Geochemical characteristics and hydrocarbon generation evolution of Upper Paleozoic coal measures in Jizhong Depression, Bohai Bay Basin

Ping GUO

doi:10.11764/j.issn.1672-1926.2020.05.013

2020 , Vol. 31 >Issue 9: 1306 - 1315

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2020.05.013

Geochemical characteristics and hydrocarbon generation evolution of Upper Paleozoic coal measures in Jizhong Depression, Bohai Bay Basin

Ping GUO

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College of Engineering Technology, College of Resource Exploration and Engineering, Yangtze University, Jingzhou 434020, China

Received date: 2020-03-03

Revised date: 2020-05-12

Online published: 2020-09-04

Fold

Highlights

In order to deepen the geological understanding of the source rocks of the Upper Paleozoic coal measures in Jizhong Depression of Bohai Bay Basin, the organic geochemical experiment is used as the research method to analyze the geological characteristics of the source rocks of the Upper Paleozoic coal measures in Jizhong Depression, evaluate the hydrocarbon generating capacity, and discuss the hydrocarbon generating evolution process by using the burial history-thermal history analysis and regional geological background. The results show that the organic carbon abundance of Upper Paleozoic source rocks in Suqiao Wen'an area, Wuqing Depression and Dacheng Uplift of Baxian Depression is the highest, followed by Hexiwu structural belt in Langgu Depression, and Shenxian and Shulu depressions are relatively low; the content of Upper Paleozoic coal macerals in the northeast of Jizhong Depression is the highest in Suqiao area, with an average of 29.1%, and the content of crust is more than 20%. The number of samples accounts for more than 80% of the total number of samples; the thermal evolution of hydrocarbon generation has experienced low maturity stage, secondary maturity stage, high maturity condensate wet gas stage and over mature dry gas stage; the burial depth of source rock of coal measures at the end of Cretaceous was about 1 200-2 000 m, and R _O was 0.5%-0.7%, reaching the evolution state of primary hydrocarbon generation stage; the maximum burial depth of source rock of coal measures in Paleogene was more than 7 000 m, exceeding the maximum burial depth or paleotemperature in Mesozoic, the secondary hydrocarbon generation begins, and it has superior resource potential.

Cite this article

Ping GUO . Geochemical characteristics and hydrocarbon generation evolution of Upper Paleozoic coal measures in Jizhong Depression, Bohai Bay Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2020 , 31(9) : 1306 -1315 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2020.05.013

0 引言

渤海湾盆地上古生界石炭系—二叠系发育煤系烃源岩层，具有较大的生烃潜力和勘探前景。经过几十年的勘探，渤海湾盆地相继发现以上古生界石炭系—二叠系煤系为烃源岩的油气藏，并逐步成为油气勘探的新领域^[1-5]。20世纪80年代，冀中坳陷苏桥、文安煤成油气田取得发现，揭开了渤海湾盆地上古生界石炭系—二叠系煤系烃源岩勘探的序幕^[6]。90年代末，黄骅坳陷乌马营潜山发现与石炭系—二叠系煤系地层有关的油气藏，显示出良好的生烃潜力^[7]。进入21世纪后，东濮坳陷和济阳坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩被证实具有较好的生烃潜力，存在2期生烃作用^[8-12]。黄骅坳陷埕海潜山、歧北潜山、乌马营潜山获得以石炭系—二叠系煤系为主力烃源岩的油气勘探重大突破，形成规模增储，被再次证实其较大的勘探前景^[13-17]。

