西昌盆地生烃条件研究

西昌盆地沉积盖层发育全，厚度大，已有的研究初步表明可能烃源岩层系较多。本次研究将生烃条件评价重点放在T₃b（白果湾组）和P₁m（茅口组）、P₁q（栖霞组）等3个层组上。考虑到地表样品次生降解的影响，除完成原设计中分析项目外，还曾做了饱和烃GC-MS、有机岩石学和干酪根电镜观察等，其基本工作量如表6.1所示。除此之外，还搜集了本区已有的部分地化数据。

表6.1　生油分析工作量统计

在上述工作基础上，综合已有的部分资料，对T₃b、P₁m、P₁q可能烃源岩进行判识，并结合沉积背景，预测烃源岩的纵横向展布，进而对其生烃条件作出定性评价，为下一步勘探选区提供新的依据。其余可能烃源岩层系则主要依据已有的地质－地化资料做简要的概述。

6.1.1　T₃b和P₁m+q生烃条件分析

6.1.1.1　烃源岩判识

烃源岩系指在地质时期曾经生成并排出足够数量烃类的岩石单元。因此，在其判识上，除常用的评价三要素外，我们还注意到观察有无烃类的生成和排驱，以提高烃源岩判识的可信度。由于P₁m和P₁q两层组沉积环境和岩性相近，在此一并讨论。

（1）沉积氧化－还原条件和生源物输入

沉积环境对原始有机质保存和性质的改变影响甚大；生源物输入对有机质性质判识具有直接的意义。T₃b系一套湖沼含煤沉积；如图6.1和表6.2所示，其暗色泥质岩普遍镜下可见分散状黄铁矿，二价硫较高（本次分析最高达0.09%，据已有资料一般为0.04%～0.07%），多具明显的植烷优势和偶碳优势，表明还原环境存在无疑，有利于原始有机质保存。

样品中常见植物碎屑，这和湖沼环境一致。P₁m+q主要由浅海台地相碳酸盐岩组成，二价硫丰度较大（据已有资料，最大可达0.12%），普遍的植烷优势和偶碳优势显示还原条件的存在。以藻类为主要的生源物输入导致了良好有机质性质的形成。

图6.1　西昌盆地普格西洛地质－地化剖面简图

1—碎屑岩；2—白云岩；3—生物屑灰岩；4—颗粒灰岩；5—生物层灰岩；6—灰岩；7—玄武岩

表6.2　西昌盆地T₃b、P₁m+q样品沉积氧化－还原条件和生源物输入

（2）有机地化特征

1）有机质丰度。苏醒等通过井下—地表同层位样品对比研究后认为，有机碳相对可溶有机质中氯仿沥青A和总烃（HC），受氧化降解影响要小。综合本次分析结果和已有资料（表6.3，表6.4；图6.1，图6.2）可以看出：①T₃b暗色泥质岩有机碳变化较大（0.13%～3.09%），其平均有机碳达0.95%；②有机碳频率分布显示＞0.40%，样品占76%，其中在1%～2%者可达28%；③在横向上昭觉瓦井平均有机碳（1.01%）明显高于南部普格西洛（平均0.84%）。总的看来，T₃b暗色泥质岩具有较高的残余有机质丰度（若考虑毕竟还是存在的氧化降解和成熟度的影响，则应更高些），按照前石油部生油岩评价统一标准，主要应划属一般至较好级生油岩。从表6.3和表6.4可见A、HC和S₁+S₂的相对变化和有机碳一致。

表6.3　西昌盆地T₃b、P₁m+q样品残余有机质丰度

表6.4　西昌盆地T₃b暗色泥质岩残余有机质丰度

图6.2　西昌盆地P₁m+q和T₃b有机碳频率分布

P₁m+q灰岩残余有机碳为0.08%～0.63%，平均0.25%（10个样）。其中大于0.2%者达40%（图6.1，图6.2）。按照我国普遍采用的碳酸盐岩标准，主要亦应划属一般至较好级生油岩。属于局限台地相的PXⅡ－28号样，其TOC、S₁+S₂、IH等均明显高于其他开阔台地样品，显示局限台地相更有利于有机质保存。

