地质力学学报  2019, Vol. 25 Issue (6): 1013-1024
引用本文
康玉柱, 邢树文, 李会军, 王宗秀, 康志宏, 李春麟, 张林炎. 中国北方地区构造体系控盆作用与控油分布规律[J]. 地质力学学报, 2019, 25(6): 1013-1024.
KANG Yuzhu, XING Shuwen, LI Huijun, WANG Zongxiu, KANG Zhihong, LI Chunlin, ZHANG Linyan. FEATURES OF STRUCTURAL SYSTEMS IN NORTHERN CHINA AND ITS CONTROL ON BASIN AND HYDROCARBON DISTRIBUTION[J]. Journal of Geomechanics, 2019, 25(6): 1013-1024.
中国北方地区构造体系控盆作用与控油分布规律
康玉柱, 邢树文, 李会军, 王宗秀, 康志宏, 李春麟, 张林炎    
中国地质科学院地质力学研究所, 北京 100081
摘要:在应用地质力学方法系统划分中国北方地区含油气盆地构造体系的基础上,开展构造体系控盆、控油气源区、控油气聚集带、地应力控制油气、低次序扭动构造控制油气田研究。研究结果表明,中国北方地区主要发育新华夏系、西域系、纬向系、祁吕贺兰山字型等构造体系,控制了塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等大型含油气盆地的成生发展。构造体系具有六个特征:阶段性、迁移性、继承性、差异性、转换性和复杂性。构造体系在多个方面控制油气分布,包括构造体系多级控制油气、构造体系叠加控制油气、构造体系复合联合控制油气、构造体系多期控制油气、低序次扭动构造控制油气田分布等。以构造体系控油为主线,综合考虑油气成藏条件,指出了油气聚集有利区。在优选的有利区中相继获得了新的油气重大突破和发现,证实构造体系控油研究及油气聚集有利区预测的科学性、准确性。这些有利区也是今后较长时期内油气勘探的主要目标。
关键词中国北方    构造体系    塔里木    鄂尔多斯    松辽    控盆    控油    
DOI10.12090/j.issn.1006-6616.2019.25.06.084     文章编号:1006-6616(2019)06-1013-12
FEATURES OF STRUCTURAL SYSTEMS IN NORTHERN CHINA AND ITS CONTROL ON BASIN AND HYDROCARBON DISTRIBUTION
KANG Yuzhu, XING Shuwen, LI Huijun, WANG Zongxiu, KANG Zhihong, LI Chunlin, ZHANG Linyan    
Institute of Geomechanism, Chinese Academy of Geological Science, Beijing 100081, China
Abstract: Basins, source rock, hydrocarbon accumulation areas controlled by structural systems, hydrocarbon accumulation controlled by stresses, oilfields controlled by subordinate shear structural systems are researched based on structural system theory. The results show that northern China are dominated by Neocathaysian, Western Regions, Latitudinal, Qi-Lyu-He epsilon-type and some other structural systems with stage, migration, inheritance, discrepancy, transition, and complexity features, which controls the generation and development of the Tarim basin, Ordos basin and Songliao basin. The rules of petroliferous basins and hydrocarbon distribution controlled by structural systems are explained, including multi-order, superimposition, conjunction and multi-stage control of structural systems and the control of subordinate shear structural system. The favorable areas for hydrocarbon accumulation are pointed out by taking the structural system theory as the basis and considering the conditions of hydrocarbon accumulation comprehensively. Major breakthroughs and discoveries have been made in the selected favorable areas, which proves the scientificalness and accuracy of the study on the structural system control over oil and the prediction of favorable areas for hydrocarbon accumulation. These favorable areas are also the main targets for hydrocarbon exploration in the long term.
Key words: northern China    structural system    Tarim    Ordos    Songliao    basin-control    oil-control    
0 引言

以李四光先生创立的地质力学理论为指导[1-6],中国相继发现了大庆油田、大港油田、胜利油田等一系列油田。康玉柱以地质力学为指导[7-11],1984年实现了中国古生代海相油气首次重大突破[12-13],1990年发现世界级塔河特大油田[14],之后又发现多个油气田。目前,众多学者已经对盆外构造体系开展了系统研究,但是针对盆内构造体系,尤其是深层构造体系及其控油作用方面研究较少。

