潮水盆地構(gòu)造特征及其對(duì)油氣成藏條件的控制

李 雄

(中國(guó)石化江漢油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,湖北潛江433124)

潮水盆地構(gòu)造特征及其對(duì)油氣成藏條件的控制

李 雄

(中國(guó)石化江漢油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院,湖北潛江433124)

潮水盆地是在前寒武系結(jié)晶基底和海西期褶皺基底上發(fā)展起來(lái)的中新生代斷坳盆地;盆地主要受燕山運(yùn)動(dòng)拉張作用和喜山運(yùn)動(dòng)擠壓反轉(zhuǎn)作用的控制,發(fā)育侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)正斷裂以及第三紀(jì)逆沖、反轉(zhuǎn)斷裂;構(gòu)造演化研究認(rèn)為,盆地演化過(guò)程中經(jīng)歷了燕山期斷坳盆地發(fā)育階段以及喜山期山前坳陷盆地發(fā)育階段;綜合盆地構(gòu)造及其演化特征認(rèn)為金昌坳陷是盆地最有利的勘探區(qū)域。

潮水盆地;斷裂特征;構(gòu)造演化;油氣成藏

潮水盆地位于河西走廊東部,面積約18180 km2[1],可劃分為金昌坳陷、紅柳園坳陷、阿右旗坳陷、金剛?cè)∑?、石板井隆起共五個(gè)一級(jí)構(gòu)造單元,還可進(jìn)一步細(xì)分為“八凹八凸”共16個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元(圖1)。中、下侏羅統(tǒng)青土井群是盆地主要的烴源層和儲(chǔ)層,上侏羅統(tǒng)沙棗河群是一套良好的蓋層。盆地的勘探工作始于上個(gè)世紀(jì)五十年代,歷經(jīng)“四上三下”,迄今未取得明顯成效[2]。本文將系統(tǒng)闡述潮水盆地構(gòu)造及其演化特征以及對(duì)油氣成藏的控制作用,以期為下步勘探工作提供合理的勘探依據(jù)。

圖1 潮水盆地?cái)嗔烟卣骷皹?gòu)造分區(qū)圖

1 盆地?cái)嗔烟卣?/h2>

1.1 燕山早期斷裂特征

盆地自侏羅紀(jì)以來(lái),構(gòu)造活動(dòng)頻繁,斷裂發(fā)育是盆地構(gòu)造的主要特征[3]。

大量早期活動(dòng)的基底斷裂復(fù)活,形成一系列控制盆地邊界的一級(jí)正斷裂。此期斷裂共分為三組:西部發(fā)育北西向斷裂,如北大山南緣斷裂和金剛?cè)獢嗔?中部發(fā)育近東西向斷裂,如鹽井子斷裂和盆地南緣斷裂;東部發(fā)育北東向斷裂,如石板井?dāng)嗔?。三組斷裂規(guī)模很大,縱向斷距從幾百到上千米,延伸長(zhǎng)度從幾十到上百千米(圖1)。

圖2 潮水盆地CS86-251測(cè)線地震解釋剖面

1.2 燕山晚期斷裂特征

白堊紀(jì)以后,侏羅紀(jì)發(fā)育的一級(jí)斷裂繼續(xù)活動(dòng),但此時(shí)區(qū)域拉張作用已大為減弱,活動(dòng)強(qiáng)度已遠(yuǎn)不如侏羅紀(jì)。取而代之的是燕山晚期區(qū)域抬升作用導(dǎo)致的盆地升降運(yùn)動(dòng),這期升降運(yùn)動(dòng)的影響主要表現(xiàn)在西部的阿右旗坳陷,產(chǎn)生了一批北東向次級(jí)斷層,如陳家井?dāng)鄬?、陶家井?dāng)鄬?、保家井?dāng)鄬?圖3)等。

圖3 潮水盆地CS86-124

1.3 喜山期斷裂特征

從目前的地震剖面來(lái)看,盆地西部以及東部除了邊界斷裂之外,幾乎沒(méi)有斷層斷至新生界,構(gòu)造活動(dòng)較弱。盆地新生代所經(jīng)受的喜山期擠壓反轉(zhuǎn)主要表現(xiàn)在中部的金昌坳陷。坳陷內(nèi)這一時(shí)期逆沖斷層較為發(fā)育(圖4),走向主要為近東西向,而且早期發(fā)育的正斷層大多也發(fā)生了反轉(zhuǎn),例如窖水?dāng)鄬?、黃南斷層等。