2）有机质性质。多标志的分析揭示，T₃s暗色泥质岩有机质性质以腐殖型（Ⅲ型）为主，但也有少量混合型（腐泥－腐殖型，Ⅱ_B型）。如PXⅠ－59和ZWⅡ－11等样品。其依据是：①尽管受到成熟度的一定影响，但于T_max-IH图（图6.3）上，仍然可见在大部分样品沿Ⅲ型分布的同时，也有部分位于Ⅱ_B型附近。②饱和烃色谱（图6.4）所显示的峰型，主峰碳和nC₂₁₊₂₂/nC₂₈₊₂₉比值等明显差异也反映了两种性质并存；③甾烷5α－C₂₇/5α－C₂₉比值虽都普遍较低，但PXⅠ－59（0.52）、ZWⅡ－11（0.54）相对要高，相应与藻类或细菌输入有关的胡萝卜烷、四甲基甾烷、烷基环己烷、甲基烷基环己烷、长链三环双萜烷以及长链异戊二烯类烷烃等均较发育；④干酪根电镜扫描显示PXⅠ－59样品虽然形状干酪根居多，但也出现部分无定型。Ⅱ_B型有机质的存在不仅为T₃b烃源岩评价提供了新的信息，而且也使之有理由推测昭觉以西的可能半深湖区，随着暗色泥质岩厚度增大，性质逐渐改善（Ⅱ_B型增多，甚至出现Ⅱ_A型），从而呈现出良好的生油气前景。

P₁m+q灰岩干酪根由无定型组成，虽然烃类受到地表次生降解和成熟度的双重影响，但高的饱芳比，正构烷烃呈低碳数主峰的（C₁₇、C₁₈）的前高单峰形，以及相对发育的C₂₇甾烷、四甲基甾烷，烷基环己烷，甲基－烷基环己烷、长链三环双萜烷以及长链异戊二烯类烷烃等（表6.5）一致，表明有大量藻类和细菌的输入（和前述生源物输入一致），但也有少许陆生植物碎片的参与（如在PXⅢ－41样品中检测到与高等植物有关的脱H松香烷）。据此，划属Ⅱ_A型更合理。

图6.3　西昌盆地P₁m+q、T₃b IH-T_max关系

表6.5　西昌盆地T₃b、P₁m+q样品有机质性质

3）成熟度。T₃b有机质成熟度的一个显著特征是横向变化极大：大致在美姑—裤裆沟一线，实测R_o高达3.17%～6.13%，相应T_max也高达595℃，这种过成熟演化可能和特殊的局部热事件有关。在南部昭觉、西洛等地成熟度明显降低，R_o（包括实测R_o和经R_oB换算的R_o）分别在0.97%～1.52%（平均1.12%）和1.03%～1.96%（平均1.65%），相应T_max为440～516℃和454～530℃，均处于成熟—高成熟阶段。昭觉主要处于成熟阶段，西洛则以高成熟阶段为主。从甲基苯指数也可看出昭觉成熟度（0.88～1.21）要低于西洛（1.19～1.26）（表6.6）。

P₁m+q在北部新基姑和普雄一带经换算后的R_o为2.49%～2.74%，进入过成熟阶段。在南部西洛，成熟度较低，R_o为1.20%～1.26%,T_max为462～483℃，进入成熟晚期—高成熟期。推测东部由于古埋深增大已进入过成熟阶段，昭觉—布拖以西因后期J—K沉降可能主要已进入高成熟阶段。

表6.6　西昌盆地T₃b、P₁m+q成熟度参数

（3）有机岩石学特征

通过西洛剖面薄片、光片（白光、荧光）的岩石学观察后发现（表6.7）：

表6.7　西昌盆地样品有机岩石学特征

续表

1）T₃b暗色泥质岩显微组成以镜质体和丝质体为主，脂质体较少，划属Ⅲ型有机质，其中PX Ⅰ-59样品镜质体减少和粘土结合的无定型分散有机质增多致使性质有所改善而归属Ⅱ_B型，和前述地化特征相符。

