西北地质

界	系	年龄（Ma）
古生界（Pz）	寒武系	543
新元古界（Pt₃）	震旦系（Z）	文德系	埃迪卡拉系	680
南华系（Nh）	里菲系	上统	成冰系	800
青白口系（Qb）	拉伸系	1000
中元古界（Pt₂）	待建系（Dj）	中统	狭带系
蓟县系（Jx）	延展系	1400
长城系（Ch）	下统	盖层系	1600/1800
古元古界（Pt₁）	滹沱系（Ht）	—	—
	中国	俄罗斯	欧美

界	系	年龄（Ma）
古生界（Pz）	寒武系	543
新元古界（Pt₃）	震旦系（Z）	文德系	埃迪卡拉系	680
南华系（Nh）	里菲系	上统	成冰系	800
青白口系（Qb）	拉伸系	1000
中元古界（Pt₂）	待建系（Dj）	中统	狭带系
蓟县系（Jx）	延展系	1400
长城系（Ch）	下统	盖层系	1600/1800
古元古界（Pt₁）	滹沱系（Ht）	—	—
	中国	俄罗斯	欧美

生烃潜力	泥页岩
非	＜0.5	＜0.5	＜0.5	＜0.5
差	0.5～1.0	0.5～2.5	0.5～0.75	0.5～2.0
中等	1.0～2.0	2.5～6.0	0.75～1.5	2.0～6.0
好	2.0～3.0	6.0～20.0	1.5～2.0	6.0～10.0
很好	3.0～5.0	＞20.0	2.0～4.0	10.0～20.0
极好	＞5.0	＞20.0	＞4.0	＞20.0

生烃潜力	泥页岩
非	＜0.5	＜0.5	＜0.5	＜0.5
差	0.5～1.0	0.5～2.5	0.5～0.75	0.5～2.0
中等	1.0～2.0	2.5～6.0	0.75～1.5	2.0～6.0
好	2.0～3.0	6.0～20.0	1.5～2.0	6.0～10.0
很好	3.0～5.0	＞20.0	2.0～4.0	10.0～20.0
极好	＞5.0	＞20.0	＞4.0	＞20.0

样号	岩性	TOC（%）	T_max（℃）	S₁+S₂（mg/g）	产率指数	HI（mg/g）	Ro（%）
S11	粉砂质泥岩	0.15	492	0.07	0.29	33	1.60
S12	灰黄色泥岩	0.05	543	0.04	0.25	60	—
S13	灰色泥页岩	0.13	572	0.03	0.33	15	1.57
S14	深灰色页岩	0.15	569	0.03	0.33	13	1.55
S15	深灰色页岩	0.46	530	0.06	0.17	11	1.54
S16	黑色页岩	1.02	497	0.08	0.25	6	3.01
S17	黑色页岩	1.08	548	0.04	0.25	3	2.68
S18	黑色页岩	1.31	534	0.03	0.33	2	2.48
S19	黑色页岩	2.36	531	0.04	0.25	1	1.84

样号	岩性	TOC（%）	T_max（℃）	S₁+S₂（mg/g）	产率指数	HI（mg/g）	Ro（%）
S11	粉砂质泥岩	0.15	492	0.07	0.29	33	1.60
S12	灰黄色泥岩	0.05	543	0.04	0.25	60	—
S13	灰色泥页岩	0.13	572	0.03	0.33	15	1.57
S14	深灰色页岩	0.15	569	0.03	0.33	13	1.55
S15	深灰色页岩	0.46	530	0.06	0.17	11	1.54
S16	黑色页岩	1.02	497	0.08	0.25	6	3.01
S17	黑色页岩	1.08	548	0.04	0.25	3	2.68
S18	黑色页岩	1.31	534	0.03	0.33	2	2.48
S19	黑色页岩	2.36	531	0.04	0.25	1	1.84

地区	剖面/井	TOC（%）		氯仿沥青“A” （%）		S1+S2（mg/g）
冀北坳陷	尖子山剖面	0.02～2.38	0.33（180）		0.0080～0.0106	0.0039（34）		0～0.63	0.052（180）
冀浅3井	0.02～4.29	0.61（157）		0.0016～0.0152	0.0061（23）		0.01～2.39	0.19（157）
辽西坳陷	辽凌地1井	0.11～1.83	0.49（35）		0.0020～0.0370	0.0240（35）		0～2.0	0.35（35）
16LP剖面	0.11～0.90	0.30（10）		0.0019～0.0040	0.0029（10）		0.10～0.40	0.26（10）

地区	剖面/井	TOC（%）		氯仿沥青“A” （%）		S1+S2（mg/g）
冀北坳陷	尖子山剖面	0.02～2.38	0.33（180）		0.0080～0.0106	0.0039（34）		0～0.63	0.052（180）
冀浅3井	0.02～4.29	0.61（157）		0.0016～0.0152	0.0061（23）		0.01～2.39	0.19（157）
辽西坳陷	辽凌地1井	0.11～1.83	0.49（35）		0.0020～0.0370	0.0240（35）		0～2.0	0.35（35）
16LP剖面	0.11～0.90	0.30（10）		0.0019～0.0040	0.0029（10）		0.10～0.40	0.26（10）

区域	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）	有效烃源岩累计厚度（m）
冀北坳陷	0.50～7.21	4.65（36）	34～4510	2650（10）	0.52～18.23	12.2（36）	0.90～1.42	1.19	60
辽西坳陷	0.16～5.42	1.79（51）	25～2556	220（49）	0.02～8.37	0.878（51）	0.51～2.26	1.74（48）	92.3
LLD3	3.21～4.21	3.57（4）	—	—	6.25～9.89	8.20（4）	0.86～1.06	0.95（4）	49

区域	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）	有效烃源岩累计厚度（m）
冀北坳陷	0.50～7.21	4.65（36）	34～4510	2650（10）	0.52～18.23	12.2（36）	0.90～1.42	1.19	60
辽西坳陷	0.16～5.42	1.79（51）	25～2556	220（49）	0.02～8.37	0.878（51）	0.51～2.26	1.74（48）	92.3
LLD3	3.21～4.21	3.57（4）	—	—	6.25～9.89	8.20（4）	0.86～1.06	0.95（4）	49

