四川盆地東北部中石炭統(tǒng)瀝青地球化學(xué)特征及成因分析

四川盆地東北部中石炭統(tǒng)瀝青地球化學(xué)特征及成因分析

1成因、性質(zhì)與油氣四川盆地是一個(gè)高度發(fā)育的地區(qū)，通常含有固體瀝青路面。它們是層系中烴源巖烴類的生成和運(yùn)聚的標(biāo)志,對(duì)指示有效烴源層的性質(zhì)和相關(guān)油氣的成因具有特殊的意義。由于近年來(lái)在盆地東北部相繼發(fā)現(xiàn)數(shù)個(gè)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組-上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組特大型氣藏,因而該層系儲(chǔ)層瀝青的成因和性質(zhì)尤為人們關(guān)注。謝增業(yè)等(2004)闡述了瀝青的賦存方式和含量及與天然氣產(chǎn)量的關(guān)系;劉文斌等(2008)、胡安平等(2010)精細(xì)測(cè)定了瀝青的反射率及硫含量,指出瀝青具各向異性和類型的多樣性;Caietal.(2010)系統(tǒng)分析了瀝青的硫同位素,論證了硫的成因和來(lái)源。作者則初步剖析了其飽和烴生物標(biāo)志物和芳烴的組成(蔡勛育等,2006)。作為川東地區(qū)重要的天然氣產(chǎn)層,中石炭統(tǒng)黃龍組的儲(chǔ)層瀝青也見(jiàn)有一些研究報(bào)道(王蘭生等,2001;李艷霞和鐘寧寧,2007)。目前關(guān)于陸相儲(chǔ)層瀝青的剖析較少,海相固體瀝青的地球化學(xué)系統(tǒng)對(duì)比研究也不多見(jiàn)。本文系統(tǒng)采集、分析了盆地東北部大普光、元壩地區(qū)須家河組、飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組及鄂西渝東地區(qū)黃龍組儲(chǔ)層固體瀝青,擬通過(guò)其宏觀和分子組成,全面揭示研究區(qū)海、陸相瀝青的地球化學(xué)特征和區(qū)分標(biāo)志,探討其成因類型及來(lái)源。2中、下三疊統(tǒng)天然氣和油氣四川盆地東北部屬揚(yáng)子板塊的北緣,北鄰米倉(cāng)山-大巴山前陸沖斷帶,東連川東高陡構(gòu)造帶,西為龍門山前陸盆地(圖1)。該地區(qū)是目前盆地最重要的天然氣勘探區(qū)域,近年來(lái)相繼發(fā)現(xiàn)了普光、元壩和龍崗等大氣田。區(qū)域內(nèi)沉積演化經(jīng)歷了以海相碳酸鹽巖為主的臺(tái)地沉積階段和陸相碎屑巖為主的盆地沉積階段,發(fā)育有從震旦系至第四系厚逾萬(wàn)米的沉積地層。其中,震旦系-中三疊統(tǒng)主要為海相沉積地層,上三疊統(tǒng)-第四系主要為陸相沉積地層,發(fā)育下寒武統(tǒng)、下志留統(tǒng)、上、下二疊統(tǒng)、上三疊統(tǒng)和下侏羅統(tǒng)等6套主要有效烴源巖。工業(yè)性氣藏分布于侏羅系至志留系的各層系地層中,油藏則主要分布于川中中部地區(qū)的中、下侏羅統(tǒng)地層。所研究的大普光地區(qū)地處上揚(yáng)子地臺(tái)東北部川東高陡背斜帶,包括普光、毛壩、大灣、老君、雙廟場(chǎng)等一批含油氣構(gòu)造。區(qū)內(nèi)氣藏主要發(fā)現(xiàn)于下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組和上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組鮞粒白云巖層。該層系氣藏儲(chǔ)巖晶間、粒間孔隙和溶洞孔內(nèi)富含固體瀝青,在上三疊統(tǒng)須家河組砂巖層也普遍見(jiàn)有瀝青脈。