含油气盆地地质学及其研究中的系统工程

含油气盆地地质学是作者倡仪建立的一门新学科,它的研究方法是一项系统工程,包括以下子系统:①背景系统——即盆地是在何种构造背景下形成的;②演化和变形系统——盆地的构造演化和盆内变形;③沉积系统;④水动力系统;⑤热力系统;⑥油气系统;⑦改造系统——盆地演化中最后一次构造运动对盆地进行怎样的改造。最后,是对各子系统向着盆地演化中的成油过程所要求的环境和条件的统一和综合。

油气成藏动态预测

油气成藏动态预测法 ,将油气成藏过程涉及的地质因素和作用分别称为可见系统和不可见系统。前者为烃源岩、输导层、区域盖层和圈闭组成的成藏要素格架 ;后者为在前者之中运行的烃源岩生烃作用、初次及二次运移作用和油气向圈闭充注的成藏作用。油气成藏动态预测法以成烃期烃源岩或近烃源岩输导层的构造图为基础 ,结合相应图件按油气生成、运移和聚集成藏的过程 ,分析和预测可能形成油气聚集的构造或非构造圈闭分布的地区。同时 ,根据成藏期后沉积盆地沉降和构造作用是否引起原生油气藏的变化 ,绘出油气成藏预测图或油气成藏过程分析图。如果后期变化显著 ,则须绘制烃源岩或近烃源岩输导层的今构造图 ,同分析图比较 ,以分析原生油气藏保存的现状和预测次生油气藏形成的位置。

试说中国陆内构造变形和其地球动力学特征

中国陆内构造变形主要始于晚二叠世中国北方进入后海西地台发展时期。印支期末以至喜马拉雅期,随着特提斯洋的关闭,大陆范围也随即向中国南方和青藏地区增生和扩展。中国的陆内构造变形从后海西地台形成的准平原化阶段即已开始。但规模巨大的变形则发生于燕山构造旋回中期和喜马拉雅旋回。陆内构造变形的规模可分两个等级:一是覆盖整个中国大陆的,另一是局部的。前者两次改变了中国构造-地貌的整体面貌;后者则表现为造山、造盆和微陆块纵向或横向的逃逸,以及由此引起的造山或造盆。根据中国陆内构造变形特征及其与区域构造背景演化的关系分析认为,中国陆内构造变形主要是由周边洲级规模板块运动引起的,同时,随着地壳上部构造变形引发的地壳或岩石圈均衡调整,则使地下深处产生相应的构造响应。

含油气盆地流体流域系统及其油气聚集原理

在含油气盆地形成和演化过程中,先后有两个孕育和养护油气生成、运移和聚集为矿藏的流体流域系统,即水流域系统和油气流域系统。水流域系统的形成和发育建造了包含烃源岩、输导层、区域盖层和圈闭体等成藏要素在内的沉积体系,是谓母体系统。烃源岩在母体系统中形成,经由埋藏生成油气,然后油气又返回母体,以其中的成藏要素格架为载体,逆倾向而上形成自己的流域系统,最后在所遇圈闭体中聚集成藏,是谓子体系统。母体系统建造的沉积体系为子体系统创建和提供了一切必要的成烃、成藏条件和环境。子体系统以母体系统为依托,在其体内完成了成烃、成藏过程。二者先后有序地发育和其中各种作用的形成及有机匹配,是自然界造就的一个天然程序。从而,根据此程序建立与之相适应的含油气盆地油气聚集原理。

成盆期后改造与中国含油气盆地地质特征

成盆期后改造是中国含油气盆地与世界相比最具个性特色的一种构造现象 ,它对盆地的成烃、成藏和油气资源的保存程度影响至深。而成盆期后改造又与中国含油气盆地的固有地质特征密切相关。中国含油气盆地的形成主要以微小的破碎陆块为依托。在全球构造演化中 ,古生代它们被夹持于周围巨大的大洋板块之间 ,中生代以来则夹持于同样巨大的西伯利亚、印度大陆板块和太平洋诸大洋板块之间。它们的多次分离和聚合 ,以及由此导致的盆地形成和演化始终处于周围板块动力系统应力积聚和消散的制约之中 ,由此造就了中国含油气盆地多期成盆、不同期盆地多次叠加、多构造沉积旋回演化和多次成盆期后改造等独有特色。

