于冬冬, 湯良杰, 余一欣, 陳 茜

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 102249；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)盆地與油藏研究中心, 北京 102249)

川西和川東北地區(qū)差異構(gòu)造演化及其對(duì)陸相層系天然氣成藏的影響

于冬冬1,2, 湯良杰1,2, 余一欣1,2, 陳 茜1,2

(1.中國(guó)石油大學(xué)(北京)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 102249；2.中國(guó)石油大學(xué)(北京)盆地與油藏研究中心, 北京 102249)

川西和川東北地區(qū)處于揚(yáng)子地臺(tái)西北緣，均具有褶皺沖斷帶-前陸盆地的二元結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造特征具一定相似性。根據(jù)地震資料解釋和典型氣藏解剖，再結(jié)合前人研究成果，分析了川西和川東北地區(qū)構(gòu)造演化差異性及其對(duì)各自成藏特征的影響，結(jié)果表明：川西地區(qū)主要受龍門山造山帶影響，從印支期中晚期開始發(fā)育前陸盆地，之后主要受燕山中晚期和喜馬拉雅期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響；而川東北地區(qū)從燕山早期開始發(fā)育前陸盆地，之后在燕山中期和晚期受大巴山、米倉(cāng)山和雪峰山聯(lián)合作用影響，最后大巴山造山帶在喜馬拉雅期的強(qiáng)烈活動(dòng)使其最終定型。上述差異構(gòu)造演化對(duì)川西和川東北地區(qū)陸相層系的成藏特征的影響主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：烴源巖的發(fā)育、輸導(dǎo)體系的形成、氣藏的保存和天然氣成藏過程。川西地區(qū)主要發(fā)育須家河組烴源巖，形成了以NE向和SN向斷裂及其伴生裂縫為主的輸導(dǎo)體系，多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的大型通天斷裂影響了山前斷褶帶氣藏的保存，成藏經(jīng)歷了印支晚期、燕山中期、晚期和喜馬拉雅期4個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。川東北地區(qū)發(fā)育須家河組和下侏羅統(tǒng)兩套烴源巖，輸導(dǎo)體系以NW向斷裂為主，隆升剝蝕和大型斷裂造成了山前斷褶帶較差的保存條件，成藏經(jīng)歷了燕山中期、燕山晚期和喜馬拉雅期三個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。

前陸盆地；差異構(gòu)造演化；控藏作用；陸相層系；川西；川東北

0 引 言

四川盆地具有豐富的天然氣資源，包括海相層系和陸相層系兩個(gè)勘探領(lǐng)域。川西地區(qū)陸相層系勘探較早，自20世紀(jì)70年代至今已發(fā)現(xiàn)了新場(chǎng)、大邑、平落壩、中壩、馬井等多個(gè)大中型氣田，而近年來在川東北的元壩、通南巴和宣漢—達(dá)縣地區(qū)陸相層系的勘探也取得重大突破，獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流[1-5]。自晉寧運(yùn)動(dòng)基底固結(jié)形成以后，四川盆地經(jīng)歷了海相碳酸鹽巖臺(tái)地沉積與陸相碎屑巖沉積兩個(gè)發(fā)展階段，具有典型疊合盆地的特點(diǎn)[6-7]。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)烴源巖的發(fā)育、圈閉和輸導(dǎo)體系的形成以及保存條件都有重要影響[8]。晚三疊世以來，四川盆地進(jìn)入陸相碎屑巖沉積和構(gòu)造演化階段，川西和川東北地區(qū)受周緣造山帶活動(dòng)的影響，都發(fā)育了典型的褶皺沖斷帶-前陸盆地二元結(jié)構(gòu)，其構(gòu)造變形特征具有一定的相似性[9-15]，但是近年來的勘探工作表明二者陸相層系成藏特征具有較大的差異性。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，對(duì)川西和川東北地區(qū)構(gòu)造演化史進(jìn)行分析，再結(jié)合典型氣藏的解剖，分析川西和川東北地區(qū)構(gòu)造演化特征的差異性及其對(duì)各自天然氣成藏的影響。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是上揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)內(nèi)的一個(gè)菱形構(gòu)造-沉積盆地，整體呈NE向。盆地四周被造山帶所圍繞，盆地西部為龍門山造山帶，北部為米倉(cāng)山—大巴山造山帶，東部為雪峰山造山帶，南部與右江褶皺帶相接。盆內(nèi)及鄰區(qū)發(fā)育多條NE向和NW向交叉的區(qū)域性大斷裂，這些斷裂控制了盆地內(nèi)斷褶構(gòu)造的發(fā)展[6]。按照現(xiàn)今盆內(nèi)構(gòu)造特征，將四川盆地分為5個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，即川西前陸盆地區(qū)、川東北前陸盆地區(qū)、川中隆起區(qū)、川西南平緩構(gòu)造區(qū)和川東高陡褶皺區(qū)(圖1)。

