石油盆地的成因分类

几年来,为了找出大地构造类型和区域含油区之间的经验规律,发展了沉积盆地的大地构造分类。这种途径仅在局部获得了成功,因为,正如Bally所指出的,每种地质分类的盆地,都可以看到任一级别的含油区,从近不毛之地到高产油区。本文所提出的分类是以控制石油生成、运移和圈闭全过程的化学和物理定律为基础的,而不是依据描述性的地质途径。“石油盆地”或石油系统是指在地质空间和时间尺度上起作用的、石油生成和聚集的动力学、物理化学系统。     

石油运移和圈闭过程的水动力因素分析

描述含水层中油气运移的驱动力——水力与浮力关系的最基本的Hubbert方程,经发展并与描述毛管压力的Plateau方程结合可以用来研究油气运移及圈闭类型.由此得到的新方程还可用以评价圈闭过程受各种变量影响的程度,这些变量包括温度、流体密度及其它地质参数.除非石油运移的地层倾角非常缓,在其它情况下,浮力驱动占主导地位,而水力驱动则是不重要的.只有当储层的孔隙度低于5%时,毛管压力的增加对形成石油圈闭看来才是很主要的.该组合方程还可通过计算机综合分析各种变量的影响,并对两种假想的实例进行检验.尤其是计算机模拟可以检验输导层传导系数的变化对油气圈闭的影响,由此导致的低角度构造上的等势面梯度的变化可引起圈闭势能及构造上圈闭位置的显著变化.     

亚洲晚古生代造山带的特点

根据板块构造对造山带的解释,造山带可分为两类:(1)科迪勒拉型,(2)碰撞型。碰撞型造山带的特点是从阿巴拉契亚、阿尔卑斯、喜马拉雅等造山带概括的。在此,我们根据(2)型来介绍一下完全不同的亚洲造山带的特点,不过它仍然应该属于碰撞造山带的范畴。亚洲是一个在晚古生代一中生代由八个大陆块碰撞而嵌合成的大拼贴构造。其主体部分是在晚古生代形成的,在西伯利亚/哈萨克与中-朝/塔里木大陆块之间,俄罗斯地台与哈萨克复合大陆块之间,中-朝与扬子地台之间发育了海西造山带。通过这些碰撞事件,蓝晶石-硅线石型区域变质带、同构造S型花岗岩类、广阔的造山运动如喜马拉雅造山运动以及有关的大面积侵蚀盆地却并不发育。虽然,包括蓝片岩在内的高温高压片岩在所有这些区域均有产出,但是,这些岩石的放射性年代总是比大陆碰撞的年代要老,从而说明,蓝片岩早在陆块间大洋闭合之前就在科迪勒拉型造山带中形成了。代之以A型花岗岩类为特征的碰撞后深成     

一种完全新的油气普查方向——古陨石坑油气圈闭的研究

所有至今未受破坏而保存下来的那部分古老的陨石(撞击)坳坑称之为古陨石坑.古陨石坑中含有很多形成油气储层的大型(通常是弱胶结的)角砾岩体.不仅在古陨石坑中央隆起的下部岩层中,在其外围长垣中均产生了大容量的大洞穴.在古陨石坑中隆起的外围长垣中具有同样的情况.位于非渗透岩石之下的古陨石坑则是油气聚集带中最具远景的潜在油气圈闭.在美国和加拿大交界处的威廉斯顿大型含油气盆地中,已查明了深埋的古陨石坑中的产油圈闭(石油地质储量达1千7百万吨).具有中央隆起的构造复杂,而且具有中     

断层对油气运移的控制作用

断层的地质构造对油气运移的控制作用的研究,有利于分析油气运移的情况,为了进行更深入的地质研究打下基础。断层与油气运移的关系非常复杂,由于断层的出现,引起油气的初次运移和二次运移,达到油气聚集的条件,形成油气藏,通过有效的技术手段,开发油气藏,取得最佳的经济效益,达到油气田生产的目标。     

