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古老被動(dòng)大陸邊緣的后期改造類型及油氣發(fā)現(xiàn)
——對(duì)塔里木盆地西南部被動(dòng)大陸邊緣勘探潛力分析的啟示

2021-11-09 11:40李王鵬張仲培劉士林
關(guān)鍵詞:烴源盆地沉積

李王鵬 張仲培 劉士林 錢(qián) 濤

(1. 中國(guó)石油化工股份有限公司石油勘探開(kāi)發(fā)研究院, 北京 100083;2. 中國(guó)石油化工股份有限公司油田勘探開(kāi)發(fā)事業(yè)部, 北京 100728;3. 中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 100081)

全球被動(dòng)大陸邊緣盆地分布范圍廣,總面積為3 350×104km2,陸地與海上面積比約為1 ∶10,被動(dòng)大陸邊緣盆地已發(fā)現(xiàn)的油氣資源在全球大油氣田中占比約40%,并形成了10余個(gè)大油氣田群[1-3]。全球范圍,現(xiàn)今主要的被動(dòng)大陸邊緣盆地位于大西洋、印度洋和北冰洋等大洋周緣[4],其海上面積的75%位于水深500 m以下的深水區(qū)域[3],且近10余年來(lái),深水被動(dòng)大陸邊緣盆地在發(fā)現(xiàn)的前十大油氣田中占了6個(gè)[5-6]。在各地質(zhì)歷史時(shí)期,被動(dòng)大陸邊緣原型盆地作為全球富油氣盆地的主要盆地類型廣泛發(fā)育。雖然在漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化過(guò)程中,古老的被動(dòng)大陸邊緣會(huì)經(jīng)受后期的改造,但其油氣資源潛力依然吸引著國(guó)內(nèi)外學(xué)者的目光。全球主要被動(dòng)大陸邊緣盆地演化歷史及沉積特征見(jiàn)圖1。通過(guò)對(duì)前人關(guān)于被動(dòng)大陸邊緣研究成果的梳理分析,探討被動(dòng)大陸邊緣的演化及基本特征,可為塔里木盆地西南部古老被動(dòng)大陸邊緣成藏條件的認(rèn)識(shí)與勘探潛力的評(píng)價(jià)提供參考。

圖1 全球主要被動(dòng)大陸邊緣盆地演化歷史及沉積特征(據(jù)文獻(xiàn)[4]修改)

1 被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造-沉積特征

1.1 被動(dòng)大陸邊緣的含義及分類

大陸發(fā)生張裂、破裂及洋底擴(kuò)張而形成受生長(zhǎng)斷層控制的寬闊大陸邊緣為被動(dòng)大陸邊緣[7]。威爾遜旋回認(rèn)為,伴隨著大陸解體開(kāi)始,被動(dòng)大陸邊緣的形成演化過(guò)程可一直延續(xù)到大洋發(fā)生俯沖作用之前[8]。目前,全球最典型的被動(dòng)大陸邊緣為大西洋兩岸的大陸邊緣,因此,被動(dòng)大陸邊緣又被稱為大西洋型大陸邊緣[9-11]。被動(dòng)大陸邊緣可分為大陸架、大陸坡和大陸基(大陸隆)[12](圖2)。大陸架是與大陸相接的向外海底平緩傾斜的水深在200 m范圍內(nèi)的海洋水下平原。大陸坡是大陸架向外海底延伸且傾角較陡的斜坡,是海底地形的顯著轉(zhuǎn)折帶,其坡度明顯大于大陸架。大陸基屬于大陸坡與深海平原的過(guò)渡區(qū)域,坡度平緩,常發(fā)育厚層濁流、等深流和滑塌沉積物等,可形成海底復(fù)合扇。

