2. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室, 山东 青岛 266071;
3. 山东科技大学地球科学与工程学院, 山东 青岛 266590
2. Laboratory for Marine Mineral Resources, Pilot National Laboratory for Marine Science and Technology(Qingdao), Qingdao 266071, Shandong, China;
3. Nanjing Center, China Geological Survey, Nanjing 210016, China
0 引言
据统计，世界油气的近60%产自中生界。北黄海盆地是一个发育于华北克拉通背景下的中—新生代小型断陷盆地，也是我国近海勘探、研究程度较低的含油气盆地之一[1]。大地构造上，北黄海盆地位于千里岩隆起—临津江造山带与辽东隆起之间[2-3](图 1a)，前中生界基底为太古宇—下元古界石英岩、片岩、片麻岩、板岩和中上元古界—寒武系泥灰岩、泥板岩等。盆地呈坳隆相间构造格局，包括东部坳陷、东部隆起、中部坳陷、中西部隆起、西部坳陷及南部坳陷群6个一级构造单元[4]。其中东部坳陷(图 1b)经历了多期构造运动，地层发育和展布复杂，前期研究认为其是最具勘探前景的一个坳陷[5-7]。为查明其油气资源分布状况尤其是中生界油气资源潜力，中国地质调查局连续多年在北黄海东部开展了地质、地球物理和钻探等多方法综合调查，多口井在下白垩统和上侏罗统获得了重要油气发现，并在下白垩统底部砂岩储层测试获低产油流，取得了我国东部海域以侏罗系为唯一源岩的含油气盆地的勘探突破。
我国近海海域多个盆地大范围残留“黑色侏罗系”(如南黄海盆地北部坳陷中—上侏罗统暗色岩系、东海陆架盆地西南部—台西盆地海陆过渡相暗色岩系以及南海北部珠江口盆地东部潮汕坳陷—台西南盆地海相侏罗系暗色岩系)。为进一步探索研究我国近海盆地残留“黑色侏罗系”的资源潜力和勘探前景，本文以油气资源战略调查获得的地质、地球物理、地球化学等实际资料为基础，结合北黄海盆地东部坳陷的勘探成果，采用地震-地质综合解释、烃源岩地球化学分析、盆地模拟等方法，围绕我国近海主要盆地残留“黑色侏罗系”烃源岩的发育、热演化和生烃排烃特征等，探讨其生烃潜力和可能存在的成藏组合和勘探前景。
1 资料与方法本次研究所用资料主要来自近10年来我国海域油气战略性调查有关项目。
北黄海盆地烃源岩样品主要来自作者承担的有关项目，经中国石油天然气集团公司油气地球化学重点实验室、中国石油勘探开发研究院石油地质实验研究中心、中国石油集团杭州地质研究所实验中心、中海石油基地集团有限责任公司渤海石油研究院、长江大学地球化学实验室、中国石油大学重质油国家重点实验室分析测试中心等专业实验室, 通过岩石热解分析、色质定量分析、色谱定量分析、有机碳分析、全岩显微分析等一系列分析并获得了有效分析测试数据；其他盆地烃源岩分析测试数据主要来自学术交流、科研报告及公开发表的文献等资料，经数据整理与处理，用于综合对比研究其烃源岩的地球化学特征。
地震剖面主要由中国石油集团东方地球物理公司、中石化上海海洋石油规划设计院、中海油能源发展股份有限公司地球物理研究所、中国海洋大学等单位，经多种方法精细攻关处理，获得了深部地层较清晰的地震反射波组，为井-震对比解释和分析盆地深部中生代地层分布释奠定了基础。
2 北黄海东部坳陷构造与地层特征北黄海盆地是在华北地台隆起背景上发育的中—新生代断陷盆地，其中，东部坳陷的形成经历了中侏罗世—早白垩世断陷、晚白垩世—古新世构造反转、始新世—渐新世断陷、晚渐新世末—早中新世构造反转及中中新世—第四纪区域沉降5个演化阶段[8]和晚白垩世—始新世、早渐新世末和晚渐新世末3期抬升剥蚀，最大剥蚀厚度分别达1 600，400和200 m。中—晚中生代以来，盆内发育了中生界的中侏罗统—下白垩统、新生界的渐新统—新近系及第四系多旋回的构造与沉积组合，地层最大厚度可达8 000 m[8-11]，而侏罗系最大残留厚度达2 500 m(图 2)。
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| 图 2 北黄海盆地与南黄海盆地(a)及东海南部与南海北部(b)侏罗系厚度及沉积相分布 Fig. 2 Thickness and sedimentary facies distribution of Jurassic in the North Yellow Sea basin and the South Yellow Sea basin (a), the southern part of East China Sea and the northern part of South China Sea (b) |
