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中国西部三大海相克拉通含油气盆地沉积-构造转换与生储岩

关 键 词:
中国西部 海相 克拉通 油气 盆地 沉积 构造 转换 生储岩
资源描述:
中 国 西 部 三 大 海 相 克 拉 通 含 油 气 盆 地沉 积 !构 造 转 换 与 生 储 岩许 效 松 , 刘 宝 珺 , 牟 传 龙 , 汪 正 江 , 万 方( 中 国 地 质 调 查 局 成 都 地 质 矿 产 研 究 所 , 四 川 成 都 !"##$%)摘 要 : 从 含 油 气 盆 地 沉 积 &构 造 演 化 的 视 角 和 盆 地 性 质 转 变 的 动 态 观 出 发 , 把 中 国 西 部 的 油 气 盆 地 划 分 为 ’种 类 型 ,塔 里 木 、 四 川 和 鄂 尔 多 斯 (个 古 生 代 海 相 盆 地 具 有 相 似 的 地 质 演 化 和 生 储 体 系 。 泛 大 陆 解 体 后 , 震 旦 纪 — 早 中 奥 陶 世为 被 动 大 陆 边 缘 , 中 晚 奥 陶 世 至 志 留 纪 为 夭 折 前 陆 盆 地 , 代 表 三 大 陆 块 与 周 边 洋 盆 的 盆 山 转 换 。 构 造 演 化 在 克 拉 通上 的 地 质 响 应 表 现 在 (个 方 面 : 一 是 沉 积 了 %套 烃 源 岩 , 即 大 陆 边 缘 和 “ 夭 折 ” 的 前 陆 盆 地 阶 段 的 沉 积 物 ; 二 是 形 成 古隆 起 、 古 暴 露 和 古 岩 溶 , 并 在 克 拉 通 上 有 ’个 盆 山 转 换 面 ; 三 是 晚 古 生 代 海 侵 盆 地 阶 梯 式 地 上 超 在 早 古 生 代 海 退 盆 地序 列 之 上 , 导 致 下 生 上 储 和 封 隔 盖 层 。关 键 词 )中 国 西 部 ; 三 大 克 拉 通 盆 地 ; 早 古 生 代 盆 山 转 换 ; 烃 源 岩 与 碳 酸 盐 岩 储 集 层中 图 分 类 号 : *+’; *!"$,"( 文 献 标 识 码 : - 文 章 编 号 : "!."&%++%( %##’) ""&"#!!&#$收 稿 日 期 : %##’&#.&%.; 修 订 日 期 : %##’&#/&#"地 调 项 目 : 中 国 地 质 调 查 局 《 中 国 西 部 大 中 型 沉 积 盆 地 分 析 及 油 气 资 源 远 景 研 究 》 项 目 ( 编 号 : %##""(###.") 成 果 。作 者 简 介 : 许 效 松 ( "/(’& ) , 女 , 研 究 员 , 从 事 盆 地 分 析 、 构 造 古 地 理 、 石 油 地 质 研 究 。地 质 通 报012320457331849 2: 5;49( 卷 第 "" 期%##’ 年 "" 月,%(, 9=,""9=?,, %##’世 界 大 型 油 气 田 多 以 海 相 盆 地 为 主 , 尤 其 中 东 和 阿 拉 伯湾 的 中 新 生 代 盆 地 最 为 瞩 目 , 因 而 在 海 相 盆 地 找 油 和 对 比 石油 地 质 条 件 成 为 各 国 地 学 者 的 关 注 点 。 中 国 的 四 川 盆 地 开 发“ 火 井 ” 历 史 虽 名 列 世 界 前 茅 , 但 对 海 相 盆 地 油 气 资 源 勘 探 起步 较 晚 。 %#世 纪 $#年 代 在 鄂 尔 多 斯 和 四 川 盆 地 海 相 地 层 中 相继 找 到 大 型 天 然 气 田 , 石 油 勘 探 则 于 "/$’年 在 塔 里 木 盆 地 沙参 %井 奥 陶 系 白 云 岩 中 获 高 产 油 气 流 后 揭 开 海 相 找 油 的 序幕 , 并 于 "// 现 了 塔 河 超 亿 吨 级 古 岩 溶 储 层 的 大 油 田@", %A,相 继 在 塔 中 "!、 塔 中 ’构 造 也 取 得 高 产 石 油 , 由 此 海 相 盆 地 油气 勘 探 才 取 得 重 大 的 突 破 。 相 应 在 石 油 地 质 、 有 机 地 球 化 学 、地 球 物 理 勘 探 技 术 和 古 喀 斯 特 碳 酸 盐 岩 储 层 的 研 究@%B’均 有 成 功 的 经 验 。