区域	剖面/井	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）
冀北坳陷		—	0.31（68）^a 2.39（13）^b	—	0.0088（38）	—	1.12（78）	—	1.10（28）
	P1701剖面	0.21～0.82	0.47（4）	0.0018～0.0060	0.0034（4）	0.01～0.06	0.04（4）	1.45～1.62	1.54
辽西坳陷	P1702剖面	0.26	0.26（1）	—	—	0.03	0.03（1）	—	—
	LLD2井	0.53～0.94	0.70（7）	0.004～0.0085	0.0236（7）	0.06～0.47	0.31（7）	2.08～2.18	2.13（7）
	LLD3井	0.32～0.47	0.40（2）	—	—	0.08～0.26	0.17（2）	0.86～1.06	0.96（2）

区域	剖面/井	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）
冀北坳陷		—	0.31（68）^a 2.39（13）^b	—	0.0088（38）	—	1.12（78）	—	1.10（28）
	P1701剖面	0.21～0.82	0.47（4）	0.0018～0.0060	0.0034（4）	0.01～0.06	0.04（4）	1.45～1.62	1.54
辽西坳陷	P1702剖面	0.26	0.26（1）	—	—	0.03	0.03（1）	—	—
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	LLD3井	0.32～0.47	0.40（2）	—	—	0.08～0.26	0.17（2）	0.86～1.06	0.96（2）

区域	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）
冀北坳陷	0.02～2.69	1.11（8）	0.001～0.003	0.002（4）	0.04～0.11	0.07（8）	—	—
辽西坳陷	0.15～1.68	0.76（9）	0.041～0.090	0.010（9）	0.04～1.54	0.32（9）	1.26～2.24	1.87（9）
LLD3（93.7 m）	6.64	6.64（1）	—	—	26.8	26.8（1）	0.89	0.89（1）

区域	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）
冀北坳陷	0.02～2.69	1.11（8）	0.001～0.003	0.002（4）	0.04～0.11	0.07（8）	—	—
辽西坳陷	0.15～1.68	0.76（9）	0.041～0.090	0.010（9）	0.04～1.54	0.32（9）	1.26～2.24	1.87（9）
LLD3（93.7 m）	6.64	6.64（1）	—	—	26.8	26.8（1）	0.89	0.89（1）

燕辽裂陷带北部中元古界烃源岩研究进展综述

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孙求实 ¹ , 李晓海 ¹^,^* , 刘邦 ² , 孙守亮 ¹ , 宗文明 ¹

西北地质 | 非主题 2026,59(1): 216-230

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西北地质 |非主题 2026 , 59 (1) : 216 -230

燕辽裂陷带北部中元古界烃源岩研究进展综述

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孙求实¹, 李晓海¹^,^*, 刘邦², 孙守亮¹, 宗文明¹

作者信息

¹中国地质调查局沈阳地质调查中心/东北地质科技创新中心，辽宁沈阳　110034

²中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦　124010

通讯作者:

李晓海（1982−），男，正高级工程师，从事松辽盆地外围油气地质调查与研究工作。E−mail：641426683@qq.com。

作者简介:

孙求实（1988−），男，高级工程师，从事松辽盆地外围油气地质调查与研究工作。E−mail：sunqiushi1988@qq.com

Summary on Research Progress of Mesoproterozoic Source Rocks in the Northern Yanliao Faulted-Depression Zone

Qiushi SUN¹, Xiaohai LI¹^,^*, Bang LIU², Shouliang SUN¹, Wenming ZONG¹

Affiliations

¹Shenyang Center of China Geological Survey / Northeast China Center for Geoscience Innovation, Shenyang 110034, Liaoning, China

²Exploration and Development Research Institute of Liaohe Oilfield Branch Company, PetroChina, Panjin 124010, Liaoning, China

出版时间: 2026-02-20 doi: 10.12401/j.nwg.2024108

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摘要

收起

近几十年来元古宙早期生命演化基础性研究取得重大进展，随着全球范围内多处中元古界原生油气藏的发现和商业化开发，中元古界已成为重要的油气勘探目的层。中国北方燕辽裂陷带，尤其是北部冀北、辽西两坳陷中元古界分布广、沉积厚度大，具备形成与富集规模性油气资源的条件。笔者从烃源层生烃潜力、油源对比研究、成藏期次3个方面总结了燕辽裂陷带北部地区中元古界油气资源研究进展。结合收集和自测烃源岩样品数据，对冀北、辽西6套主要烃源层沉积特征及生烃潜力进行评价。研究发现，洪水庄组页岩分布范围广，沉积厚度大，受后期蚀变及构造破坏小，具有好的生烃潜力，是燕辽裂陷带北部中元古界最主要的烃源层。因此，笔者建议将燕辽裂陷带北部中元古界油气勘探的重点着眼于找寻辽西坳陷洪水庄组供油的构造稳定圈闭。

关键词

油气勘查工程 / 生烃潜力 / 烃源岩 / 中元古界 / 燕辽裂陷带北部

Abstract

收起

In recent decades, fundamental research on the evolution of Proterozoic life has made great progress.With the discovery and commercial development of many Mesoproterozoic primary oil and gas reservoirs worldwide, Mesoproterozoic strata have gradually become thefocus of oil and gas exploration. The Mesoproterozoic strata are widely distributed, thick and well-developed in Yanliao Faulted-Depression Zone, especially in Jibei and Liaoxi Depression and the deep structure is located in the "cold circle and cold basin" unit with thickening lithosphere, which is very favorable for the preservation of ancient oil and gas resources and is fully equipped with the conditions for forming and enriching large-scale oil and gas resources. This paper summarizes the research progress of Mesoproterozoic oil and gas resources in the northern area of Yanliao rift belt from three aspects:hydrocarbon generation potential, oil-source correlation and accumulation stages. The sedimentary characteristics and hydrocarbon generation potential of 6 sets of main hydrocarbon source rocks in Jibei and Liaoxi Depression are evaluated based on the previous data and self-published data. It is considered that Hongshuizhuang Formation shale is the most important source rock of mesoproterozoic in the northern area of Yanliao faulted-depression zone, with wide distribution, large sedimentary thickness and good hydrocarbon generation potential due to late alteration and structural damage. It is suggested that the Mesoproterozoic oil and gas exploration in the northern area of Yanliao faulted-depression zone should focus on finding the structural stable traps supplying oil from the Hongshuizhuang Formation in the western Liaoning Depression.

