下?lián)P子區(qū)海相中、古生界地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)及其油氣勘探選區(qū)意義

李亞輝，段宏亮，談 迎

(中國石化江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225009)

下?lián)P子區(qū)海相中、古生界地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)及其油氣勘探選區(qū)意義

李亞輝，段宏亮，談 迎

(中國石化江蘇油田分公司，江蘇 揚(yáng)州 225009)

基于對下?lián)P子區(qū)海相中、古生界構(gòu)造及沉積沉降特征的研究，以影響和反映構(gòu)造穩(wěn)定及晚期生烴的基底性質(zhì)、構(gòu)造變形特征、印支面埋深、沉積沉降中心遷移特征等為依據(jù)，將下?lián)P子區(qū)劃分為5個一級、17個二級地質(zhì)結(jié)構(gòu)區(qū)。以構(gòu)造穩(wěn)定、有效保存及晚期生烴、晚期成藏等為評價標(biāo)準(zhǔn)，綜合評價南黃海中部晚期隆起穩(wěn)定區(qū) (Ⅰ2)、江都—東臺—南黃海南部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ3)、泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)、南通—南黃海南部晚期沉降淺推覆區(qū) (Ⅱ2)及太湖晚期沉降淺推覆區(qū) (Ⅱ4)為下古生界油氣勘探有利區(qū);南黃海北部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ1)、江都—東臺—南黃海南部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ3)、濱海—大豐晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ4)和泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)為上古生界油氣勘探有利區(qū);南黃海北部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ1)、濱?！筘S晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ4)、金湖—高郵晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ5)及泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)為古潛山油氣勘探有利區(qū)。研究對于該區(qū)海相中古生界勘探選區(qū)具有重要意義。

地質(zhì)結(jié)構(gòu);構(gòu)造變形;沉積沉降中心;海相中、古生界;油氣勘探選區(qū);下?lián)P子區(qū)

0 引言

下?lián)P子區(qū)位于揚(yáng)子板塊東北緣，該區(qū)自晚震旦世以來經(jīng)歷了多期構(gòu)造運(yùn)動的改造和疊加［1］，形成了具有不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)類型的疊合盆地［2］。多年的研究和勘探實踐證實，該區(qū)海相中、古生界在地史上曾經(jīng)發(fā)生過大規(guī)模的油氣生成、運(yùn)移和聚集成藏的過程［3］，但印支—中燕山期構(gòu)造運(yùn)動對油氣藏的破壞和改造作用強(qiáng)烈［4］，近年來已發(fā)現(xiàn)的來自古生界烴源巖的油氣多與晚燕山—喜馬拉雅期沉降引起的晚期生烴、晚期成藏有關(guān)［4，5］。構(gòu)造穩(wěn)定、有效保存及晚期生烴、晚期成藏已成為該區(qū)海相中、古生界勘探選區(qū)的首要條件［6，7］，以反映構(gòu)造變形為主的構(gòu)造分區(qū)已難以滿足區(qū)帶評價及勘探選區(qū)的要求。本文結(jié)合地質(zhì)露頭及最新的地球物理解釋資料，以基底性質(zhì)、構(gòu)造變形和沉積沉降等為依據(jù)開展了地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)研究，以期為該區(qū)海相中、古生界區(qū)帶評價及油氣勘探選區(qū)提供依據(jù)。

1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)原則與依據(jù)

1.1 地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)原則

一級結(jié)構(gòu)單元劃分的原則與構(gòu)造單元劃分原則一致，主要以反映或控制構(gòu)造穩(wěn)定性的基底性質(zhì)、區(qū)域構(gòu)造變形、構(gòu)造展布及構(gòu)造演化特征為主。二級結(jié)構(gòu)單元劃分原則主要以地層組合為主，包括沉降期、印支面埋深等。需要說明的是，之所以將沉降期及印支面埋深納入分區(qū)原則，是因為沉降中心的遷移決定了生烴層縱向、橫向上的演化序列，與印支面埋深一起控制晚期生烴的范圍和強(qiáng)度。實驗?zāi)M表明，印支面埋深大于3000m是海相中、上古生界烴源巖晚期生烴的門限深度;下古生界晚期生烴強(qiáng)度大的地區(qū)主要屬于早期 (晚白堊世以前)沉降幅度小、晚期 (晚白堊世以來)沉降幅度偏大的地區(qū)［5，7］。