张断层附近砂岩中显微变形构造和成岩作用对油气运移和聚集的意义

对苏格兰Orkney地区North Scapa断层上盘North Scapa砂岩进行显微构造和成岩作用分析,可帮助认识盆地发展过程中断裂作用与流体运移之间的关系.结果表明这一关系影响到断层的封闭作用和油气运移.在中泥盆世Orcadian盆地发展期间,断层呈张性.与碎裂变形相关的膨胀作用促使了局部的流体运移,并且在North Scapa砂岩中距断层1m的范围内导致了石英和伊利石胶结物的沉淀.这一成岩事件以及相伴生的碎裂岩大大地减小了紧靠断层的砂岩的孔隙度和渗透率.这些作用在砂岩中是有效的封闭机制.Orcadian盆地的湖相生油岩在泥盆纪晚期至中石炭世就已成熟.在此阶段后期,盆地被抬升,North Scapa断层重新活化,性质为正断层,但以斜滑为主.此种后发生的变形被直接调整到封闭带以外,从而形成了宽的(10～20cm)角砾岩带和窄的(<10cm)碎裂带.与碎裂变形相关的进一步膨胀为油气在高应变的角砾带和碎裂带中的运移开辟了途径.这些观察表明,与盆地中油气的成熟和排驱大致同时发生的断裂活动,可直接影响运移选径的位置.     

以成熟作用为基础的地球动力学——地球化学的沉积盆地分类

地球动力学的原理和作用可以与大陆边缘类型、盆地的板块位置以及地壳类型结合起来,对沉积盆地进行大地构造形成的分类。然而这种分类并没有改善沉积盆地油气或矿床的发现率。为此,建议将现有的地球动力学盆地分类与有机(石油)或无机(金属)地球化学的分类体系结合起来。有机地化的盆地分类有三项分类标准:充注因素、运移因素和遮挡因素。类似的处理也适用于矿床预测,为此提出了无机地化的盆地分类。它也需识别三项成熟作用标准:金属溶解度因素、运移因素和矿物沉淀的环境潜力。这种地球动力学与地化成熟作用相结合的盆地分类方法,应能提高资源勘探的效率。     

中国新生代地壳裂谷系的演化

新生代期间,太平洋板块的运动方向由北北西转为北西西,俯冲带更向东移,中国东部的构造环境发生了显著变化。弧后盆地开裂又被充填。在亚洲板块与向西运动的菲律宾海和与太平洋板块相互作用的广阔构造体制下,发生了中国东部的裂谷作用。裂谷作用可以分为早第三纪裂谷作用和晚第三纪—第四纪裂谷作用两期。在中国西部,尤其是在青藏高原,裂谷作用是在会聚板块运动占主导的造山环境下产生的,并与陆内大型走滑断层相关。于是,中国东部可以划分出11个裂谷,中国西部可以划分出四个裂谷。控制中国东部地壳裂谷系形成的关键因素是先存构造要素的相互力学作用,构造环境和应力场的     

含油气盆地地下水深成卸载带与沉积成矿

含油气盆地地下水卸载的地区叫做深成卸载带。这些深成的沉积水卸载途中被挤压出的水,其体积非常庞大。卸载通常都带有脉冲间隙特点。业已证明,许多大型和超大型沉积铁、锰矿床都产在含油气盆地地下水深成开放卸载带中。这些地带在成矿学上的差别主要是由地下水向上运移的条件不同造成的。在运移途中没有形成大规模铁矿物(硫化物和碳酸盐)浸染条件时,便在深成卸载带形成沉积铁矿床,并常常伴生没有单独开采价值的锰矿石。在这种情况下,深成卸载带与主要位于含油气盆地边缘部分的深部断裂构造有关。以南乌克兰一些世界规模的大型沉积锰矿床为例表明,在含油气盆地边部存在着延伸很远的平缓单斜坡的情况下,沿其透水层上升的溶液,实际上完全可以释放出铁,结果形成了浸染状的后生铁矿物。在这种情况下,深成卸载的矿石富集带与其在地表出口附近的这些层位的充水侵蚀断面有关。上升溶液在含油气盆地范围内,侧向运移的距离可达几百公里。鲕状铁矿床按其成矿溶液及其中金属的来源的不同分为两类:由含油气盆地的上升地下水形成的深成沉积矿床(西西伯利亚、刻赤—塔曼、咸海沿岸等地的)和传统的表生矿床,即由下降地表水及潜水将风化壳金属再沉积所形成(奥尔斯克—哈里诺沃及马尔基矿床等)。深成沉积鲕状铁矿床的分布面积和金属储量比表生铁矿床的要大几十到几百倍。只要矿石有属于表生类型的证据,就可以证明以往曾发育过红土风化作用。在深入研究矿床的成因模式、找矿和预测准则、寻找与碳氢化合物层的共生关系时,必须考虑到决定含油气盆地地下水深成卸载带形成和分布的各种因素。矿床在这些地带的定位不限于开放式水下卸载和形成沉积铁、锰矿床的情况。     