2）显微组成中有少量沥青质体。由于成熟度较高使得荧光强度减弱，但普遍可见与烃类有关的团块状蓝绿色荧光，有的样品（PX Ⅰ－59）甚至微裂缝充填了与烃类有关的黄绿色荧光，这不仅说明有机质向烃类转化已进入较高成熟阶段，而且指示了烃类的排驱，这对烃源岩判识具有重要的现实意义。特别还值得一提的是，在昭觉剖面发现与泥质岩互层的某些砂层中（如ZW Ⅱ－8层砂岩），明显可见较多黑色沥青充填于微裂缝和孔隙，现实地指示了该剖面烃类的生成和运移。

在P₁m+q灰岩薄片中观察到了大量藻屑和生物碎屑，和前述划归良好有机质性质（Ⅱ_A）相符。除此之外，一个重要发现是在所有样品中均或多或少地见到充填于矿物粒间、晶间或微裂缝中的原生沥青，其中以新基姑GX Ⅰ－489样品中沥青最为丰富，薄片中清楚地看到沥青充填于孔、缝和生物体周缘。此外，还在PX Ⅲ－28样品光片中观察到高成熟的蓝色荧光沿一微缝边缘展布。所有这些都表明P₁m+q灰岩中原始有机质向烃类的转化和运移。

通过以上叙述可以看出：T₃b暗色泥质岩残余有机质丰度较高，Ⅲ型有机质为主，多已进入成熟—高成熟阶段，具有烃类生成和排驱现象，应划属为一套具有一定生烃和排烃潜力的烃源岩。

需要指出的是，在T₃b湖沼沉积体系中所夹煤岩也是不可忽视的烃源岩（昭觉剖面煤岩厚5m）。有机地化分析表明，昭觉－西洛地区煤TOC可达73.36%～75.96%，瓦井煤S₁+S₂可高达125.9mg/g,IH达144（mgHC/gTOC），昭觉ZW Ⅱ－37煤岩显微组成除以镜质体为主外（75%～85%），还有部分壳质组（6%），该样品实测R_o=0.97%，属高挥发分烟煤，有一定的生油气潜能。在美姑韦坡和裤裆沟一带变质程度急剧增加，R_o可达6.73%。有意义的是，尽管如此，仍可在煤丝质体体腔和已充填方解石的裂缝观察到明显的蓝绿色荧光，这种荧光现象可能和烃类浸染有关。P₁m+q，碳酸盐岩有机质虽然多已演化至成熟晚期—过成熟，但仍具一定的残余有机质丰度，各种类型原生沥青存在，甚至大量出现，充分说明这是一套良好的烃源岩。

6.1.1.2　烃源岩展布

西昌盆地T₃b湖沼含煤岩系厚度变化较大（200～600m），其暗色泥质岩约占总厚的5.2%～38.3%。昭觉暗色泥质岩累厚114m，占剖面总厚20.5%。泥质岩相对发育于剖面中下部，其最大单层厚可达44.1m。向南至西洛泥质岩总厚（82.3m）和单层厚（一般均＜5m）均锐减。昭觉向北至美姑—裤裆沟一带暗色泥质岩厚度明显增加（分别为207.3m和68.8m）。推测在昭觉以西，美姑、裤裆沟以南的可能半深湖区，其暗色泥岩累厚可增至250m，为西昌盆地T₃b烃源岩最发育的地区。

P₁m+q为一套浅海台地相沉积，上述地化特征表明可划属为一套良好烃源岩。其总厚度在总体上由西（150m）向东（450m）逐渐增厚。其中西洛237m，至东南巧家增厚至456m局限台地相发育区厚度约200m。