2 構(gòu)造演化特征

潮水盆地位于阿拉善地塊南緣,是燕山運(yùn)動(dòng)以來(lái)在前寒武系結(jié)晶基底和海西期褶皺基底上發(fā)展起來(lái)的中新生代斷坳湖盆。盆地形成演化過(guò)程中經(jīng)歷了燕山期斷坳盆地發(fā)育階段以及喜山期山前坳陷盆地發(fā)育階段。

圖4 潮水盆地CS85-24測(cè)線地震解釋剖面

2.1 早、中侏羅世斷陷成盆期

早、中侏羅世,在蒙古-鄂霍茨克洋向西伯利亞大陸方向俯沖以及阿爾金斷裂右旋走滑的雙重影響下,潮水盆地處在一種南北向的區(qū)域性拉張應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境下。前已述及,此時(shí)盆地內(nèi)產(chǎn)生了一系列北東向、近東西向和北西向的控制斷陷盆地發(fā)育的邊界斷裂,這些邊界斷裂控制了早中侏羅世斷陷盆地的分布范圍與規(guī)模,在其下降盤(pán)發(fā)育了盆地內(nèi)的金昌、紅柳園及阿右旗三個(gè)沉積斷陷區(qū)。

貴州省位地處我國(guó)西南，受當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境影響，貴州省經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平在全國(guó)范圍內(nèi)始終處于落后狀態(tài)。但是，在國(guó)家大力發(fā)展文化產(chǎn)業(yè)的背景下，貴州省這些具有鮮明民族文化特色的民族文化遺產(chǎn)在旅游開(kāi)發(fā)中具有很高的價(jià)值。

其中金昌坳陷和紅柳園坳陷除了發(fā)育控制坳陷范圍的邊界斷裂外,還在坳陷內(nèi)發(fā)育次級(jí)斷裂,在邊界斷裂和次級(jí)斷裂的共同作用下,坳陷內(nèi)呈現(xiàn)凸凹相間的格局(圖5a、5b),從而使得深凹陷的范圍更大,其內(nèi)沉積了較厚的中下侏羅統(tǒng)地層,一般在1 400～2000m左右;而盆地西部的阿右旗坳陷卻不盡相同,從圖5c可以看出,除了在坳陷南北邊緣發(fā)育邊界斷裂外,并沒(méi)有明顯的次級(jí)斷裂,因此坳陷內(nèi)缺乏類似金昌坳陷和紅柳園坳陷在這一時(shí)期發(fā)育的廣泛分布的深凹陷區(qū),中下侏羅統(tǒng)的沉積厚度普遍不大,一般小于1000m。

2.2 晚侏羅世坳陷成盆期

晚侏羅世末期,拉薩地塊與其北側(cè)的羌塘地塊碰撞,西伯利亞板塊南側(cè)的洋殼已消減完畢,華北板塊-南蒙古聯(lián)合地塊與西伯利亞板塊碰撞,這些塊體間強(qiáng)烈的碰撞作用造成阿拉善地區(qū)整體抬升,構(gòu)造反轉(zhuǎn),潮水盆地也在這一時(shí)期發(fā)生差異性的反轉(zhuǎn)隆升。盆地西部的阿右旗坳陷抬升幅度較大,上侏羅統(tǒng)沙棗河群地層沉積較薄(圖5c);東部的紅柳園坳陷地層抬升幅度最大,遭受強(qiáng)烈剝蝕,尤其是在坳陷的北部上侏羅統(tǒng)地層完全剝蝕(圖5b),形成下侏羅統(tǒng)和白堊系之間的大面積角度不整合;而盆地中部的金昌坳陷在這一時(shí)期受南北擠壓應(yīng)力的影響較小,整體繼承性沉降,沉積了較厚的沙棗河群,只在局部區(qū)域發(fā)生了反轉(zhuǎn)隆升,缺失上侏羅統(tǒng)地層(圖5a)。

