田兵，趙俊梅，鄭有偉

(內蒙古科技大學 礦業(yè)與煤炭學院，內蒙古 包頭 014010)

伸展裂谷期疊合充填陸相、海陸過渡相及海相沉積的斷陷被稱為疊合斷陷盆地，區(qū)別于全部為陸相沉積充填的陸相斷陷，其在構造、沉積環(huán)境及烴源巖等方面都差異明顯.中國近海海域發(fā)育一系列被動大陸邊緣環(huán)境下形成的疊合斷陷盆地，東海陸架盆地麗水—椒江凹陷是其中的典型代表.麗水-椒江凹陷是中國近海海域的重點含油氣區(qū)，是我國海上油氣勘探的主攻區(qū)之一.LS36-1-1井在上古新統(tǒng)的海相砂巖中獲得高產油氣流以及WZ13-1構造發(fā)現的高壓天然氣藏，展示了凹陷良好的油氣勘探前景.

晚中生代之后，凹陷一直處在我國東部陸緣伸展構造帶之內，經歷了多期劇烈構造活動，因此發(fā)育復雜的斷裂構造體系、豐富的盆地結構類型，表明本區(qū)石油天然氣勘探的復雜性[1-2].因而，有必要對本區(qū)豐富的地質資料進行系統(tǒng)地分析和研究，為今后的石油天然氣勘探決策提供依據.本次研究從麗水-椒江凹陷“疊合斷陷”的成盆特征及“源熱雙控”[3-4]的成烴特征角度出發(fā)，對研究區(qū)的油氣形成及分布主控因素作進一步分析，并對勘探新領域進行預測.

1 區(qū)域地質背景

東海陸架盆地是我國近海面積最大的含油氣盆地，麗水-椒江凹陷位于盆地西南部，是在中生代殘留盆地基礎上發(fā)育起來的具有典型的新生代“東斷西超”特點的斷陷.凹陷北鄰錢塘凹陷,雁蕩凸起將其與東側福州凹陷、閩江凹陷相隔，西部和南部過渡相接閩浙隆起區(qū)，整體呈北東-南西向展布，盆地形態(tài)具南北分塊、東西分帶的特征，主要包括椒江凹陷、麗西次凹、麗東次凹、麗南次凹以及靈峰凸起、麗南凸起等構造單元，如圖1所示[2,5-8].

圖1 麗水-椒江凹陷區(qū)域位置及構造劃分

2 “疊合斷陷”成盆特征

2.1 古新世為凹陷主斷陷期

麗水-椒江凹陷是在中生代殘留盆地的基礎上發(fā)育起來的新生代斷陷，自晚白堊世以來，盆地經歷了經歷多期構造運動，其演化階段可劃分為3個階段：晚白堊世—古新世斷陷盆地演化階段，始新世坳陷盆地演化階段及第三紀以來的區(qū)域沉降演化階段，其中古新世是盆地主斷陷期.

晚白堊世至早古新世(雁蕩運動期)，太平洋板塊由NWW向轉為NNW向向歐亞板塊低角度俯沖，這種NNW向的持續(xù)俯沖運動伴隨導致強烈的巖漿活動，在地殼表層產生拉張應力場，造成整個東海陸架區(qū)處于剪切拉張應力狀態(tài)[9].受其控制，盆地內形成了一系列NE，NNE向延伸的張扭性正斷層，由此進入早期裂谷盆地期，這一時期裂谷主要由相對獨立、分散的小斷陷組成.作為小斷陷中的典型代表，麗水-椒江凹陷內斷裂開始規(guī)模發(fā)育，麗西次凹開始形成，靈峰潛山初具雛形.古新世中期(甌江運動期)，西太平洋板塊繼續(xù)向歐亞板塊方向俯沖[10-12]，麗西東斷裂、麗東斷裂和椒江東斷裂開始大規(guī)模發(fā)育，麗水-椒江凹陷快速拉張并沉積了巨厚的古新統(tǒng)地層，其內部靈峰低潛山構造已經成形.晚古新世，凹陷斷裂活動性漸弱，盆地裂陷由西向東逐漸遷移.

