江汉盆地构造演化与海相地层油气成藏模式

潜北断裂以北地区在 NE—SW 向挤压应力作用下， 由东向西应力逐渐减弱。 东部靠近造山带的地区处 于南北对冲的顶点，褶皱强烈，发育大型逆冲推覆 构造，形成西窄东宽的三角对冲构造带；西部靠近 黄陵隆起的宜昌斜坡区构造相对稳定，构造样式以 相对宽缓褶皱为主，如董市、安福寺构造。
扬 子 区 域 盖 层 形 成 演 化 与 有 效 性 评 价 ”（编 号 ：40739904 ）。 作者简介：郭飞飞，1981 年生，男，中国地质大学（武汉）在读博士研究生，主要从事构造地质和油气成藏机理方面的研究。 地址：（430074）中
国地质大学（武汉）博士班 2200808 班。 电话：（027）67883676。 E-mail：yigehaoren99999@qq.com ① 梅廉夫，徐思煌，沈传波，等．鄂西渝东圈闭类型及成藏富集控制因素研究．中国石化南方海相油气勘探项目经理部，2000．
逆断层
走滑断层
背斜
钻井
向斜
地震剖面 应力方向
图 2 江汉盆地早燕山期弧形构造纲要图 Fig. 2 Tectonic compendium of arc structure in Jianghan Basin of early Yanshanian period F1. 襄 广 断 裂 ；F2. 京 山 — 乌 龙 泉 断 裂 ；F3. 通 城 河 断 裂 ；F4. 周 老 咀 断 裂 ；F5. 江 南 断 裂 ；F6. 潜 北 断 裂 ；F7. 郯 庐 断 裂 ；F8. 团 凤 — 麻 城 断 裂 ； F9. 洪湖—湘阴断裂；F10.通海口断裂；F11.天阳坪断裂；F12.应城断层；F13.长淌口断层；F14.珂理断层；Ⅰ.八面山—大磨山弧形构造；
第 22 卷 第 1 期 2010 年 3 月
岩性油气藏 LITHOLOGIC RESERVOIRS
文 章 编 号 ：1673-8926（2010）01-0023-07
Vol.22 No.1 Mar. 2010
江汉盆地构造演化与海相地层油气成藏模式
郭飞飞1，2，康建云2，孙建峰2，陆俊泽2，王修平2
（e）
（d）
（c）
（b）
（a）
火山角砾岩 砂页岩 砂砾岩 玄武质砂砾岩 泥页岩
灰岩
白云岩
变质岩
侵入岩
陆核
逆断层
正断层 挤压方向 伸展方向 运动方向
图 1 中扬子区盆山耦合作用演化示意图［18］ Fig. 1 Evolution of coupling of range and basin in the
Ⅱ.大 洪 山 弧 形 构 造 ；Ⅲ.荆 州 — 大 冶 对 冲 干 涉 构 造 带
南俯冲，因此，大洪山弧形构造带在潜北断裂以北 的荆门—京山地区较发育，而在潜北断裂以南的荆 州—沔阳地区发育较弱。 在南、北弧形构造带交汇 的荆州—沔阳地区，主要发育南北对冲干涉断褶构 造 。 ［12］ 以临黄线（临湘—黄陂）为例，长淌口断层以 北地区主要为单冲构造模式，珂理断层以南也为单 冲构造模式，中间是 2 个构造体系的交接部位。 从 断层的切割关系来看，南部构造体系较北部构造体 系形成得要早（图 3）。 挤压应力场总体北强南弱，
的早晚和油气在完成初次聚集后至最终成藏定型期间是否突破了原始封闭体系，将江汉盆地海相地层油
气成藏模式划分为原生型、次生型和再生型 3 种类型，并分析了各类成藏模式的有利勘探区带。
关键词：海相地层；构造演化；油气成藏模式；江汉盆地
中图分类号：TE122.3
文献标识码：A
0 引言
油气成藏模式是对油气藏形 成机制与赋存特征的高度概括和 解释，这一概念描述了油气藏形 成过程中生、储、盖、圈、运、聚、保 等基础要素在时空关系上的相互 匹配历史，以及在相同地质条件 下不同相态类型油气藏的共生和制约关系，并对其 作出科学的解释 。 ［1，2］ 由于不 同 研 究 者 的 侧 重 点 和 出发点不同，因而对油气成藏模式划分的方法也有 很大差别，目前主要有以下 5 种划分方案：①以聚 集期和定位为依据的 划 分 方 案 ［3］；②以 供 烃 方 式 和 含 油 气 系 统 内 条 件 变 更 为 依 据 的 划 分 方 案 ［4，5］；③以 气源及油气聚集程度与油气藏改造程度为依据的 划 分 方 案①；④以 成 因 为 依 据 的 划 分 方 案 ［6～8］；⑤ 张 永 刚等［2］提出了最新的划分方案 ，即 依 据 生 烃 期 的 早 晚和油气最终成藏定型是否突破了原始封闭体系， 将中国南方海相地层油气成藏模式划分为原生型、 次生型和再生型 3 种类型。 前人对江汉盆地海相地层油气成藏模式的划 分方案主要有以下 4 种：①肖 开 华 等 ［9］从 成 因 角 度
