翟常博

(中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214151)

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下?lián)P子地區(qū)海相地層構(gòu)造演化特征與海相保存單元評價

翟常博

(中國石油化工股份有限公司 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214151)

下?lián)P子地區(qū)油氣宏觀保存條件地區(qū)差異性明顯。為了更好地評價有利單元，通過多條南北向構(gòu)造地震、野外露頭剖面解釋，對海相中生界、古生界構(gòu)造進行區(qū)劃，對各構(gòu)造單元的變形特征和強弱進行解析。結(jié)合鉆井資料，綜合分析認(rèn)為下?lián)P子地區(qū)經(jīng)歷了3期強烈構(gòu)造疊加改造影響：印支期-早燕山期(T3-J1-2)江南雪峰由南往北的基底拆離推覆和大別山由北往南上沖推覆構(gòu)造；燕山期(J3-K1)的走滑構(gòu)造；晚燕山-喜馬拉雅期(K2-E-N)的伸展構(gòu)造。下?lián)P子海相油氣有利保存單元存在于2類地區(qū)：一是在印支-早燕山期改造變形程度較弱、保存完好的志留系蓋層分布區(qū)(滑脫層)，它們是原生型油氣的有利保存單元；二是在晚燕山-喜馬拉雅期重建的白堊系蓋層分布區(qū)，它們是次生型油氣的有利保存單元。對不同構(gòu)造單元綜合分析，認(rèn)為泰州東臺對沖向斜帶和海域的嶗山-五蓮對沖帶是原生型油氣的有利保存單元，射陽推覆帶是次生型油氣保存的有利單元。

下?lián)P子；海相；古生界；構(gòu)造演化；保存單元

下?lián)P子地區(qū)沉積了自晚震旦世開始至三疊紀(jì)的巨厚海相地層，發(fā)育了上震旦統(tǒng)—上奧陶統(tǒng)、石炭系—二疊系、下三疊統(tǒng)海相烴源巖，油氣顯示活躍，全區(qū)共發(fā)現(xiàn)海相層系油氣顯示424處，顯示海相地層油氣具有巨大的勘探潛力[1,2]。

下?lián)P子地區(qū)海相中生界、古生界是中國唯一尚未找到規(guī)模性油氣田的大型沉積盆地，關(guān)鍵在于其經(jīng)過多期的強烈構(gòu)造運動抬升、沉降、擠壓、拉張，導(dǎo)致地質(zhì)情況極其復(fù)雜[3,4]，除了受南緣江南雪峰基底拆離的影響，還受到北緣大別膠南造山帶構(gòu)造變形的影響，尤其北側(cè)印支-燕山期的擠壓和拉張構(gòu)造對下?lián)P子地區(qū)海相中生界、古生界油氣保存影響巨大。

1 構(gòu)造沉積演化

前人研究表明[5,6]，晉寧期下?lián)P子在北緣與蘇魯板塊碰撞，在南緣與華夏板塊碰撞后，再度拉張裂解，出現(xiàn)了揚子板塊被北側(cè)華北板塊和南側(cè)華夏板塊相擁的格局, 下?lián)P子地區(qū)震旦紀(jì)-早中生代表現(xiàn)為被動大陸邊緣盆地-克拉通-前陸盆地-克拉通內(nèi)拗陷。下?lián)P子地區(qū)海相構(gòu)造沉積演化大體經(jīng)歷了3個階段(圖1)[7]。

被動大陸邊緣階段(一臺兩盆格局, Z-O3)：震旦紀(jì)以來，中國古大陸在區(qū)域拉張作用下開始解體，下?lián)P子南、北緣均發(fā)育為被動大陸邊緣海盆，中部則處于相對隆起的碳酸鹽臺地環(huán)境，臺地南北兩側(cè)水體變深。其北為滁縣海盆，其南為休寧海盆，這2個深水海盆的沉積均以黑色泥巖、硅質(zhì)巖和暗色灰?guī)r為主，地層中富含有機質(zhì)，形成了早古生代下?lián)P子地區(qū)“一臺兩盆”的構(gòu)造格局。這一時期，江南隆起處于揚子陸塊南緣陸架前沿至大陸斜坡部位，其南部為濁積巖海盆和華夏陸塊活動大陸邊緣火山-碎屑沉積?？偟膩碚f，整個早古生代本區(qū)處于相對穩(wěn)定的環(huán)境，因而寒武紀(jì)至志留紀(jì)各地層之間為整合接觸，亦無明顯巖漿活動。

