李運振，張 鑫，信石印，柳萬春

(1.中海油研究總院有限責任公司，北京 100028；2.中海石油(中國)有限公司，北京 100027)

據(jù)數(shù)據(jù)與咨詢公司Rystad Energy報道，2017年全球常規(guī)油氣新增2P可采儲量僅有70億桶油當量(約合9.5×108t)，減少到自20世紀40年代以來的最低水平。2017年全球常規(guī)油氣的儲量替代率已低至11%，而在2012年該值還能達到50%，2006年則能達到100%?？梢钥闯?，常規(guī)油氣的儲量替代率在近年來是不斷下降的[1]。如果這一勢態(tài)持續(xù)，必然意味著未來一段時間油氣可采儲量的枯竭。盡管近年來非常規(guī)油氣的出現(xiàn)，改變了油氣生產(chǎn)走向枯竭的局面，在一定程度上拯救了石油產(chǎn)業(yè)，但至今開采成本依舊非常高。因此，在能夠有效降低非常規(guī)油氣資源開采成本之前，油氣勘探獲得突破的途徑依然是尋找大型的常規(guī)油氣田。

由于目前發(fā)現(xiàn)大型油氣田的難度越來越大，全球常規(guī)油氣的勘探前景并不樂觀。世界油氣大發(fā)現(xiàn)主要集中在上世紀50年代中期至70年代末期，主要分布在中東、前蘇聯(lián)、墨西哥海域、歐洲北海及中國東部等地區(qū)。然而1980年至今，油氣大發(fā)現(xiàn)急劇減少至4個，主要分布在中東、哈薩克斯坦、土庫曼斯坦及巴西海域超深水等地區(qū)。在這些發(fā)現(xiàn)的世界級油氣田中，中東地區(qū)發(fā)現(xiàn)的超大型油氣田是數(shù)量最多、密度最大的。盡管這些超大型油氣田的發(fā)現(xiàn)已有時日，前人也已取得了大量研究成果[2-9]，但對中東地區(qū)能夠形成如此數(shù)量眾多、分布集中、儲量巨大的油氣田，在成因機制方面仍未有清晰系統(tǒng)的認識。因此，有必要對中東超大型油氣田進行梳理，探討超大型油氣田群的成藏機制。本文從盆地構(gòu)造演化的角度出發(fā)，論述波斯灣盆地在不同演化階段與含油氣系統(tǒng)之間的關(guān)系，進一步明確各演化階段對油氣成藏的控制作用，希望能為今后大型油氣田的勘探實踐提供參考和依據(jù)。

1 盆地油氣地質(zhì)特征

中東波斯灣盆地總面積約為305×104km2，主體可劃分為1個褶皺帶與5個次盆，包括扎格羅斯褶皺帶、西阿拉伯次盆、維典—美索不達米亞次盆、中阿拉伯次盆、魯卜哈利次盆與阿曼次盆(圖1)。盆地油氣資源極其豐富，截至2017年，油氣探明儲量占全球儲量超過40%[10]。波斯灣盆地共發(fā)現(xiàn)油氣田1 692個，全盆地總計2P可采儲量達17 861億桶油當量。2P可采儲量超過5億桶的油氣田有202個[11]，2P可采儲量超過100億桶的油氣田有20個，并囊括多個世界之最，如世界上最大的油田蓋瓦爾油田(2P可采儲量1 529億桶)，最大的氣田北方—南帕斯氣田(2P可采儲量1 100 Tcf)，海上最大的油田薩法尼亞油田(2P可采儲量491億桶)，最大的砂巖油田大布爾干油田(2P可采儲量471億桶)，最大的鹽拱背斜油氣田扎庫姆油田(2P可采儲量159億桶)等。油氣發(fā)現(xiàn)主要集中在中阿拉伯次盆、扎格羅斯褶皺帶和魯卜哈利次盆，油氣2P可采儲量分別占到總量的2/3、1/5與1/10，其他各次盆則基本只占到1%上下。