圖2 被動(dòng)大陸邊緣剖面圖

現(xiàn)有研究表明,受構(gòu)造-巖漿活動(dòng)差異性作用,大陸張裂過(guò)程中可形成不同類型的大陸邊緣。目前,被動(dòng)大陸邊緣被劃分為3種類型:火山型被動(dòng)大陸邊緣、非火山型被動(dòng)大陸邊緣和張裂-轉(zhuǎn)換型被動(dòng)大陸邊緣。被動(dòng)大陸邊緣洋殼轉(zhuǎn)換帶的類型和特征見(jiàn)圖3[13]。

火山型被動(dòng)大陸邊緣(圖3a)。在大陸分裂過(guò)程中,巖漿活動(dòng)發(fā)揮了重要作用,其洋殼轉(zhuǎn)換帶寬度一般較窄,為(20~100)km,地殼拉伸減薄不明顯,主要由深部的巖漿巖高速體和地表熔巖流組成。常在大陸地殼和正常洋殼之間發(fā)育巨厚的火成巖地殼,并具有陡傾的洋殼邊界、大量陸上噴發(fā)玄武巖和輝長(zhǎng)巖體底侵到原始的地殼底部等特征[14-18]。

非火山型被動(dòng)大陸邊緣(圖3b1 — b3)。其形成過(guò)程主要受巖石圈斷裂拉伸控制,巖漿活動(dòng)較弱,僅在巖石圈深部及地殼上部存在少量火山活動(dòng)。地幔去頂作用導(dǎo)致地殼和巖石圈發(fā)生強(qiáng)烈的拉伸減薄作用,其洋-陸過(guò)渡帶廣泛發(fā)育蛇紋巖化地幔橄欖巖,過(guò)渡帶邊緣常發(fā)育脆性斷裂及下地殼-上地幔的塑性拉伸變形[14-15,19-20]。目前,已報(bào)道的非火山型被動(dòng)大陸邊緣洋-陸轉(zhuǎn)換帶共發(fā)育3類地質(zhì)屬性。第1類(圖3b1),低角度拆離斷層將減薄陸殼下伏地幔剝露至海底,地幔橄欖巖蛇紋石化,并構(gòu)成洋殼轉(zhuǎn)換帶。Moho面出露海底,導(dǎo)致這類洋殼轉(zhuǎn)換帶的地殼厚度為零,如Iberia邊緣[21]。第2類(圖3b2),洋殼轉(zhuǎn)換帶由厚(1.0~3.5)km的洋殼組成,由于洋殼厚度異常薄(<3.5 km)并受拉伸作用,斷裂發(fā)育導(dǎo)致海水滲入Moho之下的地幔橄欖巖,致橄欖巖蛇紋巖化,導(dǎo)致地震波速減小,如Flemish Cap邊緣[21-24]。第3類(圖3b3),洋殼轉(zhuǎn)換帶一般寬約幾十公里,由異常薄的陸殼組成,局部可見(jiàn)磁異常,伴有少量的巖漿巖侵入體,如亞丁灣東部南北兩側(cè)邊緣[25]。

圖3 被動(dòng)大陸邊緣洋殼轉(zhuǎn)換帶的類型和特征(據(jù)文獻(xiàn)[13]修改)

張裂-轉(zhuǎn)換型被動(dòng)大陸邊緣。大陸邊緣寬度較小,大陸坡較陡峭,大陸隆發(fā)育較差,在張裂形變中伴有較大的走滑剪切分量[14]。

1.2 構(gòu)造-沉積基本特征

最初,隨著板塊的裂開(kāi),位于板塊內(nèi)部的被動(dòng)大陸邊緣開(kāi)始移動(dòng),其地殼是位于同一剛性巖石圈板塊內(nèi)洋殼-陸殼的過(guò)渡帶。被動(dòng)大陸邊緣不發(fā)育海溝俯沖帶,整體缺乏強(qiáng)烈的火山、地震等活動(dòng),具有巨厚的淺海相沉積,其內(nèi)部普遍發(fā)育同生斷層、底辟構(gòu)造等[8]。由于上地幔物質(zhì)上涌,地殼厚度減薄并形成以鏟狀正斷層作用為標(biāo)志的地塹系,進(jìn)而形成被動(dòng)大陸邊緣。

