澳大利亚波拿巴盆地大陆边缘裂陷期海陆过渡相烃源岩地球化学特征与发育模式.pdf

第 3 7卷第 3 期 2 0 1 5年 5月 石 油 察 劈沾届 PETROLEUM GEoL0GY & EXPEI UM_ ENT V0 1 3 7 No 3 Ma y， 2 01 5 文章编号 ： 1 0 0 1 - 6 1 1 2 ( 2 0 1 5 ) 0 3 - 0 3 7 4 - 0 9 d o i ： 1 0 7 6 0 3 s 4 0 9 7 2 01 5 0 0 5 7 8 澳大利亚波拿 巴盆地大 陆边缘裂 陷期 海 陆过渡相烃源岩地球化学特征与发育模式 侯宇光 ， 何 生 ， 杨香华 ， 段 威 ， 朱光辉 ， 许晓明 ， 董 田 ( 1 中国地质大学( 武汉)构造与油气资源教育部重点实验室， 武汉 4 3 0 0 7 4 ； 2 中海石 油( 中国) 有 限公 司 北京研究 中心 北京 1 0 0 0 2 7 ) 摘要 ： 对构造地质背景 、 沉积充填特征以及有机地球化学特征等综合分析表 明， 海陆过渡相烃源岩形成于波拿 巴( B o n a p a r t 。 ) 盆 地 大陆边缘裂陷的主裂陷期； 河流一三角洲的发育为陆源高等植物输入提供了沉积空间， 强烈的差异裂陷活动不但为烃源岩的形 成提供 了高可容纳空间和欠补偿 的沉积环境 ， 同时“ 隆 凹相 间” 的沉积格局有 利于相对稳定 的半封 闭一半 开放 沉积环境 的形成 海陆过渡相烃源岩形成于相对氧化 、 陆源物质供给充足的沉积环境 ， 岩性上 以碳 质泥页岩 为主 ， 广泛发育 含煤层 系 ， 富含 陆源植 物碎片与孢粉化石， 及少量海相浮游化石。陆源碎屑对烃源岩有机质富集具有重要影响， 沿着陆源输入方向。 烃源岩有机质丰度 逐渐降低， 有机质类型由以腐殖型为主向腐泥腐殖混合型变化； 气相色谱由后峰型、 后双峰型向前双峰型过渡 ( n C ， ， + n - C ， ， ) ( n c 2 8 + n C 凹) 和a c 2 7 R a C 2 9 R比值逐渐增加， P r P h比值降低， 也说明有机质母源由以陆源高等植物为主向陆源和水生 生物混合来源转变 ， 沉积环境 由氧化 向弱氧化一弱还原过渡。 关键词 ： 地化特征 ； 海陆过渡相烃源岩 ； 大陆边缘裂 陷期 ； 波拿 巴盆地 ； 澳大利亚 中图分类号 ： T El 2 2 1 1 文献标 志码 ： A Ge o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d d e v e l o pme n t mo d e l o f t r a n s i tio n a l s o u r c e r o c k s d u r i n g t h e c o n t i n e n t a l ma r g i n r i f ti n g s t a g e ，Bo n a p a r t e Ba s i n， Au s t r a l i a Ho u Yug u a n g ，He S he n g ，ra ng Xi a n g h u a ，Dua n W e i ，Z h u Gua n g h u i ，Xu Xi a o mi n g ，Do n g Ti a n ( 1 K e y L a b o r a t o r y o fT e c t o n i c s a n d P e t r o l e u m R e s o u r c e s o fMi n i s t ry ofE d u c ati o n ， C h i n a U n i v e r s i t y ofC e o s c i e n c e s ， W u h a n ， H u b e i 4 3 0 0 7 4 ， C h n a ； 2 B e i n g R e s e a r c h C e n t e r ofC h i na N at io n a l O ff s h o r e O i l C o r p o r a t io n ， & 1 0 1X E 7 ， Chi na) Ab s t r a c t ：T h e c o mp r e h e n s i v e a n a l y s e s o f t e c t o n i c s e t t i n g s ， d e po s i t i o n a l fi l l i n g s a n d o r g a n i c g e o c h e mi c a l c h a r a c t e ri s t i c s i n d i c a t e d t h a t t h e s o u r c e r o c k s i n t h e B o n a p a r t e B a s i n w e r e d e p o s i t e d d u r i n g the ma i n s t a g e o f c o n t i n e n t al ma rgi n r i f t i n g，a n d the we l l d e v e l o p e d riv e r d e l t a s e dime n t a r y s y s t e m Was b e n e fic i al f o r t e r r i g e n o u s o r g a n i c ma t t e r i n p u t Th e e p i s o d i c r i f ti n g o f the b a s i n and the diff e r e n t i al s u b s i d e n c e o f c o n t e