对 比 中 国 油 气 盆 地 类 型 、 盆 地 数 和 资 源 量 可 看 出 ( 表 ") ,石 油 以 陆 相 盆 地 为 主 , 天 然 气 资 源 主 要 储 集 在 海 相 盆 地 中 ,约 占 资 源 量 的 %C(以 上 , 石 油 也 占 较 大 比 例 , 因 此 近 几 年 西 部海 相 盆 地 油 气 勘 探 已 成 为 重 中 之 重 。 本 文 以 盆 地 沉 积 &构 造演 化 和 盆 山 转 换 为 主 线 , 侧 重 古 生 代 (个 海 相 盆 地 储 集 的 共性 和 特 殊 性@!, 试 图 总 结 具 陆 壳 基 底 的 克 拉 通 盆 地 演 化 对 烃源 岩 沉 积 的 控 制 性 , 对 加 里 东 构 造 期 形 成 的 古 隆 起 与 古 岩 溶的 制 约 关 系 提 出 浅 识 , 为 调 整 海 相 盆 地 油 气 勘 探 部 署 和 扩 大勘 探 目 标 提 供 参 考 依 据 。" 含 油 气 盆 地 类 型 划 分 与 盆 地 分 析沉 积 盆 地 分 类 是 估 计 未 发 现 油 气 资 源 的 重 要 基 础@$A, 但第 !" 卷 第 ## 期! 中 国 石 化 新 星 公 司 研 究 院 易 荣 龙 主 编 $中 国 油 气 盆 地 类 型 $!%%%$含 油 气 盆 地 分 类 应 有 别 于 沉 积 盆 地 的 分 类 方 案 。 国 外 学 者 以板 块 构 造 、 盆 地 成 因 的 动 力 机 制 等 为 基 点 , 把 盆 地 划 分 为 离散 型 和 聚 敛 型 两 大 类&’, #%(, 或 以 盆 地 的 动 力 因 素 分 为 七 大 类&##(。国 内 石 油 地 质 学 家 根 据 中 国 含 油 气 盆 地 的 特 色 有 多 种 分 类标 准 , 如 朱 夏&#!(的 双 重 分 类 概 念 和 ")*+,*+ 油 气 盆 地的 思 路 ; 田 在 艺 等&#"(以 盆 地 构 造 样 式 和 动 力 环 境 划 分 为 +种 盆地 类 型 ; 张 渝 昌 等&.(以 中 国 地 质 历 史 为 基 础 , 全 面 地 分 析 了 盆地 原 型 与 油 气 响 应 间 的 复 杂 关 系 ; 易 荣 龙!综 合 前 人 研 究 成果 , 把 中 国 现 有 盆 地 划 分 为 三 大 类 、 #/种 盆 地 。 各 分 类 的 基 点除 盆 地 的 基 底 性 质 和 归 属 外 , 仍 以 构 造 和 动 力 因 素 为 主 。笔 者 理 解 含 油 气 盆 地 有 !层 含 义 : 一 是 有 经 济 价 值 的 油气 盆 地 , 均 为 板 内 克 拉 通 盆 地 、 大 陆 边 缘 和 稳 定 边 缘 转 化 的前 陆 盆 地 , 石 油 地 质 学 家 对 这 类 盆 地 均 有 共 识 ; 二 是 从 盆 地形 成 机 理 和 构 造 古 地 理 观 念 出 发 , 具 有 相 对 沉 降 的 、 保 存 一套 相 对 稳 定 地 层 的 有 效 可 容 沉 积 空 间 , 具 有 局 部 隔 档 式 和 大区 域 型 的 封 盖 层 。 油 气 勘 探 的 实 践 经 验 表 明 , 不 少 盆 地 的 性质 、 类 型 素 有 争 议 , 或 很 难 定 论 , 具 有 工 业 开 发 价 值 的 油 气 田很 少 是 单 一 的 构 造 盆 地 系 统 和 单 一 生 储 盖 组 合 的 含 油 气 系统 , 均 是 复 合 或 叠 合 的 盆 地 。 多 数 油 气 田 均 具 下 生 、 上 储 或 上生 、 下 储 的 储 集 成 藏 组 合 和 盆 地 结 构 , 此 组 合 是 盆 地 演 化 过程 中 盆 地 性 质 转 换 、 盆 地 改 造 和 重 组 的 结 果 。 因 此 笔 者 认 为 ,油 气 盆 地 类 型 划 分 应 考 虑 到 盆 地 构 造 演 化 的 转 换 性 和 叠 加性 ( 如 本 文 所 称 的 “ 夭 折 ” 的 前 陆 盆 地 ) , 即 盆 地 形 成 的 前 因 和后 果 ; 以 板 块 构 造 作 为 分 类 原 则 , 又 要 从 实 际 出 发 , 强 调 有 效可 容 沉 积 空 间 的 概 念 , 具 有 生 储 层 的 沉 积 物 和 封 盖 性 的 组 合体 系 均 与 盆 地 性 质 转 化 共 耦 , 即 以 动 态 观 、 演 化 观 的 思 路 划分 盆 地 类 型 。把 中 国 西 部 油 气 盆 地 置 于 时 、 空 !