中東波斯灣盆地發(fā)育古生界、侏羅系—白堊系及白堊系—新生界3個含油氣系統(tǒng)與二疊系、侏羅系、白堊系及新近系4套主力成藏組合(圖2)。

古生界含油氣系統(tǒng)是以志留系Gahkum組熱頁巖為主力烴源巖的含油氣系統(tǒng)[13-15]，烴源巖有機碳含量主體在2%～20%，平均值為4%，除靠近西南部阿拉伯地盾少數(shù)地區(qū)外，大部分地區(qū)已進入生氣門限。古生界主力儲層為上二疊統(tǒng)碳酸鹽巖，其他次要儲層都為砂巖，區(qū)域蓋層為泥頁巖與層間蒸發(fā)巖。古生界的勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在波斯灣南岸及伊朗Fars地區(qū)(圖3a)。

圖1 波斯灣盆地二級構(gòu)造單元據(jù)文獻[12]，有修改。Fig.1 Sub-basins of Persian Gulf Basin

圖2 波斯灣盆地地層綜合柱狀圖據(jù)IHS(2012)，有修改。Fig.2 Comprehensive stratigraphic column of Persian Gulf Basin

侏羅系—白堊系含油氣系統(tǒng)是以中上侏羅統(tǒng)Diyab/Hanifa組泥頁巖為主力烴源巖的含油氣系統(tǒng)。烴源巖有機質(zhì)豐度主體在1.2%～7.6%，平均值為5%，除兩伊邊境地區(qū)已進入生氣門限，大部分地區(qū)仍處于生油階段。主力儲層對應侏羅系A(chǔ)rab組與下白堊統(tǒng)Thamama群碳酸鹽巖，侏羅系儲層之上發(fā)育優(yōu)質(zhì)的蒸發(fā)巖區(qū)域蓋層。侏羅系的勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在波斯灣伊朗邊境以南的地區(qū)(圖3b)。

白堊系—新生界含油氣系統(tǒng)是以下白堊統(tǒng)Sulaiy/Kazhdumi組泥頁巖為主力烴源巖的含油氣系統(tǒng)。烴源巖有機質(zhì)豐度主體在2%～8%，平均值為5%，分布范圍主體位于波斯灣及北部的扎格羅斯褶皺帶，目前整體處于生油階段。主力儲層對應下白堊統(tǒng)砂巖與上白堊統(tǒng)—古近系碳酸鹽巖。白堊系儲層之上發(fā)育泥頁巖區(qū)域蓋層，新近系儲層之上發(fā)育優(yōu)質(zhì)的蒸發(fā)巖區(qū)域蓋層。白堊系的勘探發(fā)現(xiàn)分布最廣，在波斯灣周邊及兩伊邊境地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)(圖3c)；新生界的勘探發(fā)現(xiàn)向西北側(cè)集中，主要分布在波斯灣西北部兩伊地區(qū)(圖3d)。

另外，在前寒武系還存在一套次要含油氣系統(tǒng)，主體分布在阿曼地區(qū)，因其儲量規(guī)模較小，不做具體論述。

2 盆地演化特征與圈閉形成關(guān)系

中東板塊經(jīng)歷了不同期次的拼合與漂移，總體經(jīng)歷了裂谷—漂移—碰撞3期構(gòu)造演化階段(圖2)，并形成3種盆地類型，即基底拼合裂谷、被動陸緣與前陸盆地，并最終形成5個次盆與1個褶皺帶。

圖3 波斯灣盆地不同層系油氣平面分布Fig.3 Oil and gas distribution of different strata in Persian Gulf Basin

3個構(gòu)造演化階段形成特征如下：

(1)前寒武紀時期，阿拉伯、土耳其、伊朗、阿富汗、印度等板塊或地塊與非洲板塊沒有分離[16]，是Rodinia超級大陸的組成部分[17]，形成中東波斯灣盆地基底，巖性主要為高度裂縫化的變質(zhì)巖。前寒武紀末期，Rodinia超級大陸開始裂解[18]，北西向的Najad斷裂系發(fā)生走滑作用，在現(xiàn)今阿拉伯板塊東部、北部和伊朗板塊板內(nèi)沿北、東、近南北向派生形成正斷層，構(gòu)成壘塹構(gòu)造，整體表現(xiàn)為現(xiàn)今的阿拉伯板塊北、東斷陷沉降，控制形成了阿曼、魯卜哈利、中阿拉伯、維典美索不達米亞和西阿拉伯等眾多的受到北北東和近南北向斷裂控制的斷陷。斷陷內(nèi)沉積了一套陸相的砂巖、粉砂巖和泥頁巖建造，之后發(fā)生海侵，形成海相建造，頂部海退充填一套廣泛分布的蒸發(fā)巖，膏鹽巖在科威特以東、阿布扎比以北以及阿曼廣泛發(fā)育，由碎屑巖、碳酸鹽巖、膏巖組成[19](圖4a)。