构造地质学和大地构造研究新进展

1996年最令人鼓舞的发现之一是年轻和活跃的台湾山脉带,这个过去常常用作一个造山形成的实际模型,正在沿着其北部边缘经历碰撞后张性垮塌作用。Teng 表明,在台湾,从造山带的形成至造山带的垮塌整个过程历时5Ma。3000m 高的山脉,在不到3Ma 的时间,可能下降为2000m 深的盆地。过去     

古构造在东非裂谷形成和演化中的作用

通过对比东非裂谷与古构造的发育位置发现,各裂谷区段通常位于与岩石圈缝合线相关的前寒武纪地壳韧性前缘陡冲断层之上.地壳深部糜棱带的韧性伸展活化形成拆离断层,产生初始盆地.最初的断裂发生在岩石圈地幔的缝合带之上,地壳和地幔变形之间没有联系.转换断层带是由代表古横向陡冲断层的NW-SE向大型横推剪切带演化而成.而其它一些NE-SW向深部古老构造的活化形成了相当于大型张裂隙的盆地.自渐新世以来,因阿法尔热点引起的岩石圈大陆破裂(组成东非裂谷)自其起点逐渐向南扩展.从几个原始盆地开始的大陆破裂的扩展在时间和空间上是不连续的.这些原始盆地随后相互连接,形成横穿古前缘或横向陡冲断层及表层走滑断层的裂谷主干分支,当被切割的古大断裂与近NW-SE向的区域运动方向平行时,交会带就发育转换断层.     

断裂构造中的圈闭及油气运移模式

本文提出了与断裂有关的运移和圈闭模式.模式的基本假设是:断裂既不构成封闭,也不成为通道.因此,断裂对运移和圈闭的影响,取决于断层对接地层的岩石性质及对接断块的构造产状。断裂面剖面图结合构造图,反映了运移和圈闭的三维空间状况,并说明了三种相互影响的关键参数:(1)闭合式,即无断裂背斜、断裂背斜或鼻状构造;(2)横断裂几何形态,即沿断层断距及其变化;(3)地层几何形状,即渗透和非渗透单元厚度及其间距.横断层溢出点决定了圈闭的闭合度和垂向运移的途径.向斜溢出点则限定了垂向运移途径的(?)层高点和测向运移的出口.模式基本假设的有效性和重要性,可以通过具体含油气区内油田特征的对比进行评价。     

威特沃特斯兰金矿床(南非共和国)和巴列伊成矿区(外贝加尔,俄罗斯)对比分析

主要是对威特沃特斯兰金矿床(南非共和国)和巴列伊成矿区(外贝加尔,俄罗斯),在区域构造位置、裂谷构造发育特征、裂谷基底特征、矿床成因矿化特征等11个方面进行了对比分析。由此揭示了两个矿床存在着一系列共同特征。首先矿床分布的区域规律性相似,它们都受大型裂谷带和裂谷带周围与构造岩浆活化有关的断裂带控制;同时构造岩浆活化两次发育的特点相似,早期形成了由双峰喷发岩岩层充填的火山洼地,及比较晚发育并叠加在火山洼地之上的陆源裂谷盆地本身。由此总结出寻找与不同时代裂谷构造有关的巨大型金矿床的三个找矿标志:①基底标志,绿岩带发育的前寒武纪深变质杂岩体;②两次形成的裂谷洼地,第一阶段形成了由双峰式喷发岩充填的洼地,第二阶段形成了以陆源杂岩体为主体的裂谷带本身;③由深大断裂和与深大断裂相交的使裂谷基底、裂谷边缘和裂谷中心具有块状结构的断裂构成的裂谷构架。本文特别强调指出,这两个金属矿床在矿床成因和年龄上存在很大差别的同时,也表现出了许多共同点。     

