研究新进展及其在生产科研中的指导意义

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西部探矿工程
２００８年第２期
油气区带分布与区域大地构造的关系。 ２０世纪７０年代板块构造学说进入中国，大大推进 了中国油气盆地构造特征的研究。中国大陆板块是现 代欧亚板块的组成部分，由一系列次一级板块或地块拼 合而成，演化历史复杂，板块重建难度大，直接影响到我 国含油气盆地类型、油气生成和演化、油气圈闭类型以 及油气资源潜力和远景评价。 在油气勘探活动中，盆地构造分析与研究是石油地 质学家十分重视的课题之一。近十几年来，随着盆地构 造研究的逐步深入，已开始从盆地分类学转向对盆地动 力过程的研究，强调盆地整体动力作用和盆地形成过 程，注重盆地各演化阶段原型的分析。盆地整体动态的 研究，就是分析盆地在时间和空间上的演化过程和地球 动力学背景，分析盆地在内外地质作用下其性质发生改 变的过程、盆地内部的形变特征及其形成的周围构造环 境，包括盆地与造山带的相关关系等。 １．１盆地类型及其动力学研究 盆地类型受盆地动力学系统控制，不同类型的盆地 形成不同的构造样式。含油气盆地几何学分析是通过 地表和地下资料获得构造二维和三维图像，将各种变形 组合的应变场和应力场分析结合起来。运动学分析是
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２００８年第２期西部探矿工程１１５归因于多旋回陆内伸展、洋一陆俯冲、大洋闭合、陆一陆 或弧一陆碰撞等（陈发景等，１９９６）。 （５）叠合盆地。叠合盆地是指是指经历了多次较强 的构造断裂活动，烃源岩或古油气藏的区域封盖层受到 破坏，特别是隆起部分遭到侵蚀，或者深大断裂活动频 繁，造成了相当程度的烃类损失，并形成油气的多期运 移、聚集、散失和再聚集，使油气赋存状况高度复杂的盆 地。叠合盆地经历了多期构造变革，并在最后一次构造 运动中定格。在不同的地质发展阶段，由于不同的地球 动力学背景和构造应力场特征，导致了不同的盆地类 型、沉积组合、边界条件和盆一山耦合形式，产生了复杂 的构造变形，从而使叠合盆地具有多期成盆、多期成烃、 多期成藏以及复杂的油气成藏模式和油气分布规律。 叠合盆地是我国含油气盆地重要特色，演化历史复 杂，在不同阶段叠合不同类型的盆地，受不同地球动力 学体制影响，导致油气生运聚过程复杂化。我国内陆大 型含油气盆地基本上都属于叠合盆地，其形成和发展演 化受控于中国区域大地构造的发展，经历过复杂的盆地 动力学演化过程和油气成藏动力学过程，具有多旋回性 和复杂的盆地动力学机制和油气成藏动力学机制，因 此，研究难度较大。不过，我们可以相信，随着社会经济 发展对石油天然气需求的日益增长，在新的世纪叠合盆 地研究将越来越受到重视，叠合盆地油气勘探理论及研 究成果也将逐渐形成。 由于叠合盆地经历多期构造运动的改造，其原型盆 地性质往往发生变化，因此，又称之为残余盆地（刘光 鼎，１９９７）、改造型盆地（刘池阳等，１９９９）或叠合一复合 盆地（贾承造等，１９９６）等。残余盆地是原生盆地的对立 物。在成盆期后，只要有强烈的构造活动改造，使地层 遭受强烈剥蚀，就会形成残余盆地。因此，残余盆地广
泛存在。
