羅開平，黃澤光，呂俊祥，彭金寧，陸永德，周凌方

(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)

下?lián)P子區(qū)海相盆地改造與成藏關(guān)鍵要素

羅開平，黃澤光，呂俊祥，彭金寧，陸永德，周凌方

(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)

下?lián)P子區(qū)古生界海相盆地晚中生代(T2末)以來經(jīng)歷了晚印支—早燕山期(T3－J2)對沖擠壓、中晚燕山期(J3－K1)左行走滑錯移及喜馬拉雅期(K2－E)伸展拆離3期性質(zhì)完全不同的構(gòu)造運動的變形改造，使得海相實體的賦存狀況和地質(zhì)結(jié)構(gòu)極其復雜。與之對應，下?lián)P子海相成烴—成藏分為加里東期—早印支期初次生烴—早期成藏、晚印支—燕山期破壞調(diào)整、早喜馬拉雅期二次生烴—晚期成藏3個階段。對黃橋、句容含油構(gòu)造及泰山古油藏等典型解剖表明，現(xiàn)實的油氣聚集主要以晚期成藏為主，海相實體賦存狀況及其地質(zhì)結(jié)構(gòu)、有效烴源、有效保存條件成為晚期成藏的關(guān)鍵要素。

海相盆地;改造變形;地質(zhì)結(jié)構(gòu);有效烴源;有效保存;下?lián)P子區(qū)

下?lián)P子地區(qū)海相盆地晚中生代(T2末)以來經(jīng)歷了3期性質(zhì)完全不同的構(gòu)造運動改造，使得海相實體的賦存狀況、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及其成烴—成藏過程極其復雜［1］。長期制約下?lián)P子地區(qū)海相勘探的深部地震成像困難、地震資料品質(zhì)差的根本原因，其實就在于多期構(gòu)造運動疊加改造所導致的海相實體賦存狀況和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的復雜性［2］。近年來黃橋地區(qū)龍?zhí)督M勘探的突破，工程技術(shù)上得益于高精度三維地震帶來的對地質(zhì)結(jié)構(gòu)的正確認識，而在地質(zhì)上可歸結(jié)于中新生代盆地疊加導致的二疊系烴源巖的二次生烴(構(gòu)成晚期成藏的有效烴源)和保存條件的重建;相反，過去很多探井失利的主要原因恰恰是鉆前地層、構(gòu)造預測與實鉆的嚴重偏差，或者是烴源的不落實及保存條件的欠缺。因此，海相實體賦存狀況及其地質(zhì)結(jié)構(gòu)、有效烴源、有效保存條件成為下?lián)P子區(qū)海相成藏的關(guān)鍵要素，也是決定勘探成敗最關(guān)鍵的地質(zhì)問題。

1 中新生代3期改造作用

1.1 晚三疊—中侏羅世對沖擠壓與前陸變形

晚三疊—中侏羅世發(fā)生的晚印支—早燕山運動是下?lián)P子海相經(jīng)歷的改造最強烈、影響最深刻的一次構(gòu)造運動。對于這期構(gòu)造運動的動力學來源和變形機制，目前認識不盡相同［3－6］。朱光等［3］認為，在印支—早燕山期，揚子板塊向北與華北板塊陸—陸碰撞的同時，印支—南海板塊向北拼貼推擠著華南板塊及其北部的揚子板塊。由于揚子板塊向北運動受阻，造成了其南部江南—雪峰隆起帶的板內(nèi)造山。因此，下?lián)P子地區(qū)的變形既受控于華北與揚子板塊的陸—陸碰撞，也受制于江南隆起的板內(nèi)造山，從而在下?lián)P子地區(qū)形成了2套對沖的前陸變形系統(tǒng)。兩者幾乎同時發(fā)生，以黃馬青群與下伏海相地層的不整合開始，終止于象山群上段與上覆地層的區(qū)域不整合。丁道桂等［4］認為，揚子板塊向NW方向的松潘—甘孜—秦嶺—大別—蘇魯印支造山帶俯沖與碰撞過程中，由于板塊的撓曲度不斷增大，在板內(nèi)上、下地殼內(nèi)產(chǎn)生破裂拆離帶，形成江南雪峰基底拆離推覆體，發(fā)生由SE向NW方向(同時派生由南向北、由東向西方向)水平推擠運動，成為下?lián)P子海相古生界盆地改造變形的最主要的動力學來源，造成了下?lián)P子地區(qū)由南往北的遞進變形。從G78和HQ－9線地球物理綜合解釋剖面上看，下?lián)P子地區(qū)北部發(fā)育一系列大型北傾逆沖斷層，形成沖斷巖片或推覆體，由北向南，呈緊閉沖斷褶皺—寬緩滑脫褶皺，構(gòu)造變形由強變?nèi)?圖1);而在下?lián)P子地區(qū)南部，則發(fā)育一系列南傾逆沖斷層，從江南隆起前緣至皖南地區(qū)呈現(xiàn)疊瓦沖斷—沖斷褶皺(圖2)。南北2個變形系統(tǒng)的交會部，即對沖帶，位于銅陵—蕪湖—南京—如東一帶。因此，印支—燕山期下?lián)P子地區(qū)實際上是位于膠遼造山帶和江南隆起之間的前陸褶皺沖斷帶，所形成的構(gòu)造線方向應該為近EW向。由于構(gòu)造運動導致的強烈剝蝕，與該期構(gòu)造運動伴生的前陸撓曲盆地上三疊—中侏羅統(tǒng)地層實體，在蘇北地區(qū)幾乎剝蝕殆盡，而主要見于宿松—潛山—桐城—無為一帶。