个 坐 标 上 , 分 为 +类 ( 图#) : 一 是 具 陆 壳 基 底 的 克 拉 通 盆 地 ; 二 是 在 早 古 生 代 褶 皱 基底 和 岛 弧 体 系 上 发 育 的 盆 地 ; 三 是 前 陆 盆 地 ; 四 为 陆 内 盆 地 。该 分 类 方 案 的 分 类 原 则 强 调 "点 : 一 是 构 造 演 化 制 约 盆 地 ; 二是 强 调 同 一 盆 地 在 演 化 过 程 中 性 质 也 发 生 转 换 , 为 下 、 上 !个盆 地 的 延 续 和 叠 加 发 展 ; 三 是 不 同 地 质 历 史 中 盆 地 基 底 性 质不 同 , 演 化 过 程 也 不 同 , 而 不 同 的 生 储 组 合 均 与 盆 地 性 质 和演 化 密 切 相 关 。#$# 具 陆 壳 基 底 的 克 拉 通 盆 地具 陆 块 基 底 的 克 拉 通 盆 地 有 "个 ( 图 #中 的 ( #) 类 ) , 即 扬 子陆 块 的 四 川 盆 地 、 华 北 陆 块 的 鄂 尔 多 斯 盆 地 、 塔 里 木 陆 块 的 塔里 木 盆 地 。 现 今 大 地 构 造 格 架 和 盆 地 性 质 揭 示 , 在 地 质 历 史 时空 演 化 旋 回 中 , 这 "个 克 拉 通 盆 地 归 纳 有 /次 演 化 过 程 : "早 古生 代 海 相 盆 地 , 组 建 大 陆 边 缘 ; #加 里 东 期 克 拉 通 转 为 “ 夭 折 ”前 陆 盆 地 ; $晚 古 生 代 叠 加 了 海 侵 上 超 盆 地 , 与 下 伏 早 古 生 代盆 地 呈 低 角 度 不 整 合 或 假 整 合 ; %海 西 晚 期 和 印 支 期 转 为 海陆 过 渡 相 的 前 陆 盆 地 ; &中 新 生 代 陆 相 盆 地 。 上 述 演 化 序 列说 明 , 具 陆 壳 基 底 的 克 拉 通 盆 地 具 较 强 的 稳 定 性 , 是 油 气 聚集 和 整 装 油 气 田 的 富 集 区 , 并 以 古 生 代 为 一 完 整 的 沉 积 *构造 演 化 单 元 。古 生 代 的 "个 海 相 盆 地 的 演 化 和 生 储 盖 组 合 具 有 共 性 :一 是 同 具 !个 构 造 层 , 下 为 加 里 东 期 的 早 古 生 代 海 盆 和 “ 夭折 ” 前 陆 盆 地 , 上 为 晚 古 生 代 海 西 期 的 海 侵 盆 地 。 二 是 沉 积序 列 相 同 , 底 部 为 大 陆 架 碎 屑 岩 充 填 和 垫 板 , 中 上 部 为 碳 酸盐 台 地 和 淹 没 台 地 , 上 部 为 变 浅 的 碎 屑 岩 。 三 是 烃 源 岩 均 为黑 色 岩 系 和 泥 质 碳 酸 盐 岩 。 四 是 储 集 层 均 以 碳 酸 盐 岩 为 主 ,碎 屑 岩 次 之 , 古 隆 起 控 制 成 藏 , 古 喀 斯 特 为 主 要 储 层 。 五 是具 有 "个 不 同 级 别 的 含 油 气 系 统 : !个 自 生 储 系 统 , 早 古 生 代可 自 成 一 个 含 油 气 系 统 和 生 储 盖 组 合 , 如 塔 里 木 盆 地 奥 陶系 、 志 留 系 油 气 田 ; 晚 古 生 代 自 生 储 系 统 , 鄂 尔 多 斯 盆 地 晚古 生 代 煤 成 气 , 四 川 盆 地 二 叠 系 生 物 礁 滩 相 储 层 ; 另 一 个 是下 生 上 储 系 统 , 晚 古 生 代 的 上 超 盆 地 与 下 伏 早 古 生 代 盆 地也 可 组 成 一 个 含 油 气 系 统 , 以 碳 酸 盐 岩 储 层 为 主 , 碎 屑 岩 次之 , 如 塔 里 木 盆 地 泥 盆 系 砂 岩 储 层 、 石 炭 系 生 屑 灰 岩 , 鄂 尔多 斯 盆 地 石 炭 系 天 然 气 , 四 川 盆 地 石 炭 系 白 云 岩 中 的 天 然气 , 下 三 叠 统 鲕 粒 滩 大 型 气 田 的 岩 性 、 相 储 层 也 是 下 生 上 储的 典 型 。值 得 提 出 的 是 , 西 部 "个 具 克 拉 通 基 底 的 早 古 生 代 海 相盆 地 , 在 中 晚 奥 陶 世 后 至 早 泥 盆 世 期 间 转 为 “ 夭 折 ” 前 陆 盆地 。 这 一 过 程 单 指 加 里 东 构 造 运 动 在 中 国 古 大 陆 特 有 的 构 造形 迹 , 是 中 国 海 相 盆 地 油 气 聚 集 成 藏 的 关 键 。