1.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)命名原則

一級結(jié)構(gòu)單元以大區(qū)域地理名稱命名，二級結(jié)構(gòu)單元的命名是地名+沉降期 (早、中、晚)+印支面埋深 (以3000m為界分為深、淺)+構(gòu)造變形類型。

1.3 地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)依據(jù)

1.3.1 基底性質(zhì)

下?lián)P子區(qū)海相中、古生界基底由前震旦系組成，具有雙層基底結(jié)構(gòu)。下基底構(gòu)造層為晚太古代—早元古代結(jié)晶變質(zhì)巖系，僅分布于南黃?！K北盆地東部地區(qū)，組成了下?lián)P子區(qū)中央穩(wěn)定結(jié)晶基底;上基底構(gòu)造層為中—晚元古代中—淺變質(zhì)褶皺巖系，構(gòu)成了本區(qū)褶皺變質(zhì)基底，圍繞中央結(jié)晶基底廣泛分布［8］?；讟?gòu)造層的不均質(zhì)性對海相中、古生界的改造與保存具有重要影響。

1.3.2 構(gòu)造變形特征

下?lián)P子區(qū)海相中、古生界強(qiáng)烈的改造、變形主要發(fā)生于印支—中燕山運(yùn)動期間，構(gòu)造變形主要以逆沖、推覆和褶皺為主。依據(jù)卷入地層時代、滑脫面位置及構(gòu)造變形強(qiáng)度等將研究區(qū)海相中、古生界構(gòu)造變形劃分為基底卷入型、蓋層滑脫型和穩(wěn)定型3種類型，其中蓋層滑脫型又可進(jìn)一步劃分為下古卷入型、志留系滑脫型及簡單沖斷型等3種類型 (見表1)。

表1 下?lián)P子區(qū)海相中、古生界構(gòu)造變形類型及特征Table 1 Types and characteristics of structural deformation for marine Mesozoic-Paleozoic erathem in Lower Yangtze region

基底卷入型構(gòu)造主滑脫層多為下震旦統(tǒng)黃虛組、雷公塢組的千枚狀泥巖或炭質(zhì)板巖，卷入變形的地層以中、新元古界和古生界為主。構(gòu)造變形強(qiáng)烈，主要以疊瓦狀逆沖推覆及褶皺為主，往往將基底及下古生界逆沖推覆至地表，形成一系列緊密背斜、向斜構(gòu)造［9］。研究區(qū)滁州—張八嶺褶皺沖斷帶、懷寧—宿松褶皺沖斷帶、祁門—歙縣褶皺沖斷帶及錢塘江褶皺沖斷帶即屬此種類型構(gòu)造。張八嶺褶皺帶主要由新元古界青白口系組成;滁州褶皺帶由南華系至志留系組成;祁門—歙縣褶皺帶由中元古界薊縣系—長城系、新元古界青白口系組成。基底強(qiáng)烈的褶皺變形主要形成于加里東期［10，11］，但印支—早燕山期的疊加改造，使得其褶皺更加緊密，空間縮短加?。?1］。

下古卷入型構(gòu)造主滑脫層以下寒武統(tǒng)碳硅質(zhì)泥頁巖為主，變形的主體層位包括下古生界和上古生界。構(gòu)造變形強(qiáng)烈，斷層具淺陡深緩、前緣逆沖的特點(diǎn);斷層上盤推覆片體多為由震旦紀(jì)燈影組至奧陶系組成的一系列線狀緊密斜歪—倒轉(zhuǎn)褶皺及由倒序地層組成的背、向形構(gòu)造 (見圖1)，局部地區(qū)見海相中、上古生界逆掩于其下。研究區(qū)巢湖褶皺沖斷帶、蘇北褶皺沖斷帶、寧鎮(zhèn)褶皺沖斷帶、涇縣—青陽褶皺沖斷帶、東至—黃山褶皺沖斷帶、寧國—績溪褶皺沖斷帶即屬此種構(gòu)造。

