松遼盆地開魯凹陷構(gòu)造特征及其有利區(qū)預(yù)測
——基于重力異常資料

袁禹涵,張金功,袁炳強(qiáng),薛健,姚天星

1) 西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系,西安,710069; 2) 西北大學(xué)大陸動力學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安,710069;3) 西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院,西安,710065;4) 陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,西安,710065

內(nèi)容提要:開魯凹陷位于松遼盆地西南部,油氣前景優(yōu)良,但研究程度較低。前人主要針對凹陷內(nèi)次級構(gòu)造單元進(jìn)行研究,而對凹陷整體構(gòu)造和基底特征缺乏研究。為了研究凹陷構(gòu)造特征,預(yù)測油氣有利區(qū),筆者等基于重力資料,綜合地質(zhì)、地震等前人相關(guān)研究成果,推測了該區(qū)的斷裂構(gòu)造;應(yīng)用Parker法和相關(guān)分析法計(jì)算了盆地的基底深度;并對凹陷進(jìn)行了次級構(gòu)造單元劃分及油氣有利區(qū)預(yù)測。研究結(jié)果表明:開魯凹陷重力場特征宏觀上表現(xiàn)為由西北向東南重力高和重力低呈條帶狀相間分布;反映了凹陷內(nèi)突起與斷陷亦由西北向東南相間分布。凹陷內(nèi)斷裂發(fā)育,其邊界主要受近SN向、EW向及兩組NE向斷裂控制。開魯凹陷可進(jìn)一步劃分為8個次級構(gòu)造單元,各次級構(gòu)造單元之間以斷裂為界。凹陷內(nèi)新生界、中生界白堊系、侏羅系發(fā)育。開魯凹陷西部清河—葦蓮蘇斷陷帶內(nèi)的平安地?cái)嚯A,東部茫漢斷陷中的茫漢南西緩坡帶,南部奈曼旗斷陷等區(qū)域,油氣地質(zhì)條件良好,為油氣有利區(qū)。

松遼盆地是中、新生代形成的斷—坳疊置的大型陸相沉積盆地,具有豐富的油氣資源。開魯凹陷是松遼盆地西南部的一個次級構(gòu)造單元。前人曾對開魯凹陷的構(gòu)造特征(蔣笑霞等,1991)、地層層序(許坤等,1995)、構(gòu)造單元劃分(許德樹,2005)進(jìn)行了一定的研究,張玉明(2006)、修安鵬等(2012)對內(nèi)茫漢斷陷的構(gòu)造演化及烴源巖特征進(jìn)行研究,劉明潔等(2012)、謝慶賓等(2013)對陸東凹陷沉積相開展了研究。前人研究揭示了九佛堂組—沙海組為凹陷內(nèi)的主力烴源巖,凹陷具有重要油氣勘探潛力(劉斌等,1997;吳亞生等,2012),“洼中隆”是油氣富集有利區(qū)(吳亞生等,2012)。

開魯凹陷構(gòu)造復(fù)雜,地質(zhì)工作程度較低,鮮有對整個開魯凹陷宏觀構(gòu)造特征研究的成果。在石油地質(zhì)工作程度較低的盆地內(nèi)利用重力資料,可較好地揭示盆地的構(gòu)造特征,并預(yù)測其油氣遠(yuǎn)景區(qū)(魯海鷗等,2012;邢錦程等,2021)。因此,本文基于對研究區(qū)1∶20萬重力調(diào)查資料的處理分析解釋,并結(jié)合區(qū)域地質(zhì)、地震資料等,推測確定了開魯凹陷的斷裂構(gòu)造,反演計(jì)算了盆地的基底深度,對凹陷進(jìn)行了構(gòu)造單元劃分,預(yù)測了油氣有利區(qū)。研究成果可為該地區(qū)進(jìn)一步油氣勘探開發(fā)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)概況

