馬鋒, 張光亞, 劉祚冬, 梁英波, 張磊, 楊柳明, 許巖, 毛祖臣
1)中國石油勘探開發(fā)研究院,北京,100083;2)中國石油塔里木油田公司,新疆庫爾勒,841000;3)中國華油集團(tuán)有限公司,北京,100101;4)中石化海洋石油工程有限公司上海鉆井分公司,上海, 200120
內(nèi)容提要: 通過分析特提斯構(gòu)造域東段區(qū)域地質(zhì)和含油氣盆地勘探開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),從板塊構(gòu)造演化入手,系統(tǒng)編制特提斯構(gòu)造域東段沉積構(gòu)造演化剖面圖和生儲蓋組合剖面圖,研究盆地演化階段、疊合特征、油氣成藏條件及油氣藏類型,揭示中亞和中國西部前陸盆地演化和油氣富集規(guī)律異同。研究表明:古亞洲洋、古特提斯洋和新特提斯洋控制了特提斯構(gòu)造域東段的區(qū)域構(gòu)造分帶、盆地演化、盆地類型及油氣成藏模式。根據(jù)古洋殼縫合線可分為北、中、南3個構(gòu)造帶,古生代以來多期微板塊的拼貼,導(dǎo)致特提斯構(gòu)造域東段含油氣盆地演化分為3個演化階段,早古生代伸展、晚古生代擠壓、早中生代伸展和新生代擠壓構(gòu)造作用控制了研究區(qū)盆地的疊合演化,發(fā)育下古生界、上古生界和中生界3套區(qū)域分布的優(yōu)質(zhì)烴源巖和下古生界、上古生界、中生界和新生界4套儲蓋組合,形成多種類型的油氣藏。
特提斯構(gòu)造域被稱作世界上油氣最富集的一個構(gòu)造域(甘克文,2000)。自Suess(1893)提出“特提斯”一詞以來 (潘桂棠,1994),特提斯的概念和范圍隨著板塊構(gòu)造研究和油氣勘探實(shí)踐的深入而發(fā)生了很大變化(陳智梁,1994;Sun Weidong et al., 2020)。經(jīng)典的特提斯指從早古生代至晚白堊世分離歐亞大陸和岡瓦納大陸的東西向海道,又可細(xì)分為原特提斯(早古生代開裂)、古特提斯(晚古生代開裂)和新特提斯(中生代開裂)。特提斯構(gòu)造域由各時期的特提斯洋盆及其所包圍的陸塊組成,按地理分區(qū)可分為北、中、南3個分帶,按板塊構(gòu)造作用強(qiáng)度差異可分為西段、中段、東段和東南亞段(許志琴等,2011;黃豐等,2020)。本文研究區(qū)為特提斯域東段,位于歐亞板塊南緣,印度板塊北緣,西起里海之東,經(jīng)卡拉庫姆盆地、南支過阿富汗—塔吉克盆地,通過阿萊依地塹進(jìn)入塔里木盆地,并向東延伸中國中部鄂爾多斯和四川盆地,共發(fā)育23個沉積盆地,沿緯向呈帶狀分布(圖1)。
圖1 特提斯構(gòu)造域東段沉積盆地和油氣田分布圖(賈承造等,2001)Fig. 1 The sedimentary basin in the eastern section of the Tethys orogenic belt (from Jia Chengzao et al., 2001&)1—圖爾蓋盆地;2—楚河—薩雷速盆地;3—錫爾達(dá)亞盆地;4—巴爾喀什盆地;5—準(zhǔn)噶爾盆地; 6—吐哈盆地;7—鄂爾多斯盆地; 8—四川盆地;9—柴達(dá)木盆地;10—塔里木盆地;11—費(fèi)爾干納盆地;12—阿富汗—塔吉克盆地;13—阿姆河盆地;14—曼格什拉克盆地;15—濱里海盆地;16—小高加索盆地; 