Geochemical Characteristics of Lower Cretaceous Source Rocks and Thermal History in the Huhehu Depression, Hailar Basin
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摘要: 呼和湖凹陷下白垩统烃源岩生油条件好，油气资源潜力大.利用研究区7口钻井270个热解资料和125个镜质体反射率数据，分析了下白垩统烃源岩地球化学特征及热演化史.下白垩统烃源岩有机质类型主要为Ⅲ-Ⅱ2型干酪根，现今热演化程度具有中间高、四周低的特点.主力烃源岩层南屯组属于中等-好烃源岩，在约128 Ma进入生烃门限，现今处于高成熟-生气阶段.大磨拐河组属于差-中等烃源岩，在约124 Ma进入生烃门限，现今处于中等-低成熟阶段，大磨拐河组二段烃源岩至今未进入生烃高峰.热史模拟表明呼和湖凹陷在伊敏组沉积晚期达到最大古地温，地温演化具有先升高后降低的特点.从南屯组沉积至今，地温梯度先升高到50~55℃/km，后逐渐降低为现今的35.4℃/km.早白垩世以来较高的地温场对油气生成、成藏起控制作用.包裹体均一温度结合热演化史结果表明126~87 Ma（伊敏组沉积时期）应是呼和湖凹陷油气主成藏期.晚白垩世以来盆地发生抬升，温度降低，烃源岩生烃强度减弱.Abstract: The Huhehu depression, located in the southern of Hailar basin, has favorable oil generating conditions. 270 pyrolysis data and 125 vitrinite reflectance data from 7 wells in the study area are used to analyze the geochemical characteristics and thermal history of Lower Cretaceous source rocks. Results show that the organic matter types of the Lower Cretaceous source rocks are mainly kerogen type Ⅲ-Ⅱ2, and the thermal maturity of the source rocks is characterized by high in the middle and low on all sides. The Nantun Formation belongs to the medium-good source rock with high maturity, which entered the threshold of hydrocarbon generation about 128 Ma, now in high mature to gas generation stage. The Damoguaihe Formation belongs to the poor-medium source rock, which entered the hydrocarbon generating threshold about 124 Ma, and now in the medium to low mature stage, the second member hydrocarbon source rock of Damoguaihe Formation has not entered the peak of hydrocarbon generation up to now. The simulation results of thermal history show that the Huhehu depression has reached the maximum paleogeotemperature at the end of the sedimentary period of Yimin Formation, and the geothermal evolution has the characteristics of increase firstly and then decrease. From the beginning of the Nantun Formation, the geothermal gradient gradually increased to 50-55℃/km, and then decreased to 35.4℃/km now. The higher geothermal field since the Early Cretaceous controlled the formation and accumulation of oil and gas. The inclusion homogenization temperatures and thermal history results indicate that 126-87 Ma(the sedimentary period of Yimin Formation)should be the main hydrocarbon accumulation period in Huhehu depression. As the strata were denuded, and the temperature decreased, the hydrocarbon generated and hydrocarbon expulsed process became weak due to the uplift of the Hailar basin since Late Cretaceous.
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0. 引言
温度是控制油气生成、运移和聚集成藏的重要条件之一，烃源岩热演化史及生烃史恢复对于油气资源评价是必不可少的，一直是盆地分析及石油地质研究领域的重要研究内容（Sweeney and Burnham, 1990；任战利等, 1992, 1996, 2014, 2017；邱楠生等，2002；Tang et al., 2014）.
海拉尔盆地位于内蒙古自治区呼伦贝尔盟西南部，西起呼伦湖西岸及巴彦呼舒一线，东至伊敏河；北至陈巴尔虎旗，南至贝尔湖并向南延伸于蒙古国境内.海拉尔盆地属于中亚-蒙古地槽的一部分，以德尔布干断裂为界，西面属于额尔古纳褶皱系，东面属于内蒙-大兴安岭褶皱系，即处在两个褶皱系的接壤部位，是叠置在海西褶皱基底上的中-新生代断陷盆地（张晓东等，1994；张岳桥等，2004），是大庆油田近年来重点勘探的区块，已经在盆地南部乌尔逊凹陷和贝尔凹陷取得了油气突破，年产量超过50万吨.呼和湖凹陷位于海拉尔盆地东南部，为海拉尔盆地二级构造单元，是一个半地堑式断陷.