大陆地质构造特点及其研究方法的思考

大陆岩石圈有着突出的个性。这决定了大陆变形和其深部作用必然与大洋板块有着重大差别。如:刚性板块运动模式的应用受到限制;地壳演化和构造运动形式有别;多期形变使构造更为复杂;层状沉积盖层变形的特殊性;多个板块围限作用的联合效应;变形作用的被动性和主动性;变形特征的递进性和阶段性;变形时间的滞后性;深部作用的复杂性和多样性等。根据上述特点,考虑板块运动和地球运动对大陆变形的影响,本文提出了将板块构造学运用于大陆构造研究的方法——板块力学研究法。

华北克拉通盆地天然气赋存的地质背景

华北克拉通从西向东由以下几个地块组成,即阿拉善、鄂尔多斯、山西、冀鲁和胶辽。其中,鄂尔多斯、山西和冀鲁三地块基本具有统一发展历史,构成了华北克拉通的主体。而阿拉善和胶辽地块则与其有较大区别。其中,胶辽地块上仅有较小的中生代盆地分布,绝大部分为古老岩石出露区,寻找天然气的远景不大。

石油地质学发展:反思和展望

人们很早就知道石油和天然气是一种具流动性的有机矿产，其有机性质提示人们它生成在什么地方，而流动性则向人们说明如何去寻找它们。但总结人类对油气分布规律认识的石油地质学却没有循着油气的这两种特性发展，而是走向了另一条与人类认识规律相符合的道路。人们对油气的认识先从它现在存在的地方开始，如早期在油气苗附近钻井找油；后来发现油气常沿一定构造线分布，特别是背斜说出现后，发现油气常存在于背斜之中，或者存在于某一种构造省中，如含油气省；再后来，人们才从含油气省中识别出了沉积盆地，认识到作为有机物质的烃类，只有沉积盆地才是最适合它们生成的地方。这是人类认识的一次大飞跃，但油气的流动性在其成藏过程中起着何种作用，从中可以建立何种原理，并如何利用它以寻找油气，却一直未找到合适途径。因而，勘探工作进入盆地只是说明找到了油气生成的地方，而如何找油，还须进一步探讨。

试说中国后海西地台的存在和其地质意义

晚二叠世至古近纪,在昆仑-秦岭山脉以北的中国北方可能存在过一个后海西地台。它原是晚古生代冈瓦纳与西伯利亚大陆碰撞后形成的一个复杂褶皱区。后经准平原化而成为接受中、新生代沉积盖层的年轻地台。与此同时,劳亚大陆东部也有数个后海西地台形成。俄罗斯中亚古生代褶皱区也遭受过长期剥蚀,曾一度经历过后海西地台的发展。这一事件在中国北方的许多沉积盆地也多有发现,在中国古地理图上也有显示。但是,中国后海西地台遭到了后继构造运动,特别是喜马拉雅运动的破坏。中国后海西地台的确认有助于重新审视中生代以来的中国地质历史和中、新生代沉积盆地的形成和演化,以及从不同视角重新思考对某些地质问题的认识。

《地裂运动与中国油气分布》评介

1991年石油工业出版社出版了罗志立教授一部新著:《地裂运动与中国油气分布》。地裂运动一词在国外地学界虽早已提出,并将它视为造山运动同时期的对应物,或与造山运动并列,视为板块运动对立统一的两个方面,然而在国内着意研究中国的地裂运动,特别是将它同油气分布相联系者,罗志立教授的新著还是首例。

特提斯:油气聚集何方

特提斯构造带有８０余个沉积盆地，拥有１５００×１０＾８ｔ以上油气探明储量。但是，油气分布十分不均，９８％的储量集中分布在阿拉伯板块东北缘，非洲大陆东北级、斯基夫－土兰地台南缘和东南亚。这些地区油气之所以特别丰富，主要是由该地区的特殊沉积和构造环境造成的。东南亚的盆地大部分处于近代活动陆缘环境，其裂谷和弧后盆地被动陆缘沉积层序得到了良好发育和保存。其余三个地区，特别是阿拉柏板块东北缘。

