含油气盆地分析分类
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【大家】全球三大盆地类型油气富集规律分析2014-03-25石油观察文|康玉柱中国工程院院士全球发育的含油气盆地上千个,大体分为三大类:克拉通盆地、断陷盆地和前陆盆地。
克拉通盆地油气主要分布在盆地内的古隆起、古斜坡、区域性不整合及断裂带内;断陷盆地油气主要分布在深凹带内构造带、陡坡带、缓坡带;前陆盆地油气主要分布在前陆断褶带、斜坡带、逆掩带及坳陷带。
厘清这些盆地油气分布规律,对全球油气勘探具有重要意义。
克拉通盆地:从寒武系-白垩系各层系都发现油气富集全球克拉通盆地主要分布于古生界及部分中生界内,油气层位分布具有多时代层段特征。
目前,从寒武系-白垩系各层系都发现了油气田,但发现最多、储量最大的层系主要是石炭-二叠系、侏罗-白垩系、寒武-奥陶系,特别是阿拉伯地块二叠系油气储量大,天然气占比高达57.4%。
近年来的勘探成果表明,全球克拉通盆地大油气田主要分布于古隆起区、古斜坡区、断裂带及不整合面。
古生代隆起是油气聚集的有利地区。
在加里东期到燕山期的历次构造变动中,我国塔里木盆地沙雅隆起始终处于构造变动的隆起部位,有利于接受两侧生油坳陷不同时期的油气聚集。
在早古生代,东南侧的满加尔坳陷发育有利生油的巨厚寒武系-奥陶系盆地相沉积,北侧的库车坳陷发育有三叠-侏罗系烃源岩,隆起成为油气运移指向区。
因而,塔里木盆地、鄂尔多斯盆地古生界大气田均分布在古隆起-古斜坡区。
古斜坡一般处于古隆起和坳陷区之间的过渡带。
从油气源分析,坳陷内生成的油气,首先向斜坡部位运移,如遇有较好的储层和圈闭条件即可成藏。
目前我国在塔里木盆地麦盖提斜坡和鄂尔多斯盆地伊陕斜坡均发现多个大气田。
位于美国西得克萨斯州的油气田,是一个与二叠系不整合有关的油气圈闭,处于二叠盆地中央隆起区内,大多数油气藏位于该隆起斜坡上,产层为奥陶系-泥盆系碳酸盐岩。
我国各地块区域性不整合面,是以加里东中期构造运动形成的奥陶系顶部不整合面。
地质学家在不整合面上、下发现一系列油气田的事实,证明了不整合控油的重要性。
几种重要的含油气盆地§1前陆盆地一、概念1.前陆盆地是指位于造山带前缘与相邻克拉通之间的盆地。
这种盆地也有人称为前渊。
但一般将前陆盆地系统中的深坳陷部分称作前渊。
前渊盆地、山前坳陷均属于这一类。
它包括褶皱——冲断带、前渊、前缘隆起和后缘隆起(图9-1)。
其中第一部分又称为变形带或造山楔。
正是由于造山带的褶皱——冲断作用,导致岩层的构造重叠,产生构造负载,造成岩石圈的挠曲下沉,是一种重要的、典型的挤压挠曲盆地。
2.造山带系指造山作用中经受强裂变形的地壳的狭长形山带。
板块观点,造山作用发生于板块聚敛边界,是板块府冲、碰撞作用造成的。
(二)基本类型1.周缘前陆盆形成于大陆壳表面向下拖曳与碰撞造山缝合线(带)相接之处,与陆——陆(A 型府冲)有关。
相邻造山带倒向盆地,蛇缘岩缝合线(带)比岩基岩浆和火山带更靠近盆地。
2.弧后前陆盆地形成于大陆壳表面向岛弧造山带的后侧方向向下拖曳,与大洋岩石圈的府冲(B 型府冲)有关,蛇缘岩消减杂岩体比岩基岩浆带和火山岩带更远离这类盆地。
3.破裂前陆盆地盆地的形成是因基底卷入前陆变形作用,造成块状隆起和基底——核部褶皱所分隔的孤立盆地,这种变形样式可以发生在周缘或弧后环境中。