mpor a n e o u s f a u l t s p r o v i d e d b o th p l e n t i f ul a c c o mmo d a t i o n s p a c e an d a n u n d e r f i l l e d d e p o s i t i o n al e n v i r o n me n t Mo r e o v e r ，t h e p a t t e r n o f u p l i f t a l t e r n a t i n g w i t h s a g ” Was f a v o r a bl e f o r the d e v e l o p me n t o f a s e mi r e s t r i c t e d d e po s i t i o n a l e n v i r o n me n t Th e t r a n s i t i o n al s o u r c e r o c k s we r e d e p o s i t e d i n a n o x i c d e p o s i t i o n a l e n v i r o n me n t w i t h a l a r g e a mo u n t o f t e r r i g e n o u s i n p u t Th e y ma i n l y c o n s i s t o f c ar b o ni f e r o u s m u d s t o n e s a n d c o a l bea r i n g s e ri e s A b u n d ant t e r r i g e n o u s pant d e b ri s a n d s o m e m a l i n e p l ank t o nic d e b ri s we r e o b s e r v e d Th e t e r r i g e n o u s ma t e r i als p l a y e d a v e r y i mp o r t ant r o l e i n o r g a n i c ma t t e r a c c u mula t i o n Wi t h s h i f t i n g s e dime n t s o u r c e s ，the o r g a n i c ma t t e r e n r i c h me n t w a s d e c r e asi n g and t h e k e r o g e n W as i n c r e asi n g l y d o mi n a t e d b y s a p r o p e l i c o r g a ni c ma t t e r Th e a l k an e d i s t r i b u ti o n wa s c h a r a c t e r i z e d b y a b a c k e n d b i a s e d a n d b i mo d al p a t t e rn Th e ( n C 2 l + n C 丑) ( n C 2 8 C 2 9 )a n d a c a C 2 7 R a a a C 2 9 R r a t i o s w e i e i n c r e asi n g ， w h i l e t h e P r P h r a t i o W as d e c r e a s i n g Al l t h e s e v a r i a t i o ns a l s o i n dic a t e d that the S O U l e o r g a n i c ma t t e r Was c h a n g i n g f r o m t e r r i g e n o u s t o ma r i n e，a n d t h e d e pos i t i o n a l e n v i r o n m e n t W as c h a n gin g f r o m o x i c t o d y s o x i c c o n di t i o n s Ke y wo r d s ：g e o c h e mi c a l c h a r a c t e r i s t i c s ；t r a n s i t i o n a l s o u r c e r o c k s ；c o n t i n e n t a l ma r g i n r i f t i n g s t a g e ；B o n a p a e Ba s i n；Au s t r a l i a 收稿 日期 ： 2 0 1 4 0 3 0 5 ； 修订 日期 ： 2 0 1 5 - 0 3 1 8 。 作者简 介 ： 侯宇 光( 1 9 7 9 一)， 男 ， 副教授 ， 从事油气地质 、 盆地分析教学和科研工作 。E - m a i l ： s p o r t h y g 1 2 6 t o m。 通信 作者 ： 何生 ( 1 9 5 6 一 ) ， 男 ， 教授 ， 博 士生导师 ， 从事油气成藏 、 非常规油气地质教学与研究 。E - m a i l ： s h e n g h e c u g e d u c n 。 基金项 目： 国家油气重 大专项 ( 2 o o 8 z x O 5 o 3 O O 2 ) ， 国家 自然基 金项 目( 4 1 3 0 2 1 l 1 ) ， 中国地质大学 ( 武汉 ) 中央高校基本科研业务费专项资金 资助项 目( C U G L 1 1 0 2 4 7 ) 和中国地质大学( 武汉) 构造与油气资源教育部重点实验室基金项目( T P R 2 0 1 3 1 9 ) 联合资助。 