方成名，黃澤光，段鐵軍，胡宗全，楊 帆

（1.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，湖北 武漢 430074;2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇無錫 214126;3.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

中國中西部盆地差異構(gòu)造演化與碎屑巖層系油氣聚集分布

方成名1，2，黃澤光2，段鐵軍2，胡宗全3，楊 帆2

（1.中國地質(zhì)大學(xué)資源學(xué)院，湖北 武漢 430074;2.中國石化石油勘探開發(fā)研究院無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇無錫 214126;3.中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083）

對中西部地區(qū)盆地構(gòu)造演化和晚期差異構(gòu)造改造的分析表明，四大盆地構(gòu)造－成盆具有“同序異時”的演化特征，即均具有從伸展性盆地向壓性或壓扭性盆地轉(zhuǎn)化的成盆序列;碎屑巖層系的晚期構(gòu)造改造由山前沖斷、差異隆升和掀斜等3種基本型式在橫向上并列和縱向上疊加而成。構(gòu)造－成盆作用與晚期構(gòu)造改造共同控制了碎屑巖層系的油氣富集分布及油氣成藏類型與規(guī)模:單一的成盆序列和多樣式的轉(zhuǎn)化確定了四大盆地間相似的成藏組合類型與差異性分布特征，四大盆地改造的基本型式?jīng)Q定了油氣富集的類型，而改造的疊加特征控制了油氣富集成藏的期次和規(guī)模?；趯λ拇笈璧厮樾紟r層系油氣富集構(gòu)造控制因素的相似性和差異性認(rèn)識，提出了油氣富集構(gòu)造區(qū)帶類型的劃分方案，劃分出古隆起、斜坡、山前褶皺沖斷及大型斷裂4類油氣富集區(qū)帶類型及相應(yīng)7種成因類型。

碎屑巖;油氣成藏;油氣富集區(qū)帶;構(gòu)造演化;中國中西部

中西部碎屑巖領(lǐng)域是指四川盆地三疊系須家河組及其以上、鄂爾多斯盆地石炭系及其以上、塔里木盆地志留系及其以上和準(zhǔn)噶爾盆地石炭系及其以上層系。據(jù)三次資評統(tǒng)計，中國石化在中西部四大盆地碎屑巖領(lǐng)域油氣資源總量達(dá)到135×1012t油當(dāng)量，平均探明率不足7%，資源勘探潛力大。然而，四大盆地碎屑巖層系的油氣資源類型、規(guī)模分布及聚集模式等存在巨大差異。

盆地構(gòu)造演化對碎屑巖油氣差異分布的控制是毋庸置疑的，前人已對中西部地區(qū)前陸盆地或前陸沖斷帶碎屑巖層系油氣的成藏特征與分布做了大量工作［1－4］。然而，隨著勘探的深入，一批與碎屑巖層系有關(guān)的大中型油氣田相繼被發(fā)現(xiàn)。它們主要分布在古隆起帶、甚至活動斷裂帶中，如塔中志留系稠油富集帶、鄂爾多斯伊盟隆起帶上古生界潛在氣田群及鄂南中生界次生油藏等。顯然，以單一的前陸盆地油氣成藏模式并不能很好地解釋上述新發(fā)現(xiàn)的油氣田或富集帶，有必要從盆地演化的全過程中分析油氣的聚集分布。本文試圖從四大盆地整體構(gòu)造演化、變形的差異性對比入手，重點(diǎn)研究差異特征對四大盆地碎屑巖成藏組合分布、油氣藏類型與規(guī)模、油氣成藏的構(gòu)造控制作用，提出碎屑巖層系油氣聚集的構(gòu)造區(qū)帶類型，將有助于提高對中西部地區(qū)碎屑巖領(lǐng)域油氣富集成藏規(guī)律的整體認(rèn)識。