呼和湖凹陷生油条件优越，至今已钻探了18口井，除了海参7井、辉1井、和3井、和4井、和15井外都见到油气显示，并在和18井、和x1井获得低产油流以及和10井、和17井获得了工业油气流，具有很大勘探潜力.前人对呼和湖凹陷构造特征、层序地层、沉积体系、烃源岩有机质类型、生烃潜力、成藏期次以及热演化史做了一些工作（卢双舫等，1995；崔军平等，2007；王培俊等，2009；刘海英，2010；鹿坤等，2010；申文静，2010；李军辉等，2011；邢娅，2012；吴海波和李军辉，2012），但未对呼和湖凹陷烃源岩热演化和生烃史进行过整体系统的对比分析，制约了油气勘探的进程.呼和湖凹陷下白垩统烃源层主要为南屯组，其次为大磨拐河组，本次通过有机地球化学方法详细评价烃源岩有机质丰度、干酪根类型及成熟度（Fildani et al., 2005；Shalaby et al., 2011）.通过Easy%Ro法恢复呼和湖凹陷下白垩统烃源岩热演化史，确定了最大的地热梯度、最大古地温以及油气主成藏期，这对该地区下一步油气勘探具有重要的理论意义和实际意义.
1. 区域地质概况
海拉尔盆地是在海西褶皱基底上形成的断陷盆地（张晓东等，1994；张岳桥等，2004），主要经历了断陷和坳陷两大演化阶段（刘树根等，1993；陈均亮等，2007；王培俊等，2009）.侏罗纪，由于地幔隆起，构造性质从前期的压性状态转化成张性状态，伴随大量火山岩喷发；早白垩世为断陷盆地发育的鼎盛阶段，经历了铜钵庙组沉积时期强烈拉张、南屯组沉积时期快速拉张、大磨拐河组沉积时期稳定拉张、伊敏组沉积时期整体隆升萎缩，该时期断层活动强烈，火山作用频繁，沉积范围不断扩大，水体逐渐加深，在断陷中心形成巨厚沉积地层；晚白垩世至今，盆地进入坳陷期，全盆地发生区域性挤压上隆，在近东西向的挤压下，断陷发生反转，沉积了一套河流-沼泽相砂砾岩、泥岩.
海拉尔盆地现今具有两隆三坳的构造格局，即扎赉诺尔坳陷、嵯岗隆起、贝尔湖坳陷、巴彦山隆起、呼和湖坳陷.各一级构造单元进一步细分为16个凹陷和4个凸起.呼和湖凹陷为海拉尔盆地二级构造单元，长90~100 km，宽20~40 km，面积为2 500 km2，是一个半地堑式断陷（图 1）.西邻巴彦山隆起，东与锡林贝尔凸起相连，南部进入蒙古国境内，盖层厚度最大超过4 000 m，由下到上依次为白垩系铜钵庙组（K1t）、南屯组（K1n）、大磨拐河组（K1d）、伊敏组（K1y）、青元岗组（K2q）、古近系、新近系和第四系.下白垩统烃源层主要为南屯组，其次为大磨拐河组，是一套湖相烃源岩，生烃潜力大.
图 1 呼和湖凹陷位置及钻井分布Fig. 1. The location and drilling distribution map of Huhehu depression2. 烃源岩分布特征
钻井揭示呼和湖凹陷下白垩统烃源岩分布广、厚度大，具有南厚北薄、凹陷中心向四周变薄的特点，为半深湖-深湖相暗色泥岩.其中南屯组为主要烃源岩层，暗色泥岩一般单层厚度为0.6~ 10.0 m，最大单层厚度超过24 m，暗色泥岩累计厚度为113~386 m，大磨拐河组暗色泥岩一般单层厚度为0.6~25.0 m，最大单层厚度超过100 m，暗色泥岩累计厚度280~660 m（表 1）.
