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含油气盆地分类

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地质 储层 沉积 地化 层序地层
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第二节 含油气盆地的类型及特征含油气盆地的形成和发展是受大地构造条件所控制的。有很多沉积盆地的分类方案,这主要是由于各个学者所持的大地构造观点不同。固定论:是根据软流圈的热流动所引起的垂直运动来解释盆地的形成。大洋的形成就是海洋化的结果。即槽台学说。膨胀论:认为地球一直处于膨胀之中,大洋的形成不是海洋化的结果,而是由于沿着洋中脊的增生作用和扩展作用。即海底扩张原理:中央海岭是地幔对流上升的地方,软流层的地幔物质不断从这里涌出、分异、冷却固结成新的大洋地壳,以后涌出的一股岩浆“热流”又把先前形成的大洋地壳向外推移,后浪推前浪式地每年由海岭向两旁扩张,不断为海洋地壳增添新的条带。活动论:是以岩石圈在软流圈上的水平运动来解释盆地的形成,即板块构造学说(拉张、俯冲、碰撞、转换断层)。固定论的盆地分类以苏联的布罗德(1965)和张厚福为代表。分为 括地台内部坳陷盆地和地台内部断陷盆地—单断、双断;2. 山前坳陷盆地;3. 山间坳陷盆地;4. 复合盆地。以板块构造理论为基础的盆地分类以美国 . R.(1976) 为代表,分为裂谷型和聚敛型(共分 16 种)。以地球动力学为基础的盆地分类以刘和甫(1983)为代表,分为张裂环境、压缩环境、剪切环境和重力环境。综合地球动力学背景,再考虑所处的大地构造位置的盆地分类为现在采用的分类。板块边界的类型1. 背离型板块边界(拉张力)称被动大陆边缘,地震活动不显著,构造作用不明显。 2. 聚合型板块边界(挤压力)称主动大陆边缘,地震活动强烈,构造变动强烈。(1) 洋壳俯冲到陆壳下面,并被吸收进地幔(B 型俯冲)(2) 陆壳与陆壳碰撞(A 型俯冲)3. 平行的板块边界(剪切力)一、张性环境发育的含油气盆地—张性盆地以背离板块活动和拉张构造为主,由于地幔上隆,地壳变薄而沉降,也可以是由于盆地形成以前,高温热流使地壳隆起,后来随着高温岩石圈热力衰减而发生沉降。主动裂谷:地幔上隆,地表处于张性应力状态,加之重力侧向扩张作用,使地壳破裂,形成裂陷盆地和伸展构造,称为主动裂谷(如东非)。被动裂陷:由于板块俯冲作用,造成大陆边缘的张性变形或碰撞时大陆内部发生张性变形产生的裂谷,称为陆内碰撞裂谷或大陆边缘裂谷盆地。根据裂陷阶段可分:大陆内裂谷盆地陆间海盆地被动大陆边缘盆地根据所处的位置有:孤后(间)裂谷盆地夭折谷或坳拉槽 1、大陆内裂谷盆地形成狭长的垒堑结构,无洋壳侵位。如东非裂谷,渤海湾盆地。特征:①位于大陆板块内部,由区域性断裂所控制的地壳或岩石圈上的纵长形沉降谷。② 沉积盖层常具有双层结构—下断(下第三系)上坳(上第三系),后者的范围一般超越了断层控制范围。 ③ 地温梯度高>30℃/裂谷初期常有基性喷出岩。④ 同沉积正断层控制着断陷及盆地格架,断层常为铲型,控制的断陷形态有箕状和地堑式。⑤ 断陷早期常以冲积扇—膏盐湖相沉积为特征;断陷扩张期和稳定发展期,以湖相为主;断陷萎缩期以泛滥平原—浅水湖泊—河流沉积为主。坳陷期以大陆冲积相为主。⑥ 生油岩体系多发育断陷稳定发展期,以湖相泥岩为主要的烃源岩,储盖组合可以是同生的,也可以是坳陷期上第三系储层。