吳根耀，朱德豐，梁江平，楊建國，趙 巖

(1.中國科學(xué)院 地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；2.大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

塔里木盆地異常高壓氣藏的主要地質(zhì)特征和成藏模式

吳根耀1，朱德豐2，梁江平2，楊建國2，趙 巖1

(1.中國科學(xué)院 地質(zhì)與地球物理研究所，北京 100029；2.大慶油田有限責(zé)任公司 勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712)

在全面論述塔里木盆地異常高壓氣藏分布的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)剖析了南天山和西昆侖山的山前坳陷的區(qū)域演化、異常高壓成因、儲氣構(gòu)造形成和成藏期，進(jìn)而提出其成藏模式，探討異常高壓氣藏形成的關(guān)鍵和勘探靶區(qū)。庫車坳陷除依南2氣藏為自源型外，其它5個氣藏均屬晚期充注型；主成藏期是中新世晚期—上新世早期，背斜發(fā)育受一組后展式擴(kuò)展的逆沖斷層控制，更新世以來天然氣向原儲氣構(gòu)造內(nèi)充注，異常高壓是自源型高壓和傳導(dǎo)型高壓的疊加。葉城凹陷柯克亞背斜深部的古近系在中新世成藏，上新世-早更新世隨地層褶皺發(fā)生調(diào)整，屬晚期調(diào)整的氣藏；淺部的中新統(tǒng)氣藏則是晚期充注型，除氣源巖供氣外還有深部的古近系氣藏為之供氣，應(yīng)屬晚期次生成藏。

異常高壓氣藏；異常高壓成因；異常高壓分布；成藏機(jī)制；成藏期；山前坳陷；塔里木盆地

1 塔里木盆地異常高壓封存箱概述

本文采用的異常高壓的標(biāo)準(zhǔn)是：壓力系數(shù)0.9～1.2為常壓地層(油氣藏)，壓力系數(shù)大于1.2為異常高壓地層(油氣藏)，壓力系數(shù)大于1.8時也稱超高壓地層(油氣藏)[1]。

塔里木盆地的異常高壓氣藏不但數(shù)量多，分布廣，而且儲量巨大，主要見于北緣的庫車坳陷(南天山新生代崛起時的山前坳陷)及南緣的葉城凹陷(西昆侖山新生代崛起時的山前坳陷)，是本文的討論重點(diǎn)。與葉城凹陷同屬西南坳陷的喀什凹陷則是受南(西昆侖山)、北(南天山)兩側(cè)的新生代前陸褶皺沖斷帶共同控制發(fā)育的前陸盆地，也有異常高壓發(fā)育?？死▋?nèi)部已發(fā)現(xiàn)吉拉克凝析氣藏為異常高壓(壓力系數(shù)1.37)；塔中6凝析氣藏的壓力系數(shù)為1.2。

吉拉克凝析氣田位于塔北隆起的輪南低凸起南部，緊鄰解放渠東油氣田。后者在三疊系中已發(fā)現(xiàn)4個油藏：TⅠ1油藏、TⅠ2油藏、TⅡ主力油藏和TⅢ底水塊狀油藏，但在吉拉克背斜上只發(fā)育TⅡ油組一個底水不規(guī)則油環(huán)凝析氣藏[2]。下伏石炭系Ⅲ油組(東河砂巖)中見一個受巖性—構(gòu)造控制的邊水異常高壓凝析氣藏即吉拉克氣藏，其蓋層(石炭系下泥巖段的泥巖)和下伏層(志留系泥巖—泥質(zhì)粉砂巖)的封堵性都較好。成藏期是庫車組(N2k)沉積的中—晚期，此時烴源巖(奧陶系)埋深約5 000～6 000 m，處于異常高壓狀態(tài)[2]。即：由于石炭系下泥巖段封堵層的分隔，東河砂巖及下伏地層與三疊系分屬不同的壓力系統(tǒng)，后者為常壓。因油氣向上運(yùn)移造成泄壓，現(xiàn)塔里木所有鉆井都未在奧陶系中發(fā)現(xiàn)異常高壓，輪南地區(qū)200余口鉆井的奧陶系的壓力系數(shù)平均值為1.108，有4口井的壓力系數(shù)小于1.0[3]。

塔中6凝析氣田位于塔中低隆中央斷壘帶東端的塔中6構(gòu)造上，為構(gòu)造—地層復(fù)合圈閉。目的層為石炭系東河砂巖，超覆在奧陶系碳酸鹽巖潛山之上，異常高壓的成因應(yīng)與吉拉克氣藏相似(以石炭系下泥巖段中的泥巖為封堵層)，因泄壓，現(xiàn)已為常壓氣藏。

根據(jù)上述，可在塔里木盆地內(nèi)識別出4個異常高壓封存箱[4](圖1)。從形成時間上可分成2類。

圖1 塔里木盆地的4個異常高壓封存箱Ⅰ.庫車坳陷封存箱；Ⅱ.塔北隆起封存箱； Ⅲ.塔中低隆封存箱；Ⅳ.塔西南坳陷封存箱Fig.1 Four abnormally high-pressured compartments in Tarim Basin

庫車坳陷和塔西南坳陷現(xiàn)今仍處于擠壓應(yīng)力場中且油氣充注仍在進(jìn)行(詳見下述)，屬正在形成發(fā)育的異常高壓；塔北隆起和塔中低隆則是地史期間發(fā)育的異常高壓。

2 庫車坳陷

2.1區(qū)域演化概述

庫車坳陷位于塔里木盆地北緣、南天山山前地區(qū)，屬南天山新生代陸內(nèi)造山帶(前陸褶皺沖斷帶)的東段，與南天山造山帶的演化密切相關(guān)。南天山洋的洋殼在新元古代已經(jīng)出現(xiàn)，經(jīng)多期消減后在二疊紀(jì)末—三疊紀(jì)初閉合[5]，塔里木板塊與伊犁地塊(因中天山島弧的鑲邊其面積已明顯擴(kuò)大)碰撞。庫車地區(qū)三疊紀(jì)成為磨拉石盆地；塔北隆起區(qū)構(gòu)成庫車前陸盆地的前隆，并隨盆地的擴(kuò)展而向南退縮(故北部有三疊系沉積)。侏羅紀(jì)時，中國西北和中亞地區(qū)為同一個陸相大盆地[6]。庫車地區(qū)侏羅系發(fā)育完好，塔北隆起除輪臺等少數(shù)地區(qū)外也有侏羅系沉積。早白堊世庫車地區(qū)與塔北隆起、北部坳陷及塔中低隆同屬一個沉積盆地[5]；晚白堊世隆起，大盆地解體。古近紀(jì)庫車地區(qū)重又接受沉積，稱庫姆格列木群(E1-2km)。

現(xiàn)今庫車坳陷與南天山的盆—山構(gòu)造格局是古近紀(jì)晚期即蘇維依組(E2-3s)沉積時開始出現(xiàn)的。兩次強(qiáng)烈的沖斷分別發(fā)生在中新世和早更新世，前陸磨拉石盆地迅速向南擴(kuò)大；庫車組(N2k)沉積期是構(gòu)造相對平靜的坳陷發(fā)育期[7-8]。野外常見早更新世西域組遭受改造(構(gòu)成向斜核部，因沖斷而重復(fù)出露等)，反映擠壓活動持續(xù)到中—晚更新世乃至全新世[8]?，F(xiàn)存的構(gòu)造面貌是：庫車坳陷西以近北西向的喀拉玉爾袞斷裂(右行走滑變換帶)為界，東延止于庫爾勒鼻狀凸起，呈向東收斂的三角形。據(jù)變形特征自北向南可分為：基底沖斷帶(北部單斜帶)、箱狀背斜褶皺沖斷帶、梳狀背斜褶皺沖斷帶(石油地質(zhì)稱克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶和秋里塔格構(gòu)造帶)和撓曲褶皺帶[7](構(gòu)造單元和油氣藏分布可參閱文獻(xiàn)[9]的圖2)。

2.2異常高壓分布和層位

周興熙最早對庫車坳陷的異常高壓分布作了系統(tǒng)研究，平面上據(jù)地層壓力分為3個帶(北部的Ⅲ帶為異常高壓帶)，并總結(jié)了克拉蘇、牙哈和大宛齊3種成藏模式[10]。