圖1 巢湖市銀屏山地區(qū)構(gòu)造剖面圖 (示下古卷入型構(gòu)造)Fig.1 Section across Yinpingshan area in Chaohu City，showing Lower Paleozoic-involved structure

志留系滑脫型 (包括龍?zhí)督M及青龍組滑脫型)構(gòu)造滑脫層以志留系高家邊組泥頁巖為主，局部地區(qū)為二疊系龍?zhí)督M含煤泥頁巖及下三疊統(tǒng)青龍組泥巖;構(gòu)造變形的主體層位僅限于志留系—中三疊統(tǒng)。該類構(gòu)造的特點(diǎn)是上、下古生界構(gòu)造變形不協(xié)調(diào)。上古生界構(gòu)造變形強(qiáng)烈，由一系列淺陡深緩、聚斂于主滑脫面的斷層、緊閉—倒轉(zhuǎn)褶皺和由多個疊序或倒序地層序列組成的褶皺片體及堆垛構(gòu)造組成［12］(見圖2)。下古生界地層保存全，且層序正常，構(gòu)造變形相對較弱，一般形成寬緩褶皺，因此，是下古生界內(nèi)幕油氣勘探的有利區(qū)。茅山、宜興—長興、蘇州—湖州及無錫—江陰—常熟地區(qū)滑脫推覆構(gòu)造均屬此種類型構(gòu)造，南黃海盆地中部隆起也發(fā)育此類構(gòu)造樣式。

簡單沖斷型構(gòu)造變形的主體層位以上古生界為主，局部地區(qū)有下古生界卷入。褶皺作用較弱，主要以沖斷作用為主，地層層序全且正常 (見圖3a)。主要見于南黃海盆地北部凹陷及蘇北盆地東部黃橋、海安地區(qū)。

穩(wěn)定型構(gòu)造形變最弱，古生界保存狀況良好，地層層序連續(xù)且正常;地震資料品質(zhì)一般相對較好，上古生界內(nèi)幕標(biāo)志層特征明顯，反射連續(xù)穩(wěn)定，且可追蹤識別 (見圖3b)，是海相中古生界油氣勘探的有利區(qū)。此種類型主要在研究區(qū)南黃海盆地中部隆起區(qū)發(fā)育。

綜合上述分析，下?lián)P子區(qū)構(gòu)造變形具有縱向分層性及橫向分帶、分塊性特征。具體表現(xiàn)在，自北西、南東向沿江對沖帶，自西向東，構(gòu)造變形依次由基底卷入型向下古卷入型、志留系滑脫型、沖斷型轉(zhuǎn)變，最終在南黃海中央結(jié)晶基底之上的中部隆起區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定型。反映蘇北盆地東部—南黃海中部隆起區(qū)構(gòu)造變形弱、穩(wěn)定性強(qiáng)，有利于油氣保存。

圖2 志留系滑脫型構(gòu)造Fig.2 A map showing Silurian sliding structures

圖3 沖斷型和穩(wěn)定型構(gòu)造剖面圖Fig.3 Profile sections showing the thrust structure and stable structure

1.3.3 印支面埋深

印支面埋深是晚燕山運(yùn)動以來沉積、構(gòu)造運(yùn)動的疊加結(jié)果 (研究區(qū)印支面與燕山面多重疊為一個面)，對于界定海相中、古生界烴源巖晚期生烴范圍具有重要意義［6］。結(jié)合露頭、鉆井、地震及重磁資料編制了下?lián)P子區(qū)印支面埋深圖 (見圖4)。圖中顯示，安徽 (除天長地區(qū)外)、江蘇南部及濱海以北、南黃海中部隆起及勿南沙隆起等地區(qū)印支面埋深均小于3000m，反映晚期 (晚白堊世以來)沉降幅度較小;埋深最大的地區(qū)位于江蘇北部濱海—大豐、高郵—金湖、東臺—海安地區(qū)及南黃海北部凹陷和南部凹陷，埋深多大于3000m，局部地區(qū)大于5000m，屬晚期生烴有利區(qū)域。

圖4 下?lián)P子區(qū)印支面埋深圖Fig.4 A map showing depth of Indo-surface in Lower Yangzi region

