摘 要：近年來(lái)，四川盆地震旦系天然氣勘探獲得重大發(fā)現(xiàn)，揭示上揚(yáng)子克拉通盆地新元古界具備尋找原生型大氣田的條件。然而，受勘探程度和認(rèn)識(shí)程度的制約，對(duì)該領(lǐng)域油氣資源潛力與分布的認(rèn)識(shí)尚不清楚。國(guó)外的研究成果表明，新元古界含油氣系統(tǒng)受氣候條件、構(gòu)造古地理環(huán)境控制，溫室氣候期冰川融化可導(dǎo)致海平面上升，有利于富有機(jī)質(zhì)沉積物堆積，是新元古界重要油氣源巖沉積的主要時(shí)期；早期裂谷—晚期克拉通坳陷的構(gòu)造帶利于形成油氣富集區(qū)。上揚(yáng)子克拉通在中 新元古代經(jīng)歷了可全球?qū)Ρ鹊闹匾刭|(zhì)事件，南華紀(jì)以板內(nèi)拉張活動(dòng)為主、震旦紀(jì)為克拉通坳陷沉積，形成了兩套各具特點(diǎn)的含油氣系統(tǒng)：震旦系含油氣系統(tǒng)(也可稱為后冰川期含油氣系統(tǒng))和南華系含油氣系統(tǒng)(也可稱為間冰川期含油氣系統(tǒng))。前者發(fā)育多套烴源巖和大面積分布的儲(chǔ)集層，源—儲(chǔ)配置條件好，是一個(gè)已被證實(shí)的含油氣系統(tǒng)，也是近期該區(qū)天然氣勘探的重點(diǎn)領(lǐng)域；后者受裂陷(谷)盆地分布控制，發(fā)育優(yōu)質(zhì)烴源巖，是潛在的油氣勘探領(lǐng)域。川中地區(qū)發(fā)育南華系裂谷，應(yīng)加強(qiáng)地質(zhì)評(píng)價(jià)研究，優(yōu)選風(fēng)險(xiǎn)勘探目標(biāo)。
關(guān)鍵詞：新元古代 含油氣系統(tǒng) 裂谷盆地 冰川作用 震旦紀(jì) 南華紀(jì) 上揚(yáng)子板塊 四川盆地 油氣勘探潛力
Hydrocarbon systems and exploration potentials of Neoproterozoic in the Upper Yangtze Region
Abstract：In the past few years，important discoveries have been made in the Sinian strata in the Sichuan Basin，which indicates that there are conditions for finding primary type large gas fields in the Neoproterozoic strata of craton basins in the Upper Yangtze Region．However，restricted by exploration extent and identification degree，the understanding is not clear yet about the oil and gas potential and distribution in this domain．Foreign studies show that Neoproterozoie hydrocarbon systems were controlled by climate conditions and tectonic paleogeographic environments．During the greenhouse climate periods，glaciers were melted，which led to sea level rising，and was favorable for the accumulation of organic-rich sediments．They were the major deposition periods for Neoproterozoic source rocks．Structural belts between the early rifts and the late craton depressions were favorable for forming hydrocarbon enrichment areas．