东秦岭—大别造山带两侧盆地深部过程及古生界油气前景——以川东北盆地和合肥盆地为例

运用东秦岭—大别造山带深部地球物理测深成果资料,简述了岩石圈的深部地质结构与构造特征,讨论了岩石圈大地构造对与造山带有关的不同类型盆地深部过程的控制作用,以及岩石圈介质的构造成层和构造-热结构对盆地形成的控制作用,认为涉及这一地区的盆地深部过程及古生界油气前景的关键是:岩石圈具侧向分块、垂向解耦特征;盆地相对造山带而言,软流圈浅埋和"薄幔薄壳";盆地深部过程以岩石圈塑性形变和大陆深俯冲-构造解耦为主;深部热流上涌对古生界油气生运聚起一定的控制作用。     

沉积盆地中的流体

沉积盆地中的流体是整个地流体的一部分,是指通过和占据盆地岩石孔隙空间的所有流体。盆地流体起着传输能量和搬运物质的作用,也是盆地中最活跃的一种地质营力,直接影响和控制着沉积盆地的构造、沉积、成岩和成矿等作用。油气运移主要是沉积盆地内的含烃流体活动,它是盆地流体与盆地岩石在温度、压力场下的相互作用的必然结果。幕式流动是油气运移的最大特征,与盆地的幕式构造活动相辅相成互为因果。研究盆地流体可以为研究地壳深部地流体提供一个窗口。地壳深部的变质流体可能也是呈幕式活动并产生幕式的构造运动。在盆地外深部流体的作用下有必要对油气的无机成因、热降解机理、深盆热水运移、深部成岩作用以及综合勘探等问题重新进行评估。     

鄂尔多斯盆地热动力演化史及其对油气成藏与富集的控制作用

鄂尔多斯盆地热演化史及热岩石圈厚度恢复表明,中生代晚期早白垩世存在构造热事件及深部热岩石圈减薄的动力学过程,盆地南部岩石圈厚度薄,热流值及地温梯度高。不同层位烃源岩在盆地南部热演化程度高,热异常明显。烃源岩热模拟实验以及盆地深部热动力演化史研究表明,早白垩世热事件及形成的热异常使烃源岩生烃量明显增加,是盆地油气富集的重要原因之一。不同层位烃源岩在早白垩世大规模生油、生气及成藏,主要受早白垩世岩石圈减薄的深部热动力学过程及构造热事件控制。古生界和中生界不同层位的油气田分布主要受烃源岩、热演化程度及储层控制。从烃源岩发育层系及热演化程度来看,盆地南部延长组7段致密油、页岩油热演化程度高,分布面积广,勘探潜力巨大;石炭系-二叠系煤系烃源岩全盆地大面积分布,天然气勘探前景广阔;深层下古生界奥陶系碳酸盐岩层系具有形成大气田的条件,需要进一步明确烃源岩生烃潜力;深层中-新元古界值得进一步勘探,关键是明确规模断陷分布及烃源岩的生烃规模。     

中国东部新生代沉积盆地热状态与油气成藏潜力——以苏北—南黄海盆地为例

中国东部新生代盆地有一个值得关注的现象：裂后热沉降量大小与油气资源贫富之间存在密切的相关性。为探究这一现象潜在的成因机制,探讨沉积盆地深部热地质作用与油气富集分布的相关性,以磁异常反演的居里面深度作为沉积盆地深部热状态一级约束,建立其与干酪根裂解的油气生成反应速度之间的定量关系,并以苏北—南黄海盆地为例证,揭示了沉积盆地烃源岩有机质生烃与深部热状态之间具有显著的正相关性。该认识有助于更好地理解沉积盆地构造—热体制与生烃过程,可为油气成藏规律与资源潜力评价提供研究新视角。     

中国大陆岩石圈与中新生代盆地构造–热体制

运用横贯中国大陆主要造山带与盆地的6条区域地质[CD*2]地球物理解释地学大断面，结合岩石学研究成果，在综合分析中新生代以来岩石圈壳幔结构组成、岩石圈尺度大地构造意义的基础上，探讨不同类型盆地在岩石圈尺度构造[CD*2]热体制方面的差异特征，认为：塔里木、准葛尔、四川盆地成因的构造[CD*2]热体制为大陆深俯冲；柴达木、酒泉盆地成因构造[CD*2]热体制为：早期岩石圈减薄诱发走滑拉分和晚期构造挤压反转；临汾、银川新生代盆地对应岩石圈热胀[CD*2]拉伸；松辽盆地以岩石圈压扭性热胀与地幔热收缩为特色；渤海湾盆地则以岩石圈地幔减薄与增厚波动为特征。这样一种区域性岩石圈尺度的伸展、压缩或压缩兼剪切的构造面貌，与中生代以来新构造运动体制下的岩石圈深部物质运动有关,为当今中国大陆地区近地壳浅部不同类型盆地生成的构造[CD*2]热体制差异研究，提供岩石圈尺度的深部依据。     