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中—晚侏罗世时，北黄海气候温暖湿润、生物繁盛。中侏罗世时，盆地以快速沉降为特点，沉积作用在纵向上表现为扇三角洲相与湖泊相频繁交互，主体沉积区发育半深湖相，湖盆边缘发育小型扇三角洲相，近岸则发育水下扇沉积相；晚侏罗世时，盆地以缓慢沉降为特征，湖盆水体和主体沉积区扩大，北部和东北部缓坡一侧发育较广的滨浅湖相和入湖扇三角洲相沉积，西南部深坳区以半深湖相沉积为主，西南缘陡岸发育多个水下扇沉积，东部主要为河流相沉积(图 2)。湖广水深的晚侏罗世，存在2次较大的湖侵期，与之对应，在上侏罗统发育了2套富含有机质的深灰色—褐灰色湖相泥岩。
3.2 北黄海东部坳陷侏罗系烃源岩特征1) 有机质丰度
快速沉降背景下发育的中侏罗统半深湖相暗色泥岩，粉砂质质量分数较高，有机质丰度中等。暗色泥岩w(TOC)值变化在0.14%~5.34%之间，平均值约为2.00%，绝大多数样品w(TOC)＞1.00%；热解生烃潜量(w(S1+S2))为0.29~11.75 mg/g之间，平均值为2.74 mg/g，半数以上样品的w(S1+S2)＞2.00 mg/g；w(氯仿沥青“A”)为0.005%~0.492%，平均值为0.185%；w(总烃)为20.00×10-6~2 091.00×10-6，平均值为688.00×10-6。按有机碳丰度判断，中侏罗统烃源岩属好烃源岩，而生烃潜量和可溶有机质特征则显示，该套烃源岩仅达到中等(局部偏差)级别。综合上述指标判断，中侏罗统烃源岩非均质性较强，以中等烃源岩为主，局部稍差，甚至为非烃源岩。
缓慢沉降背景下发育的上侏罗统半深湖相深灰色—褐灰色泥岩岩性较纯，有机质丰度较高(图 3)。暗色泥岩w(TOC)值在0.10%~6.08%之间变化，平均值为1.33%，约75%的样品w(TOC)＞0.60%；热解生烃潜量w(S1+S2)变化在0.02~105.65 mg/g之间，平均值为6.84 mg/g，约60%的样品w(S1+S2)＞2.00 mg/g；w(氯仿沥青“A”)变化在0.001%~0.445%，平均值为0.076 2%；w(总烃)值为85.55×10-6~1 836.90×10-6，平均值为542.42×10-6。综合上述指标判断，上侏罗统烃源岩非均质性也较强，总体达到“中等—好”级别。尤其以上侏罗统上部最大湖泛期的暗色泥岩有机质丰度最高(图 3)，中等烃源岩样品占26.00%~58.21%，好烃源岩的样品占17.9%~46.0%，优质烃源岩样品占14.93%~26.00%，其是本区的主力烃源岩。
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| Tmax.泥岩热解最高峰温。 图 3 北黄海盆地东部坳陷X1代表井的上侏罗统泥岩有机地球化学剖面图 Fig. 3 Organic geochemical profile of the Upper Jurassic mudstone from the Well X1 in Eastern sag of the North Yellow Sea basin |
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2) 有机质类型
北黄海盆地东部坳陷侏罗系烃源岩主要发育在中侏罗统和上侏罗统，岩性以湖相泥岩为主，夹多层薄煤层。正构烷烃分布特征表明，侏罗系烃源岩样品正构烷烃分布具单前峰型特征，碳数分布在C12—C37之间，主峰碳分布在C17—C21之间；轻重烃比值(nC21-/nC21+)介于0.41~1.80之间，表明中、上侏罗统湖相泥岩均有陆源有机质的输入，具水生低等生物和陆源植物混源输入的特征。
上侏罗统暗色泥岩的氢指数(IH)介于100~600 mg/g之间，在Tmax与IH关系图(图 4)上，主要处于Ⅱ1型—Ⅱ2型区域，部分位于Ⅰ型区域，有机质总体属混合型—腐泥型。在3 445.0 ~3 468.5 m井段，大部分样品落入Ⅰ型区域，少部分位于Ⅱ1型区域，有机质总体属于偏腐泥型。而中侏罗统暗色泥岩有机质则以Ⅲ型为主，部分Ⅱ2型，见少量Ⅱ1型和极少数Ⅰ型。
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| 图 4 北黄海盆地东部坳陷X1代表井侏罗系泥岩热解最高峰温(Tmax)与氢指数(IH)关系 Fig. 4 Relationship between Tmax and IH of the Jurassic mudstone from the Well X1 in Eastern sag of the North Yellow Sea basin |
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3) 有机质成熟度
北黄海盆地东部坳陷中、上侏罗统烃源岩样品的实测Ro(镜质体反射率)介于0.53%~2.20%之间，有机质热演化程度跨低成熟—过成熟各个阶段。主坳陷区内无火成岩影响及上覆地层剥蚀最小区域的几口探井的烃源岩样品实测Ro数据分析显示，除个别样品受火成岩影响表现为过成熟外，其余样品的Ro均介于0.60%~1.18%之间，反映其成熟度主要处于低成熟—成熟阶段；大部分样品的Tmax也主要介于427~445 ℃之间；同时，烃源岩样品的气相色谱分析表明，绝大部分样品的CPI (碳化势指数)值介于1.0~1.2之间，仅少数样品CPI值在1.5左右，表明有机质总体已进入热成熟演化阶段；甾烷异构化参数(C29-20S/(20S+20R)与C29-ββ/(αα+ββ))关系也显示，侏罗系烃源岩整体处于成熟阶段(图 5)。