(2)早寒武世—泥盆紀，由于古特提斯洋的開啟，波斯灣盆地成為具有克拉通背景的被動陸緣盆地。晚泥盆世—中二疊世，海西運動造成古特提斯洋關(guān)閉，使得地層遭受剝蝕；二疊紀晚期，盆地開始形成規(guī)模巨大的呈北西—南東走向的扎格羅斯裂谷，新特提斯洋開始形成，并導致東北部伊朗地塊與中東板塊分離，伊朗地塊通過扎格羅斯裂谷向北部漂移，南部的扎格羅斯高地則對后期陸架內(nèi)盆地形成具有控制作用[22]。中生代由于新特提斯洋的開啟，使得波斯灣盆地再次成為被動陸緣盆地。這個時期，板塊西北側(cè)的土耳其地塊還未開始分離。侏羅紀—白堊紀早期，西北部土耳其地塊與東南部其他地塊才開始裂離，并在附近形成規(guī)模較小的裂谷，而板塊東北部已經(jīng)形成比較成熟的被動陸緣(圖4b)。

圖4 板塊活動與波斯灣盆地演化三階段關(guān)系據(jù)文獻[20-21]，有修改。Fig.4 A three-stage relationship diagram between plate activity and evolution of Persian Gulf Basin

(3)在白堊紀末期，北面扎格羅斯造山和東南部阿曼造山使得波斯灣盆地變?yōu)榍瓣懪璧豙23]。土耳其地塊在晚白堊世繼續(xù)分離，板塊東部與北部開始受到擠壓。古新世以來，伊朗地塊與中東板塊開始逐漸會聚，板塊碰撞首先開始于西北部，并逐漸向東南部擠壓，同時擠壓規(guī)模也越來越大，使得褶皺帶的規(guī)模也逐漸變大，最終變?yōu)榍瓣懪璧?圖4c)。

根據(jù)波斯灣盆地演化的階段特征，盆地內(nèi)圈閉的形成也具有階段性。在裂谷階段，受基底拼合作用，開始形成古隆起與鹽拱構(gòu)造的雛形；在被動陸緣階段，兩期被動陸緣之間存在一期海西運動，它對古生界的圈閉起到定型作用；在碰撞階段，北部扎格羅斯地區(qū)開始形成數(shù)量眾多的大型擠壓褶皺，中部波斯灣鹽巖分布地區(qū)開始繼承發(fā)育大規(guī)模的鹽拱圈閉，南部沙特阿拉伯與阿聯(lián)酋地區(qū)的早期形成的圈閉規(guī)模得到加強。因此，波斯灣盆地大型圈閉主要受控于3種機制，分別是基底隆升、鹽拱構(gòu)造以及擠壓褶皺。根據(jù)中東油氣發(fā)現(xiàn)特點，圈閉形成機制最為重要的是基底隆升，其次為擠壓褶皺。

3 裂谷階段演化控制構(gòu)造及鹽拱圈閉雛形

3.1 古生代基底拼合隆升控制盆地主體構(gòu)造

在古生代，波斯灣盆地主體構(gòu)造相對穩(wěn)定，前寒武紀基底斷裂在盆地基底構(gòu)成了很多巨型的地壘，在這些地壘之上形成眾多以近南北向為主的凸起，并成為波斯灣盆地的主體構(gòu)造(圖5)。這些構(gòu)造受基底斷塊運動和后期基底活化的影響，長期發(fā)育，并多具有繼承性，最終形成現(xiàn)今相對簡單、長軸狀、寬緩巨大的背斜圈閉。這些大型構(gòu)造圈閉主要發(fā)育在波斯灣及其西部與南部，西部可達伊拉克，東部可達阿聯(lián)酋，并最終形成了以北方—南帕斯氣田和蓋瓦爾油田為典型代表的大型和特大型油氣田[15]。