第 3 期 侯宇光， 等 澳大利亚波拿巴盆地大陆边缘裂陷期海陆过渡相烃源岩地球化学特征与发育模式 3 7 9 表 2 澳大利亚波拿巴盆地侏罗系烃源岩生物标志化合物参数 Ta b l e 2 Bi o ma r k e r s o f J u r a s s i c s o ur c e r o c k s i n Bo n a p a r t e Basi n，Au s t r a l i a 和低等水生生物所 占比重。从表 2和图 7可知 ， L o n d o n d e r r y断 隆 P l o v e r和 E l a n g组 的 彻 C ， 7 R C ， 。 R比值均小于 1 ， S a h u l 凹陷在 0 4 8 2之间 变化 。 而 S a h u l 断隆则均高于 1 ， 这一特征说明烃源 岩母质来源明显受陆源输入的影响 ， 由陆地向海盆 方向， 高等植物输入逐渐减弱 ， 水生生物来源逐渐 增强 。 从图 7所反映的不同构造单元烃源岩三环萜 烷 、 孕甾烷的相对含量 ， 以及表 2中常用于烃源岩 成熟度参数 的 T s T m和 C 。 ( + 0 ； ) 比值 的变化来看 来 自 S a h u l 断隆和 S a h u l 凹陷的烃源 岩样 品具有相对更为 丰富的三环萜烷 和孕 甾烷 ， S a h u l 断 隆烃 源岩的 T s T m 比值 明显 高于其 他 2 个构 造单 元 ， 而 L o n d o n d e r r y断 隆最 低 ； C 。 ( + ) 比值也具有相似 的变化趋势 。这均说 明， 有机质成熟度 由东部 的 S a h u l 断隆 ， 向中部 的 S a h u l 凹陷和西部 的 Lon d o n d e r r y断隆是逐 渐降低 的， 这也与镜质体反射率的测试结果一致。 3 烃源岩发育的构造一沉积背景 从早一 中侏罗世开始 ， 受澳大利亚大陆与印度 板块、 南极洲板块之间分离产生的伸展应力作用控 制 ， 在区域近南北或北北西一南南东方向的伸展构 造背景下 ， 澳 大利 亚西北大 陆边缘 进入裂陷活跃 期 1 5 - 1 6 。早 中侏罗一晚侏罗世是波拿巴盆地大陆 边缘裂陷的主裂陷幕 ( 裂 陷 I 幕 ) ， 此 时隆起规模 大 ， 裂 陷深度大、 范围小 ， 强烈的差异抬升和沉降作 用造 就 了 波 拿 巴 盆 地 “ 大 隆 小 凹”的 构 造 格 局 1 7 - 1 8 。裂陷为烃源岩的形成提供 了高可容纳空 间和欠补偿 的沉积环境 ， 而“ 隆凹相间” 的沉 积格 局有利于半封闭一半开放沉积水体的形成。 在大陆边缘裂 陷的活跃 期 ， 波拿 巴盆地基底 - 3 8 2 石 油 褒 绣 沾 届 第 3 7卷 潜力 J 石油实验地质， 2 0 1 0 ， 3 2 ( 3 ) ： 2 3 8 - 2 4 1 Hu a n g Ya n q i n g， B a i Gu o p i n g P e tr o l e u m g e o l o g i c a l f e a t u r e s a n d e x - p l o r a t i o n p o t e n t i a l a n a l y s e s o f t h e B o n a o a r t e b a s i n ， A u s t r a l i a J P e t r o l e u m G e o l o g y E x p e ri m e n t ， 2 0 1 0 ， 3 2 ( 3 ) ： 2 3 8 2 4 t 7 Ke n n a r d J M， D e i g h t o n l ， E d w a r d s D S ， e t a 1 S u b s i d e n c e a n d t h e r ma l h i s t o r y mo d e l i n g ： Ne w i n s i g h t s i n t o h y d r o c a r b o n e x p u l s i o n f r o m mu l t i p l e p e t r o l e u m s y s t e ms i n t h e P e t r e l S u b b a s i n， Bo n a p a r t e B asi n C S e d i m e n t a r y B a s i n s o f We s t e r n A u s t r a l i a 3 ： p r o c e e d i n g s o f p e t rol e u m e x p l o r a t i o n s o c i e t y o f Au s t r a l i a s y mp o s i u m Pe r t h： WA ， 2 0 0 2： 4 0 9 43 7 8 P r e s t o n JC， E d w a r d s D s T h e p e t ro l e u m g eoc h e mi s t r y o f o i l s and sou r c e r o c k s f r o m t h e No r t h e rn B o n a p a r t e Basi n， o ff s h o re n o r t h e r n A u s t r a l i a J A P P E A J o u r n a l ， 2 0 0 0 ， 4 0 ( 1 ) ： 2 5 7 2 8 2 9 段威 ， 侯宇光， 何 生 ， 等 澳大 利亚波 拿巴盆 地侏 罗系烃 源岩 热史及成熟史模拟 J 地质科技情报 ， 2 0 