張吉光,王英武
(1.中國石油 大慶油田公司勘探分公司,黑龍江 大慶 163453;2.中國石油 大慶鉆探工程公司 測井一公司,黑龍江 大慶 163412)
沉積盆地是油氣賴于生成、賦存的場所,是多年來油氣勘探工作者和石油地質(zhì)專家主要的勘探、研究對象之一。在深入開展工作之初,首先要對盆地內(nèi)構(gòu)造單元按照一定的規(guī)則進行劃分,從而使大家能夠在油氣勘探活動中用共同語言進行深入討論共同關(guān)心的問題,所提出的各類認識和做出的部署能夠得心應(yīng)手。這已逐漸發(fā)展成為由中國石油天然氣總公司發(fā)布的中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準(SY/T 5978-94)[1]。但是,在使用中也出現(xiàn)小盆地劃分層級繁多,亞二級構(gòu)造帶劃分原則不明確,構(gòu)造單元稱謂五花八門的現(xiàn)象。筆者擬對一些構(gòu)造單元劃分原則、命名和規(guī)范使用提出看法。
任何研究對象都要涉及分類和層次劃分,這是深入研究的基礎(chǔ)。而分清層次和分好類別的前提是要確定分類原則,依據(jù)原則中的特點進行妥善劃分。因此,對沉積盆地深入研究的第一步就是依據(jù)劃分原則并按照石油天然氣行業(yè)標準的層級(表1)[1]合理劃分構(gòu)造單元。目的是能夠清楚表示其構(gòu)造格局特點,利于更深層次的工作。
由于依據(jù)的資料不同,確定的劃分原則有所不同。但基本有4條:(1)重磁力場的特點;(2)斷裂規(guī)模和展布;(3)基巖出露與基底起伏;(4)沉積巖厚度變化(主要勘探目的層的分布)。劃分時要做到簡潔、規(guī)范、實用、易操作。如果盆地內(nèi)覆蓋有地震資料及少量鉆井資料,則可以根據(jù)實際資料對構(gòu)造單元做必要的調(diào)整。
表1 構(gòu)造單元層級劃分[1]
一級構(gòu)造單元主要包含隆起、坳陷和斜坡,二級構(gòu)造單元包含凸起、凹陷。隆起和凸起的差別一般是指經(jīng)構(gòu)造變動巖層拱起后的規(guī)模和上覆地層的厚度。如果規(guī)模大、上覆地層較薄(一般僅幾百米厚)稱為隆起。如果規(guī)模相對較小、上覆地層較厚(一般超過千米)稱為凸起。以凸起上覆地層相對厚薄做依據(jù),進一步分為高凸起和低凸起。薄者為高凸起,厚者為低凸起。
坳陷之間應(yīng)有隆起或大的斷裂(控坳斷裂)相隔,凹陷之間應(yīng)有凸起或大的斷層(控凹斷層)分布,次凹之間一般有低凸起相隔。隆起內(nèi)可以包含若干個凹陷,凸起內(nèi)則比較單一。坳陷一般由若干個凹陷組合而成,凹陷內(nèi)可以包含若干個次凹(洼陷)。
沉積盆地內(nèi)的斷裂是十分復(fù)雜的,要劃分等級,識別控制一級、二級構(gòu)造單元分布的斷裂特點,并作為劃分構(gòu)造單元的依據(jù)之一。
斷陷型盆地中的次凹應(yīng)該與坳陷型盆地中的向斜同為三級構(gòu)造單元。二者都是指二級負向構(gòu)造單元中再次一級負向構(gòu)造單元,又可稱為洼槽、洼陷、洼地[2-3]。
石油天然氣行業(yè)標準(SY/T 5978-94)是從沉降特征將沉積盆地分為坳陷型、斷陷型2種類型劃分一、二級構(gòu)造單元[1]。其層級描述按盆地—坳陷(區(qū))—凹陷—構(gòu)造帶進行,如松遼盆地東南隆起區(qū)榆樹凹陷、中央坳陷區(qū)朝陽溝階地、渤海灣盆地冀中坳陷晉縣凹陷、海拉爾盆地貝爾湖坳陷烏爾遜凹陷等。在使用中發(fā)現(xiàn)并不能將殘留型盆地和擠壓型(沖斷型)盆地內(nèi)的構(gòu)造單元表述清楚。如現(xiàn)行的勃利盆地構(gòu)造單元劃分方案,就存在一些值得商討之處。
