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中国近海新生代盆地油气主要来源于湖相烃源岩,相比于海相烃源岩,湖相烃源岩的非均质性更强,并且勘探程度较低,烃源岩评价和形成机理研究的难度更大。本文选取中国近海渤海海域盆地、珠江口盆地及北部湾盆地代表性富烃凹陷—辽中、惠州和涠西南凹陷为研究对象,主力烃源岩层段沙三段、文昌组和流二段为主要研究层位,融合地球化学、地球物理“反演”和地球生物学“正演”技术,分析其内在联系,综合对比评价中国近海湖相烃源岩的发育特征,剖析代表性凹陷间烃源岩控制因素的差异性,厘定其主要控制因素,进而建立湖相烃源岩发育模式。本文取得的主要成果及认识如下:(1)在烃源岩有机地球化学研究基础,明确了各代表性富烃凹陷湖相烃源岩无机地球化学特征。(1)各代表性富烃凹陷湖相烃源岩有机质丰度存在差异,以涠西南凹陷流二段烃源岩有机质丰度最高,总体为好-优质烃源岩,惠州凹陷文昌组烃源岩次之,总体为中等-好烃源岩;辽中凹陷沙三段烃源岩相对较低,以中等烃源岩为主,部分为好烃源岩。好-优质烃源岩均主要发育在中深湖相沉积,有机质类型以1和2型为主,多处于低-中等成熟演化阶段。(2)各代表性富烃凹陷好-优质烃源岩层段均表现为高Mn、Fe、Ba和低Zn的元素特征且同时高含Fe和S2-的黄铁矿区域是有机质富集的最有利区域,优质烃源岩的Fe、S2-元素含量分别大于4.4%、1.4%,好烃源岩Fe、S2-元素含量分别介于3.7%~4.4%、0.7%~1.4%。(2)揭示了各代表性富烃凹陷湖相烃源岩发育厚度特征,厘定了优质烃源岩地震反射特征。(1)各代表性富烃凹陷湖相烃源岩厚度特征不同,辽中凹陷沙三段以中等烃源岩厚度最大,最厚可达590m;惠州凹陷文昌组以好-优质烃源岩最厚,可达195m;涠西南凹陷流二段以好-优质烃源岩最厚,可达417m。(2)各代表性富烃凹陷好-优质湖相烃源岩地震相呈现为亚平行-平行中-强振幅低频中等-好连续性的特征,地震属性表现出高RMS、平均能量、地震弧长、最大强度、有效带宽与低负振幅总和、瞬时频率“五高二低”的特征,且主要分布于洼陷中心部位。(3)在古环境重建的基础上,探索建立了烃源岩地球生物学“正演”标准,实现了湖相烃源岩地球生物学半定量评价。中深湖相、浅-半深湖相、滨浅湖相、辫状河三角洲相生境型代表古生产力的优、较优、中等、较差,古生产力分别集中于661.4~1061.8 g C/(cm~2·a)、673.0~975.0 g C/(cm~2·a)、484.0~711.0 g C/(cm~2·a)、307.5~467.9 g C/(cm~2·a);埋藏效率0~10%,10%~20%,20%~30%,>30%分别对应地质学条件的差、中等、较优和优。评价结果表明:各代表性富烃凹陷间湖相烃源岩地球生物学特征存在差异。辽中凹陷沙三段烃源岩有机质来源以疑源类球藻和陆相沟鞭藻类为主,由洼陷中心→洼陷外侧→洼陷周边,生境型由中深湖→滨浅湖→辫状河三角洲,古生产力依次降低,生物学条件评价优→较优→中等,湖盆生产力较高;气候温暖湿润,处于微咸水-半咸水还原环境,埋藏效率高,地质学条件优越。惠州凹陷文昌组烃源岩有机质主要来源于疑源类球藻和绿藻类盘星藻,生境型以中深湖相和滨浅湖相为主,湖盆生产力高;气候温暖湿润,处于淡水弱还原-还原环境,埋藏效率较高,地质学条件较为优越,但部分洼陷埋藏效率较低。涠西南凹陷流二段烃源岩有机质主要来源于疑源类球藻和陆相沟鞭藻类百色藻,生境型以中深湖相为主,含浅-半深湖相,湖盆生产力高;气候温暖湿润,处于淡水-微咸水弱还原-还原环境,埋藏效率高,地质学条件优越。(4)揭示了地球化学、地球物理“反演”与地球生物学“正演”的内在联系,并进一步综合评价了各代表性富烃凹陷湖相烃源岩。(1)烃源岩地球化学、地球物理测井和地震与地球生物学之间彼此联系,互相关联,理论上高富有机质层段总体呈现高声波时差,高自然伽马,高电阻率和高中子的测井特征和低频、连续、强振幅的地震相特征,可推测其具有以中深湖相为主,浮游藻类繁盛,生产力高的优等生物学条件和湖底水体还原性强的较优-优等的地质学条件。(2)辽中凹陷沙三段差、中等、好-优质烃源岩均有发育;惠州凹陷文昌组主要为好-优质烃源岩,部分洼陷发育差-中等烃源岩;涠西南凹陷流二段烃源岩综合评价为好-优质烃源岩。(5)总结凝练了各代表性富烃凹陷主力烃源岩发育的主要控制因素差异性,比较性建立了三种发育模式。构造作用和古气候是中国近海新生代盆地代表性富烃凹陷湖相烃源岩有机质古生产力和保存条件产生差异的主要原因。辽中凹陷、惠州凹陷、涠西南凹陷气候带的不同导致辽中凹陷沙三段烃源岩古生产力低于惠州凹陷文昌组和涠西南凹陷流二段烃源岩。持续稳定的温度分层和盐度分层是渤海海域盆地辽中凹陷沙三段水体底部还原环境形成的主要原因;惠州凹陷文昌组以温度分层为主,水体底部主要为弱还原-还原环境;涠西南凹陷流二段烃源岩以温度分层为主,存在微弱的盐度分层,水体底部为弱还原-还原环境。因此,辽中凹陷沙三段烃源岩生物学条件中等-优,地质(保存)条件优,好的保存条件对好-优质烃源岩形成起主导作用,为有机质保存模式;惠州凹陷文昌组烃源岩生物学条件偏优-优,但地质(保存)条件较差,高的古生产力在好-优质烃源岩形成过程起关键作用,属于有机质生产力模式;涠西南凹陷流二段烃源岩古生产力与地质(保存)条件均高,好-优质烃源岩发育受有机质生产力和保存条件联合制约,属于有机质生产力和保存双控模式。