17—南里海盆地;18—赫爾曼德盆地;19—羌塘盆地;20—印度河盆地; 21—恒河盆地; 22—波斯灣盆地;23—伊朗盆地1—Turgay Basin; 2—Chu—Sarysu Basin; 3—Hilda Basin; 4— Balkhash Basin; 5—Junggar Basin; 6—Turpan—Hami Basin; 7—Ordos Basin; 8—Sichuan Basin; 9—Qaidam Basin; 10—Tarim Basin; 11—Fergana Basin; 12—Afghan—Tajik Basin; 13—Amu—Darya Basin; 14—Mangyshlak Basin; 15—Precaspian Basin; 16—Kula Basin; 17—South Caspian Basin; 18—Helmand Basin; 19—Qiangtang Basin; 20—Indus River Basin; 21—Ganges River Basin; 22—Persian Gulf Basin; 23—Iran Basin
研究區(qū)是世界上最大的天然氣聚集區(qū)之一,被稱為“中亞煤成氣聚集域”(戴金星等,1995;葉和飛等,2000;賈承造等,2001;肖芳鋒等,2009),不同時期構(gòu)造運(yùn)動通過“控盆”、“控儲”、“控藏”,控制了油氣資源的形成與分布,造成中亞地區(qū)和中國西部的含油氣盆地油氣成藏特征和資源分布規(guī)律既有共性,也存在差異性。如何從大地構(gòu)造背景角度出發(fā),分析特提斯構(gòu)造運(yùn)動對研究區(qū)盆地類型、成藏條件、油氣藏類型的影響,進(jìn)而揭示特提斯構(gòu)造域東段疊合盆地油氣富集與成藏的共性和差異性,對于指導(dǎo)中亞和中國西部地區(qū)的油氣勘探具有重要的理論指導(dǎo)意義,也為“一帶一路”沿線國家油氣合作與資源選區(qū)提供參考。本次研究通過收集國內(nèi)外該區(qū)域基礎(chǔ)地質(zhì)資料和含油氣盆地勘探開發(fā)基礎(chǔ)數(shù)據(jù),在前人研究的基礎(chǔ)上,從板塊構(gòu)造演化入手,系統(tǒng)編制出特提斯構(gòu)造域東段中亞和中國西部典型含油氣盆地的沉積構(gòu)造演化大區(qū)域剖面圖和生儲蓋組合對比剖面圖,揭示主要含油氣盆地的演化階段、疊加演化特征、油氣成藏條件、大油氣田類型,為研究區(qū)油氣資源利用提供參考。
從震旦紀(jì)(埃迪卡拉紀(jì))到新生代,一系列中小陸塊陸續(xù)拼貼和分離,引起古亞洲洋、古特提斯洋和新特提斯洋的發(fā)育和閉合,進(jìn)而控制了研究區(qū)平面地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育的格局。從新元古代羅迪尼亞超大陸三叉裂谷演化開始,古亞洲洋開裂,在古生代勞亞大陸與岡瓦那大陸之間發(fā)育古亞洲洋,并于晚古生代泥盆紀(jì)末閉合,但一種構(gòu)造體制的結(jié)束在時空上存在差異性(李文淵,2018),受深部地幔柱熱能作用,古亞洲洋板塊構(gòu)造體制直到二疊紀(jì)才結(jié)束(秦克章等,2017)。志留紀(jì)末岡瓦那大陸北部裂解,晚古生代形成古特提斯洋,并于中生代中三疊世末閉合。三疊紀(jì)岡瓦那大陸南部再次裂解,在中生代形成新特提斯洋,并于新近紀(jì)閉合。