1.有机质丰度
研究区中—新元古界主要发育于冀北地区，其中洪水庄组泥、页岩有机质丰度最高，平均有机碳含量为2.84%，最高可达6.1%（表4-2-1），氯仿沥青“A”含量平均值为0.1808%，为一套好烃源岩；有机碳含量在宽城化皮背斜及其周边和双洞背斜最高，平均值分别在4.0%和3.0%以上，在党坝向斜内多为有机碳含量大于2.0%分布区（图4-2-1）。其次为下马岭组泥页岩，有机碳含量平均值为1.67%，最高可达16.7%，已达到好烃源岩的评价标准，但可溶有机质含量相对较低，可能与辉绿岩烘烤有关；有机碳含量在双洞背斜河承德县以西大营乡一带有机质丰度较高，有机碳含量大于2.0%（图4-2-2），化皮背斜带有机碳含量在0.51%～0.89%，党坝向斜其余地区为1.0%～2.0%分布区，大部分地区均为可形成工业油气流的好烃源岩分布区。铁岭组泥页岩虽然有机碳含量也较高，但厚度较薄；碳酸盐岩中铁岭组有机质丰度最高，有机碳含量平均为0.31%，最高者可达1.87%，并且具有较高的可溶有机质含量，为一套有效油源岩，有机碳含量在宽城至承德县大营乡和双洞背斜带最高，有机碳含量分别大于0.3%和0.35%；党坝向斜带内平泉县双洞至宽城化皮之间为有机碳含量0.2%～0.3%分布区，兴隆县被水泉乡一带有机碳含量大于0.1%，大部分地区均为有效气源—油源分布区（图4-2-3）。雾迷山组、高于庄组和串岭沟组有机质丰度较低，但部分样品达到了有效烃源岩的评价标准，特别是高于庄组灰岩有机碳含量平均值为0.23%，TOC＞0.25%达到有效气源岩标准的占42.1%。
表4-2-1 冀北坳陷烃源岩有机质丰度数据表
续表
注：1.67（45）为平均值（样品数）。
图4-2-1 中—新元古界洪水庄组有机碳含量等值线图
图4-2-2 中—新元古界下马岭组有机碳含量等值线图
图4-2-3 中—新元古界铁岭组有机碳含量等值线图
2.有机质类型
镜下观察表明，下马岭组页岩有机显微组分大多呈藻腐泥型球粒状无定性结构，类脂组含量大于60%，干酪根类型多属于Ⅱ1型，少数属于Ⅱ2型；铁岭组和雾迷山组有机显微组分中类脂组含量大于70%，干酪根类型属于Ⅰ—Ⅱ1型；洪水庄组类脂组含量大于85%，干酪根类型属于Ⅰ—Ⅱ1型；长城系高于庄组岩石样品，干酪根呈不规则粒状和无定形团块状结构，干酪根类脂组含量大于80%，干酪根属于Ⅰ型。中—新元古界各套烃源岩的总烃与δ13C的关系（图4-2-4a）同样表明各套烃源岩有机质类型以I型为主，少数样品为Ⅱ1类。但从干酪根的H/C-O/C原子比关系图中，各套烃源岩大部分样品在Ⅱ2—Ⅲ型的范围内（图4-2-4b）。分析认为地面露头样品因暴露地表，长时间遭受风化氧化，使干酪根的氧含量增加，O/C原子比明显变大，H/C原子比相应变小，干酪根类型变差。对于受到火成岩烘烤的地面样品来说，干酪根类型变得更差。这表明应用范氏图划分露头样品和受到火成岩烘烤样品的有机质类型偏低，如果要用，应加以校正。综合干酪根扫描电镜分析、镜下鉴定、元素组成及碳同位素组成分析认为，中—新元古界干酪根类型以Ⅰ型为主，少数样品为Ⅱ1型。
图4-2-4 冀北地区中—新元古界烃源岩有机质类型判识图
3.有机质成熟度
目前使用的比较多、可信度较大的热演化指标是镜质体反射率。但高等植物的真正出现是从泥盆纪以后，泥盆纪以前的中—新元古界和寒武系—奥陶系根本不存在镜质体，从而镜质体反射率指标在这些地层中无法应用。因此，在本研究中对中—新元古界和寒武系—奥陶系烃源岩主要采用了沥青反射率、海相镜质体反射率、最高热解峰温Tmax以及H/C比等多种方法对成熟度进行了确定。为了与其他层系烃源岩热演化程度相对应，还利用固体沥青反射率、海相镜质体反射率与镜质体反射率的关系换算成镜质体反射率，以便于对比研究。
图4-2-5 镜质体反射率与沥青反射率关系图
固体沥青反射率与镜质体反射率的对应关系是利用新疆和田探区石炭系、二叠系碳酸盐岩样品来建立的，这些样品中既含沥青，又含正常的陆源镜质体，通过对其中含两种显微组分的样品分别进行了沥青反射率和镜质体反射率测定（图4-2-5），建立了它们的相关关系式（公式4-2-1）：
Ro=0.6097Rb+0.4001 （4-2-1）
这与国际煤及有机岩石学会推荐的Jacob等（1985）、国内较有影响的丰国秀等（1988）、刘德汉等（1994）建立的Ro-Rb关系非常接近。根据以上关系式，利用固体沥青反射率确定碳酸盐岩成熟度时，可直接利用沥青反射率或把沥青反射率换算为等效镜质体反射率后，按以下标准进行划分成熟阶段（表4-2-2）。
表4-2-2 碳酸盐岩成熟阶段划分标准
海相镜质组反射率与正常镜质组的关系主要利用钟宁宁（1995）的研究成果：
Rmv=0.805Rc-0.103（0.50＜Rc≤1.50）（4-2-2）
Rmv=2.844Rc-3.630（1.50＜Rc≤2.50）（4-2-3）
Rmv=1.082Rc+0.025（2.50＜Rc≤5.00）（4-2-4）