勃利盆地位于黑龍江省佳木斯市與雞西市之間,面積9 020 km2,是一個主要在早白堊世拉張、新生代遭強烈擠壓的殘留型盆地。從面積看,僅相當(dāng)大型沉積盆地中的一個大型坳陷,但其內(nèi)卻劃分出3個坳陷、19個凹陷、5個凸起和1個斜坡等25個二級構(gòu)造單元。從坳陷、凹陷、單斜不同級別的構(gòu)造單元均有命名。其中的二級構(gòu)造單元面積為280 km2,與一些沉積盆地中的三級構(gòu)造單元面積相比要小得多。真所謂麻雀雖小,五臟俱全。這樣的方案看似詳細,實為繁雜與瑣碎(圖1)。
事實上,只要從重磁力場分布圖入手,結(jié)合盆地構(gòu)造剖面特征,深入認識構(gòu)造地質(zhì)特點,就可以得出一個簡潔、實用的方案。這是從成因特點合理劃分構(gòu)造單元的關(guān)鍵。根據(jù)勃利盆地構(gòu)造剖面展示特征(圖2),減少層級,直接劃分為三凹兩凸一斜坡共6個二級構(gòu)造單元更合理一些(表2),且使用方便。當(dāng)然,劃分瑣碎不一定就不合理,關(guān)鍵看是否依據(jù)充分,能否真正把每一級構(gòu)造單元準確刻畫出來。
圖1 勃利盆地構(gòu)造單元劃分
圖2 勃利盆地構(gòu)造剖面
在遵循既定的構(gòu)造單元劃分原則,在對沉積盆地形成的大地構(gòu)造背景、斷裂特點、構(gòu)造形態(tài)、基底起伏變化、應(yīng)力場變化、沉積巖厚度等多項因素綜合考慮,采用合并同類項的辦法,就可以得出簡潔的構(gòu)造單元劃分方案。也只有從成因性質(zhì)角度對各構(gòu)造單元深入認識,才能劃分合理,方便使用。尤其對小盆地更應(yīng)以此為出發(fā)點,減少層級,對認識盆地特點和使用上都有好處。
對于殘留型盆地,最好是考慮原型盆地恢復(fù)后再進行構(gòu)造單元劃分。除了考慮層級外,要根據(jù)實際情況劃分出存在的構(gòu)造單元,構(gòu)造單元類型不一定全面。
對于沖斷型盆地,依據(jù)其成因性質(zhì)以盆地—區(qū)—帶的結(jié)構(gòu)命名較好。
目前,有些盆地的構(gòu)造單元并沒有按照石油天然氣行業(yè)標準命名。主要有2種:一種是按盆地—區(qū)—構(gòu)造帶命名的(表3),如楚雄盆地[4];另一種是按盆地—帶—帶命名的,即將一級、二級、亞二級構(gòu)造單元均使用“帶”的稱謂,如柴達木盆地北部塊斷帶(一級)冷湖背斜帶(亞二級)。它們多見于擠壓型盆地中。另外,有的盆地的一級構(gòu)造單元呈長條狀也被叫作帶,如十萬大山盆地南部坳陷帶。有的盆地將二級構(gòu)造單元的組合稱為帶,如華北南部盆地的周口坳陷含3個凹陷帶2個凸起帶。東濮凹陷勘探程度高,工作很細,在亞二級構(gòu)造單元基礎(chǔ)上又劃分構(gòu)造亞帶,如東濮凹陷中央構(gòu)造帶文留構(gòu)造亞帶。
表2 勃利盆地構(gòu)造單元劃分
表3 楚雄盆地構(gòu)造單元劃分
而在石油天然氣行業(yè)標準中,對坳陷型盆地的二級、亞二級構(gòu)造單元是并列使用的,并未進一步細分。實際使用中可以細分,也可以是直接應(yīng)用。如松遼盆地東南隆起區(qū)榆樹凹陷、中央坳陷區(qū)大慶長垣、古龍凹陷[5]。其中,大慶長垣、朝陽溝階地為亞二級構(gòu)造單元、古龍凹陷為二級構(gòu)造單元。
事實上,上述幾種較為混亂的表述完全可以避免。對于沖斷型盆地,采用盆地—區(qū)—構(gòu)造帶命名較為清晰,避免不同級別的“帶”并列使用造成混淆。對坳陷型盆地,則將二級、亞二級構(gòu)造單元分開表述更為合理。
亞二級構(gòu)造帶是油氣聚集的主要單元,是具體的研究和勘探目標,如果對其命名太籠統(tǒng)或者“帶”、“區(qū)”不分容易影響對其地質(zhì)特征的深入認識。