1 l ， 3 0 ( 3 ) ： 6 5 7 1 Du an We i ， Ho u Yu g u a n g， He S h e n g， e t a1 J u r ass i c s o u r c e roc k t h e r mal an d ma t u ri t y h i s t o ry mod e l i n g i n t h e Bo n a p a r t e B a s i n o f A u s t r a l i a J G e o l c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o gy I n f o rma t i o n ， 2 0 1 1 ， 3 0 ( 3 ) ： 6 5 7 1 1 0 A mb r o s e G J J u r a s s i c s e d i m e n t a t i o n i n t h e B o n a p a r t e a n d n o rt h e r R B rows e Basi n s ： n e w mo d e l s f o r r o c k d e v e 1 o p m c n t ， h y d r o c a r b o n c h a r g e a n d e n t r a p me n t C T i m o r S e a p e t r o l e u m g e o s c i e n e e s ： p r o c e e d i n g s o f t h e Ti mo r S e a s y mp o s i u m s 1 ： N o rt h e rn T e r r i t o ry Ge o l o g i c al S u r v e y ， 2 0 0 4 1 1 傅 宁， 邓运华 ， 张功成 ， 等 南海 北部叠合断 陷盆地海陆过 渡 相烃源岩及成藏贡献： 以珠二坳陷白云凹陷为例 J 石油 学报 ， 2 0 1 0 ， 3 1 ( 4 ) ： 5 5 9 - 5 6 5 F u Ni n g， De n g Yu n h u a ， Zh a n g Ge n g e h e n g， e t a 1 Tr a n s i t i o n al s o u r c e r o c k a n d i t s c o n t ri b u t i o n t o h y d r o c arb o n a c c u mu l a t i o n i n s u p e ri mp o s e rif t s u b s i d e n c e b a s i n o f n o r t h e rn S o u t h Ch i n a S e a： T a k i n g B a i y u n S a g o f Z h u I I D e p r e s s i o n as a n e x a m p l e J A e t a P e t rol e i S i n i c a ， 2 0 1 0 ， 3 1 ( 4 ) ： 5 5 9 5 6 5 1 2 邓运华 试论 中国近海 两个坳 陷带油 气地质 差异性 J 石 油学报 ， 2 0 0 9 ， 3 0 ( 1 ) ： 1 - 8 De n g Yu n h u a An aly s i s o n d i ff e r e n c e s of pet r o l e um t y p e an d g e o l o - g i c al c o n d i t i o n s b e tw e e ntwo d e p re s s i o n b e h s i n C h i n a o ff s h o re J A c t a P e t rel e i S i n i c a ， 2 0 o 9 ， 3 0 ( 1 )： 卜8 1 3 E y l e s N， M o ry A J ， B a c k h o u s e J ， C a r b o n i f e rou s P e r mi a n p l a y n o s t r a t i g r a p h y o f we s t Au s t r a l i an ma r i n e rif t b a s i n s ： r e s o l v i n g t e c - t o n i c and e u s t a t i e c o n t r o l s d u ri n g G o n d w ana n g l a c i a t i o n s j Pala e o g e o g r a p h y， Pala e o c l i ma t o l o g y， Pa l a e o e c o l o g y， 2 0 0 2， 1 8 4 ( 3 4 )： 3 0 5 3 1 9 1 4 H a l p i n J A， C r a w f o r d A J ， D i r e e n N i G， e t a 1 N a t u r al i s t e P l a t e a u ， o ff s h o r e W e s t e rn Au s t r a l i a： A s u bma r i n e wi n d o w i n t o Go n d wan a ass e mb l y and b r e a k J Ge o l o gy， 2 0 0 8 ， 3 6 ( 1 ) ： 8 0 7 8 1 0 1 5 V e e v e r s J J ， C o t t e ri l l D We s t e m marg i n