庫車及南鄰地區(qū)平面上可分為3個成藏系統(tǒng)：北部(基底沖斷帶)和南部為常壓成藏系統(tǒng)，而中部的沖斷帶為常壓—異常高壓成藏系統(tǒng)。已發(fā)現(xiàn)的6個異常高壓氣藏(克拉2、克拉3、大北1、迪那2、依南2和吐孜1，位置見文獻(xiàn)[9]的圖2，相關(guān)的地震剖面見文獻(xiàn)[11]的圖3)，除迪那2外均位于克拉蘇—依奇克里克構(gòu)造帶內(nèi)。迪那2氣藏的構(gòu)造位置是依奇克里克構(gòu)造帶與東秋里塔格構(gòu)造帶之間的向斜，常稱迪那構(gòu)造帶，實(shí)際上是隱伏的東秋(里塔格)背斜的北翼[8]。即：異常高壓見于克(拉蘇)—依(奇克里克)構(gòu)造帶和秋里塔格構(gòu)造帶，異常高壓發(fā)育區(qū)的南界與沖斷帶的南界基本一致(最西部在沖斷帶的南界以南[9])。

庫車坳陷中部沖斷帶常壓—異常高壓成藏系統(tǒng)，淺部是常壓，深部是異常高壓；異常高壓地層位于膏鹽層之下(膏鹽層是異常高壓得以封存的封堵層)。庫車坳陷的膏鹽層主要見于2個層位：古近系庫姆格列木群(E1-2km)的下部和中新統(tǒng)吉迪克組中—上部。庫姆格列木群膏鹽層主要分布在坳陷西部，尤在拜城以西發(fā)育較好；最厚的地區(qū)，一是大宛齊以西的大宛齊鹽構(gòu)造，呈一東西向展布的短軸背斜，膏鹽層最大厚度可逾4 000 m；二是西秋里塔格構(gòu)造帶，膏鹽層最大厚度可逾1 500 m，呈北東東走向的線形背斜。吉迪克組的膏鹽層主要分布在庫車坳陷東部，其最厚處(大于1 500 m)在庫車以北，向北東東可延至依奇克里克[7,12]。

對庫車坳陷的鹽下地層，據(jù)地層壓力和運(yùn)移方式可區(qū)分出3種情況。

(1)三疊—侏羅系烴源巖厚度大，有機(jī)質(zhì)豐度高，熱演化程度也較高，在三疊—侏羅系的合適圈閉內(nèi)主要形成氣藏(也有少量油藏)，在其上有膏鹽層作為封堵層的情況下即成為異常高壓氣藏，如坳陷東部的依南2氣藏。其最大特點(diǎn)是自源的，即：烴源巖與儲集層都是三疊—侏羅系且都是異常高壓地層。

(2)源自三疊—侏羅系烴源巖的油氣經(jīng)鹽下斷裂運(yùn)移到上覆儲層內(nèi)的合適圈閉中成藏，故它是近源的，在其上有膏鹽層封堵時即成為異常高壓氣藏。在庫車坳陷西部，封堵層是庫姆格列木群膏鹽巖段，儲層是白堊系、庫姆格列木群底砂巖段及膏鹽層內(nèi)的砂巖或白云巖夾層，已發(fā)現(xiàn)3個異常高壓氣藏：克拉2(儲層為白堊—古近系)、克拉3(儲層為古近系)和大北1(儲層為白堊系)。庫車坳陷東部，封堵層是中新統(tǒng)吉迪克組膏泥巖，儲層主要是古近系(蘇維依組和庫姆格列木群)，還有膏泥巖層之下的吉迪克組，已發(fā)現(xiàn)2個異常高壓氣藏：迪那2和吐孜1。迪那2氣藏分2個井區(qū)：迪那2井區(qū)的氣層主要分布在蘇維依組第一、二、三巖性段及庫姆格列木群第二巖性段，迪那1井區(qū)氣層僅見于蘇維依組第一巖性段。

(3)在膏鹽層不發(fā)育或發(fā)育甚差不能起封堵層作用的情況下，三疊—侏羅系烴源巖中的油氣可在合適的圈閉中形成常壓的油氣藏，如庫車坳陷東部侏羅系中的依奇克里克油田。它與依南2氣藏的共同點(diǎn)在于都是自源的，不同的是異常高壓未能封存至今(因沒有封堵層而釋放了)。庫車坳陷西部的大宛齊油田也是一個常壓油田，但屬鹽上的(淺部)成藏系統(tǒng)，由新近系中的砂巖層和泥巖層構(gòu)成儲層和蓋層(烴源巖仍為三疊—侏羅系，屬近源的油藏)。

2.3異常高壓成因探討

2.3.1 構(gòu)造擠壓

這是為眾多塔里木研究者普遍接受的異常高壓成因之一。如認(rèn)為構(gòu)造擠壓對異常高壓的貢獻(xiàn)達(dá)63%～73%[13]，克拉2氣藏的異常高壓地層中約50 MPa的壓力由構(gòu)造應(yīng)力引起[14]；晚喜馬拉雅期強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓是異常高壓形成的主要原因[15]；等等。

庫車坳陷深部的異常高壓具以下2個特點(diǎn)。一是只要有區(qū)域性的膏鹽層(封堵層)發(fā)育，其下就有異常高壓發(fā)育。如：克拉1井的白堊—古近系中并無氣藏發(fā)現(xiàn)，壓力系數(shù)為1.70，壓力梯度達(dá)18.7 kPa/m；依南2井三疊系和石炭系中也無氣藏發(fā)現(xiàn)，壓力系數(shù)為1.78；吐格爾明地區(qū)吐深1井的上三疊統(tǒng)和文3井的下侏羅統(tǒng)，壓力系數(shù)分別為1.25和1.30。二是隨構(gòu)造擠壓應(yīng)力向南逐漸減弱，異常高壓的發(fā)育有北強(qiáng)南弱之勢。在靠近南天山的克(拉蘇)—依(奇克里克)構(gòu)造帶異常壓力值最高，壓力系數(shù)大于2.0，向南至撓曲褶皺帶中—東部和塔北隆起為正常壓力值。相應(yīng)地，異常高壓出現(xiàn)的深度自北向南變大：在克—依構(gòu)造帶，3 000 m深即見異常高壓；其南的羊塔克構(gòu)造帶和喀拉玉爾袞構(gòu)造帶因疊加有喀拉玉爾袞斷裂斜沖走滑的擠壓作用，也有異常高壓發(fā)育，深度大于4 500 m，壓力系數(shù)1.5左右[2]。

強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓應(yīng)力使巖石破碎，裂縫特別發(fā)育，從而改善了巖石的儲集性能。如克—依構(gòu)造帶尤其是其東部的依南—迪那地區(qū)，巖性和薄片觀察都表明該地的阿合組(J1a)和陽霞組(J1y)幾乎無原生孔隙保留，但裂縫十分發(fā)育，故仍能成為有效儲層。此外，擠壓應(yīng)力使鹽下地層內(nèi)發(fā)育大量的逆沖斷層，因其向上不切穿膏鹽層而成為有效的油氣運(yùn)移通道，為異常高壓產(chǎn)生的另一個原因即天然氣充注提供了條件。

2.3.2 天然氣充注

庫車坳陷鹽下地層中的醒目現(xiàn)象是：常壓地層內(nèi)只發(fā)育油藏(如依奇克里克油田)，異常高壓地層內(nèi)則為氣藏。氣藏的明顯特點(diǎn)是：有天然氣儲集的儲層其異常高壓值大于沒有天然氣聚集的相應(yīng)地層，大氣田的異常壓力值比中小型氣田的異常壓力值高?？死?和迪那2是最大的2個氣田，壓力系數(shù)最高(1.95～2.20)，已屬超高壓氣藏；依南2氣藏的壓力系數(shù)也高達(dá)1.84～1.85。這除了與氣藏的圈閉條件良好、壓力泄漏較小有關(guān)外，還與天然氣的充注有關(guān)。在同一個異常高壓氣藏中，氣層的壓力系數(shù)高于非氣層(如克拉2氣藏和依南2氣藏)，氣藏頂部的壓力值高于下部的壓力值(即氣藏中壓力系數(shù)自下而上逐漸增大，氣藏頂部壓力系數(shù)最高，如克拉2氣藏，圖2)。這為異常高壓的天然氣充注成因提供了直接證據(jù)。