表 1 暗色泥岩厚度统计结果Table Supplementary Table Statistics results of dark mudstone thickness井号 层位 泥岩最大单层厚度（m） 泥岩一般单层厚度（m） 泥岩累计厚度（m） 泥岩占地层总厚（%） 和1 大磨拐河组二段 15 1.5~3.0 163.5 40.5 大磨拐河组一段 90 5~12 500 75.5 南屯组二段 20 3~10 188 58.8 南屯组一段 22 2~5 198 64.9 和2 大磨拐河组二段 9.5 1.5~4.0 136 42.6 大磨拐河组一段 100.5 12~20 452 92.1 南屯组二段 14 3.5~5.0 88 71.5 南屯组一段 5.5 1~3 > 57 28.4 和3 大磨拐河组二段 15 1.5~4.0 91.4 51.9 大磨拐河组一段 83 10~25 250.2 96.6 辉1 大磨拐河组二段 15 1.8~3.0 62.3 21.7 大磨拐河组一段 45 2~6 222.7 55.4 南屯组二段 10 1~3 121.0 46.6 南屯组一段 24 2~4 208.0 40.1 海参7 大磨拐河组二段 16.5 1.2~2.0 106.8 62.3 大磨拐河组一段 25 0.6~1.2 448.4 52.6 南屯组二段 6.4 0.6~2.4 87.4 83.2 南屯组一段 10.8 0.6~1.6 26.4 72.8 和4 大磨拐河组二段 17.9 12.0~23.0 151.4 62.2 大磨拐河组一段 90.0 12.0~16.0 349.5 52.4 南屯组二段 14.0 3.0~6.0 100.2 83.5 南屯组一段 11.0 1.5~4.0 128.5 72.1 3. 烃源岩地球化学特征
3.1 有机质丰度
有机碳含量和生烃潜量（S1+S2）是评价烃源岩有机质丰度最主要的参数之一（郭来源等，2017）.本次研究系统收集和整理了呼和湖凹陷7口钻井270个样品热解资料，结果表明南屯组暗色泥岩有机碳含量一般在0.14%~6.79%之间变化，平均在1.04%~3.31%之间变化，暗色泥岩热解生烃潜量一般为0.08~18.59 mg/g，平均在0.31~10.63 mg/g之间，氯仿沥青“A”平均为0.016%~0.37%，凹陷中心部位和1井南屯组二段有机碳含量接近3.0，从洼槽中心向四周逐渐变低，总体上南屯组属中等-好烃源岩（表 2）.
表 2 呼和湖凹陷南屯组烃源岩有机地化统计结果Table Supplementary Table The organic geochemical statistics results of source rocks of Nantun Formation in Huhehu depression井号 层位 TOC（%） S1+S2（mg/g） “A”（%） Ro（%） 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 海参7井 南屯组二段 3.11/11 5.44/11 0.041/3 0.93/5 南屯组一段 2.89/4 4.13/4 / / 和1井 南屯组二段 2.82/16 6.88/16 0.0629/12 0.72/7 南屯组一段 1.90/8 2.51/8 0.063/8 / 和2井 南屯组二段 3.31/8 10.00/8 0.217/8 0.59/4 南屯组一段 3.6/2 1.16/2 / / 辉1井 南屯组二段 2.5/12 10.63/12 0.088/5 / 南屯组一段 2.19/17 1.85/17 0.016/6 / 和5井 南屯组二段 2.75/9 3.19/9 0.023/3 0.65/7 南屯组一段 1.63/6 3.34/6 0.369/4 0.84/3 和8井 南屯组二段 2.78/17 2.84/17 0.100/5 0.64/5 南屯组一段 1.04/2 0.31/2 0.087/2 / 和9井 南屯组二段 2.43/67 3.41/67 / / 南屯组一段 1.03/91 1.37/91 / / 注：和5井、和8井数据邢娅（2012），和9井数据刘海英（2010）. 大磨拐河子组暗色泥岩有机碳含量一般在0.75~8.06之间变化，平均在2%~3%之间变化，凹陷中心部位和1井有机碳最高，主力烃源岩大磨拐河组一段有机碳平均值接近3.0，S1+S2平均值为4.60 mg/g.大磨拐河组暗色泥岩氯仿沥青“A”含量相对低一些，一般在0.027%~0.136%，这与有机质类型少和演化程度相对较低相关.大磨拐河子组暗色泥岩整体上应为差-中等烃源岩（表 3）.
表 3 呼和湖凹陷大磨拐河组烃源岩有机地化统计Table Supplementary Table The organic geochemical statistics results of source rocks of Damoguaihe Formation in Huhehu depression井号 层位 TOC（%） S1+S2（mg/g） “A”（%） Ro（%） 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 海参7井 大磨拐河组二段 1.9/12 1.31/18 0.136/13 0.49/12 大磨拐河组一段 2.29/14 2.13/14 0.032/11 0.59/2 和1井 大磨拐河组二段 2.41/5 3.75/5 0.046/26 0.38/3 大磨拐河组一段 2.90/28 4.60/28 0.135/13 0.59/14 和2井 大磨拐河组一段 2.66/12 2.47/12 0.048/12 0.46/1 和3井 大磨拐河组一段 2.20/4 1.71/4 / 0.55/3 和5井 大磨拐河组一段 2.75/9 3.19/9 0.027/9 / 和8井 大磨拐河组一段 2.46/11 6.45/11 0.072/6 / 和9井 大磨拐河组一段 2.15/20 2.94/20 / / 注：和5井、和8井数据邢娅等（2012），和9井数据刘海英等（2010）. 3.2 有机质类型
烃源岩有机质类型一般分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型，有机质类型不同不仅产油气的能力有差异，而且产出的烃类组分特征也有不同（吴海波和李军辉，2012）.根据呼和湖凹陷H/C与O/C原子比和热解Tmax-IH关系来看，大磨拐河子组和南屯组烃源岩有机质类型主要为Ⅲ-Ⅱ2型干酪根，其中南屯组一段主要为Ⅲ-Ⅱ2、南屯组二段主要为Ⅱ型干酪根、大磨拐河组一段和大磨拐河组二段主要为Ⅲ-Ⅱ2型干酪根（图 2、图 3），和1井烃源岩干酪根镜下鉴定结果也显示Ⅲ-Ⅱ2型干酪根（表 4），反映沉积时水体相对较淡，为弱还原-弱氧化沉积环境.