圖1 下?lián)P子地區(qū)G78線地質(zhì)地球物理綜合解釋剖面Fig.1 Geological and geophysical interpretation along seismic line G78，Lower Yangtze region

圖2 下?lián)P子地區(qū)HQ－9線地質(zhì)地球物理綜合解釋剖面Fig.2 Geological and geophysical interpretation along seismic line HQ-9，Lower Yangtze region

1.2 晚侏羅—早白堊世平移走滑與拉分斷陷

晚侏羅—早白堊世，東亞大陸邊緣以郯廬斷裂為代表的一系列大規(guī)模NNE向左行平移走滑斷層的活動，造成了左旋扭動構(gòu)造應力場［7］。通過同位素測年厘定了郯廬斷裂2期主要活動時間:192～188 Ma同位素年齡代表了源于揚子板塊與華北板塊碰撞，在大別—蘇魯造山帶之間以轉(zhuǎn)換斷層形式出現(xiàn)的郯廬左行走滑運動;143～104 Ma同位素年齡則記錄了郯廬斷裂在白堊紀又一次大規(guī)模左行平移運動［8－10］。在下?lián)P子地區(qū)，由于這些斷層的活動，使得先期形成的近EW向的逆沖褶皺構(gòu)造發(fā)生水平錯移，并使其左行扭動至NE向。這種改造作用在皖南地區(qū)表現(xiàn)得非常明顯:東至—石臺復背斜的西段和中段保持了EW—NEE軸向，但東段的涇縣北—貢里復背斜已被七都平移走滑斷層扭曲為NE走向;同樣，太平湖復向斜的西段也保持了近EW—NEE軸向，但東段則被績溪—滆湖平移走滑斷層扭曲為NE走向;而在浙西天目山—白際山、烏鎮(zhèn)—馬金、蕭山—常山等一系列密集的平移走滑斷裂帶，其左行剪切變形作用更為強烈，NE向構(gòu)造完全置換了前期的近EW向構(gòu)造［4］。在郯廬斷裂附近，由于其左行走滑的牽引改造作用，構(gòu)造走向NE向偏轉(zhuǎn)也非常顯著［3］。因此目前下?lián)P子海相總體NE向構(gòu)造格局(走向)實際上可能是上述2期構(gòu)造變形疊加改造的結(jié)果，而并非江山—紹興斷裂帶東南側(cè)“華南板塊”向NW方向碰撞和沖斷推覆作用的應變所致［4］。伴隨區(qū)內(nèi)大型平移走滑斷裂活動，在下?lián)P子區(qū)形成了一系列拉分斷陷盆地(圖1)。

