塔里木盆地麦盖提斜坡油气地质与勘探.pdf

第一章 被动大陆边缘盆地研究进展 年代后期板块构造学说的确世纪立为从地质角度解释被动大陆边缘奠定了大致的 年代前半范围。和提出的热冷却导致大陆边缘沉降的模式与据石油期，除了 勘探数据追溯地质发育史等理论外，也采用传统数据从板块构造角度进行反复解释，但进展 年代后半期。）概述了被动大陆边缘的不大，巨大的进展始于概念及其 全球发育和演化模式，分述了美国大西洋大陆边缘、中大西洋被动边缘和特提斯洋的古大陆 边缘，并从石油地球化学和蒸发岩、碳酸盐岩的沉积特点出发探讨被动大陆边缘的含油气远 景。 被动大陆边缘盆地发育在邻近板块间的大陆边缘，目前这些盆地基本上无地震和火山活 动，而且正处于因大洋扩张使岩石圈板块移开的地区，或从张性板块边界上大洋中脊离散的 地区。被动大陆边缘盆地的内侧根部位于海岸平原大陆架和陆坡之下变薄的下沉陆壳上，其 外侧位于陆坡和陆隆下面下沉的洋壳上。在这些盆地的多期发展史的所有阶段，均以重力驱 动的拉伸构造为主。因此，被动大陆边缘也称为离散大陆边缘、拉伸边缘或大西洋型边缘。 被动大陆边缘盆地的走向平行于相邻大陆的海岸线，通常盆地沿着海岸延伸数百公里。 发育完全的被动大陆边缘盆地应包括①克拉通内部坳陷或者活动大陆边缘盆地的裂谷前层 序；②裂谷盆地层序；③过渡一早期漂移局限相层序；④漂移晚期的进积层序。 现今被动大陆边缘盆地主要围绕大西洋和印度洋分布，形成目前的大陆边界。比 较有代表性的被动大陆边缘盆地有北美二叠盆地与西内部盆地、北非三叠盆地、巴西坎波 斯盆地、加蓬盆地、澳大利亚西北陆棚盆地和尼日尔三角洲（表 表世界典型被动大陆边缘盆地主要石油地质特征一览表 。 ； 近来对被动个方面取得了较大进展大陆边缘盆地的研究主要在以下 被动大陆边缘的地层层序及其发育的控制因素； 被动大陆边缘的沉积体系； ）被动大陆边缘成因类型的演化向前陆或其他类型盆地转化； 被动大陆边缘的地球物理场特点与地壳结构； 被动大陆边缘的热体制、沉降机制； ）被动大陆边缘的构造变形样式，包括反转构造类型； 被动大陆边缘的构造地貌类型； 被动大陆边缘的流体作用。 续表 注 第一节 被动大陆边缘构造研究进展 利用被动大陆边缘演化的构造模式，探讨了构造运动对地层层序的 影响。他认为，被动大陆边缘的构造沉降是由于岩石圈和地壳在裂开时期的加热与变薄之后 的热力收缩，即当岩石圈随时间冷却及其弯曲刚度增加时，在大陆边缘的外侧，沉积物逐渐 超覆在基岩上，这与模拟超覆的模式十分相似。据此提出全球性的海平面变化作用实际上从 属于大地构造运动。地层层序的主要控制因素是与主要板块的改组引起的广泛而可对比的构 造事件有关。由于地壳沉降导致的全球性海平面上升，势必产生海进地层层序；由于地壳上 升导致的全球性的海平面下降，势必产生海退的地层层序。但是，在一个沉积盆地中的特殊 地点，一个海进或海退层序的分布，主要受沉积物输入量的速度、海平面相对位置变化方向 和速率以及海底地形控制的。这就很好地解释了目前被动大陆边缘构造沉降、弯曲和海平面 全球变化的关系。这不仅有助于含油层系的全球对比，而且对于研究大地构造、岩石圈力学 和地球动力学历史也具有重大意义。 陈发景（讨论了伸展盆地的一般概念、裂谷的一般特征和类型、伸展盆地的演 化、裂谷（及大陆内坳陷、被动大陆边缘）的形成机制和裂谷盆地的构造特征与油气运移和 聚集。现代研究表明，裂谷作用有，有纯剪、单剪多种方式（ ， 及混合剪切（等多种模型。被动大陆边缘 也 有） 与 火 山 型 （非 火 山 型 两种基本成因类型。被动大陆边缘可以向活动大陆边缘或转换大陆边缘 变化，现今汇聚边缘都是由被动大陆边缘转化而来 的；也可以由其他类型盆地转化而来，如北美东海岸晚古生代的活动大陆边缘转换成中新生 代的被动大陆边缘。 第二节 被动大陆边缘盆地油气地质研究进展 一、烃源岩 被动大陆边缘盆地中最富和最厚的生油岩出现在裂谷层序中。在被动大陆边缘盆地近海 岸的斜坡上存在富含有机质的缺氧带，由于洋流的上涌水体中携带有大量营养物质，造成表 层水中生物大量繁殖，生物对氧的需求量也大幅上升，从而造成上涌洋流下部更深水层中氧 含量最低，使下伏海相沉积物中有机质保存在缺氧环境里，从而使烃源岩有机碳含量大幅提 高。如北美西内部盆地古生代磷质黑色页岩为优质烃源岩，就认为与洋流上涌作用有关。被 动大陆边缘盆地型和烃源岩类型以型为主，多数烃源岩岩性为海相页岩。