In this paper，we found that the craton basins in the Upper Yangtze Region underwent important tectonic events that were globally correlatable across the Mesoproterozoic- Neoproterozoic boundary；during the Nanhua Period，the major tectonic events were intraplate extensional movements； and during the Sinian Period，they were craton depression deposits，forming two suites of hydrocarbon systerns with distinct characteristics：the Sinian hydrocarbon system(also called post glacial stage hydrocarbon system)and the Nanhua hydrocarbon system(also called inter glacial stage hydrocarbon system)．The former proven hydrocarbon system has developed several source rocks，widely distributed reservoirs and good sgurce-reservoir assemblage condition，soit is an important domain for recent exploration．Controlled by the distribution of rifted(valley)basins，the latter hydrocarbon system has well developed high quality source rocks so it is another potential target in gas exploration there．The Nanhua system rifts were so developed in central Sichuan Basin that geological evaluation should be enhanced in this study area to optimize exploration targets while potential risks are mitigated．
Kevwords：Neoproterozoic，hydrocarbon system，rifted basin，glaciations，Sinian，Nanhua system，Upper Yangtze plate，Sichuan Bastn，oil and gas exploration potential
中—新元古界是世界上油氣勘探程度很低的領(lǐng)域。然而，西伯利亞、非洲、東歐、印度、阿拉伯、澳大利亞等克拉通盆地，均有中—新元古界至下寒武統(tǒng)原生油氣與油氣藏的報(bào)道[1-2]。在東西伯利亞盆地與阿曼，新元古界—始寒武系現(xiàn)探明的油氣儲(chǔ)量業(yè)已達(dá)到“l0億噸級(jí)至l億噸級(jí)油當(dāng)量”的規(guī)模[3]。早在20世紀(jì)60年代，我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始新元古界油氣勘探活動(dòng)，在四川盆地發(fā)現(xiàn)了威遠(yuǎn)震旦系氣田[4-5]。其后的40余年，盡管從未停滯相關(guān)研究與勘探，但均未有大的發(fā)現(xiàn)與突破。直到近年，針對(duì)川中地區(qū)磨溪—高石梯構(gòu)造的勘探，在震旦系燈影組、寒武系龍王廟組發(fā)現(xiàn)了高產(chǎn)氣層，勘探才取得重大突破。這些勘探實(shí)踐，證實(shí)了中新元古界具有形成原生油氣成藏的地質(zhì)條件，是一個(gè)應(yīng)引起高度重視的油氣勘探新領(lǐng)域。