1.3.4 沉積、沉降中心遷移特征

晚震旦世以來，下?lián)P子區(qū)發(fā)育早 (加里東期)、中 (印支晚期—早燕山期)、晚 (晚燕山—喜馬拉雅期)3個大的沉積沉降中心，依次為下古生界強(qiáng)沉降帶、陸相沿江前陸強(qiáng)沉降帶及陸相上白堊統(tǒng)及第三系強(qiáng)沉降帶。加里東期沉積、沉降中心主要位于石臺—寧國—安吉一帶 (沉積、沉降中心位置略有差異)，沉積厚度可達(dá)8000m以上 (見圖5a)。至印支晚期—早燕山期，受揚(yáng)子板塊與華北板塊拼貼影響，研究區(qū)沉積、沉降中心遷移至沿江一帶，沉積了厚度大于2000m的碎屑巖地層 (見圖5b)。晚燕山—喜馬拉雅期，沉積、沉降中心繼續(xù)向北遷移，受伸展斷層控制，沉積、沉降最大的地區(qū)位于蘇北盆地濱?！筘S、高郵—金湖、東臺—海安地區(qū)及南黃海北部凹陷和南部凹陷，僅古近系厚度即可達(dá)4000m以上。

2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)方案

根據(jù)上述地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)原則和依據(jù)，結(jié)合地球物理場特征、火山巖漿作用等，將下?lián)P子區(qū)劃分為蘇北—南黃海地塊 (Ⅰ)、寧鎮(zhèn)—太湖推覆山帶 (Ⅱ)、江南地塊 (Ⅲ)、張八嶺—千里巖推覆山帶 (Ⅳ)、懷玉山勿南沙推覆山帶 (Ⅴ)等5個一級和17個二級地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元，各單元名稱及位置見表2、圖6。

表2 下?lián)P子區(qū)海相中、古生界地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)Table 2 Geological structure zones of marine Mesozoic-Paleozoic erathem in Lower Yangtze region

3 勘探選區(qū)意義

前已述及，具有油氣地質(zhì)意義的有利區(qū)帶為構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)及早期沉降幅度小、晚期沉降幅度偏大的地區(qū)。據(jù)此初步評價南黃海中部晚期隆起穩(wěn)定區(qū) (Ⅰ2)、江都—東臺—南黃海南部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ3)、泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)、南通—南黃海南部晚期沉降淺推覆區(qū) (Ⅱ2)及太湖晚期沉降淺推覆區(qū) (Ⅱ4)下古生界構(gòu)造變形弱，以穩(wěn)定型、志留系滑脫型及簡單沖斷型構(gòu)造為主，受印支—中燕山期構(gòu)造破壞作用影響小;早、中期沉降幅度小，晚期沉降幅度大，具備二次生烴的能力，為下古生界油氣勘探有利區(qū)。

南黃海北部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ1)、江都—東臺—南黃海南部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ3)、濱?！筘S晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ4)和泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)存在上古生界地質(zhì)實體，且晚期沉降幅度大，構(gòu)造變形相對較弱，以簡單沖斷型為主 (除濱?！筘S晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū)外)，地層層序基本正常，為上古生界油氣勘探有利區(qū)。

南黃海北部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ1)、濱?！筘S晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ4)、金湖—高郵晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ5)及泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū)(Ⅱ1)印支—中燕山期構(gòu)造變形強(qiáng)烈，具備巖溶儲集層發(fā)育的條件 (即下古生界白云巖出露、印支面灰?guī)r風(fēng)化淋濾時間較長等);晚期沉降幅度大，分布有中新生界生油層，為古潛山油氣勘探有利區(qū)。

上述僅從構(gòu)造穩(wěn)定及晚期生烴、晚期成藏方面對下?lián)P子區(qū)進(jìn)行了初步評價，沒有考慮生油層、儲集層、蓋層的分布及生儲蓋組合等因素，這也正是本文下步擬開展的主要工作。

圖5 下?lián)P子區(qū)下古生界 (a)及中三疊統(tǒng)—中侏羅統(tǒng) (b)厚度圖Fig.5 Diagram showing thickness of Lower Paleozoic(a)and Middle Triassic-Middle Jurassic(b)