⑦ 主要圈闭类型有滚动背斜、抬斜断块、底辟及地层圈闭。当后期受挤压或走滑压力作用可发育挤压背斜或雁列褶皱。东非裂谷、莱菌地堑仅经历了裂谷期;而北海盆地、松辽盆地、渤海湾盆地均经过了从断陷到坳陷的演化过程。后者常具有巨大的油气远景。2、陆间海盆地大陆内裂谷进一步发育,轴部可有部分洋壳侵入。如红海盆地、中国右江—南盘江盆地(古陆间海盆,晚古—早中生代)特征:① 盆地早、中期演化同内陆裂谷早、中期。 ② 地层为沉积岩和熔岩、蒸发岩,当有河流在裂谷末端注入时,三角洲或浊流沉积会代替蒸发岩。③ 沉积岩薄,生油岩不发育,不易形成大的油气田。3、被动大陆边缘盆地随着板块的进一步离散,在被动大陆边缘一侧而形成的盆地。如东海陆架盆地、珠江口盆地。特征:① 大陆边缘盆地演化经历了内陆裂谷、陆间裂谷、窄大洋和大西洋 4 个阶段。②在近大陆一侧有潜埋的裂谷系,常发育沉积中心向盆地方向迁移的楔形沉积,发育正断层。下部常为裂谷期陆相沉积,上部为向海推进的陆相或海相陆源碎屑、碳酸盐岩、三角洲和水下扇。为冒地斜棱柱体。③ 盆地具有良好的生储盖组合和圈闭条件,有丰富的油气资源。④ 圈闭类型与裂谷盆地基本一致:滚动背斜、抬斜断块、底辟及地层圈闭;而且生物礁发育,更增加了其油气潜力。⑤ 主要分布在大西洋沿岸,南中国海北缘的珠江口盆地莺—琼盆地。4、孤后(间)裂谷盆地孤后裂谷盆地:泛指发育在火山弧后面的盆地。如:松辽、珠江口、渤海湾盆地。弧间裂谷盆地:早期的火山岛弧因深部扩张而解体,早期岩浆弧成为不活动的残留弧,向外有一部分弧处于海沟旁继续活动而形成新岩浆弧,在两弧之间由于扩张,地壳沉降而形成。如:东海东部冲绳海槽盆地。5、夭折谷和坳拉槽大陆裂谷常以三支裂谷系形式开始发育,其中两支在大陆裂解阶段继续扩张,形成大陆边缘和洋盆;另一支发育中断,成为向克拉通内延伸的凹陷,成为天折谷。如贺兰坳拉槽(华北地台自中、晚元古代破裂)。特征:① 其走向与海岸斜交或近于垂直,向海洋变深变宽,两侧受断层限制。② 基底性质由克拉通方向的陆壳向海洋方向过渡为洋壳。③ 沉积物靠近海洋的一端为陆相或海陆交互相粗碎屑岩、浊积岩和碱性、偏碱性火山岩;在大陆内部的一端为陆相或海陆交互相砂泥岩及碳酸盐岩,沉积厚度自海向陆内方向变薄,火山活动减弱。 ④ 沉积物在不同阶段有差异,早期和晚期以陆相为主,中期以海相、海陆过渡相的碎屑岩和碳酸盐岩为主。早、中期物源来源于周边的克拉通隆起区,晚期由于海洋收缩封闭造成造山带,产生隆起剥蚀区,沉积物来自于褶皱造山带向大陆内部搬运。⑤ 巨厚的沉积中缺失蛇绿岩套,也没有经过剧烈的造山作用和岩浆活动,与活动海槽型沉积有显著的差别(田在艺,1980)。二、压性环境发育的含油气盆地—压性盆地多沿陆缘岩浆弧或造山带一侧分布,应力场以挤压作用为主,盆地的形成与聚散型板块活动有关。压缩构造体系的主要组成部分是弧—沟系:深海沟、火山弧(B 型);褶皱冲断带、缝合带、消减带杂岩体(A 型)。弧前地区:火山岛弧靠海沟一侧的地区。弧后地区:火山岛弧以后的地区。与 B 型俯冲有关的盆地类型有:海沟、弧前盆地,与 A 型俯冲有关的盆地类型有:残留洋盆地、前陆盆地、山间盆地(缝间盆地)。 1、弧前盆地位于岩浆弧与海沟增生楔之间,基底可以是陆壳,洋壳或过渡壳。如中国西藏日喀则白垩纪弧前盆地。特征:①沉积主要来自岩浆岛弧的碎屑物,水深取决于盆地性质与补偿关系。下伏为残留洋壳时水可能较深,可沉积含火山灰的深水细浊积岩和浅水粗浊积岩、陆棚砂岩和三角洲砂岩。物源可以是非火山高地侵蚀碎屑。