“ 多旋回叠合盆地油气成藏” 新理论对南黄海油气勘探的启示

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“多旋回叠合盆地” 的油气勘探已经成为研究热点。顾名思义，“叠合盆地” 是指不同时代，不同构造体制下的含油气盆地相互并行叠加，经历多期构造变格，由多个单型盆地经多方位叠加而形成的具有复杂结构的盆地。

早在20 世纪40 年代，黄汲清先生的《中国主要构造单位》 的论著为多旋回地壳运动奠定了基础；80 年代以来，这一理论获得进一步发展，朱夏(1986) 将中国古生代海相沉积盆地和中—新生代陆相为主的沉积盆地划分为两个世代的盆地；甘克文(1982) 在研究世界油气盆地基本类型时指出，有些盆地形成和演化过程中，不同世代和不同构造运动体制下的盆地可相互并行叠加形成多种类型的复合组合和叠合关系；徐旺和姚慧君(1993) 对叠合盆地的类型做了初步划分；之后汤良杰贾承造等的研究成果进一步赋予新的解释，认为叠合盆地经历了多期的构造变格，由多个单型盆地经多方位叠加而形成的具有复杂结构的盆地。

自20 世纪90 年代以来，我国西部的多个含油气盆地，如塔里木准噶尔鄂尔多斯四川东等盆地的勘探均取得了具有战略意义的突破。在此基础上，逐步总结形成的“叠合盆地油气成藏新理论” 对指导我国中—古生代盆地的油气勘探工作意义重大。

近年来，叠合盆地成为我国含油气盆地研究的重要方向之一，因其在不同地史阶段受不同的地球动力学机制影响，叠合不同类型的盆地，具有独特的构造特征和深远的油气勘探意义(汤良杰，2001，2003；赵文智，2003；金之钧，2004；贾承造，2006；刘池洋，2007)。

不同学者根据自己对“叠合” 概念的理解并结合研究盆地的特征，给出了不同的“叠合盆地” 定义:黄汲清(1980) 认为叠合盆地是指经历了多期构造变革由多个单型盆地经多方位叠加复合而形成的具有复杂结构的盆地，由于经历多期构造运动的改造，其原型盆地性质往往发生变化，又称之为残留盆地(刘光鼎，1997)改造型盆地(刘池洋，1999) 或叠合-复合盆地(贾承造，2006)；庞雄奇(2002) 相对于单型盆地的概念而提出的“叠合盆地” 的概念，指不同时间形成的不同类型的沉积盆地或沉积地层在同一地理位置上的叠加和复合，盆地之间在纵向上通过沉积间断或不整合面接触和关联；汤良杰(2003) 认为“叠合盆地” 是指经历了多期构造变革由多个单型盆地经多方位叠加复合而形成的具有复杂结构的盆地；金之钧(2004，2005) 认为叠合盆地是指经历了多期构造变革由多个单型盆地经多方位叠加复合而形成的具有复杂结构的盆地，其核心是单型盆地叠置的结构。

目前，国内学者针对叠合盆地的理论研究主要集中在我国西部，尤以塔里木盆地最为深入。基于复杂叠合盆地具有“多期构造变革多套生储盖组合多旋回油气成藏多次调整改造” 的油气地质特征(金之钧，2004；庞雄奇，2007)，结合地球物理综合剖面地球化学测试分析流体包裹体测试示踪同位素等多种资料，应用动态分析方法，在成盆成烃成藏等方面取得了显著成绩: ①发现了叠合盆地广泛分布的复杂油气藏；②建立了复杂油气藏成因模式；③揭示了复杂油气藏的改造机制；④提出了构造叠加改造复杂油气藏评价模型，并指出大油气田的形成和分布受“古隆起迁移烃源灶演化区域盖层发育构造平衡带叠合” 四大要素的控制(金之钧，2005，2006；庞雄奇，2007，2012)。赵文智等(2015) 通过总结勘探实践，认为在“多期烃灶多套储集层多期晚期成藏期” 等因素的控制下，形成了多勘探“黄金带”，其中古隆起古斜坡古台缘与多期继承性断裂带控制了勘探“黄金带” 内油气分布。今后叠合盆地油气成藏的研究方向主要集中在“多要素联合控藏模式”“油气复合成藏机制”“油气藏调整改造机理及预测模式” 等方面，通过不断总结不断创新，进一步发展和完善叠合盆地油气成藏理论(庞雄奇，2012)。