在漂移阶段由 于深埋作用，烃源岩均已成熟，在坳陷区因盆地演化晚期叠置了较厚的沉积盖层，使下伏烃 源岩达到高一过成熟，以富含气为特征；在隆起区和浅坳陷区因埋藏浅，以富油为主。如北 美西内部盆地山前坳陷区有世界超巨型潘汉得一胡果顿天然气聚集带，隆起与浅坳陷区有俄 克拉荷马城大油田。 二、储集层及盖层 被动大陆边缘盆地储集层主要发育在过渡一早期漂移层序和晚期漂移层序中，大规模海 进海退促成了开阔的大陆边缘上储集层大面积分布。主要有浅水碳酸盐岩储层和河流相至浅 海相至深海相砂岩储层。在陆源碎屑供应充足地区，沿着大陆边缘沉积了近海砂岩储层，如 的河道和沙坝砂岩，加蓬盆地也发育孔隙度尼日尔三角洲发育孔隙度达的河流达 和滨海相砂岩储层。在陆源碎屑供应很少地区，沿着大陆边缘沉积了碳酸盐岩，海水进退频 繁，造成多个不整合，使隆起高部位沉积的碳酸盐岩经受了早期白云岩化作用和后期风化溶 蚀作用，形成碳酸盐岩孔隙、裂缝、溶洞型储集层，如北美二叠和西内部盆地大面积发育经 白云岩化和风化溶蚀作用后的碳酸盐岩储集层。沿隆起周缘或盆地边缘发育生物礁体，可形 ，礁块最厚成生物礁优质储层，如二叠盆地二叠纪马蹄形环礁横向延伸可达 。，礁体平均孔 ， 最 高 达隙度为 盖层主要以泥、页岩和膏盐层为主，其中膏盐层封闭性能最好，如北美西内部盆地胡果 顿超巨型气田，其盖层厚度仅为的上二叠统硬石膏和含石膏致密白云岩。 三 、 圈闭 类 型 被动大陆边缘盆地的油气圈闭样式丰富。在盆地发育晚期漂移阶段，基底块断断层再次 活动，并在裂谷隆起上形成压实披盖背斜圈闭，盐岩流动形成的有关背斜与断层圈闭，生长 断层发育形成的滚动背斜及断层圈闭，大量的地层上倾尖灭圈闭、不整合遮挡圈闭，生物礁 地层的与岩性圈闭，地层与构造复合圈闭等。例如，西内部盆地的石油储量和 天然气储量发现于削蚀不整合、地层超覆尖灭等地层圈闭中，其中世界最大气田之一的胡果 顿巨型气田圈闭，主要是由于多孔石灰岩和白云岩向隆起上倾方向渗透率变小、且岩性相变 为页；北非三叠盆地哈西勒迈勒巨型气田是由三叠系砂岩在不整合面岩而形成的（图 上自坳陷向隆起高部位上超尖灭，上覆三叠系膏盐层封盖形成地层尖灭穹窿背斜复合圈闭 （图；二叠盆地以生物礁地层岩性、地层与削蚀不整合面和背斜圈闭为主（图 墨西哥湾盆地以盐丘和滚动背斜型油气藏为主，次为珊瑚礁油藏；北海盆地，以断裂背斜气 藏、盐背斜油藏、披覆构造油藏、潜山油藏四种圈闭类型为主；珠江口盆地，以基岩断裂、 隆起有关的第三系背斜和半背斜油气藏为主，其次为古潜山油气藏；尼日尔三角洲盆地，以 滚动背斜油气藏为主。 四、油气聚集与保存 在被动大陆边缘盆地演化过程中，后期常遭受改造和叠加前陆盆地，因此被动大陆边缘 盆地早期油气藏遭受调整或改造甚至被破坏是较普遍现象，曾经遭受了多次抬升剥蚀的古隆 起高部位，油气藏遭受破坏的可能性比较大，而古隆起斜坡区稳定的构造条件、区域性盖层 和封闭性水文地质条件及所具有的地层一岩性或复合型圈闭有利于油气藏的形成和保存。目 前大多数被动大陆边缘盆地中大油气田主要为地层一构造或地层一岩性型油气藏，这也表明 这类油气藏容易保存下来。例如北美西内部盆地胡果顿巨型气田为地层一构造复合型油气 藏，油气藏形成后虽经后期抬升与剥蚀，但由于圈闭的相对稳定性及良好盖层未遭剥蚀和破 坏，保存了大气田；而相邻奥契塔褶皱带中大部分背斜带由于强烈褶皱和断裂破坏，仅有少 量的天然气聚集或保存。 图北美西内部盆地构造横剖面与油气分布 图北非三叠盆地哈西勒迈勒巨型气田横剖面图 图北美二叠盆地东西向横剖面及油气藏剖面图 成藏期晚的油气藏保存相对较好，且易形成大油气田。例如，北非三叠盆地的志留系烃 源岩在海西运动中抬升遭受剥蚀，中生代又沉降、深埋藏，至中生代晚期志留系烃源岩达到 最大埋深，发生二次生烃，生成的大量油气向中生代晚期定型的圈闭中运移成藏，从而形成 了哈西迈斯欧（图）巨型油田（石油可采储量德（和哈 西勒迈勒巨型气田（可采天（图然气储量达 图北非三叠盆地哈西迈斯欧德巨型油田东西向横剖面图（据 第三节 被动大陆边缘盆地含油气性差异的主控因素 一、被动大陆边缘盆地的含油气性 被动大陆边缘盆地是世界上含油气最为丰富的盆地。大陆边缘的石油产量已占世界石油 总量的四分。大部分油气储量集中在被动大陆之一。被动大陆边缘占现今大陆边缘的 边缘处。墨西哥湾、北海大陆边缘、大西洋加拿大、美国、巴西和西非边缘以及波斯湾内古 。海洋石油总储量估计为，天然老的特提斯海边缘已成为重要产油区（表 。