1.3 晚白堊世—古近紀伸展拆離與斷陷盆地

晚白堊世—古近紀，在下?lián)P子區(qū)發(fā)育了蘇皖—南黃海半地塹盆地群，這些盆地水體相通、連為一體，直接疊加在燕山期造山帶或者走滑伸展盆地之上。這期盆地是在東亞大陸邊緣由新特提斯構(gòu)造域轉(zhuǎn)換為太平洋構(gòu)造域、庫拉—太平洋脊向NWW方向消減、西太平洋部分弧后盆地形成導致大陸地殼處于松弛拉張應力背景下發(fā)育的［7］。但是對于盆地的形成機制存在不同的觀點。馬力等［11］根據(jù)蘇北盆地莫霍面深度與第三系沉積厚度呈同相而非鏡像倒映關(guān)系的事實，對主流的裂谷盆地成因機理提出了質(zhì)疑;張渝昌等［12］用燕山期—喜馬拉雅期剪切力轉(zhuǎn)化來說明蘇北盆地的成因;葉舟等［13］則認為，蘇北—南黃海第三紀箕狀斷陷盆地的成因是在喜馬拉雅期區(qū)域拉張應力背景下，燕山期逆沖推覆構(gòu)造帶后緣斷塊回滑的結(jié)果。作者根據(jù)現(xiàn)今下?lián)P子區(qū)“盆—嶺”構(gòu)造現(xiàn)象［14］及晚白堊紀以來中國大陸東部構(gòu)造環(huán)境［4］，提出蘇北—南黃海晚白堊世—第三紀斷陷盆地的成因，應歸結(jié)為由南向北的大型左行平移走滑運動和巖石圈上地殼遞進減薄的伸展拆離構(gòu)造運動所致［15］。這期構(gòu)造運動是對于遭受過前2期褶皺沖斷和平移走滑作用改造后的古生代盆地的又一次簡單剪切的拉張變形。

經(jīng)歷上述3期構(gòu)造運動改造后，下?lián)P子區(qū)古生代海相地層賦存狀況和地質(zhì)結(jié)構(gòu)變得異常復雜，并對其成藏要素和成烴成藏過程產(chǎn)生了深刻的影響。

2 成藏關(guān)鍵要素

2.1 海相實體賦存狀況和地質(zhì)結(jié)構(gòu)

晚印支—燕山運動強烈隆升剝蝕使得海相實體的賦存在全區(qū)具有明顯的差異。作者在前人工作的基礎上，結(jié)合近年來蘇北地區(qū)最新的地震、鉆井資料，編制了下?lián)P子地區(qū)前侏羅系剝皮地震圖(圖3)。表明在下?lián)P子西南部的江南隆起上，從南昌—景德鎮(zhèn)—黃山，前寒武系廣泛出露，另外在江紹斷裂、郯廬斷裂、嘉山—響水斷裂前緣，前寒武系也呈帶狀出露。在蘇北地區(qū)，除了金湖凹陷、鹽城—阜寧凹陷保存有泥盆系—二疊系或者泥盆系—中下三疊統(tǒng)外，其他地區(qū)寒武系—志留系大面積出露;而在蘇皖南和浙西的九江—東至—石臺—寧國—安吉及開化—臨安—嘉興—昆山—啟東一帶，寒武系—奧陶系、志留系也大面積出露。相對而言，下?lián)P子地區(qū)中部，從瑞昌—安慶—銅陵—蕪湖—溧水—常州—南通(如東)一帶，地層保存相對完整，出露的地層主要為泥盆系—中下三疊統(tǒng)，其中常州—南通一帶地層最為完整，多出露中下三疊統(tǒng)，局部出露泥盆—二疊系?？傮w而言，下?lián)P子地區(qū)中部海相地層保存相對完好。

下?lián)P子海相層系現(xiàn)今地質(zhì)結(jié)構(gòu)是多期構(gòu)造運動改造疊加的結(jié)果。從構(gòu)造運動的動力學背景出發(fā)，分析其構(gòu)造形變的幾何學特征及其疊加序次關(guān)系，從中勾勒出現(xiàn)今構(gòu)造綱要，對于指導勘探具有重要意義。基于此，作者根據(jù)晚印支—早燕山運動前陸變形模式，綜合考慮晚燕山期及喜馬拉雅期構(gòu)造形跡，編制了下?lián)P子海相構(gòu)造綱要圖(圖4)。將下?lián)P子海相主體分為5個二級構(gòu)造單元，自北往南分別為北部變形區(qū)、張八嶺隆起、沿江對沖帶、南部變形區(qū)和江南隆起。下?lián)P子海相構(gòu)造變形程度具有南北強、中間弱、西部強、東部弱的特點，現(xiàn)今構(gòu)造格局表現(xiàn)為NE向分帶的特征。