因此,本文以构造体系工作比较深入的中国北方地区(选取典型盆地,西部选取塔里木盆地、中部选取鄂尔多斯盆地、东部选取松辽盆地)为研究目标,根据新地质地球物理资料、新油气地质认识和新油气勘探成果,系统研究含油气盆地内主要构造体系特征和构造体系控盆、控油作用,指出油气聚集有利区和勘探方向,以指导油气勘探。

1 构造体系格局

多年来,在运用地质力学理论的实践中,进一步认识到中国北方地区主要有四大巨型构造体系——新华夏构造体系、西域构造体系、纬向构造体系、山字型构造体系[15-18]。这些巨型构造体系的复合,造就了若干个古生代—中、新生代含油气盆地(图 1)。

1—纬向构造体系;2—经向构造体系;3—华夏系;4—新华夏系;5—西域系;6—河西系;7—青藏川滇反S型构造;8—山字型及弧形构造;9—西域构造体系控制的油区;10—新华夏构造体系控制的油区;11—帕米尔—喜马拉雅反S型构造体系控制的油区 图 1 中国北方地区主要构造体系略图 Fig. 1 Main structural system in northern China
1.1 新华夏构造体系

新华夏构造体系是李四光教授20世纪30年代提出的,又于60年代初加以详细论述。新华夏系是中国东部和东亚濒太平洋地区的规模宏伟的多字型构造体系,走向为北北东向(18°~25°),主要由三条巨型隆起带和巨型沉降带构成,简称三隆、三降。三隆、三降大致相互平行,排列如图 2所示。

Ⅰ—第一沉降带; Ⅱ—第二沉降带; Ⅲ—第三沉降带 图 2 新华夏构造体系略图 Fig. 2 Sketch of Neocathaysian structural system

第一隆起带:由千岛群岛、日本列岛、琉球群岛和菲律宾群岛等构成。

第一沉降带:由鄂霍次克海、日本海、黄海、东海和南海组成。

第二隆起带:由朱格朱尔山脉、锡霍特山脉、张广才岭、老爷岭、长白山脉、狼林山脉、辽东半岛、山东半岛和东南沿海丘陵组成。

第二沉降带:自北而南是松辽盆地、华北盆地、江汉盆地和北部湾盆地。

第三隆起带:由大兴安岭、太行山和贵州高原东部地区的褶皱带组成。

第三沉降带:自北而南是海拉尔盆地、二连盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地。

新华夏构造体系主要形成于中、新生代,各带广大地区发育有前古生界、古生界及中、新生界沉积和不同时期的岩浆岩。第一沉降带古近—新近系发育齐全、厚度大,以海相沉积为特征,第二、三沉降带中、新生代地层发育齐全。新华夏构造体系活动时间较早,但主要活动时期为中、新生代,在其成生发展过程中,火山活动频繁而强烈,既有侵入也有喷发,且某些部位迄今仍在活动,特别是第一隆起带和第一沉降带。

1.2 西域构造体系

西域构造体系由一系列等间距、平行排列的北西西向(270°~310°)大型复合构造带组成。每个复合构造带都有漫长的成生发展历史,元古宙已萌芽,古生代为主要活动时期,中、新生代仍有活动,以大型压扭性断裂和大型复式褶皱组成的隆起带为主体,南西侧往往发育一系列呈多字型排列的沉降带(盆地)。这些北西西向构造带曾发生过显著的右行扭动。

西域系的成生发展可分成两个阶段,第一阶段为早古生代,为北西西向的深海槽,志留纪末褶皱成山,形成复式隆起构造带,伴有强烈侵入、变质作用。第二阶段为晚古生代,发展成三对正负相间的巨型复式隆起、沉降带。

1.3 纬向构造体系

本区有两条发育良好的纬向构造体系:阴山—天山纬向构造体系和昆仑—秦岭纬向构造体系,在地貌上表现得极为明显,整体以及作为组成成分的主要褶皱和断裂,都是大致走向东西的。阴山—天山纬向构造体系主体位于北纬40°30′~42°30′之间,横贯新疆、内蒙、辽宁、吉林诸省,由西向东由天山、北山、阴山、燕山等山脉组成,长达4000余km。昆仑—秦岭纬向构造体系大致展布于北纬32°30′~34°30′之间,分为3段,西段昆仑山脉、中段秦岭山脉,东段分为两支,一只经嵩山隐伏于华北平原、黄海之下,另一只由伏牛山、大别山构造带组成,长度超过4000 km。

