劉樹根, 王一剛, 孫　瑋, 鐘　勇, 洪海濤

鄧　賓1, 夏茂龍2, 宋金民1, 文應(yīng)初2, 吳　娟1

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)),成都 610059；

2.中國石油西南油氣田分公司 勘探開發(fā)研究院，成都 610051;

3.中國石油川慶鉆探公司 地球物理勘探公司，成都610213)

?

拉張槽對(duì)四川盆地海相油氣分布的控制作用

劉樹根1, 王一剛2, 孫瑋1, 鐘勇3, 洪海濤2

鄧賓1, 夏茂龍2, 宋金民1, 文應(yīng)初2, 吳娟1

(1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)),成都 610059；

2.中國石油西南油氣田分公司 勘探開發(fā)研究院，成都 610051;

3.中國石油川慶鉆探公司 地球物理勘探公司，成都610213)

[摘要]四川盆地現(xiàn)今為擠壓性的沉積盆地，地表所見構(gòu)造也均為壓性構(gòu)造；但四川盆地沉積蓋層在形成、演化過程中發(fā)生了拉張運(yùn)動(dòng)(地裂運(yùn)動(dòng))并形成了張性構(gòu)造(拉張槽等)?，F(xiàn)今盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的主要拉張槽有開江-梁平海槽(拉張槽)和綿陽-長寧拉張槽。開江-梁平海槽(拉張槽)是四川盆地內(nèi)深埋地下的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之間的一個(gè)北西-南東向展布的深水碳酸鹽巖沉積區(qū)，是在峨眉地裂運(yùn)動(dòng)理論啟示下因生物礁油氣藏勘探而發(fā)現(xiàn)的。綿陽-長寧拉張槽是四川盆地內(nèi)發(fā)育于早寒武世的一個(gè)南北向的下寒武統(tǒng)巨厚碎屑巖沉積(降)區(qū), 是在興凱地裂運(yùn)動(dòng)理論指導(dǎo)下通過構(gòu)造-沉積綜合研究而發(fā)現(xiàn)的。2個(gè)拉張槽的發(fā)現(xiàn)和特征研究均經(jīng)歷了漫長過程。拉張槽的形成演化不僅控制了優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖和優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖的發(fā)育，而且為優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖-優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖組合的形成和油氣成藏效應(yīng)及規(guī)模的提高創(chuàng)造了條件，致使環(huán)拉張槽周緣地區(qū)是克拉通盆地內(nèi)油氣分布最豐富的地區(qū)。

[關(guān)鍵詞]拉張槽；油氣；海相；克拉通；四川盆地

Control of intracratonic sags on the hydrocarbon accumulations in

the marine strata across the Sichuan Basin, China

LIU Shu-gen1, WANG Yi-gang2, SUN Wei1, ZHONG Yong3, HONG Hai-tao2,

DENG Bin1, XIA Mao-long2, SONG Jin-min1, WEN Ying-chu2, WU Juan1

1.StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,

四川盆地海相碳酸鹽巖油氣勘探最早的發(fā)現(xiàn)是1840年左右在自貢自流井構(gòu)造所鉆的磨子井，該井在下三疊統(tǒng)嘉陵江組發(fā)現(xiàn)天然氣。但真正意義上發(fā)現(xiàn)的大氣田還是1964年發(fā)現(xiàn)的威遠(yuǎn)震旦系燈影組氣田。當(dāng)時(shí)的勘探指導(dǎo)思想為地表背斜油氣勘探理論，因?yàn)橥h(yuǎn)背斜是四川盆地地表最大的背斜構(gòu)造且有氣苗發(fā)現(xiàn)，在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下較容易進(jìn)行勘探。其后勘探界一直致力于四川盆地背斜構(gòu)造的勘探，并逐漸發(fā)現(xiàn)四川盆地內(nèi)存在2期古隆起，即加里東期古隆起和印支期古隆起，勘探的重點(diǎn)為古隆起區(qū)域發(fā)育的背斜構(gòu)造，形成了古隆起勘探理論(即古隆起控制論)[1-13]。在此理論的指導(dǎo)下，盡管發(fā)現(xiàn)了一批氣田，但儲(chǔ)量規(guī)模均較小。相國寺石炭系氣田的發(fā)現(xiàn)和高陡背斜理論的提出[14-17]，促使川東石炭系氣田群的發(fā)現(xiàn)。這是四川盆地第二次較大意義的油氣勘探突破。然而，在地表背斜控制理論、古隆起控制理論和高陡背斜控制理論的指導(dǎo)下在四川盆地并未發(fā)現(xiàn)上千億立方米探明儲(chǔ)量的天然氣氣田。

20世紀(jì)末開江-梁平海槽(拉張槽)的提出和油氣礁灘控制理論的建立，極大地推動(dòng)了四川盆地上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組的油氣勘探，并在21世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)了四川盆地第一個(gè)超千億立方米探明儲(chǔ)量的氣田——普光氣田[18,19]。2013年綿陽-長寧拉張槽的提出[20,21]和安岳下寒武統(tǒng)龍王廟組氣田的發(fā)現(xiàn)[22]，推動(dòng)了四川盆地深層震旦系和寒武系的油氣勘探。目前，四川盆地海相碳酸鹽巖領(lǐng)域的天然氣探明儲(chǔ)量多分布在開江-梁平拉張槽和綿陽-長寧拉張槽周緣，指示拉張槽對(duì)海相油氣分布有較大的控制作用。

本文詳細(xì)介紹了開江-梁平海槽(拉張槽)和綿陽-長寧拉張槽的提出過程、基本特征及其對(duì)油氣地質(zhì)條件和油氣分布的控制作用，并提出拉張槽和古隆起發(fā)育是中國疊合盆地深層克拉通內(nèi)原始油氣富集的區(qū)域構(gòu)造條件，供學(xué)術(shù)界和油氣勘探界參考。特別需指出的是, 本文僅介紹了本文作者所在團(tuán)隊(duì)在開江-梁平海槽(拉張槽)和綿陽-長寧拉張槽的提出和研究過程中所做的工作, 其他研究者和團(tuán)隊(duì)在這2個(gè)拉張槽提出和研究過程中也做了大量的工作和貢獻(xiàn), 敬請(qǐng)讀者參閱有關(guān)文獻(xiàn)。

1四川盆地拉張運(yùn)動(dòng)和拉張構(gòu)造研究沿革

四川盆地現(xiàn)今為擠壓性的構(gòu)造、地貌和沉積盆地，地表所見構(gòu)造也均為壓性構(gòu)造。然而,四川盆地沉積蓋層在其形成和演化過程中發(fā)生了拉張運(yùn)動(dòng)(地裂運(yùn)動(dòng))并形成了張性構(gòu)造(拉張槽等)。對(duì)四川盆地拉張運(yùn)動(dòng)和張性構(gòu)造的識(shí)別和研究盡管較晚，但進(jìn)展迅速，以下3方面的研究極大地推動(dòng)了四川盆地拉張運(yùn)動(dòng)和拉張構(gòu)造的研究：(1)地裂運(yùn)動(dòng)理論的提出和研究；(2)峨眉地幔柱研究；(3)Rodinia大陸裂解研究。

1.1地裂運(yùn)動(dòng)理論的提出和研究

早在1979年，羅志立先生通過考證中國區(qū)域構(gòu)造特征、研究華北裂谷形成機(jī)制、分析西南峨眉山玄武巖噴發(fā)的構(gòu)造背景，在參閱了國內(nèi)外許多裂谷文獻(xiàn)后提出了地裂運(yùn)動(dòng)理論[23]。地裂運(yùn)動(dòng)(taphrogenesis)一詞是德國地質(zhì)學(xué)家E.Krenkel(1922)研究東非裂谷系時(shí)提出來的，詞源出自希臘語，taphro意為“槽”，genesis指“起源”之意，指“因張力作用分裂為區(qū)域斷塊，是造山運(yùn)動(dòng)(orogenesis)同時(shí)期的對(duì)應(yīng)物”。地裂運(yùn)動(dòng)代表地殼的拉張作用，可發(fā)生在Wilson旋回[24]各個(gè)階段，所產(chǎn)生的地裂運(yùn)動(dòng)與油氣區(qū)形成關(guān)系密切。在通過對(duì)比國內(nèi)外裂谷運(yùn)動(dòng)后，結(jié)合國內(nèi)的裂陷作用研究，羅志立先生首次提出了中國大陸自晚元古代以來，經(jīng)歷過3次大范圍的拉張運(yùn)動(dòng)，分別命名為“興凱”、“峨眉”和“華北”地裂運(yùn)動(dòng)[23,25]。四川盆地內(nèi)拉張槽的發(fā)育主要與“峨眉”和“興凱”地裂運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

有關(guān)峨眉地裂運(yùn)動(dòng)的研究較多[26-30]。峨眉地裂運(yùn)動(dòng)發(fā)生于中泥盆世至中三疊世，主要表現(xiàn)為華南古板塊再次裂解，并呈“臺(tái)塊”與“臺(tái)槽(裂陷槽)”相間的構(gòu)造格局。峨眉地裂運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)在揚(yáng)子古板塊西緣峨眉山玄武巖大量噴發(fā)、攀西裂谷發(fā)育、古特提斯洋打開，并在鄰區(qū)形成甘孜-理塘小洋盆(P2-T1)和康定-爐霍裂陷槽，南部發(fā)生南盤江小洋盆(D-T2)和湘桂贛裂陷槽(D-T)。峨眉地裂運(yùn)動(dòng)在四川盆地最明顯的表現(xiàn)特征是在盆地的西南部，以峨眉山地區(qū)的陸相溢流玄武巖為主要特征；盆地東部與之相關(guān)的北西向展布的拉張槽，由西南至東北為綿竹-武勝拉張槽、廣旺-開江-梁平拉張槽和鄂西海槽[31]。

四川盆地興凱地裂運(yùn)動(dòng)由于時(shí)代久遠(yuǎn)，研究難度更大，近期才有較大進(jìn)展[20,21]。通過對(duì)四川盆地周緣剖面的研究，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)背景，認(rèn)為興凱地裂運(yùn)動(dòng)發(fā)生于震旦紀(jì)至中寒武世[32]，與興凱造山運(yùn)動(dòng)旋回相對(duì)應(yīng)；揚(yáng)子古板塊在晚元古代從Rodinia大陸裂離，并形成若爾蓋、中咱、普洱、浙閩、云開等地塊[33]。在地裂運(yùn)動(dòng)作用下，沉積了新元古代早期火山-碎屑沉積，在地裂運(yùn)動(dòng)較弱的部位形成早古生代被動(dòng)大陸邊緣盆地；后在加里東運(yùn)動(dòng)的影響下，再次發(fā)生碰撞拼貼，并最終導(dǎo)致華南統(tǒng)一古板塊的形成[20]。

