四川盆地燕山期古構(gòu)造發(fā)展及對(duì)油氣的影響

孫 瑋 劉樹根 韓克猷 米色子哈 代寒松 孫 東

（1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），成都610059；2.中國石油西南油氣地質(zhì)開發(fā)研究院，成都610051；3.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州730020）

四川盆地的燕山運(yùn)動(dòng)介于印支運(yùn)動(dòng)與喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)之間，以往并不被重視，其主要的原因有：

a.盆地中侏羅統(tǒng)和白堊系廣泛暴露，侏羅系出露的地區(qū)大部分沒有見頂，厚度不全；白堊系分布的地區(qū)，則由于侏羅系埋藏較深，鉆探工程很少。因此，侏羅系的厚度和變化情況不清楚，白堊系也多是殘厚，給研究燕山期的古構(gòu)造發(fā)展帶來很大的困難。

b.燕山運(yùn)動(dòng)在四川盆地只是升降運(yùn)動(dòng)，沒有發(fā)生大規(guī)模的褶皺運(yùn)動(dòng)，侏羅、白堊系大部分是紅色陸相地層，只被認(rèn)為是四川盆地區(qū)域性的蓋層，沒有認(rèn)真研究該期的古構(gòu)造發(fā)展。

c.后期喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)褶皺強(qiáng)烈，對(duì)燕山期的古構(gòu)造改造較大，因此恢復(fù)古構(gòu)造較為困難。

隨著近年來鉆探工作的擴(kuò)展，上三疊統(tǒng)須家河組含煤地層的鏡煤反射率資料的積累和對(duì)盆地古地溫和古地溫梯度的研究，以及裂變徑跡資料的增多［1－3］，使得重建盆地陸相地層的最大沉積厚度成為可能，從而為恢復(fù)盆地燕山運(yùn)動(dòng)的古構(gòu)造情況提供了條件，進(jìn)而分析上三疊統(tǒng)含油氣條件的影響，為尋找陸相地層，特別是須家河組油氣田提供資料。

1 燕山期古構(gòu)造發(fā)展

燕山運(yùn)動(dòng)非常重要的方面是白堊系的分布。白堊系在盆地中殘存不一，要全面了解在原始狀態(tài)的分布是有難度的。為了解決這個(gè)問題，采用了Ro、古地溫和埋深的關(guān)系，據(jù)此重建地層最大厚度。

圖1 四川盆地燕山期古地質(zhì)圖及白堊系厚度分布Fig.1 Paleogeologic map and the thickness distribution of Cretaceous in Yanshan period，Sichuan Basin

白堊系主要分布在盆地的周邊地區(qū)以及華鎣山的西麓，川中和川東的廣大地區(qū)沒有白堊系沉積（圖1）。川中和川東為古隆起，因而白堊系沉積厚度很薄或沒有接受沉積。華鎣山在該時(shí)期已具雛形，核部出露最老的地層為中侏羅統(tǒng)沙溪廟組，其東地層較緩，西翼為陡帶與廣安箕狀拗陷相接；威遠(yuǎn)－南充北東向川中隆起，最高點(diǎn)在威遠(yuǎn)南的觀音場(chǎng)地區(qū)，出露地層也是沙溪廟組，它是一個(gè)短軸形的大型隆起。白堊系分布在2個(gè)隆起的北西以及營山－廣安等拗陷中，最厚的地區(qū)在川北、通江、南江、巴中地區(qū)，沉積厚度＞800m。從白堊系的巖石性質(zhì)看，其物源主要來自龍門山區(qū)，有2個(gè)大的沖積扇，一是川西北的劍門關(guān)礫巖，二是灌口礫巖，向盆地相變?yōu)榧t色泥巖和灰綠、灰色砂巖或紅色砂巖，泥巖中夾石膏層。

1.1 早侏羅世古構(gòu)造情況

四川盆地進(jìn)入燕山期時(shí)古構(gòu)造較印支期有很大的變化和不同，雖然早侏羅世的沉積厚度不大（120～800m），表現(xiàn)出的構(gòu)造也是很平緩的，但可以宏觀地看出有以下特點(diǎn)：一是印支期長(zhǎng)期繼承發(fā)展的瀘州－華鎣山隆起已不再繼續(xù)上升，二是威遠(yuǎn)－廣安一帶形成一個(gè)大型的鼻狀隆起。只有川西的成都－雅安地區(qū)仍為拗陷。從宏觀上看，廣元－重慶（嘉陵江）的東北地區(qū)是以拗陷為主；其西南面的廣大地區(qū)是沉積很薄的地區(qū)，厚度＜500m。