一般地,被動(dòng)大陸邊緣形成之前處于裂前期,后期將經(jīng)歷3個(gè)重要演化階段[26]:裂谷期(陸內(nèi)裂谷)、過(guò)渡期(陸間裂谷)和漂移期(被動(dòng)大陸邊緣)(圖4)。被動(dòng)大陸邊緣不同的構(gòu)造演化時(shí)期,其構(gòu)造-沉積作用存在明顯差異。

圖4 被動(dòng)大陸邊緣盆地演化階段(據(jù)文獻(xiàn)[7]修改)

裂前期,陸內(nèi)盆地發(fā)育,結(jié)晶基底之上常沉積河流、湖泊、冰川或大陸邊緣海相沉積物。裂谷期,地幔熱柱開(kāi)始上升,地塹式裂谷發(fā)育,裂谷沉積物以沖積扇、河流-湖泊相等非海相碎屑巖沉積為主,伴有輝綠巖和玄武巖,隨著海侵持續(xù)擴(kuò)大,發(fā)育厚層蒸發(fā)巖[27]。過(guò)渡期,沉積背景一般為局限淺海背景,主要發(fā)育厚層的淺海-深海相沉積,發(fā)育蒸發(fā)巖、頁(yè)巖烴源巖、碳酸鹽巖及海相砂巖儲(chǔ)層。在裂谷層序頂部和過(guò)渡層序底部之間常呈平行不整合接觸,局部呈角度不整合接觸[26]。漂移期,新生洋殼開(kāi)始擴(kuò)張標(biāo)志著漂移期的開(kāi)始,常發(fā)生沉積充填物、鹽巖的向盆運(yùn)動(dòng),整個(gè)階段受鹽巖底劈作用影響[27]。被動(dòng)大陸邊緣盆地漂移階段沉積類型多樣,分為4種類型。(1) 硅質(zhì)碎屑巖沉積:基底的總沉降量向海一側(cè)增加,形成楔狀沉積體,以硅質(zhì)碎屑巖沉積為主,沉積速率穩(wěn)定,沉積中心向盆地方向遷移[7]。(2) 碳酸鹽巖沉積:古老被動(dòng)大陸邊緣以碳酸鹽巖臺(tái)地沉積為主[28]。(3) 三角洲沉積:被動(dòng)大陸邊緣沉積盆地的持續(xù)充填過(guò)程和大陸坡的快速延伸都明顯受大型河流三角洲輸出的巨量沉積物的影響,泥質(zhì)沉積物未經(jīng)壓實(shí),強(qiáng)度較低,導(dǎo)致生長(zhǎng)斷層、滾動(dòng)構(gòu)造和泥底辟等發(fā)育。(4) 鹽構(gòu)造作用下的大陸邊緣沉積:鹽巖可強(qiáng)烈影響大陸邊緣發(fā)育的沉積楔,鹽巖結(jié)構(gòu)會(huì)導(dǎo)致大陸坡沉積物變形,同時(shí)沉積物的流失作用受鹽底辟阻擋將明顯減弱,該類型被動(dòng)大陸邊緣普遍發(fā)育[7,29]。

1.3 有利成藏條件

已有勘探實(shí)踐證實(shí),被動(dòng)大陸邊緣具備成為油氣富集區(qū),并形成了大型油氣藏的石油地質(zhì)條件和潛力:(1)可發(fā)育裂谷期中深湖相泥巖,過(guò)渡期烴源巖和漂移期海陸過(guò)渡相泥巖等多套烴源巖,尤其裂谷期形成的湖相烴源巖具有分布范圍廣、有機(jī)質(zhì)豐度高等特點(diǎn),是被動(dòng)大陸邊緣的主力優(yōu)質(zhì)烴源巖[30];(2)裂谷期,深水陸坡區(qū)坳陷層序受海平面升降變化影響,發(fā)育深海扇和濁流沉積等,可為油氣資源提供良好的儲(chǔ)層條件[31];(3)被動(dòng)大陸邊緣上覆厚層的泥巖及鹽巖可為油氣成藏提供良好的封蓋條件;(4)裂谷期和漂移期,可形成多種封閉條件良好的圈閉,包括與鹽構(gòu)造相關(guān)的構(gòu)造圈閉、與同生斷裂相關(guān)的構(gòu)造圈閉和濁積砂巖巖性圈閉等[32-35]。