以中阿拉伯次盆為例，它是在寒武紀裂谷盆地基礎(chǔ)上發(fā)育起來的盆地，該次盆由中阿拉伯隆起與迪布蒂巴赫坳陷組成，迪布蒂巴赫坳陷的東部為南北海灣鹽次盆。中阿拉伯隆起為一寬廣的東西向延伸的正向構(gòu)造，處于西部斜坡區(qū)，基底上發(fā)育一系列東傾斷層，形成一系列斷階帶，其上的中生界蓋層很薄。迪布蒂巴赫坳陷由4個狹長的南北向軸狀凸起和相間的凹陷構(gòu)成，均向北傾沒于波斯灣，較難截然分開(圖5)。迪布蒂巴赫坳陷內(nèi)各凸起均位于前寒武紀基底斷裂所形成的地壘之上，古生界、中生界大部分油氣田處于該區(qū)帶。盆地東部基底為近南北走向隆坳相間格局，自西向東的4個凸起分別為薩曼凸起、安納凸起、蓋瓦爾凸起和卡塔爾凸起。上述凸起南部出露地表，向北傾沒于波斯灣。除卡塔爾凸起外，其他3個凸起北部的傾沒端對應4個隆起幅度較小的背斜帶，自西向東分別為Rumeaila、Khurais、Hendijian與Kharg背斜帶。次盆南部凸起之間邊界清晰，向北凸起逐漸傾沒，使得邊界不確定。

3.2 古生代裂谷鹽盆為鹽拱圈閉形成提供必要條件

在波斯灣地區(qū)發(fā)育的多套含鹽層系中，只有前寒武系—下寒武統(tǒng)霍爾木茲含鹽層系對圈閉形態(tài)的形成產(chǎn)生作用?；魻柲酒澓}層系形成于前寒武紀—早寒武世，鹽巖之下充填了一套海進的河流—淺海相碎屑巖和碳酸鹽巖沉積，后期逐漸海退充填了廣泛分布的鹽巖。該套地層沉積范圍被稱為霍爾木茲鹽盆，鹽盆可劃分為3個鹽活動帶：北海灣鹽次盆、南海灣鹽次盆與伊朗Fars地區(qū)(圖5)。鹽巖在平面上的分布不均勻，鹽露頭和地震資料顯示南海灣鹽次盆和扎格羅斯褶皺帶東側(cè)鹽巖更加發(fā)育，如在扎格羅斯褶皺帶的東南部，霍爾木茲巖系變厚，在一些地區(qū)超過2 000 m。

鹽巖在基底斷裂處易形成低幅度的鹽背斜和鹽底辟，或由于沉積物源方向性差異而使上覆負載差異壓實，導致鹽底辟被動生長。波斯灣地區(qū)鹽運動引起上覆巖層彎曲而形成穹窿構(gòu)造，白堊紀及其以后沉積地層在鹽隆構(gòu)造上形成披覆構(gòu)造。如卡塔爾隆起西側(cè)的Dukhan油田就是由于深層的鹽巖活動形成的(圖5，6)。Dukhan油田2P可采儲量為83.4億桶油當量，構(gòu)造呈近南北走向，長度約70 km，寬度約5 km，面積約325 km2，主力儲層為上侏羅統(tǒng)Arab組。

鹽巖活動能夠形成超大型的油氣田，只不過數(shù)量較少，這些鹽巖活動形成的構(gòu)造多分布在波斯灣南部海域，如在阿聯(lián)酋海域發(fā)育的鹽拱構(gòu)造可形成一個個孤立的油田，這里面就包括世界排名前十的扎庫姆油田。同阿聯(lián)酋所在的波斯灣南部海域相比，中阿拉伯次盆所在的北部海域鹽巖活動相對較弱，這主要是因為波斯灣北部海域油氣成藏受到鹽巖活動與基底活化隆升的共同控制，南部海域油氣成藏則由于缺少基底活化隆升而完全受控于鹽巖活動。

