盆—山油氣關(guān)系實(shí)例淺析

支家生

（中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院）

討論·探索

盆—山油氣關(guān)系實(shí)例淺析

支家生

（中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院）

支家生

克拉通盆地的前身常常是古老硬陸塊，而有些巨型造山帶的前身則是深海。深海中可以形成天然氣水合物，并對(duì)其下方的游離氣和深部的油氣具有封蓋意義，使它們得以向鄰域的臺(tái)地高處發(fā)生遷移，從而使現(xiàn)今造山帶的烴源巖與盆地區(qū)的油氣資源發(fā)生內(nèi)在的聯(lián)系。北美落基山區(qū)泥盆紀(jì)伍德福頁(yè)巖、俄羅斯烏拉爾山區(qū)的烴源巖、中東的扎格羅斯山區(qū)烴源巖等都是確認(rèn)的優(yōu)良烴源巖，它們對(duì)油氣儲(chǔ)量具有積極貢獻(xiàn)。我國(guó)四川盆地、塔里木盆地油氣儲(chǔ)量與盆地內(nèi)烴源巖不匹配的難題也可由造山帶（古大洋區(qū)）提供油氣而得到解釋。因此，石油工作者需重視造山帶中烴源巖對(duì)克拉通盆地油氣儲(chǔ)量的貢獻(xiàn)。

造山帶；克拉通盆地；烴源巖；油氣資源

支家生1935年生，高級(jí)地質(zhì)師，享受政府特殊津貼。通訊地址：310023杭州市西溪路920號(hào)

巨型造山帶與克拉通盆地常有耦合關(guān)系［1］180。石油工作者在盆地內(nèi)找油，多對(duì)盆地周圍山區(qū)從了解盆地基底結(jié)構(gòu)和盆地發(fā)育史的角度進(jìn)行調(diào)查，卻不在意造山帶中（或已變質(zhì)）的烴源巖。

克拉通盆地的前身常常是古老硬陸塊（如塔里木盆地、四川盆地等），而巨型造山帶的前身則常常是汪洋大海（指的是陸塊盆地建造前的周鄰原始海洋）。廣闊的海洋中有深海、淺海，發(fā)育著眾多生物群落，尤其在深海中菌藻類繁盛，有利于形成巨厚的黑色有機(jī)質(zhì)淤泥，易于釋放生物氣；深海溝槽中發(fā)育有熱液噴口（“黑煙囪”），可帶來(lái)源源不斷的甲烷等幔源氣。深海海底溫度低、壓強(qiáng)大，所述的這些生物氣和幔源氣可以在這里形成天然氣水合物。這些水合物對(duì)其下方的游離氣和深部的油氣具有封蓋意義，使它們得以延續(xù)保存或向鄰域的臺(tái)地高處發(fā)生遷移，從而使現(xiàn)今的造山帶烴源巖與盆地區(qū)油氣資源發(fā)生了內(nèi)在的聯(lián)系。

下面列舉國(guó)內(nèi)外幾個(gè)相關(guān)實(shí)例，希望引起對(duì)盆地與造山帶的油氣關(guān)系有足夠的關(guān)注。

1 落基山區(qū)（美國(guó)—加拿大）

1993年10月筆者等考察了落基山區(qū)地層剖面（圖1）及其附近的油氣田，沿剖面拍攝了一組照片（圖2）。該剖面自西向東由造山帶至前陸盆地的油氣產(chǎn)出情況為：在造山帶（非造山主帶）深部泥盆紀(jì)海相地層中產(chǎn)出干氣（甲烷、碳酸氣）；在前緣低山晚二疊世礁塊中產(chǎn)出油氣；至丘陵區(qū)，在中—新生界陸湖相地層覆蓋下有石炭系油氣田，以及中新生代的油氣產(chǎn)層。美國(guó)阿莫科（Amoco）公司、加拿大赫斯基（Husky）公司的專家們一致認(rèn)為，正是造山帶的中泥盆統(tǒng)海相伍德福（Woodford）頁(yè)巖提供了油氣源。伍德福頁(yè)巖，黑色，風(fēng)化后為灰綠色，TOC可達(dá)15%，Ro為0.163%～1.27%，經(jīng)風(fēng)化剝蝕后現(xiàn)今地貌為低谷洼地（圖2c）。

