塔里木盆地哈拉哈塘原油来源与充注历史的分子与同位素解析

为解决塔里木盆地哈拉哈塘地区原油来源争议，研究人员通过分析27个海相原油的芳香烃组成及稳定同位素（δ13C、δ34S），结合有机硫化合物（OSCs）特征，揭示了其源自下寒武统烃源岩，并识别出三类受成熟度、生物降解影响的油组。该研究为塔北隆起区油气勘探提供了关键地球化学依据，成果发表于《Organic Geochemistry》。

　　

塔里木盆地作为中国最大的含油气盆地之一，其哈拉哈塘地区的原油来源长期存在争议。传统观点认为该区原油主要源自寒武系烃源岩，但部分地球化学特征（如δ¹³C < –32‰、V形C₂₇-C₂₉甾烷分布）与区域奥陶系烃源岩更相似，导致勘探方向模糊。这一矛盾源于寒武系与奥陶系烃源岩的地球化学特征重叠，以及次生改造（如热成熟度、生物降解）对分子标志物的干扰。为此，中国石油大学等机构的研究团队通过多参数综合分析，揭示了哈拉哈塘原油的真实来源与充注历史，相关成果发表于《Organic Geochemistry》。

研究团队采用气相色谱-质谱（GC-MS）分析原油的芳香烃组分（如烷基化萘、菲、二苯并噻吩DBTs），结合气相色谱-电感耦合等离子体质谱（GC-ICPMS）测定有机硫化合物（如二苯并噻吩及其甲基衍生物）的δ³⁴S值，并辅以全油δ¹³C和δ³⁴S分析。样本涵盖哈拉哈塘6个区块的27口井，按地球化学特征分为I、II、III三组。

分子与同位素特征
低成熟度I、II组原油检测到指示缺氧环境（euxinic）的芳基类异戊二烯（aryl isoprenoids），而高成熟度III组（R_c达1.02%）则无此特征。部分I组原油显示生物降解标志（如25-降藿烷），但共存未降解特征（如低分子量正构烷烃），暗示混合充注。

硫同位素示踪
原油及DBTs的δ³⁴S值为+17‰至+23‰，与下寒武统烃源岩一致，而生物降解油δ³⁴S略重（>+26‰）。II组原油的δ³⁴S和芳基类异戊二烯特征明确指向寒武系来源，排除了奥陶系烃源岩的可能。

结论与意义
该研究通过多参数地球化学指纹，确认哈拉哈塘原油主要为下寒武统烃源岩产物，其δ³⁴S和芳香烃标志物（如芳基类异戊二烯）具有高源岩分辨力。三类油组的划分揭示了热成熟度（R_c）、生物降解及可能的硫酸盐热化学还原（TSR）对油藏改造的差异影响。成果不仅解决了塔北隆起区油源争议，还为复杂次生改造油藏的勘探提供了方法论范例，对全球高硫原油系统的研究具有借鉴价值。