阿拉伊盆地的構(gòu)造演化特征及油氣成藏條件

周桂芹，雷 敏 （中石化勝利油田分公司西部新區(qū)研究中心，山東 東營257015）

阿拉伊盆地位于吉爾吉斯坦南部，其西南部與塔吉克斯坦接壤，東部與我國喀什地區(qū)相連。阿拉伊盆地四周群山環(huán)抱，為一近東西展布的山間盆地，東西長約250km，南北寬25～40km，面積約6000km2。1984～1989年，蘇聯(lián)在盆地內(nèi)共完成了31條約562km的二維地震，在此基礎(chǔ)上，蘇聯(lián)在盆地中部的阿奇克塔什背斜構(gòu)造上完鉆一口參數(shù)井，盆地的整體勘探程度較低。自2002年以來，中石化先后在阿拉伊盆地投入了較多的實物工作量，完成了全盆地1∶50000高精度重力勘探，實施完成了橫穿盆地的二維地震23條，約794km，在盆地中部有利構(gòu)造帶上實施完成三維地震220km2，使盆地的整體勘探研究程度得到較大提高。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

阿拉伊盆地周緣均為大型含油氣盆地，北與費爾干納盆地相鄰，西與阿富汗-塔吉克盆地相接，向東延伸進入塔里木盆地。阿拉伊盆地與周緣含油氣盆地具有相似的大地構(gòu)造背景和演化特征，均位于特提斯構(gòu)造帶的北緣[1-5]，其構(gòu)造格局與特提斯構(gòu)造帶的形成演化密不可分。阿拉伊盆地的中、新代地層沉積及構(gòu)造特征，主要受特提斯構(gòu)造帶演化的控制，晚二疊世-三疊紀的沉積和構(gòu)造受控于古特提斯洋的向北俯沖；三疊紀末-早侏羅世的構(gòu)造變形與基墨里造山帶的形成密切相關(guān)；侏羅紀的沉積和構(gòu)造受控于造山帶和被動大陸邊緣大陸的伸展作用；晚侏羅世-早白堊世的變形與拉薩地塊和歐亞大陸的碰撞有關(guān)。白堊紀的沉積和構(gòu)造受控于新特提斯洋向北俯沖所形成的弧后伸展作用；而白堊紀末-古近紀的變形則與形成的島弧與拉薩地塊的發(fā)生碰撞 （80～70Ma）有關(guān)；古近紀的沉積和構(gòu)造則受控于新特提斯洋向北俯沖所形成的弧后伸展作用；中新世以來的沉積和變形則受控于印度板塊與歐亞板塊碰撞作用的遠距離效應(yīng)。

2 構(gòu)造層劃分

阿拉伊盆地是在強烈褶皺的古生代基底上發(fā)育起來中新生代沉積盆地。地層發(fā)育齊全，沉積發(fā)展的旋回性和階段性表現(xiàn)得十分明顯，大規(guī)模的海進-海退過程清晰[6-7]。同時盆地在地質(zhì)歷史時期所經(jīng)歷的各期次構(gòu)造運動，在盆地內(nèi)留下了豐富的變形形跡和構(gòu)造特征，形成了與之相對應(yīng)的多期重要的不整合。復(fù)雜的地層展布特征和沉積建造發(fā)育特征與其復(fù)雜的構(gòu)造演化史密切相關(guān)。根據(jù)盆地的地層發(fā)育特征以及與區(qū)域構(gòu)造演化間的關(guān)系，將古生界到第四系劃分為3大構(gòu)造層，自下而上分別為：古生界基底構(gòu)造層、中生界-古近系構(gòu)造層和新近系-第四系構(gòu)造層，不同的構(gòu)造層組合反映了一定構(gòu)造演化階段的特征及不同類型原型盆地的充填演化特征 （見圖1）。

2.1 古生界基底構(gòu)造層

古生界基底構(gòu)造層是由寒武系-二疊系巨厚的海陸相地層組成，多次的造山運動使其沉積特征復(fù)雜化，研究區(qū)內(nèi)寒武、奧陶、二疊紀地層出露較少，其他古生代地層廣泛發(fā)育。

2.2 中生界-古近系構(gòu)造層

該構(gòu)造層與下伏地層為區(qū)域性不整合接觸，從地震剖面上看，該構(gòu)造層相對比較復(fù)雜，斷裂發(fā)育，形成多種多樣的構(gòu)造樣式，同時地層遭受過較為強烈的擠壓、褶皺、剝蝕。從整個沉積環(huán)境來看，該構(gòu)造層經(jīng)歷了一個完整的海進到海退的旋回，縱向上可以劃分為3個亞構(gòu)造層，侏羅系亞構(gòu)造層、白堊系-古新統(tǒng)亞構(gòu)造層、始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)亞構(gòu)造層。

1）侏羅系亞構(gòu)造層 由于受印支-燕山構(gòu)造運動的影響，該構(gòu)造層在盆地內(nèi)部剝蝕較為強烈，與下伏地層為區(qū)域性不整合接觸。主要表現(xiàn)為一套河流、河漫湖泊以及岸后沼澤沉積，巖性主要包括砂巖、粉砂巖、泥巖和煤系地層。地震波組特征不明顯，連續(xù)性差，厚度150m左右。