1.1 地質(zhì)背景

松遼盆地是位于東北亞地塊群內(nèi)的松嫩地塊之上的中—新生代陸相斷坳疊置型的含油氣盆地。開魯凹陷位于松遼盆地西南隆起區(qū),是該區(qū)較大的一個呈NE向展布的次級凹陷,面積近6000 km2。開魯凹陷(圖1)主要經(jīng)歷了斷陷(150～105 Ma)、坳陷(105.0～79.1 Ma)和反轉(zhuǎn)(79.1～64.0 Ma)3個構(gòu)造演化階段(高瑞祺和蔡希源,1997;葛榮峰等,2010;王璞珺等,2015;劉志宏等,2020)。凹陷的基底主要為石炭系和二疊系的泥質(zhì)灰?guī)r或凝灰?guī)r,局部發(fā)育海西期與燕山期花崗巖以及中基性侵入巖(談順佳等,2021),凹陷的沉積蓋層主要為侏羅系、下白堊統(tǒng)九佛堂組、沙海組、阜新組、泉頭組以及上白堊統(tǒng)青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組、明水組及新生界地層,累計(jì)最大厚度可達(dá)萬米。

開魯凹陷主要烴源巖為下白堊統(tǒng)九佛堂組(K1jf)和沙海組(K1sh)兩套烴源巖,其中九佛堂組主力烴源巖,以半深湖、深湖相深灰色泥巖、油頁巖為主,Ro位于0.4%～0.9%,最大可達(dá)1.3%,總體處于低熟—成熟階段(陳為佳等,2014;劉斌等,1997;吳亞生等,2012)。上侏羅統(tǒng)火山巖儲層發(fā)育,九佛堂組、沙海組和阜新組等巖性以砂礫巖、含礫砂巖為主,為主要碎屑巖儲層。儲層孔隙度為10%～15%,滲透率為(0～5)×10-3μm2,表現(xiàn)為中—低孔、低—特低滲的特點(diǎn)(陳為佳等,2014)。

1.2 地球物理特征

開魯凹陷基底石炭系、二疊系的密度相對比較穩(wěn)定,平均密度為 2.60～2.72 g/cm3,多數(shù)在2.66 g/cm3;上覆侏羅系平均密度為2.42 g/cm3,白堊系密度為2.40 g/cm3,新近系密度為2.25 g/cm3,第四系的密度為1.90 g/cm3?；着c侏羅系之間密度差約為0.2 g/cm3,白堊系與新近系密度差約為0.18 g/cm3,侏羅系與白堊系密度差約為0.02 g/cm3(表1)。顯然,開魯凹陷基底與上覆侏羅系、白堊系及新生界之間有明顯的密度差。

2 重力場特征

重力數(shù)據(jù)為收集的松遼盆地南部開魯凹陷1∶200000重力測量資料,使用Surfer軟件對重力數(shù)據(jù)進(jìn)行了網(wǎng)格化,并繪制了研究區(qū)的布格重力異常圖(圖2)。

圖2 松遼盆地開魯凹陷及鄰區(qū)重力異常圖(黑色邊框所圍即為研究區(qū));(a) 開魯凹陷及鄰區(qū)布格重力異常圖;(b) 開魯凹陷及鄰區(qū)剩余重力異常圖(滑動平均法求取,窗長54 km))Fig.2 Map of Bouguer gravity anomaly in Kailu Sag and its adjacent areas (the black line shows the confine of Kailu Sag in the study area; (a) map of Bouguer gravity anomaly in Kailu Sag and its adjacent areas; (b) map of residual gravity anomaly in Kailu Sag and its adjacent areas(calculated by moving average, the length of window is 54 km)

2.1 布格重力異常

布格重力異常平面等值線圖(圖2a)顯示,開魯凹陷內(nèi)重力異常變化較大,具有明顯的分區(qū)性、宏觀呈NE向展布特征,由西北向東南依次呈現(xiàn)出高、低、高、低的特點(diǎn)。根據(jù)布格重力異常值特征,研究區(qū)可劃分為西北部重力異常平緩低值區(qū)(Ⅰ),中部重力異常復(fù)雜區(qū)(Ⅱ)和東部重力異常低值區(qū)(Ⅲ)(圖2a)。其中,西北部平緩低值區(qū)整體重力異常值變化較小 異常值在(-17.2～-37.9)×10-5m/s2;中部重力異常復(fù)雜區(qū)內(nèi)發(fā)育的重力高、重力低呈條帶狀相間分布,異常值介于-46.4×10-5m/s2～-12.8×10-5m/s2,最高值位于凹陷中部東明附近,異常值約-12.8×10-5m/s2,最低值位于凹陷西南部奈曼旗斷陷內(nèi),異常值約為-46.4×10-5m/s2。凹陷內(nèi)重力高與重力低發(fā)育,重力高與重力低之間為梯級帶。由布格重力異常特征結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)背景,推測凹陷內(nèi)發(fā)育的重力高可能由斷裂造成的基底隆升引起,重力低的基底下陷(斷陷)引起。研究區(qū)重力異常值差異較大,可能是凹陷基底起伏較大反映;研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的重力梯級帶可能反映凹陷構(gòu)造復(fù)雜,斷裂發(fā)育。