圖1 落基山區(qū)地層—構(gòu)造橫剖面示意圖

圖2 美國(guó)落基山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造照片（筆者攝于1993年）(a)(b)落基山區(qū)古生代地層受構(gòu)造變動(dòng)強(qiáng)烈,巖石輕微變質(zhì); (c)泥盆紀(jì)伍德福頁(yè)巖,呈低洼地貌；(d)丘陵區(qū)的塔納谷石炭系油田（私有,禁入)

2 中東油區(qū)

中東油區(qū)的超大油氣儲(chǔ)量來(lái)源于扎格羅斯造山帶。這一造山帶自前寒武紀(jì)就已存在大洋，繁育大量菌藻類，延續(xù)沉積可至第三紀(jì)阿爾卑斯造山運(yùn)動(dòng)期。油氣自造山帶經(jīng)波斯灣前陸盆地向阿拉伯臺(tái)地斜坡不斷遷移，在阿斯瑪里生物碎屑灰?guī)r、白云巖中儲(chǔ)集［2］。

3 俄羅斯地臺(tái)

俄羅斯地臺(tái)的巨大油氣儲(chǔ)量來(lái)源于烏拉爾—蒙古造山帶（也是前寒武紀(jì)就已存在的大洋發(fā)育菌藻類沉積），尤其上泥盆統(tǒng)多馬尼克黑色鈣泥質(zhì)瀝青頁(yè)巖是公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)烴源巖。油氣自造山帶向俄羅斯地臺(tái)（以及烏拉爾東邊的西伯利亞地臺(tái)）遷移，在泥盆紀(jì)、石炭紀(jì)、二疊紀(jì)的礁灰?guī)r、砂巖體中儲(chǔ)集［3］。

4 我國(guó)實(shí)例

我國(guó)四川盆地上震旦統(tǒng)燈影組至中三疊統(tǒng)雷口坡組的碳酸鹽巖儲(chǔ)層中產(chǎn)出天然氣的成分為：甲烷含量88.23%～98.11%(多在96%左右)，含有少量無(wú)機(jī)氣體（He、N2、Ar、CO2）。其中Ar和He含量在前震旦系產(chǎn)出者分別高達(dá)0.25%和1.2%［1］426-428。對(duì)此氣源的解釋自然認(rèn)為有幔源氣成分。

塔里木盆地志留系海相砂巖中的大量固體瀝青，其來(lái)源至今解釋不清，而若與周圍造山帶的原始大洋聯(lián)系起來(lái)應(yīng)不難理解。石蘭亭、張景廉等根據(jù)本區(qū)石油、瀝青中的Pb、Sr、Nd同位素和微量金屬元素證據(jù)，以及原油中C—Si鍵的無(wú)機(jī)成因證據(jù)強(qiáng)調(diào)油氣的無(wú)機(jī)成因［4］。若與原始大洋中的“黑煙囪”（深海熱液噴口）附近可有天然氣水合物進(jìn)而形成油源聯(lián)系起來(lái)，也不難把有機(jī)論、無(wú)機(jī)論統(tǒng)一起來(lái)。

臺(tái)灣西南的深海中已發(fā)現(xiàn)大量天然氣水合物，可釋放出生物甲烷，與臺(tái)西南陸上（高雄、臺(tái)南一帶）眾多的泥火山、生物氣田氣的成分相似，后者有一些熱裂解氣也可由天然氣水合物穩(wěn)定帶之下可能有的熱裂解氣作出解釋。這一地區(qū)的泥火山、氣田（包括海域的建豐、致昌、致勝氣田）與觸口、旗山斷層明顯關(guān)聯(lián)（圖3）［5-6］。于是我們有理由推論地質(zhì)歷史上的深海天然氣水合物可能對(duì)現(xiàn)今陸區(qū)盆地油氣成藏發(fā)揮了重要作用。