黃汲清先生提出的“古中國地臺(tái)”形成于中元古代末(1 100 Ma B.P.)的揚(yáng)子旋回早期〔或稱華南陸塊晉寧運(yùn)動(dòng)(1 000 Ma B.P.)〕，于800 Ma B.P.后開始裂解，700 Ma B.P.達(dá)到高潮。這與李正祥提出的Rodinia大陸會(huì)聚于1 000 Ma B.P.和裂解于700 Ma B.P.[34]，在時(shí)間上是對(duì)應(yīng)的。在新元古代早期中國三大陸塊形成的“古中國地臺(tái)”，成為Rodinia超大陸組成部分，在空間上也是有聯(lián)系的。從全球構(gòu)造上看，興凱地裂運(yùn)動(dòng)與Rodinia超大陸的形成演化關(guān)系十分密切。故研究中國南方板塊的興凱地裂運(yùn)動(dòng)，有必要與全球Rodinia超大陸形成和裂解相聯(lián)系。值得指出的是，黃汲清先生“古中國地臺(tái)”的提出和羅志立先生“興凱地裂運(yùn)動(dòng)”的建立，比Rodinia超大陸裂解之說早了十多年。

1.2峨眉地幔柱研究

Wilson根據(jù)太平洋、大西洋和印度洋中的線性分布火山島嶼和海山、漸次順序變化的噴發(fā)年齡初次提出熱點(diǎn)假說，將其解釋為相對(duì)靜止的熱點(diǎn)與漂移的巖石圈板塊二者所形成淺表的鏈狀火山島嶼[35]。隨后Morgan正式提出地幔柱假說[36]，Morgan和Hofmann等系統(tǒng)地完善了地幔柱理論模型[37,38]。地幔柱是源于核幔邊界或上下地幔邊界的熱異常物質(zhì)，以對(duì)流形式誘發(fā)地幔緩慢運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為熱物質(zhì)以柱狀形式從地幔深部上升。地幔柱運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力在于地核向地幔的熱能轉(zhuǎn)移，體現(xiàn)為由熱柱浮力導(dǎo)致的巖石圈垂向運(yùn)動(dòng)，上覆巖石圈的加熱和火山(熱點(diǎn))作用。尤其是20世紀(jì)90年代初， Griffiths和Campbell基于地幔(熱)柱兩大基本特征(即熱驅(qū)動(dòng)和大黏滯度對(duì)流)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ统晒Φ亟⒘藙?dòng)態(tài)熱柱結(jié)構(gòu)模型，揭示地幔熱柱柱頭和柱尾動(dòng)態(tài)演化過程機(jī)理[39]。隨后，超級(jí)地幔柱[40,41]、地幔動(dòng)力學(xué)[42]概念的提出進(jìn)一步完善了地幔柱理論體系，使其成為全球板塊構(gòu)造理論中的重要組成部分。

(超級(jí))地幔柱活動(dòng)與板塊形成演化密切相關(guān)，使其在地球及其類地行星系統(tǒng)研究中備受關(guān)注。目前，地學(xué)界普遍認(rèn)同地史上曾存在太平洋超級(jí)地幔柱、非洲超級(jí)地幔柱和數(shù)十個(gè)地幔柱和/或熱點(diǎn)[43,44]，它們與全球重大構(gòu)造變革事件、生態(tài)演替和成礦成藏等密切相關(guān)[40,45]。揚(yáng)子板塊西緣峨眉山玄武巖噴發(fā)是全球晚二疊世的重要地質(zhì)事件，其與峨眉山地幔柱活動(dòng)密切相聯(lián)。峨眉山玄武巖系1929年由趙亞曾先生命名，玄武巖面積為0.25×106km2，體積為0.3×106～0.6×106km3，羅志立先生首次建立“峨眉”地裂運(yùn)動(dòng)理論解釋其成因過程[22]。20世紀(jì)80年代初隨著對(duì)攀西裂谷開展的大規(guī)模研究，對(duì)峨眉山玄武巖進(jìn)行了較為系統(tǒng)的探討，提出了玄武巖裂谷成因的認(rèn)識(shí)[46,47]。隨著地幔柱研究興起，地質(zhì)學(xué)家逐漸從巖石學(xué)、地球化學(xué)和年代學(xué)等方面展開峨眉山玄武巖與地幔柱作用機(jī)制的研究與探討。揚(yáng)子板塊西南地區(qū)峨眉山玄武巖下伏二疊系茅口組具明顯的呈圓環(huán)狀差異剝蝕，可分為深度剝蝕帶(內(nèi)帶)、部分剝蝕帶(中帶)、古風(fēng)化殼或短暫沉積間斷帶(外帶)和連續(xù)沉積帶[48,49]。地幔柱上升造成的沉積響應(yīng)與峨眉山玄武巖類型由內(nèi)帶-外帶具有空間分布規(guī)律(即高鈦玄武巖和低鈦玄武巖類型)具有一致性[50,51]。峨眉山地幔柱沉積構(gòu)造、地球化學(xué)等共同揭示，地幔柱中心部位在云南大理-四川米易一帶，地幔柱尾直徑約400 km，地幔柱頭部直徑約700 km，大火成巖省面積和體積分別約0.5×106km2、0.35×106km3，其快速噴發(fā)開始時(shí)間為258~259 Ma B.P.、持續(xù)時(shí)間約1～3 Ma[51]。四川盆地內(nèi)晚二疊世發(fā)育的開江-梁平拉張槽與峨眉地幔柱活動(dòng)可能有關(guān)。

1.3Rodinia大陸裂解研究

晚元古代超級(jí)大陸觀念于20世紀(jì)70年代被初次提出[52]，80年代中晚期Piper、Bondetal.和Hoffman基于古地磁和地質(zhì)證據(jù)揭示地史上可能存在元古代超級(jí)古大陸的模型[54,55]。尤其是20世紀(jì)90年代初期，Dalziel、Hoffman和Moores大致同時(shí)期提出北美板塊和格陵蘭板塊所組成的勞亞大陸形成晚元古代超級(jí)古大陸的核心模型[56-58]，掀起了地學(xué)界對(duì)晚元古代超級(jí)古大陸研究熱潮。值得指出的是，晚元古代超級(jí)古大陸名稱一直未有定論，如：Pangaea-Ⅰ[52]，Ur-Gondwana[59]，Paleopangea[60], Kanatia[61]等，至McMenamin & McMenamin總結(jié)概述晚元古代超級(jí)古大陸證據(jù)，遵循俄語“Rodit”之意，命名為Rodinia超級(jí)古大陸[62]，而被廣泛采納。隨后，晚元古代Rodinia超級(jí)古大陸的重建受到廣泛持續(xù)的關(guān)注，并產(chǎn)生了大量的研究成果[63,64]，如：UNESCO/IGCP-440 (1999-2004)“Rodinia大陸重建與裂解”。晚中-新元古代全球范圍格林威治造山運(yùn)動(dòng)和大致年齡為1.3~0.9 Ga的碰撞造山運(yùn)動(dòng)等導(dǎo)致以勞亞大陸、東南極大陸為核心的Rodinia超級(jí)古大陸形成，其長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展過程約為150 Ma。隨后825~740 Ma B.P.，Rodinia超級(jí)古大陸及其周緣(可能與超級(jí)地幔柱相關(guān)的)，即勞亞大陸西緣(約750 Ma B.P.)與勞亞大陸南東緣(約600 Ma B.P.)，持續(xù)發(fā)生不同步大陸裂解過程(可能持續(xù)至570 Ma B.P.，例如亞馬遜古陸)，從而導(dǎo)致晚元古代超級(jí)古大陸裂解與現(xiàn)今地球上主要大陸板塊的形成。

中國華南板塊和華北板塊具有明顯的親澳大利亞板塊屬性，分別于～720 Ma B.P.和～600 Ma B.P.與Rodinia超級(jí)古大陸逐漸裂解分離，并于早-中古生代與東Gondwana大陸碰撞拼貼。華南板塊西緣出露大量晚元古代基性-超基性侵入巖與火成巖和變質(zhì)雜巖，基于其巖石學(xué)和地球化學(xué)等相關(guān)研究，對(duì)于華南板塊晚元古代與Rodinia超大陸裂解分離過程具有不同的端元模式，主要為地幔柱活動(dòng)裂解模式[65-67]和俯沖相關(guān)的巖漿島弧模式[68,69]。地幔柱活動(dòng)裂解模式認(rèn)為揚(yáng)子板塊1.5~1.1 Ga B.P.東西緣發(fā)育為被動(dòng)大陸邊緣，隨后四堡運(yùn)動(dòng)或晉寧運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致?lián)P子板塊與華夏板塊碰撞拼貼形成華南板塊，可能與Rodinia超級(jí)古大陸碰撞拼貼過程密切相關(guān)。伴隨地幔柱活動(dòng)，830~720 Ma B.P.逐漸與Rodinia超級(jí)古大陸離散分裂，在華南板塊西緣和內(nèi)部分別形成南北向康滇裂谷和南華裂谷。巖漿島弧模式則強(qiáng)調(diào)華南板塊晚元古代巖漿巖具有明顯的島弧巖石學(xué)特征和兩大島弧體系(江南島弧和攀西-漢南島弧體系)。西緣攀西-漢南島弧帶與晉寧期(1.0~0.74 Ga B.P.)揚(yáng)子板塊西緣的洋殼東向俯沖相關(guān)，東南部江南島弧則與揚(yáng)子板塊東側(cè)洋殼西向俯沖相關(guān)，該過程可能具有多階段的碰撞過程從而導(dǎo)致華南板塊最終形成[68,69]。745~730 Ma B.P.，由于俯沖洋殼板片斷離拆沉導(dǎo)致巖石圈張性裂谷形成，攀西-漢南島弧帶可能為Rodinia超級(jí)古大陸離散分裂過程中沿東Gondwana和澳大利亞板塊巖漿島弧帶的一部分。

值得指出的是，20世紀(jì)90年代末期華南板塊地幔柱模式或巖漿島弧模式相關(guān)的古大陸離散分裂過程與羅志立先生基于“興凱”地裂運(yùn)動(dòng)及其溝-弧-盆體系的思想[22,70,71]不謀而合，至20世紀(jì)末中文文獻(xiàn)中開始逐步關(guān)注Rodinia超級(jí)古大陸離散分裂過程與中國主要板塊的形成演化關(guān)系[72]。四川盆地內(nèi)早寒武世發(fā)育的綿陽-長寧拉張槽與Rodinia和Gondwana大陸裂解可能有關(guān)。

2四川盆地內(nèi)拉張槽的提出和特征

目前，四川盆地內(nèi)與海相油氣形成分布密切相關(guān)的拉張槽有峨眉地裂運(yùn)動(dòng)形成的開江-梁平拉張槽(為尊重原創(chuàng)，本文也稱開江-梁平海槽)和興凱地裂運(yùn)動(dòng)形成的綿陽-長寧拉張槽。

2.1開江-梁平海槽(拉張槽)的發(fā)現(xiàn)過程和特征

開江-梁平海槽是四川盆地內(nèi)深埋地下的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之間的一個(gè)深水碳酸鹽巖沉積區(qū)，是因生物礁油氣藏勘探而發(fā)現(xiàn)的。