冀中坳陷上古生界石炭系—二叠系煤层、炭质泥岩和暗色泥岩组成煤系地层较为发育，早期已经取得了一定的勘探发现^[18-19]。前人研究认为冀中坳陷晚古生代石炭纪—二叠纪经历“三沉两抬”的构造演化过程^[20]，含煤层系沉积环境由陆表海堡岛沉积逐渐发育为浅水三角洲平原泥炭沼泽聚煤环境，并划分为堡后泥炭坪、潮坪泥炭坪、潟湖泥炭坪、潮汐三角洲泥炭坪及浅水三角洲平原泥炭沼泽5种模式类型^[21]，具有东浅西深、南浅北深的构造格局^[22]，煤系烃源岩存在2期生烃阶段^[23-24]。但是由于该地区勘探程度较低，对该套烃源岩成因、生烃潜力等方面的认识不足，制约了该地区油气勘探和开发。本次研究以有机地球化学实验作为重要研究手段，详细分析冀中坳陷上古生界石炭系—二叠系煤系烃源岩地质特征、评价生烃能力，利用埋藏史—热史分析，结合区域地质背景，探讨生烃演化过程，以期对该区上古生界煤系烃源岩油气勘探提供借鉴。

1 地质背景

冀中坳陷位于渤海湾盆地西部，是一个中、新生代多旋回陆相叠合型盆地^[25]。坳陷为一北东展布的负向构造，夹持于太行山和沧县隆起之间(图1)，北部为燕山褶皱隆起，南部为邢衡隆起，面积达到3.2×10⁴km²。古潜山为冀中坳陷重要的油气勘探领域^[19]，潜山地层发育元古界、古生界和中生界，其中古生界为潜山主要的勘探目的层系。

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图1 冀中坳陷构造单元

Fig.1 Tectonic units of Jizhong Depression

该区古生界已发现油气不仅来源于古近系暗色泥岩^[26]，上古生界石炭系—二叠系煤系烃源岩亦对其有重要贡献^[23]。随着勘探的深入，冀中坳陷上古生界煤系烃源岩逐渐成为潜山油气勘探实现突破的新目的层系。

冀中坳陷石炭系为一套在古风化夷平面之上发育起来的陆表海沉积层系^[21]，地层厚度小，包含地层单元有限，与上覆二叠系成因上密切联系在一起，故将二者统一进行描述。上古生界石炭系—二叠系自下而上包括本溪组、晋祠组、太原组、山西组、下石盒子组、上石盒子组、平顶山组和孙家沟组等8个岩石地层单元，其中太原组和山西组为煤系烃源岩地层（图2）。

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图2 冀中坳陷上古生界石炭系—二叠系地层综合柱状图

Fig.2 Comprehensive histogram of Carboniferous- Permian strata in Jizhong Depression

2 烃源岩评价及有机地球化学特征

本文研究样品采集于冀中坳陷霸县凹陷（201个样品）、廊固凹陷（43个样品）、武清凹陷（23个样品）、大城凸起（76个样品）、束鹿凹陷（45个样品）等，石炭系—二叠系煤系烃源岩有机地球化学数据主要来自于中国石油华北油田勘探开发研究院通过Leco碳硫测定仪、油气显示评价议、TLC/FID色谱分析仪等测定的实测实验数据。

2.1 分布

煤层分布广泛，但厚度变化较大。霸县凹陷文安地区煤层累计厚度一般在10~25 m之间，最大单层厚度为3 m；廊固凹陷北部煤层累计厚度一般为10~15 m，最大单层厚度为2.5 m；武清凹陷一般煤层累计厚度约为10 m，最大单层厚度为1.5 m；深县地区煤层累计厚度较薄，为5~10 m。

炭质泥岩在深县凹陷累计厚度一般为50~120 m，在文安斜坡和武清凹陷最大厚度在200 m左右；廊固地区最薄，累计厚度一般为20~50 m。深灰色泥岩在冀中东北部分布比较均匀，累计厚度一般为100~200 m。总厚度在平面上变化小，一般为200 m左右。另外，石盒子组浅灰色泥岩主要分布在文安地区，厚度为100 m左右。

2.2 有机质丰度

上古生界石炭系—二叠系烃源岩有机质丰度对比显示（表1），霸县凹陷的文安地区、武清凹陷和大城凸起最高，其次是廊固凹陷北部，深县凹陷、束鹿凹陷相对较低。

表1 冀中坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩有机质丰度综合数据

Table 1 Abundance data of organic matter in source rocks of Carboniferous-Permian coal measures

