摘要
石西区块在构造上位于鄂尔多斯盆地东缘中部，面积约50.52km2，近几年钻探井结果表明区块内煤系气资源储量丰富，具有较高的开发潜力。本文以石西区块本溪组-下石盒子组烃源岩为研究对象，基于有机地球化学、元素地球化学、沉积岩石学等理论基础，通过有机碳含量、岩石热解、氯仿沥青“A”、干酪根碳同位素、主微量元素、低场核磁共振等技术手段，开展了研究区本溪组-石盒子组烃源岩评价及其沉积古环境分析，进而揭示有机质富集的机理，为石西区块煤系气的勘探与评价提供理论指导。取得主要成果和认识如下： 石西区块煤系烃源岩中有机质丰度较高，不同岩性有机质丰度差异较大。炭质泥岩中有机碳含量（TOC）为1.92%~9.33%，煤中有机碳含量（TOC）为57.11%~77.63%；炭质泥岩中生烃潜量为0.08~1.26mg/g，煤中生烃潜量为2.53~6.37mg/g；炭质泥岩中氯仿沥青“A”含量为0.005%~0.018%，煤中氯仿沥青“A”含量为0.027%~0.067%。烃源岩有机质类型以为Ⅲ型干酪根为主，烃源岩中有机质来源主要来源为陆生高等植物，少量来源为低等的水生生物。烃源岩有机质成熟度为过成熟阶段。 石西区块本溪组-石盒子组主量元素和微量元素结果表明，Si含量最高，其次是Al、Fe，其余主量元素含量相对较低。通过与上地壳均值（UCC）对比，样品中主要元素表现出不同的程度的富集或亏损，Si和Ti是主要富集的元素。Mo和Re表现为异常富集， Zr、Nb、Cd、In、Sb、Hf、Pb、Bi、Be、Cu、Zn、Ga和Ta元素表现为轻度富集。 石西区块样品中孔隙特征表明，孔隙类型主要以介孔和宏孔为主，砂岩中几乎没有微孔，烃源岩中微孔较发育。孔喉类型主要以微小孔喉为主，其次是裂隙，大中孔喉占比最少。相对烃源岩，砂岩中大中孔喉和裂隙较发育。有机质含量影响孔隙发育，有机质含量低时，随着有机质含量增加，孔隙体积也会增多；有机质含量超过一定数值后，随着有机质含量增加，孔隙体积反而是减小的趋势。 基于元素地球化学指标，对研究区纵向上沉积环境演化特征进行分析。本溪组古气候由温湿向干旱炎热转变，太原组整体为温暖湿润气候，山西组气候波动变化，早期为温湿气候，然后气候变得干旱炎热，中期转变为湿润气候，末期为偏半潮湿半干旱气候。下石盒子组整体偏半潮湿半干旱气候。本溪组-太原组时水体盐度较高，到山西组时，水体盐度开始逐渐降低，而到山西组沉积末期水体盐度逐渐增加，与气候变化有关。下石盒子组沉积水体总体为淡水沉积环境，与古气候变化基本一致，受古气候变化影响。本溪组属于弱氧化弱还原环境，太原组属于氧化环境，山西组偏弱氧化弱还原环境，下石盒子组属于氧化环境。高NiEF、CuEF值说明古生产力水平高，太原组-山西组时，NiEF、CuEF值最高，代表古生产力水平最高。 通过对沉积环境指标和有机碳含量（TOC）进行相关性分析，得出古氧化还原条件和古盐度是有机质富集的主控因素，其次是古气候，古生产力水平对有机质富集的影响最小。因此，研究区本溪组-下石盒子组烃源岩中有机质的富集是多种因素共同影响的结果，其中古氧化还原条件和古盐度是主控因素。
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