大西洋和气储量估计为印度洋占海洋油气总储量的，主要分布在被动边 缘，而被动边缘的油气又分布在上第三系至三叠系，其中石油最多是在下白垩统和侏罗系、 三叠系，天然气最多是在二叠系。 二、被动大陆边缘盆地富集油气的主要因素 被动大陆边缘，根据破裂不整合通常可分为上下两套沉积。下部较老的一套为具有厚的 陆相碎屑层序；上部较新的一套为海相沉积。沿被动边缘产生一系列沉积盆地，沉积厚度达 以上，多数为三角洲沉积，已证实埋藏有丰富的油气资源。这些盆地按成因可划分为 三大类一为陆间裂谷型盆地，二为边缘板块型盆地，三为大陆边缘沉陷型盆地。 分等提出的中新生代海平面变化曲线，可以看出被动大陆边缘处沉积析 岩系的结构和成因。在被动大陆边缘，不论是海平面下降还是海平面上升都会产生油藏形成 条件，并且大海退有利于主要是陆源的储集层沉积，而海进使礁和其他碳酸盐沉积物堆积下 来，它们后来成为油气藏的巨大储集体。但是，海退的作用比海进大得多，并且被动大陆边 缘的油气藏主要位于海退时代的沉积层中。而在活动大陆边缘，含油气的沉积层主要是在海 面下降时期沉积的年轻的新生界地层；较老的沉积由于构造运动，油气远景不大。 被动大陆边缘盆地具有优越的石油地质条件，即①在裂谷和漂移层序中存在高质量的 源岩；②沉积厚度大，足以使源岩达到成熟；③整个裂谷和漂移阶段中形成很多封闭的圈 闭；④在构造一地层旋回中，源岩、储集层和圈闭得以保存。 三、大陆边缘盆地的演化决定了油气成藏与富集条件 被动大陆边缘盆地的演化有个基本序列 ①裂谷一陆间裂谷一初始大洋一被动大陆边缘，例如现今大西洋边缘； ②被动大陆边缘盆地一前陆盆地，例如古特提斯洋边缘两侧的盆地； ③被叠加改造成其他盆地。被动大陆边缘盆地 在前苏联领土及其海上经济区内大约有多个含油气沉积盆地，它们几乎包括了目前 板块构造学分类中所有的盆地类型，上述被动大陆边缘盆地的演化个基本序列都可以见 到。有以下几种盆地的地球动力学类型①被动大陆边缘盆地，包括发生过碰撞改造的古大 陆边缘盆地和现代未经改造的大陆边缘盆地；②新生代活动大陆边缘盆地；③板块碰撞后形 成的盆地；④板内盆地。与古老的被动大陆边缘有关的含油气沉积盆地，在改造过程中可转 化为下列边缘构造①台地斜坡带或克拉通周边坳陷；②边缘坳陷；③边缘褶皱带。在碰撞 过程中形成的线型构造带是大陆边缘系统中另一种典型构造，其中包括接近造山带的 由褶皱推覆体向边缘坳陷逆冲形成的线在边缘坳陷内缘的线型构造，型构造超覆带； 边缘坳陷外缘的褶皱推覆带。在构造推覆带中，含油气带一般是在边缘坳陷和大陆架中 的原地岩层中，边缘坳陷叠加在大陆架上，少数油气藏赋存于由大陆架沉积地层组成的外来 岩层中。 中国的沉积盆地，尤其是与克拉通边缘有关的盆地，大多经历过被动大陆边缘盆地阶 段，只不过在后期演化中成为其他类型的盆地，完整保存的不多。孙肇才、张渝昌（ 认为，中国含油气盆地的样式受两起构造事件的影响广泛影响于中国的左旋剪切活动，以 及由此产生中国东部大陆的收缩和西部的伸展；显著展现于中国地台西南边缘的特提斯洋的 关闭与大陆碰撞，以及由此产生中国大陆西部的收缩和东部的蠕散，是中国中一新生代地质 史中两起最重要事件。这些后印支期的经历，与这块大陆前印支期合了（）又分、分了 ）的演化叠加在一起，形成了又合（下述中国含油气盆地的变不同性质及形样式 反映大陆内部地壳拉其相互转化的现代大陆边缘；张初级阶段的地堑系；两条边界 新生界盆地基本类型；锋线大陆相及煤系多旋回；具有镶边和受其控制的种中 吕褶皱和前渊叠加的克拉通边缘；梁期以前由古地台作核心发展形成的古生代大型穹 叠加盆地。主要领域有①中新生界和古生界覆盖的晚拱；陕北式的坳拉槽；元古 代坳拉槽；②中、新生代（部分是上古生代）前渊叠加的克拉通周边；③在克拉通内部有上 部古生界、中生界其他原型叠加的加里东期以来的大型穹拱；④以上部古生界发育为主的褶 皱带基础上的塌陷或塌陷类盆地；⑤在克拉通内部有中新生界叠加的古生代地台内部凹陷； 与式俯冲有关的盆地与大陆碰撞远距离效应有关的中；与基底拆离有关的盆地； 印支以来反映板内差异沉降的国西部五个山前磨拉石坳陷；中国东部、中部大型坳陷性盆 地；中国西部侏罗纪拉张断陷盆地群；与中国东部左旋印支扭动时期的拉张地堑系； 以来反映板内差异沉印支以来中国东部与右旋扭动有关降的中国西部白垩纪坳陷型盆地； 与被动大陆边缘有关的与主动大陆边缘有关的东海盆地；的拉张地堑系；南海北部诸盆 地。 