圖3 下?lián)P子地區(qū)前侏羅系(海相地層)剝皮地質(zhì)圖Fig.3 Subcrop geological map of marine strata in pre-Jurassic，Lower Yangtze region

對于勘探選區(qū)而言，下?lián)P子海相中部，即沿江對沖帶及其兩側(cè)，海相層系地層保存相對較全，構(gòu)造變形程度相對較弱，應該是勘探的有利地區(qū)。

2.2 有效烴源

對于“有效烴源”，地球化學家和勘探家有不同的理解。前者主要從烴源巖有機質(zhì)豐度、類型、成熟度及生烴潛力等方面考量，認為只要能生成并排出烴類的就是有效烴源巖;對于勘探家而言，更為重視的是烴源(巖)生烴對成藏的貢獻，特別是對現(xiàn)存油氣藏的貢獻。作者把“有效烴源巖(灶)”定義為對于現(xiàn)實油氣聚集具有烴源貢獻的烴源巖(灶)，包括傳統(tǒng)意義上的烴源巖(有機質(zhì)干酪根)和古油藏(油灶)/儲層分散有機質(zhì)。因此，有效烴源的概念具有鮮明的時效性。

下?lián)P子海相盆地構(gòu)造演化經(jīng)歷使得烴源巖演化具有階段性(以印支—燕山運動為界，分為早期生烴和二次生烴)、差異性(下寒武統(tǒng)、下志留統(tǒng)、二疊系3套烴源巖熱演化進程和成熟度存在明顯差異)和多樣性(烴灶形式為早期干酪根灶、晚期古油灶)等特征，并造就了海相層系的加里東期、印支早期和喜馬拉雅期3期成藏。由于印支—燕山運動強烈改造，早期形成的油氣藏多遭受破壞，現(xiàn)存油氣聚集多以晚期成藏為主，因而，有效烴源成為晚期成藏的關(guān)鍵要素，是區(qū)帶評價和目標優(yōu)選的重要依據(jù)［16］。作者對此有過專門討論［17］，在此不再累述。

2.3 有效保存條件

對于下?lián)P子海相這類經(jīng)歷過中、新生代多期構(gòu)造運動改造和破壞的殘留盆地，保存條件的正確認識和科學評價，是地質(zhì)研究和勘探?jīng)Q策中必須正視的問題。因此，從客觀對象基本特征入手，分析保存條件的主要影響因素，摸索、總結(jié)出一套保存條件研究的理論、方法及綜合評價的技術(shù)體系，一直是地質(zhì)家和勘探家努力的目標。

圖4 下?lián)P子區(qū)海相構(gòu)造綱要Fig.4 Tectonic schematic diagram of marine formation，Lower Yangtze region

殘留盆地是指沉積盆地形成以后受構(gòu)造運動影響導致盆地面貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、構(gòu)造及流體動力體系發(fā)生改變的一類盆地。表現(xiàn)為盆地面積縮小、地層厚度明顯剝蝕減薄、地層褶皺變形以及巖石因構(gòu)造應力作用而發(fā)生疊加成巖作用等。蓋層發(fā)育程度及質(zhì)量好壞是決定油氣保存條件的最主要的先天因素，而導致含油氣盆地保存條件變差的主要地質(zhì)作用包括隆升剝蝕、地層褶皺變形、斷裂、成巖變質(zhì)和巖體侵入等5個方面。不同盆地因后期構(gòu)造改造作用強弱差別，而表現(xiàn)出油氣保存條件的差異。付孝悅［18］認為，評價殘留盆地油氣保存條件應從指標(壓力系數(shù)與流體性質(zhì))、條件(壓力體系與封蓋條件)和因素(構(gòu)造作用)3個方面進行綜合考察，并提出了用流體壓力和地層水性質(zhì)評價、判別南方海相殘留盆地保存條件的參考標準;馬永生等［19］分析了油氣保存條件主要的破壞因素，認為油氣保存條件的主要研究內(nèi)容應該包括蓋層、斷層、抬升剝蝕、水動力、巖漿活動、生儲蓋組合、源巖的質(zhì)量等及其在時間和空間上的組合關(guān)系，提出了從“條件性因素—成因性因素—判識性指標”3個互為成因聯(lián)系的方面開展系統(tǒng)研究的技術(shù)思路，并給出了針對南方海相保存條件綜合評價的具體指標體系;樓章華等［20］主要從水動力場特征和地層水性質(zhì)等方面，探討了地層水地球化學特征與油氣保存條件之間的關(guān)系，也給出了相應的判識指標;金之鈞等［21］以“勘探反演”的思路，總結(jié)了近年來膏鹽巖下油氣勘探研究現(xiàn)狀，分析了膏鹽巖蓋層的特點，強調(diào)了膏鹽巖蓋層在油氣保存條件中的重要性。