1.2 中侏羅世古構(gòu)造

該時(shí)期繼承早侏羅世的古構(gòu)造，川北地區(qū)包括了蒼溪、通江等地區(qū)和川鄂及三峽地區(qū)，為一巨大的中侏羅世的拗陷，川中地區(qū)構(gòu)造極平緩。川西樂山、洪雅、成都地區(qū)有一平緩古隆起，向北在成都北面的磨盤山以鞍部和江油、綿陽古鼻狀隆起相接。龍泉山以西是一個(gè)隆起帶。其西是大邑拗陷，最低點(diǎn)為－1 480m。另外一點(diǎn)是此時(shí)在川西南的峨眉、馬邊、珙縣也有拗陷存在的可能，它可以向東經(jīng)南川、石柱與大巴山前緣拗陷相通。這時(shí)除龍門山北段前山帶之外，四川盆地四面的拗陷已初見端倪，給盆地的定型打下了基礎(chǔ)。

1.3 侏羅紀(jì)末白堊紀(jì)初的古構(gòu)造概況

侏羅紀(jì)末，四川盆地再次上升為陸地，侏羅系遭受剝蝕，這次運(yùn)動(dòng)即燕山運(yùn)動(dòng)。在四川盆地的西緣龍門山地區(qū)，該運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈［4，5］。在四川盆地內(nèi)部主要表現(xiàn)為一次上升運(yùn)動(dòng)，而在盆地以東的湘、鄂西卻是一次強(qiáng)烈的褶皺運(yùn)動(dòng)，盆地東界齊岳山及其以東形成以北東向?yàn)橹鞯母舨凼今薨檸В?，7］，白堊系不整合在三疊－寒武系之上，可以說此時(shí)盆地的東南邊界已確定下來。

盆地內(nèi)部以上升為主且隆起的幅度和范圍很大，從圖1中可以看到，此時(shí)較晚侏羅世初構(gòu)造發(fā)育得更完整，隆起幅度加大，拗陷變得更深，而且都為圈閉構(gòu)造。原在中侏羅世出現(xiàn)的川西南宜賓地區(qū)的鼻狀突起，此時(shí)形成以自貢為中心的北東向古圈閉，其長(zhǎng)軸150km，短軸80km，閉合度達(dá)1.2km，圈閉面積約8.5×104km2；瀘州古隆起已完全消失，成為向東南傾的單斜。川西的構(gòu)造改變不大，只是有所偏移，隆起的幅度加大，如江油－成都－樂山古隆起帶依然存在，樂山古圈閉的閉合度達(dá)到600m，有變化的是在龍泉山構(gòu)造的東側(cè)出現(xiàn)了梓潼－資陽箕狀拗陷，龍泉山構(gòu)造處在箕狀拗陷與江油－成都－樂山古隆起的陡坡帶上。這一特點(diǎn)給后來龍泉山構(gòu)造的形成打下了基礎(chǔ)。從宏觀上看，該期的古構(gòu)造特征仍然是盆地西南為隆起區(qū)，而東北部為凹陷區(qū)。這是侏羅紀(jì)時(shí)期的基本構(gòu)造格局（圖1）。

1.4 喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)前上三疊統(tǒng)頂面古構(gòu)造

燕山運(yùn)動(dòng)之后，盆地中環(huán)中央隆起帶沉積了白堊系，在川西還局部沉積了第三系，此時(shí)整個(gè)盆地面臨喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)使全盆地地層全面褶皺的到來。此刻的上三疊統(tǒng)頂面的古構(gòu)造面貌反映了當(dāng)時(shí)的古構(gòu)造特征，當(dāng)時(shí)有3個(gè)大型的古隆起和3個(gè)拗陷（表1，圖2）。

3個(gè)古隆起分別是龍門山山前古隆起、川中古隆起、華鎣山古隆起。龍門山山前古隆起主要位于大邑－綿陽一線以西，而川中古隆起和華鎣山古隆起則大體連在一起，主要高點(diǎn)位于威遠(yuǎn)南和合川，面積廣闊。

3個(gè)古拗陷即川西拗陷、川北拗陷、川鄂拗陷。這3拗陷連在一起形成了以川中、川東南隆起為中心的西、北、東半環(huán)狀的拗陷，這是燕山運(yùn)動(dòng)最后一幕的構(gòu)造輪廓。

2 燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)油氣的影響

對(duì)四川盆地而言，侏羅紀(jì)末的燕山運(yùn)動(dòng)是一次重要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，它對(duì)盆地、構(gòu)造格局的形成和區(qū)塊劃分，以至油氣的運(yùn)移都具有重要的作用，特別是對(duì)上三疊統(tǒng)油氣藏的形成條件以及紅層次生油氣藏的形成都具有很大的影響。