被动大陆边缘阶段的盆地 中国南海北部大陆架盆地多为被动大陆边缘盆地。南海北部大陆架上个第三系沉积有 盆地（谯汉生，， 沉积岩厚，有良好的油源岩、储层及多种圈闭。相当 多的油气藏与中国东部断陷盆地内的油气藏相似，但约有是在被动大陆边缘的特定地质 条件下形成的新类型，具有一定的典型意义。南海北部大陆架油气藏的分布特征受盆地结 构、沉积旋回和地温等地质因素的影响，而且可能主要受盆地类型的控制。北部湾盆地属于 克拉通裂谷盆地，它的油藏序列基本上与渤海湾盆地相似。珠江口盆地和琼东南盆地属于陆 缘裂谷盆地，其下第三系具有断陷盆地的特征，而上第三系具有开阔陆架盆地的特征。因此 它们的油藏类型和分布具有相当普遍的复合性质。莺歌海盆地可能属于边缘坳拉谷一类的沉 积盆地。根据盆地的圈闭、生油和储层特征来看，很可能以地层一岩性油藏占优势。南海北 部大陆架油气藏的性质受两大沉积旋回的生油和运移条件影响。在始新世一早渐新世沉积旋 回中，产出自生自储的陆生原油，形成原生油气藏。在晚渐新世一中新世沉积旋回中，既产 出具有生物降解特征的陆生原油，也有来自该旋回海相源岩层的原油。李雨梁、黄忠明 ）综合整理北部湾、莺一琼盆地和珠三坳陷口井的井底温度资料，并选块岩出 心进行了热导率测定。在分析上述资料的基础上，计算了口井的热流值。区内平均热流 ，具有被动大密度为陆边缘的特征。几个盆地的热流密度变化在 之间，表明基本上处于相同的热背景中。区内的热异常主要是受流体活动影 响的局部异常。 南海珠江口盆地是处于被动大陆边缘区域引张背景下的盆地，经历了断陷一断坳一坳陷 的构造演化（吴征，。在断陷至断坳阶段，其深凹部位发育了有利于生油的深水低能 条件。在沉积环境上经历了由内陆河湖相一海陆交互相一开阔海相的变化。渐新统河湖相泥 岩、下中新统海陆过渡相泥岩以及中新统海相泥岩均为重要的生油岩层。第三系平均沉积速 ，有利于有机质的堆积和保存。大陆率高达边缘的较高地热场有利于有机 质的演化，实测地温梯度为，弥补了时代新的不足。地化分析结果表明有机质 类型以混合型为主，丰度较高。据原油物性、抱粉以及族组分和饱和烃的色谱进行油源追踪 表明，珠五井渐新统原油来自同时代的湖相生油岩。珠七井中新统原油据地质分析可源于上 碳同位素第三系，亦可源于下第三系生油岩。但据饱和烃色谱、以及甾萜烷等进行 油一岩对比和油一油对比表明，该井原油既非来源于下第三系生油岩，亦非来源于下第三系 原油的次生氧化，而是来源于上第三系生油岩。盆地第三系有效生油岩总体积达万余立方 千米，显示了巨大的生油潜能。 莺歌海盆地是在被动大陆边缘不稳定克拉通基础上发育起来的一个新生代含油气盆地 （张启明、 张泉兴，，处于印支板块和华南板块的地缝合线上，是一个走滑拉张盆地。 盆地的渐新世一中新世受红河左旋走滑拉张断层控制，形成北西向沉积盆地。该盆地是一个 年青（主要是晚第三纪）、快速沉降的海相沉积盆地。盆地内的沉积物具有高温高压特点， 异常高压分布面很广；乐东以下压力井的地温梯度为梯 度增至中新统梅山组地层是莺歌海盆地的主要烃源岩，它处在深、热、封闭、 含水和高压系统中，这种系统有利于烃类的生成、保存和运移，并形成独特的石油深热成因 和水相运移模式。莺歌海盆地是一个很有前景的天然气富集区，泥底辟构造发育。盆地异常 超压体系中间埋藏浅而厚，盆地边缘加深变薄至消失。古超压面与现今的超压面不一致。 古、今超压面之间是古温度和古压力的能量释放带，现找到的气田均在此能量释放带范围 内。能量释放带从纵向上接受高压包中通过泥底辟和“气烟筒”向上运移的油气。横向上， 高压包中的油气沿大断层及不整合面向能量释放带中运移，即向盆地边缘断裂构造带及大三 角洲砂岩体内运移、聚集。找准能量释放带中的各类圈闭是油气勘探的关键（张启明、刘福 。 宁， 被动大陆边缘盆地向前陆盆地的演化 被动大陆边缘盆地向前陆盆地的演化可能是其后期改造的一种普遍方式。川西晚三叠世 前陆盆地是中国典型的前陆盆地之一（刘树根、庞家黎，，也是一个重要的含油气盆 地。其形成是由于岩石圈深部调整作用引起扬子板块自南东往北西持续俯冲，龙门山推覆构 造带自北西往南东持续推覆的结果。川西晚三叠世前陆盆地的形成与演化可分为个阶段 ①被动大陆边缘发展阶段；②构造反转阶段；③前陆盆地早期补偿不足阶段；④前陆盆地中 期补偿阶段；⑤前陆盆地晚期补偿过足阶段。前陆盆地能为该区石油、天然气、铅锌矿等矿 藏的形成提供必要而充分的有利条件。 