馬寅生, 尹成明, 劉成林, 杜建軍, 程海燕, 范桃園

1)國土資源部新構(gòu)造運動與地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室, 北京 1000 81;

2)中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 1000 81;

3)中國石油大學(xué)(北京), 北京 10224 9

柴達木盆地石炭系油氣資源調(diào)查評價進展

馬寅生1,2), 尹成明1,2), 劉成林3), 杜建軍1,2), 程海燕1,2), 范桃園1,2)

1)國土資源部新構(gòu)造運動與地質(zhì)災(zāi)害重點實驗室, 北京 1000 81;

2)中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所, 北京 1000 81;

3)中國石油大學(xué)(北京), 北京 10224 9

柴達木盆地是我國大型含油氣盆地之一, 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的油氣主要來自中新生界地層。作者通過近年來對柴達木盆地石炭系油氣資源的調(diào)查研究, 證實柴達木盆地內(nèi)石炭系地層分布廣泛, 厚度大。石炭系分布范圍達10萬km2。厚度大于1000 m的范圍達5.71萬km2。盆地石炭系發(fā)育良好的烴源巖, 石炭系地層普遍發(fā)育厚層油砂, 顯示石炭系具有很好生烴能力和油氣運移過程。石炭系構(gòu)造變形主要發(fā)生在新近紀末, 之前的構(gòu)造變形較弱, 有利于石炭系油氣保存。初步評價柴達木盆地石炭系油氣資源量為6.14×108～7.23×108t。顯示柴達木盆地石炭系油氣資源潛力很大, 是油氣資源戰(zhàn)略突破的新領(lǐng)域。

柴達木盆地; 石炭系; 油氣; 烴源巖; 油砂

柴達木盆地位于青藏高原北部, 盆地周緣分別被祁連山、昆侖山和阿爾金山所限, 是青藏高原北部的大型新生代山間盆地。盆地南界為東昆侖中央斷裂(簡稱昆中斷裂), 北界為宗務(wù)隆山斷裂, 西界為阿爾金斷裂, 具有特殊的盆山構(gòu)造格局和巖石圈動力學(xué)背景。盆地東西長850 k m, 南北寬150～300 km, 面積 12.1萬 km2; 其中沉積巖面積9.6萬km2。盆地內(nèi)發(fā)育了南華系-古生界、中生界和新生界三套沉積地層, 經(jīng)歷了多期復(fù)雜的構(gòu)造演化過程。中新生界沉積巖最大連續(xù)厚度為17200 m。

柴達木盆地油氣資源豐富, 是我國西部三大含油氣盆地之一。已發(fā)現(xiàn)的油田大部分分布于盆地西部的尕斯斷陷及其周緣, 主要產(chǎn)油層為古近系-新近系(李元奎等, 2012)。盆地北緣已發(fā)現(xiàn)的油田是以侏羅系為烴源巖的原生油藏和古近系-新近系次生油藏(王小鳳等, 2006; 高長海等, 2007)。盆地氣田除馬海氣田分布于盆地北緣, 其它均分布于盆地東部的三湖地區(qū), 為第四系自生自儲生物氣藏。上述油氣田的分布狀況顯示, 盆地西部茫崖坳陷為古近系-新近系油田分布區(qū), 北緣塊斷帶是以侏羅系為油源的油田分布區(qū), 盆地東部三湖地區(qū)為第四系氣田分布區(qū)。綜合分析認為, 中新生界石油遠景資源量為21.5×108t, 剩余地質(zhì)資源量為 12.16×108t, 天然氣遠景資源量為 2.5×1012m3, 剩余地質(zhì)資源量為1.86×1012m3。石油和天然氣探明率分別為17.3%和12.3%, 可見柴達木盆地石油天然氣的探明程度很低, 勘探潛力很大, 是我國未來重要的油氣資源戰(zhàn)略接替區(qū)之一。