庫車坳陷異常高壓形成的原因，除構(gòu)造擠壓外還有天然氣充注，即：儲層(白堊系和鹽下新生界)中的異常高壓是自源型高壓和傳導(dǎo)型高壓(盡管是近源的)兩者的疊合。在構(gòu)造擠壓越強(qiáng)烈的地區(qū)，斷裂和裂縫越發(fā)育，充氣強(qiáng)度越大，異常高壓值相應(yīng)地也越高。這一論斷還可得到以下2個證據(jù)的進(jìn)一步證實(shí)。一是這些異常高壓氣藏其實(shí)并不是絕對封閉的(如克拉2氣田北緣發(fā)育切穿膏鹽層的斷層，天然氣沿斷層泄漏至淺部地層內(nèi)[10])，只是因?yàn)槌渥⒌奶烊粴饬看笥诨虻扔谛孤┥⑹У奶烊粴饬浚@些氣藏才具開發(fā)價值且仍能保持異常高壓的狀態(tài)。二是最近在秋里塔格構(gòu)造帶發(fā)現(xiàn)的卻勒1常壓油藏，位于上述的庫車中部的沖斷帶常壓—異常高壓成藏系統(tǒng)中，且位于庫姆格列木群膏鹽層之下，應(yīng)該發(fā)育異常高壓，但其壓力系數(shù)僅1.14。究其原因，首先是該區(qū)遠(yuǎn)離南天山，擠壓應(yīng)力相對較弱，鹽下層中斷層發(fā)育較差，由之引起的第二個原因是沒有大量天然氣的充注，故未能形成異常高壓的氣藏。

圖2 庫車坳陷克拉2氣田壓力系數(shù)與深度關(guān)系[16]Fig.2 Pressure coefficient vs. burial depth in Kela2 gas field, Kuqa Depression

2.3.3 沉積物的欠壓實(shí)

對這一成因尚有不同認(rèn)識。部分人[13,17-19]認(rèn)為庫車坳陷異常高壓的產(chǎn)生與沉積物的欠壓實(shí)并無明顯聯(lián)系。(1)克拉2氣田白堊—古近系儲層的成巖演化目前已達(dá)晚成巖階段A期，說明異常高壓即使是由沉積物的早期欠壓實(shí)形成的，這樣的異常高壓也早已消失，現(xiàn)今并不存在欠壓實(shí)。(2)異常高壓地層的儲層物性普遍較差，表征儲層既經(jīng)歷了較充分的壓實(shí)作用，又在成巖階段內(nèi)部流體的流動比較活躍，流體可以自由進(jìn)出，說明不存在異常高壓。(3)砂體的宏觀展布上具有砂巖層厚度大、分布廣和延伸遠(yuǎn)的特點(diǎn)，自身的連通性甚好，很難被封隔起來產(chǎn)生欠壓實(shí)作用。(4)欠壓實(shí)產(chǎn)生異常高壓多見于快速沉降、快速堆積的環(huán)境，沉積速率在50 m/Ma以上?？恕罉?gòu)造帶的異常高壓地層在三疊紀(jì)、侏羅紀(jì)、白堊紀(jì)和古近紀(jì)的沉積速率僅10～40 m/Ma。(5)晚喜馬拉雅期強(qiáng)烈的構(gòu)造運(yùn)動必將對早期形成的沉積成巖型異常高壓產(chǎn)生強(qiáng)烈的改造和破壞作用。如果早期因欠壓實(shí)形成的異常高壓能被保存下來且在后期的構(gòu)造擠壓作用中得以增強(qiáng)，則原來的壓力系統(tǒng)越高越不利于油氣的注入和成藏。但事實(shí)恰恰相反，壓力系數(shù)最高的克拉2氣田是該區(qū)迄今發(fā)現(xiàn)的儲量最大的氣田。

王震亮等[20]則提出了截然不同的見解，認(rèn)為克拉2氣田的深部地層存在欠壓實(shí)造成的異常高壓。(1)深埋的巴什基奇克組(K1bs)砂巖中存在大量的剩余原生粒間孔，證實(shí)有欠壓實(shí)作用存在。(2)克拉201井全井段的深側(cè)向電阻率和聲波時差曲線均證實(shí)2 200 m深度以下的泥巖處于欠壓實(shí)狀態(tài)，其中以庫姆格列木群欠壓實(shí)的幅度最大，蘇維依組和巴什基奇克組欠壓實(shí)的幅度次之(文獻(xiàn)[20]的圖5)。欠壓實(shí)帶與異常高壓發(fā)育的層位相對應(yīng)，說明欠壓實(shí)作用在異常高壓的形成中起著重要作用。(3)通過對氣田內(nèi)泥巖過剩壓力的計(jì)算并與相鄰砂巖進(jìn)行對比(文獻(xiàn)[20]的圖6)，發(fā)現(xiàn)克拉2井由欠壓實(shí)作用引起的泥巖過剩壓力一般為5～8 MPa，占相鄰砂巖過剩壓力的15%～26%；克拉201井由欠壓實(shí)作用引起的泥巖過剩壓力既有12～19 MPa的較高異常高壓，也有4～10 MPa的較低異常高壓，它們分別占相鄰砂巖過剩壓力的40%～55%和15%～30%[20]。張立寬等[21]通過流體包裹體測試求取其形成時的古壓力，表明白堊—古近系儲層沉積型的異常高壓發(fā)育在庫車組沉積期達(dá)到高峰，之后因隆起剝蝕發(fā)生泄壓，更新世起因構(gòu)造擠壓型異常高壓的發(fā)育而儲層的壓力值再次升高(文獻(xiàn)[20]的圖4)。

本文認(rèn)為康村組(N1-2k)沉積期儲層已被深埋，因擠壓和欠壓實(shí)作用而出現(xiàn)異常高壓，庫車組沉積期末(最大埋深期)異常高壓出現(xiàn)峰值，形成封閉體系，天然氣的快速充注有利于原生孔隙保存。早更新世因沖斷擠壓，原盆地北部地區(qū)隆起剝蝕(剝蝕量可逾2 000 m[21])，異常高壓部分地得到釋放；之后的擠壓作用和天然氣充注使曾經(jīng)泄壓的儲層壓力再次升高。

2.3.4 關(guān)于構(gòu)造抬升

南天山山前地區(qū)沖斷層和背斜均十分發(fā)育，尤其是早更新世以來的沖斷和褶皺，使庫車坳陷內(nèi)的地層在遭受改造的同時也發(fā)生了抬升，因而曾認(rèn)為構(gòu)造抬升是庫車坳陷異常高壓發(fā)育的一個原因[17,22]。有人則認(rèn)為構(gòu)造抬升傾向于產(chǎn)生異常低壓而不是出現(xiàn)異常高壓[23-24]。

庫車地區(qū)更新世的構(gòu)造擠壓、沖斷褶皺與天然氣充注同步發(fā)生，這一動態(tài)演化過程延續(xù)至全新世，現(xiàn)測到的異常高壓不是被封存下來的古壓力。趙靖舟等[16]的包裹體測溫資料表明：克—依構(gòu)造帶的白堊系和侏羅系儲氣層都經(jīng)歷過較高的古地溫階段，因庫車組沉積后的構(gòu)造抬升發(fā)生了較大幅度的降溫，其中，克拉2氣層的降溫幅度約為70 ℃，依南2氣層降溫約30 ℃。大幅度的降溫使孔隙中流體的體積縮小，孔隙體積相應(yīng)增大；抬升導(dǎo)致的剝蝕使負(fù)載降低，孔隙體積發(fā)生反彈，故構(gòu)造抬升和降溫必然伴隨降壓，不是壓力升高。

2.4成藏模式與成藏期

位于克(拉蘇)—依(奇克里克)構(gòu)造帶內(nèi)的5個異常高壓氣藏，除依南2為自源型氣藏(源巖層和儲集層都為三疊—侏羅系)外，其它4個氣藏有相似的成藏特點(diǎn)，前人研究常以克拉2氣藏為例加以剖析[25]。本文從動態(tài)演化的角度出發(fā)，重點(diǎn)討論運(yùn)移通道和儲氣構(gòu)造的形成、2期變形的主要特征和后期變形對前期變形的可能改造，進(jìn)而總結(jié)克拉2氣藏的成藏模式。