纬向构造体系具有长期发展、多期活动的历史,太古代可能就已经开始活动,之后经历了加里东、海西、印支、燕山、喜山等多期构运动,现今仍在持续活动,但不具有同样的发展历史,如阴山—天山纬向构造体系晚元古代已进入重要发展阶段,昆仑—秦岭纬向构造体系早古生代才明显进入主要发展阶段,每期构造运动都留有相应的构造变形和地质建造,形成复杂的构造带。

1.4 祁吕贺兰山字型构造体系

祁吕贺兰山字型是中国规模最大的山字型(图 3),包括祁连山、太行山、吕梁山、秦岭北麓及贺兰山,东西两翼不对称,两翼包容了一系列多字型构造成分,前弧与秦岭—昆仑构造带斜接复合。

图 3 祁吕贺兰山字型构造体系略图 Fig. 3 Sketch of Qi-Lyu-He epsilon-type structure system

祁吕贺兰山字型位于中国中北部,跨越新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西、山西、河北及北京等省、市、自治区,夹持于天山—阴山纬向构造体系和昆仑—秦岭纬向构造体系之间。其地理位置在东经92°00′~120°00′,北纬34°00′~41°00′,东西长达2000 km,南北宽达900 km。

前弧:重叠在昆仑—秦岭纬向构造体系之上,弧顶在宝鸡附近;前弧西翼伸展于酒泉、民乐、兰州至定西一带,由北西向的褶皱带、断裂带和夹于其中的槽地呈反多字型排列显现出来;前弧东翼伸展于韩城、离石、宁武至大同一带,由北东向的呈多字型排列的大背斜和大向斜显现出来。

脊柱:贺兰山褶带构成祁吕贺兰山字型的脊柱,与贺兰山经向构造带一致,即贺兰山褶带重接于贺兰山经向构造体系之上。

盾地:分居在脊柱东西两侧,西侧为阿宁盾地,东侧为伊陕盾地。

反射弧:西翼反射弧展布于酒泉、玉门、肃北至安南坝等地,为一向北凸出的弧型构造带,弧顶在桥湾之北。东翼反射弧展布于大同、宣化、承德至秦皇岛等地,为一向北凸出的弧型构造带,弧顶在承德附近。

2 构造体系特征

各类构造体系在成生发展过程中表现出某些共同的特点,将之归纳为如下几个特征:阶段性、迁移性、继承性、差异性、转换性和复杂性。

2.1 阶段性

构造体系的演化是不均一的,在时间上表现为阶段性。

塔里木盆地属于纬向系的沙雅古隆起—库鲁克塔格隆起,震旦纪—中奥陶世时为东西向沉降带,中晚奥陶世开始有隆起显示,志留—泥盆纪时快速抬升并基本定型,至石炭—二叠纪时仍处于隆起状态,部分地区遭受剥蚀,中新生代沉降,大部分地区被覆盖。

鄂尔多斯盆地中央古隆起寒武纪末期显现雏形,中晚奥陶世为古隆起发育的高峰期,志留纪—泥盆纪长时间暴露,自石炭纪进入持续埋藏期,晚三叠世受鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地发育的影响,古隆起高点向东部迁移,晚白垩世,古隆起高点迁移至盆地东部,原来的隆起高点变为坳陷。

松辽盆地中央古隆起在晚二叠世—三叠纪区域性隆起的基础上,早中侏罗世—早白垩世早期中央古隆起东西两侧强烈伸展,中央古隆起形成,晚侏罗世火石岭组到早白垩世登娄库组沉积期间,中央古隆起高部位经历了20 Ma的风化剥蚀,之后被中—晚白垩世登娄库组及以上地层覆盖,进入持续稳定埋藏阶段。

2.2 迁移性

构造体系的演化是不均一的,在空间上表现为迁移性(断裂、岩浆活动、沉积中心、沉降中心等)。

塔里木盆地早古生代的沉降中心在西域系的塔东满加尔地区,晚古生代迁移到西部的叶城地区,三叠—侏罗纪盆地沉降中心是天山纬向系的库车坳陷,新生代沉降中心转移到昆仑纬向系的喀什坳陷。