2.2 剩余重力異常

為了研究開魯凹陷的局部構(gòu)造特征,選取解析延拓、趨勢分析、正則化濾波、滑動平均等多種方法進(jìn)行位場分離,結(jié)合已有地震剖面和地質(zhì)資料進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)滑動平均法窗長為54 km求取的剩余重力異常與已有凹陷內(nèi)局部構(gòu)造相關(guān)研究成果對應(yīng)較好,故選擇其作為研究盆地內(nèi)局部構(gòu)造的基本圖件與布格重力異常類似,剩余重力異常分區(qū)特征和布格重力異常一致,即剩余重力異常也可劃分為西北部剩余重力異常平緩低值區(qū),中部剩余重力異常復(fù)雜區(qū)和東部剩余重力異常低值區(qū)(圖2b)。西北部剩余異常平緩低值區(qū)內(nèi),多個重力低呈NE向串珠狀展布;中部剩余重力異常復(fù)雜區(qū)內(nèi),重力高和重力低呈條帶狀相間分布;東部剩余重力異常低值區(qū)內(nèi),有北興和芒漢兩處明顯的重力低。對比前人(王偉等,2017)在研究區(qū)解釋地3條地震剖面AA′、BB′、CC′(圖4)與該3條剖面通過地段剩余重力異常特征(圖2b)發(fā)現(xiàn),剩余重力異常高低大體與基底界面起伏相對應(yīng),重力高范圍內(nèi)基底抬升,重力低范圍內(nèi)基底下陷,故剩余重力異常的重力高、重力低可能反映了基底的隆起與凹陷。

3 斷裂構(gòu)造解釋

3.1 解釋方法

斷裂的發(fā)生使其兩側(cè)巖層有明顯的密度差異,所以應(yīng)用重力資料確定斷裂的分布特征有良好的地質(zhì)效果(袁炳強(qiáng)等,2015)。推斷斷裂構(gòu)造先根據(jù)重力異?；A(chǔ)圖件(布格重力異常圖、剩余重力異常圖)及多種轉(zhuǎn)換參數(shù)異常圖上(歸一化總水平導(dǎo)數(shù)垂向?qū)?shù)(NVDR-THDR)異常圖、Theta異常圖等)的異常特征識別出線性構(gòu)造信息,再結(jié)合研究區(qū)的地質(zhì)資料,綜合推斷出了開魯凹陷的斷裂構(gòu)造。

3.2 斷裂構(gòu)造特征

推測的開魯凹陷斷裂構(gòu)造如圖3示,凹陷的邊界斷裂形成于斷陷期(150～105 Ma)(云金表等,2002),與周緣構(gòu)造單元為斷層接觸,在重力異常圖上反映為明顯的重力梯級帶或不同場區(qū)的分界,以廣泛發(fā)育的同沉積正斷層為特征,規(guī)模大且延伸距離長,走向以NNE、NE為主,EW、NW次之。斷裂組合中NNE、NE向斷層反映了形成張性斷塊構(gòu)造時(shí)東西向拉張的區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場,EW、NW走向斷層是不均一拉張產(chǎn)生的調(diào)節(jié)斷層。這些斷裂將凹陷分割成“東西成帶、南北分帶”隆凹相間、次級斷陷相互獨(dú)立的構(gòu)造格局(云金表等,2002)。