按照前述定義,凹陷(斷凹)內(nèi)進一步分出向斜、次凹或亞二級構(gòu)造帶。亞二級構(gòu)造帶是指形態(tài)相似的三級構(gòu)造組成的帶狀區(qū)。一般應(yīng)為長條狀,具統(tǒng)一的應(yīng)力背景,其形成機制相似。而“區(qū)”一般指多成因構(gòu)造成群分布,范圍較大,平面上不能構(gòu)成長條狀,形成機制可能不相似,可以含幾個帶在內(nèi)。使用中“區(qū)”“帶”不能混為一談。同時,應(yīng)盡量在認識清楚其成因后再進行命名。所定名字應(yīng)盡量反映其構(gòu)造帶性質(zhì)。如:斷裂帶、斜坡帶、轉(zhuǎn)換帶、斷隆帶、斷階帶、斷裂坡折帶、逆沖帶、逆沖推覆帶等[6-7]。另外,對于以火山巖、變質(zhì)巖等特殊巖性為儲層形成的油氣聚集帶也應(yīng)命名,如海拉爾盆地貝爾湖坳陷貝爾凹陷蘇德爾特變質(zhì)巖潛山帶[8]。要達到用簡潔清晰的字詞刻劃亞二級構(gòu)造單元。
對亞二級構(gòu)造單元的命名不可以過分限定。要根據(jù)具體的形成條件表述清楚,清晰地反映其成因。
商務(wù)印書館2005年出版的現(xiàn)代漢語詞典第5版[9]中對坳(讀ao陰平)的解釋是:山間平地。對拗(ao上聲)的解釋是:使彎曲、使斷、折。因此,拗陷[10]強調(diào)的是形成的過程,而坳陷則表示已形成的狀態(tài)。斷陷、裂陷可視為是與拗陷同一級別的描述,均強調(diào)形成的過程。在英文中,拗陷、坳陷并無分別,均譯為depression,是地槽、地臺或過渡區(qū)下沉的構(gòu)造單元的統(tǒng)稱,即一般所指的地向斜、臺向斜。在早期的文獻中多數(shù)用拗,現(xiàn)在的文章中已經(jīng)很少用拗了。按照習(xí)慣,拗一般用在更大一級的構(gòu)造單元稱呼中,如:拗拉槽等。而在描述沉積盆地的構(gòu)造單元時,統(tǒng)稱坳陷而不用拗陷[11-12]。
按照2005年11月地質(zhì)出版社出版的《地球科學(xué)大辭典》[13]的解釋,坳陷的定義是:(1)地殼內(nèi)的碟狀沉降區(qū),它以沒有或不發(fā)育盆緣沉積斷層為特征,因而成為與斷陷型盆地中的斷坳相并列的構(gòu)造單元。(2)盆地內(nèi)相對沉降性更強一級的構(gòu)造單元,克拉通內(nèi)的沉降中心之一,是與隆起并列而性質(zhì)相反的構(gòu)造單元。因此,無論是雙斷還是單斷構(gòu)造單元,只要是受控盆斷裂控制而成的斷陷型盆地(裂谷、地塹、箕式斷陷等),其嚴格意義上的一級構(gòu)造單元應(yīng)稱為斷坳、斷隆,與坳陷型盆地相區(qū)別。但由于習(xí)慣問題,斷陷型盆地中的一級構(gòu)造單元,已經(jīng)統(tǒng)稱為坳陷、隆起了。如渤海灣盆地中的冀中坳陷、黃驊坳陷。這種做法應(yīng)該繼續(xù)沿用,尊重習(xí)慣。
對凹陷(sag)的解釋是:下垂、鞍狀洼地,為大型盆地中的二級負向構(gòu)造單元,與凸起并列而性質(zhì)相反,是隆起與坳陷內(nèi)進一步劃分出的次一級負向構(gòu)造單元。凹為多音字(ao陰平,wa陰平),同洼。凹陷表示已形成的狀態(tài)。而斷陷是指由大的斷裂控制而形成的負向構(gòu)造單元,主要突出其“斷”的過程。無論是坳陷型盆地,還是斷陷型盆地[14],同樣已習(xí)慣于統(tǒng)稱凹陷而不用斷凹和斷陷。
需要說明的是,從沉降特征將沉積盆地分為坳陷型、斷陷型兩種盆地類型強調(diào)的是形成的過程,因此應(yīng)稱做拗陷型、斷陷型兩種盆地為宜。
在有關(guān)文章中,常見到對一、二級負向構(gòu)造單元的繁雜表述,如坳陷帶、凹陷帶、洼陷帶[15]、斷陷區(qū)[16]、向斜區(qū)等。從文章內(nèi)容表述看,它們分別表達為相鄰的多個凹陷、多個洼陷、多個向斜的組合。但根據(jù)坳陷、凹陷的定義,它們實際上已經(jīng)由上一級構(gòu)造單元名稱所描述,且把多個凹陷的集合叫成凹陷帶容易與亞二級構(gòu)造帶混淆。因此,用凹陷帶、斷陷區(qū)、洼陷帶、向斜區(qū)表述構(gòu)造格局屬同義多名,為不規(guī)范用詞,應(yīng)盡量不用。