1 構(gòu)造－成盆演化的差異性

晚古生代以來，中國中西部地區(qū)盆地的形成和演化受古國陸與西伯利亞大陸及其中間的哈薩克斯坦－伊犁和蒙古陸塊，以及南方羌塘－印支陸塊群的拼合過程控制［5］。晚古生代，中西部地區(qū)受古中亞洋的消亡，以及古特提斯開合過程影響，整體處于“北聚南離”的構(gòu)造環(huán)境，即天山、陰山一線以北由于板塊匯聚而處于擠壓構(gòu)造環(huán)境，其南緣由于古特提斯自西向東的擴(kuò)張?zhí)幱谏煺箻?gòu)造環(huán)境。中生代，中西部盆地受歐亞陸塊與岡瓦納陸塊之間特提斯洋的開合過程以及天山、祁連山、賀蘭山等造山帶的陸內(nèi)俯沖擠壓聯(lián)合控制，相繼進(jìn)入陸內(nèi)擠壓環(huán)境。

中西部地區(qū)此合彼張以及陸塊增生等構(gòu)造活動的不同步性決定了中西部地區(qū)的構(gòu)造－成盆具有“同序異時”演化序列以及多樣式的同序轉(zhuǎn)化形式（圖1）?！巴颉笔侵杆拇笈璧赝砉派詠矶冀?jīng)歷了由早期伸展性克拉通內(nèi)坳陷、臺內(nèi)斷陷或坳陷向晚期壓性陸內(nèi)坳陷、前陸盆地的演化歷程，但每個盆地發(fā)生轉(zhuǎn)化的時間存在“異時”特征。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣率先于二疊紀(jì)完成由斷陷盆地向前陸盆地轉(zhuǎn)化［6］，而此時的塔里木盆地南緣和四川盆地處于古特提斯擴(kuò)張構(gòu)造域，發(fā)育弧后盆地、臺內(nèi)斷陷盆地［5，7－8］。鄂爾多斯盆地處于北部擠壓南部拉張的過渡部位，為弱伸展構(gòu)造環(huán)境控制下的陸內(nèi)坳陷盆地。中、新生代，中西部地區(qū)主體處于陸內(nèi)俯沖造山的控制，發(fā)育中生代與新生代兩期前陸盆地［9－10］。

2 “同序異時”構(gòu)造－成盆演化對碎屑巖成藏組合發(fā)育與分布的控制

中西部四大盆地構(gòu)造－成盆演化具有“同序異時”的特征，但不同類型盆地的發(fā)育期、發(fā)育時限及轉(zhuǎn)化的形式存在差異。“同序”控制了四大盆地碎屑巖成藏組合類型及其演化歷程的相似性，“異時”決定了四大盆地碎屑巖成藏組合和油氣所處層系的差異性?！巴颉鞭D(zhuǎn)化的形式控制了盆地間碎屑巖成藏組合發(fā)育和分布的差異特征。

晚古生代至中生代早期，中西部地區(qū)的構(gòu)造－成盆作用受控于古中亞洋關(guān)閉和古特提斯擴(kuò)張的大地構(gòu)造環(huán)境，由此形成復(fù)雜的盆地演化和沉積充填序列，發(fā)育多種碎屑巖油氣成藏組合類型。四川盆地為古特提斯構(gòu)造域控制下的克拉通臺內(nèi)裂陷與臺內(nèi)坳陷并列，不發(fā)育碎屑巖層系成藏組合。鄂爾多斯盆地為加里東造山期后華北大型陸內(nèi)坳陷的一部分，晚石炭世－中二疊世發(fā)育一套向南、北兩側(cè)隆起帶超覆的陸相含煤碎屑巖沉積，以發(fā)育大面積的優(yōu)質(zhì)煤系氣源巖和垂向上多個生儲蓋成氣組合疊置為特征，具備良好的資源基礎(chǔ)。準(zhǔn)噶爾盆地為兩期不同盆地原型的疊加，陸內(nèi)前陸盆地（中二疊統(tǒng)－中三疊統(tǒng)）疊加在造山期后的塌陷盆地（石炭系－下二疊統(tǒng)）之上，相應(yīng)地發(fā)育兩種成油組合，分別由發(fā)育湖相優(yōu)質(zhì)油源巖的碎屑巖系和火山巖夾含煤碎屑巖系構(gòu)成。塔里木盆地受南緣古特提斯開合構(gòu)造環(huán)境影響，為弧后前陸盆地和克拉通內(nèi)坳陷并列，發(fā)育由南、北兩側(cè)向中央活動隆起不斷超覆的海陸過渡相碳酸鹽巖夾碎屑巖沉積，且僅在塔西南弧后地區(qū)形成碎屑內(nèi)部成油氣組合，其它地區(qū)碎屑巖系源巖不發(fā)育，但通過活動斷裂溝通海相源巖形成次生型油氣組合。