沉积盆地超压体系划分及其与油气运聚关系

以生成油气的烃源岩为线索,依据超压成因的主控因素,将沉积盆地中超压体系划分为两类:即深部超压体系及浅部超压体系。前者具有成熟至过成熟的烃源岩,超压分布广,尤其是在中新生代盆地;而后者缺乏成熟的烃源岩,且分布局限,一般仅见于前陆盆地,也就是在前陆盆地存在双超压体系。深部超压体系的形成与生烃作用密切相关,其他因素只是促使压力的进一步增大,而上部超压体系的形成则是后期构造侧向挤压的结果。正确区分两类超压体系,对于探讨油气生成、运移及聚集成藏有着至关重要的作用。从油气勘探的角度分析,深部超压体系显得尤为重要,它是油气生成的化学反应炉,油气运移的原动力,并决定油气的运移相态、方式及成藏特征等。深部超压体系一般难以成藏,但构造抬升或断裂作用使原有的温压平衡系统遭受破坏时也可以成藏。     

济阳断陷盆地油气运移优势方向研究

济阳断陷盆地不同区带油气运移的控制因素、输导体系和运聚方向各异。洼陷带深部,油气沿“应压双控”作用产生的裂缝系统———隐蔽输导体系侧向或向上充注于泥岩裂缝圈闭或砂岩透镜体,油气运移的优势方向与成藏期北东向最大水平主应力方向一致;洼陷带上部或两侧,油气通过断裂型输导体系向上运移,平面上亦平行于北东向断裂运移;陡坡带和缓坡带,油气输导体系主要为断裂-砂体复合型,油气运移优势方向为垂直于盆地边缘边界断层的鼻状构造带的展布方向。     

盆地地球物理初探

应用地球物理信息并结合地质资料进行盆地实体的构造发育史、沉降堆积史及其所受的各种动力作用等方面的研究是盆地地球物理工作的主要内容。该项工作是以勘探地球物理为主要手段获得的岩石圈内部地球物理数据,通过人-机交互联合解释(数学正反演计算),探讨岩石圈深部的构造物理特征、热状态分布状况、动力学条件等深部地质因素与盆地的形成、发展、消亡(或被改造)之间的关系。提出盆地成因的构造地球物理模型,为进行盆地的各种地质模型定量动态模拟,求得油气远景评价提供地球物理背景。      

盆地构造热演化史在油气成藏期次研究中的应用

盆地构造热演化史控制着油气的生成、运移、聚集与成藏。我国沉积盆地多为叠合盆地,热历史类型复杂多样,不同热动力学背景、不同构造热演化历史类型的盆地烃源岩热演化程度、生油门限深度、油气主生烃期、成藏期次及历史明显不同。盆地多期成藏是我国叠合盆地的一大特点,油气成藏的多期次性受控于烃源岩的多期次生烃,最终受控于叠合盆地复杂的构造热演化史。现今的油气成藏期次研究方法很多,但不同方法原理不同,各有优点和局限性,构造热演化史的详细刻画是解决不同油气成藏研究方法存在矛盾的有效途径之一。     

沉积盆地地球动力学系统的研究─以辽西-辽北-松辽盆地南部为例

盆地形成和演化过程与地球深部动力系统的演化过程有密切关系。地球深部动力系统主要包括岩石圈、软流圈以及莫霍面。岩石圈的厚度、有效弹性厚度以及流变性决定了它对构造活动、热活动以及变形的响应,控制了拆离带的深度,影响了盆地的热结构,进而影响到盆地的结构类型。软流圈不仅对岩石圈底部产生熔蚀作用,使岩石圈变薄,而且还直接影响到岩石圈的热学性质。莫霍面是一个动态的界面,从大的方面看,反映了不同大地构造单元的地壳结构;从小的方面看,指示了盆地的形成模式。在中国东北地区,从早、中侏罗世到早白垩世早期形成众多的断陷盆地,早白垩世晚期于松辽地区形成大型坳陷盆地。这些盆地沿松辽盆地-辽北-辽西一线呈有规律的排列,其含油气性由西北向东南由断陷含气坳陷含油,过渡为含气断陷不含油坳陷,到最后断陷中不含油气。油气的这种分布规律表面上看与盆地类型有关,实际上是受盆地深部地球动力系统的控制。主要体现在:(1)松辽盆地岩石圈厚度约50～60km,平均比辽西地区薄25km;岩石圈厚度越大拆离带的深度就越大;折离带深度越大,岩石圈的强度越大。由此可见,松辽盆地的岩石圈强度明显低于辽西地区,因此更易发生挠曲变形而形成坳陷盆地。(2)由于盆地的基底存在较大的差异,松辽盆地与辽西地区的地热结构存在较大差异,松辽盆地地慢热流(Q_r)为58.1 mW/m²,且Q_r/Q_s=77%,辽西地区地慢热流仅为36.8 mW/m², Q_r/Q_s=59%;壳慢边界的温度也是松辽盆地(744.4℃)比辽西地区(644℃)高。这一地热结构是造成松辽盆地与辽西地区热沉降幅度存在差异的根本原因。     