鄂尔多斯盆地自寒武纪以来各时代沉积中心的位置均在不同程度的迁移,如奥陶纪盆地沉积中心在西南部,石炭纪沉积中心迁移到西缘和东部。

2.3 继承性

某一个地质时期的构造体系是在前一个地质时期的构造体系基础上发展而来。

中国北方地区新华夏系和祁吕贺兰山字型至少有两次继承性发展,纬向系和西域系至少有四次继承性发展,如中奥陶世末、志留纪末、泥盆纪末、石炭—二叠纪末,上述构造体系在多期次区域构造运动作用下,都有继承性活动。但又各有特点。

塔里木盆地塔中隆起形成于中加里东中晚期,晚加里东—早海西期基本定型。隆起自形成以后,在相当时期内处于稳定的构造环境,构造变动发生的范围变化不大,地层发育相对较全,局部虽有剥蚀,但程度不大,后期的构造运动形式(中新生代或晚古生代)基本以整体升降运动为主。

鄂尔多斯盆地纬向系的伊盟隆起整体形态呈东西向展布,继承了结晶基底的形态,上石炭统太原组直接覆盖在变质基底之上。

新华夏系控制的松辽盆地长岭复式断陷群经历了火石岭组沉积期的初始裂陷、沙河子组沉积期的强烈裂陷及营城组沉积期的裂陷萎缩期三个阶段,控陷主干边界断裂继承性活动,始终控制着断陷的沉积作用,导致不同时期的断陷叠加[19]

2.4 差异性

某一个地质时期的构造体系和之前、之后地质时期的构造体系活动特点不同,同一构造体系的不同部位活动特点也不同。

塔里木盆地属于纬向系的轮台断裂,在其形成、演化过程中,经历多次活动,断裂各段各期次的活动强度、性质各有差异,对油气的控制作用也具不同特点:断裂东段抬升高,西段抬升低,造成上盘古生界—新元古界分布东老西新;中生界分布为西老东新,中生界不同层位直接覆盖在古生界之上。

祁吕贺兰山字型的脊柱—鄂尔多斯盆地西缘构造带北部、中部、南部断裂活动特征存在明显差异,北部为冲断体系,其中北段发育一系列西倾逆冲断层,中段发育简单大型逆冲断隆和前缘三角带,南段发育成排的东倾逆断层;中部为推覆体系,其中北段发育典型的薄皮构造,中段发育厚皮构造,南段发育高角度叠瓦式构造;南部为逆冲体系,发育西倾高角度逆冲断层。

位于新华夏系第二沉降带的松辽盆地形成机制与塔里木盆地、鄂尔多斯盆地明显不同,松辽盆地形成于强烈伸展环境,塔里木盆地形成于强挤压环境,鄂尔多斯盆地形成于弱挤压—弱伸展环境。松辽盆地的强烈拉张背景导致幔源气沿着深大断裂或火山通道进入盆地中富集成藏,已发现多个二氧化碳气藏、多处氦气异常及无机成因烃类气。

2.5 转换性

构造体系在不同地质历史时期挤压和拉张、抬升与沉降、隆起与坳陷之间的转换是构造体系的重要特征。

塔里木盆地北部东西向构造带的沙雅古隆起早古生代早期为沉降带,接受了寒武、奥陶系沉积,志留、泥盆纪转换为隆起带。沙雅古隆起北缘的的边界断裂亚南断裂,喜山期之前为南倾的压扭性断裂带,喜山期转换为南倾张性断裂带。

鄂尔多斯盆地应力场发生了多期转换,早中侏罗世,盆地处于引张应力环境。中侏罗世晚期至晚侏罗世,构造应力场转换为挤压体制,盆地周缘遭受多向挤压应力作用。早白垩世,盆地构造应力场又转换为拉张应力体制。早白垩世晚期至晚白垩世,盆地应力体制再次发生转换,从前期的拉张应力体制转换为挤压应力体制。

新华夏系控制的松辽盆地应力场也发生了多次变化,前裂谷期处于挤压应力环境,断陷期为北西—南东向拉张应力场,拗陷期为近东西向拉张应力场,反转期为北北西—南南东向挤压应力场。