赤道区盆缘可形成珊瑚礁。② 近岛弧一侧为脆性破裂,发育正断层;近海沟一侧挤压性褶皱,冲断层发育。③ 多数弧前盆地未找到大量油气,主要原因可能是沉积速度快,相变大,储集性差,生油岩多为腐殖型且不成熟等。2、残留洋盆地板块聚合过程中,尚未完全碰撞时,保存下来的部分小洋盆。一侧为被动大陆边缘,另一侧为沿弧—沟系所产生的增生楔。后期可转化为前陆盆地,部分遭受变形而并入褶皱—冲断带。如松潘—甘孜盆地(扬子地块) 特征:①盆缘形成大型三角洲体系,向海盆发育海底扇并覆于远洋沉积之上,这种浊积岩就是前造山期复理石。②往往与前陆盆地叠合成为油气勘探目标层系,具有一定的潜力。  3、前陆盆地当大洋闭合和冲断带前锋扩展到伸展变薄的大陆边缘时,由于构造负荷地壳挠曲而产生深凹盆地。位于造山带与相邻克拉通之间。根据所处的大地构造位置可分为:周缘前陆盆地:当陆块被拖向俯冲带下插时,在俯冲板块上形成的,其冲断层的断面倾向与 B 型俯冲方向一致,为同向冲断带。如中国龙门山前陆冲断带与前陆盆地。弧后前陆盆地:在大陆边缘岩浆岛弧的后面。此盆地形成之前,一种为边缘海盆地和弧间盆地,后来岛弧和大陆边缘碰撞、挤压,使边缘海沉积物受挤压形成褶皱—冲断带,叠置造成的构造负荷有关。冲断层的断面倾向与 B 型俯冲方向相反,为反向冲断带。如美国落基山前陆冲断带与前陆盆地,酒泉—瓦东盆地。特征: ①盆地横剖面为由造山带侧翼向克拉通减薄的不对称楔状, 平面上平行于造山带展布。②造山带一侧发育向前陆区逆冲推覆的褶皱—冲断层带,主要断面为倾向造山带的铲形或阶梯状,常呈叠瓦状组合;盆地克拉通一侧可发育正断层。③沉积组合常见的有洪积—河流—三角洲相和浅海相,有时有浊积岩,碎屑物源主要来自造山带;克拉通为一次要物源区。沉降中心常逐渐向克拉通方向迁移。④具有丰富的油气资源。4、山间盆地(缝间盆地)处于两个古缝合带之间,常由两个或两个以上前陆盆地复合而成,主要发育于中亚或中国西部→“中国型”。如塔里木盆地、准噶尔盆地、费尔干纳盆地。可能与阿尔卑斯—喜马拉雅碰撞造山带的远程效应有关,具有复合前陆盆地的特点。特征:1. 盆地形态受四周山系所限。2. 造山带附近仍发育向盆地逆冲的褶皱—冲断带,规模可能比前陆区的小,山前可以呈向盆地内减薄的楔状,但影响范围不大。3. 四周为物源区,沉积组合主要为冲积、河流、湖相及浅海相。4. 山间盆地除受挤压作用外,走滑断层也常发育。5. 具良好的油气富集条件。三、走滑环境发育的含油气盆地—拉分盆地转换断层:由侧向滑移(沿走向滑移断层),转换成沿倾向滑移(沿正断层或逆断层);或沿断层的水平剪切运动可以突然停止,转换成横越中央海岭的张性运动。拉分盆地的成因与转换断层和走滑移断层有关。由于强烈走滑运动使地壳弯曲,常伴有一定倾向滑动分量,在走滑断层一侧为沉降中心。可分走滑—拉分盆地:张扭性;走滑—挠曲盆地:压扭性。特征:① 平面上常呈棱形,走滑断层为两个长边界,正断层为短边边界,走滑断层一侧往往为沉降中心。② 沉积速率高(可达 100 ㎝/千年),岩相变化大,盆地周缘以冲积扇、浊积扇和河流三角洲相为主,向盆地中央迅速过渡为较深—深湖(海)相为主,并夹有大量的重力流沉积。③ 具有油气聚集的基本条件,走滑运动会提供良好的构造圈闭。四、我国含油气盆地的分布格局及演化 中国含油气盆地的地质发展是中国地质构造史的一部分。有四期演化阶段:贺兰山裂陷旋回(中、晚元古代);祁连裂陷旋回(早古生代);天山裂陷旋回(晚古生代);中新生代裂陷旋回与上叠盆地形成。