陷，现今盆缘区的构造相带也不一定是原始的储集相 带。另外，残余盆地油气系统具有不完整性和成烃、成 藏具有间断性的特点，这使残余盆地油气系统更复杂、 更多样。因而使残余盆地油气勘探及科研分析十分复 杂和艰苦。 １．２构造盆地样式分析 构造样式指盆地中具有相同或相近成因类型和形 态特征的地质构造组合，其目的是预测油气圈闭类型。 构造盆地样式分析也是盆地构造研究的重要方面，直接 与寻找油气圈闭有关。我国含油气盆地构造样式研究 进展主要体现在两个方面（汤良杰，１９９６ｌ陆克政等， １９９７；冯建辉等，２０００）：一是认识到构造样式具有多样 性，基底卷入程度并非唯一因素，因而不能简单地划分 为基底卷入型构造和盖层滑脱型构造；二是认识到中国 东部不只是存在引张构造，中国西部也不只是存在挤压 构造，而是在多旋回演化盆地叠合过程中，多种构造样 式发生时间和空间上的叠置、继承、改造和转化。 ２盆地构造研究在生产科研中的指导意义 中国区域大地构造理论特别是板块构造理论，对于 指导盆地构造研究起了重要作用。通过各种地球物理 探测方法，揭示了中国含油气盆地的上地幔结构、地壳 结构、基底结构及其与盖层构造的关系。 ２．１油气藏的形成与分布 近年来，有关油气藏的形成与分布，从背斜控油理 论发展到源控论和石油系统论，取得了一系列重大的进 展。如复式油气聚集（区）带的成矿理论和断裂活动对 油气的控制作用的认识，以及流体动力学的研究与超压 流体幕式突破概念的提出等。研究表明，油气藏形成过 程是复杂的，盆地形成过程对油气的生成、运移、聚集和 保存具有重要的控制作用，不同类型的盆地其构造活动 的历史和动力学机制不同，对油气的控制作用也不尽相 同，形成风格各异的含油体系。如莺歌海盆地形成了以 快速沉降、快速堆积、高温高压为特点，岩性均一，泥质 含量大，易于形成超压流体囊，在走滑一伸展扭张应力 作用下，盆地内流体包括油气以幕式突破方式的垂向运 移为主，盆地内发育大规模的底辟构造就是这种超压流 体向上突破的具体反应。油气主要位于底辟构造侧翼 和上覆地层中，底辟构造活动主体为压力释放带和流体 通道。对于东部的一些陆相断陷盆地如泌阳凹陷、济阳 坳陷、江汉盆地，在相同的快速沉降和高温条件下，受岩 性非均质性的影响，发育异常高压层但不能形成大规模 超压流体囊和幕式突破。在重力作用下盆地内发育塑 性流动构造，但未刺穿或微弱刺穿，油气以侧向运移为
动力学背景与大陆岩石圈挤压挠曲作用有关，其动力学 过程可以归因于造山带侧翼构造楔、盆地沉积负荷和造 山带水平挤压作用的叠加效应。中国西部前陆盆地一 般都不是紧随碰撞造山期后形成，而是与后造山阶段造 山带的多次复活作用有关，前陆盆地下伏的海相被动大 陆边缘盆地多遭受改造或面貌不清，因而属于非典型前 陆盆地，或称之为类前陆盆地（陈发景等，１９９６）、再生前 陆盆地（刘和甫，１９９３；卢华复等，２０００）等。 近２０年来，前陆盆地学在新的大地构造理论指导 下得到了迅速的发展。我国对前陆盆地的研究起步较 晚，但在对前陆盆地分类研究方面也取得了一定的进 展。许多学者在中国前陆盆地的构造特征、形成机理以 及与油气的关系等方面都进行了很好的研究，并在该类 型盆地的油气勘探中取得了一定的成效（孙家振，１９９１； 刘和甫等，１９９４；曹守连等，１９９４；何登发，１９９４；何登发 等，１９９６；康竹林等，１９９５；刘少峰，１９９５；刘少峰等， １９９９；张明山，１９９７；夏文臣等，１９９８）。何登发（１９９６）根 据前陆盆地的沉积特征认为盆地的发育普遍经历了３ 个阶段：早期深海半深海复理石沉积阶段、海相磨拉石 阶段和陆相磨拉石阶段。刘和甫（１９９５）对周缘前陆盆 地和弧后前陆盆地也建立了其相应的演化模式。近年 来，国内前陆盆地研究越来越受到重视。 （３）走滑盆地。