图 3 呼和湖凹陷HI与热解峰温Tmax关系Fig. 3. Relationship between HI and themolysis peak temperature Tmax in Huhehu depression表 4 呼和湖凹陷和1井下白垩统烃源岩干酪根镜下鉴定结果Table Supplementary Table Kerogen identification results of Lower Cretaceous source rocks of He1 in Huhehu depression井深（m） 岩性 层位 腐泥组（%） 壳质组（%） 镜质组（%） 惰质组（%） 腐泥组颜色 类型指数 类型 无定形 藻质体 合计 腐殖无定形 其他 合计 818 深灰色泥岩 大磨拐河组二段 65 65 2 2 8 25 黄 35.00 Ⅱ2 982~1 000 碳质泥岩 大磨拐河组二段 1 1 90 9 -76.00 Ⅲ 1 257.5 黑灰色泥岩 大磨拐河组一段 62 62 30 8 黄 31.50 Ⅱ2 1 637.3 黑灰色泥岩 大磨拐河组一段 54 54 3 3 35 8 黄 21.25 Ⅱ2 1 736.7 黑灰色泥岩 大磨拐河组一段 55 55 5 5 25 15 棕黄 23.75 Ⅱ2 1 790 黑灰色泥岩 南屯组二段 57 57 38 5 棕黄 23.50 Ⅱ2 1 832.53 深灰色泥岩 南屯组二段 59 59 3 3 35 3 棕黄 31.25 Ⅱ2 2 220~2 255 碳质泥岩 南屯组一段 1 1 91 8 -77.21 Ⅲ 3.3 有机质成熟度
镜质体反射率（Ro）是最重要的有机质成熟度评价参数（Riediger，1993；邱楠生，2002；Petersen et al., 2009；任战利等, 2014, 2017）.本次研究详细整理了凹陷内镜质体反射率数据较多的5口井125个镜质体反射率数据，并对其与深度的关系进行了深入分析，镜质体反射率与深度呈明显的线性变化趋势，随着深度的增加镜质体反射率值相应的变大，反射率的大小主要受最大地层温度及埋藏深度控制（图 4）.
图 4 呼和湖凹陷镜质体反射率与深度关系Fig. 4. Relation between vitrinite reuflenctance and depth in Huheh depression呼和湖凹陷下白垩统烃源岩有机质成熟度具有中间高、边部低的特点（图 5）.其中主力烃源岩层南屯组有机质成熟度高，和3井-海参7井-和2井-和6井以东镜质体反射率超过0.7%，在凹陷中心部位和5井区及和8井区镜质体反射率超过1.3%，处于高成熟生烃阶段；大磨拐河组烃源岩有机质成熟度整体较低，和3井以西地区镜质体反射率未超过0.5%，和3井-海参7井-和2井-和6井以东超过0.5%，在凹陷中心部位仅达到0.9%，成熟面积较小.相同层位有机质成熟度最高的是位于凹陷南部洼槽中心部位的和8井，其南屯组镜质体反射率超过1.3%，烃源岩现今处于高成熟生烃阶段.
图 5 呼和湖凹陷镜质体反射率Ro平面分布a.大磨拐河组；b.南屯组Fig. 5. The distribution map of vitrinite reflectance in Huhehu depression4. 热演化史
现今地温场是盆地古地温场恢复的基础（任战利等, 1992, 1996；邱楠生等，2002；Zuo et al., 2015）.呼和湖凹陷的现今平均地温梯度为3.54 ℃/100m，属于中温型地温场（崔军平等，2007）.根据Barker and Pawlew（1986）建立的最大埋藏温度（Tmax）与镜质体反射率（Ro）之间的关系式ln（Ro）=0.009 6 Tmax-1.4，笔者计算了最大埋藏温度.随着深度的增加，最大埋藏温度也变大，两者呈明显线性关系，其最大埋藏温度高于现今地温（图 6、图 7），因而中生代以来其是一个逐渐降温的过程.