圖5 波斯灣盆地古構(gòu)造與油氣分布Fig.5 Ancient uplift and oil and gas distribution in Persian Gulf Basin

圖6 波斯灣盆地古基底與鹽巖演化控藏模式Fig.6 Paleobasement and salt rock evolution and reservoir control model in Persian Gulf Basin

4 漂移階段演化控制烴源巖與儲蓋組合形成

4.1 主力烴源巖形成于閉塞穩(wěn)定陸架內(nèi)盆地

中東的3套主力烴源巖具有相似的構(gòu)造背景，志留紀、侏羅紀與白堊紀的陸架東部都存在水下高地或凸起，差異沉降導致在陸架內(nèi)形成低洼的陸架內(nèi)盆地環(huán)境，并在海侵時期沉積了富含有機質(zhì)的暗色頁巖。

盡管3種陸架內(nèi)盆地具有相似成因機制，但烴源巖沉積特征仍具有差異性。志留紀為克拉通背景下的被動陸緣，由于緯度較高而處于溫濕的氣候條件，烴源巖多沉積在相隔的古洼陷內(nèi)(圖7)，筆石發(fā)育，熱頁巖品質(zhì)異常好，烴源巖厚度在幾米至幾十米。根據(jù)中東志留系頁巖有機質(zhì)含量統(tǒng)計資料，地層底部是富含有機質(zhì)的頁巖，而向上則轉(zhuǎn)變?yōu)榇筇椎呢氂袡C質(zhì)的頁巖，這是志留系所處的盆地結(jié)構(gòu)和海平面變化所決定的。初次海泛面使得凹陷內(nèi)沉積了富含有機質(zhì)的熱頁巖，而最大海泛面則將封閉的凹陷轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放的凹陷，使得有機質(zhì)不能高效堆積。

而到了中生代的侏羅紀，盆地成為典型的被動陸緣，其中侏羅紀是板塊漂移最慢的時期，同時配合二疊紀形成大規(guī)模的扎格羅斯高地，使得陸架內(nèi)盆地開始形成，這個時期陸架內(nèi)盆地最為穩(wěn)定。由于侏羅紀陸架坡度較緩，緯度較低，且處于濕熱的氣候條件，在陸架上呈多灶廣泛分布的特征(圖7)，烴源巖厚度主體在30～150 m。

與侏羅紀相比，白堊紀板塊漂移速度開始加快，洋殼擴張中心相對南移，被動陸架坡度變陡，盆地周邊高地繼續(xù)升高，使得烴源巖分布變得局限，烴源灶多集中在東側(cè)的陸架邊緣(圖7)，烴源巖厚度在40～300 m。

圖7 波斯灣盆地主力烴源巖平面分布預測據(jù)文獻[24]，有修改。Fig.7 Prediction of plane distribution of main source rocks in Persian Gulf Basin

被動陸緣形成的烴源巖主體發(fā)育在中東板塊的中部地區(qū)，其規(guī)模由被動陸緣廣闊的背景所決定；而在板塊邊緣，由于所處位置構(gòu)造不穩(wěn)定，洼陷面積較小，烴源巖一般分布在狹小的地槽內(nèi)。因此，中東超大型油氣田一般分布在被動陸緣的主體位置。而3套主力烴源巖的遷移也決定了不同含油層系的油氣田的遷移，例如3套主力烴源巖分別從板塊中部向東北部開始遷移(圖7)，而對應的成藏組合也分別由板塊中部向東北部遷移(圖3)。

4.2 旋回性海平面變化控制主力儲蓋組合形成

在中東4套主力儲蓋組合中，除1套新生界碳酸鹽巖儲蓋組合處于碰撞階段外，其余3套中古生界儲蓋組合都處于漂移階段，各套儲層組合的形成都與海平面旋回性的變化密切相關(guān)。