2 被動(dòng)大陸邊緣的后期改造類型及案例分析

2.1 被改造的大陸邊緣基本特征

垂直分異明顯或具張性斷裂基底的被動(dòng)大陸邊緣,具有穩(wěn)定而局部又相對(duì)活動(dòng)的構(gòu)造環(huán)境,是含油氣盆地形成和演化的重要構(gòu)造背景。古老的被動(dòng)大陸邊緣由于其形成時(shí)間早,后期經(jīng)歷多期構(gòu)造事件改造,可稱為改造型古老被動(dòng)大陸邊緣。通過(guò)對(duì)諸多油氣藏的研究,劉光鼎[36]認(rèn)為中生代-古生代海相碳酸鹽巖盆地具有巨大的油氣潛力,這類盆地的生油層系和地質(zhì)環(huán)境十分優(yōu)越,其油氣資源主要成藏于早古生代被動(dòng)大陸邊緣。古老的被動(dòng)大陸邊緣往往經(jīng)歷過(guò)較深的埋藏或多種形式的改造,在改造后的被動(dòng)大陸邊緣沉積之上常疊置了前陸盆地等后期形成的沉積盆地,下伏古老被動(dòng)大陸邊緣烴源巖的發(fā)育及保存條件對(duì)該地區(qū)后期疊置盆地油氣藏的形成具有重要意義。在沉積格架上,前陸盆地主要由3個(gè)沉積層序組成[37]:早期被動(dòng)大陸邊緣沉積層序、造山期前陸盆地沉積層序和造山期后山麓堆積層序。主力優(yōu)質(zhì)烴源巖包含在被動(dòng)大陸邊緣沉積層序中,下伏含油氣層系的埋藏成烴和保護(hù)受制于前陸盆地造山期后的厚層沉積物。例如,中東地區(qū)阿拉伯板塊扎格羅斯前陸盆地的優(yōu)質(zhì)烴源巖,主要發(fā)育于古生代-中生代被動(dòng)陸緣沉積中(圖5)(扎格羅斯盆地為波斯灣盆地系統(tǒng)中油氣資源最豐富的盆地)。

圖5 波斯灣盆地、東委內(nèi)瑞拉盆地和西加盆地?zé)N源巖、儲(chǔ)集層對(duì)比(據(jù)文獻(xiàn)[38]修改)

此外,同造山期沉積的灰?guī)r、蒸發(fā)鹽巖和造山期后發(fā)育的厚層碎屑巖分別提供了良好的儲(chǔ)集層和蓋層條件[38]。Beydound等人[39]強(qiáng)調(diào)扎格羅斯盆地是“疊置在異常富烴的古生代-中生代被動(dòng)大陸邊緣陸架外緣之上的前陸盆地”。對(duì)前陸盆地的油氣資源評(píng)價(jià)關(guān)鍵不在于盆地類型,而在于其下有無(wú)被動(dòng)大陸邊緣沉積及在后期造山過(guò)程中被改造破壞的程度以及保存條件,前陸盆地沉積對(duì)下伏的被動(dòng)大陸邊緣含油氣巖系具有保護(hù)和埋藏成烴的作用。

根據(jù)早期被動(dòng)大陸邊緣被改造的多種地質(zhì)事實(shí)[37],可將其分為4類:(1)正常埋藏型古老被動(dòng)大陸邊緣;(2)造山帶改造型古老被動(dòng)大陸邊緣;(3)再埋藏型古老被動(dòng)大陸邊緣;(4)暴露型古老被動(dòng)大陸邊緣。一般地,同一構(gòu)造沉積旋回或沉積體系同時(shí)包含烴源巖、儲(chǔ)集巖和蓋層,可形成近緣組合;不同構(gòu)造沉積旋回和沉積體系分別包含烴源巖、儲(chǔ)集巖和蓋層,則可形成遠(yuǎn)緣組合。因此,被動(dòng)大陸沉積層序和后期疊置其上的盆地沉積層序所構(gòu)成的含油氣巖系可分為近緣組合和遠(yuǎn)緣組合兩種模式。