Key words

oil and gas exploration engineering / hydrocarbon potential / source rock / Mesoproterozoic / the northern area of Yanliao faulted-depression zone

引用本文

孙求实, 李晓海, 刘邦, 孙守亮, 宗文明. 燕辽裂陷带北部中元古界烃源岩研究进展综述. 西北地质, 2026 , 59 (1) : 216 -230 . DOI: 10.12401/j.nwg.2024108

Qiushi SUN, Xiaohai LI, Bang LIU, Shouliang SUN, Wenming ZONG. Summary on Research Progress of Mesoproterozoic Source Rocks in the Northern Yanliao Faulted-Depression Zone[J]. Northwestern Geology, 2026 , 59 (1) : 216 -230 . DOI: 10.12401/j.nwg.2024108

正文

收起

20世纪50年代以前，由于一直未确认可靠的早期生命和相应的生物化石，石油地质学界普遍认为元古界没有烃类沉积，因而未将元古界作为油气勘探的目的层（Xiao et al., 1998；Hoffman et al., 2002, 2009）。然而，近几十年来元古宙早期生命演化基础性研究取得重大进展，分别在西澳大利亚西北部的Pilbara超级群层状燧石单元中发现了距今最早的原核生物组合碳质微化石（早太古界，3.47 Ga）；在南非Mozaan群的海相硅屑沉积物中发现最早的微生物垫发育证据（中太古界，2.9 Ga），并明确了元古界烃源岩所含有机质几乎全部来自海底微生物垫（主要是细菌和古生菌）（Altermann, 2004; Kontorovich et al., 2005; Canfield et al. ,2007; Brocks et al., 2009; Craig, et al., 2013a, 2013b; French et al., 2015; Brocks et al., 2017）。从全球范围来看，除南极洲以外的各大洲都有元古界古老而未变质的沉积层系存在（表1；Klemme et al., 1991; Bazhenova et al., 1996; Kuznetsov et al., 1997; Galushktn et al., 2004; Kontorovich et al., 2005; 高林志等, 2009 ;Yuan et al., 2011; Bhat et al., 2012）。虽然在全球油气资源地层分布的统计数据中，元古界仅占1%～2%的油气份额，但随着西伯利亚、东欧、非洲、印度阿拉伯、澳大利亚等克拉通中—新元古界至下寒武统原生油气与油气藏的发现，特别是中国四川盆地、俄罗斯东西伯利亚和阿曼地区大型油气田的发现和开发，说明局部地区存在元古界油气富集，证实了中—新元古界油气勘探的巨大潜力，元古界大型油气田的发现及商业勘探开采存在可能（图1；Murray et al., 1980; Jackson et al., 1986; Crick et al., 1988; Summons et al., 1988; Jacob, 1989; Peng et al., 1998; Terken et al., 2000; Banerjee et al., 2006; Su et al., 2008, 2010; Craig al., 2009;Blumenberg et al., 2012; Strauss et al., 2014）。

20世纪50年代以来，科研人员对地球早期生命的深入研究，元古宙生物多样性研究取得重大进展。随着石油地质学和地球化学针对元古界的研究取得突破，距今1800～541 Ma的元古界沉积地层（地球已知最古老沉积地层）具有原生烃类沉积这一认识基本达成共识：其暗色页岩和碳酸盐岩可含丰富有机质，形成极佳烃源层（Barghoorn et al., 1965; Bondesen et al., 1967; Bertrand-Sarfati, 1972）。研究人员随后又证实了元古界沉积有机质成熟度可以存在多种热演化阶段，这奠定了元古界油气资源研究的科学基础（Dickes, 1986a, 1986b; 王铁冠等，2016）。元古界沉积有机质存在“未成熟、成熟、过成熟”等多种阶段，一部分地层仍然处在生烃液态窗范围内，完全具备富集规模性油气藏的可能。

中国是全球中—新元古界沉积地层发育最完整的国家之一，也是研究中—新元古界沉积地层最早的国家，有相当广的中—新元古界分布，尤其是燕辽裂陷带北部的冀北坳陷（河北兴隆–承德–宽城–平泉）和辽西坳陷（辽宁凌源–朝阳–北票–阜新），其中元古界具有面积广（分别达到8 733 km²和29 781 km²）, 厚度大（分别达到8 043 m和7 567 m）的特点（朱士兴, 1994; 彭艳东等, 2003; Bao et al., 2004; 高林志等, 2008；潘建国等, 2013）。两坳陷已发现多处中元古界油苗、沥青、沥青砂岩点（分别达到115和86处），深部结构处于岩石圈增厚的“冷圈、冷盆”单元，地温梯度低，对古老油气资源的保存十分有利，燕辽裂陷带北部中元古界极具油气勘探潜力（图1；王铁冠, 1980）。

1　燕辽裂陷带北部中元古界油气资源研究进展

收起

燕辽裂陷带北部中元古界油气资源调查始于20世纪70年代，研究的重点区域为北部的冀北、辽西两坳陷。1976年，华北油田最早开始针对燕辽裂陷带北部中元古界储层的油气资源调查工作，在华北蓟县系雾迷山组与长城系高于庄组碳酸盐岩中陆续发现任丘、雁翎、鄚州等11个“新生古储”型油气藏，油气源自古近系沙河街组泥质烃源层（北京石油勘探开发科学研究院等, 1992）。

王铁冠（1980）在燕辽裂陷带北部地区发现32处中元古界液体油苗与固体沥青，首次论证了中元古界油苗的原生属性，发现13亿年前的古油藏，证明中元古界—新元古界是中国一个值得关注的重要能源资源领域，为燕辽裂陷带中元古界油气地质调查奠定了基础。