图 6 海参7井古今地温对比Fig. 6. Comparison of present temperature palaetemperature of Haishen 7
图 7 和1井古今地温对比Fig. 7. Comparison of present and temperature and palaetemperature of He 1呼和湖凹陷镜质体反射率与深度关系图很有规律性（图 4）.海参7井位于凹陷的高部位，相同深度的Ro值最高，代表该井区剥蚀厚度最大，和1井、和8井位于凹陷的较深部位，相同深度的Ro值最低，代表该井区剥蚀厚度也最小.剥蚀厚度是根据Ro外推法求取的，据Dow（1977）研究，地层Ro最低值取0.2%，笔者计算的早白垩世伊敏组沉积之后的剥蚀厚度具有西大东小、北大南小的特点，剥蚀厚度总体较小，一般不超过1 000 m.
目前，Sweeney and Burnham（1990）的Easy%Ro法是进行热史模拟最为精确的方法（魏志彬等，2001；任战利等, 2001, 2014）.通过单井模拟的方法，将理论计算的Ro值与实测数据进行拟合，调整地质模型参数，直到Ro理论与实测趋势达到最佳拟合为止，因此可用于反演古地温梯度值（魏志彬等，2001；邱楠生，2002；任战利等, 2011, 2014）.
本次热史模拟运用叠合盆地古地温场叠加与改造的思路，以地层残余厚度、地层时代、关键时期剥蚀厚度等作为重要约束条件，结合地温场参数及实测镜质体反射率值，应用BasinMod模拟软件，采用Easy%Ro法分别对凹陷边部海参7井和凹陷中心部位和1井、和8井进行热史模拟，模拟的Ro与实测Ro吻合度较高，表明结果可信.
模拟结果表明不同部位热演化史具有一定的差异，现今生烃门限约1 300 m.和8井位于凹陷中心部位，热演化史表明南屯组一段烃源岩在128 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，在125 Ma左右进入高成熟阶段，古地温最大超过170 ℃，现今处于生气阶段；南屯组二段烃源岩在127 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，在122 Ma左右进入生烃高峰，古地温最大超过150 ℃，现今处于高成熟阶段；大磨拐河组一段烃源岩在124 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，在120 Ma左右进入中成熟阶段一直延续至今；大磨拐河组二段烃源岩热演化程度较低，在120 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，处于低成熟阶段，至今未进入生烃高峰（图 8）.
海参7井位于凹陷边部，热演化史表明南屯组一段烃源岩在128 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，在123 Ma左右进入中成熟阶段，在110 Ma进入生烃高峰，古地温超过140 ℃，现今处于高成熟阶段；南屯组二段烃源岩在126 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，在121 Ma左右进入中成熟阶段一直延续至今；大磨拐河组一段烃源岩在123 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，在113 Ma左右进入中成熟阶段一直延续至今；大磨拐河组二段烃源岩热演化程度较低，在112 Ma左右进入生油门限，Ro达到0.5%，处于低成熟阶段，至今未进入生烃高峰（图 9）.
流体包裹体均一温度结合热史模拟结果可以定量确定油气藏的形成时期（刘建良等，2016；任战利等，2017）.在呼和湖凹陷选取3块包裹体发育较好的含油砂岩样品，进行了包裹体均一温度测定.包裹体主要分布于石英微裂隙中，主要为液烃、气液烃、气烃包裹体，大小在1~4 μm.测温结果表明：均一温度范围主要分布在88~175 ℃（表 5）.