走滑盆地的发育与大型走滑断裂带 有关，往往形成两类盆地（陈发景等，１９９６），一类是与走 滑断层有关的裂陷盆地，可进一步分为雁列张性盆地、 纵向松驰盆地和拉分盆地（徐嘉炜，１９９５），常出现在雁 行式断片间、释压弯曲断层旁、断层终端和分支断层间， 如阿尔金盆地群的形成和演化（郭召杰等，】９９８）；另一 类是与走滑断层有关的压陷盆地，常分布在压紧弯曲断 层旁、雁列隆起间、雁列断层和分支断层处，又称为走滑 挤压盆地（李培军等，１９９５；刘善印等，１９９８）。 （４）克拉通盆地。克拉通一般指具有厚层大陆地 壳、长期保持相对稳定的广大地区。克拉通盆地可以位 于前寒武系结晶基底、古生代褶皱基底或其它前中生代 增生大陆岩石圈之上。克拉通盆地包括克拉通边缘盆 地（如克拉通边缘裂陷槽和前陆盆地）和克拉通内盆地 （如克拉通内裂谷和坳陷盆地）。在我国，克拉通盆地一 般泛指古生代以海相为主的大型含油气盆地，如塔里 木、四川、鄂尔多斯古生代盆地等（陈发景等，１９９６）。克 拉通盆地成因机制复杂，国外提出的克拉通盆地地壳减 薄和盆地沉降的主要控制因素包括（张光亚等，１９９５；陈 发景等，１９９６；何登发等，１９９６）：①地壳伸展；②热衰减； ③辉长岩相变为榴辉岩；④克拉通边缘构造负荷；⑤板 内应力。对中国古生代克拉通盆地成因机制的解释则
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盆地构造研究新进展及其在生产科研中的指导意义
祝明胜
（山东正元建设工程有限责任公司，山东济南２５００１４） 摘要：盆地构造分析与研究是油气勘探活动的前提和基础，也是我国石油地质学家十分重视的课题 之一。近十几年来，随着盆地构造研究的逐步深入，已开始从盆地分类学转向对盆地动力过程的研 究，强调盆地整体动力作用和盆地形成过程，注重盆地各演化阶段原型的分析。如何利用构造盆地的 最新研究成果与理论来科学地指导生产和科研，是当前我国油气地质工作者面临的新挑战。 关键词：盆地构造研究；盆地类型；板块构造学说；生产科研；指导意义 中图分类号：Ｐ５４文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—５７１６（２００８）０２—０１１３—０４ 盆地构造研究涉及盆地构造的几何学、运动学和动 力学问题，特别是中国含油气盆地，处于欧亚大陆腹地， 周边受太平洋板块、西伯利亚板块和印度洋板块的联合 作用，经历了多旋回演化，形成叠台盆地，构造纷繁而复 杂。 １盆地构造研究的主要进展 造带、断裂和区域性不整合以及盆山耦合研究方面，都 取得了重大进展。 中国盆地构造研究进展主要表现在以下几个方面： （１）板块构造学说的引入使中国含油气盆地纳入全球构 造的范畴，可以从广阔的视野来审视中国含油气盆地的 沉降机制、形成演化、沉积充填、油气地质特征以及油气 的时空分布规律。（２）将盆地内部构造运动与板块边缘 的拉张裂解、俯冲消减和碰撞闭合等板块构造发展演化 的威尔逊旋回结合起来，因而可以对盆地构造运动和区 域性不整合进行地球动力学成因解释，深入了解盆地中 主要构造运动的时限、性质、强度和影响范围等，分析构 造变动迁移轨迹、剥蚀量及其对油气成藏的影响。（３） ２０世纪构造盆地分析的重大进展之一就是对盆地形成 模式的研究，提出了很多沉积盆地分类方案，建立在板 块学说原理上的盆地分类方案在中国得到广泛应用，形 成通用的简明扼要的盆地分类术语。 