丰盛而卫生的台湾饮食——石油勘探专家翟光明院士谈饮食

翟光明,71岁,中国工程院院士,曾任原石油部石油勘探司司长,石油勘探开发研究院院长,第十五届世界石油大会中国组委会秘书长,现任中国石油天然气集团公司咨询中心勘探部主任。主要成就,50年代起从事石油地质勘探技术和研究工作,60~70年代,多次参加全国各探区油气地质勘探会战,组织和制定了松辽、黄骅等地区油气地质勘探研究和实施规划,使东部地区原有储量大幅度增加同时系统研究了渤海湾断陷盆地的油气聚集及分布特点,找出了规律,在渤海湾盆地不断发现新的油气田,为此1987年获全国科学大会技术奖,1985年获国家科学技术特等奖。80年代起,提出了含油气盆地“三史”综合分析理论,在全国优选出第一批10口以探索新区新领域为目标的科学探索井井位,并组织实施,取得了重大成果。     

流体历史分析——远景评价中的一个新概念

流体历史分析是用以研究影响烃类成藏作用中石油运移和盆地水文地质这两个重要因素的.这一分析综合运用了矿物学上的直接观察与测定和数学模拟.成岩矿物中的流体包裹体可直接观测石油的运移时期和测定古温度.为了说明盆地的水文地质,用成岩矿物的同位素组成来测定年龄,并且鉴定古孔隙水的来源.该分析定时的特性与时控的热指标的综合解释为石油生成的数学模拟提供了一详细的岩石热演化史的输入.而烃类流体包裹体可以从观察上对理论预测进行校正.在昆士兰州西南部的Eromanga盆地,区分出了两个石油运移历史不同的地区.在Jackson-Challum地带,石油运移的高峰期与石英的胶结作用在晚白垩世同时进行;而在Tintaburra-Bodalla南部地带,石油的运移发生在石英胶结作用之后,从中白垩世延续至今.Jackson地区石油运移是在孔隙水中~(18)O相当富集时发生的,这种富集表明了地下水缓流过程中成岩作用的变化;而Tintaburra地区石油运移是在现今向下流动的水流系统中进行的,其地下水~(18)O的相对贫瘠表明是大气水来源.在悉尼盆地南部,白垩纪时期的深埋藏与最大热流值促使了Illawarra煤系地层石油的生成与运移,在Scarborough砂岩中这一过程可从流体包裹体中观察到.由于巨大厚度地层被侵蚀,继后岩石的冷却阻止了早第三纪石油的形成.孔隙水中~(18)O同位素的相对贫瘠表明在大气水向下流动过程中发生了早期成岩作用.由于成岩作用是在缓流中进行,因而导致了孔隙水中~(18)O同位素的富集,这一过程至少从距今140百万年持续到了90百万年,即伊利石胶结作用时期.     

米仓山前带构造特征与油气成藏综合评价研究

米仓山前带油气勘探潜力巨大,但由于构造变形强烈,油气成藏过程复杂。为此,从该区构造特征分析入手,建立了米仓山基底垂直隆升+侧向挤压断褶型构造模型,认为受扬子北缘刚性基底的阻拦形成构造楔叠加导致垂直隆升,同时产生挤压应力,控制了米仓山"扇状冲断"的构造变形特征;通过对米仓山前典型井与气田的解剖,建立了米仓山前带新生古储-强烈抬升剥蚀型、断裂通源-断凹封堵型、近源侧向疏导-高陡倒转破坏型、近源侧向疏导-叠加调整型与断裂通源-构造稳定型五种油气成藏模式,指出了"构造稳定、持续保存"是山前带油气富集成藏的关键要素;以构造单元划分为基础,结合构造变形强度和地层流体、地层压力、包裹体分析等开展动态与静态保存条件综合评价攻关研究,指出联合走滑挤压压扭变形控制保存条件差异性,提出在持续保存有利区主要寻找相带有利、近源充注的原生岩性圈闭气藏;而在较有利保存区应"动中找静",避开深浅层压扭一致变形带,寻找构造-岩性圈闭的方法开展川北构造复杂区选区评价。     