圖3 松遼盆地開魯凹陷斷裂分布圖:(a) 布格重力異常與斷裂疊合圖; (b) 剩余布格重力異常與斷裂疊合圖; (c) Theta異常與斷裂疊合圖; (d) NVDR-THDR異常與斷裂疊合圖)Fig.3 Fault distribution map of Kailu Sag:(a) map of the fault distribution with Bouguer gravity anomaly; (b) map of the fault distribution with residual gravity anomaly; (c) map of the fault distribution with Theta of gravity anomaly; (d) map of the fault distribution with NVDR-THDR of gravity anomaly

F1斷裂為凹陷的西北部邊界斷裂,呈NE向展布,斷層面傾向南東,區(qū)內(nèi)延伸長度約為133 km。該斷裂是西拉木倫河斷裂帶的分支斷裂(趙文智等,2004;韓國卿等,2009),對凹陷的形成和凹陷內(nèi)地層的發(fā)育有強(qiáng)烈的控制作用。F2斷裂為凹陷的西部邊界斷裂,呈NE—NW向展布,區(qū)內(nèi)延伸長度約為79.7 km,斷裂向西北延伸至西部的舍伯吐凸起帶內(nèi)。

F3斷裂為凹陷的南部邊界斷裂,呈近EW向展布,赤峰—開原大斷裂帶在區(qū)塊內(nèi)的延伸部分,被NNE向斷裂切割成若干段,各段呈雁列狀排列,貫穿整個區(qū)塊。該斷裂切割深度較深,區(qū)域上為松遼盆地南界斷裂,對整個松遼盆地和西南隆起區(qū)的形成和發(fā)育有明顯地控制作用。

F4斷裂為凹陷東部邊界斷裂,呈NNE走向,斷層面向西陡傾,研究區(qū)內(nèi)長約115.5 km,為東部額勒凸起與凹陷的分界斷裂,它對凹陷內(nèi)沉積層發(fā)育和區(qū)內(nèi)構(gòu)造帶的形成有明顯的控制作用(趙文智等,2004)。

凹陷內(nèi)發(fā)育的斷裂(F6—F26)多為深大斷裂的伴生斷裂,規(guī)模相對較小,切割深度較淺,為凹陷內(nèi)各次級構(gòu)造單元之間的分界斷裂,控制了凹內(nèi)次級構(gòu)造單元的發(fā)育。

4 基底特征

為了研究開魯凹陷的基底特征,計(jì)算了凹陷的基底(侏羅系底界面)深度。首先選擇垂直于凹陷走向、與前人(王偉等,2017)完成的3條地震剖面AA′、BB′、CC′部分位置重合的剩余重力異常剖面(圖4)。定量擬合解釋初始地質(zhì)—地球物理模型設(shè)計(jì)以地震解釋結(jié)果作為約束條件,密度層選取根據(jù)前文密度資料,把古生界基底作為一個密度層,密度值取2.66 g/cm3;侏羅系作為一個密度層,密度值取2.42 g/cm3;白堊系及新生界作為一個密度層,密度值取2.35 g/cm3。

圖4 松遼盆地開魯凹陷基底深度圖:(a) Parker 法計(jì)算結(jié)果; (b) 相關(guān)分析法計(jì)算結(jié)果; (c) 開魯凹陷基底深度圖Fig.4 Basement depth map of the Kailu Sag:(a) basement depth calculated with Parker method; (b) basement depth calculated with correlation analysis method; (c) basement depth map of the Kailu Sag

利用RGIS軟件對所選重力異常剖面進(jìn)行了定量擬合解釋,獲取了剖面通過地段的地層密度與基底界面深度。擬合結(jié)果見圖5a、b、c。擬合異常與實(shí)測異常吻合較好,剖面通過地段基底凹陷和隆起相間分布,侏羅系在凹陷內(nèi)較厚,隆起處較薄,擬合解釋的斷裂、基底隆升或沉降與開魯凹陷的實(shí)際地質(zhì)情況基本一致。

圖5 松遼盆地開魯凹陷AA′剖面(a)、 BB′剖面(b)和CC′剖面(c)重力異常擬合結(jié)果Fig.5 Fitting results of gravity anomaly for profile AA′(a), BB′(b) and CC′(c)