始新世早期，由于太平洋板塊運動由NNW向轉回為NWW向，形成新的俯沖，巖石圈水平拉伸基本停息，上升的熱地幔物質緩慢冷卻下沉，在麗水-椒江凹陷內表現為地幔上隆和盆地斷陷演化階段的結束，盆地快速沉降，產生熱沉降坳陷型沉積.與此同時，盆地又受到了前后兩次側向構造事件的影響.第一次發(fā)生在始新世中晚期，太平洋板塊俯沖方向回轉阻滯了東海陸架盆地向東蠕散拉伸，強烈的俯沖作用導致盆地東部浙東坳陷(包括西湖凹陷、基隆凹陷、新竹凹陷)在漸新世至中新世快速沉降，而西部的麗水-椒江凹陷進入長時期的抬升剝蝕并伴隨較強烈的中基性火山活動，從而導致凹陷缺失上始新統(tǒng)至中新統(tǒng)下部地層.第二次發(fā)生在中新世末，此時菲津賓海板塊俯沖向盆地東側琉球島弧，沖繩海槽盆地形成，而麗水-椒江凹陷地區(qū)再次發(fā)生抬升剝蝕并伴有火山活動，導致上新統(tǒng)與下伏地層不整合接觸，此次事件后，整個盆地進入整體沉降階段.

上新世之后，整個東海陸架盆地平穩(wěn)補償沉積，構造斷裂不活動，僅發(fā)育數次整體沉降，菲律賓海板塊俯沖向琉球島弧，沖繩海槽盆地呈地塹下陷式特征，而麗水-椒江凹陷地區(qū)再次抬升遭受剝蝕，導致中新世與上新世之間存在較明顯的的不整合面.最終演變成現今盆地結構，如圖2所示.

圖2 麗水-椒江凹陷構造演化剖面

2.2 凹陷主斷陷期發(fā)育海陸過渡相沉積序列

古新世主斷陷階段包括了下古新統(tǒng)月桂峰組斷陷初期沉積，以及上古新統(tǒng)靈峰組、明月峰組斷陷擴張期沉積.不同構造期地層在古構造格架、沉降中心和沉積體系類型及展布等方面存在較大差異，構成多個區(qū)域性的沉積旋回，反映出盆地的多期次或幕式構造及充填演化特征[13].

月桂峰組沉積期為湖泊沉積環(huán)境，湖泊面積較大，三角洲相由古鰲江、古甌江等數個古水系提供物源，主要分布在西側邊緣緩坡帶，扇三角洲相由雁蕩凸起提供物源，分布在東側斷陷陡坡帶，該沉積期靈峰潛山分隔麗水東西次凹，潛山西側發(fā)育近岸水下扇沉積體，潛山東側則形成數個扇三角洲砂體沉積，如圖3(a)所示.

下靈峰組地層角度不整合于月桂峰組地層之上，該期沉積受控于強烈的同沉積斷裂作用，同時受全球海平面上升變化影響，研究區(qū)沉積環(huán)境由陸相過渡為海相.凹陷東西兩側受物源及古地貌控制分別發(fā)育扇三角洲及三角洲沉積，繼承前期沉積特征，其中西南LS36-1-1井區(qū)三角洲沉積體受斷陷坡折帶控制形成滑塌重力流沉積.靈峰潛山受海侵影響部分沉沒，但仍可作為供給物源，在其和雁蕩凸起控制下，東側仍舊形成數個近源楔狀前積的扇三角洲沉積，如圖3(b).

上靈峰組凹陷繼續(xù)斷陷沉降且同沉積斷裂繼承性發(fā)育，海區(qū)范圍明顯擴大，靈峰潛山逐漸沉沒，其物源規(guī)模及供給范圍急劇縮小.西側閩浙隆起物源供給充足，西次凹三角洲河道水動力較強，三角洲沉積范圍明顯向凹陷內部推進.根據鉆井揭示該期同樣發(fā)育大區(qū)域的厚層濱海-淺海沉積，如圖3(c).

明月峰組構造斷裂活動性減弱，后期盆地演化轉入坳陷期.該沉積期最大充填特征為三角洲相沉積范圍及規(guī)模顯著擴大.根據連井對比，SMT-1井區(qū)三角洲范圍向南推進至NP11-4-1井區(qū)，前緣發(fā)育河口壩沉積，三角洲北側至LS36-1-1井區(qū)處發(fā)育一滑塌型重力流沉積.凹陷東側WZ26-1-1井區(qū)亦發(fā)育一大型三角洲沉積，其沉積范圍向凹陷中央推進至MYF1井區(qū)附近.椒江凹陷WZ6-1-1井區(qū)及麗水凹陷東南部發(fā)育少數扇三角洲沉積體，如圖3(d).

圖3 麗水-椒江凹陷古新世沉積體系平面展布(a)月桂峰組沉積體系展布；(b)靈峰組下段沉積體系展布；(c)靈峰組上段沉積體系展布；(d)明月峰組沉積體系展布

3 “源熱雙控”生烴特征

3.1 湖相泥巖是主力烴源巖

勘探實踐及地化分析表明，麗水—椒江凹陷發(fā)育下古新統(tǒng)月桂峰組湖相暗色泥巖及上古新統(tǒng)靈峰組、明月峰組海相源巖3套烴源巖.