元壩構(gòu)造帶位于九龍山構(gòu)造南翼、通南巴背斜西南側(cè),屬于川中低緩構(gòu)造帶的一部分,目前已被勘探實(shí)踐證實(shí)為川東北地區(qū)繼普光大氣田之后的又一大型天然氣富集帶。該地區(qū)天然氣藏具有陸、海相多源組合成藏的特點(diǎn),在中侏羅統(tǒng)至下二疊統(tǒng)各層系地層中均發(fā)現(xiàn)氣層。在須家河組砂巖裂縫中固體瀝青呈脈狀、條帶狀分布,長(zhǎng)興組瀝青則充填于碳酸巖溶孔(洞)中,飛仙關(guān)組灰?guī)r層晶間孔中也見(jiàn)有少量瀝青充填物。鄂西渝東地區(qū)的建南、新場(chǎng)等構(gòu)造位于川東褶皺帶與湘鄂西褶皺帶的結(jié)合部位,其西緊鄰川東天然氣高產(chǎn)聚集帶的大池干、高峰場(chǎng)等氣田。這個(gè)地區(qū)的主要產(chǎn)氣層為飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組和黃龍組,氣藏儲(chǔ)集巖中普遍含有固體瀝青。3儲(chǔ)層巖心抽提和巖樣抽提本研究的上三疊統(tǒng)須家河組(T3x)陸相儲(chǔ)層固體瀝青樣品取自大普光地區(qū)普光、老君等構(gòu)造和元壩構(gòu)造帶。下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組(T1f)海相瀝青取自大普光地區(qū)普光、毛壩、大灣等構(gòu)造,上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組(P2c)海相瀝青取自大普光地區(qū)的普光、毛壩等構(gòu)造和元壩構(gòu)造帶。中石炭統(tǒng)黃龍組(C2h)海相瀝青取自鄂西渝東地區(qū)建南和新場(chǎng)構(gòu)造,瀝青主要充填于裂縫中。40余個(gè)含固體瀝青儲(chǔ)巖樣品均為鉆井巖心切塊,粉碎至100目后,在進(jìn)行了巖石熱解和TOC等常規(guī)分析的基礎(chǔ)上,用氯仿作溶劑進(jìn)行了索氏抽提。瀝青抽提物用柱層析或薄層析法分離出飽和烴和芳烴組分,作了GC/MS分析。巖樣抽提后的殘?jiān)M(jìn)行了酸解脫礦物處理,提取了純?yōu)r青,隨后作了反射率、碳同位素和有機(jī)元素分析。由于樣品量等因素,部分樣品的分析項(xiàng)目沒(méi)有完全對(duì)應(yīng)。儲(chǔ)層瀝青樣品的巖石熱解、抽提和碳同位素、元素等分析,執(zhí)行石油行業(yè)頒布的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),由中石化無(wú)錫實(shí)驗(yàn)地質(zhì)研究所實(shí)驗(yàn)室完成。瀝青飽和烴和芳烴組分的GC/MS分析在HP6890GC-5973MSD色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀上完成,載氣為氦氣,電子轟擊源。飽和烴組分分析所用色譜柱為30m×0.25mmDB-5MS石英毛細(xì)管柱;柱室升溫程序:初溫50℃,恒溫2min后以20℃/min的速率升溫到100℃,再以3℃/min升至310℃,恒溫16.5min。芳烴組分分析色譜柱為30m×0.25mmHP-5MS石英毛細(xì)管柱;升溫程序:初溫60℃,恒溫2min后以8℃/min的速率升溫至150℃,接著以4℃/min升至320℃,恒溫10min?；衔锏蔫b定主要依據(jù)質(zhì)譜圖及色譜相對(duì)保留時(shí)間,并與相關(guān)文獻(xiàn)資料對(duì)比。此分析由長(zhǎng)江大學(xué)地球化學(xué)系實(shí)驗(yàn)室完成。4瀝青路的基本組成和性質(zhì)4.1瀝青熱解特性與結(jié)構(gòu)這些含固體瀝青儲(chǔ)巖樣品的氯仿抽提物含量大都不高,一般只有幾十×10-6至幾百×10-6。