2.2 被動(dòng)大陸邊緣的后期改造類型及案例分析

2.2.1 改造方式分類

(1) 正常埋藏型古老被動(dòng)大陸邊緣。非洲-阿拉伯板塊的陸緣盆地總體處于正常埋藏狀態(tài)。阿拉伯板塊各大盆地的沉積蓋層均未遭受強(qiáng)烈構(gòu)造抬升或剝蝕作用,構(gòu)造變形較弱,沉積厚度可達(dá)9~12 km。其中,中生界發(fā)育主力烴源巖,其上覆地層厚度一般均不小于2 km。非洲大陸北緣的中-新生代盆地主力烴源巖大多發(fā)育在中生界,其上覆新生界的厚度一般也不小于2 km。

(2) 造山帶改造型古老被動(dòng)大陸邊緣。前陸盆地一般都含有豐富的油氣資源,但它們大都遭受了不同程度的破壞或改造。在造山帶向大陸方向逆沖推覆時(shí),可能將原先的被動(dòng)大陸邊緣沉積掩覆到山體之下,也可能將部分被動(dòng)陸緣沉積逆沖至地表遭受剝蝕。這類改造作用對(duì)被動(dòng)大陸邊緣沉積改造程度的大小將直接影響被動(dòng)大陸邊緣沉積的油氣資源。例如,晚始新世,阿爾卑斯造山帶向歐洲大陸逆沖推覆作用時(shí),形成磨拉石前陸盆地,并掩蓋歐洲大陸寬約50 km的中生代-早第三紀(jì)被動(dòng)大陸邊緣沉積,導(dǎo)致后期發(fā)育的前陸盆地缺失大量較好的含油氣巖系。阿爾卑斯式構(gòu)造發(fā)育的歐洲大陸普遍存在這種地質(zhì)現(xiàn)象,但中西亞地區(qū)則不發(fā)育,因此,中西亞地區(qū)下伏的被動(dòng)大陸邊緣沉積得到了較好的保存。在扎格羅斯造山帶隆起及形成前陸盆地過(guò)程中,其下伏的被動(dòng)大陸邊緣沉積未遭受強(qiáng)烈改造,并得到良好保存。在阿拉伯板塊內(nèi),扎格羅斯盆地富集了新生界前陸盆地中94%的油氣資源,這些油氣資源主要來(lái)自被動(dòng)陸緣期烴源巖,少量來(lái)自前陸期烴源巖,該盆地主要發(fā)育早古生代和中生代2類被動(dòng)陸緣期烴源巖[38]。

(3) 再埋藏型古老被動(dòng)大陸邊緣。早期古老被動(dòng)大陸邊緣沉積經(jīng)構(gòu)造抬升作用,遭受暴露剝蝕后可被再次埋藏成烴。例如,最早作為非洲北緣古生代被動(dòng)大陸邊緣一個(gè)內(nèi)陸克拉通坳陷的古達(dá)米斯盆地,海西期發(fā)展為構(gòu)造盆地,后期雖遭暴露剝蝕,但較多古生界仍被保存。三疊紀(jì),該盆地在裂谷作用下發(fā)育為邊緣坳陷盆地,后期被厚度約1 500~2 000 m的中生界和第三系沉積覆蓋,古生界烴源巖進(jìn)入生烴門(mén)限,三疊系底部陸相砂巖構(gòu)成儲(chǔ)集層,三疊系-侏羅系蒸發(fā)鹽巖構(gòu)成蓋層,具備生成豐富油氣資源的石油地質(zhì)條件。古達(dá)米斯盆地附近的一些同類型盆地,由于上覆地層沉積厚度較薄或后期遭受強(qiáng)烈抬升剝蝕,未發(fā)育成熟的油氣資源。