20世紀(jì)90年代生物礁油氣藏勘探在國內(nèi)逐漸受到重視。除南海地區(qū)外，四川盆地上二疊統(tǒng)生物礁氣藏勘探成為主要目標(biāo)。生物礁氣藏的分布與古沉積環(huán)境關(guān)系十分密切。當(dāng)時(shí)受地表露頭的分布和地下鉆井資料的限制，對(duì)四川盆地上二疊統(tǒng)沉積相的認(rèn)識(shí)未能細(xì)化。比較流行的認(rèn)識(shí)是：四川盆地西部康滇古陸是物源區(qū)，分布著二疊系的峨眉山玄武巖；盆地西部沉積陸源碎屑巖(沙灣組)和含煤層系(興文組、宣威組、龍?zhí)督M)；盆地西北和東緣地區(qū)是以硅質(zhì)巖、暗色泥頁巖、薄層灰?guī)r為特征的大隆組分布區(qū)，屬于深水沉積區(qū)，被分別稱為“廣旺海槽”和“鄂西海槽”；除此之外，盆地內(nèi)的廣大區(qū)域主要是富含淺水生物化石的淺海碳酸鹽巖沉積區(qū)，即被認(rèn)為都是長興灰?guī)r、吳家坪灰?guī)r的淺海碳酸鹽巖臺(tái)地相或碳酸鹽巖緩坡相相區(qū)。而生物礁除盆地東緣已出露地表的鄂西見天壩生物礁屬邊緣礁外，盆地內(nèi)地表出露和地下鉆遇的生物礁都是“點(diǎn)礁”。

點(diǎn)礁分布的隨機(jī)性給生物礁氣藏的地震識(shí)別帶來很大困難，那時(shí)也不清楚應(yīng)當(dāng)在什么沉積相帶去尋找大型礁氣藏。當(dāng)時(shí)在勘探中根據(jù)地震資料解釋的目標(biāo)鉆探的礁氣藏專探井全部落空，而在鉆探其下層位石炭系目標(biāo)的過路井中卻不時(shí)地鉆遇礁氣藏。礁氣藏勘探陷入“想打打不到，不打又碰到”的困境。為了改變這種被動(dòng)局面，1996年“九五”國家科技攻關(guān)項(xiàng)目中設(shè)立“川東上二疊統(tǒng)生物礁氣藏形成條件及目標(biāo)評(píng)價(jià)研究”專題，由四川石油管理局地質(zhì)勘探開發(fā)研究院牽頭, 并組織了西南石油學(xué)院及四川石油管理局測井公司和地質(zhì)調(diào)查處計(jì)算中心等單位共同承擔(dān)。

該專題對(duì)200余口鉆井資料、測井資料、數(shù)十口鉆井巖屑等復(fù)查研究發(fā)現(xiàn)：四川盆地達(dá)州、開江、梁平地區(qū)深埋地腹的上二疊統(tǒng)厚度很薄，其上部以暗色硅質(zhì)灰?guī)r、暗色泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖為主，含微體有孔蟲、骨針、放射蟲等生物化石，在電測上為高自然伽馬、低電阻率井段。這些特征與其東部和南部相鄰的開縣、萬縣、忠縣、墊江、鄰水等地區(qū)的長興組生屑灰?guī)r差異十分明顯，具有典型的深水沉積特征。這與出露地表的廣元-旺蒼海槽和鄂西海槽沉積特征相似，故稱為“開江-梁平海槽”[18,73]，其北延方向與廣元-旺蒼海槽相通。該專題研究指出：開江-梁平海槽區(qū)無生物礁分布，而在海槽區(qū)與長興組淺水碳酸鹽巖沉積區(qū)過渡的邊緣斜坡帶上有較大型的邊緣礁分布。這一認(rèn)識(shí)指明了四川盆地生物礁氣藏的勘探方向。此后在邊緣斜坡帶相區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了天東、黃龍場、七里北、普光、元壩、龍崗等大中型長興組生物礁氣藏。由于晚二疊世海槽區(qū)的深水沉積過程一直持續(xù)到早三疊世的飛仙關(guān)期，使得飛仙關(guān)組環(huán)海槽相區(qū)的碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣相帶發(fā)育大型臺(tái)緣鮞粒灘灰?guī)r，形成了多個(gè)大中型鮞粒灘氣藏，如鐵山、渡口河、羅家寨、七里北、鐵山坡、普光、大灣、龍崗等鮞粒灘氣藏[74]。開江-梁平海槽的提出有效地推動(dòng)了四川盆地長興組生物礁和飛仙關(guān)組鮞粒灘氣藏的勘探。近十多年來中國石油、中國石化先后沿海槽邊緣相帶開展了規(guī)?？涨暗娜S地震勘探和數(shù)量可觀的鉆井勘探，已獲得巨大的天然氣儲(chǔ)量。

2.1.1開江-梁平海槽的認(rèn)識(shí)過程

對(duì)開江-梁平海槽的認(rèn)識(shí)過程是隨著礁、灘氣藏的勘探程度不斷提高而逐漸深化的。從20世紀(jì)末提出開江-梁平海槽到對(duì)海槽邊界的精細(xì)刻畫用了十余年時(shí)間，大致可分為3個(gè)階段。

第一階段：1996—2000年國家“九五”攻關(guān)項(xiàng)目，初識(shí)開江-梁平海槽

這一階段的研究區(qū)集中在四川盆地東北及盆地東北緣。在1996—1997年依據(jù)鉆井資料及地表剖面開展地質(zhì)研究工作，基本識(shí)別出川東北地區(qū)上二疊統(tǒng)上部深水碳酸鹽巖沉積特征，初步劃出其分布范圍，并參照廣元-旺蒼海槽、城口-鄂西海槽，將其稱為“開江-梁平海槽”[18,73]。通過對(duì)沉積層序?qū)Ρ妊芯堪l(fā)現(xiàn)，開江-梁平海槽相區(qū)與淺水碳酸鹽巖相區(qū)(碳酸鹽巖緩坡或臺(tái)地)的沉積相序在晚二疊世早期為一套由海陸過渡相到淺水碳酸鹽巖的海侵層序。在晚二疊世中期開始發(fā)生分化，淺水相區(qū)仍然保持了淺水碳酸鹽巖沉積，并發(fā)育生物礁，而開江-梁平海槽相區(qū)則發(fā)展為深水沉積。二者沉積相序的差異是盆地內(nèi)基底斷塊差異沉降的反映。加之發(fā)現(xiàn)川東北地區(qū)地下存在晚二疊世的玄武巖、輝綠巖侵位，說明盆地處于張應(yīng)力場中，應(yīng)是“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”影響的結(jié)果[22]，并與南秦嶺海槽的發(fā)育過程相關(guān)[75]?！熬盼濉惫リP(guān)項(xiàng)目的研究還明確了下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組沉積對(duì)長興組的繼承性以及開江-梁平海槽與長興組生物礁氣藏、飛仙關(guān)組鮞灘氣藏分布規(guī)律的關(guān)系[76,77]。

第二階段：2001—2006年深化深水沉積特征認(rèn)識(shí)

這一階段仍以地質(zhì)研究為主，研究中采集了廣元-旺蒼海槽、城口-鄂西海槽、開江-梁平海槽3個(gè)深水沉積相區(qū)的上二疊統(tǒng)及下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組下部的井下和地表剖面樣品進(jìn)行巖石學(xué)、古生物學(xué)、沉積學(xué)等綜合研究，進(jìn)一步確定了開江-梁平海槽相區(qū)的深水沉積特征，指出“開江-梁平海槽”相區(qū)上二疊統(tǒng)上部的含硅質(zhì)放射蟲的灰質(zhì)硅巖、暗色泥頁巖及暗色泥灰?guī)r與暗色泥晶灰?guī)r組合為大隆組沉積[78]。

第三階段：2006年以后全面認(rèn)識(shí)開江-梁平海槽

自2006年以后，四川盆地的礁灘氣藏勘探沿開江-梁平海槽邊緣帶向西擴(kuò)展至川中儀隴的龍崗地區(qū)、川西旺蒼的元壩地區(qū)，到達(dá)廣元-旺蒼海槽南側(cè)的臺(tái)地邊緣相帶。2007年鉆于海槽相區(qū)的龍崗10井在大隆組取得了大量巖心資料, 進(jìn)一步證實(shí)了前期關(guān)于深水海槽的研究認(rèn)識(shí)[18]。

該階段沿臺(tái)地和海槽邊緣帶展開的三維地震勘探成果，極大地提高了臺(tái)地-斜坡-海槽相的地震相解釋精度。通過對(duì)川東北大巴山地區(qū)宣漢-城口穿越臺(tái)地-斜坡-海槽相帶一系列地面露頭剖面的詳細(xì)研究，建立了碳酸鹽斜坡相帶的地震解釋模式[74]，從而在三維地震剖面上精確地描述了臺(tái)緣斜坡相帶的位置、坡度、高度、沉積發(fā)展史，并準(zhǔn)確確定了海槽邊界從而極大地提高了礁灘體氣藏勘探成效[79]。時(shí)至今日，通過三維地震資料準(zhǔn)確地識(shí)別臺(tái)地邊緣相帶，選擇并確定邊緣礁和鮞粒灘氣藏的鉆探目標(biāo)，仍是提高勘探成功率的重要保證。

2.1.2開江-梁平海槽的主要特征

開江-梁平海槽是一個(gè)深埋于地腹的拉張海槽。它是在“地裂運(yùn)動(dòng)”控制下，在二疊紀(jì)末-三疊紀(jì)初四川盆地內(nèi)因基底斷塊差異沉降形成的深水碳酸鹽巖沉積區(qū)。它與川西北廣元-旺蒼海槽相連。開江-梁平海槽的發(fā)生、發(fā)展和消亡過程影響了二疊系長興組生物礁和三疊系飛仙關(guān)組鮞粒灘的分布及其儲(chǔ)層的早期成巖作用，進(jìn)而影響了礁、灘氣藏的分布。開江-梁平海槽的鉆井剖面特征同廣元-旺蒼海槽和鄂西海槽地表剖面的特征相同。

a.開江-梁平海槽深水沉積的巖石學(xué)特征

開江-梁平海槽深水沉積存在于上二疊統(tǒng)上部-三疊系飛仙關(guān)組下部。上二疊統(tǒng)上部的深水段厚度<30 m，主要巖石類型為黑色、深灰-灰色薄層狀泥頁巖、硅巖、硅質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，間或夾有凝灰?guī)r。巖石中含微體浮游有孔蟲、骨針、硅質(zhì)放射蟲及晚二疊世的腕足等化石或化石碎片，鈣質(zhì)生屑部分硅化。這與上二疊統(tǒng)淺水碳酸鹽巖中含豐富的高分異度的淺水生物化石特征形成鮮明對(duì)比。該段地層屬于上二疊統(tǒng)大隆組[78]。海槽相區(qū)飛仙關(guān)組的深水沉積與下伏大隆組整合過渡，厚度在數(shù)十米至200 m，顏色多為深灰、灰黑色，通常為規(guī)則的薄層狀泥晶灰?guī)r夾極薄層泥頁巖，下部常間夾厚度不等的角礫灰?guī)r，以及具正粒序的角礫、鮞粒泥晶灰?guī)r[78,80]。巖石通常缺乏生物化石，缺乏交錯(cuò)層理、波痕等浪基面以上的沉積構(gòu)造。這種巖層規(guī)則、巖性單一的特征與海槽周緣淺水沉積的飛仙關(guān)組差異十分明顯。