圖1 四川盆地構(gòu)造分區(qū)及研究區(qū)位置圖Fig.1 Map showing structural division and the location of the study area in Sichuan Basin

川西前陸盆地區(qū)位于四川盆地西部，與西側(cè)的龍門山造山帶、東部的龍泉山前緣隆起，構(gòu)成典型的前陸盆地系統(tǒng)，總體呈NE向延伸。大型斷裂帶、構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶和滑脫層的存在使該區(qū)呈現(xiàn)典型的分帶、分段、分層差異變形特征[10-13]。從東西向上看可分為龍門山前斷褶帶和前陸坳陷帶，龍門山前斷褶帶構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍，斷裂和褶皺十分發(fā)育，以薄皮逆沖構(gòu)造為主；前陸坳陷帶地層較平緩，只見小型斷裂和褶皺，上三疊統(tǒng)至白堊系地層發(fā)育，是一個(gè)典型的中新生代盆地。

川東北前陸盆地區(qū)位于秦嶺南側(cè)，四川盆地東北緣，與大巴山和米倉(cāng)山褶皺沖斷帶構(gòu)成前陸盆地系統(tǒng)，呈NW向延伸，整體構(gòu)造面貌以向盆地凸出的弧形構(gòu)造為主。與川西類似，同樣具有顯著的分帶性和分層性，在平面上包括山前斷褶帶和前陸坳陷帶，山前斷褶帶構(gòu)造變形強(qiáng)烈，以推覆構(gòu)造為主，古生界至侏羅系均有出露；前陸坳陷帶內(nèi)變形相對(duì)較弱，發(fā)育小型斷裂和褶皺，地表出露侏羅系—白堊系地層。

2 構(gòu)造演化特征

四川盆地構(gòu)造演化主要受周緣造山帶差異隆升活動(dòng)的影響，龍門山、大巴山、米倉(cāng)山和雪峰山造山帶交替向盆內(nèi)逆沖推覆，影響了沉降中心和沉積中心的遷移，同時(shí)產(chǎn)生了不同方向的構(gòu)造應(yīng)力，并相互疊加改造，形成了復(fù)雜的構(gòu)造形跡。針對(duì)川西和川東北地區(qū)而言，自中生代以來經(jīng)歷了印支期、燕山期和喜馬拉雅期等多期構(gòu)造事件[16-20](圖2)。

2.1 印支期

四川盆地印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)可分為早、中、晚三期。印支早期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生于中三疊世末期，龍門山開始緩慢抬升，四川盆地由海相盆地向陸相盆地逐漸轉(zhuǎn)變，揚(yáng)子臺(tái)地西緣發(fā)育大陸邊緣盆地。此時(shí)，川西地區(qū)中三疊統(tǒng)雷口坡組遭受不同程度的剝蝕，在中三疊統(tǒng)與上三疊統(tǒng)須家河組之間形成了角度-平行不整合。

印支中期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)又名為“安縣運(yùn)動(dòng)”[21]，主要發(fā)生在上三疊統(tǒng)須三段沉積末期和須四段沉積初期。龍門山造山帶向盆內(nèi)逆沖推覆，四川盆地海相沉積全面結(jié)束，川西地區(qū)進(jìn)入前陸盆地演化階段。該期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)川西中北部影響較大，發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造，形成了龍門山?jīng)_斷帶的雛形。在地震剖面上，須三段遭受了較明顯的剝蝕作用，與上覆須四段呈不整合接觸。川西前陸盆地以濱淺湖沉積為主，部分地區(qū)發(fā)育河口沙壩和水下分流河道，龍門山的全面崛起為其沉積提供了豐富物源。