蘇維依組已屬磨拉石建造，但分布較為局限。吉迪克組(N1j)沉積時沖斷活動第一次達(dá)到高潮，磨拉石盆地迅速向南擴(kuò)展到秋里塔格地區(qū)，但因早更新世秋里塔格山脈的形成，原磨拉石盆地(常稱拜城凹陷)的面積已大大縮小(圖3a)?？荡褰M沉積仍為磨拉石建造，需強(qiáng)調(diào)以下3點(diǎn)認(rèn)識：(1)康村組沉積期沉積物已得到深埋，兼之處于擠壓的構(gòu)造應(yīng)力場中，深部地層有異常高壓發(fā)育。(2)可能在吉迪克組沉積期末盆地的沉積地層已發(fā)生向南的沖斷?？荡褰M沉積時，因南天山?jīng)_起的強(qiáng)度和速度明顯減小，其產(chǎn)生的向南的推擠應(yīng)力已明顯變?nèi)?；相?yīng)地，塔北隆起作為一個前隆對沖斷的阻擋作用增強(qiáng)，因而康村組沉積期盆內(nèi)沉積物發(fā)生的沖斷，很可能是向北擴(kuò)展的，新的逆沖斷層(F2)位于老的逆沖斷層(F1)以北，構(gòu)成后展式(或稱上疊式)擴(kuò)展的逆沖斷裂系[8]。(3)沖斷層的發(fā)育使原水平的盆內(nèi)沉積發(fā)生向南的傾斜，且這些沖斷層向上延伸都未能切穿古近系庫姆格列木群膏鹽層(圖3b,c)。

后展式逆沖斷層的進(jìn)一步發(fā)育，一是在其上盤出現(xiàn)次級的背沖斷裂，二是斷裂切穿庫姆格列木群而通達(dá)當(dāng)時的地表，成為康村組沉積的生長斷層(在康村組沉積晚期停止活動，故未切穿康村組)。穿層斷裂和背沖斷裂控制了在穿層斷裂的下盤出現(xiàn)一個背斜(圈閉油氣的空間)，夾持在逆沖斷層之間的地層也可能因牽引作用而發(fā)育背斜(圖3d)。

圖3所示的庫車沖斷帶早期擠壓變形的模式具普遍性，只是組成后展式逆沖斷裂系的斷層發(fā)育的條數(shù)隨地而異，也可能未見背沖斷裂出現(xiàn)。該組逆沖斷層控制的背斜或斷背斜成為油氣的儲集空間；斷裂則溝通了烴源巖與儲集層，來自三疊—侏羅系的天然氣可通過斷裂運(yùn)移到儲層的背斜構(gòu)造中圈閉成藏，因而中新世晚期—上新世早期(康村組沉積期)是庫車坳陷的主要成藏期。庫車組沉積期是構(gòu)造的平靜期，盡管沒有新的沖斷層形成，原康村組沉積期形成的沖斷層也不活動，但只要這些斷層不封閉，天然氣的運(yùn)移和成藏過程仍可進(jìn)行。

早更新世開始的強(qiáng)烈沖斷活動(以西域組礫巖為磨拉石)使前陸褶皺沖斷帶再次向南擴(kuò)展，它對已形成的氣藏造成2方面的效果。一方面，隆升剝蝕和降溫導(dǎo)致地層的壓力值降低，原儲油(氣)構(gòu)造可能遭到該期沖斷破壞。西段的克拉蘇構(gòu)造帶由于膏鹽層厚度大，鹽上地層內(nèi)更新世的沖斷層盡管已切入膏鹽層，但并未與鹽下斷裂溝通，膏鹽層仍是有效的油氣蓋層和異常高壓封堵層。東段的依奇克里克構(gòu)造帶膏鹽層厚度小且層位高，鹽上地層與鹽下地層中的斷層有可能溝通(或鹽下地層中的斷層可通達(dá)地表，參閱楊海軍等[11]的圖3)，使異常高壓發(fā)生釋放(泄壓)。換言之，早期變形形成的氣藏免遭晚期變形破壞而得以保存的情況，東段遜于西段。另一方面，強(qiáng)烈的擠壓作用可能使原已形成的背斜進(jìn)一步發(fā)育，褶皺的幅度增高，從而使儲集空間變大；該期沖斷活動還使康村組沉積期形成的斷層重新活動，一度封閉過的沖斷層可能重又開放，成為天然氣向上運(yùn)移的通道，這將使原異常高壓氣藏的壓力值進(jìn)一步升高。克拉2氣藏中第二方面的作用顯然強(qiáng)于第一方面的作用；早更新世開始的構(gòu)造擠壓和天然氣充注造成異常高壓的作用持續(xù)至今，使之成為超高壓氣藏。

圖3 庫車坳陷康村組沉積期斷裂發(fā)育與克拉2氣藏成藏模式 圖中的K1僅指下白堊統(tǒng)亞格列木組和舒善河組，E僅指庫姆格列木群膏鹽巖之上的砂泥巖，其它地層代號見正文Fig.3 Late Miocene-Early Pliocene fault development and accumulation model for Kela 2 gas reservoir in Kuqa Depression

迪那2氣藏盡管構(gòu)造位置和儲集層位不同于克拉2氣藏，但地震剖面[11]揭示：控制儲氣構(gòu)造(背斜)發(fā)育的沖斷層向上延伸時，或收斂于吉迪克組中的膏鹽層，或切入康村組但未能切穿康村組，說明它們形成于康村組沉積期，且其構(gòu)造樣式與區(qū)域上該期變形(圖3)的面貌十分一致，說明克拉2氣藏的成藏模式適用于迪那2氣藏。略有不同的是：控制迪那2氣藏的南、北兩側(cè)的逆斷層(南稱東秋里塔格斷裂，北稱迪北斷裂，兩者均向北傾，伴有向南陡傾的背沖斷層)的傾角較小(圖4)，主控斷層(東秋里塔格斷裂)向上延伸成為一條近水平的、大致沿T5界面(康村組底面)發(fā)育的層間滑動斷層(圖4中的F2)。由于F2的作用，淺部地層(康村組及上覆庫車組)已發(fā)生了向南的推移，故該氣藏位于的迪那構(gòu)造帶實(shí)為隱伏的東秋(里塔格)背斜的北翼[8]。

圖4 迪那2氣田過迪那22井的南北向地震疊加偏移剖面 608線，轉(zhuǎn)引自吳根耀等[8]。 T6.吉迪克組(N1j)底面；T8.庫姆格列木群(E1-2km)底面Fig.4 No.608 seismic profile crossing well Dina22, Dina2 gas feld

3 葉城凹陷

塔里木盆地的西南坳陷也是一個新生代的陸內(nèi)前陸盆地，主要包括2個凹陷：喀什凹陷和葉城凹陷；后者的發(fā)育與西昆侖洋盆的演化和西昆侖山新生代的崛起密切相關(guān)。

3.1區(qū)域演化概述

西昆侖洋盆在新元古代即已形成。(440.5±4.6) Ma和(447±7) Ma的鋯石U-Pb年齡[26]表明，洋殼在奧陶紀(jì)末開始消減并延續(xù)到志留紀(jì)，形成庫地—蘇巴什蛇綠巖帶；二疊紀(jì)開始洋殼再次消減，形成麻扎—康西瓦蛇綠巖帶，230～244 Ma的閃長巖脈和花崗巖脈[27]表明，洋盆在中三疊世最后閉合。洋殼向北消減，洋盆和與消減有關(guān)的島弧帶則向南后退[28]，故該地發(fā)育弧后前陸盆地(不同于庫車地區(qū)三疊紀(jì)的大陸周緣前陸盆地)。侏羅系為磨拉石建造。早白堊世，由于印度河—雅魯藏布洋發(fā)生大規(guī)模消減[29]，導(dǎo)致西昆侖山崛起并在山前形成沖積扇—扇三角洲相沉積[30]，它們在西昆侖山前呈裙帶狀分布。此時鐵克里克推覆體向北逆沖，控制了葉城—和田一線的前陸沖斷帶和磨拉石盆地發(fā)育[31]，沉積了克孜勒蘇群。