海槽相區(qū)深水沉積的特征表明深水環(huán)境中主要的沉積過程是表層水懸移質(zhì)沉積和來自臺(tái)地和斜坡碳酸鹽巖沉積環(huán)境的多種重力流搬運(yùn)沉積。通過地震資料計(jì)算，二疊紀(jì)末期海槽邊緣斜坡坡度在宣漢地區(qū)達(dá)到20°，而在蒼溪、儀隴地區(qū)坡度最高達(dá)40°，海槽相區(qū)的水體深度可達(dá)450 m[74]。正是這樣的環(huán)境造成了海槽相的沉積特征。

b.開江-梁平海槽地層厚度

四川盆地內(nèi)上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組海相沉積區(qū)地層總厚度一般為800～900 m。在淺水碳酸鹽巖沉積區(qū)上二疊統(tǒng)厚度和飛仙關(guān)組厚度大致相近，而在海槽相區(qū)上二疊統(tǒng)厚度明顯減薄，飛仙關(guān)組補(bǔ)償性增厚[81]。開江-梁平海槽相區(qū)上二疊統(tǒng)厚度<200 m，而飛仙關(guān)組厚度>600 m。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn), 上二疊統(tǒng)厚度減薄是因深水沉積段薄，飛仙關(guān)組厚度大則是深水沉積厚度增大。

從沉積特征上看，整個(gè)上二疊統(tǒng)為向上變細(xì)的沉積層序。上二疊統(tǒng)大隆組在野外露頭剖面上常見到強(qiáng)烈的生物擾動(dòng)層，有的層面上富集生物化石或發(fā)育密集的遺跡化石，以及大量潛穴、鉆孔等，表明其沉積速率很低。因此，大隆組代表了高海平面的凝縮層。而其上覆的飛仙關(guān)組層面平整，缺乏生物化石和遺跡化石，重力流沉積的角礫巖、濁積巖發(fā)育，表明其沉積屬于補(bǔ)償性的快速充填過程。這種沉積過程的差異是造成四川盆地上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組在不同相區(qū)厚度差異的原因。

c.開江-梁平海槽的沉積相序

深水海槽相區(qū)與其相鄰的淺水碳酸鹽巖臺(tái)地沉積相區(qū)的沉積過程差別是由峨眉地裂運(yùn)動(dòng)引起的盆地拉張背景下基底斷塊差異沉降造成的[22]。四川盆地內(nèi)不同相區(qū)的上二疊統(tǒng)沉積同起始于下伏二疊系茅口組風(fēng)化剝蝕面之上的海侵，其底部多有厚薄不等的濱海相含煤層系，往上過渡為淺海碳酸鹽巖，顯示為海水逐漸加深的海侵沉積層序。但是在開江-梁平海槽區(qū)，這套灰?guī)r(吳家坪組)往上變細(xì)變薄后漸變?yōu)榇舐〗M沉積，明顯表現(xiàn)出海水變深、相對(duì)海平面快速升高的沉積過程。其東側(cè)的川東北碳酸鹽巖臺(tái)地相區(qū)的吳家坪組灰?guī)r往上漸變?yōu)椴缓菔瘓F(tuán)塊的長興組生屑灰?guī)r，頂部為潮坪相的白云巖，表現(xiàn)為沉積水體變淺、相對(duì)海平面下降的沉積過程[78]。

海槽相區(qū)的飛仙關(guān)組由下往上由間夾重力流成因的角礫灰?guī)r的規(guī)則暗色薄層泥晶灰?guī)r與極薄層泥巖互層，變?yōu)楹餄撗ǖ囊?guī)則灰?guī)r、薄層泥晶灰?guī)r，再往上出現(xiàn)有波痕、交錯(cuò)層理的薄層鮞粒、生屑灰?guī)r夾層，直至具交錯(cuò)層理的中-厚層狀、塊狀褐灰、紫灰色鮞?；?guī)r。到飛仙關(guān)組上部和頂部變?yōu)楸拥淖霞t色泥巖、泥晶灰?guī)r、生屑鮞粒灰?guī)r，以及膏質(zhì)泥巖間互層，常見干裂、藻紋層等沉積構(gòu)造，為一套潮坪沉積層序。整個(gè)飛仙關(guān)組清楚地表現(xiàn)為一個(gè)海退沉積層序。川東北臺(tái)地相的飛仙關(guān)組多數(shù)鉆井剖面底部為中厚層狀鮞粒白云巖、鮞粒灰?guī)r，與下伏長興組過渡。往上則為富硬石膏的潮坪層、含膏質(zhì)的潮坪層至飛仙關(guān)組頂部，總體上同海槽相區(qū)飛仙關(guān)組一樣表現(xiàn)為海退層序[79]。

在龍崗、元壩、劍閣一帶，相鄰海槽的淺水碳酸鹽巖相區(qū)上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組的相序組合與川東北總體相似，但是其上二疊統(tǒng)下部含煤的海陸過渡相(龍?zhí)督M)變厚，飛仙關(guān)組的膏質(zhì)含量明顯降低，鮞?；?guī)r白云石化強(qiáng)度相應(yīng)下降。

四川盆地內(nèi)深水海槽相區(qū)和淺水臺(tái)地相區(qū)的上二疊統(tǒng)-飛仙關(guān)組都是在下伏層茅口組古風(fēng)化殼夷平面上因海侵開始沉積，至飛仙關(guān)組頂又都形成均一化的潮坪沉積層序[79]，但2個(gè)相區(qū)的縱向沉積相序構(gòu)成卻存在明顯差異。這種差異表明：雖然海平面變化相同，但海槽相區(qū)的基底斷塊在晚二疊世中后期發(fā)生快速下沉，沉積水體大幅度變深，臺(tái)地淹沒，造成“碳酸鹽工廠”關(guān)閉。而臺(tái)地相區(qū)處于緩慢海侵過程中，碳酸鹽沉積物生產(chǎn)尚未到達(dá)溢出階段。兩方面因素的疊加，使海槽相區(qū)成為“饑餓盆地”，從而沉積了代表凝縮層的大隆組。臺(tái)地相區(qū)基底斷塊相對(duì)穩(wěn)定，淺的海水使碳酸鹽巖臺(tái)地上的碳酸鹽沉積物生產(chǎn)率與海平面上升速率平衡，臺(tái)地碳酸鹽巖沉積狀態(tài)保持在追補(bǔ)、并進(jìn)狀態(tài)，沉積了數(shù)百米厚度的吳家坪組-長興組灰?guī)r。

到飛仙關(guān)組，2個(gè)相區(qū)都是海退沉積層序，這表明海槽相區(qū)基底的快速下降過程結(jié)束，海平面的升降成為控制區(qū)域沉積的主要因素。此時(shí)的臺(tái)地相區(qū)沉積過程處于溢出狀態(tài)。海平面下降過程又使盆地周邊陸源泥供應(yīng)增加，二者疊加造成海槽的快速充填，直至海水變淺，最終在海退末期與臺(tái)地相區(qū)同樣均一化為潮坪沉積[78]。

海槽相區(qū)與臺(tái)地相區(qū)沉積的分異與最終趨同的沉積過程表明，峨眉地裂運(yùn)動(dòng)造成的拉張構(gòu)造背景是開江-梁平海槽形成與閉合的根本原因。羅志立先生在1981年提出“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”的理論[23]，使我們能從盆地動(dòng)力學(xué)的角度理解開江-梁平海槽的發(fā)生、發(fā)展和消亡過程，及其“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”對(duì)石油礦產(chǎn)分布的影響。

d.開江-梁平海槽的地震層序地層學(xué)特征

上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)的沉積時(shí)期達(dá)到10 Ma?？邕^臺(tái)地-斜坡-海槽的高品質(zhì)三維地震剖面清楚地在地震層序地層學(xué)的尺度上顯示了這段地層的層序格架[74]。深水相的大隆組是達(dá)到最大海泛面時(shí)的凝縮沉積，在這些地震剖面上欠補(bǔ)償沉積的大隆組作為低速層介于吳家坪組灰?guī)r和飛仙關(guān)組灰?guī)r之間，在地震剖面上造成明顯的強(qiáng)反射響應(yīng)特征。它在海槽向臺(tái)地的斜坡上減弱、消失。

上二疊統(tǒng)斜坡坡折點(diǎn)隨層位增高向臺(tái)地方向后退；而其上覆飛仙關(guān)組斜坡坡折則向海槽方向前移，并有數(shù)個(gè)前積反射層向海槽內(nèi)部進(jìn)積[74]，是海槽快速充填消亡過程的表現(xiàn)?？缗_(tái)地-斜坡-海槽的地震剖面表明，在地震層序地層學(xué)可識(shí)別的尺度上，四川盆地上二疊統(tǒng)-下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組是一個(gè)時(shí)間長達(dá)10 Ma、受基底斷塊活動(dòng)影響明顯的、地震地層學(xué)上清楚的、完整的大型Ⅲ級(jí)層序。上二疊統(tǒng)吳家坪組-長興組或吳家坪組-大隆組組成海侵體系域，上二疊統(tǒng)頂面為最大海泛面，在海槽相區(qū)大隆組硅巖及暗色泥頁巖代表了凝縮層，整個(gè)飛仙關(guān)組屬高海平面體系域。它的進(jìn)積使沉積物向深水海槽相區(qū)搬運(yùn)充填，并最終達(dá)到均一化的潮坪沉積環(huán)境。

2.2綿陽—長寧拉張槽的發(fā)現(xiàn)過程和特征

2.2.1綿陽—長寧拉張槽的發(fā)現(xiàn)過程

1964年威遠(yuǎn)震旦系燈影組氣田發(fā)現(xiàn)后,在四川盆地內(nèi)基于古隆起控制論鉆探燈影組(下組合)的探井和盆地周緣鉆探燈影組的探井多未實(shí)現(xiàn)鉆前目標(biāo)。自羅志立教授1981年提出興凱地裂運(yùn)動(dòng)后，在羅志立教授帶領(lǐng)下我們一直非常重視對(duì)興凱地裂運(yùn)動(dòng)各種特征的揭示和探討, 尤其重視探討興凱地裂運(yùn)動(dòng)對(duì)四川盆地下組合油氣分布的控制作用(“六五”、“七五”和“八五”國家攻關(guān)課題)。2004年，我們有幸參加了金之鈞院士作為首席科學(xué)家的“973”項(xiàng)目“中國海相碳酸鹽巖層系油氣富集機(jī)理與分布預(yù)測”，并承擔(dān)了課題“中國海相碳酸鹽巖層系深層油氣成藏機(jī)理”(負(fù)責(zé)人：馬永生、劉樹根)的研究任務(wù), 其重點(diǎn)研究層位為震旦系燈影組和下古生界，俗稱下組合。2008-2011年，我們承擔(dān)了中國石化海相前瞻性項(xiàng)目“華南古板塊地裂運(yùn)動(dòng)與海相油氣前景”的研究任務(wù)(負(fù)責(zé)人：羅志立、劉樹根)。上述2個(gè)項(xiàng)目為我們研究四川盆地張性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和張性構(gòu)造及其對(duì)海相油氣形成分布的控制作用創(chuàng)造了條件。