因這些瀝青充填于碳酸巖的溶孔、晶間孔或巖石的裂縫中,分布的非均質(zhì)性很強(qiáng),加之取樣的主觀選擇性,因而以巖石為質(zhì)量單位的含量不能合理反映出它們的可溶性及其差別,應(yīng)以瀝青單位質(zhì)量TOC的抽提物含量(抽提物/TOC比值)來(lái)衡量。如表1所列,元壩及大普光地區(qū)須家河組陸相儲(chǔ)層瀝青的抽提物/TOC比值均很小,分布在0.03%~0.74%范圍,平均值僅0.26%,表明其可溶性極低,具典型的焦瀝青性質(zhì)。而這兩地區(qū)飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組固體瀝青的抽提物/TOC比值變化很大,且總體上相對(duì)較高。其中,大普光地區(qū)這兩層位儲(chǔ)層瀝青的此比值變化尤為顯著,分別為0.47%~22.20%和0.99%~20.73%,平均值(分別為7.09%和7.85%)異常高。元壩地區(qū)長(zhǎng)興組瀝青的抽提物/TOC比值變化相對(duì)較小,為0.23%~2.55%,平均值1.36%?？梢?jiàn),這兩層位瀝青的可溶性均遠(yuǎn)高于同地區(qū)的須家河組瀝青。這種差別顯然不是熱演化水平因素所致,而可能與儲(chǔ)巖礦物基質(zhì)的催化性質(zhì)和瀝青的賦存狀態(tài)及聚集程度有關(guān)。與上述飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組儲(chǔ)層瀝青相比,鄂西渝東地區(qū)的黃龍組灰?guī)r儲(chǔ)層瀝青的抽提物/TOC比值相對(duì)較低,為0.21%~1.67%,平均值0.84%,可能與其熱演化程度更高有聯(lián)系。由于熱演化程度高,焦瀝青通常具有低HI值(一般低于80mg/g)、高Tmax(高于460℃)的地球化學(xué)特征(Schoenherretal.,2007)。本研究的須家河組瀝青確實(shí)具有這種熱解參數(shù)特征。其HI和Tmax值分別為15~67mg/g和492~574℃,且顯示出HI值隨Tmax增高而降低的變化趨勢(shì)(圖2)。黃龍組的4個(gè)瀝青樣品也有這種焦瀝青的特點(diǎn),HI值僅5~10mg/g,Tmax值除一個(gè)樣品異常低外,都高于580℃。而飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組瀝青的這兩熱解參數(shù)值變化很大。它們的HI值低者在10mg/g以下,高的可達(dá)500mg/g以上;Tmax值多數(shù)在420~450℃范圍,部分高于490℃。其中,呈高HI(130~860mg/g)、低Tmax(430~450℃)的瀝青主要集中在普光構(gòu)造(普光2等井)飛仙關(guān)組地層。儲(chǔ)層瀝青的這些熱解參數(shù)地球化學(xué)意義不完全相同于烴源巖,而與一般的油砂相似。在Tmax值較低(<450℃)時(shí),它的S2代表高碳數(shù)重質(zhì)化合物含量及部分膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的熱解烴量,因而HI值(S2/TOC)反映瀝青單位質(zhì)量有機(jī)碳中這部分組成的含量。大普光地區(qū)飛仙關(guān)組部分瀝青中HI值較高,表明所含近似原油的成分較多,與其氯仿抽提物含量較高相一致。這意味著這部分儲(chǔ)層瀝青的熱蝕變程度相對(duì)較低(實(shí)測(cè)Ro低于2.0%),尚具有熱裂解生氣的潛力。從現(xiàn)有資料看,瀝青HI值的高低與其埋藏深度的關(guān)系不明顯,可能與它們的賦存狀態(tài)有關(guān),裂縫型分布的瀝青一般要低得多。具體的控制因素尚有待于進(jìn)一步研究。4.2不同層系瀝青硫含量變化的差異性不同層系儲(chǔ)層瀝青的有機(jī)元素組成有明顯區(qū)別。