根据基底隆起方向与造山带走向正交或平行可分为两类。
与造山带近正交分割的前陆盆地,是由于造山带在碰撞后缩短常常引起在其正交方向上的伸延。
特别是坳拉槽地区老断层的复活和新的伸展断层发育使前陆裂解形成分割性盆地,构成盆地和隆起相间的格局,与造山带近平行分割的前陆盆地,则为基底核杂岩隆起所分割。
4.再生前陆盆地中国有些地区的造山作用与同时代的俯冲作用或碰撞作用无关,也缺乏同时代的岩浆弧或蛇绿混杂岩带为佐证。
与这些造山带相邻的盆地常与古特提斯构造阶段,造山带在新特提斯构造阶段的活动有关。
其构造样式、沉积样式、沉降特征和油气系统特征与前陆盆地类似,称为再生前陆盆地。
其形成机制主要与再旋回造山作用所产生地壳缩短和构造负荷有关。
克拉通盆地:在克拉通基础上形成的面积广泛,形状不规则,沉降速率相对较慢并以坳陷为主要特征的沉积层序原始盆地:指在地史上盆地发育过程中沉积建造及展布,构造变形,水动力,热动力,区域构造背景,地理环境和盆地类型等的原始状况改造型盆地:在形成演化末期后,盆地的原始面貌遭受较明显改造的沉积盆地,或是指形成较早,在其后的地质历史中受到较强烈的剥蚀,变形叠加等改造作用形成的沉积盆地叠合盆地:在不同的时期同一区域内,不同类型的圆形盆地在剖面上叠合而成地貌盆地:是指被天然高低围绕的一块低地沉积盆地:是指一个平缓褶曲的沉积层向中心倾斜的地区构造盆地:是指在原盆地的基础上经过构造活动改造的盆地沉积相:沉积环境的古代产物,即专指环境的物质表现含油气盆地:是含有油气的盆地,确切地说是指具备成烃要素,有过成烃过程并已经发现有商业价值的油气聚集的沉积盆地花状构造:横切走滑构造带的剖面上,常可以见到主干走滑断层向上近对称的分支,构成下窄上宽的貌似花朵的破裂带正花状构造:是在压扭作用下产生的其大多数断层具逆断距,个别为正断距,组成地层总体表现为背形特征,断层间为地垒断片负花状构造:是在长压作用下产生的,其大多数断层具正断距,个别具逆断距,组成地层总体表现为向形特征,断层间为地垒段片被动裂陷作用:板块构造演化过程中产生的区域水平引张力,地域或岩石圈的裂陷伸展导致岩石圈底下的软流圈热物质的被动上涌伴生构造:指走滑构造带内部或主要走滑位移带附近区域,由于走滑位移引起的各种伴生构造变形主位移带:与走滑构造带一致的连续的走滑断层位移带伸展构造:是指在压陷作用区域引张作用形成的一切使地壳或岩石圈沿水平方向发生伸长变形的构造的总称裂谷:是区域性伸展使岩石圈破裂形成巨大的窄长断陷,切割深,发育时间长,常具有地垒形成衰退裂谷(夭折裂谷):从大洋以高角度深入大陆内部的裂陷盆地,是大洋形成初期三叉裂谷系中的一支离散型边界:当两个板块相对离散运动时,岩石圈深部和软流圈的熔融物质的上涌并形成新大洋岩石圈。
第二节含油气盆地的类型及特征含油气盆地的形成和发展是受大地构造条件所控制的。
有很多沉积盆地的分类方案,这主要是由于各个学者所持的大地构造观点不同。
固定论:是根据软流圈的热流动所引起的垂直运动来解释盆地的形成。
大洋的形成就是海洋化的结果。
即槽台学说。
膨胀论:认为地球一直处于膨胀之中,大洋的形成不是海洋化的结果,而是由于沿着洋中脊的增生作用和扩展作用。
即海底扩张原理:中央海岭是地幔对流上升的地方,软流层的地幔物质不断从这里涌出、分异、冷却固结成新的大洋地壳,以后涌出的一股岩浆“热流”又把先前形成的大洋地壳向外推移,后浪推前浪式地每年由海岭向两旁扩张,不断为海洋地壳增添新的条带。