地区	岩性	有机碳/%	（S ₁+S ₂）/ (mg/g)	氯仿沥青“A”/%	总烃/(μg/g)	综合评价
霸县凹陷	煤层	$16.50 ~ 68.01 50.14 (65)$	$59.09 ~ 300.15 111.50 (53)$	$0.54 ~ 4.53 2.05 (4)$	$1565.00 ~ 7681.00 4796.00 (6)$	好烃源岩
	炭质泥岩	$1.11 ~ 29.54 15.43 (51)$	$18.94 ~ 98.63 34.57 (48)$	$0.19 ~ 0.61 0.20 (5)$	$112.00 ~ 891.00 588.00 (5)$
	暗色泥岩	$0.05 ~ 4.60 2.65 (85)$	$1.81 ~ 8.30 3.05 (85)$	$0.01 ~ 0.50 0.10 (7)$	$58.00 ~ 601.00 296.00 (7)$
廊固凹陷	煤层	$2.21 ~ 89.32 41.02 (16)$	$19.82 ~ 88.53 50.05 (13)$	$0.31 ~ 3.44 1.14 (4)$	$2137.00 ~ 9035.00 5390.00 (4)$	较好烃源岩
	炭质泥岩	$2.16 ~ 19.46 14.85 (6)$	$9.05 ~ 39.85 22.50 (4)$	0.56(1)	1738.00(1)
	暗色泥岩	$0.02 ~ 3.06 1.36 (21)$	$1.02 ~ 4.94 2.23 (13)$	$0.01 ~ 0.14 0.07 (2)$	$95.00 ~ 899.00 497.00 (2)$
武清凹陷	煤层	$5.21 ~ 110.22 56.11 (6)$	$64.33 ~ 290.75 130.50 (6)$	$0.11 ~ 5.14 3.44 (3)$	$228.00 ~ 1835.00 1062.98 (4)$	好烃源岩
	炭质泥岩	$1.21 ~ 18.54 14.41 (2)$	$8.05 ~ 59.11 36.86 (2)$			好烃源岩
	暗色泥岩	$0.02 ~ 4.46 1.65 (15)$	$0.12 ~ 5.04 1.65 (15)$	$0.01 ~ 0.34 0.05 (7)$	$45.00 ~ 418.00 244.75 (7)$	中等烃源岩
大城凸起	煤层	$3.21 ~ 120.22 54.47 (21)$	$24.44 ~ 210.11 86.67 (18)$	$0.49 ~ 5.93 3.00 (13)$	$4841.00 ~ 9567.00 7251.00 (10)$	好烃源岩
	炭质泥岩	$1.32 ~ 16.64 8.29 (8)$	$3.92 ~ 17.96 10.89 (8)$	$0.09 ~ 0.92 0.23 (5)$	$325.00 ~ 2003.00 965.00 (3)$
	暗色泥岩	$0.06 ~ 5.53 2.10 (47)$	$2.12 ~ 12.96 6.04 (34)$	$0.01 ~ 0.84 0.09 (23)$	$89.00 ~ 853.00 458.00 (5)$
束鹿凹陷	煤层	$2.36 ~ 87.61 24.39 (7)$	$13.57 ~ 120.01 40.28 (7)$		958.00(1)	中等烃源岩
束鹿凹陷	暗色泥岩	$0.15 ~ 5.50 2.03 (38)$	$0.62 ~ 4.56 2.89 (37)$		$59.00 ~ 725.00 407.00 (6)$	中等烃源岩