中、新生代，受板塊聚斂為主的壓扭型盆山體制控制，中西部地區(qū)處于擠壓和壓扭為主的構(gòu)造應(yīng)力場，相應(yīng)發(fā)育擠壓及壓扭型兩類前陸盆地。盆地沉積充填縱向上具反旋回特征，細(xì)碎屑沉積發(fā)育在層序底部，均形成下生上儲式的成油氣組合類型。平面上以壓性為主的四川和鄂爾多斯盆地，沉積層序由山前向前陸依序超覆、相帶較寬，成油氣組合分布范圍廣，并通常具有前陸突變式遷移的特征，形成兩套成油氣組合呈“立交橋式”的縱向疊置。四川盆地分別形成以龍門山前為沉積中心近南北走向的上三疊統(tǒng)須家河組成氣組合和以米蒼－大巴山前為沉積中心近東西走向的侏羅系成油氣組合。鄂爾多斯盆地則由晚三疊世西南緣前陸向侏羅紀(jì)－白堊紀(jì)西緣前陸遷移，延長組成油組合與延安組成油組合的優(yōu)勢發(fā)育區(qū)相應(yīng)地發(fā)生遷移。塔里木與準(zhǔn)噶爾兩個以壓扭性為主的盆地沉積中心具有斜向遷移的特征，沉積相帶相對較窄，主要分布于山前帶，分布范圍相對較小。

3 差異式構(gòu)造變形與改造對油氣藏類型與規(guī)模的控制

3.1 四大盆地構(gòu)造變形與改造型式

差異式構(gòu)造變形是中西部疊合盆地的普遍地質(zhì)特征。中西部四大盆地晚古生代以來經(jīng)歷了印支、燕山、喜馬拉雅期多幕次構(gòu)造作用的疊加與改造，每一期的構(gòu)造改造由差異隆升、山前沖斷與掀斜等3種基本型式組成。差異隆升主要表現(xiàn)為盆地腹部的隆坳格局，伴生同期活動斷裂;山前沖斷型即造山期作用于盆地邊緣的擠壓沖斷，變形具有平面分帶、縱向分層的特征;掀斜型是指地質(zhì)塊體“翹翹板”式的整體性改造，表現(xiàn)為一端隆升、另一端沉降。

四大盆地碎屑巖層系現(xiàn)今的構(gòu)造變形即是3種基本改造型式的橫向并列與縱向疊加。

3.2 差異變形對成藏期次與油氣藏類型、規(guī)模的控制

構(gòu)造運(yùn)動的多期性控制了中西部地區(qū)碎屑巖層系多期成烴、成藏和晚期為主的特點(diǎn)［11］，構(gòu)造改造的型式和強(qiáng)度控制了油氣藏類型與油氣田的規(guī)模。