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| 图 5 北黄海盆地东部坳陷侏罗系烃源岩甾烷异构化参数相关图 Fig. 5 Diagram between C29-ββ/(αα+ββ) and C29-20S/ (20S+20R) of the Jurassic hydrocarbon source rocks in Eastern sag of the North Yellow Sea basin |
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岩性、沉积相、有机质丰度、类型、成熟度等指标综合分析表明：北黄海盆地东部坳陷中侏罗统暗色泥岩属“中等”烃源岩，局部偏差；上侏罗统暗色泥岩总体属“中等—好”烃源岩且上部优于中、下部，上部0~140 m厚的半深湖相深灰色—褐灰色“好—优质”级别烃源岩，成熟度中等，以生油为主，是对盆地内油藏最具直接贡献的主力烃源岩。
4 北黄海东部坳陷油源对比、成藏组合特征 4.1 油源对比“油-源”生物标志化合物、烃源岩和原油及油砂碳同位素对比显示，北黄海盆地东部坳陷目前发现的下白垩统油藏中的原油，主要来源于X1代表井的上侏罗统上部“优质”烃源岩(图 6)，其次为X1代表井的上侏罗统中、下部的“中等—好”烃源岩。笔者进一步选取反映水体咸度的伽马蜡烷/C30藿烷、反映生物母质来源的20R-αααC27/C29甾烷，和反映成熟度的C30重排/C30藿烷等参数进行详细分析，结果表明，上侏罗统上部的“优质”烃源岩和中、下部的“中等—好”烃源岩对下白垩统油藏的贡献率分别为75%和25%(图 7、表 1)。
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| 图 6 X1代表井J3“优质”烃源岩(左)与K1砂岩储层原油(右)生标特征对比图 Fig. 6 Contrast of biomarker features between the Upper Jurassic high-quality hydrocarbon source rocks (left) and the Lower Cretaceous crude oil (right) in the Well X1 |
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| 图 7 X1代表井K1砂岩储层原油和侏罗系烃源岩生标指纹参数对比图 Fig. 7 Contrast of biomarker fingerprint parameters between the Jurassic hydrocarbon source rocks and the Lower Cretaceousreservoirs in the Well X1 |
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| 不同参数计算的贡献率/% | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 均值 | |
| J3上部烃源岩 | 87 | 68 | 64 | 62 | 75 | 96 | 75 |
| J3中下部烃源岩 | 13 | 32 | 36 | 38 | 25 | 4 | 25 |
| 注：序号见图 7。 | |||||||
研究表明，北黄海盆地东部坳陷内4套生储盖组合中的3套均与上侏罗统烃源岩密切相关，已发现油藏的空间展布特征严格受控于侏罗统有效烃源岩的分布范围；在无有效烃源岩分布的区域，即使发育有良好的圈闭和砂岩储层，钻探均落空甚至无任何油气显示。在纵向上，下白垩统油藏紧邻上侏罗统上部“好—优质”烃源岩层分布，上侏罗统上部暗色泥岩生成的油气直接运移到下白垩统底部砂岩储层中，或通过断层运移至下白垩统中、上部砂岩储层聚集成藏，盖层为下白垩统杂色泥岩，形成区内最重要的上侏罗统—下白垩统“下生上储上盖式”成藏组合；上侏罗统中、下部和中侏罗统上部暗色泥岩生成的油气就近运移进入邻近砂岩储层聚集成藏，盖层为中—上侏罗统自身泥岩，形成中—上侏罗统“自生自储自盖”成藏组合。
盆地模拟结果显示：晚侏罗世末和早白垩世末期，中侏罗统和上侏罗统烃源岩相继进入生烃门限，排出的烃类开始早期聚集成藏；盆地在早白垩世末—始新世末长期抬升，下白垩统严重剥蚀，造成侏罗系烃源岩生烃过程减缓甚至中止，早期已生成的油气基本散失；早渐新世以来，因新生界巨厚(最厚达3 400 m)地层覆盖，上侏罗统烃源岩在渐新世末—晚中新世再次大面积进入生烃高峰期，油气晚期成藏时间从古近纪渐新世末—早中新世跨越晚中新世到现今。上侏罗统烃源岩的生、排烃及聚集高峰期发生在晚白垩世—始新世构造反转和圈闭定型期之后的渐新世末期—中新世，对油气聚集成藏更具实际意义。
5 北黄海东部坳陷的勘探突破对我国近海残留“黑色侏罗系”油气勘探的启示北黄海东部坳陷发现的油藏均以侏罗系为源岩，这个发现对我国近海海域及邻区残留“黑色侏罗系”的油气勘探与评价具有重要的科学和实践意义。