前陸盆地階段(O3-C1)：從早志留世開始，下?lián)P子古地理面貌大為改觀，南部出現(xiàn)濱岸相沉積，南黃海海域還保持著盆地-陸棚沉積。海水不斷向西北方向退卻，到中志留世下?lián)P子區(qū)沿南昌-寧國-常州一線以北還是陸棚相，而此線以南地區(qū)則演變?yōu)闉I岸相沉積，南黃海北坳以及中部隆起的北部尚處于陸棚相沉積，而其他地區(qū)也漸漸地演變?yōu)闉I岸相沉積。到志留紀(jì)末，蘇皖南及蘇北地區(qū)表現(xiàn)大面積的海退，以致海水退出全區(qū)。上志留統(tǒng)巖性在縱向上由細(xì)到粗，全區(qū)演變?yōu)闉I岸相沉積，沉積相帶由南向北呈現(xiàn)濱岸-陸棚-盆地環(huán)境規(guī)律性變化。

被動大陸邊緣階段(C2-T2)：石炭紀(jì)為一套局部臺地—開闊臺地相碳酸鹽沉積， 隨著構(gòu)造的演化，盆地區(qū)逐步下沉，沉積范圍也逐步擴大；至晚石炭世，早期的隆起區(qū)已成為水下隆起，廣泛沉積了黃龍組和船山組，巖石類型以泥質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r為主。二疊紀(jì)盆地充填仍以淺海相為主，并表現(xiàn)2次明顯的海侵，仍以穩(wěn)定的被動型大陸邊緣型沉積為主，古地形上仍為兩凹一隆構(gòu)造格局。下?lián)P子三疊紀(jì)以白云質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r為主，沉積中心向蘇南和黃海方向轉(zhuǎn)移，直到中三疊世，海盆沉積結(jié)束[8]。

2 構(gòu)造改造與盆地疊加影響

研究表明，下?lián)P子地區(qū)海相中生界、古生界的保存單元存在與否，取決于后期的構(gòu)造改造程度。下?lián)P子地區(qū)海相中生界、古生界主要經(jīng)歷了3次構(gòu)造改造與盆地疊加影響。

第一次伸展構(gòu)造主要是在石臺-寧國北側(cè)，形成了木鎮(zhèn)-煙墩伸展拆離脆-韌性剪切帶和無為、南陵-廣德和句容-常州盆地(K2-E)。

圖1 下?lián)P子地區(qū)盆地演化示意圖Fig.1 Schematic diagram showing basin evolution since Paleozoic in Yangtze area(據(jù)郭彤樓，2004)

第二次伸展構(gòu)造主要發(fā)生在南京-南通-勿南沙北側(cè)，形成了揚州-南通伸展拆離正斷層和蘇北-南黃海南部多米諾式斷陷盆地(K2-E)。揚州-南通伸展拆離正斷層及一系列北傾的分支正斷層，控制了總體呈NEE-近EW走向的東臺拗陷-南黃海南部的莒南斷陷，建湖凸起-沂山-蒙山凸起，鹽阜拗陷-南黃海南部的膠州凹陷、五蓮斜坡的左旋斷陷沉降和多米諾骨牌式的“盆-嶺”排列結(jié)構(gòu)[9]。

第三次伸展構(gòu)造主要發(fā)生在濱海-南黃海中部一帶的北側(cè)，形成了南黃海中部嶗山隆起北側(cè)的大型脆-韌性伸展拆離正斷層剪切帶，控制了南黃海北部晚白堊世-古近紀(jì)呈近EW走向的青州凹陷、萊西凸起、諸城凹陷、乳山凸起和平度-棲霞凹陷的沉降，以及多米諾式的排列結(jié)構(gòu)方式。最終整個蘇北-南黃海盆地(K2-E)向北超覆在響水口-千里巖一線的蘇魯造山帶隆起南側(cè)的斜坡上[10,11]。