o f A u s t r a l i a ： E v o l u t i o n o f a ri f t e d a r c h s y s t e m J G e o l o g i c a l S o c i e t y o f Am e ri c a B u l l e t i n ， 1 9 7 8 ， 8 9 ( 3 ) ： 3 3 7 3 5 5 1 6 F r a n k o w i c z E， M c C l a y K R E x t e n s i o n a l f a u l t s e g m e n t a t i o n and l i n k a 罾 e s ， B o n a p a r te B a s i n ， o u t e r N o r t h We s t s h e l f ， A u s tr ali a J A A P G B u l l e t i n， 2 0 1 0 ， 9 4 ( 7 ) ： 9 7 7 1 0 1 0 1 7 J a b l o n s k l D， S a l t t a A J P e r mi an t o L o w e r C r e t a c e o u s p l a t e t e e t o n i c s a n d i t s i mp a c t o n the t e e t o n o s t r a t i g r a p h i c d e v e l o p me n t o f t h e w e s t e r n A u s t r al i a n mar gin J A P P E A J o u rnal， 2 0 0 4( 1 ) ： 2 8 73 2 8 1 8 龚承林， 王英民， 崔刚， 等 北波拿巴盆地构造演化与层序地 层学 J 海洋地质与第四纪地质， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 2 ) ： 1 0 3 - 1 0 9 Go n g Ch e n g l i n， W a n g Yi n g mi n， Cu i Ga n g ， e t a1 Te c t o n i c e v o l u - t i o n and s e q u e n c e s t r a t i g r a p h y o f p a s s i v e c o n t i n e n t al m argin d eep - w a t e r b a s i n ( N o r t h B o n a p a r t e B asi n ) J Ma r i n e G e o l o g y& Q u a t e rna r y G e o l o g y ， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 2 )： 1 0 3 1 0 9 1 9 国朋飞， 何生 ， 朱书奎， 等 利用三环萜烷对比泌阳凹陷生物 降解油油源 J 石油实验地质 ， 2 0 1 5 ， 3 7 ( 1 ) ： 8 0 - 8 7 Gu o Pe n g f e i ， He S h e n g， Z h u S h u k u i ， e t a1 Ap p l i c a t i o n o f t r i c y c l i c t e r p anes i n b i o d e g r a d e d o i l s o u r c e c o r r e l a t i o n i n B i y ang s a g J P e t rol e u m G e o l o g yE x p e ri me n t ， 2 0 1 5 ， 3 7 ( 1 ) ： 8 0 8 7 2 O 余箐， 徐国 盛， 徐畴吴， 等 南美 L l ano s 盆地中部地区烃源岩与原 油地球化学特征 J 石油实验地质 ， 2 0 1 5， 3 7 ( 1 ) ： 7 1 - 7 9 Y u Q i a n g ， X u G u o s h e n g ， X u F a n g h a o ， e t a 1 G e o c h e mi c al f e a t u r e s o f s o u r c e r o c k s a n d c r u d e o i l s i n c e n t r al L l a n o s B a s i n， S o u t h Am e ri c a J P e t r o l e u m G e o l o gy E x p e ri m e n t ， 2 0 1 5 ， 3 7 ( 1 ) ： 7 l 一 7 9 2 1 杨香华， 何生， 姚光庆， 等 澳大利亚西北陆架层序地层、 油气富 集规律与成藏动力学研究 R 武汉 ： 中国地质 大学 ， 2 0 1 0 Yan g Xi a n g h H a， He Sh e n g ， Ya o Gu an g q i n g， e t a 1 S e q u e n c e s t r a - t i g r a p h y， h y d roc a r b o n e n ric h me n t r e g u l a r i t y an d a c c u mu l a t i o n d y n a mi c s i n t h e N o rt h We s t S h e ff o f A u s t r al i a R Wu h a n： Ch i n a Un i v e r s i t y o f Geo s c i e n c e s ， 2 01 0 ( 编辑黄娟 )