蒂曼一伯朝拉盆地是俄罗斯境内一个典型的大型前陆盆地，研究层系为沉积盖层中的 个构造层经历了奥陶纪早泥盆世、中泥盆世一早弗兰期、晚弗兰期一多内昔期、维宪期 一亚丁斯克期，孔谷一晚二叠世和三叠纪等演化阶段，它们分别形成于蒂曼一伯朝拉被动大 陆边缘形成、裂谷形成、裂谷期后盆地发展、乌拉尔洋开始关闭、造山作用开始及结束时 期。板块构造发育特征对不同时期油气源岩层的形成和分布的影响不同，从而在不同的岩相 环境中形成了不同类型的油气源岩。 被动大陆边缘盆地被改造成其他盆地 中国南方海相盆地是被动大陆边缘盆地被强烈改造的实例。以中扬子区为例，中扬子区 在震旦一志留纪时期，其总体构造格局是南接南华地槽，北邻秦岭地槽，由于南北各有一个 被动大陆边缘，有利于油气的生成、运移和聚集。泥盆纪一中三叠世时期为一套地台型沉 积，亦具有形成油气的良好地质条件。中扬子区的沉积、构造特点接近于上扬子区，但较上 扬子区活跃；中新生代的发展接近于下扬子区，但活动性较下扬子区弱些。中扬子区这种 “动、静相宜”的大地构造特征，为油气的生成、运移和聚集提供了良好的环境（陈焕疆、 邱之俊， 奥陶纪发育被动大陆边缘斜坡下扬子地区寒武带沉积（罗璋、梁兴，，下扬子 碳酸盐台地南缘斜坡相带，位于九江一石台一泾县一杭州一带，为浙皖地区早古生代被动大 陆边缘原始海相沉积盆地西北缘。依据斜坡带的古地理特征、沉积作用、沉积类型与沉积相 组合，有坡度较陡的台地叠积边缘碳酸盐岩模式和坡度较缓的台地边缘碳酸盐岩向碎屑岩过 渡的模式沉积。斜坡带以原地沉积的深水碳酸盐岩为主，夹有重力流、等深流和上升流等异 地碳酸盐岩、硅质岩和黑色页岩，并具有良好的生储盖组合和多种圈闭类型。这些圈闭主要 形成于沉积期和沉积后浅埋一深埋阶段。斜坡带油气生成、运移与圈闭形成时期具有良好的 配置关系。 早古生代被动大陆边缘沉积发育了很好的烃源岩，例如下寒武统烃源岩由碳质页岩、硅 质页岩、煤层和碳酸盐岩组成，属被动大陆边缘沉积，该烃源岩分布面积广（有效烃源岩占 以上）、总面积的厚度大 （、有机质丰度高（泥质烃源岩有机碳含量平均在 ，有碳酸盐岩平均在机质类型好（腐泥型为主），热演 化程度高，为好一很好的气源岩。但后期遭受了强烈改造。杨斌、贺晓苏（利用盆地 模拟技术和概率法概算了烃源岩的油气资源量，按概率，油资源量为， 气 资源量约为（油当量） 。 被动大陆边缘在后期可能卷入造山体系。以太平洋西部岛弧带为例，太平洋西部的岛弧 可分为两种类型的造山体系火山弧与被动大陆边缘的碰撞体系，火山弧与活动大陆边缘或 比较古老岛弧的碰撞体系。在前者造山体系范围内，分布的边缘坳陷盆地虽然不多，但是具 有规模较大的岛弧油气田，油气成藏主要与被动大陆边缘层序有关。在后者造山体系范围内 的油气盆地，油气藏一般与复向斜有关，并且规模不大。 第二章 塔西南被动大陆边缘与 麦盖提斜坡构造演化 对于塔里木盆地被动大陆边缘沉积，国内众多学者开展了大量研究与探索工作，在认识 上取得了明显的进展，观点也趋向于统一，认为塔里木盆地东部满加尔和西部塔西南地区都有 被动大陆边缘沉积，西部被动大陆边缘盆地构造演化要比东部复杂，且研究程度也相对较高。 第一节 塔里木盆地东北部被动大陆边缘 塔里木盆地东部地区寒武、奥陶纪发育古大陆边缘沉积（周棣康、赵明，。 寒 武 纪一早奥陶世塔里木东部发育满加尔克拉通边缘坳陷盆地，其东南、东北两侧分别以阿尔 金、库鲁克塔格裂陷槽与东昆仑洋、南天山洋相隔，满加尔盆地与这些裂陷槽构成复杂的被 动大陆边缘，满加尔盆地为该大陆边缘的外带（张光亚，。满加尔盆地东北部与库鲁 克塔格裂陷槽构成寒武纪一早奥陶世塔里木克拉通东北被动大陆边缘；满加尔盆地与阿尔金 裂陷槽组成的寒武纪（晚寒武世）一早奥陶世塔里木克拉通东南被动大陆边缘，其结构与东 北缘对称分布。 塔里木地块东部寒武、奥陶纪古大陆边缘的沉积、构造演化，若联系与其相邻的前期基 础，后期演变，可归纳为①前期裂陷（②早期被动大陆边缘（，在塔里木东 北周边拉张、断陷的基础上，继承性沉降、断陷发展起来的被动大陆边缘沉积，盆地包括内 带（大陆架、大陆坡、陆隆）及外带（裂陷海槽、海台或弧后盆地、火山岛弧等），面积近 余米之余万平方千米，有厚黑色页岩与暗色泥微晶碳酸盐岩，有机质丰富、 演变程度适中，成为塔里木盆地东部最重要的油气源岩；③晚期主动大陆边缘转化 （）和④后期前陆（个阶段。