2.3 白堊紀(jì)盆地萎縮期

白堊紀(jì)早期,受蒙古-鄂霍茨克洋閉合碰撞后造山運(yùn)動(dòng)的影響,盆地的三個(gè)主要坳陷進(jìn)一步萎縮,湖盆再次變淺。前已述及阿右旗坳陷此時(shí)發(fā)育多條北東向的次級(jí)斷裂,在這些次級(jí)斷裂的作用下,坳陷內(nèi)出現(xiàn)3個(gè)相對(duì)較深的凹陷區(qū),成為盆地內(nèi)白堊紀(jì)早期的沉積中心;金昌坳陷在這一時(shí)期隆升幅度較小,也沉積了較厚的下白堊統(tǒng)地層(圖5a);而盆地東部的紅柳園坳陷由于抬升幅度較大,下白堊統(tǒng)地層相對(duì)較薄(圖5b)。

白堊紀(jì)晚期,受晚燕山運(yùn)動(dòng)的影響,盆地整體抬升。西部的阿右旗坳陷上白堊統(tǒng)地層普遍變薄;東部的紅柳園坳陷剝蝕更加強(qiáng)烈,部分地區(qū)缺失上白堊統(tǒng);而盆地中部的金昌坳陷情況卻不相同,這一時(shí)期坳陷內(nèi)早期控制斷陷盆地范圍的邊界斷裂再次復(fù)活,使得坳陷整體繼承性沉降,上白堊統(tǒng)地層沉積厚度加大。

圖5 潮水盆地典型剖面

2.4 新生代盆地反轉(zhuǎn)期

中始新世晚期,印度板塊向北俯沖與歐亞板塊發(fā)生碰撞,同時(shí)太平洋板塊向西俯沖,使阿拉善地區(qū)處于擠壓環(huán)境,以反轉(zhuǎn)隆升為主。在區(qū)域性反轉(zhuǎn)隆升的背景下,整個(gè)盆地缺失古近系沉積(圖5為三個(gè)坳陷的典型剖面,都缺失古近系),直至古近紀(jì)末盆地才開(kāi)始緩慢沉降,接受新近系沉積。此后盆地西部和東部的構(gòu)造活動(dòng)明顯減弱,而盆地中部的金昌坳陷卻同時(shí)經(jīng)受盆地西部北西向的龍首山斷裂運(yùn)動(dòng)以及盆地東部北東向的巴彥烏拉山斷裂運(yùn)動(dòng)的影響,形成了一批依附斷層的構(gòu)造圈閉和地表淺層構(gòu)造。

3 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣成藏條件的控制

3.1 燕山早期運(yùn)動(dòng)造成的拉張環(huán)境控制了盆地?zé)N源巖的分布

盆地中的主要烴源巖是中下侏羅統(tǒng)青土井群。前已述及,該套地層沉積時(shí)期,盆地在燕山早期運(yùn)動(dòng)的作用下,處于近南北向的拉張環(huán)境,盆地內(nèi)的青土井群主要發(fā)育在金昌、紅柳園、阿右旗這三個(gè)斷陷沉積區(qū)。其中金昌凹陷還同時(shí)發(fā)育二級(jí)斷裂,尤其是黃南斷裂和窖南斷裂,在他們的下降盤(pán)發(fā)育了黃南凹陷和窖南凹陷兩個(gè)深凹陷區(qū),青土井群最厚可達(dá)2000m,紅柳園坳陷內(nèi)也發(fā)育多條二級(jí)斷裂,沉積了較厚的青土井群;而阿右旗坳陷的青土井群厚度普遍不大。因此,在燕山早期運(yùn)動(dòng)的控制下,盆地內(nèi)以金昌坳陷烴源巖厚度最大,紅柳園坳陷次之,阿右旗坳陷烴源巖條件不佳。

3.2 燕山中期運(yùn)動(dòng)造成的差異隆升控制了盆地區(qū)域蓋層的發(fā)育

盆地中的主要區(qū)域性蓋層是上侏羅統(tǒng)沙棗河群。在燕山中期運(yùn)動(dòng)的作用下,盆地處于差異隆升階段。除了盆地中南部的金昌坳陷以外,其他地區(qū)隆升強(qiáng)烈,造成了上侏羅統(tǒng)沙棗河群地層的差異發(fā)育。其中,金昌凹陷由于抬升幅度較小,沉積了較厚的沙棗河群,西部的阿右旗坳陷和東部的紅柳園坳陷在這一時(shí)期隆升幅度較大,使得沙棗河群地層減薄或者缺失。因此,在燕山中期運(yùn)動(dòng)的控制下,盆地中南部的金昌坳陷區(qū)域蓋層發(fā)育良好,而在盆地西部的阿右旗坳陷和東部的紅柳園坳陷,由于中燕山運(yùn)動(dòng)的影響,區(qū)域性蓋層的發(fā)育并不理想。