笔 者 提 出 早 古 生 代 盆 地 经 历 了 “ 夭 折 ” 前 陆 盆 地 演 化 这一 过 程 基 于 "点 : 一 是 三 大 陆 块 与 原 特 提 斯 各 分 支 洋 在 中 晚奥 陶 世 发 生 俯 冲&#+, #/(, 周 边 有 加 里 东 期 造 山 带 和 构 造 混 杂岩#’(, 大 陆 边 缘 有 前 渊 带 , 发 育 晚 奥 陶 世 — 早 志 留 世 的 水 下磨 拉 石 沉 积 , 厚 千 余 米&#/(; 二 是 在 三 大 克 拉 通 边 缘 和 大 陆 架 斜坡 带 转 为 前 陆 隆 起 ; 三 是 从 上 述 !个 单 元 的 构 造 配 置 来 看 , 其间 的 克 拉 通 盆 地 和 浅 海 碳 酸 盐 台 地 因 前 隆 的 构 造 掀 斜 , 发 育了 由 浅 变 深 再 变 浅 的 沉 积 序 列 , 这 一 范 围 即 为 “ 夭 折 ” 前 陆 盆地 的 构 造 古 地 理 边 界 , 其 上 被 晚 古 生 代 海 侵 超 覆 , 中 断 了 前陆 盆 地 的 发 展 。 所 以 ,“ 夭 折 ” 前 陆 盆 地 有 别 于 经 典 的 前 陆 盆地 , 即 克 拉 通 上 未 转 为 后 造 山 前 陆 磨 拉 石 堆 积 , 只 表 现 为 隆起 、 剥 蚀 和 古 喀 斯 特 化 , 有 人 认 为 加 里 东 运 动 为 软 碰 撞&!%(。 但是 , 盆 地 的 沉 积 物 岩 性 、 相 变 化 反 馈 克 拉 通 内 仍 有 造 山 运 动的 地 质 响 应 。古 隆 起 、 生 烃 岩 、 储 集 体 是 油 气 储 集 成 藏 的 关 键 。 西 部 "个 古 生 代 海 相 盆 地 , 从 古 隆 起 、 生 烃 源 岩 沉 积 、 早 古 生 代 的 古岩 溶 和 碎 屑 岩 储 层 , 均 以 中 晚 奥 陶 世 后 至 石 炭 纪 期 间 的 构 造演 化 为 转 折 。 因 此 , 分 析 加 里 东 构 造 演 化 过 程 、 克 拉 通 上 古 隆起 的 边 界 、 幕 次 构 造 事 件 与 沉 积 相 的 配 置 , 是 当 前 海 相 盆 地选 择 油 气 勘 探 目 标 的 关 键 , 特 别 是 塔 里 木 盆 地 。 笔 者 认 为 ,“ 夭 折 ” 的 前 陆 盆 地 是 加 里 东 构 造 过 程 的 产 物 , 是 基 于 中 国 地质 演 化 的 特 殊 性 , 造 就 了 西 部 克 拉 通 盆 地 发 育 海 相 碳 酸 盐 岩许 效 松 等 2中 国 西 部 三 大 海 相 克 拉 通 含 油 气 盆 地 沉 积 *构 造 转 换 与 生 储 岩#%03地 质 通 报 !"#$#!%&’$ ()$$"*%+ #, &-%+’ !""# 年图 $ 中 国 中 西 部 含 油 气 盆 地 类 型 、 生 储 组 合 、 构 造 演 化 与 盆 地 性 质 转 换 的 关 系( 盆 地 类 型 和 演 化 以 海 相 克 拉 通 盆 地 为 主 , 简 介 陆 内 盆 地 , 文 字 亦 同 )%&’($ )*+,-, -./01,20,-,03.&0 78&69 8, ,3.:/8&;+,80.:,/425,70&6’ 57-&6 &6 &67 769 8076-&8&; 57-&6 678/0, 藏 , 与 世 界 中 新 生 代 前 陆 盆 地 油 气 田 不 同 。$?! 建 筑 在 早 古 生 代 褶 皱 基 底 和 弧 盆 体 系 之 上 的 盆 地建 筑 在 早 古 生 代 褶 皱 基 底 和 弧 盆 体 系 之 上 的 盆 地 为 第二 类 盆 地 ( 图 $中 的 ( !) 类 ) , 主 要 指 晚 古 生 代 的 盆 地 , 其 基 底的 不 确 定 因 素 颇 多 , 争 议 很 大 , 或 是 洋 壳 俯 冲 的 岛 弧 系 列 , 或推 测 是 加 里 东 期 大 陆 边 缘 的 褶 皱 基 底 。准 噶 尔 盆 地 为 古 亚 洲 洋 俯 冲 时 在 岛 弧 系 列 中 发 育 的 盆 地 ,内 部 的 分 隔 以 弧 间 构 造 为 主 控 因 素 。 该 盆 地 的 优 势 在 于 石 炭纪 — 早 二 叠 世 时 中 断 俯 冲 构 造 活 动 , 为 充 填 埋 藏@!$A。 大 盆 地 、 小 分隔 , 因 而 沉 积 了 碎 屑 岩 2含 煤 岩 系 , 生 油 岩 丰 富 , 岩 性 储 集 层 发育 , 为 自 生 储 体 系 。