塔西南地區(qū)的上白堊統(tǒng)為海相，稱英吉沙群，呈一北西走向的袋狀海灣。海侵來自其西的新特提斯海域，因而總體上呈西深東淺之勢[32]。古近紀(jì)仍有海相地層發(fā)育。阿爾塔什組(E1a)為潟湖相的膏鹽巖、紅色膏泥巖和白云質(zhì)灰?guī)r，齊姆根組(E1-2q)為膏泥巖。這套膏泥巖時代上與庫車坳陷的庫姆格列木群大致相當(dāng)，兩者的不同之處，除塔西南地區(qū)的是淺海相沉積外，還在于它不是異常高壓的封堵層。阿爾塔什組膏鹽(泥)層主要起了2方面的作用：與下伏的下白堊統(tǒng)克孜勒蘇群構(gòu)成儲蓋組合，在新近紀(jì)的沖斷活動中成為層間滑脫面?？ɡ柦M(E2k)是以牡蠣灰?guī)r為主的碳酸鹽巖，與上覆泥巖構(gòu)成另一套儲蓋組合。更上的古近紀(jì)沉積稱烏拉根組(E2w)和巴什布拉克組(E3b)，后者是一套區(qū)域上穩(wěn)定分布的厚大泥巖層。除鐵克里克北緣斷裂漸新世活動外，古近紀(jì)尚未形成帕米爾—西昆侖山前褶皺沖斷帶。

新近系發(fā)育甚好，自下而上稱烏恰群(N1wq)或西河甫組(N1x)、阿圖什組(N2a)、(上新統(tǒng)上部—)下更新統(tǒng)西域組、中更新統(tǒng)烏蘇群、上更新統(tǒng)新疆群和全新統(tǒng)。烏恰群為細(xì)粒砂巖和泥巖，物源區(qū)較遠(yuǎn)，當(dāng)時昆侖山地勢起伏不大；阿圖什組見礫巖，表明昆侖山開始規(guī)模隆升并在西域組沉積期進(jìn)一步加強(qiáng)[33]。沖斷作用始自上新世早期，自南(西)向北(東)前展式地擴(kuò)展，控制3排背斜帶發(fā)育(可參閱文獻(xiàn)[34]的圖1)。其發(fā)育規(guī)律是：自山前向著麥蓋提斜坡方向，形成的時間變新，褶皺的強(qiáng)度變?nèi)?，即：屬山前第Ⅰ排背斜帶的甫沙背斜形成于上新世早期，屬第Ⅱ排背斜帶的柯克亞背斜形成于上新世晚期，屬第Ⅲ排背斜帶的固滿背斜形成于早更新世[34]。在烏帕爾斷層的背負(fù)盆地中發(fā)育2個重要的不整合面：西域組與下伏中—上新統(tǒng)之間；全新統(tǒng)與下伏地層之間[35]。更新統(tǒng)見生長地層[36]，說明帕米爾—西昆侖山前褶皺沖斷帶更新世內(nèi)一直在活動，至更新世它才向北擴(kuò)展至喀什地區(qū)形成喀什背斜。

3.2分段及與庫車地區(qū)的對比

將帕米爾—西昆侖新生代山前褶皺沖斷帶與南天山新生代山前褶皺沖斷帶作一比較研究有利于更深入認(rèn)識前者的運(yùn)動學(xué)特征及與之耦合發(fā)育的前陸盆地面貌。南天山的山前褶皺沖斷帶呈向北凸出的弧形，自西向東可分為4段：喀什段、柯坪段、烏什段和庫車段[7,11]。帕米爾—西昆侖的山前褶皺沖斷帶呈北西西向—北北西向—北西西向的反S形，自西向東也可分為4段：烏帕爾段、蘇蓋特—齊姆根段、柯克亞段和和田段(圖5)。其中，烏帕爾段與南天山山前褶皺沖斷帶的喀什段共同控制了喀什凹陷的發(fā)育；其他3段各有自己的特點(diǎn)。

蘇蓋特—齊姆根段呈北北西走向，是擠壓—走滑段，發(fā)生的是兼有右行走滑的斜沖，可理解為是帕米爾—西昆侖山前的2個北西西向的沖斷層帶(即烏帕爾段與柯克亞段)之間的構(gòu)造變換帶。相應(yīng)地，齊姆根地區(qū)的褶皺沖斷帶寬度較窄，山前只發(fā)育2排背斜帶，分別形成于上新世中—晚期和更新世[34]。蘇蓋特地區(qū)發(fā)育3排背斜帶，背斜的走向變化較大。

柯克亞段的特征是發(fā)育向北傾的柯克亞—桑株反沖斷層(圖5)，東起桑株北，呈北西西向延至柯克亞后折向北西，長約170 km。西昆侖山前深部的石炭—二疊系沿古近系底部膏鹽(泥)巖向北主動楔入時，由于上覆新生界向北滑動的速率相對較小，因而沿中新統(tǒng)與古近系之間的層間滑脫面發(fā)生被動反沖(向南沖)，并沖出地表構(gòu)成三角帶構(gòu)造的頂板斷裂。

和田段的南界鐵克里克北緣斷裂是一條活動性較強(qiáng)的斷裂，它在晚加里東期—早海西期形成，燕山期(侏羅—白堊紀(jì))發(fā)生過強(qiáng)烈沖斷，因而在漸新世即已開始活動[37]，反映了帕米爾—西昆侖新生代山前褶皺沖斷帶發(fā)育時間隨地而異。鐵克里克北緣斷裂的逆沖活動在上新世末達(dá)到高峰，并可延續(xù)到早更新世。和田斷裂可看作它的分支斷裂，因它傾角緩且向下延伸收斂于古近系底部的膏鹽(泥)巖層，故控制了和田逆沖推覆體發(fā)育。從中可發(fā)現(xiàn)：帕米爾—西昆侖山前褶皺沖斷帶相對南天山而言的一個特點(diǎn)是逆沖斷層的傾角普遍較小。

圖5 帕米爾—西昆侖新生代山前褶皺沖斷帶的分段和主要斷裂 構(gòu)造單元名稱：Ⅰ.帕米爾—西昆侖山前褶皺沖斷帶：Ⅰ1.烏帕爾段；Ⅰ2.蘇蓋特—齊姆根段；Ⅰ3.柯克亞段； Ⅰ4.和田段(推覆構(gòu)造)；Ⅱ.塔西南坳陷：Ⅱ1.喀什凹陷；Ⅱ2.葉城凹陷；Ⅱ3.麥蓋提斜坡；Ⅲ.巴楚斷隆； 斷裂名稱：F1.帕米爾北緣；F2.烏帕爾；F3.庫爾干；F4.庫斯拉甫；F5.柯克亞—桑株；F6.鐵克里克北緣； F7.和田；F8—F12為巴楚斷隆南界[38]：F8.康塔庫木；F9.海米—羅斯塔格；F10.烏山；F11.古董山；F12.瑪扎塔格； 背斜構(gòu)造名稱：(1)蘇蓋特；(2)英吉沙；(3)阿克陶；(4)齊姆根；(5)棋北；(6)甫沙；(7)柯克亞；(8)固滿—合什塔格； (9)皮亞曼；(10)和田南，(11)固滿北；(12)捷得—帕星，(13)布瓦什；(14)瑪(扎塔格)南；(15)群苦恰克； 油氣藏名稱：A.柯克亞；B.巴什托普；C.和田河Fig.5 Segmentation and main faults of Pamir-West Kunlun foreland fold-and-thrust belt

葉城地區(qū)除逆沖斷層的傾角較小、形成推覆構(gòu)造外，與庫車地區(qū)相比還有其它的不同。

(1)為調(diào)節(jié)不同區(qū)段的擠壓變形量，沖斷帶常伴有與之正(斜)交的走滑斷裂發(fā)育，稱構(gòu)造變換帶。南天山的構(gòu)造變換帶近北西向[7]，以喀拉玉爾袞斷裂為代表；在帕米爾—西昆侖前陸褶皺沖斷帶，構(gòu)造變換帶近北東向，如作為烏帕爾段與蘇蓋特—齊姆根段的分界斷裂的庫爾干斷裂，此外還有依格孜牙斷裂、吐孜拉普河斷裂、桑株河西斷裂和阿其克斷裂。這可能與塔南地塊的基底構(gòu)造為北東向有關(guān)[39]，在新生代強(qiáng)烈的構(gòu)造事件中基底構(gòu)造活化且發(fā)展壯大，構(gòu)成蘇蓋特—齊姆根段的右行走滑—斜沖斷裂(庫斯拉甫斷裂)的共軛剪切帶。