對(duì)于新元古界潛在的油氣勘探領(lǐng)域，國(guó)外學(xué)者重視含油氣系統(tǒng)分析與潛力評(píng)價(jià)。倫敦地質(zhì)學(xué)會(huì)于2006年11月召開(kāi)“全球始寒武系含油氣系統(tǒng)會(huì)議”，并出版專輯。該次會(huì)議的宗旨是梳理當(dāng)前與全球新元古界—下寒武統(tǒng)含油氣系統(tǒng)相關(guān)的研究認(rèn)識(shí)，同時(shí)論證北非的新元古界很值得給予超過(guò)以往的關(guān)注[1]。目前看來(lái)，北非和中東的新元古界始寒武系含油氣系統(tǒng)已從新勘探領(lǐng)域的概念過(guò)渡為整個(gè)地區(qū)的主要油氣勘探目標(biāo)[2]。國(guó)內(nèi)有學(xué)者早在20世紀(jì)70—80年代就開(kāi)始研究元古界油氣地質(zhì)條件，但受勘探程度低、鉆井資料少等條件限制，井下地質(zhì)研究主要集中在威遠(yuǎn)地區(qū)的震旦系[6]，其余的研究則以露頭剖面為主[7-10]，重點(diǎn)討論油苗的原生性、烴源巖特征、儲(chǔ)層特征、古油藏特征等。從含油氣系統(tǒng)角度研究新元古界油氣資源潛力鮮見(jiàn)報(bào)道。
本文在大量調(diào)研國(guó)外新元古界含油氣系統(tǒng)研究基礎(chǔ)上，對(duì)比分析上揚(yáng)子地區(qū)成藏條件，劃分含油氣系統(tǒng)，分析了其油氣勘探潛力。
1 國(guó)外新元古界含油氣系統(tǒng)研究進(jìn)展與啟示
含油氣系統(tǒng)是指一個(gè)與由有效生烴灶及其形成的油氣藏構(gòu)成的天然流體系統(tǒng)，包括生烴灶與其形成的所有油氣藏以及形成這些油氣藏所必不可少的一切地質(zhì)要素與作用過(guò)程[11]。含油氣系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)油氣成藏基本要素(包括有效烴源巖、儲(chǔ)集巖、蓋層與上覆層)與作用過(guò)程(包括油氣生成、運(yùn)移、聚集和圈閉等過(guò)程)在三度空間的有機(jī)聯(lián)系。對(duì)于新元古界而言，受資料及勘探成果限制，含油氣系統(tǒng)的早期評(píng)價(jià)重點(diǎn)關(guān)注烴源巖分布及生烴潛力、主力儲(chǔ)集層及可能的圈閉類型。
在論述前，簡(jiǎn)要交代國(guó)際、國(guó)內(nèi)新元古界地層劃分對(duì)比以及新元古代重大地質(zhì)事件。
國(guó)際地層劃分中，新元古代地質(zhì)年代為距今1000～542Ma，分為3個(gè)紀(jì)，從老到新分別為拉仲紀(jì)、成冰紀(jì)和埃迭卡拉紀(jì)；同時(shí)在西伯利亞盆地又分為文德紀(jì)和晚里菲紀(jì)。與國(guó)際地層對(duì)比，我國(guó)新元古界三分為：青白口系(Qb，Pt31)(距今l000～780Ma)、南華系(Nh，Pt32)(距今780～635Ma)、震旦系(Z，Pt335)(距今635～542Ma) [12]。
新元古代到早寒武世時(shí)期，全球發(fā)生了一系列重大地質(zhì)事件[13-18]：①羅迪(Rodinia)超級(jí)古陸的形成、穩(wěn)定和初始破裂，發(fā)生在距今大約750Ma前的拉伸紀(jì)至早成冰世；②全球性冰川作用，發(fā)生在中成冰世至早埃迭卡拉世階段(距今750～600Ma)，包括兩次重大冰川作用，斯圖特冰川作用和馬里諾冰川作用；③岡瓦納超級(jí)古陸的形成和穩(wěn)定，發(fā)生在中埃迭卡拉世至早寒武世階段(距今約600Ma以后)。
1．1 全球氣候和冰川作用對(duì)新元古界烴源巖分布的控制作用
新元古代時(shí)期曾發(fā)生過(guò)至少兩次全球性冰川作用的觀點(diǎn)已得到普遍承認(rèn)[19]。盡管“雪球地球”期是否存在生物存在較大爭(zhēng)論[20]，但越來(lái)越多的證據(jù)表明，重大冰期之后的全球海平面快速上升與局部的盆地發(fā)育和裂谷作用耦合，引發(fā)了這些富含有機(jī)質(zhì)新元古界地層的沉積[1-2]。北非地區(qū)富含有機(jī)質(zhì)的新元占界地層(例如廷杜夫、拉甘和阿赫奈特盆地)大都是在距今850～540Ma期間沉積的，受限的半地塹或者大面積的陸棚區(qū)最有利于富含有機(jī)質(zhì)烴源巖的發(fā)育，而在靠近造山帶的地區(qū)，沉積物可能以來(lái)自后泛非造山期隆起和剝蝕的粗粒碎屑沉積物為主，烴源巖變差[2]。