活动论:是以岩石圈在软流圈上的水平运动来解释盆地的形成,即板块构造学说(拉张、俯冲、碰撞、转换断层)。
固定论的盆地分类以苏联的布罗德(1965)和张厚福为代表。
分为1.地台平原型盆地,包括地台内部坳陷盆地和地台内部断陷盆地—单断、双断;2. 山前坳陷盆地;3. 山间坳陷盆地;4. 复合盆地。
以板块构造理论为基础的盆地分类以美国Dickinson W. R.(1976)为代表,分为裂谷型和聚敛型(共分16 种)。
以地球动力学为基础的盆地分类以刘和甫(1983)为代表,分为张裂环境、压缩环境、剪切环境和重力环境。
综合地球动力学背景,再考虑所处的大地构造位置的盆地分类为现在采用的分类。
板块边界的类型1. 背离型板块边界(拉张力)称被动大陆边缘,地震活动不显著,构造作用不明显2. 聚合型板块边界(挤压力)称主动大陆边缘,地震活动强烈,构造变动强烈。
(1)洋壳俯冲到陆壳下面,并被吸收进地幔(B 型俯冲)(2)陆壳与陆壳碰撞(A 型俯冲)3. 平行的板块边界(剪切力)一、张性环境发育的含油气盆地—张性盆地以背离板块活动和拉张构造为主,由于地幔上隆,地壳变薄而沉降,也可以是由于盆地形成以前,高温热流使地壳隆起,后来随着高温岩石圈热力衰减而发生沉降。
含油气盆地发生过油气生成作用,并富集为工业油气藏的沉积盆地。
沉积盆地是指在漫长的地质历史时期,地壳表面曾经不断沉降,接受沉积的洼陷区域。
含油气盆地必须具备的条件:①是一个沉积盆地;②在漫长的地质历史时期中,曾经不断沉降接受沉积,具备油气生成和聚集的有利条件;③有工业性油气田。
凡是地壳上具有统一的地质发展历史,发育着良好的生储盖组合及圈闭,并已发现油气田的沉积盆地,统称为含油气盆地,因此可将含油气盆地看作是油气生成、运移和聚集的基本地质单位。
在油气勘探中,常常把油气盆地作为一个统一整体看待,从整个含油气盆地的沉积发育史、构造发育史和水文地质条件出发,研究油气生成、运移和聚集的条件,划分出油气聚集的有利地区。
分类在油气勘探中,为了将未知含油气盆地与已知含油气盆地进行对比,常常将沉积盆地或含油气盆地进行分类。
含油气盆地分类方案较多,归纳起来,主要有3大类:①按槽台学说划分盆地类型,这种分类从20世纪50年代起沿用至今。
主张这种分类的代表为И.О.布罗德;②主要是根据板块活动的性质进行盆地分类,以W.R.迪金森(1974,1977)和A.W.巴利(1980)为代表;③以古生代槽台体制和中、新生代板块构造体制为基础进行盆地分类,主张此方案的为中国朱夏(1981)。
此外,有些石油地质学家,主张采用以地球动力学为基础的盆地成因分类。
例如,中国陈发景等(1981)和M.P.沃森(1986)主张,将中国中、新生代盆地划分为裂谷型盆地和前陆(或挠曲)型盆地两大类。
中国刘和甫(1986)划分为张裂环境、挤压环境、剪切环境和重力环境4类。
在上述的盆地分类方案中,盆地类型都是指某一时期的原型,实际上很多盆地都是由几种盆地原型有规律组合而成,D.R.金斯顿(1983)称之为多旋回盆地。
除少数较年轻的中、新生代盆地外,普遍为多种类型叠加的古生代和中、新生代盆地。
因此,盆地的形成、构造演化是当前盆地研究中的重要课题之一。
区分不同旋回时期不同性质的盆地,可以对含油气远景作出正确的评价。
中国前陆盆地特征及其油气藏控制因素分析一、前陆盆地概述前陆盆地即前陆构造背景中发育的盆地,为沿造山带大陆外侧分布的沉积盆地。