表1 喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)前上三疊統(tǒng)頂面構(gòu)造特征Table 1 Characteristics of the top structure of Upper Triassic before Himalayan movement

圖2 喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)前（古近紀(jì)前）上三疊統(tǒng)頂面構(gòu)造圖Fig.2 The structural map of the top surface of Upper Triassic before Himalayan movement

燕山期的古構(gòu)造發(fā)展最突出特點(diǎn)是川中古隆起的形成，它對(duì)油氣藏的形成和分布是至關(guān)重要的。眾所周知，四川盆地陸相地層所產(chǎn)的油氣是優(yōu)質(zhì)能源，特別是天然氣是不含硫化氫的。因此成為目前找油氣的目的層之一，特別是上三疊統(tǒng)須家河組已成為主要勘探目標(biāo)。但對(duì)于須家河組成藏條件的認(rèn)識(shí)不夠統(tǒng)一，也不夠深刻，有關(guān)其成藏原因的觀點(diǎn)眾多［8－12］，本文僅就古構(gòu)造對(duì)油氣的影響加以討論。

2.1 燕山運(yùn)動(dòng)形成的川中古隆起對(duì)須家河組的油、氣分布的控制和影響

川中古隆起是一個(gè)面積達(dá)25 000km2的大型隆起，而龍門山山前古隆起是一個(gè)北東向狹長(zhǎng)的隆起。從勘探產(chǎn)油氣的現(xiàn)狀看，在古隆起區(qū)特別是隆起的高部位往往產(chǎn)原油和輕質(zhì)油，如威遠(yuǎn)的鹽井中產(chǎn)原油、安岳地區(qū)產(chǎn)輕質(zhì)油、磨溪?dú)馓锂a(chǎn)氣和輕質(zhì)油，中壩氣田也產(chǎn)輕質(zhì)油，大邑火井產(chǎn)原油等。拗陷中只產(chǎn)氣沒有油，如大興西、老關(guān)廟、拓壩場(chǎng)、九龍山、廣安、八角場(chǎng)氣田等。

古隆起上須家河組主要儲(chǔ)層的孔隙度高，而拗陷中孔隙度低，例如：川中古隆起高部位威遠(yuǎn)地區(qū)孔隙度10%～7.5%，外圍則為7.5%～5%；龍門山山前隆起帶，例如中壩地區(qū)的孔隙度為6%，一般在5%以上；而拗陷中孔隙低，一般為3%～5%，低者僅有2%（圖3）。這種現(xiàn)象有2種可能性：

a.由于古隆起上覆地層薄，上三疊統(tǒng)須家河組的生烴巖的演化程度低，仍然保存有原油或輕質(zhì)油，須家河組儲(chǔ)層也由于上覆地層薄，壓實(shí)程度低而孔隙度稍高；而拗陷中則相反，烴源巖演化程度高，油已裂解為氣，儲(chǔ)層被壓實(shí)程度高，孔隙度低。

b.油氣在早期有運(yùn)移，特別是在中侏羅世末期，須家河組烴源巖和其下的馬鞍塘組烴源巖進(jìn)入成油期［13］，生成的油氣向古隆起運(yùn)移，當(dāng)時(shí)的儲(chǔ)層尚未全部致密化，孔隙度在10%以上，具備運(yùn)移的條件，油氣在古隆起上有所富集，由于之后古隆起的繼承性發(fā)展使油得以保存，形成高部有油的現(xiàn)象。

從以上情況看，在須家河組的勘探還是考慮隆起為好，在隆起的范圍選擇有好的構(gòu)造進(jìn)行鉆探，成功的希望比較大。目前已在川中古隆起的東南緣合川地區(qū)須家河組取得突破，探明儲(chǔ)量＞108m3。

2.2 燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)陸相紅層次生氣藏的影響

圖3 燕山期古地質(zhì)圖與T3x儲(chǔ)層孔隙度、產(chǎn)油、氣產(chǎn)關(guān)系Fig.3 Relationship between the porosity and oil／gas production of T3xreservoir and the paleogeologic map of Yanshan period

