崔 鑫，李江海，李維波，劉仲蘭

(1.造山帶與地殼演化教育部重點實驗室 北京 100871；2.北京大學(xué)，北京 100871)

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中國東西部油砂礦帶成藏對比及勘探啟示

崔 鑫1，2，李江海1，2，李維波1，2，劉仲蘭1，2

(1.造山帶與地殼演化教育部重點實驗室 北京 100871；2.北京大學(xué)，北京 100871)

中國油砂分布廣泛，東、西部地區(qū)油砂成藏規(guī)律存在明顯差異。通過中國東、西部地區(qū)主要油砂礦的產(chǎn)出層位、源儲關(guān)系和成藏過程等對比分析，對油砂礦藏形成機制、成藏模式及勘探啟示進行總結(jié)。研究表明：東部油砂礦主要形成于原油長距離側(cè)向運移過程中的逸散降解作用，而西部油砂礦則多形成于盆地改造對于原始油藏的氧化降解作用；成藏模式上，東部為單斜坡逸散型、拉張斷裂疏導(dǎo)型和構(gòu)造反轉(zhuǎn)抬升型；西部為多級斜坡逸散型、逆沖斷裂疏導(dǎo)型和多期疊合抬升型；東部油砂主要富集在盆地斜坡區(qū)和構(gòu)造反轉(zhuǎn)區(qū)，勘探應(yīng)以沉積相的精細刻畫為主；西部油砂主要富集在前陸沖斷帶和山前帶地區(qū)，勘探應(yīng)以地表勘察和有效圈閉落實為主。研究結(jié)果對中國東、西部地區(qū)的油砂勘探實踐具有一定借鑒意義。

油砂；成藏因素；成藏機制；成藏模式；中國東、西部地區(qū)

0 引 言

中國含油氣盆地發(fā)育大量的油砂礦帶，東部松遼盆地、二連盆地，西部塔里木盆地、準噶爾盆地等均有工業(yè)油砂礦帶發(fā)現(xiàn)[1-4]。準噶爾盆地、塔里木盆地、松遼盆地等已被列為重點油砂勘探盆地[5]。單玄龍等[1]按照盆地類型將中國油砂分為西部擠壓盆地油砂、東部伸展盆地油砂、中部過渡型盆地油砂和南部地臺盆地油砂。法貴方等[6]分析國內(nèi)外大量含油砂盆地成藏過程，將油砂成藏模式總結(jié)為斜坡降解型、斷裂疏導(dǎo)型、古油藏破壞型和構(gòu)造抬升型，并認為斜坡逸散型是中國油砂礦帶的主要成藏模式。馬峰等[7]總結(jié)全球主要地質(zhì)時期和沉積演化等因素，以構(gòu)造域劃分，將油砂成藏模式劃分為斜坡降解型和抬升破壞型。前人研究多集中在不同類型盆地油砂分類劃分和宏觀成藏規(guī)律，對于東、西部地區(qū)油砂成藏因素、成藏模式差異及其勘探啟示鮮有詳細討論。此次挑選中國東、西部典型盆地的油砂發(fā)育礦帶，比較油砂產(chǎn)出層位，分析成礦因素，對比成藏模式，剖析不同類型盆地的有利成礦帶，為中國東、西部地區(qū)油砂勘探開發(fā)提供借鑒。

1 東、西部地區(qū)的油砂分布及產(chǎn)出層位

1.1 油砂分布

東部油砂礦主要分布在松遼盆地西部斜坡帶的圖牧吉地區(qū)[8]，二連盆地東緣的巴達拉湖和吉爾嘎郎圖也發(fā)現(xiàn)了一定規(guī)模的油砂礦帶。西部準噶爾盆地是中國目前發(fā)現(xiàn)的油砂資源最豐富的盆地之一[2]，主要分布在西北緣的烏爾禾、白堿灘、黑油山，以及南部的霍爾果斯、喀拉扎和沙丘河等地。塔里木盆地的油砂礦帶則分布在盆地西北緣庫車坳陷、柯坪隆起和塔西南的喀什坳陷[2](圖1)。

1.2 產(chǎn)出層位

東部盆地油砂具有砂層埋深淺、層位薄而多，含油率高的特點，品質(zhì)隨深度逐漸變差[8]。產(chǎn)出層位集中在白堊統(tǒng)碎屑巖儲層(圖2)，巖性多為含礫砂巖、中—細砂巖以及粉砂巖，伴有暗色或雜色泥巖沉積[9-10]。松遼盆地圖牧吉油砂礦產(chǎn)出于西部斜坡的白堊統(tǒng)姚家組和嫩江組地層。二連盆地吉爾嘎郎圖油砂礦產(chǎn)層為下白堊統(tǒng)阿爾善組和騰格爾組砂巖地層。