表 5 呼和湖凹陷包裹体测温结果Table Supplementary Table The fluid inclusion homogenization temperature in Huhehu depression编号 井深（m） 层位 岩性 均一温度（℃） 和1-1 1 634.81~1 641.18 大磨拐河组一段 含油细砂岩 90、92、93、94、98、155、156、157、160，163，165，170 和1-2 1 845.13~1 853.70 南屯组二段 砂岩 88、90、92、94、95、96、98、155
157，159，160，165，167，170和2 1 637.24~1 655.10 南屯组二段 油浸粗砂岩 92、96、91、99、98、100、158
159，164，166，167，170，171，175根据呼和湖凹陷和1井与和2井南屯组二段包裹体均一温度主要分布在88~100 ℃和155~175 ℃（图 10），再结合和1井热演化史笔者判定南屯组自沉积以来古地温不可能超过150 ℃，因而155~175 ℃的均一温度应该来自深部流体的温度.根据南屯组二段包裹体均一温度为88~100 ℃，笔者判断呼和湖凹陷南屯组砂岩油气藏形成于126~87 Ma，相当于伊敏组沉积时期（图 11）.和1井大磨拐河组一段包裹体均一温度主要分布在90~98 ℃和155~170 ℃，结合和1井热演化史笔者判定大磨拐河组油藏形成于122~100 Ma，相当于伊敏组沉积时期（图 11）.伊敏组沉积时期应是呼和湖凹陷的主要成藏时期（崔军平等，2007；董立等，2011；李军辉等，2011），热史模拟表明此时期也是呼和湖凹陷最大古地温形成时期（崔军平等，2007），该时期东北地区深部岩石圈伸展减薄，火山活动达到高峰期（周建波等，2009）.
图 10 呼和湖凹陷包裹体均一温度直方图Fig. 10. Histogram of the fluid inclusion homogenization temperature in Huhehu depression
图 11 呼和湖凹陷和1井热史模拟与油气主成藏期分析Fig. 11. Thermal history of He1 and oil-gas accumulation period in Huhehu depression5. 讨论
呼和湖凹陷下白垩统烃源岩热演化史与海拉尔盆地具有相似的演化过程.海拉尔盆地在早白垩世处于断陷发育阶段，地温梯度普遍较高.南屯组沉积时期是盆地主要沉降成盆期，该时期也是湖相生油层形成时期，沉积速率在呼和湖凹陷中心达到420 m/Ma，地温梯度较高为41~49 ℃/km（图 12）.大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期，断陷处于稳定拉张阶段，这一阶段以大幅度、快速沉降、沉积为主，沉积速率最大达到780 m/Ma，该时期断裂活动强烈，伴随强烈的火山喷发活动，形成很高的地温场，地温梯度达到50~55 ℃/km，这与中国北方大多数盆地中生代末以来相对较高的热背景基本一致，邻区二连盆地早白垩世最大古地温梯度为50~58 ℃/km（Zuo et al., 2015），松辽盆地早白垩世最大古地温梯度为48~50 ℃/km（任战利，2001）.受库拉-太平洋板块俯冲及鄂霍茨克-漠河-蒙古大洋扩张与封闭的影响，整个东北地区处于伸展构造环境，地幔上隆，地壳拉张减薄，并伴随强烈的岩浆活动，形成了很高的热状态背景（云金表等，1994；周建波等，2009；任战利等，2011；李竞妍等，2014；张兴洲等，2015）.
图 12 呼和湖凹陷沉积速率演化历史Fig. 12. Sedimentary rate evolution history of the Huhehu depression早白垩世晚期，盆地在北西-南东方向的挤压应力场作用下发生反转，海拉尔盆地发生抬升，地层遭受剥蚀，地层温度降低，地温梯度逐渐减低为现今的35.4 ℃/km，烃源岩生烃作用减弱（张岳桥等，2004；张兴洲等，2015）.晚白垩世以来，呼和湖地区进入坳陷发育阶段，湖盆萎缩、沉降幅度减小，一方面油气藏发生调整，另一方面由于上覆地层的深埋，凹陷中心部位的地层温度仍然很高达到120~130 ℃，南屯组烃源岩继续向外排烃，二次生成的油气继续向上运移到圈闭中聚集成藏.目前发现的油气也主要来自于南屯组，少量来自大磨拐河组一段（申文静，2010；鹿坤等，2010）.
研究区早白垩世以来较高的地温场对油气生成、成藏、富集起着非常重要的控制作用，热演化史恢复表明研究区烃源岩均在伊敏组沉积一段沉积末期（早白垩世晚期）达到最大热演化阶段，高的地温场与较快的沉积-沉降速率一起控制了烃源岩热演化历史，这也是制约海拉尔盆地各凹陷能否形成工业油气藏的关键因素.根据已发现的油气藏可知，断块油藏和断层-岩性油藏是最主要的油气藏类型，在凹陷的缓坡带和陡坡带往往成带展布.岩性油气藏主要在生油洼陷中心或中心周围一定范围内分布，分布比较有限（图 13）.因此，在生油中心以外较远距离的构造带难以富集形成油藏，在生油洼槽中心及附近物性较好的储层发育区，是油气聚集的最有利区带.