南 盘 江 盆 地 作 为 南 方 海 相 油 气 盆 地 勘 探 目 标 而 备 受 重视 。 该 盆 地 的 基 底 不 属 扬 子 克 拉 通 , 可 能 为 加 里 东 期 的 褶 皱带@!!, !受 古 特 提 斯 扩 张 和 双 向 走 滑 作 用 , 晚 古 生 代 为 槽 、 台相 间 的 海 盆 , 构 造 活 动 性 强 , 岩 性 、 相 稳 定 性 差 。$?B 前 陆 盆 地前 陆 盆 地 是 形 成 于 造 山 带 与 邻 近 克 拉 通 之 间 的 狭 长 地带 , 是 大 陆 岩 石 圈 受 上 叠 地 壳 逆 冲 加 载 引 起 挠 曲 变 形 , 在 大陆 边 缘 形 成 的 坳 陷 盆 地 。 受 俯 冲 效 果 的 控 制 有 !种 类 型 : 挠 曲变 形 加 载 在 被 动 大 陆 边 缘 上 , 为 周 缘 前 陆 盆 地 ; 洋 壳 俯 冲 形成 岛 弧 带 和 弧 后 前 陆 盆 地 , 即 图 $中 的 复 合 前 陆 盆 地 。 对 这 类盆 地 研 究 较 深 和 经 典 的 实 例 均 以 中 新 生 代 的 前 陆 盆 地 为 主 ,由 海 盆 向 陆 盆 过 渡 , 如 龙 门 山 前 陆 盆 地 、 大 巴 山 前 陆 盆 地 和天 山 前 陆 盆 地 等 , 都 是 重 要 的 油 气 盆 地 。对 油 气 盆 地 储 集 成 藏 而 言 , 前 陆 隆 起 带 是 个 极 为 重 要 的构 造 单 元 。 前 陆 隆 起 随 着 逆 冲 加 载 的 挠 曲 作 用 和 构 造 均 衡 作用 而 不 断 坳 陷 , 并 向 克 拉 通 迁 移 , 早 期 为 水 下 环 境 , 可 接 受 沉积 或 为 沉 积 过 路 ; 晚 期 为 陆 上 环 境 , 形 成 湖 泊 。海 相 克 拉 通 盆 地 转 为 前 陆 盆 地 的 时 限 主 要 与 古 特 提 斯洋 的 演 化 相 关 , 四 川 盆 地 西 部 转 折 发 生 在 中 晚 三 叠 世 , 塔 里$"" 卷 第 ## 期木 和 鄂 尔 多 斯 盆 地 可 能 在 二 叠 纪 , 但 塔 西 南 的 前 陆 则 在 第 三纪 。 前 陆 盆 地 转 化 均 为 一 跨 越 时 限 的 构 造 单 元 ( 图 #) 。前 陆 盆 地 的 油 气 资 源 量 与 盆 地 基 底 性 质 有 某 种 耦 合 关系 。 通 常 认 为 由 大 陆 边 缘 转 化 的 周 缘 前 陆 盆 地 居 优 , 盆 地 规模 大 , 有 稳 定 的 海 陆 相 烃 源 岩 和 煤 源 岩 , 储 集 砂 体 多 , 成 藏 条件 好 , 多 为 自 生 储 含 油 系 统 , 也 具 下 生 上 储 的 有 利 前 提 。复 合 前 陆 盆 地 的 定 性 争 议 颇 大 , 关 键 是 盆 地 下 伏 古 生 代基 底 性 质 的 不 确 定 性 , 因 而 也 影 响 对 资 源 量 的 评 估 。 南 盘 江盆 地 、 兰 坪 $思 茅 盆 地 以 及 青 藏 羌 塘 和 塔 东 南 盆 地 , 均 有 争议 , 但 这 些 盆 地 可 能 均 为 自 生 储 体 系 。#%& 陆 内 盆 地陆 内 盆 地 的 动 力 主 要 有 拉 张 、 挤 压 和 走 滑 "类 , 表 现 为 断陷 、 坳 陷 和 裂 谷 盆 地 , 发 生 在 燕 山 期 或 喜 马 拉 雅 期 。 中 国 东 部陆 相 盆 地 的 时 代 以 第 三 纪 为 主 , 且 有 大 油 田 ; 而 中 西 部 陆 盆的 时 限 不 一 , 与 前 陆 盆 地 的 穿 时 相 对 应 。 如 鄂 尔 多 斯 晚 三 叠世 盆 地 延 长 油 田 , 四 川 盆 地 在 侏 罗 纪 — 白 垩 纪 时 期 成 为 陆 相湖 盆 , 可 形 成 自 生 储 和 下 生 上 储 。! 盆 地 沉 积 $构 造 演 化 与 盆 山 转 换 面以 盆 山 转 换 的 思 路 , 对 比 古 生 代 的 塔 里 木 、 四 川 和 鄂 尔多 斯 三 大 海 相 盆 地 的 沉 积 、 构 造 演 化 、 烃 源 岩 、 古 隆 转 换 时 序与 成 藏 的 关 系 。!%# !