盆覆區(qū)早期構(gòu)造相對穩(wěn)定，晚期易遭受不同方式的改造，具備晚期調(diào)整或次生成藏的特征。鄂爾多斯盆地覆部地區(qū)上古生界于燕山早期形成大面積巖性氣藏，燕山晚期西傾改造，早期氣藏發(fā)生向東調(diào)整或次生成藏。燕山晚期斷裂與裂縫控制了鄂爾多斯盆地西南部中生界延長組的油氣高產(chǎn)富集和白堊系的次生成藏［11－12］。準(zhǔn)噶爾盆地中部地區(qū)車莫古隆起區(qū)于燕山期形成大面積巖性、構(gòu)造－巖性油氣藏，喜馬拉雅期的整體南傾改造使早期聚集的油藏發(fā)生同向或反向調(diào)整［13］（圖2）。塔中地區(qū)上古生界石炭系－二疊系成油氣組合，在印支期以來的差異隆升及其伴生斷裂改造下，形成次生型構(gòu)造、構(gòu)造－地層型油氣藏，規(guī)模較小，并具備下部碳酸鹽巖與上部碎屑巖立體式多期成藏的特征。川中長期穩(wěn)定的隆起帶上分布著多個規(guī)模不大的巖性油藏。

盆緣區(qū)構(gòu)造活動性相對較強(qiáng)，并有多期疊加沖斷和早期沖斷、晚期差異隆升改造兩種型式，形成上、下兩套構(gòu)造層。前者具有與沖斷構(gòu)造期次相匹配的多期成藏，以構(gòu)造油氣藏為主，規(guī)模較大。庫車前陸褶皺帶東秋里構(gòu)造帶，具備燕山期和喜馬拉雅期疊加沖斷構(gòu)造帶，兩套構(gòu)造層系均有油氣分布，油氣藏類型以構(gòu)造油氣藏為主（圖3），油氣藏往往成排成帶展布。晚期掀斜改造型沖斷帶上、下兩套構(gòu)造層具有不同的成藏特征，下部構(gòu)造層具備早期成藏、晚期調(diào)整，上部構(gòu)造層以晚期成藏為特征。準(zhǔn)西北緣于海西晚期形成山前沖斷帶［14］，中、新生代以來的差異隆升，形成該區(qū)沿超覆面和同沉積斷裂帶形成帶狀分布的地層型和構(gòu)造型油氣藏，規(guī)模一般較大，如沿紅車斷裂和中、新生界超覆面形成兩類不同的富油帶。

圖2 車莫古隆起不同階段油氣運(yùn)聚模式Fig.2 Hydrocarbon migration and accumulation patterns at different stages in Chemo paleo-uplift

圖3 庫車東秋里格疊加沖斷構(gòu)造帶與油氣藏分布（據(jù)金文正，2007，有修改）Fig.3 Distribution of hydrocarbon accumulation in Dongqiulige thrust zone in Kuqa Depression（modified from Jin Zhengwen，2007）

4 中西部碎屑巖層系油氣富集區(qū)帶構(gòu)造分類

晚古生代以來的四大盆地構(gòu)造演化特征控制了中西部地區(qū)碎屑巖層系油氣富集構(gòu)造區(qū)帶類型的相似性與分布的差異性。根據(jù)油氣聚集與分布的構(gòu)造控制因素、構(gòu)造類型與形態(tài)，將中西部地區(qū)碎屑巖領(lǐng)域油氣富集與分布按構(gòu)造區(qū)帶類型劃分為古隆起帶、斜坡帶、山前褶皺沖斷帶及大型斷裂帶4類及相應(yīng)的7種成因類型。富集區(qū)帶類型的劃分注重油氣藏分布所處現(xiàn)今構(gòu)造的屬性，而成因類型主要依據(jù)油氣富集的構(gòu)造主控因素與形成的油氣藏類型及其分布特征（表1）。

4.1 古隆起帶

古隆起帶是沉積盆地中的大型正向構(gòu)造單元，對于沉積盆地的構(gòu)造演化、沉積體系及流體活動都有較大的制約作用，隆起對油氣富集的控制作用與之長期處于油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)是緊密相關(guān)的。

根據(jù)古隆起形成以后遭受的構(gòu)造改造型式，可進(jìn)一步劃分為穩(wěn)定古隆起、活動古隆起和構(gòu)造隆起帶等3種成因類型。

穩(wěn)定的古隆起是指長期穩(wěn)定或晚期僅遭掀斜改造的正向構(gòu)造帶，通過控制碎屑巖層系沉積相帶展布，形成以巖性、地層型油氣藏為主的大面積成藏特征。