圖3 臺(tái)灣南部泥火山、氣田與臺(tái)西南深海天然氣水合物的相互關(guān)系（據(jù)文獻(xiàn)［6］，略有修改）F1旗山斷層；F2觸口斷層；F3濃斷層；F4縱谷斷層

綜上所述，國(guó)內(nèi)外的一些油氣區(qū)實(shí)例可以表明，在臺(tái)盆區(qū)所發(fā)現(xiàn)的油氣有著相鄰造山帶的烴源的貢獻(xiàn)。造山帶的前身為古海槽，在其洋殼表層很可能形成天然氣水合物，其穩(wěn)定帶對(duì)下部的游離氣或深部的油氣具有封蓋能力，使得這些油氣能夠有效地向相鄰區(qū)域地勢(shì)較高的臺(tái)盆區(qū)轉(zhuǎn)移?？傊?，現(xiàn)今造山帶的烴源巖對(duì)臺(tái)盆區(qū)的油氣來(lái)源應(yīng)具有不可忽視的意義，需引起重視。

［1］馬力，陳煥疆，甘克文等.中國(guó)南方大地構(gòu)造和海相油氣地質(zhì)［M］.北京:地質(zhì)出版社，2004：180，426-428.

［2］白國(guó)平.中東油氣區(qū)油氣地質(zhì)特征［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2008.

［3］王志欣，金之鈞.西伯利亞地臺(tái)及其邊緣坳陷油氣地質(zhì)特征［M］.北京：中國(guó)石化出版社，2008.

［4］石蘭亭，鄭榮才，張景廉，等.海相、陸相油氣及其成因概述［J］.海相油氣地質(zhì)，2009，14(1):74-75.

［5］支家生.天然氣水合物與油氣藏形成——兼談我國(guó)古老地臺(tái)區(qū)的油氣勘探［J］.石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì)，2009，31(1):50-53.

［6］支家生.天然氣水合物在油氣藏形成過(guò)程中的的封蓋作用——談造山帶中烴源巖對(duì)盆地區(qū)油氣資源的貢獻(xiàn)［J］.海相油氣地質(zhì)，2009，14(1)：77-78

編輯：吳厚松

Brief Case Discussion on Relationship of Hydrocarbon in Basins to Orogenic Belts

Zhi Jiasheng

The predecessors of craton basins are usually ancient hard land masses while the predecessors of some huge orogenic belts are deep seas.Natural gas hydrate that can form in deep seas may play a cap role to the underlaying free gas and hydrocarbon,which may leads to migration of them to the neighbour high platforms.Therefore,it is deduced that there would be some intrinsic relationship between hydrocarbon resource in basins and the source rocks in current orogenic belts.A great many source rocks that are affirmed to be excellent in the world, such as the Devonian Woodford shales in Rocky Mountain region(North American),the source rocks in Ural Mountain region(Russia)and in Zagros mountains(the Middle East),have an active contribution to oil and gas reserves. The problem that the oil and gas reserves in Sichuan and Tarim basins in China do not match in amount with the hydrocarbon generated from the source rocks in these basins can be resolved by the answer that the hydrocarbon would be provided from the orogenic belts(i.e.the primary paleo-ocean regions).It is suggested that an attention should be paid for us to the important contribution of source rocks in orogenic belts to oil and gas reserves in craton basins.

Orogenic belt;Craton basin;Source rock;Hydrocarbon resource

TE111.2

A

1672-9854(2010)-02-0076-03

2009-08-17

Zhi Jiasheng：male.Senior Geologist.Add:HIPG PetroChina,920 Xixi Rd.,Hangzhou,Zhejiang,310023 China