海洋热液硫化物的成矿作用

1978年太平洋中首次发现海洋硫化物矿石。该矿石应用岩石圈板块构造观点所预测到的第一种新矿石类型。有关洋底扩张在古中心大陆蛇绿岩带形成黄铁矿型矿体的概念,成为这种预测的理论基础。因此,在80年代世界上出现的对海洋硫化物矿石作为一种新型的潜在矿物原料的兴趣,引起并开创了现实地研究黄铁矿型矿床在古盆地中形成条件的可能性。     

构造地质学研究新进展

构造地质学家继续朝着现代的合作趋势发展.这种合作是把传统构造地质学研究方法和其它学科领域的研究手段相结合.区域构造学研究正用非构造学科资料评价造山带尺度的构造模式.比如,许多构造地质论文提出了用于解释伸展盆地的地球物理和构造证据.同时其它学科提供了构造、热力年代学、变质作用、资料支持伸展或者碰撞造山带的重力滑覆.     

西纽芬兰阿巴拉契亚变形前锋构造

石油工业部门大量的海底多道地震资料表明:对阿巴拉契亚阿卡德(Acadlian)变形前锋的经典解释并不准确.晚奥陶-志留纪末的Long Point-Clam Bank层系由于褶皱形成倾向北西的同斜层.而基底寒武-奥陶纪的地台型层系倾向南东.我们认为插入其间的区域为一"三角带"构造,这与其它逆冲带前陆边缘的情况类似.以前将Port au Port半岛上Long Point组与其下伏的Humber Arm异体系统间接触关系定为不整合,实际上是三角带倾向南东的上滑脱面.半岛上的地台型层系可能位于三角带内,为异地系统;阿卡德期(S-D)至少向北西移动30km.三角带向北东延至海岛港湾的滨岸带,证明Long Range地块中的格林维尔(Grenvillian)基底也属异地系统.     

大陆裂谷盆地演化的流体驱动力动态研究

本项研究是应用连续压实作用、变密度地下水流动和热传导/对流交换等的二维有限元模型,定量反映大陆裂谷初始断陷和挠曲坳陷阶段的流体动力学。分析过程中为了确定地质上相关的盆地沉降和基底热流的边界条件,也结合了两个阶段裂谷下岩石圈热演化的伸展/冷却地球动力模型。在确定盆地演化期主要的流体驱动力(压实、密度和地形)方面,通过该模型获得的动态研究能反映渗透性和地下水位结构的控制作用。动态分析中考虑了许多代表性拉张地区的水文状态和岩石性质。假定裂谷盆地的沉降和基底热流能用地球动力模型表示,则在盆地演化期大陆裂谷内形成两个独立的地下水流动系统。裂陷初始(伸展)阶段,沉降受断块运动控制,在渗透性冲积扇沉积内形成地形驱动的地下水流动系统。位于盆地中心的低渗透性湖相沉积以压实驱动的地下水流动为主。在这里,由于两种环境间存在着相对较大的渗透性差,压实的湖相沉积使孔隙流体横向上从盆地中心集中流向冲积扇沉积。由传导热交换形成的热异常局限在盆地格架断层附近的冲积扇相带内。在盆地演化的热冷却(挠曲)阶段,横向上沉积了广泛的超覆相层系。在渗透性冲积扇沉积内以密度驱动的地下水流动为主,而在湖相和超覆相层系内继承了压实驱动的流体流动。超覆相层系内发育的渗透性含水层,引起流体远距离输导到盆地边缘。在盆地演化的两个阶段,湖相和冲积扇沉积之间地下水流速分别在10~(-5)～10~(-1)m/a之间变化。在某些大陆裂谷系,如安哥拉白垩纪裂谷盆地,冲积扇沉积内所观察到的矿化作用支持了本项研究的一些发现。