5.1 南黄海盆地侏罗系油气资源勘探前景 5.1.1 沉积与地层分布特征晚三叠世末期的印支运动，使南黄海地区完成海陆转换，晚元古代晚期—中三叠世海相沉积时期结束，西太平洋构造域活动导致弧后伸展作用逐步增强，开启了裂陷发育的序幕；从中—晚侏罗世到早白垩世，陆相断陷沉积开始叠覆于中、古生界海相残留盆地之上。地震及钻井资料[12-13]揭示，早期的裂陷沉积中心主要分布在北部坳陷的东北凹陷、北部凹陷等局部地区，分布范围有限，沉积厚度巨大，如东北凹陷S1井钻遇厚逾2 km的侏罗系，其上部的河流相沉积及下部的厚层湖相暗色泥岩，代表了盆地初始裂陷期的快速沉积响应[14]。
S1井在1 078~3 280 m井段钻遇厚达2 202 m的侏罗系[12]，其岩性主要为深灰色、灰黑色泥岩夹灰褐色、褐色粉砂岩。其中：上组合的杂色岩系以红褐色、褐灰色泥岩为主，夹褐灰色、灰色泥质粉砂岩和浅灰色细砂岩，沉积相以河流相为主；下组合以深灰色、灰色泥岩为主夹煤系地层，与上组合呈整合接触，沉积相类型为三角洲—湖泊相。高顺莉等[15-16]根据Sl井钻遇地层的岩性组合、古生物化石及孢粉组合特征，并结合黄海周边盆地侏罗系特征及展布情况进行分析，认为上组合与我国的上侏罗统特征相似，下组合与中、下侏罗统特征相似。
S1井钻井分层与地震反射剖面(图 8)特征显示，S1井揭示的侏罗系在地震剖面上表现为一套断续反射、局部夹较连续反射[12]。侏罗系是南黄海盆地中生代裂陷期快速沉积的产物，沉积中心与沉降中心基本重合，分布较局限但厚度巨大，主要发育于靠千里岩大断裂下降盘一侧，呈北东向展布，深凹区埋深一般3.0~6.0 km，最深达8.0 km。东北凹陷发育2个最大视厚度(下同)分别为4.2 km和4.8 km的侏罗系深凹；北部凹陷西南部和西部凸起东北部一般厚2.0~5.0 km，最厚达6.0 km；南部凸起西部厚2.0~3.0 km，局部厚达4.0 km(图 2a)。
据S1井侏罗系泥岩分析测试资料统计，12个泥岩样品中，有2个样品w(TOC)分别为1.00%和1.20%，均值为1.10%，9个样品介于0.70%~1.00%之间，1个样品为0.50%；12个泥岩样品的w(氯仿沥青“A”)介于0.01%~0.06%之间，w(S1+S2)为0.30~0.70 mg/g，成熟度指标Tmax < 435 ℃，有机质类型主要为Ⅱ1—Ⅱ2型。综合评价认为，S1井侏罗系泥岩总体属低成熟的中等烃源岩，局部较差。
5.1.3 资源潜力及成藏组合预测盆地模拟显示，南黄海盆地北部坳陷侏罗系烃源岩生烃量逾2.2×1010 t，占中新生界总生烃量的43%，其生烃潜力在南黄海中新生代盆地资源前景中占据重要位置。于晚侏罗世末期局部达到初成熟开始生烃，生烃范围有限，仅在东北凹陷的东北部和西南部2个侏罗系深凹部位发育一定的生烃区域，古近系阜宁组沉积期直至三垛组沉积前为主成熟生排烃高峰期，最大生烃强度1.5×106 t/km2；现今生烃范围与生烃强度仍基本保持三垛期末的态势，可能与渐新世末期的三垛运动使北部坳陷三垛组和戴南组遭受强烈剥蚀，东北凹陷甚至阜宁组、白垩系也遭受强烈剥蚀有关。
油气成藏组合推测包括“下生上储上盖式”(侏罗系深灰色泥岩生烃、下白垩统下部和中部砂岩为储层、上部泥岩为盖层)和“自生自储自盖式”(侏罗系深灰色泥岩生烃、侏罗系底部和中部砂岩层为储层、侏罗系内各砂岩层上覆泥岩为盖层)2种类型的生储盖组合；但东北凹陷的阜宁组与白垩系剥蚀严重甚至缺失(S1井区附近)，其“下生上储上盖式”成藏组合可能存在缺乏有效盖层的风险。
5.2 东海陆架盆地及台西盆地侏罗系油气资源勘探前景 5.2.1 沉积与地层分布特征1) 东海陆架盆地
在地震反射剖面上，东海陆架盆地白垩系底界T60之下见一套中低频断续－较连续－连续反射层(图 9)，经钻探证实为侏罗系。钻井揭示的中生界侏罗系为下—中侏罗统的福州组海陆过渡相和陆相地层。FZ13-2-1井和FZ10-1-1井揭示福州组岩性主要为砂岩、泥岩、页岩，泥岩以灰色、深灰色、灰黑色为主；下、中和上段的自然伽马曲线表现为箱形、齿状、漏斗形及钟形，分别代表辫状河流相、滨湖相、三角洲前缘相和三角洲平原相沉积。孢粉较为发育，FZ10-1-1井钻遇沃兹颗石(Watznaueria spp)，在该井上段呈漏斗形的自然伽马曲线段的三角洲前缘层段出现海相钙质超微化石，表明局部受海侵的影响。
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| Tg.新生界基底反射面。 图 9 过FZ13-2-1井的D152地震反射剖面显示东海陆架盆地西部侏罗系发育特征① Fig. 9 Jurassic characteristics of seismic profile D152 across the Well FZ13-2-1 in the west of the East China Sea Shelf basin |
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① 李刚，刘守全，肖国林，等.东海陆架盆地南部中生界油气远景.厦门:海峡两岸石油天然气资源学术研讨会，2010.
