劉志文，侯艷平，陳鴻平，申文靜

中國石油大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶 163712

圖1 海拉爾盆地構造單元圖Fig.1 Structural unit map of Hailaer Basin

為了對海拉爾盆地塔木蘭溝組的含油氣性作出客觀的評價，必須進行塔木蘭溝組原型盆地恢復。原型盆地恢復即把盆地視為一個整體[1-4],這不僅是恢復盆地的本來面貌，而且可以以此為據(jù)闡明盆地經(jīng)歷的構造運動，從而進一步闡明構造活動對前期盆地的改造及對后期成盆作用的影響。原型盆地恢復的前提首先是確定剝蝕量。目前，應用較為成熟的地層剝蝕量恢復方法主要有鉆井對比法、地層趨勢法、聲波時差法和鏡質體反射率法等，但它們都具有各自的局限性。鏡質體反射率法和聲波時差法屬于半定量方法，但是由于塔木蘭溝組頂面(T4界面)后期埋深遠大于其剝蝕量，這2種方法都不適用。該研究擬采用鉆井地層對比法和地層趨勢法，但由于鉆遇塔木蘭溝組的井有限，所以主要依靠地層趨勢法進行研究。

1 剝蝕量恢復方法及結果

表1 T4界面不整合模式

圖2 T4界面構造反轉與剝蝕模式圖Fig.2 Structural inversion and denudation pattern of T4 interface

塔木蘭溝組剝蝕特征具有4種屬性：角度不整合、平行不整合、露頭區(qū)(角度不整合)和向外推測部分(塔木蘭溝組被剝蝕殆盡)。向外推測部分主要依據(jù)露頭。研究認為塔木蘭溝期盆地與西部火山噴發(fā)連成一片是個統(tǒng)一的盆地。但盆外西側主要是火山噴發(fā)，并沒有形成大面積裂陷和斷陷湖盆；西部仍有伸展作用，意味著與蒙古-鄂霍茨克洋閉合帶有關，西部的大規(guī)模火山噴發(fā)可以很好解釋西部坳陷帶凝灰?guī)r發(fā)育的原因。凝灰?guī)r的富集對湖盆的影響后面會涉及到。剝蝕量的量化恢復主要分3步進行：首先網(wǎng)格化選取典型剖面，讀取關鍵剖面和關鍵控制點，然后根據(jù)剝蝕量的剖面變化特征和剝蝕模式，在Surfer中數(shù)字化，最后利用數(shù)字化的數(shù)據(jù)繪制等值線圖。

從塔木蘭溝組剝蝕量圖(見圖3)上可以看出，最大剝蝕量位于烏爾遜凹陷，約550m，巴彥呼舒凹陷、呼倫湖凹陷、紅旗凹陷和赫爾洪德凹陷的最大剝蝕量都超過400m。研究還示意性地恢復了隆起區(qū)剝蝕量，考慮到隆起區(qū)經(jīng)歷更多次的剝蝕及可能存在火山機構，認為存在被剝蝕殆盡的火山機構，隆起區(qū)最大剝蝕量也超過了400m。需要指出的是，隆起區(qū)現(xiàn)今殘留的塔木蘭溝組主要是火山巖，主要原因是火山作用多集中在斜坡和隆起上。此外，火山機構附近的沉積巖相比火山機構更易被風化。剝蝕量圖上一些被斷裂分割的地方并沒有塔木蘭溝組，所以剝蝕量為0。剝蝕量有靠近控洼斷層增大的趨勢(見圖3)。

圖3 塔木蘭溝組剝蝕量圖Fig.3 Denudation amount map of Tamulangou Formation

2 塔木蘭溝組原始地層厚度特征

2.1 地層原始厚度

塔木蘭溝組原始厚度恢復是利用計算的殘余厚度與恢復的剝蝕量相加來開展的(見圖4)。研究首先對比了剝蝕特征，發(fā)現(xiàn)剝蝕量與殘余厚度相差較大，所以總體上，地層原始厚度的展布特征與殘余地層特征基本一致，最大的區(qū)別是分布范圍。

圖4 海拉爾盆地塔木蘭溝組地層原始厚度圖Fig.4 Original strata thickness map of Tamulangou Formation in Hailaer Basin