2.6 复杂性

构造体系的成生发展往往要经历漫长的地质时期,导致构造体系类型多,构造形迹序次多、等级多,不同构造型式控油各具特点,同一构造型式不同部位控油作用多样等。例如塔里木盆地塔中地区发育北西向、北东及北东东向、近东西向和近南北向四组断裂,北西向断裂占主导,延伸远,断距大。断裂有四个主要活动时期,加里东中期、加里东晚期、海西—印支期、喜马拉雅期,每条断裂开始活动的时代、活动期次和主要活动时期均存在差异。不同演化阶段(同沉积断裂、沉积期后断裂、主生烃期断裂、成藏期后断裂)的断裂对油气控制作用不同[20]

3 构造体系控盆作用

多年的研究和实践证明,各主要构造体系的成生发展控制着含油气盆地的形成和演化(表 1)[11, 15-18]

表 1 中国北方地区主要构造体系与含油气盆地关系表 Table 1 Relationship between petroliferous basins and structure system in northern China

塔里木地区古生代主要受纬向系、西域系及其复合、联合控制,中奥陶世之前,沉积建造主要受纬向系控制;中奥陶世开始到泥盆纪,主要受纬向系与西域系联合控制,但以纬向系为主;石炭—二叠纪主要受西域系控制。中新生代以来,塔里木盆地主要受纬向系、河西系、南天山弧、和田弧及帕米尔歹字型、青藏歹字型的联合控制,经历了震旦纪—中奥陶世裂陷克拉通盆地、志留纪—泥盆纪挠曲盆地、石炭纪—二叠纪克拉通坳陷盆地、三叠纪—侏罗纪断陷盆地、白垩纪—古近纪断坳盆地、新近纪—第四纪陆内统一盆地六个演化阶段,铸就现今的盆地构造格局[15-16]

鄂尔多斯盆地主要受山字型、纬向系、新华夏系、华夏系、经向系控制,古生代到三叠纪主要受控于华夏系、纬向系及贺兰山字型体系,三叠纪之后主要受控于新华夏系、纬向系及贺兰山字型体系,在上述构造体系控制下经历了以下五个演化阶段:中新元古代克拉通内裂陷盆地阶段、震旦纪—早古生代陆表海阶段、晚古生代—早中生代克拉通内坳陷盆地阶段、中—晚中生代前陆盆地阶段、新生代断坳盆地阶段[17]

松辽盆地主要受纬向系、新华夏系、华夏系、经向系控制,纬向构造体系和华夏构造体系联合控制寒武—泥盆纪盆地演化,纬向构造体系和新华夏构造体系联合控制石炭—二叠纪盆地演化,新华夏系控制中新生代盆地演化,在上述构造体系控制下经历了裂陷克拉通盆地阶段(—O)、类克拉通盆地阶段(S—D)、克拉通坳陷盆地阶段(C—P)、断陷盆地阶段(J3—K1)、坳陷盆地阶段(K2—N)五个演化阶段[18]

4 构造体系控油分布规律

以地质力学理论为指导,以构造体系的观点开展构造体系控盆、控油气源区、控油气聚集带、地应力控制油气、低次序扭动构造控制油气田研究,得出构造体系控制油气分布规律。

4.1 构造体系多级控制油气

(1) 巨型构造体系复合联合控制含油气盆地。纬向系、西域系、华夏系、新华夏系等构造体系的复合和联合造就了各大型含油气盆地。

① 新华夏系控制盆地形成:中新生代以来,中国中、东部地区以新华夏系控制为主,形成一系列大中型含油气盆地。其中鄂尔多斯盆地位于新华夏系的第三沉降带,松辽盆地位于新华夏系的第二沉降带。

② 西域系控制盆地形成:晚古生代以来,中国西北地区以西域构造体系为主,加上纬向构造体系复合控制形成一系列大中型含油气盆地。塔里木盆地就是其中之一。

(2) 盆内一级沉降带(坳陷)控制油气源区。主要构造体系控制的一级沉降带(坳陷)一般为主要油气源区,油气源区内发育了多时代、多层系烃源岩,如塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、松辽盆地等(表 2)。

表 2 中国北方地区主要盆地内构造体系控油作用表 Table 2 Structural systems in northern China controlling on hydrocarbon