个 陆 块 构 造 古 地 理 构 架塔 里 木 、 扬 子 和 鄂 尔 多 斯 "个 陆 块 均 为 散 落 在 原 特 提 斯 洋体 系 和 古 亚 洲 洋 中 的 块 体 , 早 震 旦 世 裂 解 , 周 边 环 绕 的 为 不 对称 型 的 大 陆 边 缘 , 一 侧 是 深 裂 陷 槽 制 约 的 狭 窄 陡 边 的 大 陆 架围 绕 , 另 一 侧 是 宽 缓 、 平 坦 的 大 陆 架 , 形 似 “ 大 巴 哈 马 台 地 ” 。克 拉 通 与 前 陆 逆 冲 造 山 带 的 空 间 配 置 可 概 略 地 反 馈 古构 造 古 地 理 构 架 。 塔 里 木 陆 块 的 北 、 西 、 南 侧 可 能 为 窄 边 大 陆架 , 东 侧 即 满 加 尔 , 较 宽 缓 并 与 阿 尔 金 小 洋 盆 相 连 , 克 拉 通 上的 古 地 貌 为 多 条 东 — 西 向 的 高 地 , 总 体 北 高 南 低 ; 扬 子 陆 块的 北 、 西 和 西 南 缘 为 窄 边 陡 坡 大 陆 架 , 东 南 缘 则 宽 缓 , 古 地 貌为 西 高 东 低 ; 华 北 陆 块 西 缘 与 祁 连 海 槽 、 北 与 古 亚 洲 洋 为 窄边 陡 坡 大 陆 架 , 古 地 貌 北 高 南 低 , 向 东 南 则 延 伸 千 余 公 里 。 "个 陆 块 构 造 古 地 理 的 基 本 格 架 控 制 沉 积 相 、 烃 源 岩 的 展 布 ,洋 陆 转 换 过 程 制 约 古 隆 起 与 碳 酸 盐 岩 成 藏 。!%! 大 陆 边 缘 演 化 阶 段"个 陆 块 上 呈 面 状 分 布 的 初 始 盖 层 , 均 为 穿 时 的 陆 相 碎屑 岩 和 大 陆 冰 积 岩 。 碎 屑 物 的 分 布 , 说 明 各 陆 块 存 在 着 由 前震 旦 系 组 成 的 基 底 隆 起 。 塔 里 木 以 塔 北 、 塔 中 和 塔 东 基 底 隆起 为 主 ; 扬 子 陆 块 西 部 为 康 滇 基 底 隆 起 ; 华 北 西 部 为 中 央 隆起 , 北 部 为 伊 克 昭 盟 基 底 隆 起 。 晚 震 旦 世 冰 消 和 早 寒 武 世 缺氧 事 件 , 与 全 球 性 的 海 平 面 上 升 同 步 , 形 成 最 大 海 泛 并 转 为陆 表 海 。 夷 平 后 的 基 底 被 碎 屑 岩 填 平 补 齐 , 组 建 碎 屑 岩 垫 板 、碎 屑 岩 大 陆 架 和 碳 酸 盐 岩 大 陆 架 , 并 发 育 碳 酸 盐 台 地 , 构 筑了 由 浅 海 大 陆 架 向 深 海 洋 盆 延 伸 的 古 地 理 格 架 。克 拉 通 边 缘 的 沉 积 序 列 反 馈 了 "个 盆 地 大 陆 架 的 构 建 和海 侵 的 超 前 滞 后 效 应 ( 图 !) 。 扬 子 与 特 提 斯 洋 体 系 演 化 共 耦 ,晚 震 旦 世 至 早 寒 武 世 和 晚 古 生 代 !次 海 侵 均 具 超 前 效 应 , 沉积 序 列 完 整 。 塔 里 木 盆 地 的 海 侵 略 晚 于 扬 子 , 由 于 早 古 生 代末 的 构 造 演 化 受 多 个 小 洋 盆 俯 冲 , 在 克 拉 通 上 形 成 多 条 古隆 带 : 塔 北 古 隆 受 古 亚 洲 洋 俯 冲 消 亡 和 南 天 山 弧 后 扩 张 的制 约’!", !&(, 塔 中 、 塔 东 古 隆 与 阿 尔 金 小 洋 的 俯 冲 相 关 , 塔 西 南古 隆 与 西 昆 仑 洋 俯 冲 有 关 , 晚 古 生 代 为 弧 后 扩 张 , 弧 陆 碰 撞在 晚 石 炭 世 结 束 , 因 而 晚 古 生 代 海 侵 滞 后 、 海 退 超 前 , 由 图 !的 海 平 面 相 对 升 降 曲 线 可 看 出 海 域 范 围 远 不 如 扬 子 。 鄂 尔 多斯 盆 地 早 古 生 代 初 海 侵 滞 后 , 中 奥 陶 世 海 退 , 伊 克 昭 盟 基 底隆 起 和 中 央 隆 起 处 于 长 期 隆 升 过 程 中 ; 晚 古 生 代 初 古 亚 洲 洋消 亡 造 山 , 古 西 太 平 洋 海 泛 由 东 向 西 海 侵 , 但 不 超 越 中 央 隆起 带 , 中 二 叠 世 后 海 域 退 出 鄂 尔 多 斯 克 拉 通 盆 地 , 并 转 为 陆相 环 境 , 与 扬 子 二 叠 纪 时 海 域 扩 大 相 悖 ( 图 !) 。!%" 早 古 生 代 前 陆 盆 地 演 化 与 盆 山 转 换 面早 古 生 代 构 造 演 化 常 以 加 里 东 构 造 旋 回 称 之 。 