柴達木盆地由于面積大, 海拔高, 含油層系多,新生代沉積厚度大, 長期以來一直是油氣勘探的難點之一, 也是青藏高原發(fā)育歷史中的一個重大問題(Bally et al., 1986)。孫殿卿等(1956)利用地質(zhì)力學(xué)觀點深入研究和探討了柴達木盆地的地質(zhì)構(gòu)造問題,對柴達木盆地內(nèi)新生界地層的背斜所顯示的雁行排列和反“S”形構(gòu)造進行了詳細深入的經(jīng)典研究。區(qū)域構(gòu)造研究結(jié)果顯示, 柴達木盆地在新生代以前很可能與西北側(cè)的塔里木地塊為一體, 而周緣山系是在新生代才逐漸抬升的(黨玉琪等, 20 03)。近年來,由于柴北緣高壓超高壓變質(zhì)帶(許志琴等, 200 6, 2003; 楊經(jīng)綏等, 2003, 2000, 2001, 1998; 張建新等, 2007, 200 5)和盆山耦合構(gòu)造體系研究的興起, 使得柴達木盆地及其北緣地區(qū)成為國際地學(xué)研究的熱點之一。

1 柴達木盆地油氣勘探現(xiàn)狀

柴達木盆地油氣勘探始于1954年, 大致可劃分為三個階段: 第一階段1954—1974年, 用了近10年

時間進行了系統(tǒng)的地質(zhì)調(diào)查和初探, 發(fā)現(xiàn)了冷湖油田, 證實了澀北一號含氣構(gòu)造的存在, 還發(fā)現(xiàn)了一批埋藏較淺的油氣田。第二階段1975—1983年, 東部落實了澀北一號氣田, 并發(fā)現(xiàn)了澀北二號氣田以及臺吉乃爾含氣構(gòu)造。一舉拿下了盆地最大的油田——躍進一號油田, 鉆探了一批區(qū)域探井, 開辟了潛伏構(gòu)造和古近系深層找油的新領(lǐng)域。第三階段1984年至今, 這一階段相繼在盆地西部獅子溝、南翼山等構(gòu)造深層裂縫性儲層中獲得高產(chǎn)油氣流。發(fā)現(xiàn)了獅子溝深層()油氣藏和南翼山中深層()凝析氣藏, 以及躍進二號油田和臺南氣田。1995年以后, 在盆地北緣地震首次獲得深層構(gòu)造的反射資料, 并通過冷科 1井的鉆探, 在侏羅系首次發(fā)現(xiàn)近千米的優(yōu)質(zhì)烴源巖, 再次拉開了柴北緣的勘探序幕,其間發(fā)現(xiàn)了南八仙中型油氣田。在盆地東部天然氣的地質(zhì)儲量大幅度增長, 臺南、澀北二號兩個氣田的地質(zhì)儲量均大于400億m3, 澀北一號氣田儲量達到千億m3, 使其探明加控制儲量達到1955.64億m3,成為全國第四大氣區(qū)。但是盆地勘探程度相對較低?？傮w來說, 目前對柴達木盆地的油氣資源調(diào)查和評價主要集中在三個含油氣領(lǐng)域: 柴西地區(qū)新生代含油氣系統(tǒng)、柴北緣侏羅系含油氣系統(tǒng)、柴東三湖坳陷的第四系含油氣系統(tǒng)。與其他盆地相比, 油氣勘探程度很低, 但這三個含油氣領(lǐng)域均發(fā)現(xiàn)了油氣田, 在柴西花土溝地區(qū)建設(shè)了年產(chǎn)數(shù)百萬噸的油田群。

2 柴達木盆地石炭系油氣研究歷史

柴達木地區(qū)石炭紀研究始于20世紀50年代后期, 在1: 20萬區(qū)域地質(zhì)調(diào)查和石炭紀專題研究的基礎(chǔ)上, 分別建立了石炭系巖石地層、生物地層和年代地層系統(tǒng)(王增吉, 1985, 1981; 青海省地質(zhì)礦產(chǎn)局, 1991; 高聯(lián)達等, 1992; 王增吉等, 1995), 確定了主要地層界限及其對比關(guān)系。

柴達木盆地石炭系石油地質(zhì)研究主要開始于20世紀末。1996年, 黃漢純等在其專著中預(yù)測德令哈凹陷基底有尋找古生代海相油源的可能性(黃漢純等, 1996)。隨著塔里木、準葛爾等盆地石炭系油氣勘探的突破(牟中海等, 200 1), 青海油田公司對盆地周邊石炭紀地層也開展了一些專題研究, 先后編制了一些柴達木盆地石炭系的研究報告。