圖6 Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)剩余重力異常與地震解釋深度關(guān)系圖(H:km;Δg:mGal)Fig.6 The correlation between residual gravity anomaly and basement depth at Zone Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ of the Kailu Sag (H: km;Δg: mGal)

在剖面擬合結(jié)果的基礎(chǔ)上,根據(jù)前述剩余重力異常的分區(qū)即西北部異常平緩低值區(qū)(Ⅰ區(qū)),中部異常復(fù)雜區(qū)(Ⅱ區(qū))和東部異常低值區(qū)(Ⅲ區(qū)),應(yīng)用Parker法(Parker, Robert L,1974)分別反演了3個區(qū)的基底深度。應(yīng)用Parker反演基底深度平均界面深度參考已有地震解釋深度,界面密度差參考擬合得到的地層密度,反演結(jié)果如圖4a所示。

為了驗(yàn)證Parker法反演基底深度的準(zhǔn)確性,對比分析了Parker法反演的基底深度與前人地震解釋基底深度的差值(對比值點(diǎn)位選取見圖4),發(fā)現(xiàn)Parker法反演的基底深度在研究區(qū)Ⅰ區(qū)內(nèi)與地震解釋的深度誤差相對較小,而Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)內(nèi)誤差較大。分析其原因可能是Parker法適用于連續(xù)界面的反演,對于基底起伏較大且不連續(xù)的界面會產(chǎn)生較大誤差。Ⅰ區(qū)重力異常比較平緩,基底深度橫向差異可能較小,故誤差較小;而Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)構(gòu)造活動較為劇烈,斷裂發(fā)育,沉積層橫向變化大,故誤差較大。綜上所述,利用Parker法求取整個研究區(qū)基底深度尤其在Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)內(nèi)具有一定局限性。

為了提高基底深度反演精度,參考前人相關(guān)研究成果(Yuan Bingqiang et al., 2017),利用相關(guān)分析法分別了計(jì)算了開魯凹陷Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)的基底深度。相關(guān)分析法先計(jì)算地震解釋深度與剖面所在位置的布格重力異常、區(qū)域重力異常和剩余重力異常之間的相關(guān)性,發(fā)現(xiàn)地震解釋深度與滑動平均法(窗長54 km)得到的剩余重力異常相關(guān)性最好,其相關(guān)性均大于0.80,雙側(cè)顯著性為0。故分別選取線性函數(shù)、三次函數(shù)、四次函數(shù)及五次函數(shù)進(jìn)行剩余重力異常與地震解釋深度的回歸分析,獲得了計(jì)算基底深度的回歸公式(圖4b)。分析不同函數(shù)關(guān)系的回歸結(jié)果,選擇計(jì)算Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)基底公式分別為:

H1=-0.179467Δg+

3.280060

(R2=0.90)

(1)

H2=

0.001704524881Δg4+

0.00254655246Δg3-

0.03958601139Δg2-

0.1511045352Δg+

4.347307964

(R2=0.921)

(2)

H3=-0.000031263598Δg4+ 0.0001862Δg3- 0.0102685Δg2-0.1870528Δg+4.0034649

(R2=0.906)

(3)

上述公式中H代表基底深度,單位為km;Δg代表剩余重力異常值,單位為mGal。

應(yīng)用回歸公式計(jì)算基底深度結(jié)果如圖4b所示。同樣,把利用將相關(guān)分析法計(jì)算的基底深度結(jié)果與地震深度進(jìn)行了比較可知,利用相關(guān)分析法計(jì)算的Ⅰ區(qū)的基底深度誤差大于利用 Parker法計(jì)算的基底深度誤差,而Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)的相關(guān)分析法計(jì)算的基底深度誤差明顯小于Parker法。故最終基底深度Ⅰ區(qū)采用Parker法計(jì)算的結(jié)果,而Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)則采用相關(guān)分析法的計(jì)算結(jié)果(圖4c)。

開魯凹陷的基底深度在東部和北部埋藏較深,而中部基底起伏大(圖4c)。根據(jù)凹陷內(nèi)斷裂分布特征,開魯凹陷的東部和西北部斷裂發(fā)育,斷距較大,其基底深度在3000～5200 m。凹陷中部洼陷與隆起相間分布,洼陷處基底深度一般在4000～6000 m,隆起處基底深度一般在2000～2700 m。