中新生代以后,从古中国大陆形成并与古亚洲大陆联合以后,这一规模巨大的大陆板块,作为一个独立的整体,同相邻的板块发生了明显的构造地质作用,并在中新生代进入一个新的发展时期。主要是表现为太平洋板块向西北的B型俯冲和印度洋板块的向北挤压碰撞,所以中国中新生代以来的中国大陆构造,主要表现为陆相裂陷沉积盆地星罗棋布,极为发育及其在东西方向上的差异。以贺兰山—龙门山—衰牢山一线和大兴安岭—太行山—武陵山一线为界分为东、中、西三部分,即东部地区的裂陷盆地、西部地区的挤压盆地、中部克拉通盆地的演化。1、太平洋板块俯冲形成东部地区的裂陷盆地中生代起,板块俯冲带即存在,新生代俯冲带大致沿深海沟分布,台湾为其岛弧,向北与琉球—日本相连,向南与菲律宾相接。使中国东部自元古代、古生代以来南北分异转变为北北东北东构造格局。同时,自古生代以来存在的东西向构造走向,仍穿插在北北东—北东构造之间,起着明显的分隔作用的复合作用。随着太平洋板块俯冲带向东迁移以阴山深断裂带,秦岭深断裂带和南岭深断裂带,分为四段:松辽断坳盆地区、华北—渤海湾裂谷盆地区、江汉裂谷盆地区和北部湾裂谷盆地。属弧后裂谷盆地。油气聚集特征:构造体系:1. 正断层组成的地堑、地垒和断阶构造形式;2. 正断层上升盘形成屋脊断块,下降盘上常发育披盖背斜;3. 发育岩盐等可塑性岩层,可形成盐构造。圈闭类型:断层、披盖背斜、滚动背斜、盐丘构造古潜山。2、印度板块碰撞形成西部地区的挤压盆地印度板块不同地质时期向北的移动形成了西部中新生代的沉积盆地,三叠纪至中侏罗世,羌塘地块与塔里木—柴达木盆地南缘的碰撞,造成西北诸盆地陆相碎屑岩建造,富含有机质的泥岩和含煤建造;中、晚侏罗世—早白垩世冈底斯地块北移,继续发展了西北诸盆地边缘逆冲断层带,并形成巨厚的陆相红色碎屑岩沉积。印度板块在早白垩世到第三纪继续向北移动,并沿雅鲁藏布江缝合带发生碰撞,其主要向北的挤压作用,使西北所有盆地的边界逆断层带剧烈活动,盆地抬升,巨厚的粗碎屑物质在山前挠曲地带广泛分布。西部盆地受挤压作用的同时,还有横向推移,形成走滑拉分盆地,主要集中在印度地台与塔里木地台或与杨子地台或与华北地台之间的交接地区。盆地主要类型为:前陆盆地,山间盆地等。油气聚集特征:构造体系:① 盆地形成与造山带的挤压活动有关,盆地往往不对称,发育有中生代—新生代的山前坳陷,边界受逆冲断层控制;② 盆地靠近山前褶皱发育紧密线状排列的背斜和向斜,背斜两翼不对称,靠稳定地块方向一翼较陡,甚至倒转,并伴有逆断层各逆冲断层,靠褶皱山脉一翼较缓,幅度由高变低,逐渐变为大型平缓构造。圈闭类型:挤压背斜、逆冲断裂带。3、板块运动对中部克拉通盆地的演化克拉通多旋回盆地(四川盆地、鄂尔多斯盆地)由于远离两大板块,不受直接挤压,相对稳定,属大陆上板内克拉通多旋回盆地。形成时间较早,为继承性上叠盆地,下降幅度深,面积大,保持了相对稳定的沉积条件和较长时间的温湿气候条件,具有成油成煤的有利条件。油气聚集特征:构造体系:1. 盆地东西两侧的挤压作用不同,使盆地东西构造具有明显的差别。东侧(俯冲较早)抬升较早,自东向西挤压,盆地沉积凹陷向西迁移;西缘构造变形强烈(碰撞作用)。2. 东部有线状盖层褶皱,为北北东向背斜伴以与轴面基本平行并向南东倾斜的逆断层;西部发育有北北东的线型紧密褶皱和向北西倾斜的逆掩断层;中部构造平缓,两翼基本对称。圈闭类型:盆地边缘为陡背斜,西部有逆断层圈闭,中央为缓背斜。
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