2004年，我們?cè)谘芯克拇ㄅ璧匚髂洗笈d地區(qū)地震剖面時(shí)就推測在川西南地區(qū)可能發(fā)育有由興凱地裂運(yùn)動(dòng)形成的拉張槽。2006年，我們發(fā)現(xiàn)在資陽-安平店構(gòu)造震旦系燈影組與下寒武統(tǒng)厚度存在反鏡向關(guān)系，推測資陽與安平店之間早寒武世有拉張正斷層存在，可能發(fā)育有興凱地裂運(yùn)動(dòng)形成的“臺(tái)塊-臺(tái)槽”沉積構(gòu)造格局。孫瑋在其博士學(xué)位論文(導(dǎo)師:劉樹根)中編繪了震旦系燈影組和下寒武統(tǒng)等厚圖，認(rèn)為燈影組沉積末期發(fā)生的桐灣運(yùn)動(dòng)，抬升剝蝕地層并發(fā)生拉張運(yùn)動(dòng)，資陽-威遠(yuǎn)地區(qū)是構(gòu)造的高部位，產(chǎn)生張性斷裂并形成了“臺(tái)槽-臺(tái)塊”構(gòu)造格局[9]。2010年7月，中國石化對(duì)“華南古板塊地裂運(yùn)動(dòng)與海相油氣前景”項(xiàng)目進(jìn)行了中期檢查，會(huì)上我們?cè)敿?xì)匯報(bào)了威遠(yuǎn)-資陽-安平店“臺(tái)槽-臺(tái)塊”構(gòu)造格局和深部富硅熱流體等興凱地裂運(yùn)動(dòng)存在的各種表現(xiàn)特征。孫瑋、羅志立、劉樹根等將其研究成果以論文“華南古板塊興凱地裂運(yùn)動(dòng)特征及對(duì)油氣影響”發(fā)表，認(rèn)為四川盆地內(nèi)部存在興凱地裂運(yùn)動(dòng)，其“臺(tái)槽-臺(tái)塊”格局對(duì)下組合油氣成藏有一定的影響[32]。馬文辛、劉樹根等在研究渝東地區(qū)震旦系燈影組硅質(zhì)巖特征時(shí)，得出其硅質(zhì)巖形成時(shí)間為晚震旦世-早寒武世(536.3±5.5 Ma B.P.)。這與興凱地裂運(yùn)動(dòng)早期的構(gòu)造熱流體活動(dòng)有著緊密的相關(guān)性，流體來源主要為深部富含硅質(zhì)的熱流體[82]。在這期間, 四川盆地鉆達(dá)下組合的深井較少, 我們?cè)敿?xì)研究了所有的四川盆地周緣出露下組合的典型剖面和盆地內(nèi)鉆達(dá)下組合的“1”字號(hào)探井揭示的地質(zhì)資料。

2011年始，我們有幸參加了劉文匯教授作為首席科學(xué)家的“973”項(xiàng)目“中國早古生代海相碳酸鹽巖層系大型油氣田形成機(jī)理與分布規(guī)律”，并承擔(dān)了課題“中上揚(yáng)子地區(qū)構(gòu)造演化與下古生界油氣多期成藏”(負(fù)責(zé)人：劉樹根)。這使我們對(duì)興凱地裂運(yùn)動(dòng)及其對(duì)四川盆地下組合油氣地質(zhì)條件控制作用的研究得以繼續(xù)和深化。

2011年高石1井獲得重大突破后，有關(guān)四川盆地深層震旦系-下古生界的地震資料和鉆井資料，尤其是高質(zhì)量三維地震資料極大地豐富了，為揭示興凱地裂運(yùn)動(dòng)的各種特征創(chuàng)造了更好的條件。我們依據(jù)中國石油和中國石化地震資料和絕大部分盆地深鉆井資料對(duì)震旦系頂面和下寒武統(tǒng)滄浪鋪組頂面2個(gè)較明顯辨識(shí)的地震反射界面進(jìn)行了全盆地的追蹤對(duì)比解釋。

2012年，在川中地區(qū)地震資料解釋中，發(fā)現(xiàn)震旦系燈影組在剖面中呈臺(tái)階狀特征，然而未能識(shí)別其發(fā)育明顯邊界斷層。同時(shí)，在研究區(qū)域地震剖面中發(fā)現(xiàn)了大量同相軸下凹的特征，平面上具有近似環(huán)狀構(gòu)造特征，與溶洞垮塌形成的下凹具有相似性。通過研究發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域凹陷特征與喀斯特垮塌具有較大差異，特別是形態(tài)規(guī)模。早期的研究把重點(diǎn)主要放在張性斷裂，尤其是較大規(guī)模張性斷裂的識(shí)別上。然而，經(jīng)過半年多時(shí)間的地震資料對(duì)比和解釋，并未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模張性斷裂的存在, 但發(fā)現(xiàn)凹陷內(nèi)的寒武系明顯較兩側(cè)厚，并且超覆于兩側(cè)震旦系之上, 凹陷東側(cè)邊界較西側(cè)邊界陡峭，東側(cè)邊界同相軸呈現(xiàn)不連續(xù)特征指示可能發(fā)育斷層，凹陷整體具有箕狀拗陷構(gòu)造形態(tài)。研究實(shí)踐說明試圖通過張性斷裂的識(shí)別刻畫興凱地裂運(yùn)動(dòng)的特征及其對(duì)油氣控制作用的研究是困難的。這可能是興凱地裂運(yùn)動(dòng)研究難以進(jìn)展的主要原因之一。

在已有研究的基礎(chǔ)上，我們另辟蹊徑，探討能否利用地層厚度揭示興凱地裂運(yùn)動(dòng)的特征。鑒于震旦系燈影組頂界面和下寒武統(tǒng)滄浪鋪組頂界面在全盆地易于識(shí)別和追蹤，我們編繪了四川全盆地下寒武統(tǒng)筇竹寺組+滄浪鋪組(后鉆井揭示，實(shí)為下寒武統(tǒng)麥地坪組+筇竹寺組+滄浪鋪組)厚度圖。通過對(duì)厚度圖的分析，發(fā)現(xiàn)在梓潼-樂至-隆昌-赤水一線厚度非常大，形成一槽狀沉積地貌，結(jié)合以前的研究認(rèn)為此槽狀沉積地貌應(yīng)為興凱地裂運(yùn)動(dòng)形成的張性構(gòu)造單元，命名為梓潼-樂至-隆昌-赤水拉張槽，并推斷拉張槽內(nèi)相對(duì)為較深水沉積。2012年12月18日中國石油高石17井開鉆，至2013年7月15日完鉆，鉆探結(jié)果證實(shí)存在下寒武統(tǒng)麥地坪組。該井麥地坪組(285 m)加筇竹寺組厚度達(dá)683 m，巖性與推斷一致，證實(shí)了拉張槽的存在，同時(shí)也證實(shí)了拉張槽邊緣斷層的發(fā)育(但斷距規(guī)模不大)。

2013年6月，劉樹根教授在四川瀘州以“興凱地裂運(yùn)動(dòng)與四川盆地下組合油氣勘探”為題向中國石化勘探會(huì)議匯報(bào)了對(duì)梓潼-樂至-隆昌-赤水拉張槽的初步研究成果。2013年7月28日，由賈承造院士、戴金星院士、王鐵冠院士、金之鈞院士、陳駿院士等組成的國家科技部“973”課題中期檢查組對(duì)我們承擔(dān)的“中上揚(yáng)子地區(qū)構(gòu)造演化與下古生界油氣多期成藏”課題進(jìn)行了中期檢查。在此次會(huì)議上，我們?cè)敿?xì)匯報(bào)了梓潼-樂至-隆昌-赤水拉張槽的發(fā)現(xiàn)過程、沉積-構(gòu)造特征、形成演化過程及其對(duì)油氣的控制作用。會(huì)后據(jù)專家的意見和新的地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)資料，我們進(jìn)一步研究了拉張槽的特征及其對(duì)油氣地質(zhì)條件的控制作用，并將拉張槽更名為“綿陽-樂至-隆昌-長寧拉張槽”，簡稱“綿陽-長寧拉張槽”，并與中國石油川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司專家一道發(fā)表了該成果[20,21]。2014年, 我們與中國石油西南油氣田公司川中油氣礦專家一道發(fā)表了綿陽-樂至-隆昌-長寧拉張槽對(duì)震旦系燈影組和寒武系龍王廟組優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育控制作用的研究成果[83-85]，與中國石油川慶鉆探工程有限公司地球物理勘探公司專家一道發(fā)表了川中古隆起構(gòu)造演化特征及其與早寒武世綿陽-長寧拉張槽關(guān)系的研究成果[86]。

總之，綿陽-長寧拉張槽的發(fā)現(xiàn)在我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了威遠(yuǎn)-資陽-安平店“臺(tái)槽-臺(tái)塊”格局(2006-2011)、梓潼-樂至-隆昌-赤水拉張槽(2012-2013)、綿陽-樂至-隆昌-長寧拉張槽(2013至今)3個(gè)研究階段，是地質(zhì)-地球物理-地球化學(xué)綜合研究的結(jié)果，是中國石油、中國石化在四川盆地下組合油氣勘探的快速推進(jìn)及其有關(guān)研究人員和我們團(tuán)隊(duì)緊密合作的共同成果，是羅志立教授興凱地裂運(yùn)動(dòng)理論的完善和發(fā)展。

2.2.2綿陽—長寧拉張槽的主要特征

綿陽-長寧拉張槽(intracratonic sag)整體呈近南北向展布，具有南北分段特征。其中，拉張槽北段向北西開口，邊界特征易于識(shí)別，東側(cè)陡、西側(cè)緩；拉張槽南段向南開口，拉張?zhí)卣鬏^北段弱，邊界特征不明顯，拉張槽展布主要由下寒武統(tǒng)厚度增大反映。通過下寒武統(tǒng)厚度趨勢顯示拉張槽面積約54×103km2，最窄部位位于威遠(yuǎn)以東、大足以西、隆昌以北區(qū)域，寬約30 km，該區(qū)域也是南北段分界區(qū)域；向北開口逐漸變寬，最寬處>100 km；南段拉張槽展布為不規(guī)則特征，向西南方向開口,寬度為30~90 km(圖1)。

拉張槽東、西兩側(cè)邊界不發(fā)育明顯的邊界斷層，其中東側(cè)邊緣剖面呈“陡坎”特征，下寒武統(tǒng)超覆于震旦系燈影組之上，且地層厚度顯著增大。威遠(yuǎn)-大足一線以北區(qū)域的拉張槽邊緣易于通過地震剖面識(shí)別，總體為西緩東陡特征；該界線以南區(qū)域拉張槽邊緣呈緩坡特征，僅能通過下寒武統(tǒng)厚度識(shí)別拉張凹陷特征。