圖2 川西和川東北地區(qū)晚三疊世以來主要構(gòu)造事件圖Fig.2 The main tectonic events in the western and northeastern Sichuan Basin since Late Triassic

印支晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)生在上三疊統(tǒng)須家河組沉積末期，須家河組頂部遭受了強(qiáng)烈的剝蝕作用，缺失須六段，須五段只在川西中南部發(fā)育，以濱湖相沉積為主。在地震剖面上表現(xiàn)為侏羅系削截下伏須家河組，兩者呈明顯的角度不整合接觸關(guān)系(圖3)。受該期運(yùn)動(dòng)的影響，川西地區(qū)形成了大量NE向斷裂，例如關(guān)口斷裂和彭縣斷裂等。此時(shí)，北側(cè)受秦嶺造山帶向盆內(nèi)俯沖的影響，米倉(cāng)山和北大巴山開始隆升，沉積中心也逐漸向川東北地區(qū)遷移。

圖3 Jiang-S-2(1)測(cè)線顯示侏羅系與須五段之間的角度不整合接觸關(guān)系Fig.3 Angle unconformity between Jurassic and the fifth member of the Xujiahe Formation showing in seismic line of Jiang-S-2(1)

2.2 燕山期

進(jìn)入燕山期后(早、中侏羅世)，龍門山造山帶構(gòu)造活動(dòng)趨于平靜，川西前陸盆地以河流-三角洲相沉積為主，局部發(fā)育濱淺湖相。大巴山和米倉(cāng)山造山帶強(qiáng)烈活動(dòng)，向盆內(nèi)逆沖推覆，使山前地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的撓曲變形，川東北地區(qū)開始發(fā)育前陸盆地，沉降中心已遷移至此，并以濱湖、淺湖和半深湖相為主。

燕山運(yùn)動(dòng)中期，大巴山造山帶和雪峰山造山帶都處于活躍時(shí)期，前者形成的NE—SW向應(yīng)力與后者形成的NW—SE向應(yīng)力相互疊加，使川東北地區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈變形，形成了“收斂雙弧”構(gòu)造。大巴山造山帶為川東北前陸盆地提供了豐富的物源，沉積了巨厚的中下侏羅統(tǒng)地層。此后，大巴山造山帶活動(dòng)平穩(wěn)，川東北地區(qū)處于相對(duì)穩(wěn)定期，而龍門山造山帶再次活動(dòng)，川西地區(qū)隆升，蓬萊鎮(zhèn)組遭受不同程度的剝蝕，沉積中心已遷移至川西前陸盆地。

燕山運(yùn)動(dòng)晚期，整個(gè)四川盆地受到不同程度的剝蝕。早白堊世，盆地西緣的龍門山繼續(xù)活動(dòng)，川西地區(qū)下白堊統(tǒng)遭受剝蝕，并且形成了SN向斷裂系統(tǒng)。晚白堊世，盆地北緣的大巴山、米倉(cāng)山也相繼發(fā)生逆沖推覆作用，形成了大量的斷裂(圖4(a))，川東北地區(qū)上白堊統(tǒng)嚴(yán)重缺失，反映川東北地區(qū)在該時(shí)期發(fā)生了大規(guī)模的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，而龍門山中南段活動(dòng)強(qiáng)烈，北段相對(duì)穩(wěn)定(圖4(b))，沉降和沉積中心分布在龍門山和米倉(cāng)山山前地區(qū)。

圖4 川東北地區(qū)NE向和SE向地震剖面解釋Fig.4 Interpretation of NE and SE seismic profiles in the northeastern Sichuan Basin

2.3 喜馬拉雅期

喜馬拉雅期，龍門山造山帶和大巴山造山帶再次活動(dòng)，強(qiáng)烈隆升，向盆地內(nèi)不斷推覆，斷裂繼續(xù)發(fā)育，川西地區(qū)遭受最為強(qiáng)烈的一次剝蝕，新生界和下伏白堊系被大量地剝蝕，剝蝕厚度可達(dá)2 000～4 000 m，地表出露侏羅系、白堊系和新生界。川東北地區(qū)以大巴山造山帶推覆產(chǎn)生的NE—SW向應(yīng)力場(chǎng)為主，米倉(cāng)山和雪峰山活動(dòng)相對(duì)減弱，形成了大量的NW向構(gòu)造，并對(duì)燕山期形成的NE向構(gòu)造疊加改造，同時(shí)其遠(yuǎn)程效應(yīng)對(duì)川西地區(qū)也有影響，形成了NW向小型斷裂系統(tǒng)。該期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)使川東北古近系地層剝蝕殆盡，地表出露白堊系。之后，整個(gè)四川盆地強(qiáng)烈抬升，前陸盆地衰亡，進(jìn)入以抬升剝蝕為主的構(gòu)造演化階段。最終，四川盆地形成了現(xiàn)今的構(gòu)造格局。

