塔里木盆地台盆区海相油气藏是一个复杂的含油气系统，普遍经历多期油气充注和多期构造调整改造，油气相态复杂多样，轻质/凝析油藏的成藏演化过程复杂，油气来源仍存在争议。开展塔里木盆地复杂油气系统中轻质/凝析油藏的原油来源、演化与成藏等方面的综合研究，对该盆地海相轻质/凝析油气勘探具有十分重要的意义。芳烃是轻质/凝析油的重要组分，其有机组成及稳定氢同位素分布特征对原油的母质来源、热成熟度及次生改造等方面的研究具有重要的指示意义。
针对塔里木盆地塔中轻质/凝析油藏的复杂特征，中国科学院广州地球化学研究所廖泽文研究员课题组程斌副研究员以轻质/凝析油藏中单甲基芳烃化合物（甲苯、甲基萘、甲基菲和甲基二苯并噻吩）为主要研究对象，结合原油碳氢同位素和单甲基芳烃氢同位素的分布特征以及盆内晚寒武世SPICE（Steptoean Positive Carbon Isotope Excursion）事件沉积地层的碳氢同位素演化特征，探讨了塔中地区不同构造带上轻质/凝析油的热成熟度、遭受的气洗作用过程以及与上寒武统烃源岩的关联性。结果显示，塔中ZG432井轻质/凝析油（δ13C= -29.53‰）富集13C同时也亏损2H，明显不同于塔中地区其他的轻质/凝析油，而与TZ62(S)原油的碳氢同位素组成特征相似（图1）。与塔中10号构造带上的轻质/凝析油相比，塔中Ⅰ号构造带上更多的轻质/凝析油中甲基环己烷、甲苯和 甲基萘亏损2H。
图1 塔中轻质/凝析油的（a）全油碳氢同位素特征，（b）通过二甲基萘参数（DNR）和甲基二苯并噻吩参数（MDR）计算热成熟度值范围，（c）甲基环己烷（MCH）与甲苯（Tol）氢同位素分布特征，以及（d）1-甲基萘（1-MN）与2-甲基萘（2-MN）氢同位素分布特征
塔里木盆地芙蓉统（下丘里塔格组、突尔沙克塔格组）地层记录的晚寒武世SPICE事件以 δ13Corg 正漂移（最大漂移点δ13Corg 值约为-28‰）耦合δ2Horg 负漂移为主要特征（Wang et al., 2022），且芙蓉统地层δ13Corg 值主体范围（-29‰ ~ -27‰）和甾萜烷生物标志物分布特征（Wang et al., 2023）均与富集13C原油相似，推测塔里木盆地台盆区海相富集13C且亏损2H的原油可能主要来自寒武系芙蓉统潜在烃源岩的贡献。晚寒武世SPICE事件时期生物的灭绝与更替明显受到沉积相的控制（Wang et al., 2024），通过对比寒武纪芙蓉期前后塔里木盆地沉积相的演化特征，本研究推测晚寒武世SPICE事件沉积的潜在烃源岩主要发育在海退后残留的局限封闭沉积环境，如泻湖相沉积环境。
塔中地区奥陶系储层接受了三期烃类充注，加里东期充注原油因地壳抬升而遭到破坏，海西-印支期充注原油叠加了喜山期高熟天然气侵入，导致分布在塔中Ⅰ号断裂带上轻质/凝析油藏遭受到后期更强的气洗作用改造，使其热成熟度略高于塔中10构造带。在海西-印支期，另一部分来源于塔中构造低洼区的芙蓉统潜在烃源岩的烃类流体通过塔中 I 和 10 号断层带运移到奥陶纪储层中（图 2）。
图2 塔里木盆地塔中地区油气从烃源岩（包括推测的寒武系芙蓉统烃源岩）到奥陶系储层的充注过程示意图
本研究利用芳烃与原油氢同位素示踪了塔中复杂轻质/凝析油藏的来源、演化与成藏，初步预测了塔里木台盆区与晚寒武世SPICE事件相关的潜在烃源岩的沉积环境，评估了对塔中海相油藏的贡献，有望扩大台盆区海相油气资源潜力，具有重要的理论与应用价值。
该研究成果于近期发表在国际石油地质学主流期刊《AAPG Bulletin》上，得到了国家自然科学基金（42272144）和多圈层作用油气富集理论（THEMSIE04010104）等项目的共同资助。
论文信息： Bin Cheng (程斌), Yiman Zhang (张义曼), Zhiwei Wei (韦志伟), Hanyu Deng (邓晗宇), Haozhe Wang (王浩哲), Yun Li (李芸), Liangliang Wu (吴亮亮), Wenmin Jiang (蒋文敏), Haizu Zhag (张海祖), Zewen Liao* (廖泽文). Using δD of methyl aromatics and oils to trace the reservoir charging characteristics of complex petroleum systems in Tarim Basin, northwestern China. AAPG Bulletin, 2025, 109(1), 1-34.https://doi.org/10.1306/09202423007.
论文链接：
https://pubs.geoscienceworld.org/aapg/aapgbull/article/109/1/1/650876
参考文献：
Wang, H., Zhang, H., Zhang, Y., Cheng, B., Deng, Q., Wang, D., Liao, Z., 2024. Sedimentary facies controlled biogeochemical process of biotic extinction and turnover across the Cambrian SPICE event. Communications Earth & Environment, 5(1), 683.
Wang, H., Zhao, G., Cheng, B., Zhang, H., Liao, Z., 2023. Molecular record of the SPICE event in well YD2, Tarim Basin: Insights from catalytic hydropyrolysis of kerogens. Marine and Petroleum Geology, 148, 106038.
Wang, H., Deng, Q., Cheng, B., Zhang, H., Liao, Z., Peng, P., 2022. Synchronous positive δ13Ccarb and δ13Corg excursions during 497–494 Ma: From a CO2 concentrating mechanism dominated photosynthesis? Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 602, 111160.
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