钻井分层与地震解释表明，与我国东部白垩纪沉积湖盆呈典型的东断西超箕状凹陷结构、地层多为红层或火山岩系不同，与浙闽西部早、中侏罗世的前陆盆地[17-18]亦不同。印支运动之后，随着太平洋板块的活动，在北东向构造控制的区域背景下，东海陆架盆地西部早、中侏罗世为克拉通“断坳”或克拉通内与转换断层有关的盆地，突出地表现为在盆地内的凹陷区和凸起区均发育有比较稳定的侏罗系，其呈北东向展布(图 2b)，主要为一套热带气候、温暖潮湿环境下的河湖相含煤系沉积②，下—中侏罗世的暗色泥岩地层亦较白垩系更发育。据FZ13-2-1井和FZ10-1-1揭示地层统计和地震解释推测，侏罗系暗色泥岩厚逾200 m，而白垩系多为红层，暗色泥岩厚仅10~60 m；下—中侏罗统、下白垩统、上白垩统和古近系之间未见Ro值的明显跳跃，反映晚侏罗世(152 Ma)以来，其热演化程度与古近系的演化基本相同，推测其中生代时期具较低的大地热流值，有机质热演化程度普遍不高(Ro值普遍小于1.3%)，与浙闽西部的中生界普遍进入高成熟—过成熟(如浙江枫坪的下—中侏罗统的Ro值高达4.6%)演化阶段明显不同。
② 蔡东升，冯晓杰，高乐，等.东海盆地中造生界构、沉积特征及有利勘探区带预测研究.北京：中海石油研究中心勘探研究院，2002.
东海陆架盆地西南部的台北低凸起存在残留侏罗系，该凸起与西侧的闽江凹陷和东侧的基隆凹陷均以断层接触，闽江凹陷钻探证实发育厚层的侏罗系，那么东侧的基隆凹陷是否也存在侏罗系？笔者据地震解释推测，基隆凹陷同样发育厚层的侏罗系，且地层保存完整(图 10)。
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| 图 10 东海陆架盆地NW-SE向穿过台北低凸起和基隆凹陷地震剖面① Fig. 10 NW-SE seismic profile across Taibei uplift to Jilong depression in the East China Sea Shelf basin |
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① 李刚，刘守全，肖国林，等.东海陆架盆地南部中生界油气远景.厦门：海峡两岸石油天然气资源学术研讨会，2010.
FZ13-2-1井揭示的侏罗系为局部受海侵影响的海陆过渡相，自然伽马曲线主要为齿形，偶见漏斗形，泥岩为褐色-绿灰色互层出现，反映该区为前三角洲或滨湖相沉积，并以滨湖相为主；其东北部的FZ10-1-1井侏罗系中上部的自然伽马曲线表现为钟形与漏斗形的叠加，见箱形，泥岩大部分为红色、红褐色，反映为三角洲平原与三角洲前缘相沉积。综上所述认为，该区侏罗系沉积时的沉积中心在FZ13-2-1井一带，曾遭海侵影响，越往南部和东部，海相成分越多；而往北部和往西部，陆相成分增加，如位于侏罗系沉积西北边缘部位的TB13-1-1井，揭示的侏罗系以红褐色泥岩、浅—深褐色泥岩为主，夹砂岩和火山岩，属典型陆相沉积。
钻井与地震反射剖面分析表明，东海西部侏罗系沉积期，海侵海水从西南进入，水体南深北浅，沉降中心位于南部，沉积地层以南部海相北部陆相为特点(图 2b)。侏罗系底界最大埋深8.0 km，残留厚度一般0.5~2.5 km；位于雁荡低凸起和台北低凸起之间的闽江凹陷，最大残留厚度可达3.5 km，按地震反射具低频、弱振幅和低连续性的特点类比推测，向东可延伸至基隆凹陷，即中生界下—中侏罗统广泛分布于东海陆架盆地东南部一侧(图 2b，图 10)。
2) 台西盆地
位于东海陆架盆地西南部的台西盆地(亦称凹陷)，现今地处华南大陆与台湾造山褶皱带之间。中生代时期，台湾岛尚未形成，该区与东海及南海东北部地区可能同为弧后坳陷型盆地。现今的乌丘屿凹陷之下见厚约6.0 km的中生界，由陆向海加厚，厦澎凹陷局部(尤其是东部)亦见巨厚中生界，台西盆地的乌丘屿凹陷及厦澎凹陷与珠江口盆地的东山凹陷之间均为隆起(或断裂转换带)相隔，其构造属性与东海陆架盆地相似，构造区划上通常划归东海陆架盆地范畴。台西盆地周边隆起上钻遇中生界的井较多，揭示的地层主要为下白垩统，少数井钻遇侏罗系。如：台西盆地与东海盆地之间观音隆起上的YCC-1井在1 233~2 298 m井段钻遇下白垩统沉积岩，含丰富的钙质超微化石，重要属种有Eprolithus floralis，Rucinolithus terebrodentarius和Nannoconus truittii，未见Prediscosphaera columnata，认为该层段地层属早白垩世晚阿普丁—早阿尔比期的沉积；北港隆起上的万兴(WH)-1井和北港(PK)-2井钻遇致密坚硬的砂页岩，富含有机质；WH-1井于井深1 425 m之下钻遇厚1 539 m的下白垩统砂泥岩互层，含少量鲕粒灰岩，为滨岸—浅海相沉积，2 959~3 000 m(完钻)井段钻遇厚41 m的侏罗系灰黑色泥岩；PK-2井于1 590~2 120 m井段钻遇厚530 m的下白垩统砂泥岩夹灰岩，2 120~2 172 m井段钻遇厚52 m的侏罗系砂泥岩CFC-1井于3 252~3 550 m井段钻遇厚298 m的下白垩统砾岩、砂岩及泥岩，3 350~3 917 m井段钻遇厚567 m的侏罗系暗色泥岩。