塔木蘭溝組原始厚度最大值位于巴彥呼舒凹陷和呼倫湖凹陷，約2500m。原始特征與殘余特征相比，盆地沉降中心和洼陷展布特征都沒有變化。這也與反轉模式相對應。也就是說，以T4界面為主的剝蝕作用并沒有改變塔木蘭溝組的盆地結構。巴彥呼舒凹陷的最大沉降中心仍然位于南洼，最大厚度約2500m，遠厚于北洼(約1300m)。查干諾爾凹陷的結構特征沒有變化，最大厚度約2150m。呼倫湖凹陷的最大厚度約2500m，西部坳陷帶與東部坳陷帶之間的凸起上廣泛分布著塔木蘭溝組，主要為火山巖，其將西部坳陷帶和中部坳陷帶連為一個整體。赫爾洪德凹陷最大沉降中心仍然位于西洼，最大厚度約1900m，東洼最大厚度約1100m。紅旗凹陷最大沉降中心位于北洼，最大厚度約2400m，南洼最大厚度約1900m。新寶力格凹陷仍然較薄，最大厚度不到800m。烏爾遜凹陷由于剝蝕量較大，原始厚度相對殘余厚度有較大增加，最大厚度達2100m；烏爾遜凹陷仍然發(fā)育2個小規(guī)模洼陷，北洼厚于南洼，最大厚度約1550m。

2.2 古地貌

進行古地貌恢復不但可以更為直觀地反映盆地同沉積期湖盆可容納空間，還可以有效揭示物源區(qū)、沉積物的搬運通道、沉積區(qū)以及沉積體系的展布樣式等特征。因此，古地貌分析已成為油氣勘探的首要任務。在具體古地貌恢復過程中，首先基于原始地層厚度數(shù)據(jù)重建了塔木蘭溝期各層系的古地貌，并在此基礎上分析了古地貌對沉積體系和砂體展布的控制作用。關于古地貌對沉積的控制作用在沉積部分詳細分析，這里只論述盆地的古地貌特征。

基于塔木蘭溝組的原始厚度，研究恢復重建了盆地塔木蘭溝期古地貌[5-8](見圖5)。塔木蘭溝組沉積期，盆地分為西部聯(lián)片和東部2個獨立的斷陷。西部坳陷帶與東部坳陷帶連成一片，被中間凸起分割。每個凹陷的深洼是地勢最低的地方，代表湖盆最深的地方，可能是泥巖發(fā)育的有利區(qū)。西部坳陷帶發(fā)育3個深洼區(qū)，分別為巴彥呼舒凹陷南洼、查干諾爾凹陷南洼和呼倫湖凹陷。中部坳陷帶發(fā)育5個深洼區(qū)，分別為赫爾洪德凹陷西洼北部、紅旗凹陷北洼及南洼、烏爾遜凹陷2個次洼。貝爾凹陷北洼的規(guī)模較小，深度不及上述深洼。東明凹陷和呼和湖凹陷也比較淺。整個盆地表現(xiàn)為西深東淺、中部次之的特征?？紤]到西部坳陷帶被更西側的大量火山灰注入，后期湖水的深淺可能是西部坳陷帶與中部坳陷帶一樣，甚至是中部坳陷帶要深于西部坳陷帶。隆起上發(fā)育一些非斷控的低洼區(qū)，是火山機構的發(fā)育區(qū)[9-12]。所以，塔木蘭溝組的古地貌與湖水的深淺在火山發(fā)育區(qū)還有所差別，火山機構導致局部地區(qū)湖水變淺。

圖5 海拉爾盆地塔木蘭溝期古地貌圖Fig.5 Palaeogeomorphologic map of Tamulangou stage in Hailaer Basin

3 塔木蘭溝期盆地原型特征

塔木蘭溝組歸屬于侏羅紀，也就是說，侏羅紀盆地的屬性與塔木蘭溝組盆地原型密切相關。因此，研究重建了侏羅紀盆地原型，根據(jù)構造屬性和盆地沉積充填特征，侏羅紀盆地原型可分為前陸-褶皺沖斷盆地和伸展盆地2個階段。