注： $0.62 ~ 4.56 2.89 37 = (最小值 — 最大值) 平均值 (样品数)$

（1）霸县凹陷文安地区石炭系为一套煤系好气源岩。煤层有机碳平均含量为50.14%，暗色泥岩有机碳平均含量为2.65%，炭质泥岩有机碳平均含量为15.43%；煤层生烃潜力平均为111.50 mg/g，暗色泥岩生烃潜力平均为3.05 mg/g，炭质泥岩生烃潜力平均为34.57 mg/g；煤层沥青“A”含量平均为2.05%，暗色泥岩氯仿沥青“A”含量平均为0.10%，炭质泥岩氯仿沥青“A”含量平均为0.20%；煤层总烃含量平均为4 796.00 μg/g，暗色泥岩总烃含量平均为296.00 μg/g，炭质泥岩总烃平均为588.00 μg/g。

（2）廊固凹陷为一套煤系较好气源岩。煤有机碳含量为41.02%，热解生烃潜量平均为50.05 mg/g；炭质泥岩有机碳含量为14.85%，热解生烃潜量为22.50 mg/g；暗色泥岩有机碳含量平均为1.36%，热解生烃潜量平均为2.23 mg/g。

（3）武清凹陷煤系为一套较好气源岩。其中，煤层有机碳平均含量为56.11%，炭质泥岩有机碳平均含量为14.41%，煤层生烃潜力平均为130.50 mg/g，炭质泥岩生烃潜力平均为36.86 mg/g，为一套好烃源岩。暗色泥岩有机碳平均含量为1.65%，只是生烃潜力和总烃含量相对较低，生烃潜力平均为1.65 mg/g，总烃平均为244.75 μg/g，为一套中等气源岩。

（4）大城凸起石炭系为一套煤系好气源岩。煤层TOC含量平均为54.47%，S ₁+S ₂值平均为86.67 mg/g，总烃含量平均为7 251.00 mg/L；暗色泥岩TOC含量平均为2.10%，S ₁+S ₂值平均为6.04 mg/g，总烃含量平均为458.00 mg/L，氯仿沥青“A”含量平均为0.09%。炭质泥岩TOC含量平均为8.29%，S ₁+S ₂值平均为10.89 mg/g，总烃含量平均为965.00 mg/L，氯仿沥青“A”含量平均为0.23%。二叠系石盒子组泥岩有机碳88.00%的样品TOC<0.50%，S ₁+S ₂值为0.08 mg/g，全部样品S ₁+S ₂值小于2.00 mg/g，为非气源岩。

（5）束鹿凹陷煤系为一套中等气源岩。煤层有机碳含量为24.39%，泥岩为2.03%，总烃含量分别为958.00 mg/L和407.00 mg/L，生烃潜量分别为40.28 mg/g和2.89 mg/g。

2.3 有机质类型

煤系烃源层总体为Ⅲ型有机质。同属Ⅲ型有机质的煤系烃源层，生成油气的能力及油气的性质也有所不同。通常用有机显微组分和热解氢指数来区分煤系烃源岩质量的优劣。

2.3.1 有机显微组分

冀中坳陷东北部石炭系—二叠系煤层显微组分以文安地区壳质组含量为最高，平均达29.1%，壳质组含量大于20%的样品数占样品总数的80%以上。文安地区石炭系—二叠系煤层显微组分中仍以镜质组含量为最高，在50%左右，镜质组以荧光基质镜质体为主，占镜质组的50%以上。

廊固凹陷煤层壳质组含量变化很大，有的高达45.9%，但多数样品小于20%。这一地区煤层中镜质组含量高达50%~96%，惰质组含量一般小于10%。

煤系烃源岩中，不同的岩类具有不同的显微组成。如文安地区石炭系—二叠系的壳质组含量以煤层最高(29.1%)，炭质泥岩次之(25.9%)，暗色泥岩最低（只有13.6%），相当于煤层和炭质泥岩的1/2。