對于下?lián)P子海相，蓋層發(fā)育及保存狀況、泥巖蓋層成巖作用和封蓋性能、斷裂活動、構(gòu)造形變是影響保存條件的主要因素［22－23］。下古生界和上古生界2個勘探領域不僅蓋層條件具有明顯不同，而且構(gòu)造改造作用的強弱、斷層的影響也有明顯差別。筆者給出了下?lián)P子海相保存條件分析評判的主要因素(表1)，并據(jù)此分別編制了上古生界和下古生界保存條件的評價圖(圖5，6)。

上古生界的最有利保存區(qū)主要位于黃橋地區(qū)、海安凹陷中北部，較有利的保存區(qū)位于海安凹陷南部、無為凹陷、句容—常州—南陵;而下古生界的最有利保存區(qū)主要位于阜寧—鹽城—海安—泰州地區(qū)。

表1 下?lián)P子海相保存條件評價考量因素與判識標準Table 1 Factors and standard for evaluation of preservation conditions of marine strata in Lower Yangtze region

圖5 下?lián)P子海相上古生界保存條件評價Fig.5 Preservation conditions for Upper Paleozoic，Lower Yangtze region

圖6 下?lián)P子海相下古生界保存條件評價Fig.6 Preservation conditions for Lower Paleozoic，Lower Yangtze region

3 結(jié)語

中新生代多期構(gòu)造變形改造導致下?lián)P子海相油氣地質(zhì)條件和成烴—成藏過程復雜，其中海相實體賦存狀況及地質(zhì)結(jié)構(gòu)、有效烴源條件和有效保存條件是有效成藏的最關(guān)鍵要素。巢湖—南京—海安沿江對沖帶及兩側(cè)滑脫褶皺變形帶，具有構(gòu)造變形相對較弱、海相地層保存相對較全、晚期保存條件較好且臨近有效烴灶等有利條件，是勘探的有利區(qū)帶。

下?lián)P子海相是一個既具有前景、又充滿挑戰(zhàn)的勘探對象和領域。以構(gòu)造為主線，在成藏主控因素分析基礎上，不斷深化對成藏要素的認識，精選有利的勘探目標，輔之以先進的勘探技術(shù)和手段，下?lián)P子海相油氣勘探一定會取得新突破。

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(編輯 韓 彧)

Marine basin reformations and accumulation factors in Lower Yangtze region

Luo Kaiping，Huang Zeguang，Lü Junxiang，Peng Jinning，Lu Yongde，Zhou Lingfang
(Wuxi Research Institute of Petroleum Geology，SINOPEC，Wuxi，Jiangsu 214126，China)

The Paleozoic marine basins in the Lower Yangtze region have experienced 3 stages of tectonic movements since the late Mesozoic including face-to-face compression from the late Indosinian to the early Yanshanian，sinistral strike slip from the middle to the late Yanshanian，and detachment during the Himalayan period，which made the occurrence and geologic structure of marine basins very complicated.In accordance with the tectonic movements，hydrocarbon generation and accumulation in the marine basins in the Lower Yangtze region also went through 3 periods including initial hydrocarbon generation and early accumulation from Caledonian to the early Indosinian，destruction and adjustment from the late Indosinian to Yanshanian，and secondary hydrocarbon generation and late accumulation during the early Himalayan period.Studies of the Huangqiao，Jurong and Taishan areas show that the current oil and gas pools mainly formed during the late accumulation period.Marine basin occurrence and their geologic structure，effective hydrocarbon source and preservation conditions are key factors for the late accumulation of hydrocarbon.

marine basin;reconstruction deformation;geological structure;effective hydrocarbon source; effective preservation;Lower Yangtze region

TE121.1

A

1001－6112(2016)06－0713－08

10.11781/sysydz201606713

2015－11－05;

2016－08－11。

羅開平(1964—)，男，博士，高級工程師，從事石油地質(zhì)綜合研究。E-mail:luokp.syky@sinopec.com。

中國石化重大先導項目(G5800－13－ZS－TY)資助。