1.1　烃源层生烃潜力研究进展

前人对燕辽裂陷带北部中元古界烃源层进行初步研究，认为冀辽坳陷（冀北、辽西坳陷）中元古界烃源层分布广泛，具生烃潜力，提出可能存在原生油气藏（刘宝泉等, 1989）。自20世纪80年代，针对燕辽裂陷带北部中元古界烃源层的研究逐步深入，结合前人的研究成果，综合认为燕辽裂陷带北部中元古界烃源层为长城系串岭沟组、蓟县系高于庄组、洪水庄组、铁岭组以及待建系下马岭组（刘宝泉等, 1985，1989，2000；王定一，1993；张亚明等, 2002；秦建中, 2005; 戴金星等, 2005；夏林圻等, 2009; 秦靖等, 2010; 周铁锁, 2014; 宗文明等, 2017, 赵文智等，2019）。秦靖等（2010）对华北北部冀浅1井洪水庄组岩心进行系统有机碳含量、硫含量及有机显微组分研究，认为洪水庄组菌藻类生源的有机质经历了有效生、排烃过程，洪水庄组应为迄今为止中国最古老的、并经历有效排烃的富有机质沉积。

2020年在辽西坳陷凌源地区实施的辽凌地3井，钻遇洪水庄组下部（438～487 m）黑色泥页岩夹灰黑色灰岩地层，采集的烃源岩样品TOC值为3.21%～4.21%，均值为3.57%；生烃潜量（S₁+S₂）为6.25～9.89 mg/g，均值为8.20 mg/g；有机质类型为Ⅱ₁型，等效镜质体反射率值（Ro）为0.86%～1.06%，均值为0.95%，为极好烃源岩，有效烃源岩累计厚度超过49 m，为辽西坳陷迄今为止发现的最优洪水庄组烃源层，与冀北坳陷洪水庄组具可对比性（数据尚未发表）。随着洪水庄组优质烃源岩在冀北坳陷和辽西坳陷的陆续发现，进一步研究确认洪水庄组页岩沉积厚度大、范围广，有机质已进入生烃门限，有机质成熟度较高, 生烃潜力较大，洪水庄组为本区中元古界最优烃源层的认识趋于统一。

1.2　油源对比研究进展

王铁冠（1989）首次在辽宁龙潭沟的沥青砂岩中检测、发现新的生物标志物13α（正烷基）–三环萜烷系列，证实了中国古老的元古界原生石油的存在，发现并论证了元古代时期形成的古油藏，而且对于元古界生物演化、有机质的烃类组成以及石油资源研究，均具有重要意义。随后，又论证了13α（正烷基）–三环萜烷为蓟县系洪水庄组页岩特有的生物标志化合物（Wang, 1991; Wang et al., 1995）。王铁冠等（2011）在华北克拉通燕山地区（冀北、辽西坳陷）发现中元古界油苗200余处。前人估算下马岭组沥青砂岩古油藏油藏规模高达1～10亿t，并通过油源对比确定洪水庄组烃源层贡献的下马岭组沥青砂岩油藏为中国最古老油藏（刘岩等, 2011; Wang et al., 2011）。

2015年在辽西坳陷凌源地区实施的牛D1井钻遇高于庄组碳酸盐岩裂缝型油藏。Sun et al. （2019, 2020）对其进行油源对比研究，确定油源来自洪水庄组，应为目前已知的中国最古老油藏。

1.3　成藏期次研究进展

欧光习等（2006）最早开始冀北、辽西坳陷中元古界成藏期次的研究，认为该区中—上元古界具油气生成的物质基础并经历了三至四期油气成藏过程。其中，中晚期油气成熟度较高, 油质较轻, 并具一定规模, 最具成藏。马明侠等（2009）以双洞背斜为例，研究冀北坳陷中元古界中的油气活动，同样认为研究区存在多期油气活动；田永晶等（2012）对冀北坳陷龙潭沟古油藏下马岭组辉绿岩侵入进行定量评价，解释了下马岭组固体沥青的热蚀变成因，认为与高于庄组烃源岩有亲缘关；周铁锁（2014）认为油气成藏至少分早晚两期，晚期的早白垩纪晚期油气成藏意义重大。

王铁冠等（2016）通过对冀北坳陷下马岭组底砂岩古油藏成藏史的深入研究，证实了周铁锁的观点，并进一步认为存在两期油源充注，早期成藏的油源来自高于庄组烃源层，生烃门限深度约3600 m；晚期成藏的油源来自洪水庄组烃源层充注，时间在中生代。冀北坳陷雾迷山组、铁岭组等液体油苗和下马岭组沥青砂岩晚期沥青的可溶烃组分源自洪水庄组烃源。赵文智等（2019）研究认为，冀北、辽西坳陷中元古界原生成藏存在两期油源充注，晚期洪水庄组有机质应该已经进入生烃门限，是冀北、辽西坳陷中元古界油气勘探的关键。

2　主要烃源层沉积特征及生烃潜力评价

收起

中国海相烃源岩生烃潜力评价标准长期以来都难以达成共识，在国内石油地质、地球化学界存在争议且始终没有解决。研究人员在确定有效烃源岩标准时, 常以有机质含量下限标准作为依据, 不同研究区存在不同的有效烃源岩下限标准，但可以确定的是，形成大中型油气田的海相碳酸盐岩的有机质丰度均较高，有机碳的含量基本上在0.5%以上（傅家谟等, 1984, 1989; 梁狄刚等, 2000; 黄蒂藩等, 2008; 薛海涛, 2010）。按不同标准厘定的烃源岩厚度和分布面积会有很大差异，直接影响资源评价结果。如果下限指标过高，势必会否定某些有利的探区；如若过低，就会造成巨大的勘探投入浪费。因此，如何确定有效烃源岩，已成为油气资源预测和勘探部署的基本地质问题。

与国外海相富油气盆地相比，中国海相沉积时代老、碳酸盐岩沉积厚度大、有机质丰度低、有机质热演化程度高（李晋超等, 1988）。中国海相沉积地层的这些特点，导致了正确认识与评价烃源岩原始生烃潜力的困难，国内研究人员对海相沉积烃源岩评价标准进行了大量的探讨研究（钟宁宁等, 2004；陈建平等，2012）。笔者对燕辽裂陷带中元古界烃源岩生烃潜力的评价标准主要参照钟宁宁等（2004）、陈建平等（2012）的相关标准，厘定了燕辽裂陷带北部中元古界海相烃源岩分级评价标准（表2）。