中国油气盆地构造研究是建立在中国区域大地构 造理论基础上的，这些大地构造理论在不同阶段、从不 同侧面对盆地构造进行了较为详尽地阐述，推动了盆地 构造的研究。早期大地构造理论以地质力学理论和多 旋回构造理论为代表，分别由李四光和黄汲清创立于 ２０世纪４０年代中期。此外，张文佑等（１９８２）运用地质 力学与地质历史相结合的研究方法建立了断块构造说； 马杏垣（１９８２）强调重力滑动在构造运动过程中的重要 作用；张伯声等（１９８２）提出了镶嵌构造波浪学说；王鸿 祯等以全球构造活动论和地史发展阶段论相结合，分析 了中国区域大地构造（王鸿祯，１９８２；王鸿祯等，１９９０）； 陈国达（１９８２）在地台活化论基础上创立了地洼说。这 些理论分别阐述了中国区域大地构造特征，探讨了中国 油气盆地演化的大地构造背景，指出了中国油气盆地和
将构造置于板块构造背景中，分析其位移变化。动力学 分析与全球动力学系统产生的伸展构造体系、压缩构造 体系和走滑构造体系有关（刘和甫，１９９３）。中国含油气 盆地在地质历史中的演化过程十分复杂，伸展盆地、前 陆盆地、走滑盆地、克拉通盆地和叠合盆地具有各自独 特的地球动力学系统。 （１）伸展盆地。中国东部新生代盆地具有伸展盆地 的构造属性（漆家福等，１９９５；张一伟等，１９９６；陆克政 等，１９９７），也称裂谷盆地、拉张盆地或裂陷盆地（李德 生，１９８２；田在艺，１９８３；刘和甫等，１９８５），盆地几何形态 表现为地堑或半地堑，其基本结构可以归纳为５种模 型：①由非旋转平面式正断层控制的“地堑”式沉积凹 陷；②由旋转平面式正断层控制的“箕状半地堑”式沉积 凹陷；③由铲式正断层控制的“滚动式半地堑”；④由坡 坪式正断层控制的、内部发育背斜式凸起的“复式半地 堑”；⑤由走滑正断层控制的地堑或半地堑式沉积凹陷。 （２）前陆盆地。前陆盆地是指位于造山带前缘和相 邻克拉通之间的狭长沉积带。它是世界上油气最丰富、 大油气田最多的一种盆地类型，受到构造地质界和石油 地质界的普遍重视。２０世纪９０年代以来，在实施“稳 定东部、发展西部’’的油气战略方针中，人们把目光和勘 探研究工作转向了西部，最为关注和使用最多的地质名 词之一是“前陆盆地”。中国西部前陆盆地形成的地球
中国的构造地质学家和石油地质学家，对盆地构造
进行了长期艰苦卓绝的探索和研究，取得了举世瞩目的 成就。回顾中国油气勘探史，盆地构造研究具有举足轻 重的地位。大致可以分为三个阶段。 第一阶段：自１９２２年中国地质学会成立到２０世纪 ５０年代初。以李四光、黄汲清、孙健初等为代表，对中 国区域大地构造、理论大地构造作了开创性研究工作， 李四光的地质力学理论、黄汲清的多旋回构造理论以及 古亚洲、太平洋和特提斯一喜马拉雅构造型式，成为我 国区域构造学的理论基础。孙健初在研究含油气构造 中，在西北地区发现了第一批油田。 第二阶段：自２０世纪５０年代中期到７０年代后期。 随着１９５５年全国性油气勘探战略展开，对中国特定的 盆地构造地质条件和油气地质条件逐渐有了新的认识， 明确以中、新生代陆相沉积盆地为主要研究对象。从 ２０世纪５０年代后期开始，陆续发现了中国西部的克拉 玛依油田、中国东部的大庆油田和胜利油田等。 第三阶段：自２０世纪８０年代至今。随着板块构造 理论在中国含油气盆地研究中的应用，以及国民经济快 速发展对油气需求的增大，“六五”以来国家连续实施的 石油天然气攻关计划，大量区域性和单个盆地构造研 究、分析的科技论文涌现出来，内容涉及盆地构造研究 的各个方面，在盆地区域大地构造和盆地动力学研究、 盆地深部地质结构、盆地类型和构造样式、盆地二级构