受中二疊世—三疊紀(jì)古亞洲洋關(guān)閉、三疊紀(jì)末古特提斯洋關(guān)閉和新近紀(jì)新特提斯洋關(guān)閉的影響,特提斯東段構(gòu)造域被古亞洲洋、古特提斯洋、新特特斯洋的三條古洋殼縫合線分隔為北帶、中帶和南帶。北帶位于古亞洲洋縫合線(P1—T)及其以北區(qū)域,發(fā)育克拉通古生代—中新生代疊合盆地、加里東褶皺基底晚古生代—中新生代疊合盆地,典型盆地有圖爾蓋盆地、楚河—薩雷速盆地、準(zhǔn)噶爾盆地、鄂爾多斯盆地等;中帶位于古特提斯洋(T3)與古亞洲洋縫合線之間區(qū)域,發(fā)育克拉通古生代—中新生代疊合盆地和海西期褶皺基底中新生代盆地,包括四川盆地、柴達(dá)木盆地、塔里木盆地、費(fèi)爾干納盆地、阿富汗—塔吉克盆地、阿姆河盆地、曼格什拉克盆地、濱里海盆地等;南帶位于新特提斯洋縫合線(N)與古特提斯洋縫合線之間區(qū)域,發(fā)育以印支期褶皺為基底的中新生代盆地,包括南里海盆地和羌塘盆地等(圖1)。
古亞洲洋、古特提斯洋和新特提斯洋作為亞歐大陸地質(zhì)歷史上重要的三大洋演化,既反映了亞歐大陸古生代到新生代主要陸塊之間的聚散演化關(guān)系,也控制了該區(qū)主要沉積盆地縱向時間維度的構(gòu)造演化階段。從震旦紀(jì)到新生代,中亞及中國中西部含油氣盆地的演化主要分為3個階段(圖2;Klemme et al., 1991; 張光亞等,2002;羅金海等,2005;Li,2006;邱東洲,2007,2009;Sanfonova, 2009; Afanasenkov et al., 2008; IHS, 2019;中華人民共和國自然資源部,2019;呂鵬瑞等,2020)。
1.2.1 階段Ⅰ(震旦紀(jì)—早古生代)
震旦紀(jì)到早古生代,早期受古亞洲洋(原特提斯洋)的開啟和擴(kuò)張發(fā)育的影響,研究區(qū)整體處于拉張環(huán)境,岡瓦納大陸解體,形成分散在古亞洲洋內(nèi)的一系列微陸塊。微陸塊在漂移期發(fā)育一系列拉張伸展盆地,在克拉通基底之上,普遍沉積一套裂谷—被動陸緣海相沉積體系。在北帶,鄂爾多斯盆地發(fā)育一套坳拉槽—克拉通坳陷層序;在中帶,濱里海盆地、塔里木盆地、四川盆地在前震旦系克拉通基底上沉積一套厚層海相克拉通地層(牛亞卓等,2020)。晚期受微板塊拼合作用影響,研究區(qū)整體處于擠壓環(huán)境,在造山帶與毗鄰的克拉通邊緣的局部應(yīng)力集中地區(qū),發(fā)生板塊俯沖作用形成前陸盆地。在志留紀(jì)—泥盆紀(jì),塔里木板塊和哈薩克板塊、揚(yáng)子板塊與華夏板塊拼貼,形成一系列前陸盆地及加里東期(下古生界)褶皺基底。
1.2.2階段Ⅱ(晚古生代—三疊紀(jì))
晚古生代到三疊紀(jì),受古特提斯洋開啟、擴(kuò)張和閉合的影響,整體在克拉通或加里東期褶皺基底上,沉積一套海相—海陸過渡相—陸相地層。早期古特提斯洋在泥盆紀(jì)—石炭紀(jì)開啟和擴(kuò)張,普遍發(fā)育弧后裂陷盆地和被動大陸邊緣盆地。在研究區(qū)西部和東部區(qū)域志留紀(jì)海相層系發(fā)育;研究區(qū)中部石炭紀(jì)發(fā)育一套海陸過渡地層。晚期古特提斯洋在二疊紀(jì)末—三疊紀(jì)完成閉合,受古特提斯板塊向勞亞大陸持續(xù)會聚作用影響,研究區(qū)發(fā)育一期前陸盆地和海西期褶皺基底。
1.2.3階段Ⅲ(中生代—新生代)