2000年以來, 一些學(xué)者陸續(xù)對柴達木盆地石炭紀地層、巖相古地理、油氣地質(zhì)進行了論述。李守軍等(2000)對柴達木盆地露頭區(qū)的石炭系地層特征進行了研究, 根據(jù)古生物群的對比, 確定了巖石地層的時代; 對霍參 1井的資料進行了地質(zhì)、地震統(tǒng)層; 在解釋了已有地震剖面的基礎(chǔ)上, 初步勾畫了盆地東部深層石炭系的分布范圍。

于會娟等(2001)對柴達木盆地東部地區(qū)古生界烴源巖進行了研究, 從有機碳含量、可溶有機質(zhì)含量及其轉(zhuǎn)化率、熱解參數(shù)、飽和烴的生物標志化合物特征、飽和烴單體烴碳同位素分布特征等方面,綜合分析了柴達木盆地東部地區(qū)古生界各時代巖樣的有機質(zhì)豐度、類型和成熟度, 并對其生烴潛力進行了評價。提出柴達木盆地石炭系泥巖可能為比較好的生油巖, 但有待證實, 石炭系灰?guī)r在部分地區(qū)也可能為烴源巖; 烴源巖的有機質(zhì)類型為Ⅰ、Ⅱ型干酪根, 且大多達到成熟-高、過成熟階段; 烴源巖多數(shù)為強還原環(huán)境下沉積的海相碳酸鹽巖、泥頁巖,部分為海陸過渡相的弱氧化至弱還原環(huán)境沉積。

文志剛等(2004)較系統(tǒng)地研究了柴達木盆地北緣石炭系烴源巖特征。研究結(jié)果顯示, 烴源巖主要發(fā)育在上石炭統(tǒng)克魯克組, 實測剖面的上石炭統(tǒng)克魯克組碳酸鹽巖的殘余有機碳含量大于 0.14%, 泥巖殘余有機碳含量平均值為 1.62%, 煤巖殼質(zhì)組分含量極低; 碳酸鹽巖有機質(zhì)類型為Ⅱ-Ⅰ型, 泥巖干酪根類型主要為Ⅲ1型、少量為Ⅱ2和Ⅲ型, 煤層為Ⅲ1型有機質(zhì); 烴源巖演化整體處于成熟階段。綜合評價認為碳酸鹽巖為良好的烴源巖, 泥巖屬于較好-好的烴源巖, 煤層是一種較差的烴源巖?？紤]到演化作用與風(fēng)化作用的影響, 推測柴北緣石炭系碳酸鹽巖和泥巖均達到了好烴源巖評價標準, 其有機質(zhì)演化處在成熟-高成熟階段, 該地區(qū)石炭系具有良好的油氣勘探前景。

孟仟祥等(2004)研究了柴達木盆地東北部石炭系烴源巖和煤巖生物標志物特征。研究表明, 研究樣品的有機質(zhì)演化已達高成熟階段, 其母質(zhì)來源以水生生物為主, 同時有較豐富的陸源物質(zhì)輸入。除煤巖的沉積古環(huán)境較氧化且經(jīng)歷過較強的降解過程外, 其余樣品的沉積古環(huán)境均屬于較還原環(huán)境, 沉積介質(zhì)為咸水環(huán)境, 有機質(zhì)總體豐度高。因此該區(qū)石炭系海陸交互相含煤沉積是一套較一般侏羅系為好的烴源巖系, 有較好的生烴潛力。