中国沉积盆地形成的地质背景和构造类型

中国的地质构造具有六大个性特征：(1)微陆块与其阐的造山带形成镶嵌结构；(2)微陆块和洲级板块一样走完了板块运动的全过程；(3)微陆块虽分散。但在构造活动中仍为一相对独立的地质单位；(4)地质演化具多旋回性；(5)海西期可能出现过一个海西地台；(6)喜马拉雅期中国构造一地貌以及深部结构构造梯级大分化。在地史演变中，无论是微陆块的裂解和漂移。还是经由其间之裂谷或小洋盆的消亡而次第粘结，都缺乏相对统一、量级较大的能量，其本身的动力量级远次于洲级板块。中国沉积盆地经历了从加里东到喜马拉雅多期次和互有交叉的地球动力学背景演化。根据盆地形成的地质背景将中国沉积盆地的构造类型划分为六大类；以前寒武纪陆块为基底的多旋回构造联合体盆地；以海西地台为基底的多旋回盆地；以特提斯各微陆块为基底的被动陆缘构造盆地；跨越多构造单元的中生代晚期一新生代大陆裂谷盆地；跨越多构造单元的中生代晚期一新生代大陆边缘裂谷盆地；新近纪活动陆缘弧后盆地。

沁水盆地中生代晚期构造热事件

在沁水盆地中，通过镜质体反射率、包裹体测温和裂变径迹等方法恢复得到的古地温和古地温梯度有较好的一致性。沁参１井的古地温梯度达每百米４７３～６１０℃，古大地热流在８２～１０６ｍＷ／ｍ２之间。这样高的古地温梯度肯定与构造热事件有关。经分析，沁水盆地Ｒｏ值在纵向剖面不存在错断现象，在平面分布上与中生代晚期的盆地形态相一致，并且Ｒｏ高值分布区与岩浆活动有关；盆地内岩体同位素年龄大都在９５３４～１６６４５Ｍａ之间，周边地区岩浆活动带中的５００多个同位素年龄的最大丰度值也介于１２４～１５３Ｍａ之间。这些都说明这次构造热事件发生在晚侏罗世至早白垩世。

活动性强、深部作用活跃——中国沉积盆地的两个重要特点

活动性强、深部作用活跃 ,是中国沉积盆地 ,特别是中、新生代盆地的两个重要特点。这由中国大陆本身的结构、动力学演化特征和所处的特殊大地构造位置所决定。如 ( 1 )组成中国大陆的诸多前晚元古代陆块面积小 ,稳定性差 ;( 2 )围绕诸陆块的边缘活动带规模大 ,活动性强 ;( 3)中国大陆在显生宙先后受不同动力学体系的作用和影响 ,动力学环境多变 ,演化历史复杂 ;( 4 )现今周邻被活动强度和特点明显不同、发展演化历史极为复杂的太平洋 -菲律宾板块、印度板块和西伯利亚等板块所围限 ,多个方向朝中国大陆汇聚等。以上两个重要特点 ,通过发生在诸多盆地及邻区的一系列地学现象不同程度地反映出来。如 ( 1 )陆内变形强烈而普遍 ,动力学条件因地而异 ;( 2 )构造运动期次多 ,各期次特征有别 ;( 3)充填速率一般较快 ,沉积中心多有迁移 ;( 4 )后期改造强烈 ,改造形式多样 ;( 5)岩浆活动频繁 ,分布广泛 ;( 6)地热场空间不均一 ,演化高度非线性 ;( 7)岩石圈结构严重不均一 ,低速、低阻夹层 (异常体 )发育 ;( 8)新构造运动强烈 ,今地貌出现尚晚 ;( 9)油气常含有或伴生有多种可能来自深部的气态或液态物质等。这两个重要特点 ,直接决定着中国沉积盆地的基本性质、总体面貌、演化过程及后期改造特点 ,从正、反两方面?

合肥盆地构造热演化的裂变径迹证据

运用裂变径迹分析方法,探讨分析了合肥盆地中新生代的构造热演化特征.上白垩统和古近系下段样品的磷灰石裂变径迹(AFl)数据主体表现为靠近部分退火带顶部温度(±65℃)有轻度退火,由此估算晚白垩世至古近纪早期合肥盆地断陷阶段的古地温梯度接近38℃/km,高于盆地现今地温梯度(27.5℃/km).下白垩统、侏罗系及二叠系样品的AFT年龄(97.5～2.5Ma)和锆石裂变径迹(ZFT)年龄(118～104Ma)均明显小于其相应的地层年龄,AFT年龄-深度分布呈现冷却型曲线形态,且由古部分退火带、冷却带或前完全退火带及其深部的今部分退火带组成,指示早白垩世的一次构造热事件和其随后的抬升冷却过程.基于AFT曲线的温度分带模式和流体包裹体测温数据的综合约束,推算合肥盆地早白垩世走滑压陷阶段的古地温梯度接近67℃/km.径迹年龄分布、AFT曲线拐点年龄和区域抬升剥蚀时间的对比分析结果表明,合肥盆地在早白垩世构造热事件之后的104Ma以来总体处于抬升冷却过程,后期快速抬升冷却事件主要发生在±55Ma.