中生代到新生代,受新特提斯洋開啟、擴(kuò)張和閉合的影響,研究區(qū)在早期開啟階段,處于拉張環(huán)境,發(fā)育海相—海陸過渡相—湖相沉積。在晚期閉合階段,處于擠壓環(huán)境,發(fā)育沖積—河流相和湖相沉積。早期新特提斯洋在三疊紀(jì)—侏羅紀(jì)打開和弧后伸展,西部發(fā)育裂谷—被動陸緣盆地,沉積一套海相—海陸過渡相地層;中部發(fā)育裂谷—坳陷盆地至陸內(nèi)撓曲坳陷盆地,主要發(fā)育湖相、湖沼相沉積。晚期新特提斯洋在侏羅紀(jì)—新近紀(jì)閉合,發(fā)育前陸盆地和再生前陸盆地。在古近紀(jì),中亞地區(qū)盆地普遍發(fā)育海相、淺海相沉積,而中國西部地區(qū)則以湖相沉積為主。新近紀(jì)普遍發(fā)育一期再生前陸盆地,以沖積—河流相沉積為主(胡加昆等,2020)。
對于具有疊合性質(zhì)的盆地類型的劃分,中外地質(zhì)學(xué)者意見各異(王素華等,1999;趙文智等,2003;鄭俊章,2004;賈承造等,2005),但對屬于同一構(gòu)造域相同類型的原型盆地,應(yīng)具有相似盆地結(jié)構(gòu)和沉積特征。因此,本次研究以盆地所處的基底地殼類型與沉積地層特征作為盆地疊加演化類型進(jìn)一步細(xì)分的依據(jù),來分析研究區(qū)盆地的疊加演化特征,通過對北帶、中帶和南帶主要含油氣盆地的基底類型及發(fā)育時代、后期不同演化階段盆地性質(zhì)及沉積地層特征的梳理和分析,來揭示特提斯構(gòu)造域東段主要含油氣盆地疊加演化特征,為研究區(qū)油氣成藏條件和油氣藏的差異性和共性提供對比依據(jù)和參考。
研究區(qū)含油氣盆地經(jīng)歷上述震旦紀(jì)—早古生代、晚古生代—三疊紀(jì)、中生代—新生代3個階段的構(gòu)造演化改造,受局部基底的差異和后期構(gòu)造差異沉降作用影響,在縱向具有多期沉積地層疊合的特征;而且由于多期中小陸塊在不均衡拼合作用,使得北帶、中帶和南帶盆地沉積地層縱向分布和平面展布特征也存在差異性(車自成等,1997;王素華等,2001;賈承造等,2003;高波等,2007)。
研究區(qū)北帶的中亞含油氣盆地,普遍發(fā)育下古生界褶皺基底,古生代發(fā)育裂谷—被動陸緣盆地,石炭紀(jì)—二疊紀(jì)發(fā)育第一期前陸盆地層序;中生代,受區(qū)域拉伸作用影響形成裂谷—被動陸緣盆地,新生代受局部匯聚作用形成第二期前陸盆地。中國的準(zhǔn)噶爾盆地以前石炭系褶皺為基底,發(fā)育晚古生代—中新生代疊合盆地。中國的鄂爾多斯盆地則發(fā)育古元古界克拉通基底,經(jīng)歷與中亞相似的構(gòu)造旋回,為老克拉通基底的古生代—中新生代疊合盆地類型。
研究區(qū)中帶含油氣盆地普遍發(fā)育前震旦系克拉通基底和前二疊系褶皺基底。濱里海盆地、塔里木盆地和四川盆地以前震旦系克拉通為基底,早古生代發(fā)育裂谷和被動陸緣沉積層序,晚古生代發(fā)育前陸盆地層序,隨后進(jìn)入中新生代斷陷—坳陷階段,中新世以后再次進(jìn)入前陸盆地階段。阿姆河盆地、阿富汗—塔吉克盆地、費(fèi)爾干納盆地主要發(fā)育前二疊系褶皺基底,盆地沉積演化開始于早二疊世的裂谷體系,中新生代進(jìn)入前陸盆地發(fā)育階段,隨后發(fā)育斷陷—坳陷階段,中新世以后與中國西部盆地都進(jìn)入前陸盆地發(fā)育階段。