在斷陷盆地中人們更愿意用洼槽代替次凹,它是指地史時期寬深凹陷,可以考慮擴大使用。
常見到有些構(gòu)造單元的名稱較復(fù)雜,易造成表述不清。如小蘭屯構(gòu)造、五一牧場凹陷、綏D1井構(gòu)造帶等是用村屯、農(nóng)牧場、已鉆井等命名。其實,應(yīng)該以所屬地區(qū)內(nèi)較有代表意義的地名命名較為恰當(dāng)。選用地名應(yīng)與構(gòu)造單元的層級相匹配。一級構(gòu)造單元用大地名,二級構(gòu)造單元用次級地名,依次類推。命名時盡量不帶村、屯、鄉(xiāng)等行政區(qū)劃名稱。如叫哈爾濱氣田容易被接受,但叫哈爾濱市氣田就難以理解。同樣,命名哈爾濱構(gòu)造就比命名哈爾濱市構(gòu)造易于理解。對于小地名也是同樣道理。如濟陽坳陷濱縣凸起就符合這一原則。但叫壽光縣凸起、方正縣凹陷顯得別扭。當(dāng)然,還需以簡單、易記為原則。
有時,還存在用同一名字同時命名2個不同的構(gòu)造單元的現(xiàn)象。如:大楊樹盆地內(nèi)有南部坳陷、南部隆起,海拉爾盆地呼和湖坳陷、呼和湖凹陷[17]。出現(xiàn)不同的構(gòu)造單元用同一名字的現(xiàn)象,會導(dǎo)致理解上的混亂。因此,忌用同一名字同時命名2個不同的構(gòu)造單元或不同級別的構(gòu)造單元。慎用方位詞命名,尤其是對于較小的構(gòu)造單元來說,應(yīng)該少用。
構(gòu)造單元劃分標準應(yīng)適當(dāng)修改。可以考慮按照拗陷型、斷陷(裂谷)型、殘留型、沖斷型盆地等4類劃分與命名(表4)。對于疊合型盆地應(yīng)根據(jù)盆地性質(zhì)分別命名,如松遼盆地既有中淺層坳陷型盆地,又有深層斷陷型盆地。顯然前者按照坳陷—凹陷—向斜的結(jié)構(gòu)命名,而后者應(yīng)以坳陷—凹陷—次凹的結(jié)構(gòu)命名。
表4 構(gòu)造單元劃分調(diào)整方案
當(dāng)然,對勘探程度較高的沉積盆地,構(gòu)造單元的劃分和使用已經(jīng)比較定型和成熟,形成習(xí)慣,大家均已認可,即使稍有看似不太規(guī)范的稱謂,也沒有更改的必要,仍應(yīng)繼續(xù)沿用。如在坳陷型盆地中將一些大的隆起、坳陷稱為區(qū)或者是帶,在斷陷型盆地中構(gòu)造單元的稱謂卻與坳陷型盆地相同。但對于剛開始勘探的沉積盆地,則應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范合理劃分構(gòu)造單元,這對后續(xù)工作意義重大。
隨著油氣勘探及研究工作的深入,對盆地內(nèi)構(gòu)造單元的認識和油氣聚集單元的認識在不斷深化,有些名詞也將隨著認識而做相應(yīng)的變化,這是從科學(xué)實踐中獲得的必然的結(jié)果。
標準、規(guī)范可以在一定時期內(nèi)起到推動成果和認識的廣泛應(yīng)用,但又有可能一定程度上束縛認識的深化和技術(shù)發(fā)展。因此,在使用一定年限后,隨著認識的深化必然要對標準、規(guī)范進行修改、調(diào)整。但無論怎樣變化,都應(yīng)遵循使用方便、易于表述清楚的原則。尤其是對勘探程度較低、仍需要進一步勘探的沉積盆地,更應(yīng)深入細致分析,最終達到在油氣勘探中既實用、又適合在研究中的可交流性。對于特殊盆地允許根據(jù)盆地具體特點命名相應(yīng)的構(gòu)造單元,從而更易使人理解各構(gòu)造單元間的差異;更有利于在石油地質(zhì)綜合研究和勘探部署工作中避免產(chǎn)生不必要的混亂,避免影響后續(xù)工作。
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