6. 结论
（1）呼和湖凹陷下白垩统烃源岩有机质类型主要为Ⅲ‒Ⅱ2型干酪根，烃源岩现今热演化程度具有中心高，边部低的特点.南屯组属于中等-好的烃源岩，热演化程度高，在约128 Ma进入生烃门限，现今处于高成熟-生气阶段.大磨拐河组属于中等-差烃源岩，热演化程度整体较低，在约124 Ma进入生烃门限，现今处于中等成熟-低成熟阶段，大磨拐河组二段烃源岩至今未进入生烃高峰.
（2）热史模拟恢复的呼和湖凹陷早白垩世地温梯度约为41~55 ℃/km.南屯组沉积时期是凹陷主要沉降成盆期，地温梯度为41~49 ℃/km，沉积速率在凹陷中心达到420 m/Ma.大磨拐河组-伊敏组一段沉积时期为断陷稳定拉张阶段，沉积速率最大达到780 m/Ma，地温梯度最大达到50~55 ℃/km.之后盆地抬升冷却，沉降幅度减小，地温梯度逐渐减低为现今的35.4 ℃/km.
（3）呼和湖凹陷早白垩世较高的地温场对油气生成、成藏起着重要的控制作用.包裹体均一温度结合热演化史模拟表明126~87 Ma，即伊敏组沉积时期应是呼和湖凹陷的主要成藏时期.伊敏组沉积后，海拉尔盆地发生整体抬升剥蚀，地层温度降低，烃源岩生烃作用减弱，在生油洼槽中心及附近物性较好的储层发育区，是油气聚集的最有利区带.
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图 1 呼和湖凹陷位置及钻井分布
Fig. 1. The location and drilling distribution map of Huhehu depression
图 3 呼和湖凹陷HI与热解峰温Tmax关系
Fig. 3. Relationship between HI and themolysis peak temperature Tmax in Huhehu depression
图 4 呼和湖凹陷镜质体反射率与深度关系
Fig. 4. Relation between vitrinite reuflenctance and depth in Huheh depression
图 5 呼和湖凹陷镜质体反射率Ro平面分布
a.大磨拐河组；b.南屯组
Fig. 5. The distribution map of vitrinite reflectance in Huhehu depression
图 6 海参7井古今地温对比
Fig. 6. Comparison of present temperature palaetemperature of Haishen 7
图 7 和1井古今地温对比
Fig. 7. Comparison of present and temperature and palaetemperature of He 1
图 10 呼和湖凹陷包裹体均一温度直方图
Fig. 10. Histogram of the fluid inclusion homogenization temperature in Huhehu depression
图 11 呼和湖凹陷和1井热史模拟与油气主成藏期分析
Fig. 11. Thermal history of He1 and oil-gas accumulation period in Huhehu depression
图 12 呼和湖凹陷沉积速率演化历史
Fig. 12. Sedimentary rate evolution history of the Huhehu depression
表 1 暗色泥岩厚度统计结果
Table 1. Statistics results of dark mudstone thickness
井号 层位 泥岩最大单层厚度（m） 泥岩一般单层厚度（m） 泥岩累计厚度（m） 泥岩占地层总厚（%） 和1 大磨拐河组二段 15 1.5~3.0 163.5 40.5 大磨拐河组一段 90 5~12 500 75.5 南屯组二段 20 3~10 188 58.8 南屯组一段 22 2~5 198 64.9 和2 大磨拐河组二段 9.5 1.5~4.0 136 42.6 大磨拐河组一段 100.5 12~20 452 92.1 南屯组二段 14 3.5~5.0 88 71.5 南屯组一段 5.5 1~3 > 57 28.4 和3 大磨拐河组二段 15 1.5~4.0 91.4 51.9 大磨拐河组一段 83 10~25 250.2 96.6 辉1 大磨拐河组二段 15 1.8~3.0 62.3 21.7 大磨拐河组一段 45 2~6 222.7 55.4 南屯组二段 10 1~3 121.0 46.6 南屯组一段 24 2~4 208.0 40.1 海参7 大磨拐河组二段 16.5 1.2~2.0 106.8 62.3 大磨拐河组一段 25 0.6~1.2 448.4 52.6 南屯组二段 6.4 0.6~2.4 87.4 83.2 南屯组一段 10.8 0.6~1.6 26.4 72.8 和4 大磨拐河组二段 17.9 12.0~23.0 151.4 62.2 大磨拐河组一段 90.0 12.0~16.0 349.5 52.4 南屯组二段 14.0 3.0~6.0 100.2 83.5 南屯组一段 11.0 1.5~4.0 128.5 72.1 
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表 2 呼和湖凹陷南屯组烃源岩有机地化统计结果
Table 2. The organic geochemical statistics results of source rocks of Nantun Formation in Huhehu depression
井号 层位 TOC（%） S1+S2（mg/g） “A”（%） Ro（%） 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 海参7井 南屯组二段 3.11/11 5.44/11 0.041/3 0.93/5 南屯组一段 2.89/4 4.13/4 / / 和1井 南屯组二段 2.82/16 6.88/16 0.0629/12 0.72/7 南屯组一段 1.90/8 2.51/8 0.063/8 / 和2井 南屯组二段 3.31/8 10.00/8 0.217/8 0.59/4 南屯组一段 3.6/2 1.16/2 / / 辉1井 南屯组二段 2.5/12 10.63/12 0.088/5 / 南屯组一段 2.19/17 1.85/17 0.016/6 / 和5井 南屯组二段 2.75/9 3.19/9 0.023/3 0.65/7 南屯组一段 1.63/6 3.34/6 0.369/4 0.84/3 和8井 南屯组二段 2.78/17 2.84/17 0.100/5 0.64/5 南屯组一段 1.04/2 0.31/2 0.087/2 / 和9井 南屯组二段 2.43/67 3.41/67 / / 南屯组一段 1.03/91 1.37/91 / / 注：和5井、和8井数据邢娅（2012），和9井数据刘海英（2010）.