從烴源巖分布的角度考慮，不同時(shí)代全球氣候、海平而和源巖分布之間存在較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。Craig等人[1]研究距今l000Ma以來(lái)全球氣候變化、海平面和世界主要有效油氣源巖時(shí)代分布的對(duì)應(yīng)關(guān)系(圖1)，指出高海平面期對(duì)應(yīng)于溫室氣候期，冰川融化導(dǎo)致海平面上升，有利于富有機(jī)質(zhì)沉積物堆積，是世界許多重要油氣源巖沉積的主要時(shí)期。如北非，志留系底部發(fā)育后冰川期烴源巖，直接覆蓋在上奧陶統(tǒng)儲(chǔ)層系之上，古生界含油氣系統(tǒng)的總儲(chǔ)量約為500×108桶油當(dāng)量[2]。
根據(jù)烴源巖發(fā)育時(shí)代及與冰川期的先后關(guān)系，Craig等[1]將新元古界—下寒武統(tǒng)劃分為3個(gè)含油氣系統(tǒng)：
1)拉伸系—下成冰統(tǒng)的前冰川期含油氣系統(tǒng)，其分布主要局限于古老的克拉通地塊。烴源巖為含有藻類有機(jī)質(zhì)的黑色頁(yè)巖，儲(chǔ)層為疊層石碳酸鹽巖儲(chǔ)層。
2)冰川期含油氣系統(tǒng)，形成于“雪球地球”期的中成冰世到早—中埃迭卡拉世(距今750～600Ma)。顯著特點(diǎn)是發(fā)育在“蓋帽碳酸鹽巖層序”內(nèi)，由后冰川海進(jìn)階段沉積的富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖源巖控制油氣系統(tǒng)分布。一般說(shuō)來(lái)，“蓋帽碳酸鹽巖層序”是后冰川期海平面上升期沉積產(chǎn)物，與前冰沉川期的巖層呈假整合的覆蓋關(guān)系。這套層序由深水相—陸架相潮上相組成，包括微生物巖丘和生物層(疊層石)，向上過(guò)渡為富含有機(jī)質(zhì)的黑色頁(yè)巖，兩者構(gòu)成良好的源—儲(chǔ)配置關(guān)系。
3)后冰川期含油氣系統(tǒng)，層系為上埃迪卡拉統(tǒng)—下寒武統(tǒng)。在岡瓦納北緣東部以斷層為界的“鹽盆地”充填了碳酸鹽巖、蒸發(fā)巖和頁(yè)巖。目前，已在阿曼、印度和巴基斯坦等地區(qū)發(fā)現(xiàn)油氣。90％以上的阿曼現(xiàn)有石油產(chǎn)量均來(lái)自新元古界—下寒武統(tǒng)的源巖。
1．2 早期裂谷—晚期克拉通坳陷的構(gòu)造帶利于形成油氣富集區(qū)
典型實(shí)例是俄羅斯東西伯利亞盆地，也是國(guó)內(nèi)學(xué)者較為關(guān)注的國(guó)外含油氣盆地之一[21-23]。該盆地構(gòu)造演化主要經(jīng)歷了元古代里菲紀(jì)文德紀(jì)早期拗拉谷、文德紀(jì)晚期 寒武紀(jì)奧陶紀(jì)地臺(tái)2個(gè)發(fā)育階段?，F(xiàn)今構(gòu)造格局表現(xiàn)為地臺(tái)區(qū)隆坳相間、盆緣發(fā)育前陸坳陷，是印支運(yùn)動(dòng)以后多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造的結(jié)果。中新元古界里菲系、文德系是東西伯利亞盆地重要的含油氣層系，也是目前世界上中—新元古界發(fā)現(xiàn)大油氣田數(shù)量最多、探明油氣儲(chǔ)量最多的領(lǐng)域。據(jù)IHS(2005)的資料統(tǒng)計(jì)，在里菲系、文德系及下寒武統(tǒng)中，已發(fā)現(xiàn)65個(gè)原生油氣田，總計(jì)探明和控制地質(zhì)儲(chǔ)量為22.36×108t油當(dāng)量。其中，來(lái)自文德系的儲(chǔ)量占87％，里菲系僅占7％。從油氣來(lái)源看，源自里菲系的油氣占48％，而來(lái)自文德系的油氣占38％[6]。
從烴源條件看，里菲紀(jì)拗拉槽和克拉通內(nèi)裂谷盆地是泥質(zhì)烴源巖發(fā)育區(qū)，生烴母質(zhì)屬腐泥型干酪根，分布面積近30×104km2，總厚度為300～500m。有機(jī)碳含量平均值可達(dá)2.4％，現(xiàn)今R。值達(dá)到2％～4％。
從儲(chǔ)集條件看，坳陷期儲(chǔ)層好于裂谷期儲(chǔ)層。里菲系白云巖儲(chǔ)集層主要為孔隙—裂縫型，基質(zhì)孔隙度低，次生孔隙度為主(孔隙度多在1.0％～3.5％之間)。文德系砂巖儲(chǔ)層主要為濱海相或沿岸砂壩沉積，縱向多層系發(fā)育，累計(jì)厚度為20～70m，孔隙度為5％～25％，滲透率為5～2000mD。
從油氣富集看，生烴坳陷圍限的大型隆起及其斜坡帶是油氣富集的有利地區(qū)。克拉通坳陷內(nèi)同沉積隆起和后期褶皺構(gòu)造作用疊加的復(fù)合體，緊鄰生烴坳陷，油氣通過(guò)滲透性巖層與不整合面，向隆起區(qū)運(yùn)移，易于形成大規(guī)模的油氣聚集帶。目前發(fā)現(xiàn)的元古界大油氣田主要分布在涅帕鮑圖奧巴隆起及拜基特隆起區(qū)。