内，形成一套滨海相碎屑岩夹海相碳酸盐岩的沉积， 开始了由前印支期的广海盆地（或称海盆）演变为 印支期的前陆湖沼盆地（或称煤盆）的进程。 2. 3 晚印支—早燕山旋回
晚印支—早燕山期是江汉盆地构造面貌的主 要形成期（图 1d）。 燕山早期，南部江南隆起首先强 烈隆升、褶皱，由 S 向 N 逆冲，江汉盆地南部发育八 面山—大磨山弧形构造带，其前缘为潜北断裂；其后 秦岭—大别造 山 带 由 NE 向 SW 逆 冲 扩 展 ，江 汉 盆 地北部发育大洪山弧形构造带，并改造南部弧形构 造带，形成了一系列以断弯型褶皱为主要形式的次 级构造带，并使潜北断裂左行走滑［21，22］（图 2）。 东南 部由于太平洋板块的俯冲，阻止了华北板块继续向
1 区域地质背景
江汉盆地位于中扬子板块东部，笔者所定义的 范围是：北界为襄樊—广济断裂，西界为黄陵隆起， 南界为江南隆起，东界为郯庐断裂 。 ［15］ 该盆地共包 括 8 个次级构造单元，勘探面积约 7×104 km2。 震旦 纪至中三叠世，沉积了 6 000～10 000 m 海相地层，
收稿日期：2009- 10-19；修回日期：2009- 12- 12 基金项目：中国地质大学（武汉）“构造与油气资源”教育部重点实验室开放课题（编号：TPR-2009-21）；国家自 然 科 学 重 点 基 金 项 目 “中 上
2 构造演化
2. 1 加里东旋回 早古生代，江汉盆地为稳定的克拉通内凹陷盆
地发育区，盆地两侧为崇阳—怀化及大巴山—大洪 山克拉通周边—边缘盆地，呈现“台坳夹台隆”的格 局。 岩性以台地相—盆地相暗色含炭质泥岩、碳酸 盐岩沉积为主，沉积中心位于盆地南部，其中上震 旦统陡山沱组—下寒武统岩性为富含有机质的炭 质页岩、含炭质薄层状灰岩，是全区广泛分布的烃 源岩 （ ［16］ 图 1a）。 震旦纪末出现过短暂隆升过程，震 旦系顶部暴露于地表，遭受风化淋滤，是较有利的 储集层段。
Middle Yangtze region （a） 震旦纪—早寒武世浅海台地形成阶段；（b） 加里东造山期地台型 广海盆地阶段；（c） 早二叠世浅海台地阶段；（d） 晚印支—早燕山期
前陆沼泽盆地阶段；（e） 晚燕山—喜山期内陆断陷盐湖盆地阶段
丰—牌洲隆起区和胡场—珂理隆起区。 中、上志留统以滨海、浅海相碎屑岩沉积为主。
晚奥陶世—早志留世，随着华南加里东造山褶 皱带的形成，在其前渊发育 SE—NW 方向超覆减薄 的前陆盆地，上奥陶统—下志留统岩性为黑色硅质 岩和黑色泥岩、页岩，是前陆盆地早期沉降阶段欠 补偿深水环境下沉积的烃源岩。 奥陶纪末地层曾一 度暴露于水面，形成干裂、鸟眼等构造，构成较有利 的储集层。
中晚志留世，受南北陆间裂谷海槽闭合造山的 影响，江汉盆地整体隆升，加里东沉积旋回结束 。 ［17］ 此阶段研究区南、北水下肩部隆起因此褶皱，形成 近东西向古构造体系，中扬子“两隆一坳”格局形 成，并与华夏陆块联合统一（图 1b）。 该时期形成了 一系列隆起区，如江南古隆起区、京山古隆起区、红
2010 年
郭飞飞等：江汉盆地构造演化与海相地层油气成藏模式
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厚层碳酸盐岩向蒸发岩至滨海相石英—长石砂岩 及灰绿、灰紫色泥岩转变。
中三叠世末期，印支运动第Ⅰ幕（安源运动）华 北陆块与华南陆块碰撞，北侧秦岭坳拉槽封闭、褶皱 造山，南侧江南—雪峰基底拆离体由南向北推覆， 江汉盆地整体隆起，在其北侧形成大巴山—大洪山 冲断褶皱带，在其南侧形成洪湖—崇阳—通山冲断 褶皱带 。 ［19，20］ 在江汉盆地中部，印支运动的影响要稍 滞后且微弱，表现为强度不大的水平挤压，形成宽 缓的褶皱。 地壳在大幅度快速上升背景下差异隆 升，形成了北西向大隆大坳为主体的格局。 黄陵隆 起、钟祥—潜江隆起及洪湖—蒲圻隆起均在这一时 期形成，盆地沉积仅限于沉湖—土地堂及当阳坳陷