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表 3 呼和湖凹陷大磨拐河组烃源岩有机地化统计
Table 3. The organic geochemical statistics results of source rocks of Damoguaihe Formation in Huhehu depression
井号 层位 TOC（%） S1+S2（mg/g） “A”（%） Ro（%） 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 平均值/测量数 海参7井 大磨拐河组二段 1.9/12 1.31/18 0.136/13 0.49/12 大磨拐河组一段 2.29/14 2.13/14 0.032/11 0.59/2 和1井 大磨拐河组二段 2.41/5 3.75/5 0.046/26 0.38/3 大磨拐河组一段 2.90/28 4.60/28 0.135/13 0.59/14 和2井 大磨拐河组一段 2.66/12 2.47/12 0.048/12 0.46/1 和3井 大磨拐河组一段 2.20/4 1.71/4 / 0.55/3 和5井 大磨拐河组一段 2.75/9 3.19/9 0.027/9 / 和8井 大磨拐河组一段 2.46/11 6.45/11 0.072/6 / 和9井 大磨拐河组一段 2.15/20 2.94/20 / / 注：和5井、和8井数据邢娅等（2012），和9井数据刘海英等（2010）.
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表 4 呼和湖凹陷和1井下白垩统烃源岩干酪根镜下鉴定结果
Table 4. Kerogen identification results of Lower Cretaceous source rocks of He1 in Huhehu depression
井深（m） 岩性 层位 腐泥组（%） 壳质组（%） 镜质组（%） 惰质组（%） 腐泥组颜色 类型指数 类型 无定形 藻质体 合计 腐殖无定形 其他 合计 818 深灰色泥岩 大磨拐河组二段 65 65 2 2 8 25 黄 35.00 Ⅱ2 982~1 000 碳质泥岩 大磨拐河组二段 1 1 90 9 -76.00 Ⅲ 1 257.5 黑灰色泥岩 大磨拐河组一段 62 62 30 8 黄 31.50 Ⅱ2 1 637.3 黑灰色泥岩 大磨拐河组一段 54 54 3 3 35 8 黄 21.25 Ⅱ2 1 736.7 黑灰色泥岩 大磨拐河组一段 55 55 5 5 25 15 棕黄 23.75 Ⅱ2 1 790 黑灰色泥岩 南屯组二段 57 57 38 5 棕黄 23.50 Ⅱ2 1 832.53 深灰色泥岩 南屯组二段 59 59 3 3 35 3 棕黄 31.25 Ⅱ2 2 220~2 255 碳质泥岩 南屯组一段 1 1 91 8 -77.21 Ⅲ
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表 5 呼和湖凹陷包裹体测温结果
Table 5. The fluid inclusion homogenization temperature in Huhehu depression
编号 井深（m） 层位 岩性 均一温度（℃） 和1-1 1 634.81~1 641.18 大磨拐河组一段 含油细砂岩 90、92、93、94、98、155、156、157、160，163，165，170 和1-2 1 845.13~1 853.70 南屯组二段 砂岩 88、90、92、94、95、96、98、155
157，159，160，165，167，170和2 1 637.24~1 655.10 南屯组二段 油浸粗砂岩 92、96、91、99、98、100、158
159，164，166，167，170，171，175
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