“多旋回叠合盆地” 经历多次沉积过程和构造变动的改造，盆地的油气成藏既受成盆期构造沉积格局和演化过程的控制，又明显受成盆期后历次构造运动的影响，原始油气的分布格局因沉积格局和构造变动等影响而发生了重大改变。具有多期构造演化和不同运动体制，多套烃源层系储集层(体)多套储盖配置多期叠加复式圈闭复式油气输导网络，以及多期油气聚散和成藏的特点。传统的“源控论”或“含油气系统” 理论，往往不能有效地预测现今油气藏的分布。

▋一多期构造演化和不同运动体制

盆地的改造主要受相邻板块运动过程中一些构造事件的控制，板块的裂离拼贴碰撞均可导致盆地整体或局部沉积过程中断而被抬升，受区域应力作用大小先成构造等制约而表现出不同程度的拉张挤压和走滑变形，盆地的叠加方式取决于盆地的变形作用方式，如塔里木盆地主体在古生代为整体沉降，间于弱改造的整体叠加，产生了多个多期复合的古隆起，盆地中部为一个稳定的古生代克拉通。古生代盆地演化经历了自震旦纪的大陆裂谷寒武—奥陶纪裂谷盆地和克拉通内盆地，以及泥盆纪晚期碰撞闭合；石炭纪开始(弧后) 拉张，二叠纪为构造转换及弧后裂谷阶段，早期发育玄武岩。中—新生代的陆内伸展挤压，主要受控于特提斯周期性开合和印度板块碰撞影响，中生代则表现为以盆地边缘沉降沉积为主的镶嵌式叠加。新生代呈披覆式叠加，最终形成一个统一的大型复合盆地.

苏北-南黄海盆地位于华南板块下扬子陆块，地理上分为陆区和海区两个部分，分别称为苏北盆地和南黄海(南部) 盆地(冯志强等，2002)，为前寒武纪古老克拉通基础上发育的中—古生代海相与中—新生代陆相叠合的大型含油气盆地(马力等，1994；马立桥，2007；马永生，2009；张训华等，2014c；杨长清等，2014)。作为下扬子准地台的主体，南黄海盆地发育在前震旦纪褶皱变质结晶基底之上，经历了中元古代末四堡运动和新元古代晋宁运动的固结回返后，形成具双层变质岩的基底结构，之后进入中—古生代海相盆地稳定演化阶段形成一个稳定的古生代克拉通盆地。中生代陆相盆地演化阶段古近纪断陷盆地发育阶段新近纪以来区域沉降阶段(姚永坚等，2005；侯方辉等，2008；张训华等，2013，2014e)。其中，印支-早燕山造陆运动是早中三叠世海盆消亡演化阶段，也是扬子地台与华北地台俯冲碰撞的开始，使南黄海的构造格局发生根本性的转变，构成上下两套完全不同的海-陆构造体系。

印支运动以其强烈的碰撞造山挤压推覆隆升剥蚀，以及燕山运动早期剧烈的岩浆活动和断裂活动，改造着古生代盆地的构造面貌，形成在区域挤压应力背景上的逆冲断层和大量的褶皱构造。该时期南黄海地区总体处于隆起状态，且北部隆起高南部隆起低，造成了南黄海盆地克拉通期间沉积地层遭受强烈剥蚀，其剥蚀强度北部远大于南部，中生界下三叠统甚至上古生界在北部拗陷基本被剥蚀殆尽，几无残留，而南部的中部隆起南部拗陷及勿南沙隆起上，下三叠统及二叠系保存相对较好且厚度较大。

与塔里木盆地中生代以盆地边缘沉降沉积为主的镶嵌式叠加，新生代呈披覆式叠加不同，南黄海地区中生代表现为强烈的挤压变形，新生代构造体制和应力状态从压性向张性转化，伸展断裂活动更强烈，形成NE 向展布的断陷与凸起雁行排列，将统一的古生界分割改造成条块状格局，原始的海相盆地已不复存在。南黄海海相中—古生界油气勘探的关键首先是“中—古生代盆地原型(原始的单型盆地) 的恢复”。

▋二多层烃源岩和多期成藏

叠合盆地中往往具有两个(或以上) 世代和不同构造层系的叠加，自下而上分布有多套烃源岩，如塔里木盆地至少发育台盆相的寒武—奥陶系碳酸盐岩烃源岩海相碎屑相的志留系烃源岩海陆交互相的石炭系烃源岩和湖沼相及煤系发育的三叠系—侏罗系烃源岩，在塔里木盆地形成了多层系多期次不同类型的油气聚集。

