柴达木和欧龙布鲁克陆块基底的组成和变质作用及中国中西部古大陆演化关系初探

中国西部的柴达木陆块和欧龙布鲁克陆块的基底岩系虽然在地球化学上与扬子陆块具有亲缘性，但它们之间的组成和变质作用历史却显著不同。欧龙布鲁克陆块下部基底德令哈杂岩和达肯大坂岩群于～1．95Ga发生了角闪岩相一麻粒岩相区域变质作用并克拉通化，响应了全球Columbia超大陆汇聚事件；随后又与中元古代万洞淘岩群一道于～1．0Ga发生绿片岩相变质作用，共同响应了全球Rodinia超大陆汇聚事件；新元古代中晚期裂解后于中奥陶纪受原特提斯洋关闭影响而隆起。柴达木陆块基底主体由中元古代金水口岩群白沙河岩组（柴南缘）和沙柳河岩群鸟龙滩岩组（柴北缘）组成，以S型花岗岩的侵入活动和相应的变质作用响应了全球Rodinia超大陆汇聚事件。晚泛非期（520-480Ma）柴达木陆块与冈瓦纳主大陆俯冲碰撞，发生中压角闪岩相-麻粒岩相和高压超高压变质作用，经短暂拼贴后很快进入到原特提斯洋域，随460-420Ma的大洋关闭而发生变质叠加。区域对比表明，在基底组成和地壳演化史上，欧龙布鲁克陆块与阿拉善陆块和塔里木陆块（包括扬子陆块）相似，柴达木陆块则与北秦岭陆块以及祁连陆块相似，因而分属两个陆块群。塔-欧陆块群记录的～500Ma热事件与塔-欧和柴-秦陆块群共同记录的～450Ma热事件是两个性质不同的构造热事件。

中国中西部前陆盆地多期成藏、晚期聚气的成藏特征

中国中西部前陆盆地具有优越的天然气成藏条件,同时具有晚期成藏的特征。文中在典型气藏解剖的基础上重点讨论了川西、柴北缘和准南缘前陆盆地的成藏过程,从而指出中国中西部前陆盆地具有多期聚集、晚期聚气的成藏特征,明确指出中国中西部前陆盆地具有最主要的两大成藏期,一是燕山晚期,主要是被动陆缘或中部前陆盆地三叠系烃源岩的油气聚集期;二是喜山晚期,受新构造运动影响,主要是西部陆内前陆盆地的中、新生界烃源岩的天然气成藏期和中部周缘前陆盆地的天然气的调整期。新近纪前陆盆地的发育期控制了中国中西部前陆盆地以中生界煤系烃源岩为主的晚期天然气的聚集。

中国中西部前陆冲断带构造特征

中国中西部前陆冲断带是剖析中西部地区盆 山耦合关系、盆地成因及造山带演化的关键地段 ,又是中国油气工业的摇篮 ,并将在“西气东输”工程及西部大开发战略中起重要作用。对控制盆地形成及制约油气形成与分布的前陆冲断带的构造特征进行了讨论。中西部前陆冲断带往往经历 2～ 3个形成时期 ,晚期改造强烈。在形成过程中发生了多期次多层次冲断推覆 ,前陆基底卷入型构造和叠加构造样式较为普遍 ,以叠瓦冲断带和构造楔为基础 ,形成了 10种独特的地质结构类型。中西部前陆冲断带的油气成藏条件较为优越 ,具有较大的勘探潜力 ,将是我国陆上深化勘探的重要领域。

中国中西部大型盆地致密砂岩油气“甜点”类型与特征

中国中西部主要盆地致密砂岩油气资源丰富,是油气勘探开发的重要领域,但致密砂岩油气的形成和分布复杂、多变,制约勘探开发获得更好的效益。解决这一问题的途径之一,就是评价、筛选和开发利用其中的"甜点",以减少不确定性。分析中西部大型盆地碎屑岩层系致密油气的特点,同时考虑现场资料与预测技术友好、形成机理与分布规律相对统一、经济与技术策略相对一致等要求,以控制甜点储层形成、分布的主要地质作用为线索,将甜点分为相控型、缝控型和壳控型三大类以及不同类型。其中,相控型甜点储层受控于埋藏过程中的成岩作用,发育于特定的岩石相内部;缝控型甜点形成于断裂和褶皱等强构造变形位置,以裂缝网络作为油气储、渗的关键要素;壳控型甜点形成于长期抬升的强风化淋滤作用下,在风化壳内部淋滤层的约束下发育和分布。在此基础上,以四川盆地川西坳陷东坡侏罗系的"窄河道"、四川盆地北部马路背地区须家河组的"断缝体"以及准噶尔盆地西部车排子地区的石炭系为实例,分析了不同类型甜点形成、分布特征和主要控制因素。以成储地质作用及其产物对甜点进行分类,可以促进对致密砂岩油气甜点(区)形成、分布规律的研究与表征,也有助于采取针对性的地质、地球物理及工程技术策略,更好地评价、优选和开发甜点。

