差距較小，最大值位於冀南地區鉅鹿一帶，大於3%，而東部濟陽地區相對較小，其有機碳含量大多小於2%（圖4-2-29）。
太原組暗色泥岩有機碳含量在0.1%～5.3%，主要分佈在2.
0%～2.5%，其整體好於山西組，其生烴潛量差異性更大，變化在0.02～9.
96mg/g岩石之間，整體為一套中等烴源巖。太原組暗色泥岩的有機碳含量整體呈西高東低的特徵，最大值位於冀中坳陷，大於5%，在東部濟陽地區普遍較小，烴源巖的質量相對較差（圖4-2-30）。本溪組的暗色泥岩的有機碳含量為0.
1%～4.2%，各地區平均值一般不高於1.5%，低於太原組和山西組，其生烴潛量0.
02～4.35mg/g 岩石，低於太原組，與山西組相當。石盒子組暗色泥岩有機碳含量在0.
1%～2.5%之間，生烴潛量最高為1.72mg/g岩石，為一套差烴源巖。
表4-2-8 石炭系—二疊系泥岩有機質丰度統計表
注：22.6～62.7（48.3/3）為最小值～最大值（平均值/樣品數）。
圖4-2-29 華北東部山西組暗色泥岩有機碳含量等值線圖
圖4-2-30 華北東部太原組暗色泥岩有機碳含量等值線圖
（2）煤及炭質泥岩
煤和炭質泥岩主要分佈在山西組、太原組，研究區東南部東濮坳陷的石盒子組也有發育。黃驊、冀中、濟陽、臨清和東濮坳陷的石炭系煤層的生烴潛量大小差異較大，一般可分為2個分佈區間，一個在小於80mg/g岩石的範圍，一個在100～200mg/g岩石之間，最高值可達231.2mg/g岩石；氯仿瀝青「a」含量一般均高於0.
1%，最高可達9%以上（黃驊坳陷），鑑於有機質成熟度對可溶有機質影響較大，評價針對成熟度相對較低的煤進行，綜合評價為非—差油源巖（表4-2-9；圖4-2-31），中等—較好氣源巖，以生氣為主。二疊系煤的有機質丰度略低於石炭系，評價結果一致。石盒子組煤僅在東濮坳陷分析了3 塊樣品，氯仿瀝青「a」為0.
0965%，生烴潛量小於40mg/g 岩石，達不到油源巖的評價標準。
表4-2-9 石炭系—二疊系煤和炭質泥岩有機質丰度統計表
續表注：22.6～62.7（48.3/3）為最小值～最大值（平均值/樣品數）。
圖4-2-31 石炭系—二疊系煤和炭質泥岩綜合評價圖
山西組和太原組炭質泥岩有機質丰度值相近，有機碳含量一般低於40%，主要分佈在10%～30%，不同地區平均值也分佈在此區間內（表4-2-9），生烴潛量一般低於80mg/g岩石，個別樣品可達100mg/g岩石以上，氯仿瀝青「a」含量在0.0032%～1.862%之間，各地區均有含量相對較高的樣品，綜合評價為差—中等烴源巖。
山西組和太原組炭質泥岩的生烴潛力在分佈上雖有一定差別（山西組有部分小於30mg/g岩石），但其平均值相差不大，山西組為41.91mg/g岩石，太原組為40.98mg/g岩石，均達到中等烴源巖的評價標準。
其次為冀中，濟陽、臨清和東濮坳陷有機質丰度更低，相對而言，遼河坳陷和渤海海域石炭系—二疊系煤和炭質泥岩生烴能力較差，達不到油源巖的評價標準。
2.有機質型別
華北東部石炭系—二疊系煤中富含有機質，有機顯微組分佔全巖體積的60%以上；炭質泥岩中有機顯微組分可佔10%以上，暗色泥岩和雜色泥岩有機質相對較少，一般在6%以下（表4-2-10）。在有機質顯微組分中，一般以鏡質組為主，佔有機顯微組分的40%以上，對華北東部石炭系—二疊系岩石樣品中顯微組分組成分別以腐泥組＋殼質組、鏡質組和惰質組為端元組分製作三角圖可以看出，大部分樣品分佈在腐泥組+殼質組小於25%，鏡質組大於60%，惰質組小於50%的區域內（圖4-2-32a），這反映了煤系烴源巖的特點，即有機母質主要為高等植物，有機質型別以ⅱ2—ⅲ型為主。從研究區石炭系—二疊系煤系烴源巖的h/c與o/c原子比範氏圖中可以看出（圖4-2-32b），不同坳陷的岩石樣品點同樣落在ⅱ2—ⅲ型的範圍內，華北東部這種顯微組分組成特徵反映了該區石炭紀—二疊紀聚煤作用時整體環境的相似性的特徵。