5 構(gòu)造單元劃分及油氣有利區(qū)預(yù)測

5.1 構(gòu)造單元劃分

在重力場特征、斷裂構(gòu)造分布、剖面擬合和基底深度反演的基礎(chǔ)上,參考前人研究成果,對開魯凹陷進(jìn)行了進(jìn)一步構(gòu)造單元劃分,劃分為興北斷陷、清河—葦連蘇斷陷、芒漢斷陷帶、東明突起、八仙筒—固力本花斷陷、白音塔拉突起、奈曼旗斷陷、東南突起8個次級構(gòu)造單元(圖7)

圖7 開魯凹陷構(gòu)造單元劃分及油氣有利區(qū)預(yù)測圖Fig.7 Division of the Kailu Sag structural unit and forecast diagram of oil and gas favorable area

各個次級構(gòu)造單元的特征如下:

興北斷陷位于開魯凹陷的北部,宏觀呈近東西向展布,平面形態(tài)近似為一矩形,有北興、保安兩個沉積中心,具北斷南超性質(zhì),面積約700 km2,基底深度在4500～4800 m。清河—葦連蘇斷陷位于凹陷的西部,宏觀呈北—北東向展布,主要由白音他拉斷陷,布拉嘎臺斷陷和北圖連塔拉斷陷組成,3個斷陷圍繞平安地?cái)嚯A展布,面積超過2000 km2,基底最大埋深超過4500 m。芒漢斷陷位于凹陷的東部,宏觀呈北—北東向展布,其東部基底平緩,西部與東明突起帶相鄰,由于斷層作用,西部基底深度變化較大,南部則以斜坡形式向突起過渡。該斷陷帶面積約900 km2,最大基底深度超過4000 m。東明突起位于凹陷中部,宏觀呈北東向展布。由基底深度結(jié)果(圖4),東明突起為夾在芒漢斷陷帶和八仙筒—固力本花斷陷之間的低突起,基底較淺,最大深度約1500 m,面積約1150 km2。八仙筒—固力本花斷陷亦位于凹陷中部,為北北西向地塹式斷陷,有南北兩個沉積中心,面積約525 km2,基底深度3200～4100 m。白音塔拉突起宏觀呈東西向,往西傾伏,整個突起東陡西緩,南陡北緩,面積約480 km2。為斷裂作用引起的基底隆升,基底埋深約1800 m。奈曼旗斷陷位于凹陷的南部,為北北東向的地塹式斷陷,面積約750 km2,從南到北有3個沉積中心,尤以奈曼旗沉積中心最大、最深約6000 m,各中心間存在較平緩的低突起。東南突起位于凹陷東南部,走向近東西,基底深度約2000 m。

5.2 有利區(qū)預(yù)測

開魯凹陷內(nèi)白堊系九佛堂組和沙海組烴源巖普遍發(fā)育。前人研究表明,九佛堂組烴源巖在晚白堊世早期到中期開始進(jìn)入生烴門限,烴源巖埋深達(dá)到2000 m及以上時(shí),烴源巖層鏡質(zhì)體反射率達(dá)到1.0%,達(dá)到3000 m時(shí),烴源巖層鏡質(zhì)體反射率達(dá)到1.3%。隨著晚白堊世末—古近紀(jì)整體抬升,結(jié)束了斷陷發(fā)育史,斷陷層地層普遍遭受剝蝕,烴源巖演化也隨之結(jié)束。由于控盆斷層的活動具有繼承性,凹陷內(nèi)清河—葦蓮蘇斷陷、芒漢斷陷、奈曼旗斷陷等斷陷區(qū)基底深度大部分區(qū)域大于3500 m,最深的部位達(dá)6000 m,故烴源巖埋藏較深。其中,九佛堂組烴源巖有機(jī)質(zhì)類型分布具有一定的規(guī)律性,斷陷間差異不大,主要為腐植—腐泥型(Ⅱ1型和Ⅱ2型,少數(shù)為Ⅲ型),總有機(jī)碳含量高,為1.40%～3.01%,Ro值主體在0.4%～0.9%,個別斷陷可高達(dá)1.3%,總體處于低熟—成熟階段,阜新組沉積中晚期,具有生油能力,早白堊世末達(dá)到生油高峰(圖8)。而沙海組只有其下部且分布在主洼陷帶內(nèi)的烴源巖達(dá)到低成熟,Ro為0.5%左右,生油能力有限(陳為佳等,2014;劉斌等,1997;吳亞生等,2012)。