前陆盆地最早是由Dickinson(1974)[1]提出的。
Dickinson将盆地分为裂谷盆地和造山型盆地、陆块未完全裂开情况下形成的盆地等5小类。
其中前陆盆地属于造山型盆地,并将前陆盆地定义为与造山带变形翼部毗连的克拉通边缘前陆环境中形成的盆地。
Jordan [2]( 1981 )将前陆盆地定义为前陆逆冲带周缘的狭长沉降槽地。
是世界范围内造山带的伴生体;Allen等[3](1986)将前陆盆地定义为处在造山链和克拉通之间的并与大陆碰撞带密切相关的高度不对称盆地;何登发等[4](1996)对前陆盆地的定义是沿造山带大陆外测分布的沉积盆地;田作基等[5](1996)的定义是前陆盆地与造山带(冲断带)毗邻,在其运动前方的挤压下不对称挠曲所形成的沉积盆地。
前陆盆地是挤压造山带和稳定克拉通之间的长条形沉积盆地,一般有如下特点:①位于盆地毗邻的褶皱-冲断层带的构造负载促使盆地弯曲下沉;②盆地的横剖面具有明显不对称性;③在盆地演化期间盆地的靠造山带一冀遭受变形作用;④盆地靠克拉通一翼逐渐与地台层序相合并[6](图1)。
图1 前陆盆地剖面示意图图1示前陆盆地发生奠基在某一时期的克拉通或陆壳向活动带或洋壳的过渡带上,即被动大陆边缘之上,被动大陆边缘层序构成前陆盆地的基底。
前随盆地的演化记载着由伸展边缘到聚敛、碰撞(陆-陆、弧-陆碰撞)的过程。
盆地结构的不对称性表现在靠近造山带一侧较陡、靠近克拉通一侧宽缓。
由造山带向克拉通方向,前陆盆地可划分为三部分:①褶皱-冲断带(常为薄皮构造)构成的活动翼或造山楔形体;②紧邻活动翼活伏在冲断带下盘的深凹陷;③连接深凹陷进一步向克拉通方向延伸的稳定前陆斜坡及前缘隆起。
前陆盆地基本类型Dickinson, W.R.(1974)在沉积盆地分类中正式引入了前陆盆地这一术语[1],并见将其划分为周缘前陆盆地(peripheral foreland basin)和弧后前陆盆地(backarc foreland basin)两种成因类型[1](图2)。
一.名词解释1.盲冲断裂:逆冲断层在逆冲过程中其位移逐渐减小以致在地层中尖灭,则称为盲冲断裂。
2.断展褶皱:伴随着盲冲断层的位移减小,断层上盘及上覆地层会发生褶皱变形,这种褶皱即断展褶皱。
3.克拉通盆地:在克拉通的基础上形成的面积广泛、形状不规则、沉降速率相对较慢并以坳陷为主要特征的沉积层序称为4.伸展构造:是指在裂陷作用(或区域引张作用)下形成的一切使地壳或岩石圈沿水平方向发生伸长变形的构造的总称。
5.被动大陆边缘:也称稳定边缘、不活动边缘、大西洋型或离散型边缘。
这种边缘位于板内,其两侧大陆与大洋属于一个同一板块。
主动大陆边缘:也称活动边缘太平洋型边缘或聚敛型大陆边缘,是由板块俯冲作用所致,通常是大洋板块俯冲于大陆板块或大洋板块之下。
6.花状构造:横切走滑构造带的剖面上,常可以见到主干走滑断层向上近对称的分支构成下窄上宽的貌似“花朵”的破裂带,称为花状构造。
正花状构造:是在压扭作用下产生的,其大多数断层具逆断距,个别为正断距,组成地层总体表现为背形特征,断层间为地垒断片。
7地台:具双层结造,下部为褶皱变质基底上部为沉积盖层,地台以升降运动为主,升降幅度,速率及差异性都小,岩相和厚度稳定,岩浆活动和区域变质作用都比较弱。
地盾:克拉通内部有大面积基底岩石出露的地区,它长期隆起,遭受剥蚀,缺少盖层或仅在局部有沉积。