2.3.2 热解氢指数

石炭系—二叠系煤系源岩文安地区石炭纪煤层热解I _H最高，平均为212.00 mg/g，炭质泥岩热解I _H与煤层的基本相当，但是石炭系—二叠系煤系泥岩的热解I _H比煤层和炭质泥岩的低得多，平均只有97 mg/g。热解I _H高显示出文安地区石炭系—二叠系煤系烃源岩中，煤层生烃能力最好，炭质泥岩与煤层相当或略次之，煤系泥岩则生烃能力最差。

2.3.3 煤系生气质量

从氢、碳原子比、饱和烃与芳香烃比值及有效碳/有机碳等指标分析（表2），冀中地区石炭系—二叠系煤系烃源岩的干酪根类型属Ⅲ型，但生油母质相对最好。

表2 石炭系—二叠系煤系生气岩质量

Table 2 Source rock quality of Carboniferous-Permian coal measures

岩性

干酪根H/C

沥青“A”1460/1600/(cm^-1)

饱和烃/芳香烃

Cp/Corg /%

(5α-C₂₇)

/(5α-C₂₉)

(5α-C₂₈)

/(5α-C₂₉)

Pr/Ph

干酪根镜下观察

煤

0.64(1)

0.83(3)

0.55(5)

10.00(11)

0.78(3)

0.57(3)

1.35(5)

III (1)

炭质泥岩

0.61(1)

0.83(1)

0.80(3)

9.20(9)

0.91(5)

0.56(5)

1.21(6)

III (1)

深灰泥岩

0.50(1)

1.93(5)

0.62(3)

8.40(19)

0.94(7)

0.60(7)

0.96(2)

III (1)

注：表中数据为平均值（样品数）

（1）煤的最终裂解转化率(有效碳/有机碳)平均可达16%，即煤中的有机碳有16%转化为烃类，比廊固凹陷、霸县凹陷沙四段—孔店组Ⅲ型干酪根的有效碳/有机碳数值高一倍以上，比二叠系石盒子组灰色泥岩的数值高16 倍，这说明煤中可裂解成烃的物质含量相对较高。据文安地区S13井样品分析，煤中含有孢子—角质残殖煤层，孢子—角质是好的生油气母质。

（2）生物标志物中5α-C₂₇(胆甾烷)及5α-C₂₈(麦角甾烷)含量比一般煤层，如大同、平顶山石炭系—二叠系气煤、肥煤层含量高得多，植烷含量也相对较高。煤系泥岩Pr/Ph值小于1.5，而大同、平顶山肥煤中的Pr/Ph值大于8。

（3）煤系生油气岩生成的烃类主峰碳数偏低，以轻烃类为主。

综上所述，冀中东北部石炭系—二叠煤系分布区，以武清凹陷煤系源岩厚度大，有机质丰度高、埋藏深，烃源条件最好。大城凸起、文安地区和廊固北部虽然煤层厚度大、富氢组分含量高，但古近纪埋藏深度不大，烃源潜力降低。

3 烃源岩热演化

华北地区石炭系—二叠煤系源岩，在中生代末已进入成熟阶段^[5-8,13-15]。在没有被古近系覆盖的古隆起上，镜质组反射率R _O值已达0.6%~0.7%。根据各项成熟度分析参数变化（图3），生烃热演化经历了以下几个阶段。

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图3 苏桥地区石炭系煤层有机质热演化剖面

Fig.3 Thermal evolution profile of insoluble organic matter in Carboniferous coal in Suqiao area

3.1 低成熟阶段

石炭系煤系源岩二次埋深<4 000 m；今地温<130 ℃；R _O值为0.47%~0.7%，均值为0.65%；I _H值为±250 mg/g；H/C原子比为±0.85；热解T _max值在430~435 ℃之间。虽然氯仿沥青“A”含量和

C 15 +

含量相对较高，但是没有发生大量排烃，并多为生物甲烷细菌降解或改造。隶属这一阶段的煤系烃源岩分布区，主要在大城凸起、文安斜坡和杨村斜坡，基本保持了中生代末期一次生烃状态。它可以形成一些非常规油气富集，如DC1井石炭系生物甲烷气。

