臨汾-運(yùn)城盆地油氣資源現(xiàn)狀調(diào)查

曹冀龍

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

?

臨汾-運(yùn)城盆地油氣資源現(xiàn)狀調(diào)查

曹冀龍

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系/大陸動(dòng)力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710069)

[摘要]臨汾-運(yùn)城盆地在古生代和鄂爾多斯地區(qū)同屬華北克拉通盆地，在中生代屬鄂爾多斯盆地，有相同的地質(zhì)背景，鄂爾多斯盆地油氣資源極為豐富，所以臨汾-運(yùn)城盆地油氣資源值得調(diào)查。通過區(qū)域地質(zhì)背景和現(xiàn)今烴源巖成熟度對比，分析目的層埋深保存和蓋層斷裂的現(xiàn)狀，探討該地區(qū)的油氣資源。由于該區(qū)經(jīng)歷了中生代晚期的構(gòu)造熱事件，烴源巖成熟度比較高，現(xiàn)今埋深較深，對于油氣的保存較為有利，有一定的油氣資源潛力。

[關(guān)鍵詞]臨汾-運(yùn)城盆地；地質(zhì)背景；烴源巖成熟度；埋深保存；斷裂

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對油氣資源的需求越來越大。21 世紀(jì)以來，我國油氣需求對外的依存度越來越高，目前已經(jīng)達(dá)到60%，我國自己的油氣供給已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)能源消費(fèi)和國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。這不僅對我國的油氣勘探開發(fā)，而且對我國油氣能源安全都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此，亟須開展低勘探程度區(qū)的油氣地質(zhì)調(diào)查，尋求我國新的油氣勘探開發(fā)的戰(zhàn)略接替，進(jìn)一步促進(jìn)我國油氣勘探不斷取得新的發(fā)現(xiàn)和突破，對保障我國油氣供給和國家能源戰(zhàn)略安全十分迫切。山西臨汾-運(yùn)城盆地疊加在中、古生代鄂爾多斯盆地和大華北克拉通盆地之上，與今鄂爾多斯殘留盆地和大華北殘留盆地在前新生代同步發(fā)展演化，與油氣資源極為豐富的鄂爾多斯盆地的地質(zhì)特征、油氣賦存條件和成藏特點(diǎn)聯(lián)系密切，應(yīng)有較多相同、相似或相關(guān)之處，預(yù)示上古生界地層應(yīng)有類似的烴源巖、良好的油氣資源潛力和勘探前景，有必要及時(shí)進(jìn)行調(diào)查和評價(jià)。

1區(qū)域地質(zhì)演化

臨汾-運(yùn)城盆地位于山西省中南部，主體呈NE向展布。其中臨汾坳陷是自上新世以來在山西斷陷帶南端發(fā)育的一個(gè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的坳陷，北以靈石隆起與太原盆地相隔，南緣以峨嵋臺地與運(yùn)城坳陷為鄰，東鄰霍山隆起，西接羅云山隆起，為一南寬北窄總體走向NNE的不規(guī)則梯形坳陷；坳陷內(nèi)分布有多組不同方向的斷裂，受不同方向斷裂的控制。運(yùn)城坳陷在始新世即發(fā)生了沉降，盆地北部為紫金山-峨嵋臺地，東、南兩側(cè)為中條山環(huán)繞，西隔黃河與渭河盆地相望。