塔里木盆地纬向系控制库车拗陷,西域系和纬向系控制阿瓦提—满加尔拗陷,纬向系、西域系和帕米尔反S型构造体系控制喀什—叶城拗陷,发育了下古生界、上古生界、中生界烃源岩,形成了主要油气源区。

鄂尔多斯盆地南部和北部主要受纬向构造体系控制,盆地西部主要受经向构造体系和山字构造体系脊柱复合控制;盆地中部位于祁吕贺兰山字型东侧盾地,主要受华夏构造体系和新华夏构造体系控制(图 4图 5)。

图 4 鄂尔多斯盆地上古生界气田与烃源岩关系图 Fig. 4 Relationship between upper Paleozoic gas field and source rock in the Ordos basin

图 5 鄂尔多斯盆地中生界油田与烃源岩关系图 Fig. 5 Relationship between Mesozoic oil field and source rock in the Ordos basin

松辽盆地位于新华夏系第二沉降带上,在新华夏系控制下侏罗纪—早白垩世形成多个断陷盆地,各断陷具有各自独立的生、储、盖组合,构成了各自独立的含油气系统。上白垩统是大庆油田主力产层,油气主要分布在松辽盆地中央坳陷区中部的背斜带上(俗称大庆长垣)。

在区域挤压应力背景下发育起来的中西部诸盆地,油气源区多为多个负向构造体系叠加而成,烃源岩具有在剖面上层位多、厚度大,在平面上分布广的特点,如鄂尔多斯盆地的西部坳陷和南部坳陷、塔里木盆地的西南坳陷与北部坳陷等;在区域拉张应力背景下发育起来的中国东部诸盆地,油气源区受控于一级沉降带,如松辽盆地的中央坳陷区。

紧临油气源区的一级隆起带及斜坡带以及油气源区内的隆起带及断裂带首先成为油气聚集区,如松辽盆地大庆长垣,鄂尔多斯盆地中部古隆起,塔里木盆地塔中隆起、沙雅隆起和麦盖提斜坡等就是典型的例证。

4.2 构造体系叠加控制油气

构造体系的成生演化具有继承性和阶段性,表现在地质构造上,早先的沉降带之后继续为沉降带,称之为沉降叠加;早先的隆起带之后继续为隆起带,称之为隆起叠加[21-24]

塔里木盆地满加尔坳陷自震旦纪以来在西域构造体系和纬向构造体系控制下一直处于沉降状态,形成沉降叠加,发育多套烃源岩(-O、-P1、T)。沙雅隆起和卡塔克隆起自晚奥陶世开始隆起一直到早石炭世均处于隆起状态,形成隆起叠加,为多期油气运聚的指向区,形成油气聚集带(图 6)。

图 6 塔里木盆地塔中1井—满参1井—库南2井构造剖面图 Fig. 6 Structural section of the Tazhong No.1 well, Mancan No.1 well and Kunan No.2 well in the Tarim basin

鄂尔多斯盆地自寒武纪以来,在华夏构造体系、贺兰山字型构造体系、纬向构造体系及新华夏构造体系控制下一直处于沉降区,形成沉降叠加,发育了多套烃源岩(—O、C—P、T—J),成为大型油气源区。鄂尔多斯盆地的古隆起如伊盟隆起、中央古隆起继承性强,隆起位置基本保持不变,形成主要油气聚集带,发现靖边、苏里格、杭锦旗、大牛地、榆林等大气田和姬塬、庆阳等大油田。

松辽盆地自上古生代以来在新华夏构造体系、纬向构造体系、华夏构造体系控制下长期为沉降区,发育了石炭—二叠系、侏罗—白垩系烃源岩,形成了大型油气区,盆内的中央隆起带和周边斜坡带成为油气主要聚集带,发现了大庆等一系列大中型油气田。