圖1　綿陽-長寧拉張槽特征圖Fig.1　Characteristics of geometry and cross-section of the Mianyang-Changningintracratonic sag across the Sichuan Basin

拉張槽北段：其西緣邊界總體為近北西-南東走向“斜坡”特征，其中如資陽等局部區(qū)域槽-臺(tái)邊界走向差異較大；其東緣邊界主要以“陡坎”特征為主，鹽亭-大足一線邊界近北北西走向，鹽亭-閬中一線轉(zhuǎn)為北北東走向，閬中以北轉(zhuǎn)為近南北走向，九龍山構(gòu)造位于拉張槽邊緣。

拉張槽南段：威遠(yuǎn)-大足一線以南地區(qū)，拉張槽在該處發(fā)育凹陷邊緣特征，拉張槽內(nèi)隆昌-長寧區(qū)域其走向和東西兩側(cè)邊界模糊，雖然下寒武統(tǒng)厚度小于北段，但是拉張槽內(nèi)下寒武統(tǒng)厚度明顯大于兩側(cè)，拉張槽向盆地西南方向開口，拉張槽內(nèi)部宜賓地區(qū)存在局部高點(diǎn)。

限于篇幅, 綿陽-長寧拉張槽的其他特征敬請(qǐng)讀者參閱有關(guān)文獻(xiàn)。

2.2.3綿陽—長寧拉張槽研究簡況

綿陽-長寧拉張槽(intracratonic sag, 直譯為克拉通內(nèi)凹陷, 稱拉張槽更簡捷且涵義明確)提出后，受到學(xué)術(shù)界和勘探界的廣泛關(guān)注，眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了研究，并從不同的角度提出了不同的認(rèn)識(shí)。杜金虎等、鄒才能等和楊志如等認(rèn)為，此“拉張槽”為裂陷槽，是前震旦紀(jì)裂谷的繼承性活動(dòng)，其內(nèi)沉積了厚度較大的下寒武統(tǒng)麥地坪組和筇竹寺組[22,87,88]。魏國齊等提出此“拉張槽”為綿竹-長寧克拉通內(nèi)裂陷，并形成于燈一期至龍王廟期[89,90]。楊雨等、汪澤成等和周慧等認(rèn)為此“拉張槽”為桐灣期大規(guī)?？λ固刈饔迷跓粲敖M發(fā)育的近南北向大型侵蝕溝谷(或侵蝕谷)[91-93]。鄭民等、邢鳳存等、劉宏等和劉殊等基本認(rèn)可拉張槽(或拗拉槽)的觀點(diǎn)，并分析了拉張槽對(duì)下組合油氣成藏條件的控制作用[94-97]。李偉等認(rèn)為桐灣運(yùn)動(dòng)是以整體隆升與沉降為特征，并發(fā)育3幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[98]，即燈影組第二段富藻層沉積末期的桐灣Ⅰ幕、燈影組第二段沉積末期的桐灣Ⅱ幕與燈影組第三段—第四段沉積末期的桐灣Ⅲ幕;寒武紀(jì)早期的興凱運(yùn)動(dòng)以裂陷為主，發(fā)育2幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，即麥地坪組沉積期的興凱Ⅰ幕與筇竹寺組沉積期的興凱Ⅱ幕。李忠權(quán)等認(rèn)為此“拉張槽”為震旦紀(jì)威遠(yuǎn)—安岳溝槽，是拉張、侵蝕、溶蝕等多種地質(zhì)過程綜合作用的結(jié)果[99]。這些研究和認(rèn)識(shí)極大地提高了對(duì)四川盆地早古生代和晚元古代古構(gòu)造特征的認(rèn)識(shí)。

目前，對(duì)綿陽—長寧拉張槽的研究盡管在稱謂、發(fā)育時(shí)間和形成機(jī)理上還有所分歧，但目前已有4方面的較一致認(rèn)識(shí)：(1)發(fā)育位置主要沿綿陽(綿竹、德陽)-長寧(宜賓)一線并呈南北向展布，且邊界東陡西緩；(2)發(fā)育時(shí)代在震旦紀(jì)燈影組沉積期至早寒武世；(3)拉張作用在其形成演化過程中起著主要的作用；(4)對(duì)震旦系燈影組和下古生界原始油氣地質(zhì)條件(烴源巖和儲(chǔ)集巖)和(古)油氣(藏)分布有較大的控制作用。然而, 與開江-梁平拉張槽的研究相比, 綿陽—長寧拉張槽的沉積學(xué)研究顯得較弱, 有待今后加強(qiáng); 同時(shí), 開江-梁平拉張槽形成初期對(duì)中二疊統(tǒng)茅口組頂部喀斯特儲(chǔ)層發(fā)育的影響值得重視。

3拉張槽對(duì)四川盆地海相油氣地質(zhì)條件和油氣分布的控制作用

3.1拉張槽對(duì)烴源巖特征和分布的控制作用

拉張槽的存在形成了一種地貌上的差異，拉張槽內(nèi)水體相對(duì)較深較靜，有利于烴源巖的發(fā)育。綿陽-長寧拉張槽內(nèi)沉積了巨厚的下寒武統(tǒng)筇竹寺組黑色頁巖；遠(yuǎn)離拉張槽區(qū)域，黑色頁巖厚度較薄，巖性也相對(duì)變粗。開江-梁平拉張槽內(nèi)沉積上二疊統(tǒng)大隆組深水泥質(zhì)烴源巖，而拉張槽外則是長興組碳酸鹽巖。下寒武統(tǒng)筇竹寺組為四川盆地下組合主要的烴源巖[100-105]，而上二疊統(tǒng)大隆組則對(duì)上二疊統(tǒng)長興組和下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組供烴起到重要作用[18,106,107]。

綿陽-長寧拉槽控制了下寒武統(tǒng)筇竹寺組的沉積(沉降)中心，也控制了生烴中心的發(fā)育。通過鉆井揭示出拉張槽內(nèi)有麥地坪組沉積，為拉張初期的產(chǎn)物；拉張槽內(nèi)GS17井、Z4井中麥地坪組的厚度分別為148 m、205.5 m，而拉張槽兩側(cè)則缺失該組地層[108]。拉張的高潮階段(筇竹寺組沉積期)拉張槽內(nèi)也沉積了厚層的黑色頁巖，而且厚度與拉張槽外有明顯差異，拉張槽內(nèi)的GS17井和Z4井厚度分別為492 m和390 m，而拉張槽外的JS1井和GS1井分別為320 m和210.5 m?？梢?，拉張槽內(nèi)外下寒武統(tǒng)麥地坪組-筇竹寺組厚度差異明顯，厚度差超過300 m。拉張槽內(nèi)部筇竹寺組的生氣強(qiáng)度達(dá)14×109m3/km2，為拉張槽兩側(cè)古油藏近源充注提供了豐富的油源[109]。四川盆地下寒武統(tǒng)烴源巖厚度和平均生氣強(qiáng)度最大值分布區(qū)平面展布與拉張槽范圍重疊，充分揭示拉張槽的發(fā)育對(duì)下寒武統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖分布的控制作用。

開江-梁平拉張槽控制了二疊系大隆組的分布。采自開江-梁平海槽井下和廣元-旺蒼海槽地面的吳家坪組上部暗色泥質(zhì)微晶灰?guī)r樣品有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(wTOC)為4.69%~0.48%，平均值為2.22%，屬于生烴能力較好的烴源巖。采自廣元-旺蒼海槽和城口海槽的大隆組暗色泥頁巖的地面樣品，有機(jī)碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低為2.49%，最高達(dá)到16.91%，平均值為6.21%，屬于非常好的烴源巖；干酪根主要為Ⅰ型，少量為Ⅱ型；達(dá)州-宣漢地區(qū)生氣強(qiáng)度最大，可達(dá)(5~8)×109m3/km2，北部蒼溪-巴中-通江-南江總體生氣強(qiáng)度大，但變化大，可達(dá)(1~8)×109m3/km2,滿足形成大氣田的生烴潛力，可為拉張槽兩側(cè)普光、元壩等氣田提供充足的烴源[18,106,107,110]。

3.2拉張槽對(duì)儲(chǔ)集巖特征和分布的控制作用

拉張槽與周緣的地貌差異，形成了一些邊緣帶，而這些邊緣帶是儲(chǔ)層發(fā)育的重要區(qū)域。克拉通內(nèi)地貌一般非常平坦，這種非常平坦的環(huán)境易形成微晶灰?guī)r，并不利于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的形成。拉張槽的存在為古地貌的差異提供了條件。拉張槽邊緣形成古地貌高地，控制了邊緣礁、灘沉積。加之古地貌高地常暴露地表，經(jīng)大氣淋濾和交代作用形成孔洞發(fā)育的白云巖優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層。拉張槽對(duì)于儲(chǔ)集層的控制作用主要體現(xiàn)在以下幾方面。

a.礁灘相帶的沉積作用

在拉張槽的形成演化過程中，伴隨著臺(tái)拗(凹)地貌的產(chǎn)生。這種地貌差異，勢必會(huì)引起沉積相帶的分異，臺(tái)隆地區(qū)屬于淺水帶，是生物礁定殖的優(yōu)選水域，其邊緣相帶高能淺灘發(fā)育。開江-梁平海槽控制了長興組生物礁和飛仙關(guān)組鮞粒灘的發(fā)育，二疊紀(jì)長興期臺(tái)地邊緣海綿-水螅生物礁相帶環(huán)海槽成群、成帶發(fā)育，呈串珠狀、密集分布，礁體規(guī)模明顯大于緩坡內(nèi)的點(diǎn)礁[18,80,111]；三疊紀(jì)早期的沉積環(huán)境繼承了長興期的沉積格局，飛仙關(guān)期環(huán)海槽的臺(tái)地邊緣鮞粒灘發(fā)育，是大中型氣藏孔隙性鮞粒云巖、鮞粒灰?guī)r儲(chǔ)層發(fā)育的有利相區(qū)[77,79,110,112-117]。綿陽-長寧拉張槽控制著古地貌高地的發(fā)育和分布，古地貌高地控制著下寒武統(tǒng)龍王廟組顆粒灘的展布[84]。

b.表生喀斯特作用

熱隆升剝蝕作用是主動(dòng)拉張槽形成的序幕[20]。因此，拉張槽的形成與古喀斯特儲(chǔ)層的發(fā)育關(guān)系密切[83]。以綿陽-長寧拉張槽為例，拉張槽的發(fā)育位置基本指示了桐灣運(yùn)動(dòng)造成的古喀斯特優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的集中發(fā)育帶。越靠近拉張槽，風(fēng)化殼喀斯特作用越強(qiáng)，剝蝕量大，儲(chǔ)層溶蝕洞穴較發(fā)育；而遠(yuǎn)離拉張槽，風(fēng)化殼喀斯特作用變?nèi)?，?chǔ)層發(fā)育不佳。開江-梁平海槽與中二疊統(tǒng)茅口組頂部東吳期的表生喀斯特作用的關(guān)系有待進(jìn)一步探討。