综上推测，中—晚侏罗世至早白垩世时，台湾岛及其西海岸一带为海湾和滨海相沉积，观音隆起—澎北凸起一带为海陆交互相沉积。台西盆地的侏罗系仅在台湾岛及其西侧海岸近海钻遇(图 2b)，认为其是海相沉积[19]，但分布范围不明确。据八掌溪PPC-1井、佳里CL-1等井的前中新世地层岩心的碎屑锆石裂变径迹测年，其年龄值多为269~199 Ma，母岩时代为二叠纪—侏罗纪。另外，在白垩纪地层之下发现陆相沉积为主的地层，据孢粉化石资料判断属侏罗纪地层。
5.2.2 烃源岩地球化学特征东海陆架盆地的侏罗系主要分布在闽江斜坡带和基隆凹陷带，瓯江断陷带内未见分布，区域上呈东厚西薄展布，东部最厚达4 000 m，西部残余厚度仅数百米。闽江凹陷西南部的FZ13-2-1井在2 502.0~3 523.0 m井段(未钻穿)揭示下—中侏罗统福州组，岩性以深灰色泥岩为主，夹薄煤层，按黄正吉的分析测试结果①，泥岩的w(TOC)=1.40%~1.60%，均值为1.22%，w(氯仿沥青“A”)=0.103%~0.140%，w(S1+S2)=1.60~2.78 mg/g，w(总烃)达到500×10-6，有机质类型为Ⅱ2—Ⅲ型，但成熟度不太高；FZ13-2-1井在井深3 523.0 m处Ro为0.90%，2 500 m以下井段全部泥岩样品的Ro值变化在0.65%~1.20%之间，综合评价为低成熟—成熟的中等—好烃源岩，泥岩所夹薄煤层的w(TOC)=67.0%~75.0%，w(S1+S2)=155.0~169.6 mg/g，有机质类型以Ⅲ型为主，部分为Ⅱ型，按煤源岩的标准评价[20]，属差烃源岩。
① 刘守全，肖国林，陈建文，等.中国海域油气勘探中几个亟待破解的难题.环渤海三省一市油气勘探开发交流研讨会.大连：中国石油学会山东分会, 2006.
台西盆地WH-1井揭示的侏罗系深灰色泥岩，w(TOC)=0.65%~0.99%，w(S1+S2)=0.15~0.40 mg/g，Ro值=1.55%~1.78%，为高成熟、局部过成熟的中等—差烃源岩；乌丘屿凹陷中生界埋深较大, 推测具有良好的生烃潜力。
5.2.3 资源潜力及成藏组合预测盆地模拟显示，东海陆架盆地侏罗系烃源岩生烃量约6.0×1010 t，占中新生界总生烃量的近40%。早侏罗世末期，局部烃源岩达到初成熟开始生烃，晚侏罗世末期开始大量生烃，晚白垩世末达到生烃、排烃和运聚高峰。最大生烃强度达3.0×106 t/km2。台西盆地的乌丘屿凹陷和厦澎凹陷，盆地模拟计算中生界生烃量约4.0×109 t，占中新生界总生烃量的90%，而新生界烃源岩成熟度不高、生烃强度较低，中生界烃源岩于白垩世末开始大量生烃，始新世末达到生烃、排烃和运聚高峰，中生界世时期和始新世时期的生烃量分别占总生烃量的31%和43%。
FZ13-2-1井和FZ10-1-1井揭示的侏罗系下—中侏罗统福州组，暗色泥岩与煤较发育，有机质丰度较高，类型以Ⅱ—Ⅲ型为主，生油门限埋深约在2 550.0 m，可见区内侏罗系福州组暗色泥岩烃源岩处于低成熟—成熟阶段且累计厚度巨大，具备大量生烃的物质基础和热成熟条件；FZ13-2-1井和FZ10-1-1井两口井在前新生代地层中均钻遇荧光显示，在中—下侏罗统中钻获油浸砂岩①，录井所见油砂中的烃类及包裹体提取物，经过油源对比认为来自这套侏罗系地层[21]，台西盆地的WH-1井在下白垩统钻获油气显示①，表明该区中生界曾发生过烃类生成与运移过程。侏罗系发育、构造演化、沉积环境及烃源岩特征分析表明，下—中侏罗统深灰色泥岩、碳质泥岩和煤有机质含量较高，是中生界最现实的有效烃源岩；储层主要有3套，包括福州组下段辫状河流和三角洲相砂岩、中—上段滨浅湖相和三角洲前缘相砂岩以及下白垩统厦门组、渔山组曲流河、辫状河流和三角洲相砂岩；盖层主要有2套，包括福州组顶部和厦门组的湖泊相和三角洲相泥岩、渔山组上段三角洲相泥岩和闽江组下段的湖泊相泥岩。上述生储盖层构成侏罗系“自生自储上盖”和侏罗系—白垩系“下生上储上盖”2种类型成藏组合(图 11)；台西盆地乌丘屿凹陷的成藏组合推测存在中生界的下组合和新生界的上组合2种类型，因新生界烃源岩成熟度不高、生烃潜力有限，而新生界之下存在厚约6 000 m的中生界，推测下组合的主要烃源贡献者是中生界，油气以沿断层垂向运移和沿不整合及砂体短距离横向运移为主，储盖组合以中生界自生自储、新生界作为盖层为主。