库车前陆冲断带深层大气区形成条件与地质特征

针对库车深层构造,开展"宽线+大组合"山地地震采集、高陡构造叠前深度偏移处理、深层构造建模等一系列地震勘探技术攻关,初步落实了盐下深层构造,发现并落实了一批大型构造圈闭。研究发现,库车前陆冲断带深层具有形成构造大气区的有利条件:大型叠瓦冲断构造为大油气区的形成奠定了良好的圈闭基础;优越的烃源条件与晚期强充注为大气区的形成提供了充足的烃源;深层发育大规模有效砂岩储集层,为大气区的形成提供了良好的储集空间;巨厚膏盐岩为深层大气区的形成提供了优越的盖层条件。盐下深层构造大气区油气地质特征主要表现为:油气分布受构造圈闭控制,以构造气藏为主;冲断带深层储集层物性总体较差,裂缝对油气富集高产有重要控制作用;油气分布具源-盖共控、叠置连片、整体含气的特点;储量规模较大,单井产能较高。     

珠江口盆地南部热演化事件与高地温梯度的成岩响应及其对油气勘探的启示

32.0~16.0 Ma、特别是23.8 Ma以来的构造运动导致南海扩张、岩石圈拉伸减薄,地幔物质和深部热液流体异常活跃,热流背景明显增高,这不仅制约着珠江口盆地南部的沉积环境与沉积作用,同时也对深层砂岩储层的成岩演化过程有着深远的影响。基于显微薄片、镜质组反射率、黏土矿物X射线衍射、流体包裹体、扫描电镜和同位素地球化学等分析手段,结合地温梯度、区域构造背景、储层物性以及CO₂气藏成因等研究成果,揭示了珠江口盆地南部白云凹陷受热演化事件和高地温梯度背景影响的岩石学证据和地质记录,分析了热演化事件和高地温梯度的成岩响应及其对储层成岩演化过程的影响,对比了高、低地温梯度区古近系砂岩储层的成岩作用特征和成岩-孔隙演化过程的差异。高地温梯度区储层的成岩作用与成岩-孔隙演化具有一定的特殊性,深部热流体参与了储层的成岩演化过程,表现出异常热成岩演化,热压实作用总体较强,储层的孔渗性降低明显。高地温梯度区或异常热流区的烃源岩在埋藏较浅处即可达到排烃门限,储层在浅埋藏条件下即可达到较深的成岩作用阶段,易溶矿物更易发生溶蚀而形成次生孔隙发育带。因此,对于热流背景差异明显的地区,应根据热流背景、热演化事件和热异常的不同开展储层分析,以便更准确地预测有利的储集地带和油气聚集区,规避勘探风险。     

塔里木盆地热演化

选择了里木盆地１１条地震解释剖面,采用二维模拟方法,结合构造深化特征,恢复了震旦纪以来的地热史和生烃史。部分井点的结果对比显示。模拟配实测数据基本一致。研究表明,震旦纪至现今的热演化可分为四个阶段;中生代稳定热演化（低热流“冷盆”）阶段;志留纪至晚古生代热衰减、“热盆”和“冷盆”过度的热演化阶段;中生代稳定絷演化（低热流“冷盆”）阶段,新生代岩石圈找曲热演化阶段。模拟了塔里木盆地内三大套生油岩系的     

巴西坎波斯盆地A区块盐下构造特征及其对油气分布的影响

位于巴西深海坎波斯（Campos）盆地南部的A区块,自晚侏罗世以来经历了多期构造运动,盐下构造特征复杂。结合最新3D地震资料和钻井资料,对该区盐下地层的地质属性、断裂发育及构造演化进行了分析。A区块盐下地层识别出4个地震反射层和3套地震层序;经历了裂谷阶段、倾斜和剥蚀阶段以及热沉降阶段3个构造演化阶段,主要发育正断层,在平面上呈NE向和NNE向展布,受构造运动影响发育了一条NW—SE向转换断层,控制着正断层展布。最后探讨了构造运动对该区油气分布的影响,以期为A区块和坎波斯盆地盐下油气勘探提供科学依据。     