需要指出的是：這一期的伸展拆離構(gòu)造是由南向北遞進發(fā)展的，在時序上，也是有南先北后的序次。在構(gòu)造發(fā)展上是一種多重遞進式的伸展拆離作用。在前白堊紀(jì)基巖構(gòu)造中，由于近南北向的印支運動期上沖-推覆構(gòu)造和燕山運動期平移-走滑構(gòu)造格局的影響，在第三期伸展拆離過程中，基巖塊體的伸展下滑、左行旋轉(zhuǎn)，不可避免地要利用和遷就一部分先存的上沖與平移走滑斷層，使蘇皖南-蘇北、南黃海地區(qū)的“凹陷”沉降幅度與“凸起”的剝蝕程度的差異性及形態(tài)與分布方位上，顯示出前期構(gòu)造的痕跡，甚至一定程度上影響了我們對斷陷盆地原型、成因的判別和構(gòu)造區(qū)劃。

3 構(gòu)造區(qū)劃

印支以來的構(gòu)造改造形成下?lián)P子地區(qū)海相東西分塊、南北分帶的構(gòu)造格局。下?lián)P子地區(qū)海相中古生界已經(jīng)被改造得面目全非。通過自西向東、從陸地到海域的多條典型南北向構(gòu)造剖面恢復(fù)(圖2)，表明海相地層南北存在對沖格局，對沖帶保留T1地層，變形南北強中間弱；而受后期喜馬拉雅期伸展影響，又以NW向斷裂為界，大致分為皖北-蘇南、蘇北、海域3塊，變形西強東弱[12]。

3.1 江蘇六合—浙江尚于構(gòu)造剖面

自南向北分為：①太湖底拆離推覆隆起帶(推覆帶)，屬于基底拆離推覆隆起帶的斷坡前緣突起，由4個復(fù)背斜、復(fù)向斜組成，背斜剝蝕到S1，向斜剝蝕到T1-2；發(fā)育大型平臥褶皺(滑脫褶皺)。②句容常州推覆滑拖帶，屬于B帶和C帶，但分帶不明顯，發(fā)育倒轉(zhuǎn)向斜，向斜兩翼都發(fā)育上沖斷層，構(gòu)成疊瓦狀褶皺，后期火山巖斷裂帶發(fā)育。③南京揚州對沖褶皺帶，由南北兩支推覆前緣構(gòu)成，在寧鎮(zhèn)山地交匯處發(fā)育5～7排緊密褶皺，倒轉(zhuǎn)或傾歪。北側(cè)褶皺抬升強烈(僅保留Z)；南側(cè)雖保留寬緩褶皺構(gòu)造形態(tài)及T1-2地層，但受燕山期巖漿及斷裂改造強烈，發(fā)育多期斷層，形成階梯狀和疊瓦狀構(gòu)造。④金湖天長推覆帶，下古生界發(fā)育齊全，遭剝蝕部分地層缺失，上古生界保存較少，構(gòu)造線方向為NE，南部褶皺緊密，傾向NW的沖斷層發(fā)育。⑤洪澤褶皺沖斷帶，下古生界發(fā)育齊全，遭剝蝕部分地層缺失，上古生界保存較少，發(fā)育一系列線狀排列的定向倒轉(zhuǎn)褶皺和疊瓦式上沖斷裂, 構(gòu)造形變強度大。有晚中生代侵入巖 ，局部有J3火山巖分布。