楊平等(2006)研究了柴達木盆地石炭紀古生態(tài)與沉積環(huán)境, 在統(tǒng)一的地層格架和生物地層序列的基礎(chǔ)上, 結(jié)合古生態(tài)及沉積特征綜合分析了柴達木盆地石炭紀沉積相。認為柴達木盆地東北緣下石炭統(tǒng)富含珊瑚、腕足等化石。珊瑚由小型單體向大型單體和復(fù)體演化, 化石屬種由少變多、豐度明顯增加, 反映了沉積環(huán)境趨于穩(wěn)定和水體加深的過程。同時, 石炭系剖面巖性出現(xiàn)由砂礫巖或砂、頁巖-灰?guī)r組成的兩個沉積旋回, 表明沉積環(huán)境由濱岸向碳酸鹽臺坪演變。上石炭統(tǒng)生物群以蜓類為主, 腕足類、珊瑚次之, 下部植物化石豐富。腕足個體變小和珊瑚化石減少, 與淺水和變冷的氣候有關(guān)。巖性為砂、頁巖-灰?guī)r互層, 沉積環(huán)境以濱岸潮坪為主, 下部沼澤發(fā)育。西南緣下石炭統(tǒng)生物以珊瑚、腕足類為主, 巖性和生物有與東北緣相似的旋回特征。上石炭統(tǒng)以蜓類為主, 腕足次之, 巖性以生物碎屑灰?guī)r和鮞狀灰?guī)r為主。西南緣石炭紀沉積環(huán)境主要以淺海高能環(huán)境的臺灘和能量較低的臺坪交互發(fā)育為特征。分析表明, 早石炭世兩度海侵, 晚石炭世持續(xù)海進; 西南緣多發(fā)育有利于儲油的碳酸鹽臺灘相, 東北緣多發(fā)育有利于形成生儲蓋配套體系的海陸交互相。

邵文斌等(2006)報道了柴達木盆地北緣尕丘 1井所鉆遇的石炭系海陸交互相地層的烴源巖特征。該井石炭系烴源巖的碳質(zhì)泥巖有機碳含量平均為 1.85%, 灰?guī)r有機碳含量平均為 0.42%; 灰?guī)r母質(zhì)類型屬于Ⅱ型干酪根; 烴源巖成熟度中等。尕丘1井石炭系烴源巖與馬北2等井的原油生物標志物、柴達木盆地北緣不同油田(或油井)及烴源巖的伽馬蠟烷/c, 升藿烷值分布特征以及尕丘 1井周邊井天然氣中氬同位素分布特征均有一定的可比性和相關(guān)性, 說明該套烴源巖在柴達木盆地北緣可能曾經(jīng)發(fā)生過生烴、運移和聚集成藏的過程。

青海油田公司2004—2007年負責(zé)實施的“柴達木盆地油氣資源戰(zhàn)略調(diào)查及評價”項目和地質(zhì)力學(xué)研究所2006—2007年負責(zé)完成的“西部地區(qū)主要沉積盆地形成演化及油氣資源富集成藏規(guī)律綜合研究(柴達木部分)”地質(zhì)大調(diào)查項目, 對柴達木盆地石炭系石油地質(zhì)特征進行了比較系統(tǒng)的研究, 明確提出柴達木盆地東部地區(qū)石炭系具有較好的成藏條件,是重要的油氣勘探層系。但對其質(zhì)量、分布范圍、厚度以及含油氣前景研究還不多。

3 柴達木盆地石炭系油氣資源調(diào)查評價進展

2008年以來, 在中國地質(zhì)調(diào)查局啟動的“柴達木盆地油氣資源潛力評價”(2008—2010年)、“柴達木盆地古生代油氣資源調(diào)查評價”(2011—2013年)地質(zhì)大調(diào)查項目的支持下, 中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所聯(lián)合中國石油青海油田公司、中國石油大學(xué)(北京)和中國石化勝利油田西部新區(qū)研究中心,通過柴達木盆地以往重、磁、電、震資料的二次開發(fā)、遙感圖像解譯、野外地質(zhì)構(gòu)造和石油地質(zhì)調(diào)查,對柴達木盆地基底構(gòu)造格局, 石炭紀地層分布, 石炭系地層序列與巖相古地理特征, 石炭系烴源巖分布、發(fā)育特征、演化史與生烴潛力, 石炭系油氣資源的后期保存條件等進行了系統(tǒng)的調(diào)查評價, 取得了以下6個方面的新發(fā)現(xiàn)和新認識。

(1)通過柴達木盆地重磁電震資料重新處理與解釋, 首次明確了柴達木盆地石炭系分布范圍和殘留厚度, 發(fā)現(xiàn)盆地中新生界之下石炭系廣泛發(fā)育, 石炭系分布范圍達10萬km2, 提高了對柴達木盆地石炭系油氣資源潛力的認識。

