1.古近系孔店组
孔店组烃源岩的有机碳含量在苏北盆地和昌潍坳陷最高,其次是黄骅坳陷、济阳坳陷(附图59)。黄骅坳陷孔二段泥岩有机碳含量平均3.10%,最高可到9.15%。冀中坳陷沙四段和孔店组未分开,其岩石样品有机碳含量主要分布于0.4%~3.0%之间,其中在廊固凹陷有机质丰度相对最高,有机碳含量平均为0.70%;晋县次之,有机碳平均含量为0.58%,饶阳、霸县、深县、徐水、保定凹陷有机质丰度依次降低。昌潍坳陷孔二段暗色泥岩的有机碳含量多在0.4%~8.0%之间,有机质丰度高的地区主要是在昌67、昌64、央5、央6等凹陷的较深部位,有机碳含量多在2.0%以上。临清坳陷的东部孔二段有机碳含量低于0.5%。苏北盆地阜二段烃源岩有机碳含量一般大于1.0%,在各凹陷中的平均值为1.23%~1.89%;阜四段烃源岩,有机碳在各凹陷中的平均值在0.88%~1.39%之间。在渤中坳陷和辽河盆地已证实有孔店组存在,但缺乏分析数据,本次未能成图。济阳坳陷由于钻达孔二段的井较少,仅从几个井点的分析资料看,有机质含量差别较大。
从有机质类型分布看,靠近郯庐断裂带附近或位于断裂带内的地区(昌潍坳陷、苏北盆地)有机质类型较好,主要以Ⅰ、Ⅱ1型为主;除了黄骅坳陷的沧州-皮南凹陷外,其余地区的有机质类型以Ⅱ2-Ⅲ性为主(附图54)。结合构造沉降曲线可以看出,黄骅坳陷和昌潍坳陷在孔二段沉积时期的构造沉降量是研究区中最大的,而且其沉积速率也是较大的。这也说明了坳陷的构造沉降和沉积对有机质品质的控制作用。
2.古近系沙四段
沙四段有机碳含量最高的地区是济阳坳陷的东营凹陷和辽河盆地的西部凹陷(附图60),其有机碳含量大部分在2%以上,往西至冀中坳陷和往南至临清坳陷(东濮凹陷),尽管暗色泥岩的厚度巨大,但有机碳的含量远比不上东营凹陷,这些地区沙四段的有机碳含量为1.0%~1.5%。有机质类型的分布也与坳陷在郯庐断裂带的位置有关。在济阳坳陷、临清坳陷和辽河盆地,主要是以Ⅰ型或Ⅰ-Ⅱ型有机质为主,往西到冀中坳陷有机质类型变差,以Ⅲ型为主(附图55)。
3.古近系沙三段
沙三段暗色泥岩的有机碳含量平面分布的格局与沙四段相似,除东营凹陷外,其余地区的有机碳含量比沙四段高(附图61)。特别是济阳坳陷的大部分地区,其有机碳含量在2.0%~5.0%之间,南堡凹陷的有机碳含量在1.0%~2.0%之间。渤中坳陷根据有限的实测点结合沉积相分布,也显示了较高含量的有机碳值。有机质类型的分布(附图56),除济阳和临清坳陷保持优良外,冀中坳陷也有变好的趋势(从沙四段的Ⅲ型为主变为Ⅱ2-Ⅱ1型为主)。沙三段的有机质类型与有机碳含量的分布与该段暗色泥岩的厚度分布基本是对应的,既暗色泥岩厚度大的地方,有机质类型好、有机碳含量高。沙三段暗色泥岩的有机碳含量和有机质类型均比沙四段好。
4.古近系沙一段
沙一段暗色泥岩有机碳含量的分布和有机质类型的分布与其厚度分布基本是对应的。相对于沙三段济阳坳陷整体的有机碳含量较高而言,沙一段有机碳含量高值区往北迁移到沾化凹陷,但在黄骅坳陷有机碳含量也是较高的,大部分地区达到2%以上(附图62)。有机质类型在济阳坳陷和临清坳陷以Ⅰ型为主,在黄骅坳陷则是Ⅰ-Ⅱ1型为主,往西到冀中坳陷变差(附图57)。
5.古近系东营组