研究區(qū)南帶含油氣盆地以前侏羅系褶皺為基底,主要分布在南里海盆地,早中侏羅世發(fā)育裂谷體系,晚侏羅世—早第三紀(jì)進(jìn)入弧后伸展階段,中新世以后進(jìn)入前陸盆地發(fā)育階段(圖2、圖3、圖4、表1)。
表1 特提斯構(gòu)造域東段含油氣盆地疊合類型劃分Table 1 Superimposed type division of petroleum basins in the eastern section of the Tethys Domain
特提斯構(gòu)造域的多期構(gòu)造演化,控制形成了主要含油氣盆地在不同基底之上疊合沉積了多套地層。特提斯構(gòu)造域東段作為特提斯構(gòu)造域中板塊構(gòu)造運(yùn)動最為強(qiáng)烈的部分,也是中生代以來全球板塊運(yùn)動最為強(qiáng)烈的地區(qū)(肖芳鋒等,2009;黃豐等,2020),其盆地疊合的特征更加突出。研究區(qū)主要疊合盆地在漫長的構(gòu)造演化和地層沉積演化過程中,受不同沉積相帶的控制,發(fā)育多套烴源巖及生儲蓋組合。不同含油氣盆地的油氣成藏條件的差異化造成富油氣區(qū)帶的生烴、成藏的機(jī)理和油氣藏類型也存在一定差異,進(jìn)而也控制了不同含油氣盆地的資源富集、分散與保存程度等的不同(宋巖等,2005)。
3.1.1烴源巖特征
通過對研究區(qū)單個盆地的主力烴源巖統(tǒng)計(jì)分析,再從宏觀區(qū)域角度進(jìn)行綜合,整體上,研究區(qū)主要發(fā)育下古生界、上古生界、中生界三套優(yōu)質(zhì)廣泛分布的烴源巖,局部發(fā)育古近系烴源巖。在震旦紀(jì)—早古生代,古亞洲洋開啟和擴(kuò)張作用使研究區(qū)普遍發(fā)育裂谷和被動陸緣海相沉積體系,下古生界發(fā)育高成熟海相泥巖等烴源巖,生氣為主,主要分布在中國的塔里木、鄂爾多斯和四川盆地。塔里木盆地發(fā)育下寒武統(tǒng)—中下奧陶統(tǒng)泥頁巖為主的優(yōu)質(zhì)烴源巖;四川盆地發(fā)育下寒武統(tǒng)筇竹寺、上奧陶統(tǒng)、下志留統(tǒng)灰色泥質(zhì)巖、黑色炭質(zhì)泥巖;鄂爾多斯盆地發(fā)育下奧陶統(tǒng)富有機(jī)質(zhì)碳酸鹽巖。在中晚古生代—三疊紀(jì),古特提斯洋開啟和擴(kuò)張,在上古生界自西向東依次發(fā)育海相、海陸過渡相、湖相烴源巖,主要分布在濱里海、準(zhǔn)噶爾、鄂爾多斯和四川盆地。西部濱里海盆地發(fā)育中泥盆統(tǒng)—中石炭統(tǒng)薄層富含有機(jī)質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖和泥巖,以生油為主;準(zhǔn)噶爾盆地發(fā)育多套二疊系黑色頁巖,生油為主;鄂爾多斯盆地發(fā)育上古生界石炭系本溪組、下二疊統(tǒng)太原組、山西組等多套高成熟—過成熟煤系烴源巖,以生氣為主。四川盆地發(fā)育二疊系梁山組、須家河組、棲霞組等黑色炭質(zhì)泥巖和灰黑色泥灰?guī)r,以生氣為主。在中生代,新特斯特洋開啟,發(fā)育湖相烴源巖,主要包括南圖爾蓋盆地下侏羅統(tǒng)、中侏羅統(tǒng)和鄂爾多斯鄂爾多斯盆地三疊系延長組富有機(jī)質(zhì)成熟頁巖,以生油為主。
3.1.2儲蓋組合