6.1.1.3　生烃条件评述

西昌盆地T₃b广泛分布，暗色泥质岩比较发育，其累厚一般约100～250m。有机地化分析表明，这套暗色泥质岩具有较高的残余有机质丰度，以Ⅲ型有机质为主，且多已进入成熟—高成熟阶段。通过有机岩石学观察不仅发现了泥质岩中烃类的生成和排驱，而且在昭觉互层的砂岩孔隙和裂缝中见到较多沥青充填。因此这套暗色泥质岩应划属具有一定生烃排烃潜力的烃源岩系。就全盆地烃源丰度而言，推测在昭觉－布拖以西至喜德－西昌一线，暗色泥质岩厚度增大（多在150～250m），半深湖区内有机质性质改善（Ⅱ_B型为主），由于后期J—K沉积进一步沉降，致使有机质已热演化至高成熟阶段。这是盆地最佳烃源区，其烃类产状以天然气为主，伴有轻质油。

P₁m+q海相碳酸盐岩盆地内广泛发育，厚度较大（150～450m）。尽管多已进入高成熟—过成熟阶段，但仍具一定甚至较高残余有机质丰度，表明这类有机质类型良好的灰岩其原始有机质丰度较高，具有较大的生烃潜力。从西洛到新基姑剖面普遍见到各种产状原生沥青，显示了区域性烃类的生成和运移。无疑这是西昌盆地最主要的烃源岩系之一。其中，前述局限台地相发育区应是相对有利烃源区。由于热演化程度高，现今烃类产状以天然气为主。

6.1.2　其他各层系生烃条件

表6.8是西昌盆地各层系生烃地质－地化条件的基本概括。根据沉积环境、岩性组合、发育规模、地化特征和烃类（原生沥青）显示等，将各层系概略地划分为主要烃源岩系（T₃b、P₁m+q、S₁l）、一般烃源岩系（T₂l、T₁j、D₃y、D₂j+g、S₁s、O₂q¹、

m+q和Zbd）、潜在烃源岩系（N₂x）和非烃源岩系（E、K、J、T₁f、P₁l、D₁、S₂₊₃、O₂q²+d、O₁h、

c+l、Zbg）。划属主要烃源岩系为T₃b和P₁m+q。在第二节中已有比较详细的分析，现将其余部分烃源岩系由老至新重点地评述如下：

6.1.2.1　震旦系灯影组（Zbd）

属潟湖—潮坪沉积。主要由巨厚藻云岩、葡萄状的云岩和微晶白云岩组成。厚度较稳定，约700～910m。岩石镜下可见层纹石、叠层石、凝块石和核形石等。低能的静水环境和大量原始藻屑的输入，使本组成为本区不可忽视的最古老的可能烃源岩系。

有机地化分析表明喜德剖面TOC为0.11%，系全区最高值，大槽河剖面降至为0.06%～0.08%，考虑到地层时代老，有机质成熟度高的背景，将本组划归烃源岩是合理的。镜下干酪根为不定型的云雾状、絮状，这和前述藻类输入一致，应属腐泥型（Ⅰ型）有机质。实测R_oB为2.39%～3.67%，经校正后的相应R_o为1.94%～2.81%,T_max为480～550℃，可见有机质主要已进入过成熟阶段。尽管灯影组有机质性质良好，但残余有机质丰度较低，仅划属一般烃源岩系。喜德剖面位于潟湖环境，从其保存相对高的残余有机质丰度推测，越西—喜德—西昌一带的本组潟湖相区是相对有利烃源区。

6.1.2.2　寒武系麦地坪组（

m）和筇竹寺组（

q）

根据本次研究的最新认识，西昌盆地寒武纪经历了从陆棚到潮上的完整水退过程。处于早期高水位的

m+q是还原、低能条件的产物，相对有利于生烃。

m属陆棚相沉积。由深灰色白云岩、粉砂质泥岩和粉砂岩组成。

q由浅海—潮下沉积体系组成。岩性组合包括暗色粉砂岩、粉砂质泥岩、白云岩等。

表6.8　西昌盆地烃源层生烃条件评述

续表

在大槽河剖面，

m云岩TOC为0.17%～0.23%，平均0.20%（2个样），可划属烃源岩，但至东雷波抓抓岩剖面降低至0.07%～0.08%。推测有机质性质为Ⅰ型，T_max为496～515℃，表明有机质已演化至高成熟—过成熟阶段。