中国中西部山前构造变形结构分带模式与油气

复合大陆内部的山前冲断特征及其结构分带研究是探索山前带油气富集分布规律的有效方法。通过对中国中西部地区主要山前带深部地质结构与沉积盖层构造变形特征的分析,认为陆内山前冲断变形受控于不同层次的滑脱层、复合陆块空间几何形态与位置。复合陆内山前冲断是在板块边缘构造挤压应力作用下,由造山楔向盆地方向沿不同深度的滑脱层发生阶梯式拆离冲断引起的构造形变。基于此认识,建立了以“主滑脱层深度为主、兼顾变形样式”为原则的复合陆内山前冲断变形4分带模式,即复合陆内山前冲断变形由古造山带向盆地依次划分出厚皮带、过渡带、薄皮带,其中过渡带又可划分为过渡Ⅰ带和Ⅱ带。变形带在变形构造层、构造样式、断层破裂机制、褶皱方式、断层相关褶皱原理与几何学模式等方面均具有各自独特的特征。陆内冲断变形带结构类型与油气聚集成藏有明显的关联响应:规模油气发现主要分布在过渡带;过渡Ⅰ带多为残留或调整型油气藏,成藏过程具有边聚集、边调整的特点,带内前缘油气相对富集;过渡Ⅱ带以晚期成藏为主,断裂形态及其与盖层的匹配样式是油气成藏富集的关键,带内中部是油气富集相对有利部位。中西部山前厚皮构造向薄皮构造转换的过渡部位是山前地震勘探技术攻关与勘探部署的重点。

中国中西部典型前陆盆地超压体系形成机制与大气田关系

基于实测地层压力、重点探井钻井液密度、测井计算压力等资料的研究,结合天然气地质条件分析,探讨不同前陆盆地地层流体超压体系特征与形成机制以及超压体系与大规模天然气聚集的关系。研究结果表明,①不同前陆盆地地层超压形成机制存在较大差异,库车前陆盆地主要是塑性盐膏层超压封闭与深层—超深层的生烃增压,准南前陆盆地主要是生烃增压与欠压实封闭,川西前陆盆地主要是生烃增压与古流体超压封存;②前陆盆地存在多类型超压与多层位超压叠置发育、封闭性前陆冲断构造带发育强超压—极强超压、前陆隆起区深层发育强超压—极强超压等3个方面的共性特征;③存在塑性盐膏层超压、生烃增压形成的超压、喜马拉雅期隆升剥蚀后的封存超压、欠压实超压等4种对大气田起重要控制作用的区域性超压封盖与封存机制;④区域性超压是大气田形成的重要保障,超压体系中充足的气源、大规模储集体与圈闭发育是大气田形成的基本条件,超压体系有利于深层—超深层大气田的形成。

中国中西部四大盆地碎屑岩油气成藏体系及其分布规律

中西部四大盆地(鄂尔多斯、四川、准噶尔和塔里木)晚古生代以来经历了台内坳陷、陆内坳陷及(类)前陆盆地的演化过程,以发育碎屑岩为特色,陆内坳陷发育大面积分布的烃源岩,类前陆盆地发育较厚的优质烃源岩,奠定了碎屑岩层系良好的资源基础。碎屑岩层系发育内源、外源和混源3大类6个亚类油气成藏体系。内源成藏体系是寻找大中型油气田的主要领域,在四大盆地间具有下气上油、北早南晚和向南天然气增多的分布规律。成藏与富集主控因素是烃源岩与储层的配置关系,沉积斜坡和山前冲断带是此类成藏体系的有利勘探区带。外源成藏体系的分布与内源成藏具有明显的互补特征,从而拓展了碎屑岩油气勘探的层系和地区。外源油气成藏体系在四大盆地间分布具有南多北少的特征。成藏与富集主控因素是海相层系的油气资源条件和垂向输导体系。海相层系的古隆起区与中、新生代的断裂发育区,是寻找外源油气成藏体系的有利地区。