通過對研究區(qū)主要含油氣盆地的主力含油氣層系儲集層和蓋層特征及儲蓋組合特征綜合分析,整體上,研究區(qū)共發(fā)育下古生界、上古生界、中生界和新生界4套儲蓋組合。以濱里海盆地、鄂爾多斯盆地、塔里木盆地為代表的克拉通基底上發(fā)育的疊合盆地的儲蓋組合發(fā)育較全。濱里海盆地在前震旦系克拉通基底上,疊加發(fā)育了上古生界和中生界2套儲蓋組合;鄂爾多斯盆地在古元古界克拉通基底上,疊加發(fā)育下古生界、上古生界和中生界3套儲蓋組合;塔里木盆地在前震旦系克拉通基底上,疊加發(fā)育下古生界、上古生界、中生界和新生界4套儲蓋組合。以南圖爾蓋、柴達(dá)木、準(zhǔn)噶爾、阿姆河、南里海、楚河—薩雷速為代表的褶皺基底上發(fā)育盆地儲蓋組合,具有北早南晚的特點(diǎn),北帶準(zhǔn)噶爾盆地在前石炭系褶皺基底上疊加發(fā)育了上古生界、中生界和新生界3套儲蓋組合;南圖爾蓋在下古生界褶皺基底上,發(fā)育了中生界儲蓋組合;中帶、南帶的阿姆河、南里海以中、新生界儲蓋組合為主。與油氣聚集和保存密切相關(guān)的膏鹽巖蓋層主要發(fā)育在晚古生代和早中生代(P—T1-2)、中生代晚期—新生代早期(J3、K、E)(圖5、圖6)。
圖6 特提斯構(gòu)造域東段中帶含油氣盆地生儲蓋組合圖Fig. 6 The correlation of source-reservoir-seal combinations of petroliferous basins in mid belt in the eastern section of the Tethys
近10年來油氣勘探實(shí)踐表明,特提斯構(gòu)造域東段的油氣資源十分豐富(表2),石油可采儲量為119.45×108t,天然氣可采儲量為28.01×1012m3,待發(fā)現(xiàn)石油可采資源量為104.76×108t,待發(fā)現(xiàn)天然氣可采資源量為19.86×1012m3。油氣資源主要集中在中帶,石油可采儲量占該區(qū)的60%,天然氣可采儲量占該區(qū)的82%;待發(fā)現(xiàn)石油可采資源量占該區(qū)的52%,待發(fā)現(xiàn)天然氣可采資源量占該區(qū)的77%。北帶石油可采儲量占該區(qū)的10%,天然氣可采儲量占該區(qū)的8%,待發(fā)現(xiàn)石油可采資源量占該區(qū)的24%,待發(fā)現(xiàn)天然氣資源量占該區(qū)的15%(圖1、表2)。受到上述盆地演化階段、盆地性質(zhì)、烴源巖和儲蓋組合的控制和影響,特提斯構(gòu)造域東段含油氣盆地發(fā)育多種類型油氣藏。
表2 特提斯構(gòu)造域東段含油氣盆地石油和天然氣資源量統(tǒng)計(jì)??Table 2 The oil and gas resources of the petroliferous basins in the eastern section of the Tethys Domain
3.2.1下古生界油氣藏類型
下古生界主要發(fā)育大型碳酸鹽巖風(fēng)化殼地層—巖性油氣藏(塔里木盆地,圖7a、鄂爾多斯盆地,圖7b)等。以塔里木盆地下古生界碳酸鹽巖巖性油氣藏為例。受古亞洲洋(原特提斯洋)控制,位于構(gòu)造域東段中帶的塔里木盆地,在前震旦系基底上,沉積巨厚的海相克拉通地層,下古生界海相碳酸鹽巖油氣藏主要富集在古隆起斜坡的寒武系和奧陶系,經(jīng)歷多旋回的構(gòu)造作用和多期的油氣充注與調(diào)整改造,具有大面積含油氣的特征(鄔光輝等,2014;趙孟軍等,2015;黃少英等,2018;張仲培等,2020;李王鵬等,2021)。