自郝石生等（ 1984）开始对燕辽裂陷带北部中元古界烃源层进行研究以来，烃源岩特征及生烃潜力研究逐年深入。综合认为，燕辽裂陷带北部中元古界可能的烃源层系共6套，分别为串岭沟组、洪水庄组和下马岭组页岩，高于庄组和雾迷山组碳酸盐岩，以及铁岭组页岩和碳酸盐岩（图2）。其中，雾迷山组虽然在研究区内厚度巨大（冀北坳陷厚2947 m，辽西坳陷厚2935 m），岩性稳定，但有机质贫乏，前人多将其列为差烃源岩或非烃源岩范畴。张亚明等（2002）认为雾迷山组是辽西地区重要烃源岩, 但从其提供数据（TOC平均0.13%，氯仿沥青“A”平均0.01%）来看，雾迷山组生烃潜力非常有限。王铁冠等（2016）从冀北、辽西坳陷收集的443件白云岩样品分析数据统计，TOC全部小于0.03%，属于非烃源岩范畴。因此，本次将雾迷山组列为非烃源岩不作讨论，现分别对其余五套烃源层特征及生烃潜力进行评价。

2.1　串岭沟组

王定一（1993）最早开展了对燕辽裂陷带北部中元古界串岭沟组页岩烃源层特征及生烃潜力的研究，认为串岭沟组深灰色页岩中平均有机碳含量为0.44%，氯仿沥青“A” 为49×10^–6, 总烃为32×10^–6, 属于差烃源岩。

21世纪以来，针对冀北、辽西坳陷的串岭沟组烃源层进行深入分析研究，综合认为串岭沟组页岩在燕辽裂陷带北部，自北向南厚度有减薄趋势，在冀北坳陷蓟县、兴隆一带沉积厚度最大（均大于500 m）。总有机碳（TOC）含量平均为0.75%～0.89%，个别区域最高能达到1.47%，生烃潜力（S₁+S₂）为0.04～0.22 mg/g（平均0.13 mg/g），等效镜质体反射率（Ro）平均值为2.03%（表3）。参照海相烃源岩分级评价标准（表1），认为串岭沟组是中国最古老生油层，具有一定的生烃能力，但地层年代较老，热演化程度高，处于准变质阶段，综合评价属于较差烃源岩（牛露等, 2015）。

2.2　高于庄组

燕辽裂陷带北部虽然中元古界高于庄组发育，但冀北、辽西两坳陷烃源岩差异较大，冀北坳陷高于庄组沉积地层厚度达939 m，碳酸盐岩型烃源层，地层厚度大，深灰、黑色白云岩有机碳TOC虽整体偏低，TOC值大于0.5%的烃源层段厚度达到164 m（崔景伟, 2011; 杨云祥等, 2011; 王铁冠, 2023）。

相比较而言，辽西坳陷高于庄组烃源岩生烃潜力有限（图3）。虽然辽西坳陷中元古界高于庄组厚度较大，达到951 m，但整体烃源岩品质一般（图4）。对辽西坳陷凌源地区辽凌地1井和16LP剖面的45块高于庄组样品进行分析，仅14件样品TOC值大于0.5%，多数都未达到工业油气级别，其他都为差–中等级别烃源岩，烃源岩中可溶烃含量较低（表4）。辽西坳陷凌源地区16LP剖面的10块高于庄组烃源岩等效镜质体反射率值（Ro）为0.97%～2.53%，平均值为1.99%，属于过成熟烃源岩范畴。

综合认为，燕辽裂陷带北部冀北、辽西两坳陷中元古界高于庄组碳酸盐岩烃源岩虽然生烃潜力具有差异性，但其在区域上分布范围广，沉积厚度大（蓟县剖面厚度为1596 m，辽凌地1井厚度为1255.71 m），高于庄组烃源岩是迄今为止国内发现的最好的一套中元古界碳酸盐岩型烃源岩（孙枢等, 2016）。

2.3　洪水庄组

燕辽裂陷带中元古界蓟县系洪水庄组是一套富含黑色页岩的沉积，在冀北、辽西两坳陷的沉积厚度分别达到102 m和92 m。主要岩性为黑色页岩及灰黑色硅质页岩，夹中薄层灰色泥质白云岩。洪水庄组较为稳定，在燕辽裂陷带北部广泛分布，沉积中心位于冀北坳陷宽城至辽西坳陷凌源一带（姜在兴等, 2023）。

洪水庄组是燕辽裂陷带中元古界最主要的烃源层，是迄今为止中国最古老的并经历有效排烃的富有机质沉积，具有勘探潜力（秦靖等，2010）。现阶段的研究竟证实已发现的燕辽裂陷带绝大多数古油藏。例如，辽西坳陷龙潭沟下马岭组沥青砂岩古油藏、冀北坳陷双洞背斜铁岭组沥青、辽西坳陷牛D1井高于庄组裂缝型油藏等，其可溶烃组分均源自洪水庄组泥质岩贡献（田永晶等, 2012）。

从露头样品烃源岩数据分析，冀北坳陷洪水庄组烃源岩优于辽西坳陷。冀北坳陷36件样品的有机碳TOC值平均达到4.65%，生烃潜力（S₁+S₂）均值达到12.2 mg/g，Ro（等效镜质体反射率）均值为1.19%，有效烃源层累计厚度为60 m，有机质已进入生烃门限，有机质成熟度相对较高，生烃潜力较大，为好烃源岩。

笔者分析及统计辽西坳陷洪水庄组烃源岩样品数量共计172件，露头样品106件，辽凌地2井样品55件，辽凌地3井样品11件。地表剖面样品的有机碳TOC值为0.01%～4.07%，平均值为1.2%。占比例最多的为中等烃源岩，其次为非烃源岩和差烃源岩（图5）。好烃源岩及以上样品占所有样品总数的18%，而差和非烃源岩占比达到48.1%。单从露头样品的分布来看，洪水庄组主体有机质丰度并不算高，且有接近一半的样品为非烃源岩和差烃源岩。中等及好烃源岩占比一半以上，指示大部分样品还是具备较好的生烃物质基础。