(4)暴露型古老被動(dòng)大陸邊緣。具有擠壓力學(xué)性質(zhì)的土耳其蓬蒂斯構(gòu)造帶,自西向東根據(jù)走向分為3段。造山帶西段下伏前寒武紀(jì)變質(zhì)基底,發(fā)育未變質(zhì)的下古生界沉積,上覆三疊紀(jì)裂谷期-被動(dòng)陸緣期沉積層序;中段發(fā)育蛇綠巖基底,上覆三疊系-下侏羅統(tǒng)濁積巖;東段具有海西變質(zhì)基底,局部發(fā)育二疊紀(jì)裂谷期沉積。該構(gòu)造帶被認(rèn)為發(fā)育包含上泥盆統(tǒng)、上石炭統(tǒng)和下白堊統(tǒng)等在內(nèi)的多套優(yōu)質(zhì)烴源巖,但其上部大部分層系被抬升至接近地表或已遭暴露剝蝕,成為匱乏油氣資源的暴露型沉積盆地。

2.2.2 沉積層序分類

(1) 近緣組合模式。侏羅紀(jì)-早白堊世,阿拉伯板塊的中阿拉伯盆地在被動(dòng)大陸邊緣沉積環(huán)境作用下,其含油氣巖系形成了2種沉積體系,屬于典型的近緣組合模式。臺(tái)地-盆地沉積體系:在分異的內(nèi)陸架坳陷中,中侏羅統(tǒng)-下白堊統(tǒng)烴源巖發(fā)育于水流循環(huán)不暢的缺氧環(huán)境;多種類型的碳酸鹽巖儲(chǔ)集層主要沉積在臺(tái)地邊緣,同時(shí)上侏羅統(tǒng)發(fā)育多期蒸發(fā)巖蓋層。低海平面時(shí)期形成的層狀沉積層序:早-中白堊世,烴源巖和儲(chǔ)集巖相間沉積在由地盾向NE方向進(jìn)積的三角洲及三角洲沼澤平原環(huán)境中。

(2) 遠(yuǎn)緣組合模式。古生代,位于非洲大陸北緣的古達(dá)米斯盆地先后存在5個(gè)海進(jìn)-海退硅質(zhì)碎屑巖沉積旋回,發(fā)育遠(yuǎn)緣油氣組合模式。其中,主力烴源巖由形成于第2次沉積旋回中的志留系頁(yè)巖和第4次沉積旋回的中-上泥盆統(tǒng)頁(yè)巖組成,儲(chǔ)集層主要是下三疊統(tǒng)底部的陸相砂巖,蓋層由三疊系-侏羅系的蒸發(fā)鹽巖構(gòu)成。

后期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)集層發(fā)育大量裂隙,從而大大改變其儲(chǔ)集性能。在發(fā)育多套烴源巖的地區(qū),這類裂隙在縱向上可貫通上、下兩套甚至更多套烴源巖,油氣可由下部烴源巖順暢地運(yùn)移到上部?jī)?chǔ)集層。

3 對(duì)塔里木盆地西南部被動(dòng)大陸邊緣層系勘探潛力分析的啟示

3.1 古生界沉積序列和被動(dòng)大陸邊緣演化

塔里木盆地西南部主要包括巴楚隆起、麥蓋提斜坡、喀什坳陷、葉城坳陷和鐵克里克斷隆等構(gòu)造單元,經(jīng)歷過(guò)古特提斯洋的關(guān)閉與新特提斯洋的擴(kuò)張。雖然塔里木盆地西南地區(qū)的古老被動(dòng)大陸邊緣演化過(guò)程及與其他構(gòu)造演化階段的轉(zhuǎn)換過(guò)程尚存在值得深入探討的地方,但根據(jù)已有古生界沉積序列及區(qū)域構(gòu)造背景,研究認(rèn)為,塔里木盆地西南地區(qū)在古生代先后經(jīng)歷了早古生代被動(dòng)大陸邊緣、志留紀(jì)-中泥盆世周緣前陸盆地和晚古生代被動(dòng)大陸邊緣演化階段[40]。