中国中西部碎屑岩领域油气富集主控因素与勘探方向

在油气藏解剖的基础上,根据油气来源将中国中西部碎屑岩层系油气藏类型分为内源型、外源型和混源型,其中内源型又细分为内源自源型油气藏和内源它源型油气藏,外源型细分为外源次生油气藏和外源原生油气藏。内源自源型油气藏具有烃源岩与储集层在纵、横向上就近配置的特点,易于形成大面积岩性油气藏或富集高产的构造油气藏,其油气富集主控因素为强生烃灶、凹中隆起和有利相带,是碎屑岩层系中寻找大中型油气田的首选领域;内源它源型油气藏既需要碎屑岩层系内部存在烃源岩,又需要通过纵、横向运移至上部碎屑岩层系中聚集成藏,其油气富集主控因素为强生烃灶、输导体系和(古)构造,是寻找富集高产构造油气藏的重要领域;外源型油气藏需要与下伏海相层系强生烃灶或者大型海相层系油气藏(田)在横向上邻近,还需要断层、不整合或疏导层构成的运移网络,其油气富集主控因素为输导体系有效性和下伏油藏规模,是寻找中小型次生油气藏(田)群和较大型地层油气藏的重要领域。

中国中西部4种组合类型前陆盆地成藏研究:Ⅰ.油气成藏地质条件分析

前陆盆地是中国重要的油气勘探领域。中国中西部前陆盆地从盆地结构和演化特征可以分为早衰型、改造型、新生型和叠加型等4种组合类型。分别以准西北缘前陆盆地(早衰型)、川西前陆盆地(改造型)、柴北缘冲断带(新生型)和准南前陆盆地(叠加型)为例,探讨了不同类型前陆盆地生储盖等成藏地质条件的差异,并分析了不同组合类型前陆盆地主要烃源岩的热演化过程,其中喜山晚期前陆发育对新生型和叠加型前陆盆地烃源岩演化具有明显的控制作用。

中国中西部前陆盆地油气分布与勘探方向

中国中西部前陆盆地具有多旋回复合特征 :①以中生代 (部分包括晚古生代晚期 )前陆盆地为主体 ,发育陆相沉积层序 ;②普遍缺乏典型前陆盆地的被动大陆边缘层序“基础” ,“基础”主要为晚古生代或更早形成的褶皱基底或前陆盆地 ;③普遍叠置新生代再生前陆盆地。受中生代前陆盆地早期阶段坳陷或断陷发育及温暖潮湿气候控制 ,主要烃源岩是三叠系—侏罗系 (部分包括石炭 二叠系 )烃源岩。这些烃源岩厚度大 ,有机质丰度高 ,以Ⅲ型干酪根为主 ,受第三纪再生前陆盆地叠置的控制 ,具生烃高峰期晚、成藏期晚的特征。叠置沉积物厚的地区普遍进入高—过成熟阶段 ,以聚集天然气为主 ;叠置沉积物较薄的地区以聚油为主。前陆盆地的油气分布明显受盆地结构控制 ,不同构造单元的成藏组合类型不同 :前陆褶皱 冲断带油气以近源垂向运移为主 ,往往形成与冲断层有关的油气藏 ;前陆斜坡带油气以侧向运移为主 ,形成地层、岩性和与断块有关的油气藏。中西部前陆盆地油气富集受盆地原型及其叠加、改造的控制。发育早、演化长、继承型或叠合型前陆盆地含油气前景最好 ,残余型前陆盆地次之。通过对中西部前陆盆地油源条件、冲断带演化、构造样式、油源断层、封盖层特征、晚期断裂活动强度等分析 ,提出库车、准噶尔南缘、塔里木?

中国中西部地区关键构造变革期次及变形特征

中国中西部地区大型盆地都经历了多期构造运动,这些大大小小的构造事件对盆地的形成演化起到了不同的控制作用。晚古生代以来,中西部地区大型盆地的发展可分为晚古生代—早中生代的“北聚南离”过渡构造体制和中生代以来的陆内变格体制,盆地关键变革期总体受控于这2种构造体制,随所处构造位置不同,在变革期次以及变形特征上存在一定差异。总体存在2个关键期:一是海西晚期—印支早期,主要导致盆地完成海陆转变;二是燕山期—喜马拉雅期,这是中西部地区构造活动最为强烈的时期,也是主要构造主形成期,同时也大多对应着碎屑岩层系的主要成藏期和改造期,其变形特征主要表现为断裂—褶皱改造和差异抬升掀斜作用。