3.2 江蘇黃橋-祝塘-青浦構(gòu)造剖面

自南而北分為：①南通常熟基底拆離推覆隆起帶(推覆帶)，屬于斷坡前緣突起，背斜剝蝕到S1- C-，向斜剝蝕到P1-2；以S為滑脫面；發(fā)育大型平臥褶皺(滑脫褶皺)。②張家港推覆帶(B帶-隔槽式褶皺)，背斜剝蝕到D1-S，向斜剝蝕到T12；以S、 C-為滑脫面；發(fā)育斷展褶皺、斷展滑脫機制下的倒轉(zhuǎn)向斜、疊瓦狀斷片中的褶皺。海相中生界、古生界發(fā)育齊全，印支期后大都處于隆升剝蝕階段，構(gòu)造線以NE 向為主，發(fā)育由南向北的推覆構(gòu)造，Z、S為主要的滑移面，沖斷地層主要為S-D；江陰地區(qū)由一組NE 向長軸狀背、向斜組成，NE-NEE 向斷裂與背、向斜共同組成北東分帶的格局，晚期NW向斷裂對早期構(gòu)造改造強烈。③泰興-如皋推覆帶(C帶-隔擋式褶皺)，背斜剝蝕到P1，向斜剝蝕到T12；構(gòu)造線以NE 向為主，發(fā)育由南向北的推覆構(gòu)造，上沖斷層多組成疊瓦狀構(gòu)造，后期反轉(zhuǎn)為張性正斷層。④泰州-東臺對沖向斜帶，海相地層發(fā)育齊全，海安以北及以東地區(qū)，在斷塊高部位(推覆前緣)上古生界遭剝蝕，保留下古生界；推覆體后緣地層層序相對較穩(wěn)定, 是南北對沖之應(yīng)力消減地區(qū)，為2組走向NE-NEE、傾向相反的推覆構(gòu)造構(gòu)成的對沖向斜帶，褶皺舒緩，N4揭示的海相中生界、古生界地層傾角在6°～12°；斷裂相對不發(fā)育，后期改造弱。西北端J3火山巖發(fā)育，海安地區(qū)見第三系基性侵入巖和噴出巖。⑤興化-大豐寬緩褶皺帶，下古生界埋藏較深，一般>3 km，上古生界剝蝕或缺失，出現(xiàn)構(gòu)造滑脫復(fù)雜區(qū)，以寬緩褶皺為主,后期張性斷層改造明顯。⑥寶應(yīng)-射陽推覆褶皺帶，下古生界(包括震旦系)發(fā)育齊全，上古生界剝蝕或缺失，低角度推覆構(gòu)造。⑦淮安-阜寧褶皺沖斷帶，西部以下古生界為主，東部海相中生界、古生界保存齊全。中生界西部厚度大，強烈變質(zhì)作用，褶皺緊密，沖斷裂發(fā)育，韌性剪切作用發(fā)育。

4 保存單元評價

通過構(gòu)造單元劃分，我們知道下?lián)P子的穩(wěn)定區(qū)塊在蘇北的溱潼海安和嶗山五蓮地區(qū)，它們是大型原生型油氣的有利保存單元，利用已有鉆探成果可以進一步證實[13,14]。

4.1 水化學(xué)環(huán)境分析

從鉆井水化學(xué)資料(圖3、圖4)我們可以看出，如果只考慮原生油氣保存單元，蘇北區(qū)塊的水化學(xué)環(huán)境要優(yōu)于西部蘇南皖北區(qū)塊。蘇北的南側(cè)推覆帶比蘇南的對沖帶條件還要優(yōu)越。從次生型油氣保存單元看，NC1井雖然屬于沖斷帶，但由于K2重建了保存系統(tǒng)，在1 km深度以下目前仍然具備水化學(xué)封閉環(huán)境。

圖3 泰興-如皋推覆帶和南京揚州對沖帶(NC4井)鉆井水化學(xué)特征Fig.3 Chemical characteristics of drilling water in the Taixing-Rugao thrust nappe belt and Nanjing-Yangzhou nap zone

圖4 阜寧褶皺沖斷帶(NC1井)和句容常州推覆滑脫帶鉆井水化學(xué)特征Fig.4 Chemical characteristics of drilling water in the Funing fold-thrust belt and Jurong-Changzhou nappe structure belt

圖5 典型井氣體數(shù)據(jù)分析Fig.5 Natural gas analysis of typical wells

從原生型油氣保存單元看，蘇南皖北區(qū)塊可能已經(jīng)喪失(NC4井、SK1井)，或者只在埋深較大(>3.5 km)區(qū)才具備；而蘇北區(qū)則基本保存(N4井、N9井、S174井)，但需要具備約2 km的埋深。