新元古代,塔里木陸塊及周緣地區(qū)處于伸展構(gòu)造環(huán)境,沉積區(qū)主體為濱-淺海相粗碎屑巖。震旦紀(jì),海侵面積擴(kuò)大,自下而上發(fā)育由濱岸、陸棚相碎屑巖過(guò)渡到陸源碎屑與碳酸鹽巖交替的濱岸沉積,反映出向被動(dòng)大陸邊緣演變的沉積特征。至早奧陶世,塔里木板塊南部原特提斯洋發(fā)生持續(xù)性裂開(kāi)擴(kuò)張,塔里木盆地西南地區(qū)發(fā)育早古生代被動(dòng)大陸邊緣碳酸鹽巖建造。西山布拉克組底部的輝綠巖、玄武巖和硅質(zhì)巖組合為該區(qū)寒武紀(jì)早期存在強(qiáng)烈的地殼伸展拉張作用提供了巖石學(xué)證據(jù)。中奧陶世-泥盆紀(jì),塔里木板塊南緣的原特提斯洋開(kāi)始俯沖消減,鐵克里克斷隆地區(qū)的下古生界被造山帶逆沖推覆作用強(qiáng)烈改造,研究區(qū)早古生代被動(dòng)大陸邊緣總體屬于造山帶改造型古老被動(dòng)大陸邊緣,后期被上覆層系深埋。在強(qiáng)改造區(qū),下古生界被沖斷、剝蝕或掩埋,志留系-泥盆系不發(fā)育;遠(yuǎn)離強(qiáng)改造區(qū)往北,上古生界受造山帶改造作用有限,發(fā)育較齊全,主要發(fā)育中-下泥盆統(tǒng)海相碎屑巖夾碳酸鹽巖,在葉爾羌河以南發(fā)育陸相碎屑巖。石炭紀(jì)-二疊紀(jì),受古特提斯洋演化影響,塔西南地區(qū)處于寬闊的淺海陸棚環(huán)境,發(fā)育濱淺海碎屑巖和碳酸鹽巖沉積,喀什坳陷發(fā)生明顯沉降,麥蓋提地區(qū)出現(xiàn)大陸斜坡沉積特征,整體受構(gòu)造改造作用較弱。早二疊世,塔里木盆地西南地區(qū)主要發(fā)育淺海陸棚相砂泥巖夾生物碎屑灰?guī)r。中二疊世,以海-陸過(guò)渡相沉積為主,上部沉積陸相雜色碎屑巖,區(qū)內(nèi)存在火山活動(dòng)并發(fā)育玄武巖。

3.2 對(duì)成藏條件與勘探潛力分析的啟示和建議

從上述盆地的構(gòu)造-沉積演化簡(jiǎn)史可以看出,塔里木盆地西南部至少經(jīng)歷過(guò)2期古老被動(dòng)大陸邊緣沉積,被動(dòng)大陸邊緣與繼承性塔南古隆起共同控制盆地南部早寒武世玉爾吐斯期的烴源巖沉積分布,具備優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的構(gòu)造-沉積背景。在被動(dòng)大陸邊緣層系及其上部的地層中,有多套儲(chǔ)蓋組合發(fā)育,存在多樣化的圈閉類型。如奧陶系至少發(fā)育2套儲(chǔ)層,鷹山組上段在NE向潛山構(gòu)造帶風(fēng)化殼,發(fā)育孔洞-裂縫儲(chǔ)層;鷹山組下段蓬萊壩組,以裂縫-孔洞型儲(chǔ)層為主,同時(shí)上奧陶統(tǒng)和石炭系的多套泥巖蓋層可產(chǎn)生有效封蓋作用。因此,石油地質(zhì)條件顯示,塔里木盆地西南部被動(dòng)大陸邊緣層系勘探潛力巨大。