4.3 构造体系复合联合控制油气

巨型构造体系的复合和联合控制含油气盆地,盆内次一级构造体系的复合联合控制油气源区及油气富集带,中国北方地区各大盆地表现得十分明显。

塔里木盆地阿—满坳陷是纬向系与西域系复合联合作用而成,喀什—叶城坳陷是西域系、纬向系及青藏反S型体系复合联合作用的结果。

松辽盆地纬向构造体系和华夏构造体系联合控制寒武—泥盆纪盆地演化,纬向构造体系和新华夏构造体系联合控制石炭—二叠纪、中新生代盆地演化。

鄂尔多斯盆地西部主要受经向构造体系和山字构造体系脊柱复合控制;盆地中部主要受华夏构造体系和新华夏构造体系及区域东西带复合控制。

4.4 构造体系多期控制油气

各构造体系活动时间是十分漫长的,如纬向系从太古代开始一直活动至今,西域系从晚奥陶世开始出现一直活动至今。在这漫长的地质时期中,构造体系活动强度是不均一的,是时强时弱的,表现为多期性。构造体系活动的多期性,造就了油气成藏的多期性。

塔里木盆地从早古生代以来有四个成藏期,即加里东中期与印支期两期原生油气成藏期,及燕山中期(J3—K1)与喜马拉雅晚期(N2—Q)两期油气调整成藏期。

鄂尔多斯盆地有两个成藏期,即印支期、燕山期。鄂尔多斯盆地中新生代构造稳定,地层平缓(地层倾角仅1°左右),总体为向西缓倾的单斜,导致成藏期持续时间长,具有连续成藏的特点。

松辽盆地有两个成藏期,即燕山期、喜山期。松辽盆地由于特殊的地质背景,发育二氧化碳气藏,成藏期在喜山期,晚于烃类气成藏。

4.5 低序次扭动构造控制油气田分布

“属于同一类型构造体系的相同部位的地区,在沉积和构造条件上,虽有不同之点,但往往具有很大的一致性。也就是说,在同一油区中,每个油田构造,虽有各自特点,但又有它们的共性。若在其中一个构造找到了油,就有可能在其它的侣伴构造中找到油”,李四光的上述论述,正是低序次扭动构造控油规律的核心内容,也是进行油气分布规律研究的关键所在。

通过多年实践建立了六类扭动构造控油模式,即帚状、雁列、旋扭、反S型、入字型、叠瓦[25]。帚状构造控制的油气多于中段和撒开端富集,油气总体呈帚状分布;旋扭构造油气富集程度由内旋回层向外旋回层变差;反S型构造控制的油气主要分布在地应力适中的弧形带内;入字型构造控制的油气常常分布在主干断裂与分支断裂交汇的锐角部位;雁列构造和叠瓦构造控制的油气亦呈雁列或叠瓦分布。

5 油气聚集有利区和勘探方向

在前述研究的基础上,综合考虑油气成藏条件,以构造体系控油为主线,进行了油气资源前景评价,指出了油气聚集有利区和勘探方向[15-18]

5.1 塔里木盆地有利区

塔里木盆地有利区[15-16]为沙雅隆起、库车坳陷、卡塔克隆起、麦盖提斜坡、叶城坳陷南坡、乌什凹陷、草湖斜坡、阳霞凸起、阿图什背斜带、巴楚隆起南部断裂、塔中隆起西部、塔中隆起南坡、塔中断裂下盘、顺托果勒北、巴楚隆起南北斜坡、满北斜坡、库尔勒鼻凸、塘古巴斯凹陷、莎车低凸起、墨玉凸起、古城墟隆起南坡等。

5.2 鄂尔多斯盆地有利区

鄂尔多斯盆地满盆含气,半盆含油(南部)[17],天然气有利区为北部苏里格—杭锦旗地区、中部靖边—延安地区、东部子州—米脂地区、西北部、东部盐下、西南部华亭地区、东南部富县—宜川地区;石油有利区为陕北地区、西峰油田周边、姬塬、华庆、西缘断褶带、东南部、西南部。

5.3 松辽盆地有利区和勘探方向

松辽盆地有利区和勘探方向为[18],①中新生界:断裂带、坳陷斜坡区、深层火山岩天然气、浅层生物气;②石炭—二叠系:肇源、大安—农安、海坨子—长岭、通辽西、滨南、乾安—长岭、茫汉、昌图—梨树等。

在优选的有利区中经油气勘探相继获得了新的油气重大突破和发现,证实构造体系控油研究及油气聚集有利区预测的科学性、准确性[15]。这些有利区及勘探方向也是今后较长时期内油气勘探的主要目标。

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