3 天然氣成藏特征

四川盆地陸相氣田主要分布在川西、川東北和川中地區(qū)。在川西地區(qū)發(fā)現(xiàn)了中壩、平落壩、新場(chǎng)、馬井、洛帶、大邑等氣田，川東北陸相層系氣田主要集中在前陸坳陷中的元壩、通南巴和宣漢—達(dá)縣地區(qū)[1-5]，米倉(cāng)山山前斷褶帶的南江地區(qū)也有油氣顯示。

通過對(duì)川西和川東北地區(qū)陸相氣田成藏特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)二者具有較大差異性[5,22-31](表1)。首先表現(xiàn)在含氣層系方面。川西地區(qū)主要產(chǎn)氣層位有：上三疊統(tǒng)須二段和須四段，侏羅系沙溪廟組、遂寧組和蓬萊鎮(zhèn)組，須家河組氣藏和侏羅系氣藏氣源主要為須家河組。川東北地區(qū)產(chǎn)氣層位主要有：上三疊統(tǒng)須二段和須四段，侏羅系自流井組大安寨段、千佛崖組和沙溪廟組，川東北須家河組氣藏的天然氣主要來源于須家河組烴源巖，有少部分下伏海相烴源巖的貢獻(xiàn)，侏羅系氣藏天然氣主要來自自流井組和千佛崖組烴源巖。其次，從蓋層的分布來看，除須三段和須五段作為川西和川東北須家河組氣藏的主力蓋層外，川西地區(qū)侏羅系氣藏的主要蓋層為上白堊統(tǒng)灌口組，而川東北侏羅系氣藏的蓋層為千佛崖組和遂寧組。再次，輸導(dǎo)體系也具有差異性。川西地區(qū)輸導(dǎo)體系主要為NE向和SN向斷裂及伴生裂縫，而且不整合面也起到了輸導(dǎo)作用。川東北地區(qū)的NW向斷裂構(gòu)成了其輸導(dǎo)體系的主體。最后，成藏關(guān)鍵時(shí)期也不盡相同。川西地區(qū)成藏主要經(jīng)歷了印支晚期、燕山中期和晚期及喜馬拉雅期4個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻，而川東北地區(qū)稍晚，以燕山中期、晚期和喜馬拉雅期為主。

4 典型氣田解剖

為了進(jìn)一步分析川西和川東北地區(qū)天然氣成藏特征的差異性，分別選取孝泉—新場(chǎng)氣田和通南巴氣田進(jìn)行詳細(xì)解剖(氣田位置見圖1)。

4.1 孝泉—新場(chǎng)氣田

孝泉—新場(chǎng)—豐谷構(gòu)造帶位于川西前陸盆地中段，該構(gòu)造帶走向?yàn)镹EE向，整體表現(xiàn)為西高東低的形態(tài)，西南端與龍門山?jīng)_斷帶的金馬—鴨子河構(gòu)造帶相交，中部與合興場(chǎng)—石泉場(chǎng)近南北向構(gòu)造帶發(fā)生交錯(cuò)、復(fù)合，形成較復(fù)雜的構(gòu)造形態(tài)。通過平衡剖面恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)孝泉—新場(chǎng)—豐谷構(gòu)造帶在印支中期(安縣運(yùn)動(dòng))開始具有古隆起雛形，并在印支晚期得到加強(qiáng)，主體構(gòu)造形成于燕山運(yùn)動(dòng)中期，喜馬拉雅期發(fā)生全面隆升改造，并最終定型。

表1 川西和川東北地區(qū)陸相氣田成藏特征對(duì)比表

Table 1 The hydrocarbon accumulation characteristics of the continental gas fields in the western and northeastern Sichuan Basin