鄂尔多斯盆地与沁水盆地中生代晚期地温场对比研究

鄂尔多斯盆地和沁水盆地都为大型的沉积盆地，中间以吕梁隆起相隔开。本文通过镜质体反射率、磷灰石裂变径迹、包体测温等古地温研究方法确定了鄂尔多斯盆地和沁水盆地中生代晚期的古地温梯度和古大地热流，鄂尔多斯盆地为３．３～４．３℃／１００ｍ及８１～９５ｍＷ／ｍ２，沁水盆地为６．１℃／１００ｍ及１０６ｍＷ／ｍ２。沁水盆地和鄂尔多斯盆地古地温梯度和大地热流值都较高且沁水盆地高于鄂尔多斯盆地说明中生代晚期存在一次构造热事件，构造热事件发生在晚侏罗世—早白垩世。这次构造热事件提高了气源岩的热演化程度。

中生代晚期中国北方沉积盆地地热梯度恢复及对比

应用多种古地温研究方法恢复了中国北方各盆地中生代晚期的古地温及古地热梯度。以阿尔金断裂为界 ,东部盆地与西部盆地地热梯度存在明显差异。东部盆地以断陷型盆地为主 ,地壳明显减薄 ,岩浆活动强烈 ,表明存在一期强烈的具有区域规模的构造热事件 ,地热梯度高 ,普遍高于 3 .60℃ /10 0m ,最高可达 5 .5 6℃ /10 0m ;西部盆地为挤压拗陷型盆地 ,地热梯度总体上明显比东部盆地要低 ,地热梯度普遍不超过 3 .0 0℃ /10 0m ,地壳增厚 ,岩浆活动性弱。中国北方东部和西部盆地中生代晚期地热梯度的差异表明东部及西部地球动力学背景明显不同。图 2表 1参 2

鄂尔多斯盆地古地温研究

本文采用镜质体反射率、包裹体测温、磷灰石裂变经迹等多种古地温研究方法，确定了鄂尔多斯盆地中生代晚期高地温场的存在，古地温梯度高达３．５～４．０℃／１００ｍ，高于现今盆地的平均地温梯度２．８９°Ｃ／１００ｍ。古生界地层最大古地温一般在１５０～２４０°Ｃ之间，最高可达２７０°Ｃ以上，古地温明显高于今地温。高古地温梯度的形成与中生代末期的构造活动密切相关。根据盆地热演化史与油气关系研究可知，在古生代和中生代早期，地温梯度低。推迟了生气时代，有利于有机质的保存。中生代晚期，地温梯度高，是古生界碳酸盐岩及煤系地层的主要生气期及运移期。生气高峰期较晚，盆地内又缺乏断裂，有利于大气田的保存。

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组米兰科维奇旋回的确定

由天体轨道周期变化引起的气候变化被广泛地记录在沉积地层中。自然伽马曲线很好地反映了气候变化引起的地层旋回。消除高频干扰和低频趋势以后 ,自然伽马曲线可以用来分析地层中的米兰科维奇旋回。对鄂尔多斯盆地陕 15井中延长组按油层段进行系统分析 ,得出陕 15井由偏心率周期引起的地层旋回厚度在 9 6～18 75m之间 ;地轴倾斜和气候岁差周期引起的旋回层厚度在 1 18～ 6 82m之间。各油层组的沉积速率变化在7 8～ 14 2cm/ka之间。

合肥盆地热演化特征

通过 5口钻井 2 3个样品镜质体反射率 (Ro)数据的统计分析 ,运用镜质体反射率 -深度 (Ro-H)剖面斜率及其对应地温梯度的筛分对比方法 ,综合研究了合肥盆地中新生代的热演化特征。结果表明 ,盆地不同区块二叠系、下侏罗统和下白垩统的Ro数值大小存在较大差异 ,介于 0 .82 %～ 2 .70 % ,但其相应的Ro-H剖面斜率均显著大于上白垩统和下第三系 ,表明上、下白垩统之间存在明显的间断。下白垩统的地温梯度分布在 70 .80～ 130 .90℃ /km ,相对稳定区接近 70 .80℃ /km ,表明早白垩世存在一次规模较大的区域性构造 -热事件。上白垩统和下第三系Ro集中分布在 0 .4 0 %～ 0 .74 % ,地温梯度为38.30℃ /km。晚第三纪以来 ,盆地整体抬升冷却 ,地温梯度降至现今的 2 7.5 0℃