綜合巖樣分析結果對比凹陷烴源巖特征，月桂峰組泥巖在有機碳含量、熱解生烴潛量及可溶有機質含量幾個有機質豐度指標上均高于其上明月峰組、靈峰組泥巖，達到中等—好烴源巖級別.另外，月桂峰組湖相沉積以II型(部分Ⅲ型)有機質為主，有機質類型相對較好，總體上為傾油、傾氣性母質，生烴潛力良好，是麗水-椒江凹陷的主力烴源巖[14]，見表1所示.

表1 麗水-椒江凹陷有機質豐度

通過地震解釋可知，月桂峰組烴源巖厚度相當大，整個月桂峰組地層在麗水-椒江凹陷厚度可達到千余米，從單井資料來看，WZ26-1-1井的濱淺湖相暗色泥巖厚度占總井段地層厚度的73%，由此推斷，湖水更深的相帶沉積泥巖含量及有機質豐度會更高，因此估算麗西次凹北部烴源巖最大厚度將愈2 000 m，麗東次凹也可達千余米.根據麗水-椒江凹陷的沉積相平面展布特征，結合研究區(qū)泥巖厚度特征，確定月桂峰組有效烴源巖的平面分布范圍.月桂峰組有效烴源巖主要分布在各次凹的中央洼槽帶，有效面積總計達4 974.8 km2，如圖4所示.

圖4 麗水-椒江凹陷月桂峰組有效烴源巖平面分布

3.2 熱演化控制油氣生烴史

沉積盆地實際上是一個巨大的低溫熱化學反應器，地溫是決定有機質成烴演化的最重要控制因素[15-17].

對凹陷月桂峰組頂部和靈峰組頂部的平面古地溫發(fā)育及演化特征作了細致研究.以月桂峰組頂部古地溫特征為例，如圖5所示.靈峰組沉積末期，月桂峰組頂部在麗西次凹、椒江凹陷中部大部分達到了100 ℃以上，最高溫度出現在麗西次凹中央洼陷帶，達到180 ℃，研究區(qū)麗西次凹、椒江凹陷的溫度明顯比麗東凹陷要高.在明月峰組沉積末期，地層溫度進一步整體增高，高溫中心繼承了靈峰組沉積末期的范圍，仍為麗西次凹、椒江凹陷的中央洼陷帶，最高溫度達到了225 ℃.到了溫州組沉積末期，研究區(qū)月桂峰組頂部的地層溫度達到了300 ℃.區(qū)域上溫度的差異性仍和前期一致，麗東凹陷的中心溫度低于麗西凹陷、椒江凹陷的溫度.在漸新統(tǒng)沉積末期，受構造抬升影響，月桂峰組頂部的溫度都有所下降，最高值為270 ℃.而現今溫度又有所升高，最大值達到了330 ℃.

圖5 麗水-椒江凹陷月桂峰組頂部古溫度平面展布(a)明月峰沉積末期地溫唱場；(b)溫州組沉積末期地溫場；(c)漸新統(tǒng)沉積末期地溫場；(d)現今地溫場

靈峰組頂部界面的古地溫演化史和月桂峰組頂部演化特征相似，總體經歷了升溫-降溫-升溫的過程，與月桂峰組頂部界面相比，各個時期的溫度值都比較低，古地溫最高值為200 ℃；另外，除了明月峰組沉積末期，平面上溫度的差異性與月桂峰組相似外，如麗西次凹、椒江凹陷的古溫度比麗東凹陷的高，其他時期靈峰組頂部界面的古溫度，在平面上都較為均一，分異性不太明顯.

整個東海地區(qū)地溫梯度介于25～43.5 ℃/km間，地溫梯度分布呈現北低南高特征，平均為32.7 ℃/km，其中麗水-椒江凹陷中大部分區(qū)域為35 ℃/km左右的高地溫梯度區(qū)，均值為34.8 ℃/km.熱史恢復結果表明，麗水-椒江凹陷經歷最高古熱流出現在古新世(67～92 mW/m2)，平均為81 mW/m2，自203 Ma到45 Ma是一個熱流增大的過程，自始新世末到漸新世則是一個降低的過程，自漸新世末到現今又是一個熱流升高的過程.

在研究區(qū)上述熱體系影響下，對凹陷月桂峰組頂部和靈峰組頂部烴源巖的成熟度作了平面順層“切片”研究，以分析研究區(qū)平面上生油氣區(qū)的分布特征.