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| 图 11 东海陆架盆地西部侏罗系—白垩系成藏组合预测示意图 Fig. 11 Prediction of hydrocarbon accumulation combination in Jurassic-Cretaceous in the western part of the East China Sea Shelf basin |
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1) 南海北部
在中晚中生代特提斯关闭碰撞的区域构造背景下，华南陆缘以一系列海进为特点，在华南大陆发育多个海湾。南海北部中生代为陆缘海盆，该陆缘海盆西部，现今的莺歌海、琼东南、北部湾盆地以及珠江口盆地西部的神狐隆起区，除发育少量白垩纪火山碎屑和陆相红层沉积外，绝大部分区域新生界之下基底层为古生界，缺乏南海北部陆缘海盆的巨厚中生代沉积；而南海北部陆缘区东部，广泛发育上三叠统—上白垩统为主的中生界，残留范围在华南陆缘以及珠江口外缘陆架—陆坡一带。
珠江口盆地东部潮汕坳陷等地区，新生界基底反射面(Tg)之下，存在一套与上覆地层呈大角度不整合接触的反射层[22]。中国海洋石油总公司在南海北部珠江口盆地东部潮汕坳陷钻探的LF35-1-1井，揭示白垩纪—侏罗纪地层厚1 493 m(未钻穿)，证实该套与新生界基底反射面呈大角度不整合接触的反射层为中生代地层，潮汕坳陷是一个中生代残留坳陷，其中充填白垩纪陆相沉积和中—晚侏罗世海相沉积，中生代地层最大厚度逾8 000 m[23]。前人[24-26]研究认为，潮汕坳陷内中生代地层向北延伸，越过东沙隆起和韩江凹陷后与华南陆区的中生代地层相连，向东则与台西南盆地的中生界连成一片。古生物群研究成果[27-28]表明，粤闽地区晚三叠世海侵来自于东部的古太平洋而非其西部的特提斯，早侏罗世的海侵虽然沟通了太平洋和特提斯，但仍然以太平洋为主。
早侏罗世早期海进影响范围最大，赣南、闽西、粤北和粤西一带广泛发育一套广海陆棚相黑色页岩，南海北部海域以大规模海进为特点，整个潮汕坳陷、东沙隆起及台西南盆地是一个向南开口的开阔边缘海盆地或海湾，广泛发育陆棚环境的砂页岩地层；早侏罗世末期海水退出华南陆缘区，南海北部海域仍处于陆缘海盆区，继续接受海相沉积，潮汕坳陷和韩江凹陷发育一套海陆交互滨岸环境下的滨海河流体系含煤地层。
中侏罗世时，华南大陆陆缘处于被动型向活动型转换期，海水退出华南陆缘区，主要发育断陷湖盆期的火山岩及碎屑岩(塘夏组，J1-2t)；南海北部海域则处于浅水陆棚环境，地震反射剖面上呈弱振幅连续反射特征，LF35-1-1井在2 187~2 388 m井段岩性为泥岩、粉砂岩夹灰岩，古生物以Cyathdites和Classopollis组合占优势，时代为中侏罗世[29]，与下伏的下侏罗统呈连续沉积特征。
晚侏罗世时，华南大陆边缘已完成被动型向活动型转化，自南向北、由老至新依次出现多个岩浆活动带，在海域则发育北东向的基性喷出岩。南海北部海域处于半深海—深海环境，发育含硅质放射虫泥岩深海溢流火山岩(细碧岩)。LF35-1-1井在1 725~1 887 m井段见以Canetahsui、Loopus primitivus、Dibolachras sp. Cf.D.apletopora等为代表的放射虫，时代为晚侏罗世—早白垩世[30]。LF35-1-1井揭示潮汕坳陷上侏罗统为一套深水相沉积，表明在中侏罗世水体持续加深后，直至晚侏罗世早期，韩江凹陷、潮汕坳陷及其南部外陆棚区已整体处于深水环境，总体为欠补充沉积，地震反射呈弱振幅连续反射，厚度相对较薄。LF35-1-1井钻遇的火山岩属深海喷发，出现于晚侏罗世中晚期。
LF35-1-1井钻遇地层显示：1 723 ~1 899 m井段发育硅质反射虫泥岩和细碧岩组合，沉积于深海环境，属晚侏罗世地层；1 899~2 425 m井段主要为浅海相泥岩，夹粉砂岩和灰岩，为中侏罗世地层；2 425~2 495 m井段为滨岸相砂岩和泥岩组合，属早侏罗世沉积地层。钻井与地震反射剖面综合分析显示，南海北部侏罗系残留厚度0~1.5 km，最大残留厚度2.5 km(图 2b)。
2) 台西南盆地
台西南盆地在CGF(建丰)和CFS(致胜)构造发现大量油气，CFC(致昌)-1井在白垩系钻获含气层。部分学者[30-31]认为台西南盆地侏罗系为海相沉积，并与特提斯联系起来。另一部分学者[32-34]则认为：南海北部—东海陆架区南部新生代盆地之下的中生代沉积与典型“特提斯域”沉积存在显著差异，化石资料证实当时的华南东部与日本属于同一沉积区域，其海相沉积层属太平洋型沉积，为局部海侵影响所致；台西南盆地的白垩系缺乏海相超微化石，部分井含有少量浮游有孔虫，但种类相当少，却含有大量的孢粉化石和保存完整的植物叶片化石，显示其可能为浅海或近岸的沉积环境、且沉积水体相当平静；白垩系岩心所含大量保存完整的植物叶片化石，推测其沉积环境以内陆湖泊为主，沉积前未经搬运。综上认为，台西南盆地的侏罗系和白垩系沉积环境大部分时期为内陆湖泊，在海平面上升或高水位时，受海水侵入成为浅海或泻湖，当海退或低水位时，因断陷而形成的洼地就形成了湖泊。