活動古隆起是指碎屑巖沉積期，伴隨差異隆升改造，斷裂與不整合面構(gòu)成的有效輸導(dǎo)體系是此類油氣聚集成藏的關(guān)鍵，多層系次生富集與油氣田規(guī)模相對偏小是其主要成藏特征。

構(gòu)造隆起帶是指坳陷帶中相對構(gòu)造高地，為構(gòu)造擠壓形成，通常呈成排成帶展布，以發(fā)育構(gòu)造、構(gòu)造－巖性原生油氣藏為主，油氣田規(guī)模與坳陷帶的供烴能力密切相關(guān)，晚期小型斷裂與裂縫可導(dǎo)致上覆層系次生成藏，但規(guī)模小。

表1 中西部地區(qū)碎屑巖層系主要油氣聚集構(gòu)造區(qū)帶類型與分布Table 1 Types and distribution of the major plays in the clastic strata in western-central China

4.2 斜坡帶

斜坡帶位于隆起向坳陷的過渡部位，面向生烴坳陷且本身具有一定的生烴潛力，因而具有良好的油源條件，是油氣向隆起運(yùn)移的必經(jīng)之路，而且由于地層從斜坡部位開始向隆起頂部逐步發(fā)生尖滅、剝蝕，斜坡帶部位也能發(fā)育地層尖滅圈閉，斜坡區(qū)一般還具有三角洲等有利的儲集相帶。

根據(jù)斜坡形成機(jī)制及分布，可將斜坡帶分為前陸斜坡帶和圍繞古隆起分布的圍限斜坡。

前陸斜坡帶是區(qū)域擠壓背景下形成的構(gòu)造斜坡，具有上部剝蝕、下部埋藏與單向傾斜的特征。斜坡不同部位發(fā)育的油氣藏類型存在差異:斜坡上部因地層尖滅、構(gòu)造作用弱易形成地層－巖性油氣藏，如車排子地區(qū)排2井沙灣組油藏;斜坡中下部受前陸沖斷褶皺作用影響易形成背斜巖性、斷層等復(fù)合油氣藏，如麥蓋提斜坡帶西段上傾方向的上古生界低幅構(gòu)造與巖性油氣聚集帶［15］。

圍限斜坡受古地貌控制，多為沉積斜坡，具有構(gòu)造活動弱的特征。油氣藏多分布于斜坡帶上部的巖性尖滅帶，以地層－巖性油氣藏為主。如塔河地區(qū)沙雅隆起帶S112－2井志留系上傾巖性尖滅油藏［16］。

4.3 山前褶皺沖斷帶

山前褶皺沖斷帶是碎屑巖系油氣成藏富集的主要構(gòu)造區(qū)帶類型，其發(fā)育模式與變形特征控制了油氣的成藏模式和分布［1－4，17］。中西部地區(qū)山前褶皺沖斷帶的變形可劃分為疊加型、早期型和晚期型3種，四大盆地以疊加型和早期型為主。

疊合型指喜馬拉雅期形成的山前沖斷帶疊加于晚古生代－印支期沖斷帶之上，由深部和淺部兩個層次的構(gòu)造組成。縱向上發(fā)育多套烴源層系、多套成藏組合，并具有多期成藏、以晚期為主的特征［4］。兩套構(gòu)造層系均有油氣分布，油氣藏類型以背斜油氣藏為主。