在對盆地物性資料系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)上, 通過柴北緣德令哈地區(qū)二維地震剖面的重新處理、柴北緣地區(qū)CEMP電法剖面重新處理、盆地重磁資料處理、重力異常剝離和 MT大剖面重新處理, 編制了石炭系厚度圖、頂?shù)捉缑娴壬疃葓D, 首次明確了柴達木盆地石炭系分布范圍和殘留厚度(圖1), 發(fā)現(xiàn)盆地內(nèi)石炭系分布總體呈北西向展布, 除昆侖山前西段缺失外, 石炭系分布范圍達 10萬 km2。厚度大于1000 m的范圍達5.71萬km2。一里坪、昆侖山前帶東段、祁連山前和阿爾金山前厚度較大, 達2500 m。德令哈地區(qū)厚度為 600～2600 m。紅山-懷頭他拉地區(qū)石炭系厚度較大, 厚度變化在1600～3000 m 之間。紅山-懷頭他拉地區(qū)石炭系厚度分布有 3個帶厚度較大,一個在紅山向斜部位, 厚度等值線呈近東西走向, 厚度變化2000～3000 m; 一個在南部的歐龍布魯克山前,呈北西向展布, 厚度 1600～2200 m; 另一個在北部的宗務(wù)隆山前, 呈北西向展布, 厚度1600～2000 m。

(2)對柴達木盆地石炭紀地層進行了劃分對比,分析了盆地晚泥盆-石炭紀不同階段巖相古地理特征, 認為盆地石炭紀主要為海相、海陸交互相沉積, 提出了盆地在石炭紀時期不存在大的古陸的新認識。

系統(tǒng)收集了柴達木盆地及其周邊地區(qū)石炭系各巖組(含上泥盆統(tǒng))實測地層剖面, 根據(jù)收集到的資料和野外調(diào)查結(jié)果, 編制了柴達木盆地及其周邊地區(qū)腕足類、珊瑚、蜓類、頭足類、腹足類、苔蘚蟲、介形類、牙形類及植物、孢粉等十幾個門類化石屬種產(chǎn)地層位分布表, 厘定了相應(yīng)的生物化石組合。編制了生物地層劃分對比表, 根據(jù)已有構(gòu)造、地層、古生物資料, 重新厘定各巖組的時限、上下接觸關(guān)系、巖組之間層位對比關(guān)系, 進行了石炭系地層分區(qū)、劃分與對比。繪制 116份地層、巖相柱狀剖面圖, 劃分了柴達木盆地不同剖面泥盆紀-石炭紀沉積相特征, 分析了盆地不同地區(qū)的巖相變化, 認為盆地石炭系可對比性強, 受廣闊海域控制, 盆地內(nèi)石炭系分布穩(wěn)定, 厚度大, 主要為海相和海陸交互相沉積, 不存在大的古陸。

(3)通過野外調(diào)查、巖芯觀察和烴源巖地球化學(xué)分析, 證實柴達木盆地石炭系發(fā)育良好的烴源巖,具有很好的生烴能力。

圖1 柴達木盆地石炭系殘余厚度圖Fig.1 Isopach map of Carboniferous residual thickness in Qaidam Basin

圖2 柴達木盆地上石炭統(tǒng)泥巖有機質(zhì)豐度圖Fig.2 Abundance of organic matter of the Upper Carboniferous mudstone in Qaidam Basin

通過野外調(diào)查、巖芯觀察和烴源巖地球化學(xué)分析, 證實柴達木盆地石炭系發(fā)育良好的烴源巖, 石炭系烴源巖厚度較大, 分布范圍廣。石炭系烴源巖有兩種類型, 下石炭統(tǒng)廣闊臺地相的深灰色碳酸鹽巖和上石炭統(tǒng)濱海相、海陸交互相、沼澤相的黑色泥頁巖、碳質(zhì)頁巖和煤層。烴源巖的有機質(zhì)豐度顯示(圖 2), 上石炭統(tǒng)泥巖為好-很好烴源巖; 上石炭統(tǒng)碳質(zhì)泥巖、灰?guī)r, 下石炭統(tǒng)泥巖為中等-好烴源巖。烴源巖有機質(zhì)類型以Ⅱ2、Ⅲ型干酪根為主。Ro主要分布于1.0到1.5之間(圖 3), 多處于成熟到高成熟階段。