烴源巖以寒武系—下奧陶統(tǒng)與中上奧陶統(tǒng)泥巖、泥灰?guī)r為主,早期形成的油氣藏在多期次的構(gòu)造運(yùn)動中發(fā)生破壞和調(diào)整,造成隆起高部位發(fā)育成熟度較低的早期油藏,斜坡部位發(fā)育喜馬拉雅期成藏為主的高成熟度揮發(fā)性油藏或氣藏。儲集層以寒武系—奧陶系碳酸鹽巖風(fēng)化殼縫洞體、礁灘體和白云巖為主,孔隙度在2%~5%,滲透率(0.05~5)×10-3μm2,以地層巖性油氣藏為主。盆地區(qū)域蓋層為寒武系—奧陶系的陸棚相—盆地相泥巖;該盆地相繼發(fā)現(xiàn)了塔河油田、塔中油田及和田河氣田,多為“自生自儲”、“下生上儲”型油氣田。
3.2.2上古生界油氣藏類型
上古生界主要發(fā)育3種類型油氣藏:大型生物礁灘巖性油氣藏(濱里海盆地,圖7c)、大面積致密砂巖氣藏(鄂爾多斯盆地,圖7b)、火山巖(準(zhǔn)噶爾盆地)巖性地層油氣藏,該類油氣藏常與煤系地層相伴。以濱里海上古生界大型生物礁灘巖性油氣藏為例,受古特提斯洋演化的控制,位于特提斯構(gòu)造域東段中帶的濱里海盆地和大多數(shù)中帶的盆地一樣,經(jīng)歷了裂谷期、被動陸緣發(fā)育期、聚斂期、快速沉降期和廣泛抬升剝蝕期及整體沉降與鹽構(gòu)造再活動期六個時期(徐可強(qiáng),2011)。裂谷期和北東陸緣發(fā)育期沉積了巨厚的海相碳酸鹽巖和海陸交互相碎屑巖,聚斂期和快速沉降期受周邊微板塊作用,形成周緣褶皺帶,原來降雨較多的被動陸緣轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊档膬?nèi)陸盆地,沉積巨厚鹽層。因此,濱里海盆地油氣勘探突出的特征就是以下二疊統(tǒng)上部孔谷階巨厚的潮上帶膏鹽和白云巖為界,分為鹽上(P2—E)和鹽下(D—P1)兩套成藏組合,鹽下以上古生界泥盆系、石炭系和二疊系的碎屑巖和碳酸鹽巖為主,已發(fā)現(xiàn)的儲量80%都來自上古生界。這些油氣主要產(chǎn)自盆地北部和西北邊緣中—上泥盆統(tǒng)、下石炭統(tǒng)和下二疊統(tǒng)的巨厚富有機(jī)質(zhì)頁巖。進(jìn)入生烴期的成熟烴源巖形成的油氣,聚集在下二疊統(tǒng)、石炭系和泥盆系的生物礁灰?guī)r儲集層,孔隙度為9.4%~24.0%,滲透率為(5~2512)×10-3μm2;上部受區(qū)域性發(fā)育的下二疊統(tǒng)孔谷階膏鹽層和下三疊統(tǒng)—上新統(tǒng)厚層泥巖封蓋,油氣得以大量保存。該盆地相繼發(fā)現(xiàn)了卡拉恰甘納克凝析氣田、讓那若爾油田、田吉茲和阿斯塔拉氣田,以“下生上儲”型油氣田為主。
3.2.3中生界油氣藏類型
中生界發(fā)育大面積致密砂巖油氣藏和生物礁型油氣藏,前者主要分布在四川盆地的T3x、鄂爾多斯盆地T3y(圖7b),后者主要分布在阿姆河盆地(圖7d)。以阿姆河盆地中生界生物礁型油氣藏為例,阿姆河盆地是世界上最大的中生界富氣盆地之一,二疊紀(jì)到三疊紀(jì),受古特提斯洋殼向北俯沖和弧后拉張作用的影響,形成阿姆河盆地,發(fā)育基巖斷塊地塹構(gòu)造(何登發(fā)等,2016);侏羅紀(jì)開始,該盆地屬于特提斯中生代火山弧北部一個邊緣海的被動陸緣盆地,整個盆地進(jìn)入了沉降發(fā)育期,發(fā)育碳酸鹽巖臺地礁灘相沉積;白堊紀(jì)持續(xù)穩(wěn)定沉降,新生代遭受抬升改造,形成一系列的長垣構(gòu)造。