3.3 燕山晚期及喜山早期的逆沖擠壓形成了一批有利圈閉

由于早期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要以拉張作用為主,所以后期的燕山晚期運(yùn)動(dòng)和喜山運(yùn)動(dòng)才是盆地圈閉的主要形成期。在這一時(shí)期,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)動(dòng)以擠壓逆沖為主,但是不同地區(qū)擠壓強(qiáng)度并不相同。其中,金昌凹陷擠壓程度最大,形成了一批以油子洼構(gòu)造、青東構(gòu)造、青土井構(gòu)造、金川構(gòu)造等為主要代表的構(gòu)造圈閉;西部的阿右旗坳陷擠壓強(qiáng)度較小,但是仍然形成了一些構(gòu)造圈閉,如保家井構(gòu)造、陶家井構(gòu)造等;東部的紅柳園坳陷擠壓反轉(zhuǎn)作用并不明顯,產(chǎn)生的構(gòu)造圈閉極少,但是正是因?yàn)楹笃谄茐某潭容^低,從而有可能形成較大規(guī)模的寬緩構(gòu)造以及地層巖性油氣藏。

4 結(jié)論與展望

(1)潮水盆地共發(fā)育三期斷裂:燕山早期發(fā)育三組控制斷陷沉積的一級(jí)正斷裂,另外在金昌和紅柳園坳陷發(fā)育與一級(jí)斷裂平行的二級(jí)斷裂;燕山晚期在阿右旗坳陷發(fā)育與一級(jí)斷裂走向近垂直的二級(jí)正斷裂;喜山期在金昌坳陷發(fā)育大量逆斷層和反轉(zhuǎn)斷層。

(2)早、中侏羅世為斷陷發(fā)育期,形成了金昌、紅柳園和阿右旗三個(gè)斷陷沉積區(qū),其中以金昌坳陷沉積厚度最大;晚侏羅世盆地由斷陷轉(zhuǎn)為坳陷,金昌坳陷依然沉積穩(wěn)定,另外兩個(gè)坳陷普遍遭受剝蝕;白堊紀(jì)坳陷進(jìn)一步萎縮,早白堊世在阿右旗坳陷局部發(fā)育斷陷沉積,到了晚白堊世,只有金昌坳陷較穩(wěn)定,另外兩個(gè)坳陷遭受剝蝕;新生代整個(gè)盆地反轉(zhuǎn)隆升,全區(qū)缺失古近系,直到新近紀(jì)才恢復(fù)沉積。之后,只有盆地中部的金昌坳陷構(gòu)造活動(dòng)依然明顯。

(3)金昌坳陷具有三個(gè)坳陷中最好的生、儲(chǔ)、蓋組合,是下步勘探工作的重點(diǎn);紅柳園坳陷區(qū)域性蓋層發(fā)育不佳,尋找良好的保存場(chǎng)所,是其勘探工作的重心,另外由于后期破壞程度較小,寬緩構(gòu)造以及地層巖性油氣藏也是下步工作的重點(diǎn)方向;阿右旗坳陷烴源條件不佳,尋找局部?jī)?yōu)質(zhì)的烴源巖是其勘探突破的關(guān)鍵所在。

1 門(mén)相勇,趙文智,王智詒.潮水盆地金昌坳陷油氣成藏條件分析與含油氣遠(yuǎn)景評(píng)價(jià)[J].石油勘探與開(kāi)發(fā),2001,28 (1):23-26

2 徐旺.對(duì)潮水盆地油氣勘探的思考[J].石油勘探與開(kāi)發(fā), 1999,26(1):112-115

3 劉林.潮水盆地北緣斷塊構(gòu)造特征與砂巖型鈾成礦關(guān)系分析[J].中國(guó)核科技報(bào)告,2006,(2):172-179

TE111.2

A

1673-8217(2010)02-0017-04

2009-09-07;改回日期:2009-12-05

李雄,1984年生,2008年畢業(yè)于西安科技大學(xué)礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè),現(xiàn)從事石油地質(zhì)研究工作。

編輯:吳官生