古生界二疊系與中生界侏羅系主力碳酸鹽巖儲蓋組合同處于被動陸緣背景，都表現(xiàn)出海平面多旋回的下降特征，這種特點使得膏鹽蓋層極為發(fā)育，為大型油氣田的后期保存提供保障。中東能夠發(fā)現(xiàn)如此多的油氣，與海平面升降控制的這2套膏巖蓋層有直接關(guān)系。在這2套碳酸鹽巖儲蓋組合中，侏羅系膏鹽蓋層發(fā)育最為廣泛，基本上囊括了整個盆地，二疊系膏巖蓋層主要分布在盆地中南部，其上三疊系泥頁巖蓋層全區(qū)都有分布。對于儲層質(zhì)量最好的上侏羅統(tǒng)，碳酸鹽巖儲層形成于新特提斯洋開啟后穩(wěn)定的開放環(huán)境。在沙特蓋瓦爾油田，Arab組是由4個向上變淺的旋回組成，主力產(chǎn)層是D段，占該油田產(chǎn)出石油的90%，Arab組主要儲層相為顆?；?guī)r，D段儲層厚度為91 m，孔隙類型主要為原生孔，孔隙度與滲透率都非常高。對于質(zhì)量稍差的二疊系Khuff組，儲層形成于新特提斯洋開啟的半開放環(huán)境，為一套淺海陸棚—潮坪沉積，Khuff組是由4個向上變淺的旋回組成，儲層厚度為400～600 m，儲層巖相為顆?；?guī)r和泥質(zhì)巖，儲層物性縱向變化劇烈，部分油田孔隙度為4%～8%，雖然也有質(zhì)量非常好的儲層，但從整體來說，中東地區(qū)Khuff組原始物性較差，儲層物性的提高主要靠次生孔隙。

中生界白堊系儲蓋組合下部多為碎屑巖組合，上部轉(zhuǎn)換為碳酸鹽巖組合，巖性組合明顯表現(xiàn)出旋回性海平面變化的特征。自早白堊世以來，盆地內(nèi)陸架坡度開始變陡，阿拉伯地盾物源供給增多，海平面下降期碎屑巖開始向海灣方向不斷進積，碳酸鹽巖沉積范圍不斷縮小，淘洗分選良好的砂巖成為有利儲層，之后的泥頁巖蓋層沉積于海平面上升期，蒸發(fā)巖的形成環(huán)境徹底消失。下白堊統(tǒng)Burgan組是科威特最重要的砂巖儲層，主要為三角洲—淺海相砂巖，砂巖孔隙度主體為10%～30%，滲透率主體為(380～4 000)×10-3μm2。Burgan組分布于伊拉克、科威特、沙特阿拉伯北部和伊朗西南部，Burgan組內(nèi)頁巖構(gòu)成了與之交互的砂巖儲層的局部蓋層。經(jīng)過多期次的海平面升降變化，至晚白堊世周邊物源供給逐漸減少，盆地內(nèi)儲蓋組合主體又轉(zhuǎn)化為碳酸鹽巖沉積。同其他層系儲蓋組合相比，白堊系受海平面多旋回變化的影響更為明顯，因此白堊系形成的成藏組合數(shù)量最多。

5 碰撞階段演化影響圈閉定型及油氣二次分配

5.1 碰撞階段演化對波斯灣盆地圈閉具有定型作用

碰撞階段首先形成于晚白堊世，阿拉伯板塊北部扎格羅斯山脈之下的地殼向東北方向發(fā)生俯沖，板塊邊界從被動大陸邊緣轉(zhuǎn)換成活動大陸邊緣。古新世—始新世末期，阿拉伯板塊東緣的西側(cè)形成了一個快速沉降的狹窄的前淵盆地(圖4)，這個坳陷的出現(xiàn)標志著新特提斯洋閉合的開始，后期沉降中心逐漸延伸擴大到整個盆地，并向西南方向有所偏移。中新世以后，扎格羅斯碰撞開始進入高峰期，扎格羅斯構(gòu)造帶內(nèi)形成數(shù)量眾多的褶皺(圖5)。