2020年组织实施的辽凌地3井钻遇的洪水庄组烃源岩，其TOC平均值达到3.57%，生烃潜力（S₁+S₂）均值8.20 mg/g，Ro（等效镜质体反射率）均值为0.95%，有效烃源层累计厚度49 m，有机质成熟度较好，生烃潜力较大，为好烃源岩（表5，图6、图7）。

综合以上露头和钻井结果可知，辽西坳陷部分露头洪水庄组烃源岩样品TOC含量较低，但辽凌地3井洪水庄组烃源岩样品TOC含量较高。总体来看，辽西坳陷主体为好烃源岩，具备较好的生烃潜力。与冀北地区相比略低，但仍有大量的样品属于好和很好烃源岩。

洪水庄组露头样品较低的原因可能主要是强烈的风化作用。①风化作用使得有机质在后期保存过程中被再次氧化和矿化，导致残留的TOC较低。②风化作用强烈使得野外采样不具备较好的代表性，即有大量的样品并非取自黑色页岩段。③取自黄绿色页岩或者碳酸盐岩段，这些层段的TOC显著低于黑色页岩段，导致总体TOC分布呈现非正态形式。

利用以上露头和钻井分析数据并参考前人发表的冀北地区数据，本次工作绘制了燕辽裂陷带北部洪水庄组TOC平面等值线图（图8），TOC总体呈现西南高东北低的特点，等值线多数沿NE–NNE方向延伸。TOC分布有一个主要的高值中心和一个次要的高值中心。主要的高值中心位于龙潭沟和杨树岭附近，TOC普遍大于2.5%，位置也比较接近沉积中心的位置。次要的高值中心位于瓦房子附近，TOC普遍大于1.5%。TOC与洪水庄组厚度分布具有很好的一致性，即厚度大的地区TOC也较高。

综上所述，洪水庄组是燕辽裂陷带北部中元古界最主要的烃源层。冀北坳陷地表洪水庄组烃源岩优于辽西坳陷，但辽西坳陷地下未受后期改造破坏的烃源层有着极好的生烃潜力。中元古界油气勘探的重点是找寻辽西坳陷洪水庄组供油的构造稳定圈闭。

2.4　铁岭组

燕辽裂陷带北部冀北、辽西两坳陷的中元古界铁岭组岩性可分3段：一段岩性主要为灰色薄–中厚层状白云岩夹灰绿色纸片状页岩；二段为浅灰绿色泥岩、页岩互层夹中厚层状含锰粉晶白云岩；三段为灰色、灰白色薄–中厚层含燧石结核白云岩、下部夹灰色中厚层状砾屑泥晶白云岩。冀北、辽西两坳陷铁岭组厚度分别为211 m和329 m。前人对于冀北坳陷铁岭组烃源层生烃潜力的认识存在争议。刘宝泉等（2000）对冀北坳陷铁岭组烃源岩进行了评价。铁岭组碳酸盐岩和泥页岩TOC平均值分别为0.31%和2.39%；生烃潜量（S₁+S₂）平均值为1.12 mg/g，氯仿沥青“A”平均为0.0088%，等效镜质体反射率值（Ro）平均值为1.10%，属于中等–差烃源岩（图4）。孙枢等（2016）认为冀北坳陷铁岭组含薄层泥质白云岩总体有机质丰度不高，地层厚度有限，实际油源贡献甚微。

综合宗文明（2017）和辽凌地3井数据，对辽西坳陷铁岭组14件样品进行综合分析。样品采自孟家窝铺村北P1701剖面（4块）、侯杖子南P1702剖面（1块）辽凌地2井LLD2（7块）及辽凌地3井LLD3（2块）。P1701剖面铁岭组烃源岩TOC值为0.21%～0.82%，均值为0.47%；生烃潜量（S1+S2）为0.01～0.06 mg/g，均值为0.04 mg/g；氯仿沥青“A”值为0.0018%～0.0060%，均值为0.0034%；等效镜质体反射率值（Ro）为1.45%～1.62%，平均值为1.54%。P1702剖面铁岭组烃源岩仅1件，其TOC为0.26%，生烃潜量（S1+S2）为0.03 mg/g。LLD2井铁岭组烃源岩TOC值为0.53%～0.94%，均值为0.70%；生烃潜量（S1+S2）为0.06～0.47 mg/g，均值为0.04 mg/g；氯仿沥青“A”值为0.0040%～0.0846%，均值为0.0236%；等效镜质体反射率值（Ro）为2.08%～2.18%，均值为2.13%，为高–过成熟特征。辽凌地3井铁岭组两块样品铁岭组两块烃源岩样品TOC分别为0.47%和0.32%，生烃潜量（S₁+S₂）分别为0.08 mg/g和0.26 mg/g，等效镜质体反射率值（Ro）分别为0.86%和1.28%，均值为0.96%。整体来看生烃潜力较差，为非烃源岩–差烃源岩（表6）。

综上所述，从横向来看冀北、辽西坳陷铁岭组烃源岩生烃潜力存在差异，但整体为非烃源岩–差烃源岩，生烃能力有限。

2.5　下马岭组

中元古界待建系下马岭组岩性以暗色页岩为主，底部见石英砂岩沉积，中部为一套灰黄、灰白色薄–中层状粉细砂岩，其上以灰黑、深灰色页岩为主。冀北、辽西两坳陷厚度分别为369 m和303 m。由于受后期抬升剥蚀影响，在燕辽裂陷带北部下马岭组分布不均，辽西坳陷西南沟–小庄户一带厚度最大，向东厚度逐渐变薄，研究区西部下马岭组仅零星分布。

值得注意的是，下马岭组普遍夹有2～4层暗灰绿色辉长辉绿岩床，岩床累计厚度约占下马岭组厚度一半，辉长辉绿岩床的侵入，使下马岭组遭受到不同程度围岩蚀变作用，这对下马岭组页岩的生烃、排烃以及油气成藏是有影响的（图9）。田永晶等（2012）对龙潭沟古油藏下马岭组辉绿岩侵入体进行了定量计算，辉长辉绿岩床侵入体冷却速度很快，时间仅为0.1 Ma，侵入体对围岩影响范围有限，最大影响范围仅50 m，影响仅限于下马岭组（田永晶等, 2012; 朱毅秀等, 2019）。