表4-2-10 石炭系—二疊系煤系地層不同巖性顯微組分的組成表
圖4-2-32 石炭系—二疊系煤系烴源巖有機質型別判識圖
鑑於取樣點分佈侷限，大部分取自斜坡或凸起上，為了把握石炭系—二疊系烴源巖生烴能力在平面上的分佈，根據沉積環境特徵、有機組分型別及其含量等方面的特徵，並結合e.stach（1982）對半球石炭紀煤相劃分的認識，把研究區煤與泥岩沉積有機相劃分為：①陸地森林沉積有機相；②淺沼森林沉積有機相；③深沼森林沉積有機相；④深沼蘆葦沉積有機相；⑤流水沼澤沉積有機相；⑥開闊水域沉積有機相（表4-2-11）。
整體而言，在相同的成熟度背景下，隨覆水深度的增加，介質的還原性增加，沉積有機相的生烴潛力也增加。因此，從陸地森林沉積有機相→淺沼森林沉積有機相→深沼森林沉積有機相→深沼蘆葦沉積有機相→流水沼澤沉積有機相→開闊水域沉積有機相，有機質生烴潛力呈增加趨勢。
表4-2-11 石炭紀—二疊紀煤系沉積有機相劃分方案
渤海灣地區在太原組沉積時期，整體背景為淺沼森林沉積有機相，有機相帶大致呈東西向展布，在華北東部中部存在一呈近南北向的深沼森林相—深沼蘆葦相—流水沼澤相，而濟陽坳陷北部和臨清坳陷等區還出現近東西向的深沼森林相，東濮凹陷中部發育有深沼蘆葦相，生烴潛力相對較好（圖4-2-33）。早二疊世，隨著海水侵入範圍的縮小，海水由北向南逐漸退縮，而現今的華北東部廣大地帶發育了以三角洲平原、
湖、潮坪等環境為主的沉積，渤海灣地區的淺沼森林沉積有機相明顯減小，而在研究區北部廣泛發育了陸地森林沉積有機相，濟陽坳陷南部也發育有陸地森林沉積有機相，而其他沉積有機相則明顯較太原組減少，分佈範圍也明顯萎縮，在黃驊坳陷中南部發育有深沼蘆葦相—流水沼澤相，濟陽坳陷北部發育有深沼森林相，而在冀中坳陷—東濮凹陷區域性發育有深沼蘆葦相（圖4-2-34），屬於生烴潛力相對較好的地區。而對比太原組與山西組煤巖的沉積有機相來看，顯示太原組煤的沉積有機相較山西組豐富得多，而太原組煤的生烴潛力也明顯較山西組好，太原組煤巖的基質鏡質體和殼質組成分較山西組豐富。
圖4-2-33 華北東部太原組沉積有機相平面分佈圖
圖4-2-34 華北東部山西組沉積有機相平面分佈圖
3.有機質成熟度
研究區內石炭系—二疊系有機質成熟度具有較大的差異性，其中濟陽坳陷成熟度相對較高，分析樣品主要為成熟—高成熟階段，東濮、冀中和黃驊坳陷石炭系—二疊系有機質成熟度主要處於成熟階段（圖4-2-35）。
圖4-2-35 華北東部不同坳陷石炭系—二疊系有機質成熟度頻率分佈圖
圖4-2-36 華北東部太原組有機質成熟度平面分佈圖
從平面上看，華北東部的太原組和山西組的成熟度分佈趨勢一致（圖4-2-36，圖4-2-37），大體呈現出「南高北低、東南最高」的空間展布背景，濟陽坳陷是渤海灣盆地內古生界有機質成熟度較高的地區，以東營凹陷主體、沾化坳陷、惠民凹陷**為高成熟度中心，呈環帶狀展布，東營凹陷以高成熟階段為主，沾化凹陷、惠民凹陷以成熟中—晚期階段為主，而西部區域性地帶仍處於成熟階段。東濮坳陷石炭系—二疊系有機質成熟度具有自北往南逐漸增高的趨勢，以成熟晚期階段為主，區域性僅達中成熟期階段。臨清坳陷以高—過成熟階段為主，西部和東部有較大面積的成熟中—晚期地帶分佈。
冀中坳陷具有「東高西低」的現今成熟度分佈規律。在大城斜坡帶、武清凹陷等處存在較高成熟度中心，太原組為成熟中—晚期階段。在其餘地帶，太原組僅達成熟早期階段。
尤其坳陷北緣，是渤海灣盆地內石炭系—二疊系有機質成熟度最低的地帶。而冀南地區的邱縣凹陷是整個盆地石炭系—二疊系烴源巖成熟度最高地區，太原組已達過成熟度階段。黃驊坳陷石炭系—二疊系有機質成熟度展布格局相對簡單，以歧口凹陷為較高成熟度中心，形成成熟度向四周降低的等成熟帶。