地區(qū)名稱烴源巖儲(chǔ)層蓋層輸導(dǎo)體系成藏關(guān)鍵時(shí)刻川西 中壩T3m/T3xtT3x2T3x3NE向斷裂印支晚期、燕山中期、喜山期大邑T3m/T3xt、T3x3、T3x5T3x2、T3x4T3x3、T3x5NE向斷裂及伴生裂縫印支晚期、燕山中晚期、喜山期孝泉—新場(chǎng)T3x3、T3x4、T3x5、J1zT3x2、T3x4、J2s、J3s、J3pT3x3、T3x5、J3s、K2gSN向、NE向和EW向斷裂斷層及伴生裂縫，不整合面印支晚期、燕山中晚期、喜山期馬井T3x4、T3x5J2s、J3pK2gNE向斷裂燕山中晚期、喜山期新都—洛帶T3x5J3s、J3pK2gNE向斷裂及伴生裂縫燕山晚期、喜山期川東北元壩T3m/T3xt、T3x3、T3x5、J1z、J2qT3x2、T3x4、J1z、J2qT3x3、T3x5、J2q裂縫燕山早期、燕山晚期、喜山期通南巴T3x3、T3x5、J1z、J2qT3x2、T3x4、J1zT3x3、T3x5、J2qNW向斷裂及伴生裂縫燕山中期、燕山晚期、喜山期宣漢-達(dá)縣T3m/T3xt、T3x3、T3x5、J1z、J2qT3x2、T3x4、J2sT3x3、T3x5NW向斷裂燕山中期、燕山晚期、喜山期南江T3x3、T3x5、J2qT3x2、T3x4、J2sT3x3、T3x5、J3sEW向斷裂燕山早期、燕山晚期、喜山期

孝泉—新場(chǎng)氣田目前已發(fā)現(xiàn)的氣藏有須二段、須四段、上沙溪廟組和蓬萊鎮(zhèn)組，其中須家河組氣藏為自生自儲(chǔ)型，成藏經(jīng)歷三個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻：第一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻為印支晚期(須家河組沉積末期)，烴源巖開始生烴；第二個(gè)為燕山中期(侏羅紀(jì)末期)，須家河組烴源巖進(jìn)入排烴高峰，為主要的成藏期[5,21,24]；第三個(gè)為喜馬拉雅期，對(duì)先前形成的氣藏進(jìn)行調(diào)整改造。侏羅系氣藏天然氣來源于下伏須五段，為下生上儲(chǔ)型，其成藏經(jīng)歷了兩個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻：第一個(gè)為燕山晚期，須五段烴源巖開始大規(guī)模生排烴；第二個(gè)關(guān)鍵階段為喜馬拉雅期，對(duì)氣藏調(diào)整改造(圖5)。

4.2 通南巴氣田

通南巴地區(qū)主體構(gòu)造為NE向的通南巴背斜，位于米倉(cāng)山—大巴山前陸坳陷區(qū)，核部出露中侏羅統(tǒng)沙溪廟組，翼部為下白堊統(tǒng)劍門關(guān)組，發(fā)育NE向和NW向兩組斷裂。通南巴背斜在印支期開始形成，構(gòu)造幅度較低，在燕山運(yùn)動(dòng)中晚期，背斜基本定型，同時(shí)產(chǎn)生了大量裂縫，喜馬拉雅期構(gòu)造幅度進(jìn)一步加大，發(fā)育NW向斷裂，使背斜最終定型。

圖5 孝泉—新場(chǎng)氣田成藏事件圖[5]Fig.5 Hydrocarbon accumulation event of Xiaoquan-Xinchang gas field[5]

通南巴地區(qū)在須二段、須四段、大安寨段、千佛崖組和下沙溪廟組獲得工業(yè)氣流或油氣顯示。須家河組氣藏天然氣主要來源于須一段和須三段，局部地區(qū)有海相烴源巖貢獻(xiàn)，侏羅系氣藏氣源主要為下侏羅統(tǒng)自流井組，為自生自儲(chǔ)型。須家河組氣藏和侏羅系氣藏成藏過程大致都經(jīng)歷了三個(gè)關(guān)鍵時(shí)期[27-28,30]：第一個(gè)時(shí)期為燕山運(yùn)動(dòng)中期，須家河組進(jìn)入生烴高峰；第二個(gè)為燕山運(yùn)動(dòng)晚期，天然氣沿裂縫向高部位運(yùn)移成藏；第三個(gè)為喜馬拉雅期，該期形成的NW向斷裂成為天然氣運(yùn)移的主要通道，氣藏被調(diào)整改造(圖6)。