(4)在柴達木盆地石炭系發(fā)現(xiàn)多處厚層油砂, 油源對比研究顯示油砂來源于石炭系烴源巖, 顯示石炭系曾經(jīng)有過油氣運聚過程。

通過野外調(diào)查, 發(fā)現(xiàn)柴達木盆地石炭系普遍發(fā)育厚層油砂(圖4)。油砂的分布狀態(tài)有兩種。一類分布在基巖和基巖裂縫中, 另一類分布在基巖上覆的第四紀殘坡積中。前者比較普遍, 后者僅在綠梁山一個地點發(fā)育。

在柴達木盆地北緣, 基巖中的油砂發(fā)育在兩個層位。自下而上, 第一個層位發(fā)育在下石炭統(tǒng)懷頭他拉組生物灰?guī)r段地層中, 沿中厚層生物灰?guī)r層間和裂縫發(fā)育, 沿生物礁和化石帶尤為突出(圖5)。這一層油砂分布廣泛, 柴北緣懷頭他拉組地層出露區(qū)均可見到。第二層發(fā)育在上石炭統(tǒng)扎布薩尕秀組砂巖中, 呈團塊狀或沿裂隙產(chǎn)出, 僅在德令哈旺尕秀煤礦可以見到。下石炭統(tǒng)灰?guī)r中的油砂常呈帶狀產(chǎn)出, 油砂帶厚度從四十多米到五六米不等, 帶內(nèi)由多層油砂組成, 單層油砂厚度 30～40 cm, 最多達12層。單體珊瑚和珊瑚礁體發(fā)育帶、生物碎屑發(fā)育的灰?guī)r中, 油砂尤為發(fā)育。

圖3 柴達木盆地石炭系烴源巖有機質(zhì)成熟度(Ro)圖Fig.3 Matur ity (Ro) of organic matter of Carboniferous source rocks in Qaidam Basin

圖4 柴達木盆地石炭系油氣顯示分布圖Fig.4 The distribution of Carboniferous oil sands in Qaidam basin

圖5 旺尕秀剖面下石炭統(tǒng)懷頭他拉組灰?guī)r中的油砂顯示Fig.5 Oil sands in limestone of the Lower Carboniferous Huaitoutala Formation in Wanggaxiu section

圖6 綠梁山剖面坡積物中來自石炭系的油砂顯示Fig.6 Photog raphs of Carboniferous oil sands in slope wash of Lüliangshan

在柴達木盆地南緣, 下石炭統(tǒng)和上石炭統(tǒng)灰?guī)r中均見到油砂。在石拐子溝, 油砂發(fā)育在石拐子組上段中厚層暗灰色生物碎屑灰?guī)r之中, 含珊瑚化石,夾燧石條帶。在生物碎屑灰?guī)r層間見多層灰黑色油砂, 整個油砂帶厚25 m左右, 單層最大3.5 m, 沿化石層油砂很發(fā)育, 在化石層中發(fā)育大量單體珊瑚,橫斷面直徑4～5 cm, 長度可達10～12 cm, 在單體珊瑚越發(fā)育的層中, 油砂越發(fā)育。在?？囝^溝剖面,油砂發(fā)育在上石炭統(tǒng)締敖蘇組灰色厚層灰?guī)r裂隙中,油砂帶厚約 45 m, 帶內(nèi)灰?guī)r裂隙發(fā)育, 裂縫中見油跡。

第四紀殘坡積中的油砂, 僅發(fā)育在柴北緣綠梁山南側(cè), 油砂出露范圍長度超過100 m, 寬約50 m。經(jīng)探槽揭露, 在50 m 的探槽中, 發(fā)育5層油砂, 最厚一層油砂寬度達 9 m, 油砂已從基巖到達地表坡積物中(圖 6), 表明油氣運移目前仍在進行。此外,柴北、柴西等地12口井的原油分析也發(fā)現(xiàn)有來自石炭系的混源油氣。

經(jīng)熒光薄片鑒定, 所采集的油砂樣品中, 生屑和裂縫中都存在油質(zhì)瀝青的侵染, 說明所采樣品中存在烴類殘留痕跡, 確定樣品為油砂, 顯示發(fā)生過油氣的運移或油氣充注。

(5)劃分了柴達木盆地構(gòu)造演化階段、構(gòu)造層,明確了不同階段構(gòu)造變形特征, 認為石炭系構(gòu)造變形主要發(fā)生在新近紀末, 之前的構(gòu)造變形較弱, 有利于石炭系油氣保存。