c.烴類充注作用

拉張槽控制著鄰近儲(chǔ)層內(nèi)烴類充注的強(qiáng)度和儲(chǔ)層瀝青含量。烴類充注是深層優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層保持的最重要機(jī)制[11]。油氣充注可以使儲(chǔ)層先期孔隙得以保存，并對(duì)儲(chǔ)集空間進(jìn)行一定的改善作用。雖然晚期成巖礦物和油氣裂解生成的瀝青堵塞部分孔隙，但殘留孔隙仍為重要的儲(chǔ)集空間。威遠(yuǎn)-資陽地區(qū)燈影組儲(chǔ)層瀝青的研究揭示瀝青含量與儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能呈正相關(guān)關(guān)系[118]。以綿陽-長寧拉張槽對(duì)側(cè)向燈影組儲(chǔ)層的影響為例，西側(cè)較遠(yuǎn)的金石地區(qū)儲(chǔ)層瀝青不發(fā)育，向東至高石梯-磨溪地區(qū)、向北至威遠(yuǎn)-資陽地區(qū)瀝青含量、含瀝青段累計(jì)厚度增大；距離拉張槽越近，烴類充注作用越強(qiáng)，儲(chǔ)層瀝青含量越高；并且拉張槽東側(cè)有斷裂發(fā)育，能有效溝通源-儲(chǔ)，造成拉張槽東側(cè)烴類充注作用強(qiáng)于西側(cè)[83]。據(jù)魏國齊等對(duì)龍王廟組研究[90]表明距離綿陽-長寧拉張槽越近，瀝青含量越高。

d.熱液作用

伴隨著拉張作用，海槽兩側(cè)多形成優(yōu)質(zhì)的輸導(dǎo)系統(tǒng)。開江-梁平海槽的東側(cè)邊界是由斷裂形成的，邊界較陡；海槽西側(cè)邊界是由斜坡形成的，邊界平緩，并且隨著沉積遷移不斷變化[113]。綿陽-長寧拉張槽兩側(cè)邊界呈東陡西緩的特征，中段呈箕狀拗陷構(gòu)造形態(tài)，東部“陡坎”向南逐漸變緩[20,31,108]。邊界斷層可以溝通深部熱源，產(chǎn)生較強(qiáng)的熱液活動(dòng)。通過橫向?qū)Ρ染d陽-長寧拉張槽兩側(cè)重點(diǎn)鉆井燈影組內(nèi)的熱液活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)拉張槽兩側(cè)均有熱液活動(dòng)。距離拉張槽越近，熱液活動(dòng)越強(qiáng)烈[83]。故從金石-威遠(yuǎn)-資陽地區(qū)，熱液活動(dòng)逐漸增強(qiáng)；緊鄰拉張槽的資陽地區(qū)和高石梯地區(qū)熱液作用較強(qiáng)，熱液活動(dòng)期次多，熱液成因硫化物金屬礦物(閃鋅礦、方鉛礦、黃銅礦)、斑馬狀構(gòu)造、基質(zhì)熱液溶蝕孔洞發(fā)育[119,120]；而拉張槽東側(cè)的磨溪地區(qū)自西向東熱液作用逐漸減弱。但總體上，綿陽-長寧拉張槽東側(cè)高石梯地區(qū)的晚期硅質(zhì)熱液活動(dòng)強(qiáng)度和熱液溶蝕改造儲(chǔ)層的強(qiáng)度要比西側(cè)的資陽-威遠(yuǎn)-金石地區(qū)強(qiáng)烈。開江-梁平拉張槽內(nèi)的大隆組多含分散的細(xì)粉砂級(jí)的石英、長石、云母屑，屬降落火山灰沉積物，指示火山活動(dòng)；拉張槽兩側(cè)長興組中也可見類似的特征，且兩側(cè)鉆井中見輝綠巖、玄武巖，都說明該期熱液活動(dòng)的特征[121]。

3.3拉張槽對(duì)油氣成藏效率和規(guī)模的影響

拉張槽提高了油氣成藏的效率和規(guī)模。以震旦系燈影組和下寒武統(tǒng)龍王廟組為例，二者以下寒武統(tǒng)筇竹寺組為主要烴源巖，其中筇竹寺組與燈影組構(gòu)成新生古儲(chǔ)、油氣近源充注的源儲(chǔ)組合，而筇竹寺組與龍王廟組構(gòu)成古生新儲(chǔ)、油氣遠(yuǎn)源充注的源儲(chǔ)組合。從源儲(chǔ)配置關(guān)系來看，如果沒有拉張槽及其兩側(cè)的輸導(dǎo)系統(tǒng)，筇竹寺組生成的油氣很難大規(guī)模向下倒灌運(yùn)移至燈影組內(nèi)，同時(shí)也很難通過滄浪鋪組向上跨層運(yùn)移至龍王廟組中(圖2)，其油氣成藏的效率應(yīng)較低, 規(guī)模應(yīng)不大。拉張槽的形成改變了烴源巖與儲(chǔ)集層之間的疊置關(guān)系。對(duì)于燈影組來講，拉張槽內(nèi)的下寒武統(tǒng)烴源巖與拉張槽邊緣的上震旦統(tǒng)燈影組在時(shí)間上屬于新生古儲(chǔ)，但在空間關(guān)系上受拉張槽的影響事實(shí)上變成了下生上儲(chǔ)或旁生側(cè)儲(chǔ)的特征，加上烴源層與儲(chǔ)集層為直接接觸關(guān)系，極大地提高了油氣運(yùn)移的效率和成藏的規(guī)模(圖2)。拉張槽東緣因拉張形成的斷裂系統(tǒng)向下斷入筇竹寺組烴源巖，向上消失于龍王廟組儲(chǔ)集巖中，形成烴源斷層，有利于油氣通過斷層向上跨過滄浪鋪組運(yùn)移至龍王廟組內(nèi)形成規(guī)模油氣藏(圖2)。

圖2　拉張槽對(duì)上震旦統(tǒng)燈影組和下寒武統(tǒng)龍王廟組油氣成藏效率和規(guī)模的控制作用Fig.2　Significant influence of the Mianyang-Changningintracratonic sag on the efficiency and scale ofthe oil/gas accumulations in the Upper SinianDengying Formation and Lower CambrianLongwangmiao Formation

因此，拉張槽與其周緣的構(gòu)造沉積差異改變了烴源層與儲(chǔ)集層的空間疊置關(guān)系, 從新生古儲(chǔ)的上生下儲(chǔ)變?yōu)橄律蟽?chǔ)或旁生側(cè)儲(chǔ)，且邊緣斷裂帶成為烴源通道，連接了非直接接觸的烴源層和儲(chǔ)層，極大地提高了油氣運(yùn)移和成藏的效率和規(guī)模。

3.4拉張槽對(duì)油氣分布的控制作用

由前述可知，拉張槽及其周緣提供了優(yōu)質(zhì)烴源巖、優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層和較佳的源儲(chǔ)匹配關(guān)系，致使環(huán)拉張槽區(qū)是古今油氣藏的富集區(qū), 目前的天然氣探明儲(chǔ)量超過四川盆地總探明儲(chǔ)量的39.1%，約占海相碳酸鹽巖常規(guī)天然氣的77%。

開江-梁平海槽的形成影響了上二疊統(tǒng)長興組和下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組氣藏的分布。環(huán)海槽的碳酸鹽臺(tái)地邊緣大中型生物礁氣藏和鮞粒灘氣藏的集中分布形成了環(huán)海槽富氣帶。與開江-梁平拉張槽相關(guān)主要礁灘體有普光(探明地質(zhì)儲(chǔ)量412.2×109m3)、元壩(159.2×109m3)、羅家寨(58.1×109m3)、鐵山坡(37.3×109m3)、渡口河(35.9×109m3)及龍崗等十多個(gè)礁體[111]，已公布天然氣探明儲(chǔ)量達(dá)835.17×109m3，約占四川盆地天然氣總探明儲(chǔ)量的21.4%，約占海相碳酸鹽巖常規(guī)天然氣的42%。

綿陽-長寧拉張槽的形成影響了上震旦統(tǒng)燈影組和下寒武統(tǒng)龍王廟組氣藏的分布。其邊緣燈影組大型喀斯特、微生物巖(礁)和龍王廟組灘相氣藏形成了目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的威遠(yuǎn)氣田、安岳氣田和高石梯氣田，3個(gè)氣田總探明儲(chǔ)量為690.9×109m3，約占全盆地探明儲(chǔ)量的17.7%,約占海相碳酸鹽巖常規(guī)天然氣的35%。隨著勘探的推進(jìn), 其天然氣探明儲(chǔ)量有望超過萬億立方米[108]。

4討論——拉張槽和古隆起發(fā)育是克拉通內(nèi)原始油氣富集的區(qū)域構(gòu)造條件

4.1拉張槽的發(fā)育為克拉通內(nèi)優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖-優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖組合的形成創(chuàng)造了條件

本文所稱的拉張槽，對(duì)應(yīng)英文的intracratonic sag，直譯為克拉通內(nèi)凹陷，是巖石圈在拉張過程中形成的第一個(gè)構(gòu)造單元。巖石圈在拉張過程中，隨著拉張強(qiáng)度和拉張應(yīng)變速率的變化，依次出現(xiàn)拉張槽(克拉通內(nèi)凹陷, intracratonic sags)、大陸邊緣盆地(continental rim basins)、裂谷(rifts)、廢棄裂谷(failed rifts)、原始洋海槽(proto-oceanic troughs)和被動(dòng)大陸邊緣(passive continental margins)的演化序列(圖3)[122]。拉張槽顯示非常少的地殼拉張證據(jù),缺乏廣泛的張性斷裂作用, 但發(fā)生了長時(shí)間的凹陷型(sag-type)沉降作用, 尤其是相對(duì)厚的大陸巖石圈的冷卻沉降作用。其體積應(yīng)變(bulk strain)和應(yīng)變速率(strain rate)均很低(圖3)。

四川盆地作為揚(yáng)子克拉通的重要組成部分，從震旦紀(jì)燈影期開始，海相碳酸鹽巖建造多為克拉通內(nèi)的淺海臺(tái)地沉積[123,124]，其沉積過程主要受控于海平面的變化[125]。在海平面變化和構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定的條件下，克拉通內(nèi)碳酸鹽巖臺(tái)地沉積差異性不大?？死▋?nèi)部主要為低能的清水環(huán)境, 形成晶粒狀的碳酸鹽巖，局部可形成小規(guī)模的顆粒碳酸鹽巖(點(diǎn)灘和點(diǎn)礁)。一般而論，優(yōu)質(zhì)烴源巖是低能渾水環(huán)境下形成的泥質(zhì)巖，優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層是高能清水環(huán)境的產(chǎn)物。

圖3　拉張構(gòu)造單元類型與拉張強(qiáng)度-拉張應(yīng)變速率對(duì)應(yīng)關(guān)系[122]Fig.3　Basins of the rift-drift suite in terms of increasing stretch factors and extensional strain rate(據(jù)Philip A. Allen and John R. Allen, 2013)