圖6 通南巴氣田成藏事件Fig.6 Hydrocarbon accumulation event of Tongnanba gas field

5 差異構(gòu)造演化與天然氣成藏

通過對(duì)川西和川東北地區(qū)構(gòu)造演化和成藏特征進(jìn)行分析，認(rèn)為川西和川東北地區(qū)的構(gòu)造演化差異性對(duì)天然氣成藏的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

5.1 對(duì)烴源巖發(fā)育的影響

前陸盆地中碎屑沉積物主要來自造山期相鄰造山帶的隆升和剝蝕[32]。前陸盆地的沉積演化控制了盆地的埋藏史和熱演化史。印支期，龍門山隆升強(qiáng)烈，川西地區(qū)沉積了巨厚的須家河組，厚度為1 000～4 000 m，川東北地區(qū)恰好相反，須家河組厚度只有400～900 m(圖7(a)—(c))；燕山期，大巴山和龍門山交替活動(dòng)，川西地區(qū)侏羅系厚度為2 000 m左右，而川東北地區(qū)侏羅系厚度高達(dá)3 000～5 000 m(圖7(d)—(f))。巨大的沉積厚度和埋深，為烴源巖的發(fā)育奠定了基礎(chǔ)。

圖7 四川盆地晚三疊世至中侏羅世時(shí)期巖相古地理圖①Fig.7 Lithofacies paleogeographic maps of Sichuan Basin from Late Triassic to Middle Jurassic periods*楊克明, 朱宏權(quán),李書兵,等.四川盆地碎屑巖層系大中型油氣田形成規(guī)律與勘探方向研究成果附圖冊(cè).成都:中國(guó)石油化工股份有限公司西南油氣田分公司, 2010.(a)須家河組三段巖相古地理；(b) 須家河組四段巖相古地理；(c) 須家河組五段巖相古地理；(d) 珍珠沖—東岳廟段巖相古地理；(e) 馬鞍山—大安寨段巖相古地理；(f) 千佛崖組—沙溪廟組巖相古地理

另一方面，龍門山、大巴山、米倉(cāng)山和雪峰山的交替造山運(yùn)動(dòng)控制了川西和川東北前陸盆地的演化過程，各演化階段具有不同的沉積學(xué)響應(yīng)[33]?？碧綄?shí)踐證明，湖泊沉積有利于陸相烴源巖發(fā)育，而且在濱淺湖環(huán)境中更適合形成天然氣和煤。從圖7可以看出，川西地區(qū)須家河組和川東北地區(qū)侏羅系都以濱淺湖和半深湖沉積為主，是各自成藏的主力烴源巖。

5.2 對(duì)輸導(dǎo)體系形成的影響

四川盆地儲(chǔ)層普遍致密化，在這種致密儲(chǔ)層中，油氣運(yùn)移以垂向?yàn)橹?，?cè)向?yàn)檩o。四川盆地在多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)中形成了多個(gè)區(qū)域和局部不整合面以及多期斷裂和伴生裂縫，它們構(gòu)成了油氣運(yùn)移的主要通道。在川西地區(qū)，安縣運(yùn)動(dòng)使須三段和須四段之間形成了一個(gè)局部不整合，為后期油氣運(yùn)移提供了優(yōu)勢(shì)通道。印支期形成的NE向斷裂、燕山期形成的SN向斷裂和喜馬拉雅期重新開啟的斷裂及伴生裂縫也是天然氣運(yùn)移的主要通道。川東北地區(qū)燕山運(yùn)動(dòng)中晚期形成的區(qū)域裂縫改造了儲(chǔ)集空間，并且成為天然氣向高部位運(yùn)移的有效通道，而喜馬拉雅期受大巴山推覆形成的NW向斷裂是主要油源斷裂。