早-中侏羅世，盆地遭受來自西部的蒙古-鄂霍茨克洋閉合和碰撞的擠壓作用與東部古太平洋板塊平板俯沖的擠壓作用。盆地基底與中古生界發(fā)生大規(guī)模褶皺沖斷作用，形成寬闊連片的褶皺沖斷帶。與此同時，褶皺沖斷帶內部的低洼區(qū)，發(fā)生擠壓作用導致的沉降，沉積了一套前陸粗碎屑沉積夾煤層。此外，早期的深大斷裂體系被進一步擠壓改造，傾向和走向都發(fā)生了局部調整。此時盆地的范圍不僅局限于海拉爾盆地本身，更與周緣連成一片，形成統(tǒng)一的褶皺沖斷帶。

晚侏羅世，古太平洋板塊由平板俯沖轉為回撤，對東亞大陸的作用也由擠壓轉為伸展；鄂霍茨克洋閉合后，板片發(fā)生斷離，誘發(fā)增厚的地殼垮塌；兩者的聯(lián)合作用，導致海拉爾盆地及其周緣由擠壓環(huán)境進入裂陷期，早期深大斷裂與逆沖褶皺體系解體、反轉，沉積了斷層-火山聯(lián)合控制的塔木蘭溝組(見圖6)。

圖6 海拉爾盆地晚侏羅世盆地原型圖Fig.6 Prototype map of Hailaer Basin in Late Jurassic

從構造作用上看，盆外西側此時處于強火山作用為主，局部有弱斷陷作用，以火山噴發(fā)為主。盆地西部坳陷帶與中部坳陷帶都處于強火山作用和強斷裂作用，發(fā)育大量正斷層控制的斷陷，在斷陷內部、斜坡處和凸起上，有強烈的火山噴發(fā)作用。西部坳陷帶逆沖斷層充分反轉，而中部坳陷帶還有一部分逆沖斷層沒有反轉，坳陷發(fā)育的還不是很完全。東部坳陷帶處于弱火山作用和弱斷陷作用，大部分逆沖斷層還沒有反轉，僅僅發(fā)育2個孤立的小凹陷。

從沉積充填特征來看，盆外西側主要以火山熔巖和火山碎屑巖為主，小斷陷內部可能發(fā)育小規(guī)模湖相沉積。由于火山作用十分強烈，小斷陷內部可能以凝灰?guī)r為主。西部坳陷帶此時為斷陷湖盆，受斷層-火山聯(lián)合控制，但輸入的凝灰?guī)r占據(jù)了較多的可容納空間，影響了湖水的深淺，在一定程度上限制了泥巖的發(fā)育。中部坳陷帶此時亦為斷陷湖盆，受斷層-火山聯(lián)合控制，與典型的斷陷湖盆較為接近，在斷陷強烈的地區(qū)，湖盆較深，可能發(fā)育半深湖-深湖相，有可能發(fā)育較好的泥巖。東部坳陷帶此時的湖盆為2個獨立的小斷陷，也受斷層-火山聯(lián)合控制，由于斷陷作用不強，湖盆可能較淺，限制了泥巖的發(fā)育。此時的盆地與盆外西側連成一片，西部坳陷帶全區(qū)進入伸展演化階段，中部坳陷帶大部分地區(qū)為斷陷湖盆，而東部坳陷帶僅局部地區(qū)發(fā)育斷陷湖盆。

4 結論

1)通過地層趨勢法恢復塔木蘭溝組剝蝕量，最大剝蝕量位于烏爾遜凹陷，約550m，巴彥呼舒凹陷、呼倫湖凹陷、紅旗凹陷和赫爾洪德凹陷的最大剝蝕量都超過了400m。

2)塔木蘭溝組原始厚度最大值位于巴彥呼舒凹陷和呼倫湖凹陷，約2500m。原始特征與殘余特征相比，盆地沉降中心和洼陷展布特征都沒有變化?；谒咎m溝組的原始厚度，研究恢復重建了盆地塔木蘭溝期古地貌。塔木蘭溝組沉積期，盆地分為西部連片和東部2個獨立的斷陷。

3)塔木蘭溝組歸屬于侏羅紀，也就是說，侏羅紀盆地的屬性與塔木蘭溝組盆地原型密切相關。根據(jù)構造屬性和盆地沉積充填特征，侏羅紀盆地原型可分為前陸-褶皺沖斷盆地和伸展盆地2個階段。