2）白堊系-古新統(tǒng)亞構(gòu)造層 白堊紀早期總體上為退積型辮狀河三角洲、扇三角洲沉積，巖性以砂巖、礫巖、砂礫巖為主；白堊紀晚期，表現(xiàn)為大范圍的海侵，沉積了一套以灰綠及紫紅色泥巖、膏泥巖、灰色碳酸鹽巖及白色石膏巖為主的海相地層；古新世，海侵范圍進一步擴大，地層最大厚度2000m左右。該構(gòu)造層是盆地內(nèi)主要的勘探目的層。

3）始新統(tǒng)-漸新統(tǒng)亞構(gòu)造層 由于受到早喜山運動的影響，區(qū)域上發(fā)生大規(guī)模海退，表現(xiàn)出海陸過渡相沉積的特點。地震上，波組特征與下伏地層有明顯區(qū)別，連續(xù)性差。同時強烈的構(gòu)造運動使得該亞層在全區(qū)分布厚度不均，最厚處可達1500m。

圖1 阿拉伊盆地綜合柱狀圖

2.3 新近系-第四系構(gòu)造層

該構(gòu)造層是晚喜山構(gòu)造運動的產(chǎn)物。由于受到印藏板塊的擠壓碰撞，造成大規(guī)模推覆、沖斷、抬升與山前的急劇沉降、巨厚充填。新近系為一套典型的前陸盆地洪積-河湖相砂泥巖快速沉積，粒度較粗，在山前坳陷區(qū)最厚達2000m，與下伏地層在區(qū)域上呈角度不整合接觸。第四系是由前陸盆地喜山運動晚期填平補齊的礫石、砂礫到泥質(zhì)快速堆積形成，厚度達1500m。

3 原型盆地形成與演化

從原型盆地分析的角度，認為阿拉伊盆地自古生代以來主要經(jīng)歷了4個演化階段，即晚二疊世前的基底發(fā)育階段、晚二疊世-三疊紀弧后前陸盆地階段、侏羅紀-古近紀斷陷-坳陷發(fā)育階段和中新世以來的再生前陸盆地發(fā)育階段。根據(jù)盆地目前主要勘探目的層系，重點對晚二疊世以來的盆地原型形成演化進行分析。

3.1 晚二疊世-三疊紀弧后前陸盆地階段

這一時期古特提斯洋北緣處于向北不斷俯沖的構(gòu)造階段，盆地南部邊界廣泛發(fā)育褶皺-推覆構(gòu)造。同時在這一階段發(fā)生巖漿巖的侵入作用，以巨厚復(fù)雜結(jié)構(gòu)的火山島巖、火山碎屑巖和碳酸鹽巖相為特征，屬于弧后前陸盆地沉積。在晚三疊世，北西伊朗地塊、中伊朗地塊-阿富汗地塊-中帕米爾地塊-羌塘地塊與歐亞板塊碰撞，古特提斯洋主體和其北側(cè)的分支完全消減掉，形成了基墨里造山帶，在盆地內(nèi)發(fā)生擠壓變形，并形成了褶皺、沖斷層和抬升隆起，造成了中生界與古生界之間呈角度不整合接觸。

3.2 侏羅紀-古近紀斷陷-坳陷發(fā)育階段

早侏羅世時期基墨里造山作用后發(fā)生了廣泛的造山后伸展作用，進入相對穩(wěn)定的構(gòu)造發(fā)育階段。侏羅系主要表現(xiàn)為砂巖、粉砂巖、細礫巖夾煤層。白堊紀期間表現(xiàn)為由陸相向海相沉積轉(zhuǎn)變，早白堊世晚期以來自西向東發(fā)生過多次海侵，沉積了一套以泥巖、膏泥巖、碳酸鹽巖和膏巖為主的海相地層，局部形成了多層膏鹽沉積。古近紀期間表現(xiàn)為海侵規(guī)模擴大，發(fā)育了海相灰?guī)r、泥巖和砂巖沉積。

古近紀末期，由于喜山期構(gòu)造運動的影響，引起特提斯北緣盆地群的強烈構(gòu)造變形。在盆地南部，由于帕米爾地區(qū)向北突刺，沖斷推覆作用強烈，致使盆地抬升并遭受剝蝕。強烈的陸內(nèi)造山帶隆升和構(gòu)造擠壓在盆地形成大量東西向逆沖斷層和背斜構(gòu)造 （見圖2），這些背斜構(gòu)造成為盆地內(nèi)主要圈閉類型。

圖2 阿拉伊盆地擠壓構(gòu)造樣式 （逆斷層及背斜構(gòu)造）在地震剖面上的顯示圖

3.3 中新世以來的再生前陸盆地發(fā)育階段

中新世后，印度板塊和歐亞板塊持續(xù)的碰撞作用，使盆地遭受強烈的擠壓作用，盆地進入 “再生前陸盆地”階段 （見圖3）。兩側(cè)造山帶向盆地發(fā)生大規(guī)模的逆沖作用。在造山帶的強烈擠壓作用下，盆地巖石圈發(fā)生彈性下彎，導(dǎo)致盆地的下沉，使盆地內(nèi)沉積了一套快速堆積的陸相粗碎屑沉積。