圖1 中國東、西部地區(qū)構(gòu)造格局與油砂礦帶分布疊合

圖2 中國東、西部盆地油砂層位產(chǎn)出柱狀圖

西部盆地油砂具有地表出露面積大、含油砂層厚而多、油砂品質(zhì)好等特點，但含油率相對較低。油砂產(chǎn)出層位自古生代至新生代均有分布(圖2)，巖性以礫巖、含礫粗砂巖為主，層間夾雜細砂巖和粉砂巖[11]。準噶爾盆地風(fēng)城地區(qū)油砂主要分布在三疊系克拉瑪依組、上侏羅統(tǒng)齊古組和白堊系吐谷魯群等中生代地層[11]。塔西北喀什油砂礦主要為出露地表的白堊統(tǒng)克孜勒蘇群和中新統(tǒng)安居安組[14]。塔中、塔北地區(qū)油砂主要分布在志留系碎屑巖中[13-14]。

2 成藏因素對比

2.1 源巖

東部油砂烴源巖主要分布在白堊系湖相泥巖地層，排烴期多集中在中新生代。如二連盆地吉爾嘎郎圖油砂源巖層為白堊系阿爾善組和騰格爾組一段含煤地層，晚白堊世開始排烴[17-18]。西部地區(qū)油砂礦源巖具有多套油源層、多個排烴期的特點[14-16]。如準噶爾盆地南緣自中生代至新生代發(fā)育有5套可能烴源巖，排烴活動自晚侏羅世至上新世均有發(fā)生[15]。

2.2 運移通道

東部盆地多為伸展裂谷型盆地，持續(xù)的沉降過程使得盆緣地區(qū)形成穩(wěn)定的長距離斜坡帶，成為內(nèi)部油氣側(cè)向運移的主要通道，如松遼盆地西部斜坡上的圖牧吉油砂礦[11]。西部盆地經(jīng)歷多期的構(gòu)造演化，容易形成多期不整合面和大量的逆沖斷層，構(gòu)成不整合面為橫向運移通道、逆沖斷裂為垂向運移通道的“階梯式”疏導(dǎo)體系，如準噶爾盆地西北緣的黑油山油砂礦[19]。

2.3 降解稠化作用

東部盆地油砂發(fā)育區(qū)烴類多以長距離運移為主，原油在斜坡上向淺層運移過程中不斷遭受生物降解、水洗和氧化作用，當黏度達到一定級別后，被圈閉封堵成藏。西部盆地油氣經(jīng)歷多期的充注—破壞—再聚集的成藏過程，早期形成的油藏被后期的構(gòu)造運動破壞，烴類在二次運移的過程中遭受降解、水洗等作用，稠化后聚集在晚期形成的圈閉中。

3 成藏模式對比

在前人提出的主要成藏模式基礎(chǔ)上[1，6-7]，對中國東、西部盆地油砂斜坡逸散型、斷裂疏導(dǎo)型和構(gòu)造抬升型3類油砂成藏模式進行對比(圖3)。

圖3 中國東、西部地區(qū)油砂成礦模式對比

3.1 斜坡逸散型成藏模式

東部單斜坡逸散型與西部多級斜坡逸散型。東部松遼盆地西部圖牧吉油砂[9]屬于單斜坡逸散模式。盆地演化過程中該地區(qū)長期處于區(qū)域性大型單斜的狀態(tài)[20]，斜坡區(qū)構(gòu)造平緩，烴類主要沿著斜坡側(cè)向運移，運移過程中輕烴逸散分異并在淺層遭受水洗、氧化和降解等破壞作用，最終聚集成藏。西部準噶爾盆地西北緣烏爾禾油砂[3]屬于復(fù)雜的多級逸散模式。

盆地西北緣擠壓形成的大量逆沖斷層[21]與盆地的多期不整合面構(gòu)成“階梯式”的運移通道，烴類在“折線式”的運移過程中不斷分異稠化，最終在近地表淺層聚集成藏。

3.2 斷裂疏導(dǎo)型成藏模式

東部拉張斷裂疏導(dǎo)型與西部擠壓逆沖斷層疏導(dǎo)型。東部二連盆地吉爾嘎郎圖油砂[22]屬于拉張斷裂疏導(dǎo)模式。寶饒構(gòu)造帶在古近系發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)[25]，早期拉張作用形成的正斷層被激活并沿斷面反沖至地表，形成下部正斷層、上部逆斷層的油氣運移通道組合，烴類最終在淺層地表稠化并聚集成藏。