被动大陆边缘阶段及向主动大陆边缘转化阶 段内的大部分地区奥陶系处于成熟阶段，有液态烃保存，寒武系为高成熟一过热阶段，可能 为气源岩。在寒武一奥陶纪大陆边缘内带大陆架部分，各种沉积一成岩白云岩、生物礁滩、 滩坝相礁灰岩、颗粒白云岩、灰岩储层，次生溶蚀孔缝发育，大陆坡沉积中的砂砾屑灰岩、 陆隆沉积中的深水白云岩及外带沉积中的海底扇砂体等可成为良好的储层。生油岩、储集岩 与蒸发潮坪相膏盐岩、潮坪、陆棚、盆地相泥岩在纵横向上适当配合，构成多套有利的生储 盖组合。因而，塔里木盆地东部寒武纪、奥陶纪古大陆边缘沉积有形成大油气田的重要基础 和有利的地质条件，目前在满加尔凹陷北部发现了轮南、塔河油田和哈德熏油田，在满加尔 凹陷南部发现了塔中油田，相信该地区将会发现更大的油气田。 第二节 塔西南被动大陆边缘盆地的形成与演化 一、塔西南地区特殊的大地构造背景 塔西南地区处于古亚洲构造域与特提斯构造域的接合部位。古亚洲构造域是在古亚洲洋 动力体系作用和影响下形成的一个构造区，北昆仑洋和南天山洋是其组成部分，后者的演化 对塔西南地区早古生代的发展历史有重要作用。特提斯构造域是在特提斯洋和印度洋两个前 后相继的动力体系作用下形成的一个构造区（任纪舜等，，特提斯洋的开合对塔西南 地区晚古生代一中新生代的演化施加了重要影响。塔西南地区夹持于西昆仑山和南天山之 间，两个造山带的形成与演化对盆地时刻施加重要影响。同时，又由于塔西南地区位于塔西 克拉通之上，塔里木克拉通具有固结晚、块体小、活动性较强的特点。因此，不太稳定的基 底与相对较小的块体对于后期盆地的发育也产生了重要影响。如相带展布相对较窄，隆起、 坳陷过渡较快，基底断裂活动较强，抗挠刚度低易形成深坳陷、波及整个坳陷等。 二、塔西南地区构造环境与原型盆地演化 塔西南及邻区的盆个伸展地演化经历了聚敛盆地发展旋回（何登发等， ，伸展期原盆地层序分布比较稳定，聚敛期原盆地沉积则表现了较大的侧向变化。在 中新世以前，塔西南及邻区始终处于塔里木一卡拉库姆板块的南侧边缘，内部隆起与拗陷的 分化比较大，自中新世才。在古生代，塔里木克拉开始成为相对独立的盆地系统（表 通板块的西南边界与邻近的大洋盆地之间曾出现过震旦奥陶纪与晚泥盆一二叠纪两期被动 陆缘的发育。 孟庆将塔西南构造发展大致分为任（个阶段，即原特提斯阶段、古特提斯阶段 和新特提斯阶段。原特提斯阶段从震旦纪到中泥盆世，古特提斯阶段为石炭纪一三叠纪，新 特提斯阶段则为侏罗纪一新生代。根据已有的资料并综合前人的观点和认识，各个时期塔西 南地区构造环境与原型盆地演化有如下特征。 震旦纪原型盆地 大约自开始，整个塔里木地区皆处于岩石圈伸展构造状态。大陆裂解作用在许 多地区形成断陷或裂谷带。强烈的伸展作用一直持续到早古生代早期。从区域构造环境、岩 相和相序分析来看，在震旦纪时塔西南地区的南部在区域性岩石圈伸展作用下发生断陷，形 成裂谷体系。铁克里克断隆在当时处于裂谷带的北缘位置，裂谷中心可能更向南。塔西南主 体应该位于裂谷带的更北部，虽然也处于基底伸展状态，但构造断陷作用相对较弱（图 ，因此，震旦纪塔西南南部主要为裂谷发育阶段。震旦纪末发生了一期构造运动，在塔西 南南部和田附近表现为寒武系与震旦系之间为不整合关系（图，这在整个塔里木盆地 为一次区域性构造运动，这可能是因裂谷体制下伸展速率加快而造成的。 震旦系沉积体系由深水浊积岩系逐渐演变为浅水陆相一滨岸沉积体系和浅水台地碳酸盐 沉积体系，还普遍发生玄武岩浆活动。 寒武一奥陶纪原型盆地 寒武一奥陶纪是塔里木盆地构造演化的一个重要阶段。区域构造环境和岩相分析结果显 奥陶纪期间处于示，塔西南地区在寒武南天山洋和库地洋被动大陆边缘环境，南天山洋一 直处于伸展扩张阶段，而库地洋则在早奥陶世左右开始向南俯冲消减，但整个塔西南地区在 中寒武世一奥陶纪始终处于被动大陆边缘伸展盆地环境（图。总体构造格局是，南边 从震旦纪时已经出现的北昆仑窄大洋在寒武纪一早奥陶世期间继续扩张，北边的南天山洋从 中一晚寒武世开始演化。从寒武纪到早奥陶世末，塔西南地区海水逐渐加深。这个阶段的地 层主要由浅水碳酸盐台地沉积和浅水硅质碎屑岩沉积组成。下寒武统主要为浅水地台碳酸盐 沉积，由深灰色灰岩、泥灰岩、白云岩及磷块岩组成；中寒武统由白云岩、石膏、盐岩组成， 表塔西南地区构造演化阶段划分表 图晚前寒武纪塔西南地区构造岩相图 图和田地区寒武系与震旦系之间不整合接触关系地震剖面图 图中寒武世一早奥陶世塔西南原型盆地构造沉积环境图 反映出典型蒸发泻湖环境；上寒武一下奥陶统由白云岩和白云质灰岩组成，夹竹叶状砾岩、 喀斯特塌陷砾岩等，说明当时沉积作用发生在潮坪环境；中一上奥陶统陆棚相碳酸盐岩中产 笔石和头足类化石，反映海水相对较深。