东营组的有机碳含量在济阳坳陷北部的沾化和车镇凹陷仍可达到2%以上。此外在辽河盆地南部、南堡凹陷和歧口凹陷等地区的有机碳含量达到1%以上。在渤中坳陷区,根据有限的实测点结合沉积相分布,有机碳含量平均值到达2.8%(附图63)。有机质类型以Ⅲ型为主,在有机碳含量低的地区,有机质类型为Ⅲ型,而在沾化凹陷也有达到Ⅰ型的。渤中坳陷为Ⅱ1型有机质(附图58)。
综合上述古近、新近系主要层系烃源岩的发育分布和地球化学特征,可以得出以下的认识:
1)不同地区自湖盆边缘向湖盆中心,有机质丰度变高,有机质类型变好。陆相断陷盆地沉积有机质的生物组合具有从陆生及水生生物相混合逐渐过渡到以水生生物组合为主的特征,向湖盆中心,陆源有机质的影响减弱,湖相有机质的影响增强。渤海湾盆地属封闭、半封闭自成体系的湖盆,沉积有机质的类型与含量明显受沉积相带控制,由于湖盆的沉积相带多呈环带状分布,因而,有机质类型与丰度的平面分布往往也呈环带状,较好有机质类型及较高有机质丰度区一般在半深湖-深湖沉积相带。受盆地基底断裂模式的影响,盆地在某一时期的具体构造特征决定了盆地沉积相带的平面分布,在盆地的不同部位,其沉积相带展布及变化是不一样的。单断式“箕状”断陷是我国许多陆相断陷盆地的特征,它一边为深断裂,一边为平缓的斜坡,在深断裂一侧,同一沉积相带往往要比斜坡一侧窄,同时相变也较快。因而其有机质类型与丰度平面分布特征也相应地表现为向断裂一侧偏移。
2)从平面上看,盆地构造沉降的差异,造成同一时期不同盆地,甚至同一盆地的不同部位可存在不同的类型湖泊,产生不同类型的烃源岩。孔店组烃源岩的有机质丰度及类型与其暗色泥岩的分布具有良好的相关性,不仅厚度厚于北部,并且烃源岩的有机质丰度及类型皆优于北部。而沙四上亚段,在东营凹陷富有机质的湖相页岩和油页岩较为发育,有机质类型好,有机质丰度高,而同属济阳盆地的车镇凹陷,则相变为一套夹有劣质的滨浅湖相沉积至渤海海域沙四段则暗色泥岩厚度及质量均较低,在陆域不发育的东营组,在渤海海域却形成了具有巨大生烃潜力的烃源岩层系。在郯庐断裂西侧由东向西,沙三、四段烃源岩皆有机质丰度变低、类型变差的特点,如济阳坳陷沙四段主要以Ⅰ型为主,至临清坳陷则变为以Ⅱ型为主,而到了冀中坳陷则变为Ⅱ2-Ⅲ型,有机质碳含量由4.0%~5.0%降至1.0%~2.0%,至冀中坳陷则降为1.0%。
3)纵观研究区内,不同地区烃源岩的发育,在时间上和规模上虽存在一定的差异,但有一定的规律性。如济阳坳陷,最早的沙四上亚段,以南部的东营凹陷最为发育,存在富有机质的页岩和油页岩沉积,有机质丰度高,有机质类型好,向北到沾化凹陷和车镇凹陷,烃源岩的厚度、有机质丰度及类型均变差。沙三段烃源岩在东营和沾化凹陷均较为发育,但北部的沾化凹陷,质量和厚度已优于东营凹陷。沙一段烃源岩,由于埋深等因素的影响,在东营凹陷为非有效烃源岩,但在沾化地区已经能够形成一定的储量。特别需要指出的就是东营组这套在陆域没有多大潜力的层系,向东北成为渤海海域的一套极好烃源岩。不同凹陷、不同烃源层的差异性,显示出随地层时代的变新,烃源岩层由南向北逐渐变好的特点。而对于同一盆地,不同的演化阶段,也会出现不同的湖泊类型,形成不同类型的烃源岩。陆相断陷盆地烃源岩发育的上述特点,造成烃源岩不仅在平面上富于变化,而且在垂向上相互叠置,这是造成研究区内油源情况存在差异的主要原因。
总之,郯庐断裂两侧盆地烃源岩具有丰富的有机质,研究烃源岩的有效性,确认发育有机质富集层的优质烃源岩的空间展布规律,为人们深入揭示油气生成、运移、聚集及富集规律,确定进一步的勘探方向,特别是对今后隐蔽油气藏的勘探,具有十分重要的意义。