5.3 對(duì)氣藏保存條件的影響

四川盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造變形，對(duì)蓋層的封蓋條件產(chǎn)生了重要影響，一方面大型斷裂發(fā)生多期活動(dòng)，容易形成大規(guī)模通天斷裂，導(dǎo)致油氣的散失；另一方面多期構(gòu)造隆升造成的剝蝕作用，使蓋層的完整性遭到破壞[34]。川西和川東北地區(qū)的不同構(gòu)造帶上氣藏的保存條件有較大差異(表2)。在川西地區(qū)，龍門山前斷褶帶發(fā)育大量逆沖斷層，多數(shù)斷至地表，形成通天斷裂，對(duì)侏羅系成藏造成破壞，如大邑氣田。從地層剝蝕程度來看，只對(duì)局部地區(qū)氣藏的保存有影響，印支晚期運(yùn)動(dòng)使川西北部地區(qū)的須四段和須五段地層幾乎被剝蝕殆盡，嚴(yán)重的地層剝蝕影響了蓋層的區(qū)域分布，如中壩氣田須五段泥頁(yè)巖就被剝蝕殆盡，只在須家河組下部發(fā)育一個(gè)生儲(chǔ)蓋組合。前陸坳陷帶內(nèi)地層發(fā)育較完整，小型斷裂只在部分地區(qū)對(duì)侏羅系氣藏有破壞，整體保存條件良好；在川東北地區(qū)山前斷褶帶，以推覆構(gòu)造為主，斷裂多斷至地表，保存條件較差，而且地層被嚴(yán)重剝蝕，出露侏羅系、須家河組和古生界地層。在前陸坳陷帶內(nèi)變形程度較弱，一些小型斷層只發(fā)育在須家河組和侏羅系地層內(nèi)，并未對(duì)氣藏造成破壞。燕山晚期運(yùn)動(dòng)使白堊系地層大量剝蝕，地表出露侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組和下白堊統(tǒng)，但未對(duì)侏羅系氣藏造成破壞。

表2 川西和川東北地區(qū)不同構(gòu)造帶保存條件對(duì)比

Table 2 Preservation conditions of different structural zones in the western and northeastern Sichuan Basin

地區(qū)變形強(qiáng)度剝蝕程度保存條件評(píng)價(jià)川西 山前斷褶帶強(qiáng)烈較強(qiáng)一般前陸坳陷帶較弱較弱良好川東北山前斷褶皺強(qiáng)烈強(qiáng) 較差前陸坳陷帶較弱較弱良好

5.4 對(duì)天然氣成藏過程的影響

前人研究認(rèn)為，海相盆地中油氣具有多期成藏的特點(diǎn)[35]，同樣四川陸相盆地也具有此特點(diǎn)。多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)對(duì)天然氣成藏過程有明顯的影響作用，其中關(guān)鍵構(gòu)造變革期與天然氣成藏關(guān)鍵時(shí)刻相對(duì)應(yīng)。

從上述構(gòu)造演化史可以看出，川西地區(qū)經(jīng)歷了印支晚期、燕山中晚期和喜馬拉雅期多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，這與氣藏的成藏關(guān)鍵時(shí)刻正好匹配，在印支晚期須家河組烴源巖開始生烴，燕山中晚期須家河組烴源巖都進(jìn)入大規(guī)模生排烴階段，這一階段也是儲(chǔ)層、蓋層和圈閉的形成時(shí)期，最后喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使先前形成的氣藏調(diào)整改造。川東北地區(qū)的關(guān)鍵構(gòu)造變革期為燕山中期、晚期和喜馬拉雅期，同樣也控制了天然氣成藏的關(guān)鍵時(shí)刻(圖8)。

圖8 川西和川東北地區(qū)成藏模式圖Fig.8 Hydrocarbon accumulation model in the western and northeastern Sichuan Basin

6 結(jié) 論

(1)受控于周緣造山帶的交替運(yùn)動(dòng)，川西和川東北地區(qū)的構(gòu)造演化具有差異性。川西地區(qū)主要受龍門山造山帶影響，在印支中晚期率先發(fā)育前陸盆地，之后經(jīng)歷燕山早中期平穩(wěn)期，最后受燕山晚期和喜馬拉雅期強(qiáng)烈構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響；川東北地區(qū)在燕山早期開始發(fā)育前陸盆地，之后在燕山中期和晚期受大巴山、米倉(cāng)山和雪峰山聯(lián)合作用影響，最后在喜馬拉雅期大巴山造山帶活動(dòng)強(qiáng)烈，使其最終定型。