中国中西部类前陆盆地特征及含油气性

中国中西部类前陆盆地是一种比较复杂的改造型盆地 ,垂向上由不同时期的原型盆地叠加构成叠合盆地 ,并在不同的发育阶段受不同的大地构造背景影响和成盆构造应力场控制 ,在盆地充填中配置不同的沉积体系 ,组合成不同的沉积层序。因此 ,构造和沉积作用是控制该类盆地多期次成烃成藏的主要因素。此类盆地的发育过程至少具备两期成烃成藏条件 ,而沉积层序本身具备生储盖组合条件。在前陆型改造盆地油气勘探中除注意成烃条件以外 ,还要通过恢复盆地原型及其叠合方式、恢复盆地沉积充填的沉积体系配置等 ,加强成藏及后期保存条件研究。

中国中西部前陆盆地油气成藏条件及有利勘探方向

我国中西部前陆盆地油气资源丰富,但是资源探明率仅为9.3%,有必要开展油气成藏条件的系统分析,以指导勘探。在综合分析和对比库车、准南、柴北缘和川西等具有代表性的前陆盆地的油气成藏条件的基础上指出,中西部前陆盆地具有以煤系为主的多套源岩,发育非均质储集层,多套多封闭性的盖层,以背斜为主要圈闭;断裂、不整合和高渗透砂体组成良好输导体系,保存条件较差等特点。依据理论分析及勘探实践,优选出4个有利的勘探区带,它们是:①库车前陆冲断带古近系、新近系膏盐岩、膏泥岩之下的完整背斜圈闭;②准南前陆冲断带第二、第三排构造带;③川西北部及南部燕山运动期古隆起、川中平缓褶皱构造带以及深坳陷内部的非常规天然气;④柴北缘冷湖-南八仙构造带。

中国中西部砂岩天然气大规模聚集机制与成藏效应

中国中西部大型含油气盆地中天然气大规模富集区具有多种特殊的聚集机制与不同的成藏效应。以天然气成藏地质理论与方法为基础,开展了典型含油气盆地区域地质与构造背景、地层埋藏演化、气藏基本特征、流体地质与地球化学等方面的研究。结果认为,喜马拉雅期以来隆升剥蚀所产生的构造抽吸、泥岩吸水、水溶气脱溶、流体封存等地质作用都能形成大规模的天然气聚集,并能形成不同的天然气成藏地质效应。如:大面积的构造抽吸作用与流体封存作用有利于区域性超高压流体的赋存及大规模超高压气田的形成;低砂地比地层中产生的泥岩吸水作用有利于区域性低压、无水气藏等大气区的发育;大面积厚层砂岩中水溶气的脱溶作用不仅能形成大规模的天然气聚集,而且地层水侧向运移产生的水溶气脱溶,会产生区域性有规律的天然气同位素分馏效应,即天然气水溶气运移距离越远,所聚集形成的天然气甲烷碳同位素组成越重。

中国中西部盆地差异构造演化与碎屑岩层系油气聚集分布

对中西部地区盆地构造演化和晚期差异构造改造的分析表明,四大盆地构造-成盆具有"同序异时"的演化特征,即均具有从伸展性盆地向压性或压扭性盆地转化的成盆序列;碎屑岩层系的晚期构造改造由山前冲断、差异隆升和掀斜等3种基本型式在横向上并列和纵向上叠加而成。构造-成盆作用与晚期构造改造共同控制了碎屑岩层系的油气富集分布及油气成藏类型与规模:单一的成盆序列和多样式的转化确定了四大盆地间相似的成藏组合类型与差异性分布特征,四大盆地改造的基本型式决定了油气富集的类型,而改造的叠加特征控制了油气富集成藏的期次和规模。基于对四大盆地碎屑岩层系油气富集构造控制因素的相似性和差异性认识,提出了油气富集构造区带类型的划分方案,划分出古隆起、斜坡、山前褶皱冲断及大型断裂4类油气富集区带类型及相应7种成因类型。

中国中西部前陆盆地成藏过程

根据盆地充填和构造变形特征,可将中国中西部前陆盆地划分为早衰型、改造型和叠加型。早衰型、改造型和叠加型前陆盆地的结构特征决定了前陆盆地烃源岩、储盖组合等成藏条件的差异性,而晚期前陆发育对西部改造型和叠加型前陆盆地烃源岩的演化具有明显的控制作用。正是由于中国中西部不同类型前陆盆地成藏地质条件的差异,决定了其具有不同的成藏过程。燕山晚期是早衰型前陆盆地(如川西前陆盆地)最主要的成藏期,喜山晚期主要表现为天然气藏的调整、定型;喜山晚期是改造型前陆盆地(如柴北缘前陆冲断带)最主要的油气成藏期;而叠加型前陆盆地(如准南前陆盆地)具有多期成藏的特征,但喜山晚期的油气成藏最为重要。