冀北坳陷下马岭组烃源层数据以北杖子剖面数据为例，样品的有机碳TOC平均值为1.11%，生烃潜力（S₁+S₂）均值为0.07 mg/g，氯仿沥青“A”平均值为0.002%，为非烃源岩（孙枢等, 2016）。

辽西坳陷老庄户剖面（LP剖面）9块下马岭组烃源岩样品TOC值为0.15%～1.68%，均值为0.76%；生烃潜量（S1+S2）为0.04～1.54 mg/g，均值为0.32 mg/g；氯仿沥青“A”值为0.041%～0.090%，均值为0.010%；等效镜质体反射率值（Ro）值为1.26%～2.24%，均值为1.87%，为高–过成熟特征。辽西坳陷老庄户剖面（LP剖面）整体为差–中等级别烃源岩（宗文明等, 2017）。2020年实施的辽凌地3井在56.72～94.44 m钻遇下马岭组，其中93.7 m的黑色页岩样品烃源岩数据明显优于其他，有机碳TOC值达到6.64%，生烃潜量（S1+S2）达到26.8%，等效镜质体反射率值（Ro）为0.89%，达到极好烃源岩标准（表7）。

综上所述，燕辽裂陷带北部中元古界下马岭组岩性以暗色页岩为主，受后期辉绿岩侵入岩床影响，生烃潜力有限，多为非烃源岩或差烃源岩。但在未被侵入岩床影响的层位，仍然存在极好烃源岩的可能。

3　结论

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（1）全球范围内元古界已发现数十处原生油气藏，探明油气储量达到亿吨级规模，局部地区存在元古界油气富集。燕辽裂陷带北部冀北、辽西两坳陷中元古界厚度大，分布范围广，烃源层发育，对古老油气资源的保存十分有利，是油气勘探的有利区域和层系。

（2）综合分析燕辽裂陷带北部6套可能的烃源岩层系，认为洪水庄组页岩分布范围广，沉积厚度大，受后期蚀变及构造破坏小，具有好的生烃潜力，是燕辽裂陷带北部中元古界最主要的烃源层。此外，高于庄组和铁岭组暗色碳酸盐岩、下马岭组未被侵入体蚀变破坏的黑色页岩也是中元古界油气勘探的有利层系。

（3）建议将燕辽裂陷带北部中元古界油气勘探的重点着眼于找寻辽西坳陷洪水庄组供油的构造稳定圈闭。

参考文献

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文献

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排序方式：

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2026年第59卷第1期

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doi: 10.12401/j.nwg.2024108

接收时间：2023-02-09
首发时间：2026-09-16
出版时间：2026-02-20

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出版历史

收稿日期：2023-02-09
修回日期：2024-11-10
录用日期：2024-11-21

基金

作者信息

¹中国地质调查局沈阳地质调查中心/东北地质科技创新中心，辽宁沈阳　110034

²中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院，辽宁盘锦　124010

通讯作者:

李晓海（1982−），男，正高级工程师，从事松辽盆地外围油气地质调查与研究工作。E−mail：641426683@qq.com。

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

界	系	年龄（Ma）
古生界（Pz）	寒武系	543
新元古界（Pt₃）	震旦系（Z）	文德系	埃迪卡拉系	680
南华系（Nh）	里菲系	上统	成冰系	800
青白口系（Qb）	拉伸系	1000
中元古界（Pt₂）	待建系（Dj）	中统	狭带系
蓟县系（Jx）	延展系	1400
长城系（Ch）	下统	盖层系	1600/1800
古元古界（Pt₁）	滹沱系（Ht）	—	—
	中国	俄罗斯	欧美

界

系

年龄（Ma）

古生界（Pz）

寒武系

543

新元古界（Pt₃）

震旦系（Z）

文德系

埃迪卡拉系

680

南华系（Nh）

里菲系

上统

成冰系

800

青白口系（Qb）

拉伸系

1000

中元古界（Pt₂）

待建系（Dj）

中统

狭带系

蓟县系（Jx）

延展系

1400

长城系（Ch）

下统

盖层系

1600/1800

古元古界（Pt₁）

滹沱系（Ht）

—

中国

俄罗斯

欧美

生烃潜力	泥页岩
非	＜0.5	＜0.5	＜0.5	＜0.5
差	0.5～1.0	0.5～2.5	0.5～0.75	0.5～2.0
中等	1.0～2.0	2.5～6.0	0.75～1.5	2.0～6.0
好	2.0～3.0	6.0～20.0	1.5～2.0	6.0～10.0
很好	3.0～5.0	＞20.0	2.0～4.0	10.0～20.0
极好	＞5.0	＞20.0	＞4.0	＞20.0

生烃潜力

泥页岩

碳酸盐岩

TOC（%）

S₁+S₂（mg/g）

TOC（%）

S₁+S₂（mg/g）

非

＜0.5

差

0.5～1.0

0.5～2.5

0.5～0.75

0.5～2.0

中等

1.0～2.0

2.5～6.0

0.75～1.5

2.0～6.0

好

2.0～3.0

6.0～20.0

1.5～2.0

6.0～10.0

很好

3.0～5.0

＞20.0

2.0～4.0

10.0～20.0

极好

＞5.0

＞20.0

＞4.0

＞20.0

样号	岩性	TOC（%）	T_max（℃）	S₁+S₂（mg/g）	产率指数	HI（mg/g）	Ro（%）
S11	粉砂质泥岩	0.15	492	0.07	0.29	33	1.60
S12	灰黄色泥岩	0.05	543	0.04	0.25	60	—
S13	灰色泥页岩	0.13	572	0.03	0.33	15	1.57
S14	深灰色页岩	0.15	569	0.03	0.33	13	1.55
S15	深灰色页岩	0.46	530	0.06	0.17	11	1.54
S16	黑色页岩	1.02	497	0.08	0.25	6	3.01
S17	黑色页岩	1.08	548	0.04	0.25	3	2.68
S18	黑色页岩	1.31	534	0.03	0.33	2	2.48
S19	黑色页岩	2.36	531	0.04	0.25	1	1.84