然而,根據(jù)目前已掌握的資料和研究程度看,塔里木盆地自寒武紀(jì)以來(lái),經(jīng)歷過(guò)3次伸展-擠壓構(gòu)造旋回,因此,盆地西南部也相應(yīng)經(jīng)歷過(guò)3次前陸盆地的發(fā)育過(guò)程,時(shí)間主要集中在晚奧陶世-中泥盆世、三疊紀(jì)末、新近紀(jì)-第四紀(jì)3個(gè)時(shí)期。每期后階段前陸盆地的發(fā)育都會(huì)對(duì)早期古老大陸邊緣地質(zhì)體產(chǎn)生強(qiáng)烈的改造,使寒武紀(jì)-奧陶紀(jì)的古老被動(dòng)大陸邊緣層系遭受剝蝕、斷裂、深埋藏等改造作用。塔里木盆地西南部地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面圖如圖6所示。

圖6 塔里木盆地西南部地質(zhì)結(jié)構(gòu)剖面圖

受自然條件惡劣、山高路險(xiǎn)、交通不便等因素制約,塔里木盆地西南部及西昆侖造山帶的相關(guān)研究程度明顯低于塔里木盆地其他地區(qū)。由于研究資料相對(duì)豐富,塔里木西南地區(qū)古特提斯洋北部的晚古生代被動(dòng)大陸邊緣特征比較清楚,但原特提斯洋擴(kuò)張-消減過(guò)程中的早古生代被動(dòng)大陸邊緣演化歷史及特征比較模糊。

中生代以來(lái),西昆侖造山帶由南向北產(chǎn)生逆沖推覆沖斷作用,在盆地邊緣發(fā)育一系列前陸沖斷帶,并造成早古生代被動(dòng)大陸邊緣主體沉積被卷入造山帶從而發(fā)生改造變形或深埋,導(dǎo)致開(kāi)展塔里木盆地西南部的原型盆地恢復(fù)工作難度較大。今后,學(xué)者對(duì)塔里木盆地西南部在構(gòu)造地質(zhì)和區(qū)域地層特征等方面的研究,應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注早古生代被動(dòng)大陸邊緣構(gòu)造演化特征和沉積古地理分布,以及早古生代被動(dòng)大陸邊緣如何向晚古生代被動(dòng)大陸邊緣過(guò)渡轉(zhuǎn)換等問(wèn)題。

因此,加大對(duì)塔里木盆地西南部盆地深部地質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究,提高對(duì)寒武系-奧陶系被動(dòng)大陸邊緣的后期改造過(guò)程的認(rèn)識(shí),對(duì)于正確評(píng)價(jià)塔里木盆地西南部成藏條件,尤其是早古生代優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育條件和古老被動(dòng)大陸邊緣油氣資源勘探潛力具有重要意義。

4 結(jié) 語(yǔ)

被動(dòng)大陸邊緣盆地,一般先后經(jīng)歷裂前期—裂谷期(陸內(nèi)裂谷)—過(guò)渡期(陸間裂谷)—漂移期(被動(dòng)陸緣)4個(gè)演化階段,并受原型盆地和古氣候條件影響。全球現(xiàn)今形成時(shí)代較晚的典型被動(dòng)大陸邊緣盆地,整體具備良好的石油地質(zhì)條件和豐富的油氣資源。塔里木盆地西南部古老被動(dòng)大陸邊緣形成時(shí)代早,地質(zhì)歷史演化復(fù)雜,早期形成的油氣藏容易遭遇后期改造,但已有勘探發(fā)現(xiàn),并非所有早期古老被動(dòng)大陸邊緣都缺乏值得關(guān)注的油氣資源,關(guān)鍵需要明確古老被動(dòng)大陸邊緣的演化歷史及被改造的過(guò)程,掌握改造類型,理清地質(zhì)事實(shí),才能充分認(rèn)識(shí)古老被動(dòng)大陸邊緣的油氣資源勘探潛力。

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