1．3 環(huán)岡瓦納邊緣是未來(lái)新元古界含油氣勘探的有利領(lǐng)域
岡瓦納超大陸是在新元古代末至古生代初由統(tǒng)一的東岡瓦納和西岡瓦納幾個(gè)大陸塊體經(jīng)過(guò)泛非巴西造山運(yùn)動(dòng)聯(lián)合組成的超級(jí)大陸[24]。這一地帶從今天的南美北部到北非、中東和印度次大陸、中國(guó)的青藏陸塊、揚(yáng)子克拉通、塔里木—柴達(dá)木陸塊等，直至澳大利亞北部。岡瓦納超級(jí)大陸的北緣在新元古代到早古生代經(jīng)歷了周期性全球海進(jìn)的淹沒(méi)，形成了一個(gè)寬闊的淺海陸架，奠定了新元古界～下古生界含油氣系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)[1-2]。從盆地演化看，該地區(qū)早古生代坳陷盆地之下都有新元古代盆地。目前，不僅發(fā)現(xiàn)并擁有探明的油氣層帶，也發(fā)育潛在的油氣層帶，是一個(gè)寬為500～1000km、以內(nèi)克拉通盆地為主的含油氣系統(tǒng)地帶，油氣勘探潛力大。
2 上揚(yáng)子克拉通新元古界含油氣系統(tǒng)
我國(guó)地質(zhì)學(xué)者們密切注視國(guó)際中新元古代研究動(dòng)態(tài)，并從中國(guó)的實(shí)際出發(fā)，開(kāi)展了大量開(kāi)創(chuàng)性研究工作，縮短了國(guó)內(nèi)與國(guó)際的研究差距[25]，尤其對(duì)中國(guó)南方中新元古代的研究，更是取得了豐碩成果，為上揚(yáng)子克拉通新元古界含油氣系統(tǒng)研究奠定了重要基礎(chǔ)。研究表明，與全球相比，中國(guó)南方在中新元古代之交至新兀古代末，也發(fā)生了一系列重要的地質(zhì)事件。圖2是綜合前人研究成果編制的揚(yáng)子克拉通新元古代地質(zhì)事件與全球?qū)Ρ葓D，清晰地顯示出上揚(yáng)子克拉通在新元古代發(fā)生的重大地質(zhì)事件可與全球?qū)Ρ?，包括與Rodinia超大陸匯聚及裂解有關(guān)的巖漿侵入與火山爆發(fā)事件、大陸裂谷、區(qū)域性冰川沉積事件，以及“生物大爆發(fā)”事件，等等。
基于上揚(yáng)子克拉通新元占界油氣地質(zhì)認(rèn)識(shí)程度與勘探程度均較低，本文依據(jù)烴源巖發(fā)育層位，劃分兩個(gè)含油氣系統(tǒng)。從老到新依次為南華系含油氣系統(tǒng)、震旦系含油氣系統(tǒng)(圖2)。
2．1 震旦系含油氣系統(tǒng)
震旦系為上揚(yáng)子克拉通坳陷發(fā)育的第一套沉積蓋層，包括下震旦統(tǒng)陡山沱組和上震旦統(tǒng)燈影組。陡山沱組為一套白云巖與泥質(zhì)巖互層，地層厚度化大，幾米至220m。底部發(fā)育碳酸鹽巖帽，超覆不整合在南華系南沱組冰磧巖之上[26]。陡山沱組泥質(zhì)巖中“生物群”發(fā)育，如鄂西地區(qū)陡山沱組黑色頁(yè)巖出現(xiàn)了最早的動(dòng)物胚胎化石和大量結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且具刺的疑源類和多細(xì)胞藻類化石[27-29]；黔東北發(fā)現(xiàn)“甕安生物群” [27]，是震旦系重要的烴源巖層系。上震旦統(tǒng)燈影組為一套以碳酸鹽巖為主沉積，地層厚度介于700～1200m，從下到上可分為燈一段—燈四段，儲(chǔ)集層主要分布在燈二段、燈四段。
震旦系含油氣系統(tǒng)是一個(gè)已被證實(shí)的含油氣系統(tǒng)。目前，已在四川盆地威遠(yuǎn)、磨溪高石梯等地區(qū)發(fā)現(xiàn)大氣田并獲探明儲(chǔ)量，是中國(guó)新元古界發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)具商業(yè)價(jià)值的原生型氣藏為主的含油氣系統(tǒng)。這套含油氣系統(tǒng)發(fā)育在南華系冰期之后的沉積巖層中，可稱之為“后冰川期含油氣系統(tǒng)”，是環(huán)岡瓦納大陸北緣分布的埃迪卡拉含油氣系統(tǒng)組成部分。