野外調(diào)查顯示石炭系構(gòu)造變形與中新生界構(gòu)造變形基本相似, 均表現(xiàn)為北西西向的褶皺和逆沖斷裂。剖面上, 石炭系與中新生界的變形基本協(xié)調(diào)一致, 石炭系的褶皺為寬緩開闊褶皺, 與中新生界褶皺基本一致。野外露頭除在柴西南雙石峽一個地方見到石炭系發(fā)育兩期變形以外, 其它地方未見多期構(gòu)造疊加的跡象。在歐龍布魯克山東北側(cè), 石炭系與新生界地層一起形成一組 NW 向的背斜和向斜,石炭系構(gòu)成新生界NW向背斜的核部和向斜的兩翼地層(圖7)。石炭系灰?guī)r與中新統(tǒng)上干柴溝組棕紅色泥巖之間發(fā)育古風(fēng)化殼, 為平行不整合接觸。

通過野外調(diào)查, 明確了柴達木盆地變質(zhì)的石炭系為動力變質(zhì)。根據(jù)柴達木盆地區(qū)域性不整合界面將盆地構(gòu)造演化劃分為結(jié)晶基底、震旦-早古生代、晚古生代、侏羅-白堊紀、古近紀-新近紀和第四紀六個演化階段, 相應(yīng)地將盆地構(gòu)造劃分為前震旦紀結(jié)晶基底、震旦-下古生界、上古生界、侏羅-白堊系、古近系-新近系和第四系六個構(gòu)造層。通過重力資料的剝離處理, 結(jié)合航磁資料、地震剖面的重新解釋、野外構(gòu)造變形調(diào)查, 進一步明確了柴達木盆地基底構(gòu)造格局。

通過歐龍布魯克山、阿木尼克山等地構(gòu)造變形調(diào)查, 認為該區(qū)在石炭紀沉積之后至新近紀再次沉降接收沉積之前, 整體處于隆升和剝蝕狀態(tài), 構(gòu)造變形較弱。石炭系的主要構(gòu)造變形發(fā)生在新近紀末獅子溝組沉積之后, 是新構(gòu)造運動的產(chǎn)物, 有利于石炭系油氣保存。

(6)初步評價了盆地石炭系油氣資源量, 提出了3個有利勘探目標區(qū)。

根據(jù)烴源巖分析、油源對比結(jié)果及區(qū)域構(gòu)造格局等, 劃分了柴東北、柴東南、柴西南與柴西北四個石炭系含油氣區(qū)。以含油氣區(qū)為評價單元, 采用成因法與類比法對石炭系油氣資源前景進行了評價,估算柴達木盆地石炭系油氣地質(zhì)資源量為6.14×108～7.23×108t。根據(jù)勘探程度、目前勘探技術(shù)和勘探現(xiàn)狀, 結(jié)合石炭系埋深, 盆地石炭系勘探有利區(qū)帶主要分布在盆地東部地區(qū), 預(yù)測提出了歐龍布魯克凸起、阿木尼克南側(cè)山前構(gòu)造帶、綠梁山南側(cè)構(gòu)造帶等3個有利區(qū)帶。

圖7 柴北緣歐龍布魯克山石炭系褶皺Fig.7 Folded Carboniferous in Olongbuluke Mountain, northern margin of Qaidam basin

4 結(jié)論

通過近年來對柴達木盆地石炭系油氣資源的調(diào)查研究, 證實柴達木盆地內(nèi)石炭系地層分布廣泛,厚度很大。盆地石炭系發(fā)育良好的烴源巖, 石炭系地層普遍發(fā)育厚層油砂, 顯示石炭系具有很好生烴能力和油氣運移過程。石炭系構(gòu)造變形主要發(fā)生在新近紀末, 之前的構(gòu)造變形較弱, 有利于石炭系油氣保存。初步評價柴達木盆地石炭系油氣資源量為6.14×108～7.23×108t, 證實柴達木盆地石炭系油氣資源潛力很大, 是油氣資源戰(zhàn)略突破的新領(lǐng)域。

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徐紹史部長一行視察深部探測專項(SinoProbe)