(2)塔西南地區(qū)古近系底部的阿爾塔什組膏鹽(泥)層一般厚逾60 m (最厚可達(dá)200 m)，盡管厚度遜于庫車地區(qū)的膏鹽層，仍是重要的層間滑脫面。中—下寒武統(tǒng)的膏鹽巖分布廣且厚度巨大，成為區(qū)域上的另一層間滑脫面。該區(qū)古生界—中生界的變形被限制在這2層膏鹽層之間，斷裂向下延伸和向上延伸均收斂于層間滑脫面，故雙沖構(gòu)造及三角帶構(gòu)造十分常見。

(3)塔西南地區(qū)漸新世開始、新近紀(jì)內(nèi)發(fā)生的逆沖活動是一個連續(xù)的遞進(jìn)變形過程，不像庫車地區(qū)那樣可明顯地分為2期；逆沖活動主要發(fā)生在上新世—早更新世(上新世晚期為逆沖高峰期)，時代上較庫車坳陷的主沖斷期(中新世—上新世早期，也即主成藏期)年輕。相應(yīng)地，作為儲氣構(gòu)造的背斜形成于上新世晚期和早更新世，也較庫車坳陷的年輕。

3.3異常高壓分布和層位

鉆探已揭示西昆侖山前的第Ⅰ排背斜帶(甫沙構(gòu)造帶，蘇蓋特構(gòu)造帶)從上至下的地層均為正常壓力，這與庫車坳陷相似，即山前地區(qū)因斷裂密集且切割深度大，異常高壓不易得到保存。鉆井已在第Ⅱ排背斜帶的柯克亞背斜和英吉沙背斜發(fā)現(xiàn)其深層存在異常高壓；第Ⅲ排背斜帶因相對寬緩，地層的埋藏和保存情況好于第Ⅱ排背斜帶，也應(yīng)有異常高壓發(fā)育。

英吉沙背斜上鉆遇古近系含氣地層的英科1井也揭示了同樣的情況：自上而下地層壓力升高(圖6)。鉆井底部的齊姆根組(E1-2q)和烏拉根組(E2w)封堵性好，壓力系數(shù)可高達(dá)1.8～2.2；上覆的巴什布拉克組(E3b)、克孜洛依組(N1k)和安居安組(N1a)因壓力釋放，壓力值明顯降低，但壓力系數(shù)仍大于1.4。帕卡布拉克組(N1p)為厚1 000～1 500 m的膏泥巖、泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，既是油氣的蓋層(安居安組是儲層)，又是異常高壓的封堵層，壓力系數(shù)上升至大于1.8。阿圖什組(N2a)下部為厚度巨大的泥巖層，壓力系數(shù)也高達(dá)1.8；該組中部(井深約3 000 m以上)也為異常高壓地層，僅上部地層(井深約800 m以上)為正常壓力。

綜上所述，可發(fā)現(xiàn)塔西南地區(qū)異常高壓的發(fā)育有不同于庫車坳陷的若干特點(diǎn)。(1)異常高壓地層的層位高(上新統(tǒng)中部)，異常高壓地層頂面的埋深淺。這可能與上新世以來西昆侖山的強(qiáng)烈隆起、山前地區(qū)的急劇沉降和快速充填有關(guān)(現(xiàn)今埋藏較淺是后期剝蝕的結(jié)果)。(2)剖面上地層壓力的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。在柯克亞背斜，地層壓力自下而上表現(xiàn)為超高壓、異常高壓、常壓—異常高壓過渡帶和常壓的“四層樓”結(jié)構(gòu)。英吉沙背斜的常壓-異常高壓過渡帶不明顯，地層壓力自下而上表現(xiàn)為超高壓、異常高壓、超高壓、異常高壓和常壓的“五層樓”結(jié)構(gòu)。實(shí)際生產(chǎn)中已把該區(qū)的異常高壓—超高壓氣藏(地層)分為深部的(古近系)和淺部的(新近系)。(3)沒有一套區(qū)域上穩(wěn)定發(fā)育、厚度巨大的膏鹽層作為異常高壓的封堵層(因而膏鹽層上、下有明顯不同壓力值)，異常高壓是因分布相對局限的厚大泥巖層才得以封存的。換言之，如果把葉城凹陷視作一個異常高壓封存箱的話，平面上它由若干個次級的封存箱構(gòu)成，故盡管其面積大于庫車坳陷，現(xiàn)存深部異常高壓地層的分布范圍卻小于庫車坳陷，目前在深部也只發(fā)現(xiàn)一個異常高壓氣藏即柯克亞的卡拉塔爾氣藏。(4)就異常高壓成因而言，西昆侖山前地區(qū)沉積速率巨大(新近系可厚達(dá)萬米)，除構(gòu)造擠壓外，沉積物的快速深埋而欠壓實(shí)是一個顯而易見的原因。深部異常高壓流體(油氣)的充注對淺部的中新—上新統(tǒng)中異常高壓的形成也有貢獻(xiàn)，故也屬自源型高壓和傳導(dǎo)型高壓(盡管是近源的)的疊加。它與庫車坳陷的不同在于：塔西南的中新—上新統(tǒng)內(nèi)的壓力往下升高，后者(如克拉2氣藏等)是天然氣通過斷層向儲氣構(gòu)造內(nèi)定向地充氣，因而氣藏內(nèi)的壓力自下而上升高。

圖6 葉城凹陷英吉沙背斜英科1井地層壓力剖面[16]Fig.6 Stratigraphic pressure column of well Yingke1 in Yingjisha anticline, Yecheng Sag

3.4成藏模式和成藏期

塔西南坳陷有2套主力烴源巖：一是石炭—二疊系海相深色生物灰?guī)r和泥灰?guī)r，二是中—下侏羅統(tǒng)的暗色泥巖和碳質(zhì)頁巖。石炭—二疊系烴源巖處于高成熟—過成熟階段，以生氣為主；中—下侏羅統(tǒng)源巖在某些地區(qū)已達(dá)過成熟階段，以生氣為主，在某些地區(qū)處于成熟階段，以生油為主[40]。前文已提及深部的為白堊系—古近系底部的儲蓋組合和古近系卡拉塔爾組儲蓋組合；淺部則由中新統(tǒng)的砂巖與其上的泥巖構(gòu)成儲蓋組合。區(qū)域上重大的逆沖活動有2期，早期為侏羅紀(jì)—早白堊世，該期逆沖活動中發(fā)育的斷層為油氣運(yùn)移到白堊系中提供了通道；晚白堊世—古近紀(jì)是構(gòu)造平靜期，上新世開始第二期重大的逆沖活動。

采自柯深1井6 341 m井段古近系灰?guī)r中油氣包裹體的測溫結(jié)果表明：當(dāng)時的深度為1 003m。據(jù)埋藏史及古地溫史恢復(fù)求得油氣初次充注的時間是中新世早期，當(dāng)時石炭—二疊系正處于生油高峰時期，侏羅系生油巖尚未進(jìn)入生油窗[41]。采自柯深1井6 341.4 m井段古近系灰?guī)r中的油氣包裹體則指示油氣充注時間為中新世中期[41]。由于鐵克里克北緣斷裂在漸新—中新世的沖斷活動，古近系底部膏泥層的封閉性被破壞，使源自石炭—二疊系的油氣得以進(jìn)入古近系中成藏。該斷裂的活動還可能在其北側(cè)地區(qū)形成斷層轉(zhuǎn)折褶皺，即：西昆侖山前的第Ⅰ排背斜帶在中新世出現(xiàn)雛形，第Ⅱ排和第Ⅲ排背斜帶中新世尚未出現(xiàn)，古近系仍保持近水平產(chǎn)狀(圖7a)，故中新世形成的主要是地層油氣藏或巖性油氣藏。