在大槽河、洛乌沟剖面中，

q泥质岩TOC分别为0.34%和0.38%，考虑到成熟度的影响，应划属烃源岩。在大槽河剖面中本组灰岩丰度低（TOC为0.04%）至东部抓抓岩增高到0.16%，具一定生烃能力。

q干酪根为不定型絮状，属腐泥型有机质。校正的R_o值为1.76%,T_max480～515℃，表明有机质处于高成熟末—过成熟阶段。

总观之，

m+q残余有机质丰度不高，且横向变化较大。但相对在大槽河－洛乌沟地区要优。显然和其位于大槽河至宁南银厂沟的浅海相区有关。按此，推测这一呈NW向展布的稳定浅海区（厚300～500m）是相对良好的烃源区。

6.1.2.3　奥陶系临湘组（O₃l）

本组属陆棚—浅海相，是奥陶纪海进序列后期的较深水沉积。主要由灰黑、深灰色薄层微晶灰岩、含生屑微晶灰岩、白云岩等构成。含腕足类、三叶虫等大量生物化石。沉积构造多见水平纹层，镜下普遍见分散状黄铁矿（1%～3%），富含有机质（5%），属静水低能环境，有利于生烃。

本组尚缺有机地化分析，但基于上述特征，推测应属一套具有一定残余有机质丰度，性质良好（Ⅱ_A），处于高成熟—过成熟的烃源岩。本次研究首次在本组白云岩孔隙中见到原生沥青，为烃源岩判识提供了重要的证据。

根据沉积相研究结果，盆地西部洛乌沟至银厂沟地区属较深水外陆棚发育区，地层最厚可大于300m，推测呈NW向展布的这一地区是本组有利烃源区。

6.1.2.4　志留系龙马溪组（S₁l）

本组属深水外陆棚相沉积。主要由深灰—灰黑色笔石页岩夹泥灰岩组成。由于明显受南北向断层控制，仅发育在四开断裂以东地区，尤以四开断裂和昭觉断裂之间最为发育。地层最厚在布拖日则村（可达210m），往北至甘洛田坪一带减小至仅约30m。

本组岩石颜色深暗，水平纹层发育，含笔石等大量生物，镜下普遍见分散状黄铁矿（2%～5%），属低能还原环境，有利于有机质保存，镜下岩石有机质含量统计可达5%～6%。

有机地化分析结果表明页岩残余有机质丰度较高。TOC为0.09%～0.77%，平均0.73%（10个样）。但在横向上变化较大，布拖日则村为0.18%～0.98%，平均0.58%（2个样）。坡博乌为0.11%～0.57%，平均0.25%（4个样）。往东至雷波抓抓岩可高达2.07%～2.77%，平均2.42%（2个样）。根据当地富含笔石等海生生物，推测有机质性质较好（Ⅱ_A-Ⅰ型）。将实测R_oB（2.54%～5.66%）换算后的R_o为2.04%～3.66%,T_max在458～540℃，应主要进入过成熟阶段，现以生气为主。

通过以上分析可以认为，S₁l页岩是一套残余有机质丰度较高，有机质性质良好的过成熟烃源岩，是西昌盆地主要烃源岩系之一。由于本组沉积具有南厚北薄的特点，南部布拖—昭觉一带是本组地层最发育区（＞200m），推测也是最佳烃源区。