圖6 下?lián)P子區(qū)海相中、古生界地質(zhì)結(jié)構(gòu)分區(qū)圖Fig.6 A map showing Geological structure zoning of marine Mesozoic-Paleozoic in Lower Yangtze region

4 結(jié)論

(1)下?lián)P子區(qū)發(fā)育基底卷入型、下古卷入型、志留系滑脫型、簡單沖斷型及穩(wěn)定型等5種構(gòu)造變形類型，構(gòu)造變形具有縱向分層性和橫向分帶、分區(qū)性的特點(diǎn)。

(2)依據(jù)基底性質(zhì)、構(gòu)造變形特征、印支面埋深及沉積沉降中心遷移特征等將下?lián)P子區(qū)劃分為5個一級和17個二級地質(zhì)結(jié)構(gòu)單元。

(3)南黃海中部晚期隆起穩(wěn)定區(qū) (Ⅰ2)、江都—東臺—南黃海南部晚期沉降深沖斷區(qū)(Ⅰ3)、泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)、南通—南黃海南部晚期沉降淺推覆區(qū) (Ⅱ2)及太湖晚期沉降淺推覆區(qū) (Ⅱ4)為下古生界油氣勘探有利區(qū);南黃海北部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ1)、江都—東臺—南黃海南部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ3)、濱海—大豐晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ4)和泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)為上古生界油氣勘探有利區(qū);南黃海北部晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅰ1)、濱海—大豐晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ4)、金湖—高郵晚期沉降深下古卷入?yún)^(qū) (Ⅰ5)及泰興—海安晚期沉降深沖斷區(qū) (Ⅱ1)為古潛山油氣勘探有利區(qū)。

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STRUCTURAL DIVISION OF MARINE MESOZOIC-PALEOZOIC IN LOWER YANGTZE REGION AND ITS SIGNIFICANCE FOR PETROLEUM EXPLORATION TARGETS

LI Ya-hui，DUAN Hong-liang，TAN Ying
(Jiangsu Oilfield Branch Company，SINOPEC，Yangzhou 225009，China)

According to the basement features，structural deformation，depth of the Indo-surface and characteristics of depocenters and subsidence centers，the Lower Yangtze region has been divided into 5 first-order geological structure zones and 17 second-order zones mainly In terms of structural stability，effective preservation，and late-stage hydrocarbon generation，the second-order zones have been assessed.The Lower Paleozoic favorable zones for exploration include the late-stage uplifting stable region in centeral part of southern Yellow Sea(Ⅰ2)，the late-stage subsiding deep thrust region in Jiangdu-Dongtai-southern part of the South Yellow Sea(Ⅰ3)，the late-stage subsiding deep thrust region in Taixing-Haian(Ⅱ1)，the late-stage subsiding lower nappe region in Nantong-south part of South Yellow Sea(Ⅱ2)，and the late-stage subsiding lower nappe region around the Taihu Lake(Ⅱ4);the Upper Paleozoic favorable zones for exploration include，the latestage subsiding deep thrust region in North Yellow Sea(Ⅰ1)，the late-stage subsiding deep thrust region in Jiangdu-Dongtai-south part of South Yellow Sea，(Ⅰ3)，the late-stage subsiding deep Lower Paleozoic-involved thrust region in Binhai-Dafeng(Ⅰ4)，the late-stage subsiding deep thrust region in Taixing-Haian(Ⅱ1);the most favorable zones for Indo-surface exploration include the late-stage subsiding deep thrust region in North Yellow Sea(Ⅰ1)，the late-stage subsiding deep Lower Paleozoic-involved thrust region in Binhai-Dafeng(Ⅰ4)，the late-stage subsiding deep Lower Paleozoic-involved thrust region in Jinhu-Gaoyou(Ⅰ5)，and the late-stage subsiding deep thrust region in Taixing-Haian(Ⅱ1).

geological structure;structural deformation;depocenters and subsidence centers;marine Mesozoic-Paleozoic erathem;Petroleum exploration target;Lower Yangtze region

TE121.2

A

1006-6616(2010)03-0271-10

2009-11-05

江蘇省自然科學(xué)基金項目 (BK2008584)。

李亞輝 (1970-)，男，博士，教授級高級工程師，主要從事盆地分析與構(gòu)造地質(zhì)學(xué)的研究與管理工作。