2012年2月16日上午, 國土資源部部長、國家土地總督察徐紹史, 副部長、中國地質(zhì)調(diào)查局局長汪民,副部長張少農(nóng), 部總工程師鐘自然一行視察中國地質(zhì)科學(xué)院, 專門考察了深部探測技術(shù)與實驗研究專項(SinoProbe)。專項負責(zé)人董樹文在展板前匯報了專項“兩網(wǎng)、兩區(qū)、四帶、多點”的整體部署, 簡要報告了在專項四年來在探測技術(shù)能力、探測效果和重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)等方面的進展。徐部長一行在自主研發(fā)的深部探測關(guān)鍵儀器裝備展示前留步、詢問。當聽說新研發(fā)的大功率電磁儀技術(shù)參數(shù)達到加拿大鳳凰公司V8水平時,他非常興奮。萬米大陸科學(xué)鉆機高大的模型深深地吸引了各位領(lǐng)導(dǎo), 他們詢問了鉆機的基本性能、關(guān)鍵創(chuàng)新裝置、何時實地鉆探實驗等許多專業(yè)問題。視察結(jié)束時徐部長對董樹文研究員說要認真準備, 近期就專項情況再給部領(lǐng)導(dǎo)專門匯報一次。

專項實施以來, 贠國土資源部徐紹史部長、小蘇副部長、汪民副部長、張少農(nóng)副部長先后視察深部探測專項, 檢查指導(dǎo)工作, 體現(xiàn)了國土資源部對深部探測專項的高度重視。這次徐紹史部長在專項取得全面豐收、進入收官之際視察深部探測專項, 是對專項順利實施并取得重大進展的充分肯定和巨大支持, 也是對專項引領(lǐng)深部資源勘查寄予厚望, 更是對專項支撐國家找礦突破戰(zhàn)略行動計劃的實地動員。專項專家委員會主任李廷棟院士說, 國家的急需就是地學(xué)科技工作者的責(zé)任, 深部探測專項要發(fā)揮技術(shù)先導(dǎo)作用, 在支撐找礦突破戰(zhàn)略行動上有所作為。

本刊編輯部 采編

The Progress of Carboniferous Oil and Gas
Investigation and Assessment in Qaidam Basin

MA Yin-sheng1,2), YIN Cheng-ming1,2), LIU Cheng-lin3), DU Jian-jun1,2), CHENG Hai-yan1,2), FAN Tao-yuan1,2)
1) Key Laboratory of Neotectonic Movement & Geohazard, Ministry of Land and Resources, Beijijng 100081;
2) Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100081;
3) China University of Petroleum, Beijing 102249

The Qaidam Basin is one of China’s large petroliferous basins, and oil and gas have been found mainly in Mesozoic an d Cenozoic st rata.Through th e investigation of Carb oniferous oil and ga s resources of Qaidam Basin in recent years, the authors have confirmed that the Carboniferous strata are widely distributed and in large thickness in th e Qaidam Basin.The Carboni ferous di stribution is 1 0 k m2.The area greater than 1000 mi n thickness is 5.71 km2.Carboniferous strata having well-developed source rocks are widely developed in the thick layer of oil sands, suggesting that Carboniferous strata have a good capabilit y for hydrocarbon generation and oil and gas migration process.Carboniferous tectonic deformation occurred mainly in late Neogene, and prior to this period, tectoni c defor mation was wea k, which wa s fa vorable for Car boniferous hydrocarbon preservation.Preliminary evaluation of the Carboni ferous oil and gas resources in Qaidam Basin amounts to 6.14×108- 7.23×108t, imply ing that Qaida m Basin has lar ge Carboniferous oil and gas r esource potential and serves as a new area for strategic breakthrough in oil and gas resources exploration.

Qaidam Basin; Carboniferous; oil and gas; source rock; oil sands

P618.13; P534.45; TE16

A

10.3975/cagsb.2012.02.02

本文由“柴達木盆地油氣資源潛力評價”地質(zhì)大調(diào)查項目(編號: 1212010818054)資助。獲中國地質(zhì)科學(xué)院2011年度十大科技進展第九名。

2012-03-12; 改回日期: 2012-03-17。責(zé)任編輯: 魏樂軍。

馬寅生, 男, 1962年生。研究員。主要從事構(gòu)造地質(zhì)、油氣地質(zhì)等方向的研究。通訊地址: 100081, 北京市海淀區(qū)民族大學(xué)南路11號。電話: 010-68422356。E-mail: mayinsheng@sohu.com。