臨汾-運(yùn)城盆地為新生代斷陷盆地，其經(jīng)歷了早古生代沉積的臺地相碳酸鹽巖；晚奧陶世至早石炭世經(jīng)抬升剝蝕；中石炭世再次海侵[1]，本溪組、太原組、山西組為由陸表海環(huán)境向三角洲環(huán)境過渡，其中太原組山西組煤炭較發(fā)育，到了下石盒子組為陸地河流環(huán)境；一直延續(xù)到中晚三疊世，該地區(qū)一直處于沉積狀態(tài)，由于華北板塊與楊子板塊的碰撞，該地區(qū)開始抬升剝蝕[2]，當(dāng)時(shí)該地區(qū)屬于鄂爾多斯盆地的一部分[3]，秦嶺和鄂爾多斯盆地相毗鄰構(gòu)成盆山耦合體系，延長組底部和頂部兩個(gè)沉積間斷面對應(yīng)于秦嶺造山帶印支早期和晚期構(gòu)造活動(dòng)開始或者結(jié)束階段[4]；侏羅紀(jì)富縣期至延安期經(jīng)歷了由填補(bǔ)、區(qū)域沉降、沉積到緩慢抬升的演化過程，延安期末該地區(qū)抬升變動(dòng)不強(qiáng)烈，沉積間斷和剝蝕延續(xù)時(shí)間短，隨后又復(fù)沉降接受沉積，經(jīng)歷了直羅-安定期[3][5]；侏羅紀(jì)末，受燕山運(yùn)動(dòng)的影響，研究區(qū)逐漸抬升，到始新世才又復(fù)沉積，該地區(qū)缺失白堊及古新世地層。

2油氣資源調(diào)查

2.1上古生界地層烴源巖質(zhì)量

研究區(qū)從早古生代到三疊紀(jì)早期和現(xiàn)今的鄂爾多斯盆地及沁水盆地同屬華北克拉通盆地，三疊紀(jì)中晚期到早白堊世末研究區(qū)屬鄂爾多斯盆地，晚白堊世鄂爾多斯盆地開始消亡(劉池洋等，2006)，且晚白堊以來是呂梁山地區(qū)主要的隆升期[6]，就此出現(xiàn)了鄂爾多斯盆地與東部山西地區(qū)的分異，由此可知，研究區(qū)和現(xiàn)今鄂爾多斯盆地和沁水盆地在晚白堊世以前有相同的地質(zhì)背景，故其烴源巖有可比性。

2.2中生代晚期構(gòu)造熱事件

在確定沁水盆地中生代構(gòu)造熱時(shí)間發(fā)生時(shí)期時(shí)，任戰(zhàn)利等[7]認(rèn)為華北地臺中生代以來巖石圈減薄的西界至少可以推到沁水盆地以西地區(qū)。增鍵年等對臨汾坳陷塔兒山地區(qū)雜巖體各類巖漿巖進(jìn)行研究，測定其K-Ar同位素年齡在80～140 Ma，結(jié)合巖體侵位地層年代，判定其為燕山期產(chǎn)物；齊玥等[8]對研究區(qū)內(nèi)孤峰山花崗閃長巖巖石學(xué)和地球化學(xué)特點(diǎn)研究及結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，判定其花崗閃長巖為早白堊期間產(chǎn)物并認(rèn)為其為華北地塊伸展減薄作用的結(jié)果。山西蠶坊巖體花崗閃長巖中角閃石的40Ar-39Ar坪年齡為129. 2±0. 2 Ma[9]；紫金山侵入巖主要由次透輝二長巖和正長巖組成，鋯石U-Pb測年給出的巖漿侵位-結(jié)晶年齡為136.7 Ma，角閃石和黑云母40Ar-39Ar測年獲得的巖漿結(jié)晶-固結(jié)年齡集中在133.1～130 Ma，表明紫金山侵入巖主要形成于早白堊世的136.7～130.4 Ma[10]；山西平順地區(qū)中生代巖漿巖侵位時(shí)代主要在123～126 Ma[11]。所有這些都表明在中生代晚期，山西地區(qū)存在構(gòu)造熱事件；而鄂爾多斯盆地?zé)崾录壬轿鞯貐^(qū)微弱并伴隨抬升剝蝕與沉積埋深。