4.2 氣體成分變化與保存條件

本文還挑選了典型構(gòu)造單元的氣測成果來進行保存條件分析(圖5)。氣成分變化和其對應(yīng)的層位分析表明,蘇南對沖帶：無為地區(qū)(NC4井)為例，從氣體成分變化看， K2可能不是有效蓋層,是以T1為蓋層。句容常州推覆帶：以蘇南(SK1井)為例，以T1為蓋層[7]。蘇北北緣阜寧褶皺沖斷帶：以建湖隆起-鹽城凹陷(NC1井)為例，以K2p上段為有效蓋層,1 km埋深。 蘇北南緣泰興如皋推覆帶：以海安地區(qū)3口井氣體含量變化為例(N4井、C1井、S174)。存在多套蓋層，但以P2l和S1g為主；蓋層需要2.0～2.5 km的埋深才有效，與水化學(xué)分析的結(jié)果一致。

5 結(jié)論

a.下?lián)P子地區(qū)海相中生界、古生界現(xiàn)今的結(jié)構(gòu)格局是印支期以來3次構(gòu)造改造與盆地疊加影響的結(jié)果。印支期構(gòu)造對海相地層的改造影響主要表現(xiàn)為：以南緣江南隆起由南向北的基底拆離構(gòu)造為主，大致以黃山郭村斷裂-池州涇縣廣德斷裂-滁州揚州斷裂為界，變形強度向北依次減弱。燕山期構(gòu)造對海相地層的改造影響主要表現(xiàn)為：水平錯斷作用使早期基底拆離斷層肢解；簡單剪切作用使印支期構(gòu)造發(fā)生扭曲，早期構(gòu)造線被改造成為NEE-NE走向；拉分?jǐn)嘞葑饔眯纬膳c主斷裂伴生的火山-碎屑巖盆地；導(dǎo)致下?lián)P子區(qū)的海相主體部分被切割成為一些楔形地塊。喜馬拉雅期構(gòu)造對海相地層的改造影響主要表現(xiàn)為：早期以斷陷為主要形式的形成期伸展形成了一系列新生代斷陷盆地；形成褶皺-上沖構(gòu)造，并常發(fā)生巖漿侵入。

b.典型構(gòu)造中油氣保存條件分析表明：蘇南的保存單元以原生型油氣為主，重點尋找T1蓋層有利區(qū)；蘇北北緣構(gòu)造強烈，但有重建的良好K2p蓋層，以次生型油氣為主，重點尋找K2p蓋層有利區(qū)[8]；蘇北南緣以原生型油氣為主，重點尋找P2l和S1g蓋層有利區(qū)；海域保存單元總體較陸上更為有利，以原生型保存單元為主，其中又以嶗山隆起和五蓮斜坡最為有利，重點尋找P2l和S1g蓋層有利區(qū)。

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Structural evolution of the eastern margin of the Dabie orogenic belt and its influence on the Lower Yangtze marine petroleum accumulation

ZHAI Chang-bo

WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,ResearchInstituteofPetroleumExplorationandProduction,SINOPEC,Wuxi214151,China

There are two types of marine oil and gas preservation units in Lower Yangtze area, Silurian seal rock areas and Cretaceous seal rock areas. The former is weakly modified in Indosinian to Yanshanian period and perfectly preserved as favorable preservation units for primary oil and gas. The latter is reconstructed in later Yanshanian-Himalayan periods and favorable preservation units for secondary oil and gas. The sequences in the Lower Yangtze area mainly underwent three tectonic transformations: (1) west-east basement decoupling and nappe of the Jiangnan ancient continent during the Indosinian period; (2) NNE strike slip of Tanlu fault system during the Yanshanian period; (3) NW extension during the late Yanshanian-Himalayan period. Based on the interpretation of multi- N-S tectonic seismic and field outcrop sections, combined with drilling data, the Paleozoic marine structures in the Lower Yangtze area are divided and deformation feature and degree of different structure units comprehensively analyzed. It shows that the Dongtai ramp syncline zone in Taizhou and Laoshan-Wulian ramp syncline zone in sea area are favorable preservation units for primary oil and gas; the Sheyang nappe zone are favorable preservation units for secondary oil and gas.

Meso-Paleozoic; marine sequence; structural evolution; preserving unit; Lower Yangtze area

10.3969/j.issn.1671-9727.2016.05.07

1671-9727(2016)05-0574-08

2014-12-10。

中國石化科技部項目(P15098)。

翟常博(1979-)，男，博士，高級工程師，研究方向：石油地質(zhì), E-mail:zhaicb@mail.wuxisuo.com。

TE122.34; P542

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