样号

岩性

TOC（%）

T_max（℃）

S₁+S₂（mg/g）

产率指数

HI（mg/g）

Ro（%）

S11

粉砂质泥岩

0.15

492

0.07

0.29

1.60

S12

灰黄色泥岩

0.05

543

0.04

0.25

—

S13

灰色泥页岩

0.13

572

0.03

0.33

1.57

S14

深灰色页岩

0.15

569

0.03

0.33

1.55

S15

深灰色页岩

0.46

530

0.06

0.17

1.54

S16

黑色页岩

1.02

497

0.08

0.25

3.01

S17

黑色页岩

1.08

548

0.04

0.25

2.68

S18

黑色页岩

1.31

534

0.03

0.33

2.48

S19

黑色页岩

2.36

531

0.04

0.25

1.84

地区	剖面/井	TOC（%）		氯仿沥青“A” （%）		S1+S2（mg/g）
冀北坳陷	尖子山剖面	0.02～2.38	0.33（180）		0.0080～0.0106	0.0039（34）		0～0.63	0.052（180）
冀浅3井	0.02～4.29	0.61（157）		0.0016～0.0152	0.0061（23）		0.01～2.39	0.19（157）
辽西坳陷	辽凌地1井	0.11～1.83	0.49（35）		0.0020～0.0370	0.0240（35）		0～2.0	0.35（35）
16LP剖面	0.11～0.90	0.30（10）		0.0019～0.0040	0.0029（10）		0.10～0.40	0.26（10）

地区

剖面/井

TOC（%）

氯仿沥青“A” （%）

S1+S2（mg/g）

范围

均值

范围

均值

范围

均值

冀北坳陷

尖子山剖面

0.02～2.38

0.33（180）

0.0080～0.0106

0.0039（34）

0～0.63

0.052（180）

冀浅3井

0.02～4.29

0.61（157）

0.0016～0.0152

0.0061（23）

0.01～2.39

0.19（157）

辽西坳陷

辽凌地1井

0.11～1.83

0.49（35）

0.0020～0.0370

0.0240（35）

0～2.0

0.35（35）

16LP剖面

0.11～0.90

0.30（10）

0.0019～0.0040

0.0029（10）

0.10～0.40

0.26（10）

区域	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）	有效烃源岩累计厚度（m）
冀北坳陷	0.50～7.21	4.65（36）	34～4510	2650（10）	0.52～18.23	12.2（36）	0.90～1.42	1.19	60
辽西坳陷	0.16～5.42	1.79（51）	25～2556	220（49）	0.02～8.37	0.878（51）	0.51～2.26	1.74（48）	92.3
LLD3	3.21～4.21	3.57（4）	—	—	6.25～9.89	8.20（4）	0.86～1.06	0.95（4）	49

区域

TOC（%）

氯仿沥青"A"（10^–6）

S1+S2（mg/g）

等效镜质体反射率Ro（%）

有效烃源岩
累计厚度（m）

范围

均值

范围

均值

范围

均值

范围

均值

冀北坳陷

0.50～7.21

4.65（36）

34～4510

2650（10）

0.52～18.23

12.2（36）

0.90～1.42

1.19

辽西坳陷

0.16～5.42

1.79（51）

25～2556

220（49）

0.02～8.37

0.878（51）

0.51～2.26

1.74（48）

92.3

LLD3

3.21～4.21

3.57（4）

—

6.25～9.89

8.20（4）

0.86～1.06

0.95（4）

区域	剖面/井	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）
冀北坳陷		—	0.31（68）^a 2.39（13）^b	—	0.0088（38）	—	1.12（78）	—	1.10（28）
	P1701剖面	0.21～0.82	0.47（4）	0.0018～0.0060	0.0034（4）	0.01～0.06	0.04（4）	1.45～1.62	1.54
辽西坳陷	P1702剖面	0.26	0.26（1）	—	—	0.03	0.03（1）	—	—
	LLD2井	0.53～0.94	0.70（7）	0.004～0.0085	0.0236（7）	0.06～0.47	0.31（7）	2.08～2.18	2.13（7）
	LLD3井	0.32～0.47	0.40（2）	—	—	0.08～0.26	0.17（2）	0.86～1.06	0.96（2）

区域

剖面/井

TOC（%）

氯仿沥青"A"（%）

S1+S2（mg/g）

等效镜质体反射率Ro（%）

范围

均值

范围

均值

范围

均值

范围

均值

冀北
坳陷

—

0.31（68）^a
2.39（13）^b

—

0.0088（38）

—

1.12（78）

—

1.10（28）

P1701剖面

0.21～0.82

0.47（4）

0.0018～0.0060

0.0034（4）

0.01～0.06

0.04（4）

1.45～1.62

1.54

辽西
坳陷

P1702剖面

0.26

0.26（1）

—

0.03

0.03（1）

—

LLD2井

0.53～0.94

0.70（7）

0.004～0.0085

0.0236（7）

0.06～0.47

0.31（7）

2.08～2.18

2.13（7）

LLD3井

0.32～0.47

0.40（2）

—

0.08～0.26

0.17（2）

0.86～1.06

0.96（2）

区域	TOC（%）			S1+S2（mg/g）	等效镜质体反射率Ro（%）
冀北坳陷	0.02～2.69	1.11（8）	0.001～0.003	0.002（4）	0.04～0.11	0.07（8）	—	—
辽西坳陷	0.15～1.68	0.76（9）	0.041～0.090	0.010（9）	0.04～1.54	0.32（9）	1.26～2.24	1.87（9）
LLD3（93.7 m）	6.64	6.64（1）	—	—	26.8	26.8（1）	0.89	0.89（1）

区域

TOC（%）

氯仿沥青"A"（%）

S1+S2（mg/g）

等效镜质体反射率Ro（%）

范围

均值

范围

均值

范围

均值

范围

均值

冀北坳陷

0.02～2.69

1.11（8）

0.001～0.003

0.002（4）

0.04～0.11

0.07（8）

—

辽西坳陷

0.15～1.68

0.76（9）

0.041～0.090

0.010（9）

0.04～1.54

0.32（9）

1.26～2.24

1.87（9）

LLD3（93.7 m）

6.64

6.64（1）

—

26.8

26.8（1）

0.89

0.89（1）