烴源巖以中—下侏羅統(tǒng)含煤層系為主,其次為侏羅系泥巖,普遍進(jìn)入生氣窗。儲集層為卡洛夫階—牛津階碳酸鹽巖生物礁灰?guī)r和歐特里夫階薩特雷克段砂巖,其中卡洛夫階—牛津階的生物礁灰?guī)r儲集層孔隙度為20%~28%,滲透率為(119~5310) ×10-3μm2,是該盆地最重要的儲集層。蓋層為上侏羅統(tǒng)蒸發(fā)巖和白堊系—新近系泥巖。其中基末利階—提塘階蒸發(fā)巖是一套區(qū)域蓋層,有效封蓋了侏羅系的油氣。相繼發(fā)現(xiàn)了阿恰克氣田、納伊普氣田、別烏爾杰??藲馓锖捅卑蜖柨葰馓?,多為“下生上儲型”氣田。
3.2.4新生界油氣藏類型
新生界主要發(fā)育沖斷構(gòu)造油氣藏,主要分布在塔里木盆地庫車、塔西南、圖爾蓋盆地(圖7e、f)。以塔里木盆地新生界前陸盆地沖斷帶油氣藏為例,三疊紀(jì)末至早侏羅紀(jì),古特提斯洋盆相繼關(guān)閉,新特提斯洋開始發(fā)育,印度板塊持續(xù)向歐亞板塊碰撞,使得帕米爾地區(qū)向北突刺,分隔了塔里木盆地和卡拉庫姆盆地等處于同一構(gòu)造域的盆地,強(qiáng)烈的陸陸碰撞作用,導(dǎo)致塔里木盆地北緣隆起形成了前陸盆地,發(fā)育成排成帶的沖斷構(gòu)造圈閉(宋巖等,2005)。新生界油氣勘探主要集中在庫車次盆前陸沖斷帶,以天然氣為主。三疊系、侏羅系高豐度、高成熟度煤系烴源巖為天然氣的成藏提供了豐厚的烴源基礎(chǔ),古近系膏鹽蓋層與古近系—白堊系巨厚砂巖儲層組成了優(yōu)質(zhì)儲蓋組合。儲集層為古近系吉迪克組底砂巖和下白堊統(tǒng)巴什基奇克組砂巖,孔隙度為10%~18%,滲透率在(1~448)×10-3μm2, 鹽上以大量逆沖斷層及相關(guān)褶皺構(gòu)造為主,鹽下以大量逆沖疊瓦斷層及相關(guān)褶皺為主,平面上成排成帶,垂向上相互疊置,三疊系、侏羅系烴源巖生成的油氣通過斷裂構(gòu)造帶的疏導(dǎo),向上運(yùn)聚到白堊系和古近系的砂巖儲集層中,以“下生上儲”型氣藏為主,相繼發(fā)現(xiàn)了克拉2氣田、大北氣田、克拉蘇氣田和呀哈氣田等。
通過上述研究,在對比特提斯構(gòu)造域東段主要含油氣盆地結(jié)構(gòu)、沉積地層、油氣成藏條件的基礎(chǔ)上,揭示了該區(qū)不同含油氣盆地的疊合特征及油氣藏類型,主要形成如下認(rèn)識。
(1)古亞洲洋、古特提斯洋和新特提斯洋閉合形成的古洋殼縫合線將特提斯構(gòu)造域東段分為北帶、中帶和南帶3個構(gòu)造帶,發(fā)育多個含油氣盆地,中帶和北帶發(fā)育盆地多,油氣資源豐富;
(2)古生代以來多期微板塊的拼貼,導(dǎo)致特提斯構(gòu)造域東段含油氣盆地演化分為3個演化階段,多經(jīng)歷早古生代伸展、晚古生代擠壓、早中生代伸展和新生代擠壓4期構(gòu)造演化旋回;
(3)多期的構(gòu)造演化和原型盆地的疊合使研究區(qū)發(fā)育下古生界、上古生界和中生界3套區(qū)域分布的優(yōu)質(zhì)烴源巖和下古生界、上古生界、中生界和新生界4套儲蓋組合,發(fā)育多種油氣藏類型:下古生界主要發(fā)育大型碳酸鹽巖風(fēng)化殼地層—巖性油氣田;上古生界主要發(fā)育大型生物礁灘巖性—地層油氣田、大面積致密砂巖氣田、火山巖巖性地層油氣田,該類油氣田常與煤系地層相伴;中生界發(fā)育大面積致密砂巖油氣田和生物礁型油氣田。