中新世末至上新世初，侏羅系烴源巖進(jìn)入生油窗，其生成的油氣運(yùn)移到(白堊系—)古近系的圈閉中成藏。上新世至更新世是帕米爾—西昆侖前陸褶皺沖斷帶的活動期，巨厚的上新—更新統(tǒng)使中新統(tǒng)及下伏地層迅速深埋，石炭—二疊系烴源巖進(jìn)入干氣生成階段，侏羅系烴源巖進(jìn)入濕氣生成階段。天然氣對油藏進(jìn)行氣侵，并形成大量的凝析氣向上運(yùn)移。此時西昆侖山前的3排背斜帶相繼形成。第Ⅰ排背斜(甫沙背斜)形成于上新世早期，在上新世晚期(柯克亞等第Ⅱ排背斜帶形成)遭受了強(qiáng)烈的改造(圖7b)。早更新世第Ⅲ排背斜(固滿—合什塔格背斜)出現(xiàn)，第Ⅱ排背斜的褶皺幅度增高(圖7c)。因古近系普遍被卷入背斜褶皺，中新世形成的油氣藏發(fā)生調(diào)整，一是構(gòu)造調(diào)整，原巖性或地層圈閉的油氣藏調(diào)整成為背斜構(gòu)造圈閉的(油)氣藏(圖7c)，二是強(qiáng)烈的氣侵作用使原油氣藏被破壞并改造為凝析氣藏。

圖7 葉城凹陷柯克亞背斜及鄰側(cè)地區(qū)(油)氣藏成藏模式 海拔據(jù)文獻(xiàn)[16]。 F1.鐵克里克北緣斷裂；F2.柯克亞—桑株反沖斷層Fig.7 Petroleum accumulation model for Kekeya anticline and neighboring regions in Yecheng Sag

淺部(中新統(tǒng)西河甫組)柯克亞常壓—異常高壓氣藏是晚上新世—早更新世成藏的，這一時期強(qiáng)烈的擠壓活動使柯克亞背斜上發(fā)育多組不同方向的節(jié)理(裂縫)，成為油氣向上運(yùn)移的通道；卡拉塔爾氣藏因發(fā)育超高壓而泥巖蓋層被壓裂，繼而發(fā)生超高壓流(氣)體幕式地向上覆的中新統(tǒng)內(nèi)排放。氣源有2個：一是前述的石炭—二疊系和侏羅系，它可直接運(yùn)移到中新統(tǒng)的圈閉內(nèi)成藏；二是古近系油氣藏，在后期的構(gòu)造活動中它既發(fā)生調(diào)整，又向上運(yùn)移到中新統(tǒng)內(nèi)發(fā)生晚期次生成藏。中新統(tǒng)下部因有巨厚泥巖層發(fā)育，異常高壓得以封存，如西河甫組中的X8氣藏。淺部泄壓作用強(qiáng)烈，已成為常壓氣藏，如X3氣藏；這兩者之間為常壓—異常高壓過渡帶。無論是柯克亞背斜還是英吉沙背斜，都見從淺部(上新統(tǒng)或中新統(tǒng))到深部(古近系)壓力從正常值升高為異常高壓直至超高壓的情況，這是西昆侖山前的獨(dú)特之處。西昆侖山前坳陷壓力值垂向升高的實(shí)質(zhì)，是一個經(jīng)調(diào)整的古近系氣藏(深部氣藏)上疊了一個晚期充注形成的次生氣藏(淺部氣藏)，中新—上新統(tǒng)的氣藏部分源自古近系氣藏。

4 討論和結(jié)語

4.1異常高壓氣藏的形成時間

據(jù)形成時間可把塔里木盆地的異常高壓氣藏分成2類：一類是因構(gòu)造擠壓和油氣充注仍在發(fā)生因而異常高壓現(xiàn)仍在形成中的；另一類是地史期間形成的異常高壓得以保存至今的。前者可以庫車地區(qū)(不包括依南2氣藏)的5個氣藏為代表，異常高壓的成因是構(gòu)造擠壓和欠壓實(shí)作用造成的自源型異常高壓和油氣充注造成的傳導(dǎo)型異常高壓(盡管是近源的)的疊加。地史期間保存下來的異常高壓可以塔西南的柯克亞深部卡拉塔爾氣藏為實(shí)例，古近系及下伏地層的異常高壓因新近紀(jì)的快速沉降被深埋(由之引起欠壓實(shí))和構(gòu)造擠壓作用引起。異常高壓得以保存除了有巨厚的泥巖作為封堵層之外還取決于2個原因：一是異常高壓形成的時代相對年輕，兼之新近紀(jì)處于強(qiáng)烈的構(gòu)造擠壓中，上覆的新近系也有巨厚的異常高壓地層發(fā)育，泄壓作用發(fā)生得十分緩慢；二是柯克亞—桑株反沖斷層的發(fā)育，它向下延伸成為新近系與古近系之間的層間滑脫面，使向北擴(kuò)展的沖斷層向上延伸均收斂于此層間滑脫面而未能切進(jìn)新近系內(nèi)，即該反沖斷層起了“屏蔽”作用，使柯克亞地區(qū)不發(fā)育連通古近系與新近系的斷層。由于沒有斷層作為泄壓通道，裂縫泄壓和泥巖壓裂泄壓釋放的量十分有限。庫車坳陷的依南2氣藏也是保存下來的地史期間的異常高壓，除了吉迪克組中的膏鹽巖作為封堵層外，中侏羅統(tǒng)上部和上侏羅統(tǒng)厚大的粉砂巖、泥巖既是油氣蓋層，也是異常高壓的封堵層。

4.2異常高壓封存箱的分布

塔里木盆地內(nèi)可識別出4個異常高壓封存箱(圖1)，這里僅對2個山前坳陷中的封存箱作若干說明。庫車坳陷中部沖斷帶異常高壓成藏系統(tǒng)構(gòu)成一個異常高壓封堵箱。它位于南天山山前，封存箱的側(cè)箱板的發(fā)育情況與準(zhǔn)噶爾盆地上部異常高壓封存箱的側(cè)箱板[42]類似。封存箱的頂箱板是新生界中的膏鹽層，在西部和東部有不同的層位。封堵箱的底箱板是三疊系中的泥巖層。在該封存箱的東部，中—上侏羅統(tǒng)泥巖封隔層將該封存箱分為2個次級封存箱，依南2氣藏位于下部次級封存箱，迪那2和克孜1氣藏位于上部次級封存箱。

塔西南坳陷發(fā)育另一個重要的異常高壓封存箱，側(cè)箱板的發(fā)育情況與庫車坳陷封存箱相似。其特點(diǎn)是縱向上至少可分出2個次級的封存箱。新近系構(gòu)成淺部的次級封存箱，由中新統(tǒng)西河甫組或上新統(tǒng)阿圖什組中的泥巖構(gòu)成頂箱板，古近系巴什布拉克組(E3b)及中新統(tǒng)底部的泥巖構(gòu)成底箱板；后者也是古近系次級封存箱的頂箱板，古近系底部的膏鹽(泥)層構(gòu)成古近系次級封存箱的底箱板。這2個次級封存箱除壓力值有別外，分布范圍也有較明顯區(qū)別。古近系的異常高壓地層目前僅見于葉城凹陷齊姆根段和柯克亞段的第Ⅱ排背斜帶。新近系的異常高壓由構(gòu)造擠壓和巨大的沉降速率(及由之引起的欠壓實(shí))引起?？κ舶枷菀蚴苣稀⒈?2個陸內(nèi)造山帶發(fā)育的控制，處于更強(qiáng)烈的擠壓環(huán)境中，因而在新近系中形成異常高壓的條件優(yōu)于葉城凹陷(古近系中的異常高壓則因強(qiáng)烈的沖斷作用破壞未能保存)。即：新近系的異常高壓在喀什凹陷和葉城凹陷均有發(fā)育，故該次級封存箱的分布面積遠(yuǎn)大于古近系次級封存箱。葉城凹陷的白堊系及更老地層內(nèi)如有異常高壓保存，則構(gòu)成另一個次級的封存箱，由古近系底部的膏鹽(泥)巖構(gòu)成頂箱板，中—下寒武統(tǒng)中的膏鹽層構(gòu)成底箱板。