前 已 述及 , 原 特 提 斯 洋 、 古 亚 洲 洋 与 "个 陆 块 在 这 期 间 发 生 俯 冲 、 碰撞 , 边 缘 已 形 成 造 山 带 。 特 别 是 塔 里 木 盆 地 的 阿 尔 金 边 缘 早古 生 代 的 蛇 绿 混 杂 岩 带’#)(, 阿 中 地 区 寒 武 纪 — 早 奥 陶 世 牙 形石 属 华 北 型 , 中 晚 奥 陶 世 的 牙 形 石 则 与 扬 子 、 柯 坪 和 库 鲁 克塔 格 相 同’!*(, 佐 证 塔 中 古 隆 起 的 形 成 以 阿 尔 金 小 洋 盆 与 塔 里木 陆 块 间 的 俯 冲 为 主 导 , 古 隆 起 的 展 布 直 接 指 导 选 区 。 可 见 ,中 国 古 大 陆 聚 合 、 弧 $陆 和 陆 $陆 碰 撞 发 生 在 海 西 中 晚 期 或 印支 早 期 , 从 而 造 成 各 陆 块 造 山 过 程 有 超 前 滞 后 效 应 。 !次 构 造期 间 的 时 间 间 断 、 上 下 盆 地 的 叠 加 和 沉 积 相 重 组 , 均 制 约 油气 源 岩 、 流 体 运 移 驱 动 方 向 和 二 次 成 藏 。早 古 生 代 "个 克 拉 通 盆 地 有 &个 盆 山 转 换 面 ( 图 ") : 转 换面 !为 寒 武 纪 与 早 奥 陶 世 之 间 , 转 换 面 "为 中 晚 奥 陶 世 之间 , 转 换 面 #为 晚 奥 陶 世 与 早 志 留 世 之 间 , 转 换 面 $为 晚 志留 世 或 延 至 早 泥 盆 世 , 各 盆 地 的 构 造 时 限 不 同 。鄂 尔 多 斯 盆 地 的 盆 山 转 换 发 生 在 早 奥 陶 世 末 至 中 奥 陶世 初 , 在 "个 盆 地 中 具 超 前 效 应 , 中 央 隆 起 横 贯 南 北 , 克 拉 通上 只 有 马 家 沟 组 沉 积 , 向 上 转 换 面 "与 志 留 纪 转 换 面 $叠加 , 为 复 合 穿 时 面 。塔 里 木 盆 地 重 要 的 盆 山 转 换 幕 次 事 件 有 "次 ( 图 ") : 转换 面 "发 生 在 中 、 晚 奥 陶 世 之 间 , 为 前 者 大 湾 沟 组 含 角 石 灰岩 与 后 者 萨 尔 干 组 黑 色 页 岩 的 沉 积 环 境 转 换 ; 转 换 面 #为晚 奥 陶 世 末 印 干 组 与 早 志 留 世 柯 坪 塔 格 组 岩 性 、 相 的 环 境界 面 ; 转 换 面 $为 晚 古 生 代 与 晚 志 留 世 之 间 的 穿 时 面 , 该 面可 与 下 伏 早 古 生 代 不 同 层 位 接 触 , 下 伏 地 层 既 有 剥 蚀 又 沉积 不 全 。四 川 盆 地 的 转 换 面 "晚 于 塔 里 木 盆 地 , 相 当 晚 奥 陶 世 的宝 塔 期 与 五 峰 期 之 间 ; 转 换 面 #和 $与 塔 里 木 盆 地 相 当 , 中晚 志 留 世 沉 积 不 全 , 其 上 被 晚 古 生 代 沉 积 物 阶 梯 式 超 覆 。可 见 , "个 古 生 代 海 相 盆 地 虽 具 有 相 同 的 沉 积 序 列 和 沉积 演 化 , 由 于 陆 块 与 周 边 洋 盆 古 地 理 格 局 不 同 和 洋 壳 俯 冲 时序 的 差 异 , "个 陆 块 盆 山 转 换 的 时 序 北 部 盆 地 早 于 南 部 盆 地 。许 效 松 等 +中 国 西 部 三 大 海 相 克 拉 通 含 油 气 盆 地 沉 积 $构 造 转 换 与 生 储 岩#, 通 报 !"#$#!%&’$ ()$$"*%+ #, &-%+’ !""# 年图 $ 三 大 海 相 盆 地 盆 山 转 换 超 前 滞 后 效 应 与 转 换 时 序 对 比%&’($ )*+,-.+’ *//*01 2/ 3+4&5’* 16+54&1&25 2/ 176** 8+926 8+6&5*3+4&54 +5, 028:+6&425 2/ 16+54&1&25 4*;125&0 *?2.!?@, 这 一 层 位 可 能 向 东 延 伸 至 阿 瓦 提 ; 库 南 和 满 加 尔坳 陷 沉 积 的 莫 合 尔 山 组 、 西 大 山 组 和 西 山 布 拉 克 组 , 为 #A 7厚 的 黑 色 炭 质 页 岩 、 泥 质 岩 和 泥 质 碳 酸 盐 岩 , 层 位 相 当寒 武 系 ; 满 加 尔 坳 陷 由 寒 武 系 至 中 奥 陶 统 的 黑 土凹 组 组 成 , 已 证 实 为 塔 里 木 盆 地 油 气 的 优 质 主 力烃 源 岩 , 该 套 烃 源 岩 的 有 机 碳 含 量 平 均 为 #( 高 达 D(D!E, 有 机 质 类 型 为 腐 泥 型 , 生 烃 母 质 主要 为 浮 游 藻 类>!C, !F@。