現(xiàn)在已有的研究表明臨汾洪洞地區(qū)晚古生代煤層最高Ro為1.75[12]；襄汾地區(qū)山西組主煤層Ro為3.0[13]；古縣上主煤層Ro為1.41[14]；鄉(xiāng)寧礦區(qū)以瘦煤為主，對應(yīng)的鏡質(zhì)體反射率為1.7～1.9。而鄂爾多斯盆地東部本溪組、太原組和山西組烴源巖的Ro目前在1.6%～2.82%之間，平均2.58，處于成熟-過成熟階段，部分靠近東南面的井Ro大于2.0%，烴源巖演化已達(dá)過成熟階段[15]；鄂爾多斯盆地除盆地周緣及東北部外，盆地內(nèi)絕大部分烴源巖Ro值都大于1.8%，熱演化程度非常高[16]。鄂爾多斯盆地古生界存在許多大型氣田，資源量很大，盡管臨汾-運(yùn)城盆地石炭-二疊系烴源巖成熟度沒有鄂爾多斯盆地高，但也有一定潛力。

2.3目的層埋深及蓋層斷裂發(fā)育影響

根據(jù)研究區(qū)各類鉆井、露頭及文獻(xiàn)資料，結(jié)合盆地形成的構(gòu)造背景，初步判定臨汾坳陷中霍縣、洪洞、臨汾和襄汾地區(qū)含有石炭-二疊系地層，運(yùn)城坳陷中只有萬榮、臨猗及其以西地區(qū)存在石炭-二疊系地層。

在臨汾洪洞地區(qū)新生界底界埋深在500～2 000 m，由于新生界基底地層在該區(qū)有石炭-二疊系地層，三疊系地層，零星有侏羅系地層，所以地面到開采的石炭-二疊系地層層段有500～3 000 m，對于油氣的開采有一定挑戰(zhàn)，但對于油氣的保存很有價(jià)值。運(yùn)城坳陷中萬榮臨猗西側(cè)地區(qū)新生界底界為300～500 m，其新生界基底地層為石炭-二疊系地層，說明該地區(qū)在侏羅紀(jì)末到中新世一直處于抬升剝蝕，并出露石炭-二疊系地層，油氣散失；上新世該地區(qū)再次沉積埋藏，運(yùn)城地區(qū)現(xiàn)今大地?zé)崃鳛?6.2 mW/m2，現(xiàn)今地溫梯度為2.77℃/100m[17]，對于二次生烴的可能性不大，油氣的保存意義有待進(jìn)一步研究。

圖1　臨汾坳陷地震剖面(據(jù)邢作云等，2005)

在臨汾坳陷中，霍山山前斷裂南段為一張性斷裂；羅云山山前斷裂北段及其北端分支正斷裂都為羅云山右旋走滑斷裂的北部尾端張性構(gòu)造；萬安斷裂以及洪洞-蘇堡斷裂分別為太岳山背斜之上的張剪切破裂和霍山-馬頭山背斜之上的橫張破裂[18]。該地區(qū)斷裂較深，已穿透石炭-二疊系地層(圖1)，對于斷裂附近的油氣保存不利，而遠(yuǎn)離斷裂部位的油氣資源潛力還是比較樂觀的。運(yùn)城坳陷中，存在石炭-二疊系地層的萬榮、臨猗及其以西地區(qū)沒有斷裂，只有其南北及東部邊緣有斷裂存在，對于油氣的保存有利。

3結(jié)語

臨汾-運(yùn)城盆地中石炭-二疊系地層的烴源巖與鄂爾多斯盆地和沁水盆地具有相同的地質(zhì)背景，其烴源巖質(zhì)量有可比性。臨汾坳陷中烴源巖在前新生界出露較少，而后又深埋，對于油氣的保存較為有利，有一定的油氣資源潛力；運(yùn)城坳陷烴源巖在前新生界大多被剝蝕出露，現(xiàn)有烴源巖保存的地區(qū)埋深較淺，油氣資源潛力有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)

[1]趙重遠(yuǎn).華北克拉通盆地天然氣賦存的地質(zhì)背景[J].地球科學(xué)進(jìn)展.天然氣與東南核能專輯.1990，40-42.