6.1.2.5　泥盆系—打得组（D₃y）

属潮坪相沉积。主要为一套灰、深灰色细—粗晶白云岩和生物碎屑灰岩等。其内产腕足类、三叶虫等多种化石。镜下普遍见分散状黄铁矿和有机质。

有机地化分析显示，普雄深灰色灰岩TOC为0.17%，具生烃能力。根据沉积环境和生源物输入推测有机质性质为Ⅱ_A-Ⅰ型。R_oB（3.93%）经换算后为2.99%（R_o）,T_max为520℃，有机质处于过成熟阶段。

本组沉积时，由于构造格局改变致使沉积范围缩小，仅发育在黑水河断裂和昭觉断裂之间，厚度不大（40～150m），产烃潜力有限，故划属为一般烃源岩系。推测在越西碧鸡山—昭觉木佛山一带本组地层最为发育（100～150m），是相对有利烃源区。

6.1.2.6　新近系昔格达组（N₂x）

本组系一套河湖沼泽相沉积。主要由成岩性较差的暗色泥岩、炭质泥岩、褐煤和砂砾岩组成，多沿断裂河谷地带零星分布。出露厚度变化较大：普雄劣吾仅40m，而西昌周家村已厚达922.5m。

有机地化分析表明（表6.9）：①昔格达组有机质丰度大，暗色泥岩TOC为1.73%～3.98%，平均高达2.74%（4个样），氯仿沥青A为0.41%～0.256%，平均0.106%（4个样）。②有机质性质主要划属Ⅲ型，表现在：

族组分中以高沥青质含量和低饱芳比为特征。

干酪根镜下多为片状结构。

干酪根H/C为0.59～0.98,O/C为0.09～0.25（表明有个别Ⅱ型）。③有机质未成熟，实测R_o仅0.2%～0.24%（包括褐煤）。本组所夹褐煤基本地化特征如表6.9所示。褐煤显微组分以镜质体为主，壳质体较少（5%～7%）。热解总烃产率（S₁+S₂）高达55.92～67.19mg/g，显示具有较好的产烃潜力。昭觉石油乡褐煤光片经荧光观察，发现了沿裂缝分布的黄白色荧光，说明已有少量烃类的形成和排驱。由此可以认为，昔格达组含煤泥质岩系具备了生烃潜力，但因地层时代新，埋藏较浅，有机质热演化程度低而未成熟，仅划属为潜在的烃源岩系。但从已有烃类形成这一事实启示我们，在昔格达组埋藏较深的地带（如邛海盆地），或沿断裂分布的局部地温场高异常区，进一步研究其烃类形成（包括低熟油）是有现实意义的。

表6.9　西昌盆地昔格达组泥岩—褐煤地化特征

6.1.3　认识与建议

6.1.3.1　认识

通过本次研究，所获主要认识如下：

（1）西昌盆地在纵向上具有多层系生油的特征，其中T₃b、P₁m+q、S₁l等层组是盆地主要烃源岩系。初步确认T₃b存在Ⅱ_B型有机质和在P₁m+q灰岩普遍见到各种产状原生沥青等均为烃源岩判识和评价提供了新的重要依据。

（2）南北向黑水河断裂、四开断裂和昭觉断裂基本控制了沉积盖层的发育，也控制了烃源岩发育。就上述主要烃源岩系而言，在横向上，美姑—昭觉以西的T₃b可能属半深湖相区，昭觉—布拖—带的P₁m+q局限台地相地层发育区和S₁l浅海相地层发育区均是盆地内的相对良好烃源区。

（3）T₃b暗色泥岩有机质热演化至成熟—高成熟阶段，其相应烃类产状为油（轻质油）－气兼存，以气为主，P₁及其以下烃源岩系主要已进入高成熟—过成熟阶段，赋存天然气为主。

6.1.3.2　建议

1）在有钻井和地震资料基础上，进一步研究主要烃源岩系埋藏史、热史和成烃史，分析油气形成、运移和圈闭的时空配置，为勘探选区提供比较科学的依据。

2）在沉积、成岩及成烃演化定量研究基础上，计算生油气量，预测资源量，较可靠的确定盆地成烃潜力。