Origin and accumulation of high-maturity oil and gas in deep parts of the Baxian Depression, Bohai Bay Basin, China

Great quantities of light oil and gas are produced from deep buried hill reservoirs at depths of 5,641 m to 6,027 m and 190 ℃ to 201 ℃ in the Niudong-1 Well, representing the deepest and hottest commercial hydrocarbons discovered in the Bohai Bay Basin in eastern China. This discovery suggests favorable exploration prospects for the deep parts of the basin. However, the discovery raises questions regarding the genesis and accumulation of hydrocarbons in deep reservoirs. Based on the geochemical features of the hydrocarbons and characteristics of the source rocks as well as thermal simulation experiments of hydrocarbon generation, we conclude that the oil and gas were generated from the highly mature Sha-4 Member （Es4） source rocks instead of thermal cracking of crude oils in earlier accumulations. The source kitchen with abnormal pressures and karsted carbonate reservoirs control the formation of high-maturity hydrocarbon accumulations in the buried hills （i.e., Niudong-1） in conjunction with several structural-lithologic traps in the ES4 reservoirs since the deposition of the upper Minghuazhen Formation. This means the oil and gas exploration potential in the deep parts of the Baxian Depression is probably high.     

中国西部燕山运动及其对油气成藏的控制

中国西部地区的燕山中期构造运动是一次重塑西部构造格局的构造运动。侏罗纪末期,隶属新特提斯洋的雅鲁藏布江大洋岩石圈向北俯冲,班公湖-怒江洋发生闭合,拉萨地块与羌塘地块碰撞拼合,北部的鄂霍茨克海此时也发生了闭合。区域性的远程构造挤压作用使中国西部古老缝合线及大型古老断裂复活,造山带快速隆升。在西部各盆地内则表现为部位各异、程度不同的白垩系与侏罗系之间的角度不整合,在盆地的边缘以及断裂发育部位形成新的构造,同时进一步改造已有的各类构造样式。从白垩纪(各地区时间稍有差异)开始,西部的盆一山格局进入了一个新的发展阶段。燕山期构造运动对油气藏形成、调整具有重要的意义:首先,对下伏多套源岩的成熟具有双重作用,在山前坳陷相对连续、快速的沉降区会加速成熟,而在多期隆升和低速沉降地区会延缓成熟,为喜马拉雅期油气藏的高效率形成提供了保障;其次,变形、隆升、风化、剥蚀及淋滤作用对不整合之下的多套储层的储集性能具有明显的改善,不整合之上的白垩系下部沉积了分布广泛的优质砂砾岩储层;第三,形成了大量的构造、岩性、地层不整合等多类型圈闭,加之古隆起和断裂带的背景,为多类型、多层系油气藏形成与富集奠定了基础。     

喜马拉雅运动与准噶尔盆地南缘油气成藏

喜马拉雅运动期源自特提斯构造域的强大挤压应力使北天山快速、大幅度隆升,并向盆地冲断,在盆地南缘发育了陆内造山型类前陆坳陷。喜马拉雅运动控制着准噶尔盆地油气晚期成藏:快速沉积的巨厚磨拉石建造使中、新生界烃源层在南缘山前坳陷中成熟排烃;在盆地南缘形成了喜马拉雅运动期成排成带的背斜构造,在盆地北部形成了一些平缓的低幅度背斜构造,为晚期油气成藏提供了有利场所;喜马拉雅运动在全盆地强化了断裂的运移通道作用。     

印度河盆地A区块构造特征及其对油气的控制

印度河盆地是巴基斯坦境内最大的沉积盆地,油气主要富集在白垩系受断裂控制的构造圈闭内,确定构造及演化特征对下一步油气勘探具有重要的意义。为此,依据地震资料,通过研究印度河盆地A区块白垩系的断裂及构造演化特征,分析圈闭成藏后的构造运动对油气藏保存的控制作用。研究认为：A区块经历了冈瓦纳大陆解体裂谷期、印度板块漂移期和板块碰撞期等3个主要演化时期,其中板块漂移期的拉张—走滑阶段是圈闭形成的主要时期;圈闭成藏后构造活动主要表现为整体抬升和沉降,上升盘同向断阶油气藏部分受到破坏,而上升盘反向断阶圈闭油气藏受构造活动影响不大,因此呈现出前者闭合度大、油气藏高度小,而后者油气充注度高的特点。新的地质认识为评价有利勘探目标指供了指导。