3.2 二次成熟阶段

石炭系煤系源岩二次埋深为4 000~5 300 m；现今温度为130~170 ℃；R _O值从0.7%增加到1.3%；热解T _max值从435℃增加到473℃；I _H值为250 mg/g左右，急剧降低到小于100 mg/g；H/C原子比也由0.85左右降低到小于0.6；煤系钻井液脱出气中甲烷含量在95%~80%之间，

C 2 +

含量则变化在5%~20%之间；沥青“A”/TOC、

C 15 +

/TOC相对较高，并随埋藏深度或R _O的增加略有降低；OEP值小于1.2；Pr/Ph值则随埋藏深度或R _O由3增加到1；Ts/Tm值从0.6增加到1.0。受火成岩侵入影响的局部层段（火成岩上下100 m左右的围岩），R _O>2.0%；多达到过成熟干气热演化阶段。

3.3 高成熟凝析油湿气阶段

石炭系煤系源岩二次埋深为5 200~6 300 m，今地温在170~193 ℃之间；1.3%<R _O<1.8%；473 ℃<T _max<504 ℃；I _H、H/C 原子比随埋藏深度或R _O的增加而有所减少；煤系钻井液脱出气中甲烷含量在90%~95%之间，

C 2 +

含量则在5%~10%之间；氯仿沥青“A”/TOC、

C 15 +

/TOC、Pr/Ph和Ts/Tm 等值也有所减少，饱和烃+芳烃在急剧增加，非烃+沥青质则急剧减少，并在R _O=1.8%左右出现相交；均表明这一阶段为高成熟凝析油湿气阶段，多出现在古近系深洼槽。

3.4 过成熟干气阶段

石炭系煤系烃源岩埋藏深度>6 200 m，今地温>194 ℃。R _O>1.8%，T _max>504 ℃，I _H、H/C原子比随埋藏深度或R _O的增加几乎无任何变化。煤系钻井液脱出气中甲烷含量大于95%，C₂₊含量小于5%。沥青“A”/TOC、C₁₅₊/TOC、Pr/Ph和Ts/Tm等值几乎无变化。均表明这一阶段为过成熟干气阶段，多发生在古近系深洼槽区。

4 石炭系煤系烃源岩二次生烃

中生代末的燕山运动，使冀中坳陷中、西部地区石炭系—二叠系煤系源岩，连同侏罗系和白垩系盖层，大面积抬升、剥蚀，在S8井区只残存石炭系地层。在文安斜坡中、北部断槽，侏罗系和白垩系残留厚度400~800 m，煤系源岩埋藏深度约为1 200~2 000 m，R _O值为0.5%~0.7%，基本保持了白垩纪晚期一次生烃期演化状态。古近纪强烈断陷期^[26]，古近系由西向东超覆于石炭系—二叠系及中生界之上，文安—霸县—固安一线以西地区，石炭系煤系源岩又开始接受深埋，武清凹陷煤系源岩埋深>7 000 m，超过了中生界最大古埋藏深度，开始二次生烃。

根据沉降史和生烃史，可将石炭系—二叠系煤系源岩的分布划分为2种类型。

（1）一次生烃型，冀中东北部以大城凸起(包括杨村斜坡)为代表。煤系烃源岩埋藏—热演化史分析显示[图4(a)]，大致可以分为2个阶段：第一阶段是石炭纪—二叠纪至三叠纪或早白垩世的沉降时期，白垩纪时石炭系可能达到最大埋深，烃类开始生成；第二阶段是晚白垩世至第四纪的隆起、抬升、剥蚀或再沉降的震荡时期。新近纪以来接受的沉积厚度不能补偿剥蚀厚度，因此，煤系烃源岩现今的热演化程度总体较低，R _O值一般在0.5%~0.7%之间。在中生代古沉积厚度较大和地温梯度较高的地区，R _O值可达到0.85%~1.33%。