但从晚奥陶世开始，整个塔里木盆地的剥蚀作用加 强，地层分布范围减小。 中寒武世一奥陶纪南天山洋盆一直处于伸展扩张阶段，塔西南成为被动大陆边缘盆地， 发育浅水碳酸盐和硅质碎屑岩沉积。同生伸展断陷是造成盆内不同沉积亚环境出现的原因。 裂陷部位形成相对深水环境，而相对抬升部分则构成水下高地，形成浅滩以及潮坪环境。晚 寒武世一早奥陶世受南部俯冲板块的影响，在塔西南南部地带形成一个大致平行于俯冲带的 隆起，隆起区沉积厚度明显减薄（图，晚寒武世隆起高部位遭受剥蚀（图 ；和 田古隆起北翼下奥陶统顶界面为上超不整合面，中一晚奥陶世塔西南的西南部大幅上升，隆 起区及西南部中一上奥陶统沉积厚度由东向西、由北向南逐渐减薄，并最终尖灭（图 ，隆起高部位遭受剥蚀，中一上奥陶统和志留系被剥蚀而缺失（。同时图、图 玛参井地区和玛扎塔克断垒带在早奥陶世末隆起成为剥蚀区，其两侧仍继续接受海相沉 积 。 志留一泥盆纪原型盆地 志留一泥盆纪时，北昆仑洋向中昆仑地块之下俯冲并最终消减殆尽，南天山洋从志留纪 开始向中天山地块之下俯冲消减，导致中天山南缘逐渐发展为活动性大陆边缘，形成岩浆岛 弧带。使包括和田一带在内的塔西南南部地区从原来的区域伸展环境转变为挤压环境，而北 部在此阶段则一直保持伸展状态，这种构造格局不仅影响到沉积作用，而且还造成南北不同 类型沉积盆地的共存和部分叠加。 图和田古隆起南翼寒武系顶部遭受了大规模削蚀地震剖面图 大致从志留纪开始，库地洋盆完全闭合，导致中昆仑岛弧与塔里木地块碰撞，使包括和 田地区在内的塔西南南部由伸展构造环境演变为挤压构造环境。碰撞作用造成推覆构造的形 成，使塔西南地区发展成为周缘前陆盆地体系（图，但盆地的主体由深水岩相组成。 碰撞作用造成部分古生代地层变形和变质，如民参井在古生代钻遇大套浅变质岩，塔西南 图塔西南下奥陶统一上寒武统残余厚度图（地震 南部地表也有大套变质岩出露，综合分析表明变质岩原岩形成时代为奥陶纪一早中志留世， 而其变质变形时期则对应晚志留世一早中泥盆世大规模的冲断挤压作用。和田古隆起区在当 时位于前陆盆地的前缘隆起部位，继承了寒武纪一奥陶纪古隆起格局，大范围缺失志留系一 图和田古隆起北翼中一上奥陶统顶、底不整合地震剖面图 图塔西南地区中一上奥陶统缺失区分布图 。在和田隆起以南地区发育了砾岩沉泥盆系（图、、图图积（现今阿其克 砾岩沉积），和田隆起以北地区为隆后凹陷地带，剖面的为浅水沉积组合（图 与塔西南南缘前陆盆地同时存在，并在空间上直接相关的是南天山洋被动陆缘伸展盆地体 系。 图志留一泥盆纪塔西南原型盆地构造沉积环境图 石炭纪原型盆地 晚泥盆世一早二叠世为陆内裂谷／被动大陆边缘盆地弧后伸展盆地的伸展构造体制。 晚泥盆世一早石炭世南侧康西瓦裂谷带开始形成。塔西南主体位于康西瓦裂谷带的北部边 缘，裂谷带南边为甜水海一可可西里地体。裂谷带的肩部抬升造成许多地区缺失下石炭统， 而在远离裂谷带的塔西南中部则广泛发育下石炭统（图，并与上泥盆统连续沉积。 下石炭统总体为浅水陆棚环境，主要沉积体系为陆棚型碳酸盐台地、陆棚一硅质碎屑岩 混合台地以及滨岸沉积等。沉积厚度在塔西南中部较大，且由东向西厚度有所增大（图 ，康西瓦裂，上石炭统在塔西南谷带的“裂谷一洋壳”转换发生在晚石炭世（图 和甜水海地体上都广泛超覆不整合在下伏岩层之上，代表一次大的海侵过程。晚石炭世整个 塔西南地区仍以浅海沉积为主要特征，沉积厚度由。康西瓦洋北向南逐渐增大（图 壳的形成指示塔西南地区也相应地演化为被动大陆边缘。 早石炭世塔里木西北边的南天山洋仍然存在，但在早石炭世晚期开始封闭。南天山洋的 消失和两侧地块的碰撞时间与康西瓦“裂谷一洋壳”转换的时间基本一致，它们在空间上表 图）塔西南泥盆系残余厚度图（ 现出南侧伸展被动大陆边缘和北侧挤压前陆盆地的一个总体构造格局面貌。 次在石炭纪时期，塔西南地区经历了海进、海退过程，首次海侵发生在早石炭世，随 海平面的快速上升，海岸线后退，结果形成了沿海岸线的较粗碎屑岩沉积，发育了后滨一临 滨相的砾岩、砂砾岩；其余地区则为远源沉积，发育了绿灰色、褐色泥岩为主体的下泥岩 图塔西南志留系残余厚度图（地震 图早石炭世塔西南原型盆地构造沉积环境图 图塔西南下石炭统残）余厚度图（地震 图晚石炭世塔西南原型盆地构造沉积环境图 图塔西南上石炭统残）余厚度图（地震 段。