太原組為成熟中期階段，而在中心的周邊則為成熟早期石炭系—二疊系的分佈地帶。
圖4-2-37 華北東部山西組有機質成熟度平面分佈圖
4.典型地球化學剖面
從黃驊坳陷莊古2井單井地球化學剖面上來看，有機質丰度較高的烴源巖主要分佈在山西組和太原組（圖4-2-38），其中太原組整體有機質丰度均較高，而山西組下部有機質丰度相對較高，達到差—中等油源巖、較好—好氣源巖的標準，其次為本溪組，上、下石盒子組有機質丰度最低，未達到差烴源巖的評價標準。表徵有機質型別的hi一般小於250mg/gtoc，表明有機質型別較差，tmax一般在440～560℃，熱演化主要處於成熟—過成熟階段。冀中坳陷、濟陽坳陷不同凹陷的地球化學剖面同樣表明（圖4-2-39，圖4-2-40），山西組和太原組有機質丰度高於本溪組和石盒子組，有機質型別以ⅱ2—ⅲ型為主，為一套差—中等油源巖、中—好氣源巖。
圖4-2-38 黃驊坳陷莊古2井綜合地球化學剖面
圖4-2-39 冀中坳陷蘇橋地區蘇8井石炭系—二疊系綜合地球化學剖面圖
圖4-2-40 濟陽坳陷曲古3井石炭系—二疊系單井地球化學剖面圖
5.烴源巖的平面分佈
太原組煤層普遍發育，一般厚度分佈在4～18m之間，明視訊記憶體在厚度由南向北增厚的趨勢。在東濮凹陷到臨清一帶，一般不超過8m；濟陽坳陷煤厚8～12m；黃驊坳陷在大多在8～10m間；冀中坳陷一般在10m以上，最厚處位於其中的廊固凹陷，累計煤厚可超過了18m，反映該地區在太原組地層沉積時期沼澤相對發育（圖4-2-41）。山西組煤層發育規律與太原組煤層存在一定的差異。
山西組煤層一般厚度分佈在4～20m，明視訊記憶體在東薄西厚的特徵，同時從南到北也有增厚的趨勢。在濟陽坳陷，其煤厚一般小於7m；在東濮—臨清一帶，煤厚一般介於10～12m；而到冀中坳陷的廊固凹陷，其累計煤厚可達20m以上（圖4-2-42）。
圖4-2-41 華北東部石炭系—二疊系太原組煤層殘留厚度等值線圖
圖4-2-42 華北東部二疊系山西組煤層殘留厚度等值線圖
石炭系—二疊系煤系泥岩中有機質丰度最高的為太原組，其次為本溪組和山西組，再次為下石盒子組，在有效烴源巖厚度計算中主要考慮以上層位。太原組暗色泥岩整體呈東西向分佈（圖4-2-43），最厚處可以超過了100m，向南向北均有減薄的趨勢；而山西組的暗色泥岩整體呈東薄西厚分佈特徵，最厚位於臨清坳陷的鉅鹿地區、黃驊坳陷的南部，可超過70m（圖4-2-44）。對石炭系—二疊系煤系泥岩來講，有必要建立有機質丰度與不同型別測井曲線之間的聯絡，進行迴歸計算，估算有效烴源巖的厚度，同時，對於部分層段全部或絕大多取樣點有機質丰度均高於有效烴源巖下限的層段，可以認為這一段全部為有效烴源巖。
此外，對於有鑽孔柱狀巖性描述的井位，砂泥岩分佈情況也是一個參考。對於資料點缺乏的地區，則主要利用太原組、山西組地層等厚圖、暗色泥岩等厚圖的趨勢，結合鄰近地區的數值估算得出。
總體來看，石炭系—二疊系有效烴源巖在黃驊凹陷南部、冀中坳陷的蘇橋-文安地區和臨清坳陷西部較厚，有效烴源巖厚度在200～250m，最厚可達300m以上，東濮坳陷中東部有效烴源巖厚度在200m以上，濟陽坳陷有效烴源巖呈零星分佈，在各次級凹陷中均有小面積烴源巖的發育，厚度一般在100～150m（圖4-2-45）。
與我國其他盆地的煤系烴源巖的地球化學指標進行對比，研究區冀中坳陷相對較好，其次為黃驊坳陷和濟陽坳陷，總體處於中等—較好的水平（圖4-2-46）。
圖4-2-43 華北東部石炭系—二疊系太原組暗色泥岩殘留厚度等值線圖
圖4-2-44 華北東部二疊系山西組暗色泥岩殘留厚度等值線圖
圖4-2-45 研究區石炭系—二疊系有效烴源巖等厚圖
圖4-2-46 我國主要含煤盆地煤與泥岩有機質丰度對比圖
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