圖8 早白堊世含油氣系統(tǒng)油氣成藏事件(據(jù)陳為佳,2014修改)Fig.8 Pool-formation events of Early Cretaceous petroleum systems (modified from Chen Weijia, 2014&)

開魯凹陷內(nèi)的次級斷裂將盆地內(nèi)部劃分為許多突起和次級斷陷,根據(jù)定量擬合結(jié)果可知,白堊系地層在各次級斷陷內(nèi)厚度可達(dá)1000～2000 m,次級洼陷內(nèi)烴源巖層系厚度可觀。洼陷帶內(nèi)九佛堂組烴源巖在早白堊世末到達(dá)成熟期,且到四方臺組沉積前主生烴期一直持續(xù),凹陷內(nèi)斷裂發(fā)育,能夠?yàn)橛蜌膺\(yùn)移提供良好的運(yùn)移通道,油氣主要沿?cái)鄬哟瓜蜻\(yùn)移,所在上傾方向的近岸水下扇砂體中能聚集成藏;或往下伏地層中運(yùn)移,在義縣組火山巖儲集體中聚集成藏;故靠近控盆斷裂的主洼陷帶是烴源巖分布的有利區(qū)帶(陳為佳等,2014)。西部清河—葦蓮蘇斷陷帶內(nèi)的平安地?cái)嚯A周圍被斷陷圍繞,處于凹中隆部位,周圍斷陷區(qū)域的油氣可向構(gòu)造高點(diǎn)(斷階帶)垂向運(yùn)移,“洼中隆”的構(gòu)造可能形成斷背斜油氣藏;另外,據(jù)前人研究成果,凹陷內(nèi)東部茫漢斷陷帶的基底埋藏深度較大,斷陷內(nèi)部存在緩坡帶,且含油砂體穩(wěn)定發(fā)育,油氣主要通過砂體往上傾方向運(yùn)移,形成三角洲前緣砂體上傾尖滅油氣藏,是重要生油區(qū)(張玉明,2006;修安鵬等,2012;王偉等,2017);奈曼旗斷陷發(fā)育較厚的生油層系,斷陷內(nèi)存在凹中隆低突起構(gòu)造,晚白堊世末的反轉(zhuǎn)使原生油氣藏抬升調(diào)整,或沿內(nèi)部的次級斷裂往上運(yùn)移形成次生油氣藏(圖8)。

6 結(jié)論

(1)開魯凹陷重力異常宏觀上由西北向東南呈重力高與重力低相間分布,局部重力異常特征反映出本區(qū)基底起伏較大,隆起與斷陷發(fā)育。

(2)凹陷內(nèi)SN向、近EW向、近NE向斷裂發(fā)育,這些斷裂構(gòu)成凹陷內(nèi)次級構(gòu)造單元的邊界。

(3)開魯凹陷的東部和西北部的基底深度較大,在3000～5200 m之間。凹陷中部斷陷與突起相間分布,凹陷處基底深度較大,在4000～6000 m之間;隆起處基底深度較淺,一般在1800～2700 m之間。

(4)開魯凹陷可劃分為興北斷陷、清河—葦連蘇斷陷、芒漢斷陷帶、東明斷突帶、八仙筒—固力本花斷陷、白音塔拉突起、奈曼旗斷陷、東南突起區(qū)8個構(gòu)造單元。其中清河—葦蓮蘇斷陷中的平安地?cái)嚯A、茫漢斷陷的緩坡帶、奈曼旗斷陷的低突起等構(gòu)造油氣地質(zhì)條件優(yōu)良,為油氣勘探的有利區(qū)。

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注 釋Note

? 據(jù)黑龍江物探隊(duì)、吉林物探隊(duì)內(nèi)部資料, 1985.