大普光和元壩構(gòu)造帶的須家河組瀝青中氫元素相對(duì)較多,氧和硫較少。其H/C原子比值整體上相對(duì)較高,集中在0.42~0.62范圍(圖3),平均值0.55,表征熱演化程度相對(duì)較低。它們的O/C和S/C原子比值較低,分別為0.02~0.06和0.005~0.032,平均值分別為0.03和0.012。而飛仙關(guān)和長(zhǎng)興組瀝青中總體上以貧氫、富氧、富硫?yàn)樘卣?。其H/C原子比值大多分布在0.15~0.50范圍,平均值在0.4左右(見(jiàn)表1),指示熱演化水平較高。同時(shí)可注意到,這兩層位部分瀝青中H/C原子比值較高,達(dá)0.6以上,與其可溶性和HI值偏高相對(duì)應(yīng),反映出熱演化的差異性。它們的O/C和S/C原子比值分別主要在0.05~0.18和0.025~0.085之間,平均值分別為0.07~0.10和0.070~0.078,遠(yuǎn)高于須家河組瀝青。鄂西渝東地區(qū)黃龍組瀝青的這些元素比值與飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組有相近的變化范圍。這些瀝青之間硫元素相對(duì)含量的差異與多種因素有關(guān)。首先,其含量與烴源有聯(lián)系。這些海相固體瀝青的原始烴源應(yīng)來(lái)自古生界海相烴源巖。因其形成環(huán)境中硫酸鹽較豐富且還原性較強(qiáng),致使成烴母質(zhì)中含硫量較高,因而相應(yīng)瀝青中硫的含量總體上高于須家河組陸相成因的瀝青。氣藏中發(fā)生的TSR作用對(duì)該元素的含量也有重要影響。例如,飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組天然氣中H2S含量普遍較高,在大普光地區(qū)普光、毛壩等構(gòu)造其平均含量達(dá)10%以上,元壩地區(qū)長(zhǎng)興組氣層中在4%~13%之間;且這些儲(chǔ)層固體瀝青的硫同位素較重,δ34S值主要分布在12‰~24‰之間,20個(gè)樣品平均值為17.6‰,接近于硬石膏(21‰上下,數(shù)據(jù)見(jiàn)Caietal.,2010);表明該層系氣藏曾發(fā)生過(guò)TSR作用。Kelemenetal.(2010)認(rèn)為在TSR作用過(guò)程中,無(wú)機(jī)硫可通過(guò)硫化作用進(jìn)入固體瀝青,導(dǎo)致其硫含量的增加。但從該層系氣藏固體瀝青中S/C比值與δ34S值及所在氣層的H2S含量之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性情況看,TSR作用可能只使得硫含量總體上的增加,而并非是導(dǎo)致本層系瀝青間S/C比值變化的主要原因?？梢?jiàn),影響固體瀝青硫含量變化的因素很復(fù)雜。對(duì)于瀝青中氧元素相對(duì)含量的差別較難解釋。在TSR作用過(guò)程中部分氧可能會(huì)被結(jié)合進(jìn)入瀝青(Kelemenetal.,2010)。如果把飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組瀝青中O/C比值較高的原因解釋為TSR作用所致的話,那么對(duì)鄂西渝東地區(qū)黃龍組瀝青中具有較高的O/C比值就難以說(shuō)明了。因其天然氣中僅有微量H2S,含量低于0.1%;而且所在的川東地區(qū)該層系天然氣中H2S含量均普遍較低,分布在0.12%~1.03%范圍(朱光有等,2006);加之石炭系無(wú)明顯的硫酸鹽巖沉積,天然氣H2S硫同位素與石膏分布線相比明顯偏輕,δ34S平均值僅2.2‰(沈平等,1997),遠(yuǎn)低于相鄰層位氣藏;因而可認(rèn)為相關(guān)氣藏中沒(méi)有發(fā)生過(guò)明顯的TSR作用(即使有此作用,程度也極低)。