前人以威遠(yuǎn)氣田為例，對(duì)震日系含油氣系統(tǒng)的成藏地質(zhì)要素、成藏過(guò)程等方面進(jìn)行了研究，在此不再贅述。下文結(jié)合近期研究新進(jìn)展，重點(diǎn)論述震旦系燈影組油氣成藏條件與富集規(guī)律，為有利勘探區(qū)評(píng)價(jià)優(yōu)選提供依據(jù)。
2．1．1受古隆起控制，陡山沱組烴源巖在川西、川東地區(qū)均有分布
下震旦統(tǒng)陡山沱組泥頁(yè)巖是一套優(yōu)質(zhì)烴源巖。露頭剖面研究表明，陡山沱組烴源巖主要分布于黔北、黔東等及上揚(yáng)子?xùn)|南緣等地區(qū)，黔北、黔東等地黑色頁(yè)巖厚度介于20～70m，是一套富含有機(jī)質(zhì)的高—過(guò)成熟烴源巖。有機(jī)碳含量介于0.6％～4.64％，平均為1.51％(35個(gè)樣)，等效鏡質(zhì)體反射率介于2.08％～2.34％。
四川盆地腹部?jī)H有少量鉆井鉆遇該層系，且厚度薄，因而這套烴源巖在盆地分布往往不被看好。近期，筆者根據(jù)盆地區(qū)域地震的層位解釋，發(fā)現(xiàn)燈影組底界以下的反射層具有向古隆起超覆沉積的特征，層位應(yīng)歸屬陡山沱組。這表明陡山沱沉積期，上揚(yáng)子地區(qū)存在兩個(gè)同沉積期古隆起，分別是黔中隆起和樂(lè)山—龍女寺古隆起陡山沱組烴源巖在古坳陷區(qū)厚度較大，而隆起區(qū)厚度明顯減薄。圖3是筆者根據(jù)地震解釋結(jié)合露頭剖而資料推測(cè)的陡山沱組烴源巖分布圖。從圖3可以看出，資陽(yáng)古隆起兩側(cè)的川西、川東地區(qū)均存在陡山沱組烴源巖，厚度在20～60m。這一認(rèn)識(shí)大大提升了震旦系含油氣系統(tǒng)的資源潛力。
2．1．2受桐灣運(yùn)動(dòng)影響，燈影組發(fā)育燈二段、燈四段兩套風(fēng)化殼巖溶與順層巖溶儲(chǔ)層，且大面積分布
近期研究表明，上揚(yáng)子地區(qū)在震旦紀(jì)—早寒武世早期發(fā)生了3幕桐灣運(yùn)動(dòng)。桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅰ幕發(fā)生在燈二段末期，Ⅱ幕發(fā)生在燈影組末期，Ⅲ幕發(fā)生在梅樹(shù)村末期。運(yùn)動(dòng)性質(zhì)均表現(xiàn)為整體抬升。受其影響，燈二段、燈四段形成了兩套風(fēng)化殼型巖溶儲(chǔ)層。露頭及鉆井資料證實(shí)，兩套巖溶儲(chǔ)層不僅在威遠(yuǎn)、磨溪、高石梯等古隆起區(qū)發(fā)育，而且在貴州仁懷的桐梓剖面、凱里的基東剖面以及鄂西地區(qū)的利l井等，均可見(jiàn)風(fēng)化殼型巖溶儲(chǔ)層。把現(xiàn)有的資料點(diǎn)投在上揚(yáng)子地區(qū)筇竹寺組沉積前古地貌圖上(圖4)，可以看出無(wú)論是侵蝕高地還是斜坡，甚至侵蝕洼地，均發(fā)育巖溶儲(chǔ)層，顯示出區(qū)域性分布特點(diǎn)。這一認(rèn)識(shí)對(duì)拓展燈影組油氣勘探具指導(dǎo)意義。
2．1．3燈影組氣藏以巖性地層型為主，且大面積分布，勘探潛力良好
燈影組巖溶儲(chǔ)層分布特點(diǎn)決定了圈閉類型主要為地層—巖性圈閉。受儲(chǔ)層非均質(zhì)性影響，以溶蝕孔洞型儲(chǔ)集體為主要儲(chǔ)集空間的圈閉無(wú)論在平面上還是剖面上，均表現(xiàn)為集群式分布。震旦系—寒武系烴源巖的主要成油期為中晚三疊世，大量成氣期為中晚侏羅世—白堊紀(jì)，因而生油氣高峰期晚于圈閉形成期，為氣藏群集群式、大面積分布奠定了基礎(chǔ)。
新近紀(jì)以來(lái)的喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)，對(duì)盆地深層震旦系產(chǎn)生4種變形方式：①強(qiáng)烈的褶皺沖斷作用變形，主要發(fā)生在盆地周緣，導(dǎo)致震旦系出露地表，如盆地東南緣的桑木場(chǎng)構(gòu)造；②強(qiáng)烈褶皺、隆升，但震旦系未遭受剝蝕，如威遠(yuǎn)地區(qū)隆升幅度較高(3000～4000m)[30]；③中淺層變形強(qiáng)烈，但震旦系未卷入變形或變形微弱，如川東、蜀南地區(qū)；④深層及中淺層均未卷入變形或變形微弱，如磨溪—高石梯地區(qū)。除第一變形方式對(duì)震旦系氣藏起破壞作用之外，其余的變形對(duì)震旦系氣藏調(diào)整有影響，但未被破壞?；诖耍蓪⑾采狡谡鸬┫禋獠乜煞譃檎{(diào)整型(如威遠(yuǎn)氣田)、殘存型(如資陽(yáng)地區(qū))、原生型(如磨溪 高石梯氣田)、原生—調(diào)整型(如蜀南深層)(圖5)。按此評(píng)價(jià)有利勘探區(qū)帶，磨溪—高石梯廣安一帶長(zhǎng)期處于古今構(gòu)造疊合的高部位，是最有利勘探區(qū)；有利區(qū)為遂寧—南充斜坡帶，較有利區(qū)為川東—蜀南深層。