中国中西部4种组合类型前陆盆地油气成藏研究:Ⅱ.油气成藏过程分析

分别以准西北缘前陆盆地(早衰型)、川西前陆盆地(改造型)、柴北缘冲断带(新生型)和准南前陆盆地(叠加型)为例,探讨了中国中西部不同组合类型前陆盆地的油气成藏过程。指出燕山期及之前是早衰型前陆盆地(准西北缘)和改造型前陆盆地(川西)最主要的油气成藏期,喜山期则主要表现为早衰型前陆盆地油气藏的保存和改造型前陆盆地油气藏的调整和定型;喜山晚期是新生型前陆盆地(如柴北缘前陆冲断带)最主要的成藏期,而叠加型前陆盆地(准南前陆盆地)具有多期成藏的特征,但喜山晚期的油气成藏最为重要。

中国中西部晚古生代—中三叠世沉积盆地原型

中国中西部晚古生代—中三叠世沉积盆地的形成演化受控于4大重要地质事件:一是从晚泥盆世到早石炭世古亚洲陆块的形成,由于古亚洲洋壳的俯冲消减,西伯利亚陆块与古中国陆块由天山—阴山造山系缝合成巨型古亚洲陆块;二是石炭纪—早二叠世巨型古亚洲陆块受地幔柱的作用,发育天山大火成岩省与多条裂谷;三是早石炭世一直延续到中三叠世古特提斯洋扩张和古亚洲陆块南东南边缘离散;四是晚二叠世—中三叠世峨眉地幔柱与多条裂谷。晚古生代—中三叠世,中国中西部地区存在4类盆地原型:(1)离散板块边缘盆地,形成于古特提斯洋拉张期,主要分布于华南陆块北西缘、南缘以及塔里木陆块的南缘;(2)会聚板块边缘盆地,于晚二叠世—三叠纪形成于华南陆块南缘、中晚泥盆世—石炭纪形成于华北陆块北缘以及泥盆纪—石炭纪发育于中央造山系的一侧或两侧;(3)克拉通内盆地,包括台内坳陷和台内断陷及残余海盆;(4)裂谷和拗拉槽,即与天山大火成岩省和峨眉地幔柱相关的裂谷和拗拉槽。

中国中西部前陆冲断带构造特征与天然气富集规律

中国中西部地区的15个前陆冲断带是中国重要的天然气富集区。中国中西部前陆冲断带有统一的大地构造背景①中生代属于特提斯北缘盆地群,统一的大地构造位置与古气候带控制下发育的沉积盆地形成区域性的中、新生界富气生储盖组合;属于“中亚煤成气聚集域”的东段,地质条件对形成大型天然气田非常有利。②新生代属于巨型的环青藏高原盆山体系,由于印欧碰撞,青藏高原隆升并持续向北推挤,形成巨型的环青藏高原盆山体系,中国中西部前陆冲断带就形成于盆山结合部,冲断活动主要受控于喜马拉雅运动期印度板块与青藏高原的活动,冲断活动则控制了前陆冲断带构造圈闭的形成与天然气成藏过程。

中国中西部大型盆地差异演化与碎屑岩油气响应

以碎屑岩油气成藏体系为核心,将中西部大型盆地(四川、鄂尔多斯、准噶尔和塔里木)置于统一时空体系,分析晚古生代以来原型及其更迭对成藏体系形成、分布的控制与油气响应,明确勘探方向。研究认为,构造体制转换期的原型沉降结构差异约束了主力烃源岩及源内、内源近源成藏体系的形成与分布,原型更迭产生的构造形变决定了内源远源、外源与混源成藏体系的时空展布。不同成藏体系的油气行为受中、新生代陆内体制原型的叠加改造控制,表现为:1转换期前渊叠加产生的差异性构造沉降控制了内源近源成藏体系大面积岩性油气藏的形成和近隆起/斜坡相对富集;2燕山晚期以来的掀斜隆升改造致使早期近源油气藏发生调整与贫化;3燕山期以来的断裂改造控制了近源成藏体系油气局部富集高产与内源远源、外源成藏体系油气藏的形成。中部盆地碎屑岩油气勘探主攻方向为燕山期隆起斜坡区内源近源、源内成藏体系,西部盆地优先选择活动隆起压扭性断裂发育区的内源远源、外源成藏体系。