這說(shuō)明瀝青中氧的來(lái)源可能還有別的途徑,不排除源于其它的無(wú)機(jī)-有機(jī)氧化作用。另外,從圖3b可觀察到,這些海、陸相瀝青的N/C原子比值有相近的分布范圍,可能反映出熱演化成因?yàn)r青的共同特點(diǎn)。4.3瀝青的rb、ro值所研究的儲(chǔ)層固體瀝青經(jīng)歷過(guò)長(zhǎng)期熱演化,反射率均較高。須家河組的瀝青平均反射率Rb值為1.72%~2.60%,換算的Ro值(Ro=0.618Rb+0.4;Jacob,1989)為1.46%~2.00%。按照BarkerandPawlewicz(1994)鏡質(zhì)體反射率地溫計(jì),計(jì)算的相應(yīng)最高地層溫度為167~192℃。大普光地區(qū)飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組瀝青的反射率值相近,Rb值分別為2.10~3.96%和2.02~3.68%,換算的Ro值分別為1.70%~2.85%和1.65%~2.67%,最高地溫分別為179~221℃和177~215℃。元壩地區(qū)的長(zhǎng)興組瀝青Rb、Ro值和最高地溫分別為2.72%~3.84%、2.08%~2.77%和195~218℃。鄂西渝東黃龍組瀝青Rb、Ro值和最高地溫較上述地層瀝青高,分別為2.91%~4.13%、2.20%~2.95%和200~224℃。按照熱模擬實(shí)驗(yàn)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)推算,油藏中的原油開(kāi)始裂解的溫度為160~190℃(Horsefieldetal.,1992)。從上面的數(shù)據(jù)可看出,研究區(qū)這些海、陸相固體瀝青均達(dá)到過(guò)該原油裂解溫度,證實(shí)它們是古油藏原油裂解成氣的殘留物,在類型上主要是熱演化成因的焦瀝青類。5青鹿的分子地球化學(xué)特征5.1瀝青pr/ph值分布各層系的儲(chǔ)層固體瀝青都有完整碳數(shù)系列的正構(gòu)烷烴分布,碳數(shù)一般在C13~C36范圍,表明沒(méi)有遭受過(guò)明顯的生物降解作用。其中,不少樣品呈雙峰型分布,主峰碳數(shù)分別大多在C16和C26。這些瀝青熱演化程度都較高,其正烷烴系列化合物已經(jīng)歷過(guò)目前尚不知機(jī)理的演變,因而這種分布型式不具有表征有機(jī)質(zhì)生源的地球化學(xué)意義,而可能只是一個(gè)高演化標(biāo)志。它們的Pr/Ph值有一定變化。須家河組陸相儲(chǔ)層瀝青的Pr/Ph值較高,變化在0.7~1.5之間,大多在1.0以上。飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組和黃龍組海相瀝青的Pr/Ph值明顯低得多,變化在0.4~1.0范圍。一般來(lái)說(shuō),在高熱演化階段有機(jī)質(zhì)的Pr/Ph值呈降低趨勢(shì),因而這些瀝青此參數(shù)所指示的沉積環(huán)境氧化還原性僅具有相對(duì)的意義。所分析的瀝青飽和烴組分中均檢出含量較高的各類生物標(biāo)志物。它們的三環(huán)萜烷相對(duì)含量有一定的變化,元壩地區(qū)瀝青中普遍較低,而大普光地區(qū)相對(duì)較高(圖4),可能與熱演化程度及來(lái)源不同有關(guān)。該系列化合物中多以C23為主峰,各層系瀝青間無(wú)明顯區(qū)別。這些瀝青的藿烷系列分布都很相似,C31及以上化合物均隨碳數(shù)增加呈遞減型分布。它們均有較高的伽瑪蠟烷,伽瑪蠟烷/C30藿烷比值大多在0.3上下。與三環(huán)萜烷含量變化相對(duì)應(yīng),瀝青中孕甾烷的相對(duì)含量也存在較大的變化范圍。