西部塔里木盆地西北緣的柯坪沖斷帶油砂[28]則是西部擠壓逆沖斷層疏導(dǎo)成礦模式的典型代表。天山擠壓作用形成的逆沖斷裂為烴類運移的有效通道[23]，推覆作用在斷層附近形成大量斷裂傳播褶皺，導(dǎo)致部分原始油藏暴露地表，烴類沿逆斷層運移至淺層褶皺帶中稠化成藏。

3.3 構(gòu)造抬升型成藏模式

東部構(gòu)造反轉(zhuǎn)抬升型與西部多期疊合抬升型。東部二連盆地早期油藏主要分布在單斷凹陷斜坡構(gòu)造帶的鼻狀構(gòu)造砂體中，以構(gòu)造-巖性油藏為主[24]。白堊系末期，盆地反轉(zhuǎn)抬升，早期油藏遭受破壞，烴類沿著區(qū)域不整合向近地表的淺層砂巖儲層運移，其間原油降解稠化形成油砂礦藏。準噶爾盆地霍爾果斯構(gòu)造帶[25]由于晚新生代盆地南緣的構(gòu)造運動，使得中生代形成的油藏抬升并頂部被削截，淺層擠壓作用形成的滑脫斷層成為次生油氣藏的重要運移通道，使得油氣發(fā)生再聚集，烴類在多期的抬升過程中稠化成藏。

4 勘探啟示

4.1 油砂成藏模式差異導(dǎo)致勘探對象不同

東部地區(qū)油砂儲層非均質(zhì)性強，成藏模式簡單，油砂潛在勘探對象多為盆地斜坡帶的沉積相變化區(qū)(如松遼盆地)[9]或是盆內(nèi)“通天斷裂”發(fā)育的構(gòu)造反轉(zhuǎn)部位(如二連盆地、海拉爾盆地)。西部地區(qū)油砂潛在勘探對象多為逆斷層發(fā)育的山前推覆帶或是淺層地表的逆沖褶皺發(fā)育區(qū)(如庫車塔西南山前帶)。

4.2 東、西部油砂礦帶的勘探思路各有側(cè)重

西部地區(qū)盆地構(gòu)造運動頻繁，早期油藏多被破壞，油砂勘探可建立在地表瀝青露頭勘察基礎(chǔ)上，結(jié)合地區(qū)地震等物探技術(shù)[26]對淺層地表構(gòu)造樣式的精細解釋，落實圈閉就可能發(fā)現(xiàn)新的油砂礦。東部地區(qū)盆地后期穩(wěn)定的成盆環(huán)境不利于早期油藏的破壞，缺少地表油氣顯示，需要對潛在勘探區(qū)沉積相進行精細刻畫[9]，并通過沉積相界面確定儲層物性變化帶，從而尋找新的油砂礦。

5 結(jié) 論

(1) 中國東部地區(qū)油砂具有埋藏淺、儲層非均質(zhì)性強、含油層位薄的特點；西部地區(qū)油砂則表現(xiàn)為地表出露面積廣、含油層位多、儲層時代跨度大的特點。

(2) 東部油砂礦主要形成于原油長距離斜坡側(cè)向運移過程中的逸散稠化作用，而西部油砂礦則是原油在多期充注—破壞—再聚集的過程中的氧化稠化作用。成藏模式上東部主要為單斜坡逸散型、拉張斷裂疏導(dǎo)型和構(gòu)造反轉(zhuǎn)抬升型；西部則為多級斜坡逸散型、逆沖斷裂疏導(dǎo)型和多期疊合抬升型。

(3) 東部地區(qū)的油砂主要富集在盆地的大型斜坡區(qū)和構(gòu)造反轉(zhuǎn)區(qū)，油砂勘探側(cè)重于潛力區(qū)儲層沉積相的精細刻畫；西部地區(qū)的油砂主要富集在前陸沖斷帶和山前推覆帶，油砂勘探側(cè)重于在地表瀝青露頭勘察基礎(chǔ)上的構(gòu)造解釋及有效圈閉落實。

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編輯 張 雁

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.001

20150920；改回日期：20151117

國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(“973”項目)“中國西部古亞洲洋構(gòu)造域火山巖油氣藏形成的地質(zhì)背景”(2009CB219302)和“庫車鹽構(gòu)造變形特征分析和區(qū)域變形場建立”(041013100040)共同資助

崔鑫(1985-)，男，2006年畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣地球化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)為北京大學(xué)石油地質(zhì)專業(yè)在讀博士研究生，研究方向為石油地質(zhì)與構(gòu)造地質(zhì)。

TE121

A

1006-6535(2016)01-0001-05