2．2 南華系潛在的含油氣系統(tǒng)
上揚(yáng)子克拉通在晉寧運(yùn)動(dòng)之后，形成了統(tǒng)一的、具陸殼性質(zhì)的褶皺基底，盆地演化進(jìn)入克拉通盆地階段，盆地面積約50×l04km2[31]。南華紀(jì)時(shí)期，受Rodinia超大陸裂解的影響，上揚(yáng)子克拉通盆地發(fā)生板內(nèi)拉張活動(dòng)及構(gòu)造熱事件。這一時(shí)期的古構(gòu)造格局可分為6個(gè)構(gòu)造單元，從北西向東南依次為漢南古陸、康滇古陸、川西—滇中裂谷盆地、黔東—湘西克拉通內(nèi)裂陷盆地、克拉通邊緣裂陷盆地(溆浦—三江裂陷帶)以及湘桂陸內(nèi)裂陷海盆地[32]。
2．2．1裂陷盆地是優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育的有利地區(qū)
從含油氣系統(tǒng)角度分析，克拉通內(nèi)裂陷盆地以及克拉通邊緣裂陷盆地具有良好的烴源巖條件及源—儲(chǔ)組合條件，是潛在的含油氣系統(tǒng)。
南華紀(jì)裂陷盆地主要分布在上揚(yáng)子克拉通東側(cè)，呈北東向延展，具地壘、地塹式結(jié)構(gòu)。由西向東，壘、塹高低的幅度增大。西部在黔東—湘西一帶沉積物厚度通常僅百余米，向東至溆浦—三江裂陷帶則為千余米，并在貴州的銅仁松桃、重慶秀山、湖南花垣等地。盆地內(nèi)充填南華系具有4分性，由下向上為：蓮沱組、古城組、大塘坡組和南沱組。蓮沱組為陸相碎屑巖或磨拉石沉積；古城組與南沱組為冰川堆積，尤以后者十分發(fā)育。塊狀、條帶狀雜亂、無(wú)序的冰磧泥礫巖，厚度巨大，分布廣泛。大塘坡組為間冰期碳質(zhì)頁(yè)巖，且常夾有含錳或含鐵巖層，為較暖氣候條件下的產(chǎn)物。南沱組之上，為廣泛海浸形成的帽狀碳酸鹽巖沉積，即震旦系陡山沱組底部的蓋帽白云巖沉積。
大塘坡組下部總體為一套黑色碳質(zhì)板巖或頁(yè)巖、黑色錳質(zhì)板巖，厚度介于0～100m，上部為灰綠色粉砂質(zhì)板巖，厚度介于0～600m。含錳黑色頁(yè)巖具紋層狀、顯微粒序?qū)永?，富含微粒黃鐵礦，與黑色頁(yè)巖組成層紋并含放射蟲(chóng)。錳礦體呈大小不等的球形、結(jié)核狀和皮殼狀結(jié)構(gòu)，并形成錳枕群賦存在黑色頁(yè)巖中[33]。通過(guò)對(duì)秀山千子門剖面采樣分析，有機(jī)碳含量為0.25％～3.76％，平均值可達(dá)2.23％(25塊樣品)，其中黑色含錳頁(yè)巖有機(jī)碳含量最高?？梢?jiàn)，大塘坡組是一套富含有機(jī)碳的烴源巖。
2．2．2四川盆地腹部存在南華系陸內(nèi)裂隙盆地
前人利用重力、磁力結(jié)合露頭地質(zhì)資料，研究四川盆地基底性質(zhì)、分區(qū)及基巖埋深，指出川中地區(qū)結(jié)晶基底層厚度為l0km左右，其底界面深度為l6km，其早期固結(jié)為硬性克拉通，川中后期一直處于穩(wěn)定狀態(tài)[34]。近年來(lái)，人們利用地震信息，研究盆地腹部深部地層結(jié)構(gòu)和基底構(gòu)造特征，指出基底與燈影組底界之間存在能量較強(qiáng)成層性較好的反射層，推測(cè)是沉積巖的反射特征，地層厚度約4000m，埋深為8000～15000m，地層年代歸屬為南華系[35]。由于區(qū)內(nèi)尚無(wú)鉆井資料證實(shí)這套沉積巖層，是否存在含油氣地質(zhì)條件有待研究。
為了深入探討四川盆地基底結(jié)構(gòu)特征，中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院與成都理工大學(xué)合作(2009年)，對(duì)四川盆地重磁數(shù)據(jù)進(jìn)行重新處理，采用的技術(shù)包括基于多層異常分離的切割法、任意深度視強(qiáng)度反演技術(shù)、3D物性界面深度反演技術(shù)等。重力、磁力研究成果與深層地震反射信息相結(jié)合，不僅對(duì)識(shí)別基底巖性分區(qū)、基底斷裂等基底構(gòu)造分析，而且對(duì)震旦系之下的沉積巖層研究提供了重要資料基礎(chǔ)。限于篇幅，下文重點(diǎn)討論根據(jù)地球物理信息識(shí)別盆地腹部前震旦系構(gòu)造特征。