5.3.2 烃源岩地球化学特征沉积和地球化学分析表明，潮汕坳陷烃源岩主要有2套：一是中—上侏罗统上部深海相暗色泥岩，w(TOC)=0.50%~1.15%，均值为0.67%，属“差—中等”烃源岩；二是中—上侏罗统下部浅海相暗色泥岩，w(TOC)=1.00%~1.48%，均值为1.32%，属“中等—好”烃源岩[23]。台西南盆地钻遇的下侏罗统近海的黑色页岩，w(TOC)达1.00%以上，有机质类型为Ⅲ型，Ro=1.00%~1.38%，为成熟—高成熟的“中等—好”烃源岩[22]。
5.3.3 南海北部侏罗系资源潜力及成藏组合预测盆地模拟表明，早、中侏罗世的大部分地层，在距今130~100 Ma的早白垩世进入生烃门限开始生烃，早白垩世末进入成熟大量生烃期，深坳部位的侏罗系已达到高成熟阶段，白垩世末达到生烃、排烃高峰。现今，下、中侏罗统的Ro值介于0.7%~2.0%之间，大部分地区已处于高成熟状态，局部地区进入了过成熟，最大生烃强度达3.5×106 t/km2。南海北部珠江口盆地东部—台西南盆地区的侏罗系烃源岩生烃量达5.50×1010 t，占中新生界总生烃量的近45%。中生界主要构造圈闭形成于中、晚侏罗世的燕山期(距今190~110 Ma)，早于主要生烃高峰期，新生代构造运动对早期(中生代)形成的构造圈闭破坏不明显，有利于中生代烃类聚集成藏与保存。
LF35-1-1井钻遇厚逾400 m的浅海相—半深海相—深海相的中—上侏罗统，上部的深海相暗色泥岩厚82.87 m，既可作为烃源岩，也是良好的区域性盖层；下部浅海相暗色泥岩厚46.16 m，有机质丰度比上部深海相泥岩更高，是良好的烃源岩和区域性盖层。对比周边地区中生代地层和沉积环境，笔者认为，中侏罗统下部浅海相暗色泥岩是南海北部中生界勘探层最现实的有效烃源岩：储层主要有3套，即中侏罗统底部滨海相砂岩、中侏罗上部的鲕滩相沉积以及下白垩统海陆过渡相砂岩；区域盖层主要有2套，一是中侏罗上部半深海相泥岩和上侏罗统深海相泥岩，二是下白垩统海陆过渡相泥岩。上述中生界构成了侏罗系“自生自储上盖”和侏罗系—白垩系“下生上储上盖”2种类型的成藏组合(图 12)。
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| 图 12 南海北部侏罗系—白垩系成藏组合预测示意图 Fig. 12 Prediction of hydrocarbon accumulation combination in Jurassic-Cretaceous in the northern part of the South China Sea |
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1) 在中、晚侏罗世断陷发育期，北黄海盆地东部坳陷发育了中、上侏罗统2套深灰色、灰黑色泥质烃源岩层。中侏罗统暗色泥岩的有机质丰度以中等为主，局部偏差；上侏罗统暗色泥岩的成熟度中等并以生油为主，总体属“中等—好”烃源岩且上部优于中、下部，其主要生、排烃期发生在盆内构造反转和圈闭定型之后，是对油气成藏最具直接贡献和实际意义的主力烃源岩。
2) 围绕上侏罗统上部“优质”烃源岩，北黄海盆地东部坳陷发育了上侏罗统—下白垩统“下生上储上盖式”和中—上侏罗统“自生自储自盖式”2类成藏组合；并在下白垩统底部砂岩获低产油流，油藏类型以“构造型”和“构造-地层型”为主，获得了我国东部海域以侏罗系为唯一源岩的含油气盆地勘探突破。
3) 南黄海盆地侏罗系浅湖—半深湖相暗色泥岩有机质类型主要为Ⅱ1—Ⅱ2型，整体属于低成熟的中等烃源岩，推测油气成藏组合包括“下生上储上盖式”和“自生自储自盖式”2类，但东北凹陷存在缺乏有效盖层的风险；东海陆架盆地侏罗系福州组烃源岩主要为低成熟—成熟的深灰色泥岩，其有机质类型以Ⅱ—Ⅲ型为主且整体丰度处于“中等—好”级别，盆地西部发育侏罗系“自生自储上盖”和侏罗系—白垩系“下生上储上盖”2种成藏组合，台西盆地乌丘屿凹陷的成藏组合则可能存在中生界的下组合和新生界的上组合2种类型，但以下组合为主；南海北部—台西南盆地中、上侏罗统上部深海相暗色泥岩属“差—中等”烃源岩，下部浅海相暗色泥岩则为“中等—好”烃源岩，潮汕坳陷可能发育侏罗系“自生自储上盖”和侏罗系—白垩系“下生上储上盖”2种类型成藏组合。
4) 我国近海残留“黑色侏罗系”生烃总量达1.4×1011 t，占中、新生界总生烃量的40%~80%(各盆地占比不同)，同时，大部分侏罗系烃源岩存在晚侏罗世—早白垩世和始新世末—中新世晚期两次生排烃高峰；早期排出的烃类主要运聚至中、晚侏罗世形成的构造圈闭中成藏，而晚期生烃的烃类更倾向于聚集在晚白垩世—始新世构造反转期及之后至中新世末期定型的圈闭中。
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