前陆盆地石油地质条件与油气分布规律以塔里木盆地为例

前陆盆地石油地质条件与油气分布规律

-- 以塔里木盆地为例引言

随着中国经济的高速发展，能源需求日益迫切，中国目前石油消费对外依存度已接近51%，石油需求依然快速增长。如果按照目前的需求增长速度，很保守地估计，2015年石油依存度达到65%，超过目前美国的石油对外依存度。因此，为了满足国内的能源需求，除向国外开拓市场增加进口外，在国内还提出了前路盆地、碳酸盐岩和岩性油气藏三大领域，为可持续发展的战略选区。前路盆地首当其冲，并引起同行的广泛关注。本文将以塔里木盆地为例，探讨前陆盆地石油地质条件与油气的分布规律。

1 前陆盆地定义、基本结构特征和形成机制

1.1前陆盆地的定义

近十年来国内学者发表的文章，对中国西部前陆盆地名词认识之分歧，莫衷一是。本书所称的前陆盆地，从以下特征介定：①在时间上，多发生在中-新生代陆相盆地形成过程中，底部有不整合面和底砾岩与大陆边缘海相地层或下伏地层分界；②在空间上，位于克拉通或地块边缘和造山带之间的压性构造单元，有别于坳拉槽闭合形成的沉积盆地，如中国南方钦州海槽或南盘江海槽关闭形成的沉积盆地；③在构造关系上，因前陆不明显，与相邻的克拉通盆地无明显的分界线；④在地史演化上，受陆内脉式俯冲作用时强时弱的影响，陆内造山作用也表现为时强时弱，因而前陆盆地沉积特征有时有巨厚的陆相磨拉石沉积，表现为前陆盆地特征，有时表现为克拉通陆相盆地边缘细粒沉积，具湖—沼相沉积特征。这在川西前陆盆地和库车前陆盆地在中-新生界表现最明显；故国内许多学者对它们划分出不同时期的前陆盆地。

1.2 前陆盆地的基本结构特征

20多年来，在深入研究川西前陆盆地和库车盆地的基础上，结合中国西部其他前陆盆地的分析，中国的前陆盆地主要有以下特征：

（1）前陆盆地形成的区域构造背景：多发育在中国大陆拼接后的大陆内部，

属中国大陆构造的一种特殊地质构造现象。

（2）前陆盆地规模：因中国大陆多为中、小陆块群拼接后，有内陆俯冲形成，故其前路盆地规模小，一般为数千至数万平方千米。

（3）前陆冲断带样式：多为前展式，冲断序列一般从造山带向前渊发展，时间从晚古生代断裂向中、新生代断裂发育。

（4）前渊和前陆斜坡：靠近前陆冲断带充填巨厚的中新生带地层，向前陆斜坡减薄甚至尖灭，前渊狭窄，沉积体系配置，晚古生代至早中生代由稳定的大陆边缘转为陆相盆地后，一般为陆相沉积，由冲积扇砾岩-河流相砂岩-湖泊体系组成，纵向上频繁交替具旋回性，显示磨拉石堆积特征。

（5）前缘隆起（前隆）：因受克拉通盆地边缘基底断裂和古隆起（车库前陆盆地的塔北隆起）的控制，加之前陆盆地规模小，故中国前陆盆地前缘隆起不明显，认识有分歧。

1.3 前路盆地的形成机制

（1）其构造背景：在中国大陆中-新生代拼接过程或拼接完成后，地壳变动和岩石圈演化异常活跃，产生一些独特地质现象，如西部青藏高原的隆升，东部古近-新近纪裂谷剧烈沉降等。其中前陆盆地发育于造山带与陆相盆地之间，为一种重要的特殊地质构造现象，它的形成与陆内俯冲（C-型俯冲）有关，又与陆内造山作用对应。三者成生关系非常密切。中国大陆拼接后并不稳定，大陆地壳不断受挤压缩短，因陆内俯冲和抬升形成许多正向的雄伟年轻山脉（即陆内造山），也因陆内俯冲形成许多负向的深陷前陆盆地（俯冲造盆），故中国前陆盆地代表中国大陆构造表现的一种特殊构造形式。我们说它有特殊性，因它在中国大陆构造样式中占有重要位置；在中国中-新生代陆相沉积盆地中，赋存着丰富的油气资源可与东部裂谷盆地攀比；它表现的独特地质构造现象，在全球其他大陆板块构造中是少见的。

中国现在看起来是完整的大陆，它位于亚洲大陆的东南部，但从地史演化上看，它是以塔里木、中朝和扬子三个古板块为核心，和38个微陆块拼合形成，它们均具有前寒武纪基底，任纪舜称为古中华陆块群（1999）。这些小陆块少数是从劳亚古陆或冈瓦纳古陆分离出来的，如羌塘和拉萨陆块等。这些陆块规模均很小，即使最大的中朝板块，其面积只有北美板块的6%，中国最大的中朝、扬

子和塔里木三个古板块面积总合也不过北美板块的13%。由此可见，中国古板块规模小，无法与世界其他大型板块比拟；因其规模小，在板块运动过程中，则稳定性差、活动性大，在古板块演化格局中发生多次分裂和拼接，在地史演化中表现为多旋回构造运动；因而在中国前陆盆地中，留下许多特殊的地质记录，如多期不整合、多套磨拉石堆集、无明显的前隆等，这对前陆盆地中油气的生成和聚集产生重要影响。

（3）中国陆内俯冲（C-型俯冲）是前陆盆地-陆内造山带转换的内在原因：20世纪70年代在造山带及其前缘深部发现低速高导层，是一个很大的贡献。由于这一地球物理特征的发现，陆内俯冲作用才成为可能，盆-山转换机制才能形成。在岩石圈底部有软流圈，可产生层圈滑脱。青藏高原及其周缘山系（昆仑-阿尔金-祁连-龙门山-喜马拉雅山脉）普遍发育壳内高导层，深度在15～20km范围内，周缘山系在45～60km还发育另一高导层，形成双层高导层；上地幔低阻层顶面为120～180km(图6-3)。天山山系在地壳内发育有多个低速薄层，高导层分布与山系走向一致，上地幔低阻层顶面为160km左右。塔里木盆地岩石圈成楔状向天山下插，可深达160km，即与此转换关系有关。此外，上地壳变质岩和沉积岩盖层中的非能干层（如千枚岩、页岩、石膏层等），也是地壳折离滑脱的构造条件。

在上述动力学条件下，陆内俯冲发生时，就在盆-山之间发生能量流和物质流的转换和迁移，前陆盆地得以形成。如前陆盆地中地壳物质因俯冲、潜滑迁移到造山带腹部；而造山带因推覆、滑覆和蚀顶作用，物质流向前陆盆地聚集。故盆-山系统耦合关系主要表现为：①造山带楔进作用（Wedging）和盆地挠曲；②造山带的滑脱作用（Detachment）或拆层作用（Delamination）与盆地变形；③造山带的蚀顶作用（Deroofing）和盆地充填。

（4）特提斯洋关闭和印度板块持续推挤，是中国西部前陆盆地形成的构造动力学背景：羌塘-昌都陆块于印支期与欧亚大陆碰撞，使金沙江洋关闭，它向北的远端效应可达准噶尔、塔里木和中朝与扬子板块，形成中国西部许多前陆盆地的雏形，如准噶尔盆地西缘、鄂尔多斯盆地西缘和四川盆地西缘, 楚雄、合肥和下扬子等前陆盆地，在中国东部古西太平洋板块联合作用下基本定型。

金沙江洋关闭后，拉萨地块从冈瓦纳大陆分裂出来，并继续北上，在其间形