對于受擠壓最為直接的扎格羅斯褶皺帶，它是疊加在被動陸緣盆地之上的前陸盆地，發(fā)育大量構(gòu)造圈閉。目前在褶皺帶上獲得油氣發(fā)現(xiàn)的盆地幾乎全部為新近紀扎格羅斯造山褶皺作用形成的背斜及斷背斜圈閉，其他類型的構(gòu)造圈閉、地層及巖性圈閉數(shù)量較少，且暫未獲得油氣發(fā)現(xiàn)。經(jīng)鉆井證實，背斜圈閉多呈北西—南東到東—西走向，為雙向傾伏褶皺。單個背斜地表長度范圍大致在25～120 km，褶皺的波長變化范圍通常在2～10 km。不同背斜圈閉規(guī)模差異很大，埋藏較深的背斜圈閉一般規(guī)模較小，但大部分近地表背斜的規(guī)模則往往較大。在伊朗迪茲富勒坳陷及鄰近伊拉克地區(qū)，背斜圈閉呈同心狀，其圈閉形成與卷入褶皺的數(shù)層堅硬厚層碳酸鹽巖及下伏的霍爾木茲鹽巖層的滑脫、變形相關(guān)。在迪茲富勒坳陷西側(cè)的洛倫斯坦地區(qū)，背斜圈閉相對較小且緊閉，推測與卷入地層以泥巖為主且下伏霍爾木茲鹽巖層缺失有關(guān)。

鹽巖發(fā)育的波斯灣海域，是大規(guī)模的鹽拱圈閉發(fā)育區(qū)，鹽拱背斜多繼承于古生代的構(gòu)造雛形，主體形態(tài)多形成于晚白堊世，新近紀造山褶皺作用持續(xù)強烈，褶皺作用與早期構(gòu)造作用相互疊加，鹽拱圈閉最終定型。波斯灣海域由于受擠壓程度小于北部的褶皺帶，南部基底隆升構(gòu)造又在波斯灣海域逐漸傾伏消失，鹽拱圈閉主要由鹽活動引起，形態(tài)多呈圓形。

圖8 扎格羅斯褶皺帶油氣二次運移模式據(jù)文獻[28]，有修改。Fig.8 Secondary migration mode of oil and gas in Zagros Fold Belt

對于基底隆升構(gòu)造發(fā)育的波斯灣海域南部陸上地區(qū)，由于逐漸遠離扎格羅斯褶皺帶，受南北向擠壓的程度越來越小，然而仍不能忽視扎格羅斯運動對油氣聚集的重要影響。由于南北走向的基底隆起形成時代最早，后期經(jīng)多次重新活化并控制了沉積蓋層構(gòu)造的發(fā)育，尤其扎格羅斯運動對早期形成的南北向背斜圈閉規(guī)模起到不斷加強的作用。

5.2 碰撞階段演化影響波斯灣盆地油氣二次分配

扎格羅斯褶皺帶目前已發(fā)現(xiàn)的圈閉大部分為新近紀褶皺作用形成的背斜。這些構(gòu)造分布廣泛，不同位置會受到不同程度的擠壓變形，越靠近北部褶皺強度越大，斷裂越發(fā)育，對成藏的破壞作用也越大，而大型油氣田基本上位于受破壞作用較小的前淵帶。例如在伊拉克北部的庫爾德地區(qū)，優(yōu)質(zhì)大型的油氣都聚集在前淵帶，向北部油氣發(fā)現(xiàn)逐漸減少，說明新生代碰撞擠壓對褶皺帶成藏組合具有控制作用。對于新近系碳酸鹽巖儲層，由于它是形成于新特提斯洋關(guān)閉時的半封閉環(huán)境，儲層質(zhì)量較差，如迪茲富勒凹陷Gachsaran油田(圖5)新近系儲層孔隙度平均值為9%，變化區(qū)間為1%～18%。基質(zhì)滲透率很低，介于(0.01～16)×10-3μm2，平均為4×10-3μm2。不過，隨著擠壓作用的加劇，裂縫延伸長度和開放性也逐漸增加，經(jīng)過裂縫的改造，無論平面巖相怎樣變化，總體裂縫發(fā)育程度相當，孔隙度平均值為11%～15%。因此，碰撞產(chǎn)生的裂縫能夠極大提高扎格羅斯褶皺帶的儲層質(zhì)量[25-31]。它們捕獲來自成熟烴源巖的油氣而聚集成藏，由于油氣的注入，儲層的成巖作用停止，孔隙空間大部分都保存下來。這些裂縫為油氣垂向運移提供了可能的通道，隨著擠壓作用的加劇，白堊系大部分油氣被重新分配到新生界成藏，最終聚集在新近系蒸發(fā)巖蓋層之下(圖8)。