圖3 阿拉伊盆地構(gòu)造演化模式圖

通過以上分析可以看出，盆地的構(gòu)造演化階段主要包括晚二疊世-三疊紀的前陸盆地發(fā)育階段、侏羅紀-古近紀的弧后伸展斷陷和坳陷盆地階段和新第三紀以來的再生前陸盆地階段。其圈閉類型是與前陸褶皺沖斷作用形成的一系列圈閉構(gòu)造有關(guān)，其油氣運移發(fā)生在古近紀以后。這些圈閉和油氣運移通道的形成都與始新世后喜馬拉雅造山帶和阿爾卑斯造山帶的形成有關(guān)。

4 盆地油氣勘探前景

阿拉伊盆地構(gòu)造位置上處于特提斯構(gòu)造帶北緣，是天然氣相對富集的地區(qū)，也是世界上最大的天然氣聚集區(qū)之一，被稱之為中亞煤成氣聚集域。阿拉伊盆地與周邊含油氣盆地在地層沉積特征、區(qū)域構(gòu)造特征、儲蓋組合類型等方面具有一定的相似性，表現(xiàn)出了較好的勘探前景。

4.1 具有一定的資源基礎(chǔ)

根據(jù)野外露頭資料推測，阿拉伊盆地從奧陶系-古近系發(fā)育7套烴源巖，其中主力烴源巖有3套，分別是侏羅系、白堊系、古近系。巖性為碳酸鹽巖、泥巖和煤系源巖。其中侏羅系以泥巖和煤系源巖為主，有機質(zhì)豐度高，泥巖有機碳含量平均為3.72%，煤系源巖的有機碳含量平均為52.73%。在整個特提斯北緣盆地群中，這套含煤建造也是最重要的烴源巖，據(jù)資料表明，該套烴源巖生成了中亞地區(qū)大約75%的烴類。

4.2 有利的儲蓋組合

在整個特提斯北緣盆地群，中生代處于斷陷-坳陷發(fā)展階段，同時也是廣泛遭遇特提斯洋海侵的時期，其中規(guī)模較大的海侵有2次：第1次發(fā)生在中晚侏羅世，海侵范圍相對比較局限；第2次發(fā)生于早白堊世晚期，海侵規(guī)模較大，范圍涉及中亞地區(qū)南部、西部和中國西部地區(qū)。這2次從陸相-海相的沉積層序構(gòu)成了中亞主要含油氣盆地重要的烴源巖、儲集層和蓋層。

中生代以來，阿拉伊盆地遭受多次海侵過程，導(dǎo)致古近系以下層系發(fā)育以海相和海陸過渡相為主的沉積巖層，在縱向上形成多套有利的成藏組合。將阿拉伊盆地與周邊盆地類比推測至少存在4套 （見圖4），儲集層主要為碳酸鹽巖、砂巖，蓋層主要為上覆膏巖和泥巖。這些儲蓋組合在縱向上空間匹配好，具備油氣成藏的條件。

新近紀以來的印藏碰撞作用，新特提斯洋關(guān)閉，阿拉伊盆地處于再生前陸盆地階段，接受了巨厚的磨拉石沉積。新近系地層由于膠結(jié)作用，快速成巖，可作為盆地內(nèi)一個廣泛分布的區(qū)域性蓋層。同時區(qū)內(nèi)大多數(shù)斷裂活動在上第三紀基本停止，因此這套地層的存在對整個盆地的油氣起到了很好的封堵作用，有利于油氣的保存。

圖4 阿拉伊盆地主要生儲蓋組合

4.3 圈閉條件有利

控制該盆地主要目的層的中生界頂面構(gòu)造圖上，發(fā)育多種類型圈閉，包括構(gòu)造圈閉、地層圈閉、構(gòu)造-地層復(fù)合圈閉3大類型。其中位于盆地中部的中央背斜帶是由于區(qū)域擠壓形成的正向構(gòu)造帶，內(nèi)部構(gòu)造圈閉發(fā)育，是目前盆地內(nèi)最為有利的區(qū)域。在該帶上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有利圈閉4個，面積158.0km2，預(yù)測圈閉資源量 （2.5～4.0）×108t，具有較好的勘探前景。

4 結(jié) 語

從目前資料分析，中新世之前，阿拉伊盆地與周邊的含油氣盆地相互連通，具有相似的構(gòu)造特征和沉積特點，而此階段也是盆地內(nèi)烴源巖、儲蓋層發(fā)育的主要時期；中新世之后，由于板塊的碰撞作用，才使得這些盆地分離，阿拉伊成為一個相對獨立的山間盆地。通過分析認為，其中央背斜帶具備油氣成藏的條件，隨著該帶研究程度的不斷加深，將加快整個盆地的勘探研究步伐。

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