從重力、磁力處理結(jié)果的構(gòu)造解譯看，四川盆地深層構(gòu)造復(fù)雜，基底構(gòu)造形跡總體表現(xiàn)為NE向。基底斷裂以NE向?yàn)橹?，?guī)模最大的有華鎣山斷裂和龍泉山基底斷裂；川中地區(qū)發(fā)育Nw向基底斷裂，但多數(shù)受限于華鎣山斷裂和龍泉山基底斷裂之間(圖6)。通過(guò)對(duì)剩余重力異常、磁異常處理，突出深、淺部巖石磁性特征。以切割半徑為5km的2層切割剩余磁異常，向上延拓5km、10km、40km。結(jié)果表明，在綿陽(yáng)、南充、大足、石柱等存在高磁異常，是盆地內(nèi)基性火山巖的響應(yīng)，且緊鄰基底斷裂。對(duì)布格重力異常進(jìn)行切割半徑為5km的1層切割法，求取剩余異常與區(qū)域異常。結(jié)果表明，除大足重力高之外，剩余重力異常呈NE向緊鄰磁異常高分布。結(jié)合巖性分析，認(rèn)為結(jié)晶基底及花崗巖基底表現(xiàn)為弱異常、高重力異常；巨厚的沉積巖表現(xiàn)為弱磁異常及低重力異常；中—基性火山巖表現(xiàn)為高磁異常、中等剩余重力異常。依據(jù)上述信息，推測(cè)四川盆地深層存在裂谷盆地，總體表現(xiàn)為NE向展布，且受基底斷裂控制。裂谷兩側(cè)發(fā)育斷裂與基性火山巖伴生，可能是裂谷初期火山活動(dòng)的表現(xiàn)。根據(jù)區(qū)域資料推測(cè)，這套中一基性火山巖可能與川西—滇中裂谷充填的巨厚蘇雄組及川中女基井鉆遇的蘇雄組火山巖為同期產(chǎn)物距今時(shí)間介于803～760Ma之間。而緊鄰火山巖分布為裂谷沉積物充填，表現(xiàn)為重力低值區(qū)。需要指出，在重慶、涪陵、南充、遂寧一帶，存在受NW向斷裂控制的裂谷發(fā)育區(qū)，在地震剖面上有較清楚的反射特征響應(yīng)，尤其是遂寧大足之間的基底斷裂在地震反射剖面上響應(yīng)特征更為明顯。
根據(jù)對(duì)川中地區(qū)震旦系燈影組以下層位的地震反射特征解釋，可以進(jìn)一步識(shí)別出裂谷形態(tài)及分布特征。圖7可以看出在南充—遂寧之間、磨溪地區(qū)存在近東西向裂谷，而高石梯以西存在近南北向裂谷。根據(jù)3D地震反射特征，可以將裂谷區(qū)充填地層劃分為3的反射層組(圖7)。①反射層組為較連續(xù)反射，成層性好，厚度變化較大，地震反射時(shí)間介于600～1300ms；②反射層組為斷續(xù)反射，底界反射波組連續(xù)性較強(qiáng)，可能是某個(gè)地層界面的反射特征；③反射層組為雜亂反射。從解釋的斷裂來(lái)看，既有正斷層也有逆斷層，反映裂谷區(qū)經(jīng)歷了復(fù)雜的構(gòu)造演化歷史。當(dāng)然，區(qū)內(nèi)的地震解釋方案尚沒(méi)有得到鉆井證實(shí)，有待進(jìn)一步深化研究。
3 結(jié)論
1)國(guó)外資料調(diào)研表明，新元占代含油氣系統(tǒng)受古氣候、古構(gòu)造環(huán)境控制，板塊內(nèi)部裂陷盆地及大陸邊緣裂陷盆地具良好的烴源巖條件，是油氣勘探值得重視的領(lǐng)域。
2)上揚(yáng)子地區(qū)新元古界發(fā)育兩套含油氣系統(tǒng)。震旦系含油氣系統(tǒng)發(fā)育良好的成藏組合條件，且已發(fā)現(xiàn)大氣田，是重要的現(xiàn)實(shí)勘探領(lǐng)域；南華系含油氣系統(tǒng)具備良好的烴源巖條件，是潛在的含油氣系統(tǒng)。
3)四川盆地腹部存在南華系裂谷區(qū)，面積大，是值得探索的潛在領(lǐng)域?？蓢@川中裂谷區(qū)，深化地質(zhì)評(píng)價(jià)研究，優(yōu)選風(fēng)險(xiǎn)勘探目標(biāo)。
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本文作者：汪澤成 姜華 王銅山 谷志東 黃士鵬
作者單位：中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院
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