相對于扎格羅斯褶皺帶，波斯灣海域鹽巖發(fā)育區(qū)的構(gòu)造變形程度有所縮小。侏羅系油氣會通過鹽巖上拱或與基底隆升的共同作用向上運移到白堊系地層中，像北方氣田西側(cè)的Bahrain油田(圖5)，就是通過鹽拱作用產(chǎn)生的斷裂使得油氣向上發(fā)生二次運移。統(tǒng)計表明，中阿拉伯次盆侏羅系烴源巖對白堊系儲層有部分貢獻，來自侏羅系烴源巖的白堊系可采儲量占次盆總儲量的11.3% ，而這些油氣基本分布在海域，并且大部分集中于波斯灣西部。

同波斯灣海域及扎格羅斯褶皺帶相比，波斯灣南岸陸上地區(qū)構(gòu)造變形程度最小，圈閉依舊保持原來的風貌。由于底部霍爾木茲鹽巖發(fā)育較少，上部地層受鹽拱作用影響較小，同時主力儲層之上的蒸發(fā)巖蓋層封閉性好，碰撞并未對3套含油氣系統(tǒng)產(chǎn)生破壞作用，各套系統(tǒng)內(nèi)部的斷裂互不影響，油氣的二次分配多發(fā)生在各系統(tǒng)內(nèi)部或者蒸發(fā)巖蓋層缺失的地區(qū)。

6 結(jié)論

(1)中東波斯灣盆地油氣資源極其豐富，發(fā)現(xiàn)數(shù)量眾多的超大型油氣田。盆地發(fā)育3個主力含油氣系統(tǒng)與4套主力成藏組合：古生界含油氣系統(tǒng)是以志留系Gahkum組熱頁巖為主力烴源巖的含油氣系統(tǒng)，勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在波斯灣南岸及伊朗Fars地區(qū)；侏羅系—白堊系含油氣系統(tǒng)是以中上侏羅統(tǒng)Diyab/Hanifa組泥頁巖為主力烴源巖的含油氣系統(tǒng)，勘探發(fā)現(xiàn)主要集中在波斯灣伊朗邊境以南的地區(qū)；白堊系—新生界含油氣系統(tǒng)是以下白堊統(tǒng)Sulaiy/Kazhdumi組泥頁巖為主力烴源巖的含油氣系統(tǒng)，白堊系在波斯灣周邊及兩伊地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，新生界勘探發(fā)現(xiàn)主要分布在波斯灣西北部的兩伊地區(qū)。

(2)中東板塊經(jīng)歷了不同期次的拼合與漂移，總體經(jīng)歷了裂谷—漂移—碰撞3期構(gòu)造演化階段，并形成3種盆地類型，即基底拼合裂谷、被動陸緣與前陸盆地。根據(jù)波斯灣盆地演化的階段特征，盆地內(nèi)圈閉的形成也具有階段性。在裂谷階段，受基底拼合作用，開始形成古隆起與鹽拱構(gòu)造的雛形；在兩期被動陸緣的間歇階段，海西運動對古生界的圈閉起到定型作用；在碰撞階段，北部扎格羅斯地區(qū)形成數(shù)量眾多的大型擠壓褶皺，中部波斯灣鹽巖分布地區(qū)繼承發(fā)育大規(guī)模的鹽拱圈閉，南部沙特與阿聯(lián)酋地區(qū)早期形成的圈閉特征得到加強。

(3)波斯灣盆地各演化階段分別對油氣的生成、運移與聚集起到不同的控制作用。如在裂谷階段，古生代基底拼合形成的隆升控制了波斯灣盆地主體構(gòu)造，之后形成的裂谷鹽盆為鹽拱圈閉的形成提供必要條件；漂移階段形成的主力烴源巖沉積在閉塞穩(wěn)定的陸架內(nèi)盆地，旋回性海平面變化控制了3套中古生界主力儲蓋組合的形成；碰撞階段演化不僅對波斯灣盆地圈閉具有成型作用，也對盆地油氣的二次分配有重要影響。