随着海平面的继续上升，陆缘碎屑减少，生物繁盛，形成了生屑灰岩段，为开阔台地的 台内浅滩相碳酸盐岩沉积，其岩性为褐灰色泥晶灰岩、粉晶灰岩与生物灰岩、粒屑灰岩互 层；其后，海中泥岩段。第二次海侵的规模不平面出现了下降，发育了一套膏泥坪沉积 及第一次，形成了标准灰岩段，为局限台地相的深灰色泥晶灰岩夹褐灰色砂屑灰岩条带及灰 白色石膏；其膏泥岩沉积。晚石炭世中期，海水重新进入盆后的海退形成了上泥岩段 内，出现了第三次且规模较大的海侵，随着陆缘碎屑的减少，碳酸盐岩重新发育，沉积了小 海子组灰岩段，岩性为开阔台地相的厚层至块状褐灰色、浅灰色灰岩夹泥岩沉积。 早二叠世原型盆地 对中昆仑岩浆岩的研究结果表明，康西瓦洋自早二叠世开始向北俯冲，形成中昆仑岩浆 岛弧，塔西南南部边缘同时转化为活动性大陆边缘，塔西南主体处于弧后伸展构造环境，即 为弧后张性盆地（图。早二叠世早期，塔西南处于广泛的海侵阶段，并以发育陆棚 型碳酸盐岩台地为特征；早二叠世中、晚期发生明显的海退或地壳抬升，岩相由碳酸盐岩逐 渐转变为碎屑岩，表现为河流、湖泊以及冲积扇沉积组合。沉积物源位于当时塔西南盆地的 南、北两侧。沉积厚度在塔西南中部较大，北部巴楚地区被剥蚀而缺失，南部和田地区厚度 。 相对较薄（图 图早二叠世塔西南原型盆地构造沉积环境图 早二叠世早、晚期各有一期火山喷发作用，晚期火山喷发规模较大，对沉积环境的变迁 有较大的影响。 晚二叠世一三叠纪原型盆地 晚二叠世三叠纪塔西南处于弧后前陆盆地环境，但大部分地区处于隆升或无沉积状 态。晚二叠世，康西瓦洋壳继续向北的俯冲，南边的中昆仑岛弧带仍继续发育并一直持续到 图塔西南地区下二叠统残余厚度图（地震 中三叠世，塔西南内部玄武岩浆活动停止，相邻造山带发生皱褶一推覆作用，表明塔西南地 区已由早二叠世弧后伸展型盆地逐渐演变为弧后前陆型盆地（图。沉积岩相由二叠 纪早期的暗色细粒沉积物转变为以红色粗粒沉积物为主的岩相。 从塔西南内部地震反射剖面可以清楚看到，在塔西南大部分地区老第三系呈角度不整合 。中生界侏罗系和白垩或平行不整合覆盖在古生界地层之上（图系只发育在盆地南 部和北部边缘地带，并明显与古生界地层呈角度不整合接触。三叠系在塔西南几乎全部缺 失。因此前陆盆地也可能仅经历了晚二叠世一早三叠世早期的演化，而在随后的构造阶段中 隆起成陆。 西昆仑开始抬升，发生褶皱断裂活动，相邻造山带发生褶皱一推覆作用，上二叠统一三 叠系在这一地区缺失，沉积作用仅发育在西昆仑褶断带北边的塔西南坳陷南部边缘带内。晚 三叠世一早侏罗世早期古特提斯洋已全面封闭，塔西南南侧的康西瓦洋完全消减闭合，并导 致中昆仑岛弧与甜水海地体相互碰撞，康西瓦缝合带形成。南天山晚二叠世残留海盆已完全 消失，形成南天山皱褶一断裂带。柯坪地区也随之抬升，造成柯坪及其相邻的群苦恰克和色 力布亚地区缺失上二叠统和整个中生界（图 侏罗纪一渐新世原型盆地 侏罗纪一始新世处于燕山旋回的地壳伸展构造环境。侏罗纪一早白垩世为裂谷早期断陷 阶段，发育河流一湖泊沉积体系。早中侏罗世的湖泊为一系列分隔性断陷湖盆，受一系列正 断层的控制，并且沉积主体靠近西昆仑山造山带附近，平面上呈带状出露于塔西南南部和西 。白垩系但稍有扩大。北部边缘（图与侏罗系分布范围基本相同 图塔西南群苦恰克地区老第三系与下伏地层呈角度不整合接触关系地震剖面图 晚白垩世一渐新世为裂谷后期坳陷阶段，发育海相碳酸盐岩一蒸发岩沉积体系。始新世 整个塔西南地区开始出现明显的海侵，海水由西向东逐步侵入，浅水碳酸盐岩几乎遍布全 区，仅在周缘地区发育细粒硅质碎屑岩沉积物。始新世中后期，印度板块向欧亚板块俯冲、 新特提斯洋关闭，雅鲁藏布江缝合带形成，喜马拉雅运动发生，青藏高原逐步隆升，开始影 响周围块体。渐新世盆地内仍以细粒沉积物为主，海水虽开始向西退出，但塔西南盆地仍与 西部广泛相通，帕米尔推覆地体还没有形成或切断塔西南海盆地与西部的广泛通道。在塔西 南地区，下第三系由碳酸盐岩、膏岩以及细粒硅质碎屑岩组成，这种现象表明盆地以缓慢沉 降为特征，盆地边缘并不存在遭受强烈剥蚀的高地，盆地主要由内源沉积物填充，说明相邻 图晚二叠世塔西南原型盆地构造沉积环境图 图塔西南地区上二叠统残余厚度图 图侏罗纪塔西南原型盆地构造沉积环境图 图始新世塔西南原型盆地构造沉积环境图 中新世一第四纪原型盆地 中新世开始，南部远端强烈