从各套烃源岩的有机质成熟度来看，下马岭组有机质成熟度较高，Tmax值表明从低成熟阶段到过成熟阶段均有分布（表4-2-3），从下马岭组各有机质成熟度指标折算镜质体反射率编制的有机质成熟度平面图（图4-2-6）来看，双洞至凌源市龙潭沟一带和承德县滴水崖至宽城之间有机质成熟度较高，折算镜质体反射率高于2.0%，已演化到高成熟阶段，主要由于这两个地区辉绿岩分布广、厚度大，由辉绿岩的高温烘烤所致。兴隆县以北及承德县大营相一带辉绿岩不发育，折算镜质体反射率小于1.3%，仍处于成熟阶段。
表4-2-3 冀北坳陷烃源岩成熟度参数
注：421～550/49449）为最小值～最大值/ 平均值（样品数）。
图4-2-6 下马岭组有机质成熟度平面分布图
（据华北石油，1996，修改）
铁岭组有机质热演化从低成熟阶段到过成熟阶段均有分布，主要处于成熟阶段，有机质成熟度比上覆下马岭组低（表4-2-3）。从铁岭组岩石折算镜质体反射率编制的有机质成熟度平面图（图4-2-7）来看，凌源市龙潭沟一带折算镜质体反射率已达1.5%，进入湿气阶段；党坝凹陷带边缘折算镜质体反射率为1.3%～1.4%，大约处于凝析油阶段。在党坝凹陷带内折算镜质体反射率均小于1.3%，仍约处于生油阶段，这表明下马岭组辉绿岩对铁岭组有机质的热演化影响不大。
洪水庄组有机质成熟度低于下马岭组，但高于铁岭组，主要处于成熟阶段。从洪水庄组折算镜质体反射率编制的有机质成熟度平面图（图4-2-8）来看，党坝凹陷带边缘和凌源县和承德县靠近火成岩的样品折算镜质体反射率多大于2.0%，已达干气阶段；在党坝凹陷带内广大地区折算镜质体反射率小于1.3%，仍约处于生油阶段。
雾迷山组有机质主要处于成熟—高成熟阶段，以生油和凝析油为主。高于庄组岩石样品Tmax平均值为492℃，大约有72.7%的样品Tmax＞475℃，处于以生气为主的阶段，仍有27.3%的样品Tmax＜475℃，处于凝析油阶段。
上述各层系岩石样品有机质成熟度指标所反映的成熟度基本上是一致的，即雾迷山组以上地层多处于以生油为主的热演化阶段。而下马岭组页岩处于以生气为主的阶段。
图4-2-7 铁岭组有机质成熟度平面分布图
（据华北油田，1996，修改）
图4-2-8 中—新元古界洪水庄组有机质成熟度平面分布图
4.典型地球化学剖面
从冀北凹陷中—新元古界典型地球化学剖面（化1井）来看（图4-2-9），洪水庄组页岩有机质丰度最高，有机碳含量平均值高达4.19%，氯仿沥青“A”平均值为3647×10-6，生烃潜力（S1+S2）平均值高达10.84mg/g岩石，有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主，热演化已进入成熟度阶段，综合评价为可形成大型油气田的烃源岩；铁岭组白云岩其次，有机碳含量平均值为0.48%，氯仿沥青“A”平均值为672×10-6，生烃潜力（S1+S2）平均值为1.19mg/g岩石，有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型为主，热演化已进入成熟度阶段，综合评价为有效生油——形成工业油气藏的烃源岩；雾迷山组白云岩达到有效气源岩的评价标准。与化1井相比较，处于隆起部分的京101井有机质丰度相对较低（图4-2-10），仅有铁岭组岩石样品有机碳含量高于0.5%，有机质成熟度也相对较低。
中—新元古界不同地区露头样品与井下样品相差甚远，从辽南，冀东的野外露头地球化学剖面来看（图4-2-11，图4-2-12），中—新元古界岩石（包括震旦系的泥岩和灰岩）样品有机质丰度普遍较低，基本达不到最低烃源岩的下限标准，可能是受地表风化作用影响所致。
图4-2-9 化1井综合地球化学剖面图
图4-2-10 京101井综合地球化学剖面图
图4-2-11 辽南复州湾地区综合地球化学剖面图
图4-2-12 冀东地区野外露头综合地球化学剖面图
5.有效烃源岩的分布
下马岭组沉积中心在宣龙坳陷的新保安一带，暗色泥岩厚度大于300m（图4-2-13），向南向东逐渐变薄，在保定—天津以北尖灭，大部分烃源岩厚度在100～300m之间。铁岭组烃源岩厚度多在150～400m之间（图4-2-14），分布范围与下马岭组大体相当而略宽。洪水庄组烃源岩分布范围略小于下马岭组，有效烃源岩最大厚度达140m（图4-2-15）。雾迷山组以白云岩为主，岩性相似，泥质含量较少，有机质丰度低，其中暗色泥岩可按烃源岩对待，在冀北平泉一带厚度超过3000m。高于庄组烃源岩厚度在房山—蓟县一带超过1300m，在冀北宽城一带超过1100m，向西、向南两侧逐渐减薄，分布范围大于雾迷山组。
图4-2-13 下马岭组有效烃源岩等厚图
图4-2-14 中—新元古界铁岭组有效烃源岩等厚图
图4-2-15 中—新元古界洪水庄组有效烃源岩等厚图
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