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图4 冀中坳陷东北部石炭系—二叠系煤系烃源岩埋藏—热演化史

Fig.4 Sedimentary evolution curve of Carboniferous Permian coal in the northeast of Jizhong Depression

（2）二次生烃型，以武清凹陷为代表[图4(b)]，可分为3个阶段：石炭纪—二叠纪至三叠纪或早白垩世沉降期为第一阶段；晚白垩世至古近纪古新世抬升期为第二阶段；古近纪渐新世至第四纪快速沉降期为第三阶段。R _O在第一阶段增长速率较快，进入一次生烃期；第二阶段尽管有时间的补偿作用，R _O增长斜率仍较为平缓；上覆地层剥蚀后，煤系源岩R _O保持了晚白垩世前热演化状态；第三阶段在石炭系埋藏深度超过4 000 m 时，热演化速率加快，由中生代末R _O值为0.7%左右，增长到现今R _O>1.80%。文安地区石炭系现今埋深<4 500 m(图5)，R _O<1.0%。相比而言，武清凹陷煤系源岩在此期间熟化程度高，二次生烃更显活跃。

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图5 石炭系煤系埋藏深度[(a)中生代末埋深；(b)现今埋深]

Fig.5 Burial depth of Late Mesozoic（a） and present(b) Carboniferous coal measures

新生代层状基性侵入岩热事件^[27]，侵入岩与煤系源岩热演化关系（图6）显示，S401井岩浆侵入深度为4 511.5~4 466.5 m，单层厚度45 m。其上部围岩热力影响范围约为35 m，下部围岩约为45 m；S8 井侵入岩体薄一些，上、下部围岩热力影响的厚度大致为15 m 和20 m。可见，新生代岩浆活动对石炭系煤系源岩热演化影响范围有限。

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图6 侵入岩与石炭系—二叠系煤系源岩热演化关系

Fig.6 Thermal evolution of intrusive rocks and source rocks of Carboniferous-Permian

5 结论

（1）霸县凹陷的文安地区、武清凹陷和大城凸起石炭系—二叠系烃源岩有机质丰度最高，其次是廊固凹陷北部，深县凹陷、束鹿凹陷相对较低。

（2）冀中坳陷东北部石炭系—二叠系煤层显微组分以文安地区壳质组含量为最高，平均达29.1%，壳质组含量大于20%的样品数占样品总数的80%以上。

（3）生烃热演化经历了低成熟阶段、二次成熟阶段、高成熟凝析油湿气阶段及过成熟干气阶段。

（4）白垩纪末，煤系源岩埋藏深度约为1 200~2 000 m，R _O值为0.5%~0.7%，达到一次生烃期演化状态；在古近纪强烈断陷期，煤系源岩最大埋深>7 000 m，超过了中生界最大古埋藏深度或古温度，开始二次生烃。

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0 引言

1 地质背景

图1 冀中坳陷构造单元

图2 冀中坳陷上古生界石炭系—二叠系地层综合柱状图

2 烃源岩评价及有机地球化学特征

2.1 分布

2.2 有机质丰度

表1 冀中坳陷石炭系—二叠系煤系烃源岩有机质丰度综合数据

2.3 有机质类型

2.3.1 有机显微组分

2.3.2 热解氢指数

2.3.3 煤系生气质量

表2 石炭系—二叠系煤系生气岩质量

3 烃源岩热演化

图3 苏桥地区石炭系煤层有机质热演化剖面

3.1 低成熟阶段

3.2 二次成熟阶段

3.3 高成熟凝析油湿气阶段

3.4 过成熟干气阶段

4 石炭系煤系烃源岩二次生烃

图4 冀中坳陷东北部石炭系—二叠系煤系烃源岩埋藏—热演化史

图5 石炭系煤系埋藏深度[(a)中生代末埋深；(b)现今埋深]

图6 侵入岩与石炭系—二叠系煤系源岩热演化关系

5 结论

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