在規(guī)則甾烷碳數(shù)分布上,所有瀝青均呈C27>C28<C29(αααR)的不對(duì)稱“V”字型分布,不同層系之間沒(méi)有特征性的差別。其甾烷的異構(gòu)化作用大都存在反向變化現(xiàn)象。經(jīng)與相關(guān)烴源巖(作者未發(fā)表的資料)的對(duì)比可認(rèn)為,在這些高熱演化的瀝青中,上述生物標(biāo)志物的組成和分布可能已發(fā)生了異常變化,在較大程度上失去了其常規(guī)地球化學(xué)意義,在應(yīng)用時(shí)要謹(jǐn)慎。5.2有機(jī)質(zhì)生物源組成這些儲(chǔ)層瀝青的芳烴化合物組成與一般的原油不同。它們的萘、聯(lián)苯等低碳環(huán)系列化合物較少,而以三、四、五環(huán)的菲、螢蒽、芘、、苯并蒽、苯并螢蒽、苯并芘等系列為主。其中,飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組瀝青中均以無(wú)烷基側(cè)鏈的母體芳烴化合物為主,烷基同系物很少,可能是高熱演化所致的芳構(gòu)化和脫烷基作用的結(jié)果。芳烴中二甲基菲異構(gòu)體的分布可反映有機(jī)質(zhì)生物源的構(gòu)成。有研究(Budzinskietal.,1995)表明,1,7-DMP(1,7-二甲基菲)、2,6-DMP在陸相原油中占優(yōu)勢(shì),而甲基取代在C-9或C-10上的二甲基菲在海相原油中更豐富,因而認(rèn)為這些化合物分別可能與陸源高等植物和水生生物有機(jī)質(zhì)有關(guān)。為此,筆者以2,6-/2,10-DMP和1,7-/1,9-DMP兩比值的分布特征,剖析這些瀝青原始烴源有機(jī)質(zhì)生物源的組成。如圖5所示,須家河組陸相儲(chǔ)層瀝青中這兩二甲菲比值較高,2,6-/2,10-DMP和1,7-/1,9-DMP分別主要在0.5~1.4和2.8~5.8范圍,表明其生烴母質(zhì)中陸源有機(jī)質(zhì)占有重要比例。而飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組和黃龍組海相瀝青中這兩比值較低,分別主要集中在0.3~0.6和2.3~3.1之間,意味著其有機(jī)質(zhì)生物源以水生生物為主。5.3瀝青中甲基二苯并噻吩系列化合物b的分布通過(guò)系統(tǒng)的對(duì)比發(fā)現(xiàn),不同層系瀝青之間甲基二苯并噻吩(MDBT)系列化合物分布具有特征性差異。須家河組陸相儲(chǔ)層瀝青中,相對(duì)于4-MDBT,它們的1-MDBT相對(duì)含量很低,兩者比值(4-/1-MDBT)較高,均高于5.0,分布在5.3~38.1之間(圖6)。而飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組海相瀝青中,1-MDBT相對(duì)較高,4-/1-MDBT比值(2.1~5.6)基本上都在5.0以下,與前者形成明顯的區(qū)別。鄂西渝東地區(qū)所分析的4個(gè)黃龍組瀝青中,4-/1-MDBT比值有較大變化,在5.6~22.0范圍,總體上顯得較高。甲基二苯并噻吩系列化合物的分布主要受沉積環(huán)境和巖性控制(Hughes,1984)。大量分析資料表明,在一定演化條件下,形成于還原性沉積環(huán)境的烴源巖及其所生原油中1-MDBT較豐富;而沉積于氧化性環(huán)境的有機(jī)質(zhì)中該化合物相對(duì)較少,4-/1-MDBT比值相應(yīng)較高。同時(shí),該比值受熱演化程度影響,隨成熟度的增加而升高。上述須家河組瀝青中4-/1-MDBT比值較高,表征其烴源巖的形成環(huán)境呈氧化性,與其Pr/Ph值相對(duì)較高相吻合。相比之下,熱演化程度更高的飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組海相瀝青中4-/1-MDBT比值卻低得多,且Pr/Ph值也相對(duì)較低,因而不難推斷它們的成烴母質(zhì)應(yīng)沉積于還原性環(huán)境。