华 北 的 南 缘 和 西 缘 也 有 黑 色 岩 系 , 但 最 大 海泛 滞 后 , 相 当 早 寒 武 世 的 晚 期 。( ") 第 #套 海 相 烃 源 岩 — —— 夭 折 前 陆 盆 地 阶段 : 夭 折 前 陆 盆 地 演 化 阶 段 的 烃 源 岩 只 沉 积 在 克拉 通 上 。 塔 里 木 盆 地 和 四 川 盆 地 , 于 中 晚 奥 陶 世 构造 掀 斜 作 用 导 致 克 拉 通 内 部 转 为 沉 陷 , 海 平 面 相 对上 升 , 由 中 奥 陶 世 的 浅 水 碳 酸 盐 台 地 转 为 晚 奥 陶 世的 深 水 沉 积 , 形 成 局 限 环 境 , 水 流 不 畅 , 以 深 水 黑 色页 岩 和 泥 质 碳 酸 盐 岩 为 主 。 这 一 演 化 过 程 在 构 造上 称 “ 淹 没 台 地 ” , 有 的 称 克 拉 通 内 坳 陷>!, #?@。晚 奥 陶 世 的 四 川 盆 地 , 北 有 大 巴 山 前 隆 , 中西 部 为 川 中 隆 起 , 东 南 被 雪 峰 和 黔 中 隆 起 围 绕( 早 期 有 的 为 水 下 隆 起 ) , 因 而 原 中 奥 陶 世 的 浅 水碳 酸 盐 岩 转 为 上 奥 陶 统 宝 塔 组 深 水 灰 岩 , 向 上 为五 峰 组 黑 色 页 岩 、 观 音 桥 组 黑 色 灰 岩 和 下 志 留 统龙 马 溪 组 黑 色 页 岩 。 这 "个 层 位 是 四 川 盆 地 最 重要 的 烃 源 岩$, 分 布 广 而 稳 定 , 向 东 可 延 至 中 扬子 , 生 烃 优 势 胜 过 寒 武 系 , 有 机 碳 含 量 大 于 !E, 最高 达 ?E。塔 里 木 盆 地 转 为 夭 折 前 陆 盆 地 始 于 晚 奥 陶世 ( 图 ") , 在 柯 坪 地 区 主 要 为 上 奥 陶 统 萨 尔 干 组黑 色 页 岩 、 良 里 塔 格 组 泥 质 灰 岩 和 印 干 组 底 部 黑灰 色 泥 质 粉 砂 岩 。 在 盆 地 的 边 缘 和 深 坳 陷 中 , 如 草湖 也 见 有 晚 奥 陶 世 与 早 志 留 世 的 深 水 沉 积 物 , 是 塔里 木 盆 地 海 相 碳 酸 盐 岩 油 田 的 主 要 烃 源 岩>!C, !F@。塔 北 与 塔 中 !个 古 隆 起 之 间 的 阿 瓦 提 和 满 加 尔 一 带 属克 拉 通 内 的 坳 陷 。 从 南 、 北 两 侧 斜 坡 带 黑 灰 色 钙 泥 质 、 粉砂 质 背 景 沉 积 物 和 夹 碳 酸 盐 岩 碎 屑 流 来 看 , 向 深 处 推 测 晚奥 陶 世 有 烃 源 岩 沉 积 , 为 半 闭 塞 大 海 湾 环 境 , 发 育 灰 泥 丘相 和 欠 补 偿 海 湾 相 烃 源 岩 , 为 塔 里 木 盆 地 早 古 生 代 海 退 期沉 积 物 。上 述 早 古 生 代 "个 海 相 盆 地 碳 酸 盐 岩 均 具 有 一 定 的 生 烃力 ( 表 !) , 一 是 浅 海 — 局 限 海 盆 地 的 泥 质 碳 酸 盐 岩 , 二 是 与 蒸发 岩 沉 积 序 列 共 生 的 碳 酸 盐 岩 。( $) 第 %套 海 相 烃 源 岩 — — 晚 古 生 代 海 侵 上 超 盆 地 : 晚 古生 代 海 侵 上 超 盆 地 的 范 围 较 早 古 生 代 小 、 发 育 的 时 限 短 , 即 转为 印 支 期 前 陆 造 山 过 程 , 烃 源 岩 主 要 为 碳 酸 盐 灰 泥 沉 积 。( D) 中 生 代 的 印 支 运 动 对 烃 源 岩 沉 积 有 贡 献 , 主 要 是 形成 煤 系 地 层 的 沉 积 环 境 , 但 其 序 幕 在 各 盆 地 不 同 。 四 川 盆 地东 部 中 晚 二 叠 世 的 东 吴 运 动
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本文标题:中国西部三大海相克拉通含油气盆地沉积-构造转换与生储岩
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