[2]王峰,田景春,范立勇，等.鄂爾多斯盆地三疊系延長組沉積充填演化及其對印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的響應(yīng)[J].天然氣地球科學(xué).2010,21(6)：882-889.

[3]劉池洋,趙紅格,桂小軍，等.鄂爾多斯盆地演化-改造的時(shí)空坐標(biāo)及其成藏(礦)響應(yīng)[J].地質(zhì)學(xué)報(bào).2006,80(5)：617-638.

[4]鄧秀芹,羅安湘，張忠義，等.秦嶺造山帶與鄂爾多斯盆地印支期構(gòu)造事件年代學(xué)對比[J].沉積學(xué)報(bào).2013,31(6)：939-953.

[5]楊磊.鄂爾多斯盆地侏羅紀(jì)延安期原始盆地恢復(fù)[D].西北大學(xué).2008.

[6]趙俊峰，劉池洋，王曉梅，等.呂梁山地區(qū)中—新生代隆升演化探討[J].地質(zhì)論評.2009,55(5)：663-672.

[7]任戰(zhàn)利,肖暉,劉麗，等. 沁水盆地中生代構(gòu)造熱事件發(fā)生時(shí)期的確定.石油勘探與開發(fā).2005,32(1)：43-47.

[8]齊玥,徐鴻博,張競雄，等.臨汾斷陷盆地孤峰山花崗閃長巖的地球化學(xué)和年代學(xué)及其地質(zhì)意義[J].地質(zhì)論評.2011,57(4)：565-573.

[9]王冬艷,裴福萍,許文良，等.華北地塊南緣中段中生代花崗質(zhì)巖石的40Ar-39Ar年代學(xué)研究.大地構(gòu)造與成礦學(xué).2005,29(2): 262～268.

[10]陳剛，丁超，徐黎明，等.鄂爾多斯盆地東緣紫金山侵入巖熱演化史與隆升過程分析.地球物理學(xué)報(bào).2012,55(11):3731-3741.

[11]王永，陳正樂，陳柏林，等.山西平順西安里鐵礦區(qū)中生代閃長巖年代學(xué)及地球化學(xué)特征.巖礦 測試.2013,32(1):131-144.

[12]宋黨育,秦勇.鏡質(zhì)組反射率反演的EASY%Ro數(shù)值模擬新方法[J].煤田地質(zhì)與勘探.1998,26(3)：15-17.

[13]任戰(zhàn)利,趙重遠(yuǎn).鄂爾多斯盆地與沁水盆地中生代晚期地溫場對比研究[J].沉積學(xué)報(bào).1997,15(2)：134-137.

[14]秦勇,劉煥杰,范秉恒，等.山西南部上古生界煤層含氣性研究Ⅱ.推斷區(qū)及預(yù)測區(qū)煤層含氣性預(yù)測[J].煤田地質(zhì)與勘探.1997,25(6)：18-22.

[15]張麗霞，姜呈馥，郭超.鄂爾多斯盆地東部上古生界頁巖氣勘探潛力分析.西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)( 自然科學(xué)版).2012,27(1)：23-28.

[16]高勝利,任戰(zhàn)利.鄂爾多斯盆地剝蝕厚度恢復(fù)及其對上古生界烴源巖熱演化程度的影響.石油與天然氣地質(zhì).2006,27(2)：180-186.

[17]胡圣標(biāo),何麗娟,汪集旸.中國大陸地區(qū)大地?zé)崃鲾?shù)據(jù)匯編(第三版)[J].地球物理學(xué)報(bào).2001，44(5)：611-626.

[18]謝新生，肖振敏,王維襄.晉中南斷陷盆地中新生代構(gòu)造演化及臨汾盆地現(xiàn)今構(gòu)造應(yīng)力場研究[J].地殼構(gòu)造與地殼應(yīng)力文集.1996：111-118.

[中圖分類號]TE122.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)02-0211-02

[作者簡介]曹冀龍(1989-)，男，河北石家莊人，在讀碩士研究生，主攻方向：沉積盆地分析。

[收稿日期]2015-10-01