月桂峰組在靈峰組沉積末期，麗西次凹和椒江凹陷中央洼陷帶烴源巖大部分均已成熟，Ro>0.7%，進入到了生油階段，麗東次凹此時只有洼陷帶零星的地方進入到了生油窗.明月峰組沉積末期，生油區(qū)進一步擴大，凹陷南部和麗東次凹生油范圍明顯增加，在麗西次凹和椒江凹陷的中央洼槽帶，Ro>1.3%，月桂峰組頂部烴源巖進入到了濕氣階段.在溫州組沉積末期，研究區(qū)達到了生烴高峰，凹陷各個次凹中央洼陷帶烴源巖Ro>2.0%，達到了干氣階段，麗西次凹部分達到了過成熟階段.之后由于玉泉運動，盆地抬升遭受剝蝕，生烴停止，后期漸新世末直至現今這段地質歷史時期，生、油氣區(qū)的范圍未擴大，成熟度也未增加.

靈峰組頂部烴源巖成熟度的演化史與月桂峰組頂部界面相似，都經歷了溫州組沉積末期之前增加，之后停止的過程.但靈峰組頂部界面與月桂峰組頂部界面相比，成熟度演化較低，在整個地質歷史時期，只有麗西次凹達到了濕氣階段，但現今麗水-椒江凹陷各次凹中央洼陷帶大都進入到了生油窗.

4 油氣勘探啟示

綜合上述得出的凹陷構造、沉積充填等“疊合斷陷”成盆特征以及烴源巖條件、古地溫場控制下“源熱雙控”生烴特征，結合已有探井的油氣顯示情況分析，建立起了麗水-椒江凹陷內尋找有利成藏區(qū)帶的幾個原則：

(1)油氣就近聚集在烴源巖分布區(qū)內或其臨近地帶，生烴中心基本上控制了油氣區(qū)的分布范圍；

(2)在古新世早期凹陷斷裂快速發(fā)育，在這種構造背景下，背斜、斷背斜、斷鼻等多種成藏優(yōu)勢構造發(fā)育于凹陷內，相應潛在發(fā)育的斷塊、斷背斜和斷層-巖性等多種油氣藏類型是未來最佳勘探突破口；

(3)凹陷主力油氣源巖埋深較深，優(yōu)良的深部相帶儲層及有效的運移通道亦是控制研究區(qū)油氣藏形成與分布的重要因素.

5 結論及建議

(1)自晚白堊世以來，麗水-椒江凹陷經歷了晚白堊世-古新世斷陷演化期，始新世坳陷演化期及第三紀以來的區(qū)域沉降演化期3期構造演化階段，其中凹陷主斷陷期古新世經歷了4幕斷陷.受控于全球海平面變化及幕式斷陷運動，凹陷內部地層展布及充填序列特征各期迥異，古新世初期月桂峰組(初始斷陷Ⅰ幕)以湖相沉積環(huán)境為主，而后過渡為海相沉積環(huán)境，凹陷具典型的疊合斷陷盆地特征.

(2)麗水-椒江凹陷發(fā)育下古新統(tǒng)月桂峰組湖相暗色泥巖及上古新統(tǒng)靈峰組、明月峰組海相泥巖3套烴源巖.下古新統(tǒng)月桂峰組烴源巖有機質類型好，豐度高，規(guī)模大，生烴潛力最大，為凹陷主力烴源巖；凹陷古地溫演化經歷了203 Ma到45 Ma熱流增大，始新世末到漸新世熱流降低，漸新世末到現今熱流升高3個階段，地溫場平面展布具不均一性，各次凹中央洼陷帶為凹陷高溫中心，其中麗西次凹中央洼陷帶最高，為整個凹陷高溫中心；烴源巖及熱演化特征共同控制了凹陷的生烴演化史.

(3)作為低勘探程度區(qū)，目前尋找有利油氣區(qū)帶，尋求重點突破是當前凹陷勘探的第一要務.綜合凹陷構造、沉積充填等成盆特征以及烴源巖條件、古地溫場控制下生烴特征，結合已有探井的油氣顯示情況分析，建立了凹陷內尋找有利成藏區(qū)帶的幾個原則：①油氣就近聚集在烴源巖分布區(qū)內或其臨近地帶，生烴中心基本上控制了油氣區(qū)的分布范圍；②在古新世早期凹陷斷裂快速發(fā)育，在這種構造背景下，背斜、斷背斜、斷鼻等多種成藏優(yōu)勢構造發(fā)育于凹陷內，相應潛在發(fā)育的斷塊、斷背斜和斷層-巖性等多種油氣藏類型是未來最佳勘探突破口；③凹陷主力油氣源巖埋深較深，優(yōu)良的深部相帶儲層及有效的運移通道亦是控制研究區(qū)油氣藏形成與分布的重要因素.