鄂西渝東地區(qū)的黃龍組海相瀝青中該甲基二苯并噻吩比值較高,可能是沉積環(huán)境和高成熟度雙重因素所致。6層中瀝青路的起源分析6.1不同層位的瀝青13c值前面敘及,這些儲(chǔ)層固體瀝青是古油藏原油或運(yùn)移烴的熱演化產(chǎn)物,其來(lái)源令人關(guān)注。對(duì)于高熱演化的瀝青來(lái)說(shuō),通過(guò)碳同位素與烴源巖干酪根的對(duì)比是一種有效的烴源分析方法。由熱蝕變作用而來(lái)的固體瀝青主要由非烴、瀝青質(zhì)組分的縮聚作用形成,其δ13C值要高于原始原油2‰~3‰(Macheletal.,1995),而原油的δ13C值一般要低于烴源巖干酪根1‰~2‰(Agirrezabalaetal.,2008)。這樣,這類固體瀝青的碳同位素稍重于烴源巖(1‰左右)。而經(jīng)TSR作用形成的固體瀝青δ13C值要比其它成因類型的固體瀝青低-5‰~-7‰(Macheletal.,1995)。所研究的須家河組固體瀝青碳同位素較重,δ13C值主要變化在-23‰~-25‰范圍(圖7)。本區(qū)須家河組泥巖干酪根的實(shí)測(cè)δ13C值主要在-23.5‰~-26‰之間,與上述瀝青/烴源巖碳同位素的數(shù)據(jù)關(guān)系相符,表明其烴源來(lái)自本層位烴源巖。飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組瀝青碳同位素比值相近(圖7),具有同源性。它們的δ13C值在-26.7‰~-30.8‰范圍,總體上稍輕于區(qū)內(nèi)上二疊統(tǒng)龍?zhí)督M(吳家坪組,P2l(w))和下二疊統(tǒng)烴源巖干酪根(δ13C值分別為-26.3‰~-28.6‰和-26.0‰~-28.2‰)。考慮到該層系氣藏存在TSR作用,其固體瀝青中有部分具有此成因,碳同位素有所變輕,因而可認(rèn)為這些瀝青的原始烴源應(yīng)來(lái)源于二疊系烴源層。令人困惑的是,鄂西渝東地區(qū)中石炭統(tǒng)黃龍組瀝青的碳同位素較重,δ13C值為-23.2‰~-26.4‰,明顯重于包括同地區(qū)在內(nèi)的飛仙關(guān)組、長(zhǎng)興組瀝青。據(jù)李艷霞和鐘寧寧(2007)資料,川東相鄰的大池干、板東、相國(guó)寺等構(gòu)造石炭系的儲(chǔ)層瀝青δ13C值(-24.5‰~-27.4‰)也較高(圖7)。可見(jiàn),川東地區(qū)北部石炭系儲(chǔ)層瀝青的碳同位素都顯得較重。一般認(rèn)為,石炭系瀝青的烴源應(yīng)來(lái)源于志留系烴源巖。據(jù)建深1井和冷水溪露頭剖面分析資料,中下志留統(tǒng)韓家店組、下志留統(tǒng)小河壩組和龍馬溪組烴源巖的干酪根δ13C值分別為-23.6‰~-25.9‰、-24.4‰~-27.3‰和-28.9‰~-30.6‰。從這些數(shù)據(jù)看,該地區(qū)的這些黃龍組儲(chǔ)層瀝青可能主要源于其下伏相鄰的韓家店組和小河壩組地層,而似乎并非是人們通常認(rèn)為的龍馬溪組。6.2dmdbt等二苯并噻吩系列化合物是有機(jī)硫化物在高熱演化階段的主要存在形式。這類化合物的含量和分布與沉積環(huán)境、巖性及成熟度有關(guān)。ChakhmakhchevandSuzuki(1995)指出,碳酸鹽巖或咸水相原油中未取代的二苯并噻吩(DBT)很少,而二甲基二苯并噻吩(DMDBT)等多烷基同系物較多;相反,泥質(zhì)巖原油中DBT和MDBT較豐富,DMDBT等相對(duì)較少。所研究的儲(chǔ)層固體瀝青中二苯并噻吩系列化合物的相對(duì)組成明顯不同。飛仙關(guān)組-長(zhǎng)興組和石炭系海相儲(chǔ)層瀝青中DMDBT相