克拉通邊緣在平面上和縱向剖面上易形成較佳的原始烴源巖-儲(chǔ)集巖組合，而克拉通臺(tái)地內(nèi)部只有在構(gòu)造分異作用下引起沉積分異才能滿足形成較佳的烴源巖-儲(chǔ)集巖組合的沉積-構(gòu)造條件。由于燕山期后的強(qiáng)烈擠壓和隆升作用, 揚(yáng)子克拉通邊緣多遭受破壞，發(fā)育為造山帶，已不具備油氣的保存條件。因此，克拉通內(nèi)部油氣勘探的有利地區(qū)應(yīng)為構(gòu)造分異致使沉積分異的地區(qū)。然而，若拉張強(qiáng)度較大，會(huì)使水體變?yōu)檩^長時(shí)期和大面積的渾水環(huán)境，不利于碳酸鹽巖的沉積?？死▋?nèi)部只有在拉張強(qiáng)度適中(較小)條件下，引起一定時(shí)間和局部區(qū)域的渾水低能環(huán)境，才能形成優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖和周緣地區(qū)的優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖組合。

由前文可知，拉張槽的拉張強(qiáng)度、形成演化和與周緣地區(qū)構(gòu)成的構(gòu)造-沉積格局等正符合克拉通內(nèi)部縱向上和平面上形成優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖-優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖組合的沉積-構(gòu)造條件。前述開江-梁平拉張槽和綿陽-長寧拉張槽形成演化對(duì)油氣地質(zhì)條件和油氣分布的控制作用充分說明了這一認(rèn)識(shí)。

總之，克拉通內(nèi)部的拉張(地裂)運(yùn)動(dòng)形成的拉張槽，由于拉張強(qiáng)度適中(較小), 致使構(gòu)造條件和沉積條件適度分異, 控制了巖相、沉積相和沉積厚度的展布，從而進(jìn)一步控制了優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖-優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖組合的發(fā)育，最終對(duì)四川盆地海相油氣的分布產(chǎn)生重大影響。

4.2四川盆地海相克拉通經(jīng)歷了弱拉張-弱擠壓-弱拉張-弱擠壓2個(gè)旋回

晚震旦世至中三疊世, 四川盆地總體上處于克拉通演化階段。在此階段，地層結(jié)構(gòu)上有2個(gè)無論是地質(zhì)特征還是地球物理特征均非常突出且全盆地發(fā)育的不整合面, 即上震旦統(tǒng)燈影組頂不整合面和中二疊統(tǒng)茅口組頂不整合面。由前述可知, 在這2個(gè)不整合面上, 均發(fā)育了拉張槽。綿陽-長寧拉張槽在上震旦統(tǒng)燈影組頂不整合面基礎(chǔ)上發(fā)育，開江-梁平拉張槽發(fā)育于中二疊統(tǒng)茅口組頂不整合面上。拉張槽形成后，均發(fā)育了與之大角度相交的古隆起(圖4)。南北向的綿陽-長寧拉張槽主要發(fā)育于早武寒世，之后北東向的加里東期樂山-龍女寺古隆起開始發(fā)育, 兩者呈大角度相交[86]；北西向的開江-梁平拉張槽主要發(fā)育于晚二疊世-早三疊世, 之后北東向的印支期瀘州-開江古隆起開始形成，二者也呈大角度相交。這些特征對(duì)四川盆地的形成演化有何意義呢?

圖4　四川疊合盆地形成演化階段Fig.4　Stratigraphy, tectonic evolution and source-reservoir-cap rocks in the Sichuan Basin

前文已述，克拉通內(nèi)拉張槽的發(fā)育揭示克拉通處于弱拉張狀態(tài)?？死▋?nèi)(水下)古隆起的形成揭示克拉通處于弱擠壓狀態(tài)[126]。因此，四川盆地海相克拉通演化階段自震旦紀(jì)燈影期開始經(jīng)歷了弱拉張-弱擠壓-弱拉張-弱擠壓，構(gòu)成了2個(gè)較完整的演化旋回。在這2個(gè)旋回中, 形成了2個(gè)可作為地質(zhì)和地球物理標(biāo)志層的不整合面(上震旦統(tǒng)燈影組頂不整合面、中二疊統(tǒng)茅口組頂不整合面)，發(fā)生了2期地裂拉張運(yùn)動(dòng)(興凱地裂運(yùn)動(dòng)和峨眉地裂運(yùn)動(dòng))，形成了2期拉張槽(綿陽-長寧拉張槽和開江-梁平拉張槽)和2期擠壓運(yùn)動(dòng)(加里東運(yùn)動(dòng)和印支運(yùn)動(dòng)),形成了2期古隆起(加里東期樂山-龍女寺古隆起和印支期瀘州-開江古隆起,圖4)。若不考慮后期的改造作用, 拉張槽內(nèi)和2個(gè)古隆起之間的凹陷(如加里東期川中古隆起和黔中古隆起之間的以瀘州為中心的志留紀(jì)凹陷, 也可稱為克拉通內(nèi)隆間凹陷)，應(yīng)是主要的優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū),環(huán)拉張槽周緣區(qū)和古隆起應(yīng)是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育和油氣聚集的主要地區(qū)。

綜上所述，致使克拉通內(nèi)構(gòu)造-沉積條件發(fā)生分異的原因有二：(1)弱拉張狀態(tài)下拉張槽的發(fā)育；(2)弱擠壓狀態(tài)下古隆起的形成演化。因此，拉張槽和古隆起發(fā)育是克拉通內(nèi)原始油氣富集的區(qū)域構(gòu)造條件。這一認(rèn)識(shí)可能對(duì)中國疊合盆地深層碳酸鹽巖的油氣勘探具有普遍意義。

5結(jié) 論

a.地裂運(yùn)動(dòng)理論的提出和建立、峨眉地幔柱的研究和Rodinia大陸裂解研究極大地促進(jìn)了四川盆地內(nèi)拉張運(yùn)動(dòng)和拉張構(gòu)造(拉張槽等)的研究。

b.現(xiàn)今四川盆地內(nèi)已發(fā)現(xiàn)的主要拉張槽有開江-梁平海槽(拉張槽)和綿陽-長寧拉張槽。開江-梁平海槽(拉張槽)是四川盆地內(nèi)深埋地下的二疊紀(jì)-三疊紀(jì)之間的一個(gè)北西-南東向展布的深水碳酸鹽巖沉積區(qū)，是在峨眉地裂運(yùn)動(dòng)理論啟示下因生物礁油氣藏勘探而發(fā)現(xiàn)的。綿陽-長寧拉張槽是四川盆地內(nèi)發(fā)育于早寒武世的一個(gè)南北向的下寒武統(tǒng)巨厚碎屑巖沉積區(qū), 是在興凱地裂運(yùn)動(dòng)理論指導(dǎo)下通過構(gòu)造-沉積綜合研究而發(fā)現(xiàn)的。2個(gè)拉張槽的發(fā)現(xiàn)和特征研究均經(jīng)歷了漫長過程。

c.拉張槽的形成演化不僅控制了優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖和優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖的發(fā)育，而且為優(yōu)質(zhì)泥質(zhì)烴源巖-優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)集巖組合的形成和油氣成藏效應(yīng)及規(guī)模的提高創(chuàng)造了條件，致使環(huán)拉張槽周緣地區(qū)是克拉通盆地內(nèi)油氣分布最富集的地區(qū)。

d.四川盆地海相克拉通演化階段自震旦紀(jì)燈影期開始經(jīng)歷了弱拉張-弱擠壓-弱拉張-弱擠壓，構(gòu)成了2個(gè)較完整的演化旋回，形成了2個(gè)可作為地質(zhì)和地球物理標(biāo)志層的不整合面(上震旦統(tǒng)燈影組頂不整合面、中二疊統(tǒng)茅口組頂不整合面)。發(fā)生了2期地裂拉張運(yùn)動(dòng)(興凱地裂運(yùn)動(dòng)和峨眉地裂運(yùn)動(dòng))，形成了2期拉張槽(綿陽-長寧拉張槽和開江-梁平拉張槽)；發(fā)生了2期擠壓運(yùn)動(dòng)(加里東運(yùn)動(dòng)和印支運(yùn)動(dòng))，形成了2期古隆起(加里東期樂山-龍女寺古隆起和印支期瀘州-開江古隆起)。

e.拉張槽和古隆起發(fā)育是克拉通內(nèi)原始油氣富集的區(qū)域構(gòu)造條件。這一認(rèn)識(shí)可能對(duì)中國疊合盆地深層碳酸鹽巖的油氣勘探具有普遍意義。

今年是本文第一作者的恩師羅志立教授90大壽, 也是地裂運(yùn)動(dòng)理論提出35周年, 同時(shí)還是成都理工大學(xué)建校60周年。特撰此文, 以表祝賀!

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ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China;

2.ResearchInstituteofExplorationandDevelopment,SouthwestOil&GasFieldBranch,PCL,

Chengdu610051,China;

3.SichuanGeophysicalCompanyofCNPCChuanqingDrillingEngineeringCompanyLimited,

Chengdu610213,China

Abstract:As one of the major oil and gas basins in China, the Sichuan Basin is characterized by compressive geomorphic and tectonic basin dominated by contracted structures. However, the sedimentary cover across the basin underwent extensional tectonic movement (taphrogenesis), and formed extensional structures, such as Kaijiang-Liangping and Mianyang-Changning intracratonic sagsetc.. The Kaijiang-Liangping sag occurred during late Permian to early Triassic, characterized by NW-SE striking deposits of deep-water carbonate facies. The discovery of Kaijiang-Liangping sag is based on the theory of the Emeishan taphrogenesis and the organic reefs exploration in the basin. The Mianyang-Changning sag occurred during early Cambrian period, dominated with N-S striking deposits of abundant Lower Cambrian clastic rocks. The discovery of the early Cambrian intracratonic sag is based on the theory of the Xinkai taphrogenesis and the sedimentary-tectonic comprehensive study. The intracratonic sags have significant influence on the oil and gas occurrences along the margin of the sags in the interior of the Sichuan basin, chiefly through its influence on the distribution of high-quality carbonate reservoir rocks and mudstone source-rocks. In particular, the intracratonic sags provide favorable conditions for the formation of assemblage of high-quality carbonate reservoir rock and mudstone source-rock and raise the efficiency and scale of the hydrocarbon accumulations. Therefore, the margin areas of the intracratonic sags are the most favorable areas of the hydrocarbon accumulations in the marine strata of the Sichuan Basin.

Key words:intracratonic sag; hydrocarbon; marine strata; craton; Sichuan Basin

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼][分類號(hào)] TE121.1 A

DOI:10.3969/j.issn.1671-9727.2016.01.01

[文章編號(hào)]1671-9727(2016)01-0001-23

[收稿日期]2015-11-16。

[基金項(xiàng)目]國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)項(xiàng)目(2012CB214805)。

[第一作者] 劉樹根(1964-),男,博士,教授,博士生導(dǎo)師,研究方向:石油地質(zhì)與構(gòu)造地質(zhì)學(xué), E-mail：lsg@cdut.edu.cn。