4.3異常高壓氣藏類型

塔里木盆地異常高壓氣藏可分為3類。第1類是自源型氣藏，即儲集層與烴源巖的層位相同，如依南2氣藏。第2類是晚期充注型的氣藏，以克拉2氣藏為代表，儲氣構(gòu)造形成于中新世晚期—上新世早期(康村組沉積期)，該時期也是主要的成藏期，更新世以來天然氣的充注使儲量增大，壓力進(jìn)一步升高。這可能是前陸盆地最常見的一種異常高壓氣藏類型，庫車坳陷中除依南2氣藏外的5個異常高壓氣藏均屬此類成因[9]。塔西南柯克亞的淺部(中新統(tǒng))氣藏，儲氣構(gòu)造于上新世晚期形成，更新世以來有天然氣充注，也是晚期充注型的氣藏。它與克拉2氣藏的不同在于：除氣源巖(石炭—二疊系和侏羅系)供氣外還有深部(古近系)的卡拉塔爾氣藏為之供氣，屬晚期次生成藏。位于克拉通上的吉拉克凝析氣田也可歸屬此類。第3類是晚期調(diào)整的氣藏，如柯克亞深部(古近系)卡拉塔爾氣藏，中新世成藏，上新世—早更新世發(fā)生調(diào)整。晚期調(diào)整包括的含義：一是構(gòu)造調(diào)整，因古近系褶皺而調(diào)整為背斜構(gòu)造圈閉的氣藏；二是強(qiáng)烈的氣侵作用使原來的油氣藏被破壞并改造為凝析氣藏。

4.4異常高壓氣藏形成的關(guān)鍵

氣藏賦存于砂巖中，還必須有烴源巖為其供氣，因而氣藏常位于生氣中心附近且有隱伏斷裂作為運(yùn)移通道(運(yùn)移距離不大，即近源的)。最終決定能否成藏和成藏規(guī)模的因素是圈閉?？偨Y(jié)庫車坳陷的現(xiàn)有資料，可發(fā)現(xiàn)背斜圈閉對成藏最為有利，斷背斜次之，斷鼻構(gòu)造則幾乎難以成藏，可見背斜圈閉的完整性是該區(qū)油氣藏形成的最關(guān)鍵因素。在塔西南進(jìn)行勘探時應(yīng)在尋找區(qū)域上優(yōu)質(zhì)的異常高壓封堵層的基礎(chǔ)上充分汲取庫車地區(qū)的這一寶貴經(jīng)驗(yàn)。

在塔里木，褶皺構(gòu)造的發(fā)育常受制于斷裂構(gòu)造帶，這些褶皺可統(tǒng)稱為斷層相關(guān)褶皺[43,44]，故在研究含油氣構(gòu)造時首先要剖析斷裂構(gòu)造帶。庫車與葉城同處于山前地區(qū)，新生代均為陸內(nèi)造山的前陸盆地，兩地的異常高壓氣藏有不同的特點(diǎn)，可在斷裂發(fā)育史中找到部分答案。塔北地塊的基底構(gòu)造為東西向，古生代東西向斷裂基本處于平靜期，海西—印支期因洋盆閉合和嗣后的碰撞而一度復(fù)活。新生代盡管有強(qiáng)烈活動，但畢竟屬基底斷裂的活化，兼之有厚度巨大的膏鹽層發(fā)育，因而鹽上層與鹽下層的變形特征有明顯不同，鹽上層與鹽下層中的油氣分屬不同的含油氣系統(tǒng)，異常高壓氣藏僅見于鹽下層。塔西南地區(qū)的基底構(gòu)造為北東向，近北西向構(gòu)造是因西昆侖洋的消減而出現(xiàn)的新生構(gòu)造，古生代和中生代都有活動[39]。新生代進(jìn)一步擴(kuò)展壯大，影響的地域十分寬廣，如巴楚斷隆北界斷裂(吐木休克斷裂)更新世的活動[45]是西昆侖山前沖斷作用激活的結(jié)果；作為巴楚斷隆與塔中低隆分界的北東向瑪東3號斷裂的走滑[5]實(shí)際上也與西昆侖沖斷帶中的北東向變換構(gòu)造屬同一運(yùn)動學(xué)系統(tǒng)。此外，它使塔西南的中生界—新生界都卷入了斷層轉(zhuǎn)折褶皺，且侏羅—白堊系、古近系與新近系有相同的變形樣式。就油氣成藏而言，第Ⅱ和第Ⅲ排背斜帶的古近系與新近系屬于同一個油氣成藏系統(tǒng)，甚至在上新統(tǒng)內(nèi)也有異常高壓發(fā)育。西昆侖山前褶皺沖斷帶內(nèi)部變形的明顯差異主要表現(xiàn)在山前的第Ⅰ排背斜帶與第Ⅱ、第Ⅲ排背斜帶之間，因柯克亞—桑株反沖斷裂的發(fā)育而形成；第Ⅰ排背斜帶是三角構(gòu)造帶，構(gòu)成一個獨(dú)立的以常壓為特征的油氣成藏系統(tǒng)。

4.5異常高壓氣藏勘探靶區(qū)

庫車坳陷東、西兩部因膏鹽層的層位和厚度不同，勘探靶區(qū)相應(yīng)地有所不同。東段的膏鹽層層位高且厚度相對小，更新世變形對康村組沉積期形成的儲氣構(gòu)造有一定的破壞，應(yīng)以在東秋(里塔格構(gòu)造帶)背斜北翼的蘇維依組中尋找迪那2型的異常高壓氣藏為主攻目標(biāo)，還應(yīng)注意在三疊—侏羅系中尋找自源型(依南2型)的異常高壓氣藏。西段已在克拉蘇構(gòu)造帶上發(fā)現(xiàn)3個異常高壓氣藏；除自身尚有潛力外，可將勘探范圍向南擴(kuò)大到西秋里塔格構(gòu)造帶及拜城凹陷深部。塔西南地區(qū)盡管異常高壓氣藏的發(fā)現(xiàn)和開發(fā)早于庫車地區(qū)(柯克亞氣田1977年5月發(fā)現(xiàn))，但勘探程度遠(yuǎn)遜于后者；尤其是固滿—合什塔格背斜(屬山前的第Ⅲ排背斜帶)，因變形相對較弱，更應(yīng)投入工作量，在尋找儲氣構(gòu)造時應(yīng)特別關(guān)注作為油氣蓋層和異常高壓封堵層的泥巖的發(fā)育情況。

致謝：該項(xiàng)研究得到塔里木油田分公司江同文先生和王振彪先生的大力支持和幫助，與羅曉容先生、王震亮先生的討論使作者獲益匪淺，謹(jǐn)向他們致衷心謝忱。

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(編輯葉德燎)

Maingeologicalfeaturesandaccumulationmodelsofabnormallyhigh-pressuredgasreservoirsinTarimBasin

Wu Genyao1, Zhu Defeng2, Liang Jiangping2, Yang Jianguo2, Zhao Yan1

(1.InstituteofGeologyandGeophysics,ChineseAcademyofSciences,Beijing100029,China;2.ExplorationandDevelopmentResearchInstituteofDaqingOilfieldCompanyLtd,Daqing,Heilongjiang163712,China)

The abnormally high-pressured gas reservoirs were well developed in the Tarim Basin. It was discussed in this paper the abnormally high pressures in foreland depressions, including regional evolution, contributing factors, formation of gas-bearing structures, accumulation mechanisms and periods, and then presenting accumulation models for the Kuqa Depression and the Yecheng Sag respectively. The keys for abnormally high-pressured gas reservoirs and the exploration targets were studied. There were 6 abnormally high-pressured gas reservoirs in Kuqa area, 5 of which were late-charged while only the Yinan2 gas reservoir was self-sourced. The main accumulation period was from the Late Miocene to the Early Pliocene. Anticlines were controlled by a group of overstep reverse faults. Natural gas charged into gas-bearing structures directionally due to the structural compression since Pleistocene. Self-sourced high pressure and transitional high pressure together formed abnormally high pressure. The deep Paleogene gas reservoir in the Kekeya anticline of Yecheng Sag, namely, the Kalata’er gas reservoir, accumulated in Miocene and adjusted with stratigraphic folding in Pliocene-Early Pleistocene, which was an abnormally high-pressured gas reservoir of late-adjustment type. The shallow Miocene gas reservoir in the Kekeya anticline was late-charged, with both the source beds (the Carbono-Permian and Jurassic) and the deep Paleogene gas reservoir supporting gases, which should be a later secondary-generated accumulation.

abnormally high-pressured gas reservoir; contributing factor of abnormally high pressure; distribution of abnormally high pressure; accumulation mechanism; accumulation period; foreland depression; Tarim Basin

1001-6112(2013)04-0351-13

10.11781/sysydz201304351

TE122.3

A

2012-09-07；

2013-06-04。

吳根耀(1946—)，男，博士，研究員(博士生導(dǎo)師)，從事區(qū)域大地構(gòu)造和“盆”“山”耦合研究。E-mail: wugenyao@mail.iggcas.ac.cn。