目前在川西發(fā)現(xiàn)的次生氣田和氣藏，給川西地區(qū)的勘探開拓了新的領(lǐng)域，如：新場(chǎng)氣田，不僅沙溪廟組有氣層，遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組也有氣層；白馬氣田氣層為蓬萊鎮(zhèn)組砂巖；平落壩氣田，除主力產(chǎn)層為須家河組的須二段產(chǎn)氣，千佛巖組和沙溪廟組也有工業(yè)氣流。除此之外，在以往鉆探中各構(gòu)造在紅層中具有很好的氣顯示，并有工業(yè)價(jià)值的天然氣流，例如：中壩在千佛巖組普遍有低產(chǎn)氣流，大興場(chǎng)構(gòu)造3井千佛巖組產(chǎn)氣1.55m3／d，淺1井在J1q－J2s產(chǎn)氣10.7×103m3／d；白馬關(guān)構(gòu)造白參井J1q－J2s產(chǎn)氣3×103m3／d；三蘇場(chǎng)構(gòu)造2井是1971鉆的井，井深3 003.57m，完井層位是下侏羅統(tǒng)千佛巖組（J1q），到1972年10月21日井口被憋爆之后可以間斷噴氣。據(jù)此可以說明，川西的紅層含氣是普遍的，是次生氣田的有利區(qū)。

新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為活躍，紅色地層中形成氣藏需要的是油氣有向上運(yùn)聚的條件，當(dāng)喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)形成現(xiàn)今構(gòu)造之后，油氣在紅層有孔隙條件的儲(chǔ)層中富集成藏。川西龍泉山和龍門山是經(jīng)常發(fā)生天然地震的構(gòu)造帶，其中特別是龍泉山地區(qū)，如雙流籍田、仁壽、蒲江乃至成都以北的磨盤山構(gòu)造都發(fā)生過淺部低級(jí)別、低烈度的地震，有記載的地震不少于60次，一般在3～4級(jí)，震源深度在5 km左右。這表明現(xiàn)今地殼表層還不穩(wěn)定，不平衡，地震結(jié)果不產(chǎn)生斷層也要產(chǎn)生裂縫，這就為油氣上竄創(chuàng)造了條件。

2.3 燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)川西T3x氣藏的影響

據(jù)圖4，川西地區(qū)是須家河組生烴條件最好的地區(qū)。生烴的黑色泥頁巖厚度大，例如生油巖的厚度，江油中壩為640m，玉泉為1 045m，龍泉山為576m，鹽井溝為1 339m，大興場(chǎng)為494m，漢旺場(chǎng)為367m：生烴能力是很強(qiáng)的，所以認(rèn)為烴源充足。

川西地區(qū)在雅安以東的大興場(chǎng)（熊坡）構(gòu)造有一大型的古隆起，閉合度130m，面積約6 500 km2，向北傾沒在成都市以南，在成都－磨盤山地區(qū)成為一鞍，再向北與江油隆起相連，成為江油－成都－蒲江隆起帶，西鄰大邑拗陷，東為川中斜坡。此時(shí)T3x頂埋深1.1～1.4km，生烴巖剛進(jìn)入生烴門限。發(fā)展到白堊紀(jì)前，構(gòu)造幅度加大，蒲江高點(diǎn)向東南偏移至樂山，成為樂山古圈閉，閉合度＞400m，面積約1 120km2，向北變化不大，形成江油－成都－樂山古隆起帶，西鄰大邑拗陷位置未變，但幅度加大，T3x頂埋深1.6～3.4km。川西古隆起可以捕獲拗陷中來的油氣，為之后氣藏的形成打下了基礎(chǔ)。目前在大邑地區(qū)已有所突破。

圖4 川西白堊紀(jì)初T3x頂面結(jié)構(gòu)與氣田關(guān)系Fig.4 The relationship between the gas fields and the top structure of T3xin the early of Cretaceous of West Sichuan

3 結(jié)論

四川盆地燕山運(yùn)動(dòng)形成了三隆三坳的構(gòu)造格局，即龍門山山前古隆起、川中古隆起、華鎣山古隆起和川西拗陷、川北拗陷、川鄂拗陷，3個(gè)拗陷連在一起形成了以川中、川東南隆起為中心的西、北、東半環(huán)狀的拗陷的圍繞。

四川盆地燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)于油氣主要有3個(gè)重要影響，即：燕山期形成的古隆起有利于油氣的富集，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)廣安和合川須家河組氣藏，相鄰構(gòu)造也具有良好的油氣勘探潛力；燕山運(yùn)動(dòng)對(duì)于四川盆地陸相紅層次生氣藏的形成有重要的影響；川西地區(qū)是次生氣藏形成的有利區(qū)?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的構(gòu)造都可能形成次生氣藏，有利的構(gòu)造有：仁壽、大興場(chǎng)、磨盤山、龍泉山西翼斷層下盤、蘇碼頭、三蘇場(chǎng)、龍泉山北端徐家壩等等，在這些構(gòu)造帶都可能找到次生氣藏。

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