早期型指早期發(fā)生山前沖斷、晚期遭受改造，油氣的形成和分布取決于晚期構(gòu)造改造的型式和強(qiáng)度。

4.4 大型斷裂帶

大型斷裂帶指盆地內(nèi)部構(gòu)造較穩(wěn)定地區(qū)發(fā)育的一些大型斷裂，并對油氣的富集與成藏具有明顯控制作用。這些斷裂帶多為盆地內(nèi)部二級構(gòu)造單元的分界斷裂，并在多期構(gòu)造活動中始終處于構(gòu)造高部位，是兩側(cè)油氣運(yùn)移的有利指向區(qū)。斷裂帶附近易形成斷背斜、斷塊、斷鼻等多種類型的構(gòu)造圈閉。斷裂的“通源”與適時的反轉(zhuǎn)是此類油氣聚集帶形成的關(guān)鍵。準(zhǔn)噶爾西緣紅車斷裂“正－逆－正”的多次反轉(zhuǎn)共同控制了油氣垂向輸導(dǎo)與保存的有效匹配［14］。

5 結(jié)論

1）中西部四大盆地“同序異時”的演化特征對碎屑巖層系成藏組合發(fā)育具有明顯的控制作用，“同序”決定了四大盆地碎屑巖成藏組合的相似性，“異時”決定了四大盆地成藏組合所處層系的差異性。

2）中西部碎屑巖層系差異構(gòu)造變形是差異隆升、山前褶皺沖斷及掀斜3種基本改造型式的橫向組合和縱向疊加。改造型式的橫向差異決定了碎屑巖層系油氣富集的類型與規(guī)模，而不同方式的縱向疊加控制了油氣富集成藏的期次和規(guī)模。

3）四大盆地碎屑巖層系油氣的富集、成藏類型及分布與構(gòu)造－成盆作用、差異構(gòu)造改造密切相關(guān)，根據(jù)油氣分布的構(gòu)造形態(tài)與富集的構(gòu)造主控因素，可劃分出古隆起帶、斜坡帶、山前褶皺沖斷帶與大型斷裂帶等4類油氣聚集構(gòu)造區(qū)帶及相應(yīng)地7種成因類型。

致謝:本文引用了部分中國石化科技部與西北局、華北局、西南局、勘探南方分公司等地區(qū)局的科技項目研究成果，在此不一一贅述，謹(jǐn)在此向有關(guān)人員和單位表示感謝!

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Differential tectonic evolution and hydrocarbon distribution in clastic strata of petroliferous basins in central-western China

Fang Chengming1，2，Huang Zeguang2，Duan Tiejun2，Hu Zongquan3，Yang Fan2

（1.School of Earth Resources，China University of Geosciences，Wuhan，Hubei430074，China;2.Wuxi Petroleum Geology Research Institute，SINOPEC PEPRIS，Wuxi，Jiangsu214126，China;3.SINOPEC Exploration＆Production Research Institute，Beijing100083，China）

The relationship between tectonic evolution and hydrocarbon distribution is complex in major petroliferous basins such as Sichuan，Ordos，Junggar and Tarim in central-western China.Analysis of the tectonic evolution and late differential tectonic modification of these basins shows that the four basins had the similar process and different geologic timing of tectonic evolution and basin formation，i.e.they all have a similar basin-forming process featuring in transformation from extensional to compressional or transpressional basin.The late tectonic modification of the clastic strata is characterized by lateral aligning and vertical superimposition of three basic structural styles including foreland thrust，differential uplifts and titled structure.Tectonic activity，basin formation and late modification jointly control hydrocarbon accumulation types，sizesand distribution.Simple basinforming process but diversified tectonic transformation determines that the four basins have similar play types but differential distribution patterns.The basic modification style of the four basins determines their hydrocarbon accumulation types，while the superposition features control the timing and sizes of hydrocarbon accumulation.Based on the understanding of the similarities and differences of tectonic controlling factors on hydrocarbon accumulation among these basins，we put forward a play classification scheme.According to this scheme，we identi-fied 4 play types including palaeo-uplift，slope，foreland folded-thrust and large fault.

clastic rock，hydrocarbon accumulation，play，tectonic evolution，central-western China

TE122.1

A

0253－9985（2012）04－0571－07

2012－02－12;

2012－07－11。

方成名（1980—），男，博士研究生，盆地分析與油氣地質(zhì)綜合研究。

國家科技重大專項（2011ZX05002－006－01）。

（編輯 張亞雄）