(2)差異構(gòu)造演化造成了川西和川東北地區(qū)成藏特征的差異性，主要表現(xiàn)在影響了烴源巖的發(fā)育、輸導(dǎo)體系的形成、氣藏的保存和天然氣成藏過程4個(gè)方面。川西地區(qū)主要發(fā)育須家河組一套烴源巖，印支期形成的不整合面和NE向斷裂、燕山期形成的SN向斷裂和喜馬拉雅期再生斷裂及其伴生裂縫構(gòu)成了輸導(dǎo)體系的主體，多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的大型通天斷裂影響了山前斷褶帶氣藏的保存條件，成藏經(jīng)歷了印支晚期、燕山中期和晚期及喜馬拉雅期4個(gè)成藏關(guān)鍵時(shí)刻；川東北地區(qū)發(fā)育須家河組和下侏羅統(tǒng)兩套烴源巖，輸導(dǎo)體系以喜馬拉雅期形成的NW向斷裂為主，隆升剝蝕和大型斷裂造成了山前斷褶帶較差的保存條件，成藏經(jīng)歷了燕山中期、燕山晚期和喜馬拉雅期三個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。

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Differential Structural Evolution and Its Influence on the Natural Gas Accumulation of Continental Strata in the Western and Northeastern Sichuan Basin

YU Dongdong1,2, TANG Liangjie1,2, YU Yixin1,2, CHEN Qian1,2

(1.StateKeyLaboratoryofPetroleumResourcesandProspecting,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China;2.BasinandReservoirResearchCenter,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China)

The west and northeast of Sichuan Basin, located at the northwestern margin of the Yangtze Platform,both developed typical fold-thrust belts and foreland basins, and shared certain similarities in relate to structural characteristics. Based on the interpretation of seismic data and anatomy of typical gas fields and in combination with previous study results, this study analyzed differential structural evolution and its influence on natural gas accumulation characteristics in the west and northeast of Sichuan Basin. Consequently, the western Sichuan Basin was mainly affected by the Longmenshan orogenic belt and the corresponding foreland basin formed from the Middle and Late Indosinian,then mainly influenced by Late Yanshanian and Himalayan tectonic movement; but the northeastern Sichuan Basin from the Early Yanshanian began to develop foreland basin, then was influenced by the combination of Dabashan, Micangshan and Xuefengshan in the Middle and Late Yanshanian, finally formed in the intensive movement of Dabashan orogenic belt in the Himalayan. Above differential structural evolution affected the hydrocarbon accumulation characteristics in the continental strata of the west and northeast of Sichuan Basin respectively, which are reflected mainly in source rocks, pathway system, preservation condition and natural gas accumulation process. The western Sichuan Basin mainly developed Xujiahe Formation source rocks, and its pathway system consisted of NE and SN trending faults and relational fractures and its large faults formed by multi-period tectonic movements affected the preservation of gas fields in piedmont fault-fold zone, experiencing four key accumulation periods, i.e. Late Indosinian, Middle and Late Yanshanian and Himalayan. The northeastern Sichuan Basin developed two sets of source rocks,i.e.Xujiahe Formation and Lower Jurassic, and its NW trending faults were the main pathway system, and its erosion and large faults caused poor preservation condition of piedmont fault-fold belt, experiencing three key accumulation periods, i.e.Middle Yanshanian,Late Yanshanian and Himalayan.

foreland basin; differential structural evolution; control on hydrocarbon accumulation; continental stratum; western Sichuan Basin; northeastern Sichuan Basin

2015-02-10；改回日期：2016-09-14；責(zé)任編輯：潘令枝。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41172125, 40972090)；國(guó)家科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(2011ZX05002-006-007HZ，2011ZX05002-003-001，2011ZX05029-002)；國(guó)家“973”計(jì)劃項(xiàng)目(2012CB214804)。

于冬冬，男，碩士研究生，1989年出生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事含油氣盆地構(gòu)造研究工作。Email：kobeyudong@126.com。

湯良杰，男，教授，博士生導(dǎo)師，1957年出生，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)專業(yè)，主要從事含油氣盆地構(gòu)造研究工作。Email：tanglj@cup.edu.cn。

P548

A

1000-8527(2016)05-1085-11