8凝缩层:是指沉积速率很慢(1-10mm/103a)、厚度很薄、富含有机质、缺乏陆源物质的半深海和深海沉积物,是在海平面上升到最大、海侵最大时期在陆棚、陆坡和盆地平原地区沉积形成的。
9拗陷盆地:大陆裂谷或裂陷盆地发展到一定程度后可能不再进一步裂陷扩张了,早先因裂陷作用减薄的岩石圈在热衰减过程中还会引起地表拗陷而形成碟状的沉积盆地。
裂陷盆地:(动力学成因方面定义)指那些由于岩石圈或地壳裂陷作用过程中形成沉积盆地,所有的裂陷盆地都意味着它在形成过程中发生了地壳或岩石圈的伸展变形,因而都属于伸展型盆地。
第七章油气聚集单元及分布规律7.4 含油气盆地的类型含油气盆地的分类方案较多,代表性分类包括:1.以活动论(板块构造学说)为基础的分类2.以固定论(槽台学说)为基础的分类3.以地球动力学为基础的分类4.含油气盆地的历史地质学分类一、以活动论(板块构造学说)为基础的分类按板块构造观点,盆地分为裂谷环境盆地和造山环境盆地两大类,共16种盆地(Dickinson,1976)。
裂谷型盆地:以离散板块运动和地壳张裂作用为主,地壳变薄引起了下沉作用。
造山带型盆地:以挤压板块运动和造山形变作用为主。
盆地大类盆地类型细分盆地基本特征Ⅰ.裂谷环境盆地I1.内克拉通盆地大陆内部的裂谷盆地,盆地基底变薄I2.边缘坳拉谷大陆边缘凹入部分向大陆内部延伸的夭折裂谷,基底为洋壳或过渡壳I3.原始大洋裂谷两大陆块之间开始形成的狭长洋壳,沉积作用仍受两侧大陆的影响I4.冒地斜沉积棱柱体沿大陆与海洋过渡带的陆阶、陆坡及陆隆上发育的沉积复合体I5.陆堤张裂大陆边缘外沿形成的逐渐向海洋推进的沉积物I6.新生大洋盆地洋中脊与陆块之间,大洋岩石圈增长和下沉形成的新生盆地I7.扭张性盆地沿复杂转换断层系,在地壳局部变薄部位发育的拉张或楔形断陷盆地I8.弧间盆地因岩浆弧裂开,不活动残留弧与活动性前弧间洋壳下降形成的小洋盆以板块构造学说为基础的盆地分类(据Dickinson,1976)盆地大类盆地类型细分盆地基本特征Ⅱ.造山环境盆地II1.海沟板块俯冲的消减带形成的深海槽II 2.斜坡盆地海沟轴与海沟斜坡折点之间的断陷盆地II 3.弧前盆地海沟斜坡折点与岩浆岛弧之间间隙中的盆地II4.周缘前陆盆地大陆陆块周缘与碰撞造山缝合线带相接处形成的盆地II5.弧后前陆盆地大陆陆块边缘岩浆弧后面,与岛弧造山带相邻的前陆盆地II6.破裂前陆盆地造山带前陆盆地,周缘或弧后因基底变形和块断所形成的构造凹地II7.扭压性盆地沿复杂转换断层系形成的扭动褶皱和断坳盆地II8.残余海洋盆地沿岛弧-海沟系一侧,由于老岩石圈的消减而产生的收缩海洋盆地以活动论(板块构造学说)为基础的盆地分类(据Dickinson,1976)盆地大类盆地类型典型盆地地台平原盆地具前寒武纪基底的盆地密歇根盆地、伏尔加-乌拉尔盆地具古生代和不同时代基底的盆地西西伯利亚盆地、墨西哥湾盆地山前盆地与古生代褶皱带山前凹陷有关的盆地阿帕拉契亚盆地与后古生代褶皱带山前凹陷有关的盆地咯尔巴阡山前盆地、波斯湾盆地山间盆地前寒武纪地台活化的山间盆地红海盆地、华北盆地古生代褶皱带的山间盆地松辽盆地、准噶尔盆地后古生代褶皱带的山间盆地台湾西部盆地以固定论为基础的盆地分类(布罗德,1965)二、以固定论为基础的分类(槽台学说)布罗德(1965)以槽台学说为基础,同时考虑到含油气盆地的地貌形态,将含油气盆地分为地台平原盆地、山前盆地、山间盆地等三大类和七小类。