江汉盆地自晚元古代统一的变质基底形成以 后，先后经 历 了 加 里 东 （Z—S）、海 西 —早 印 支 （D— T2）、晚 印 支 —早 燕 山 （T3—J） 和 晚 燕 山 —喜 马 拉 雅 （K—Q）等 4 期构造旋回，形成了前印支期地台型广 海盆地（海盆）、晚印支—早燕山期前陆盆地（盐盆） 和晚燕山期以来的内陆断陷盐湖盆地（煤盆）［14］。 其 中印支运动奠定了江汉盆地的雏形，燕山运动使江 汉盆地构造格局具体化，喜马拉雅运动使江汉盆地 被拉张改造并定型。
（1.中国地质大学（武汉）“构造与油气资源”教育部重点实验室； 2.中国地质大学（武汉）资源学院）
摘 要：江汉盆地自晚元古代统一的变质基底形成以后，先后经历了加里东、海西—早印支、晚印支—早
燕山和晚燕山—喜马拉雅 4 期构造旋回，形成前印支期地台型广海盆地、晚印支—早燕山期前陆盆地和
晚燕山期以来的内陆断陷盐湖盆地。 通过分析 4 次构造旋回对油气成藏的控制与破坏作用，依据生烃期
秦
襄樊
岭
—
0
50
100km
F2
F1
大
临黄
钟祥
京山
别 F12
造
宜 昌 F3
当阳
F6
江陵 荆州
F11
Ⅰ
南 江
Ⅱ
山
F6 红 丰
武汉
带
潜江
Ⅲ F10
F2 沔 阳 F13
牌洲 沔 31 井 牌 参 1 井
土地堂
大冶
戴 家 场 F14 F4
洪湖
珂理
F9
F4
F8
F5
蒲圻
F7
通 山 F5
带
F5 崇 阳
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雪
峰
造
山
黄陵隆起
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岩性油气藏
第 22 卷 第 1 期
其上不整合叠覆有上三叠统—侏罗系、白垩系、古 近系、新近系—第四系 4 套陆相地层。 海相地层主 要发育上震旦统陡山沱组、下寒武统、下志留统、二 叠系和下三叠统大冶组 5 套烃源岩层；发育上震旦 统灯影组、下寒武统石龙洞组、上石炭统黄龙组、下 三叠统嘉陵江组 4 套主要储集层；存在下寒武统、 志留系、中上三叠统—侏罗系和白垩系—古近系 4 套区域盖层，具备较好的油气成藏条件 。 ［11］
出发，将该区海相地层油气藏分为 3 类，即原生改 造 型 、晚 期 生 烃 型 和 次 生 多 源 型 ；而 李 莉 等 则 ［10］ 将 晚期生烃型归属于次生多源型。 ②严金泉等 从 ［11］ 油 气源与圈闭的配置关系出发，认为该区存在 3 种成 藏模式，即早期成藏型、晚期成藏型和二次成藏型。 ③王 韶 华 等 ［12］通 过 分 析 江 汉 盆 地 沉 湖 地 区 下 古 生 界油气系统演化过程，将该区下古生界油气成藏模 式划分为 2 类，即原生型和次生型。 ④刘春平等 、 ［13］ 郭 战 峰 等 ［14］在 对 江 汉 盆 地 基 本 成 藏 地 质 要 素 进 行 动态演化研究的基础上，将海相地层成藏模式划分 为 4 类，即早期聚集早期成藏、早期聚集晚期成藏、 晚期生烃晚期成藏及次生混源成藏。 笔者采用张永 刚等［2］的划分方案，将江汉盆 地 海 相 地 层 油 气 成 藏 模式划分为原生型、次生型和再生型 3 种类型。
加里东运动使研究区一度抬升，志留系部分被剥蚀 或缺失下泥盆统沉积。 然而加里东运动并没有使下 古生界地层发生明显的褶皱变形或大规模的抬升 反转。 2. 2 海西—早印支旋回
海西—早印支期，江汉盆地为稳定的克拉通台 内凹陷盆地，构造活动较弱，以稳定沉降、接受沉积 为主，其间经历了数次以整体抬升、剥蚀为主的构 造活动（石炭纪末期云南运动、早二叠世末期东吴 运动），形成了上石炭统黄龙组和下二叠统顶部风化 壳。 中上泥盆统—下石炭统为盆地初始沉积阶段， 以滨岸相碎屑岩沉积为主；中晚石炭世—早三叠纪 为盆地主要沉降阶段，以台地相碳酸盐岩沉积为主， 夹有薄层暗色泥页岩（图 1c）。 二叠系和部分下三 叠统大冶组，岩性以富含有机质的碳酸盐岩、泥灰 岩、泥页岩为主，是优质烃源岩 。 ［18］ 中三叠统岩性由