位于下扬子块体的南黄海中—古生界海相残留盆地，震旦系—下三叠统存在一下古生界海相沉积为主的下寒武统幕府山组上奥陶—下志留统五峰组和高家边组；上古生界海陆交互(过渡) 相的下二叠统栖霞组灰岩和泥岩上二叠统龙潭组和大隆组泥岩和含煤碎屑，以及中生界下三叠统青龙组灰岩共5 套烃源岩系，据钻井和地震解释推测，上述5 套烃源岩累计厚度2000 ~3000m。下古生界烃源岩因热演化程度高和后期热变质损失，虽然有机碳含量较高，但氯仿沥青“A” 含量普遍较低，(10 ~50)×10-6，其有效烃源岩应以热演化程度较低的上古生界为主，早期形成的油气藏，以及“二次生烃” 形成的烃类亦是后期成藏的有效烃源，如位于苏北盆地陆区朱家敦气田所在的盐城凹陷三史图显示，深埋于凹陷底部的古生界源岩在晚白垩世古近纪新近纪时期曾有过两期“二次生烃”。

▲盐城凹陷古生界源岩三史图(据张洪年，2006)

因海相地层的稳定性，推测南黄海海域下志留统高家边烃源岩有机质丰度和有机质类型大体与苏北陆区相当，暗色泥岩厚度在100m 左右，TOC 在1. 0% ~ 4. 0%，有机质类型主要为Ⅰ型和Ⅱ型，Ro 为1. 0% ~2. 5%，为高成熟—过成熟的好烃源岩。据南黄海地区的埋藏史类比分析认为，南黄海盆地下志留统不仅一次生烃，而且可能还存在“二次生烃” 过程，多套烃源岩系和“二次生烃” 过程可为不同期次的成藏过程提供烃源。

▋三叠合盆地有利储集层类型

叠合盆地一般发育海相陆相两套储层，下构造层为海相储层，上构造层为陆相储层。按岩性分则存在碳酸盐岩和碎屑岩两大类三种不同类型的储集层，即原生孔隙和次生孔隙为主的孔隙型压溶-溶蚀作用形成的溶缝洞型和构造成因的裂缝型。

位于叠合盆地下构造层的海相储层由于地层时代老埋藏深，上覆地层的压实和成岩作用强烈，由于成岩后生变化，古生代的孔隙型储集层，物性条件一般较差，只有当较早形成的油气充填孔隙而使其较好保留时，其原生孔隙方可较好保留；而中—新生代的孔隙型储集层，又多远离油源，不易捕获来自古生界烃源岩的油气。溶缝型构造裂缝型与不整合面和强应变面有关的改造型储集层(体) 是最有利储层，寻找和预测此类储集层(体) 是叠合盆地油气勘探中储集层研究和预测成败的关键。

如四川盆地威远气田震旦系白云岩鄂尔多斯盆地奥陶系白云岩等属古岩溶裂缝性储层，川东地区的石炭系白云岩是经过溶蚀作用形成的裂缝-溶蚀孔隙型的优质储层，孔隙度一般为6. 6% ~8. 9%，这些均质性较好的碳酸盐岩型储层通过酸化压裂后可获得数倍于常规测试的产能。

海相沉积储层中另有一套滨海相砂岩储层，如塔里木盆地塔北东河塘油田石炭系底部发育滨海相纯石英砂岩，虽然深埋5700m 左右，但孔隙度仍达15% ~18%，最大可达28%，渗透率一般(78 ~190)×10-3μm2，单井日产量高，如东河塘和塔中4 油田单井日产200 ~600t。

叠合盆地上构造层的陆相储层，如鄂尔多斯盆地在印支期后的晚三叠世进入内陆湖盆发育期，湖盆中心位于盆地西南部，盆地东北部和西部发育的大型三角洲前缘相带和分流河道砂体是相对较好的储层，形成了安塞靖边油田，在庆阳一带则为下侏罗统沿上三叠统顶部不整合面形成古地貌油藏。

塔里木盆地和准噶尔盆地的三叠系侏罗系储层分布于隆起斜坡区和前陆盆地区，因压实和成岩作用强弱不同，储层物性差异很大，如位于塔里木盆地塔北隆起的昆仑南地区，三叠系和侏罗系陆相储层为扇三角洲分流河道和网状河三角洲砂岩，物性良好，单井日产高达100 ~600t。而位于库车前陆盆地的三叠系和侏罗系，因埋藏较深(4500m 以下)，上覆地层的压实压溶和晚成岩作用较强，导致大量原生孔隙消失，物性较差，属低孔低渗型储层。但其烃源岩生成的大量天然气可注入本层系储层并运聚于上覆物性较好的白垩系储集层中。

钻井解释和海陆类比研究表明，南黄海地区发育海相和陆相两套储层。海相中—古生界储层以碳酸盐岩储层为主(如上震旦统灯影组白云岩储层中—上寒武统白云岩下奥陶统颗粒石灰岩和白云岩储层，中上石炭统—下二叠统内碎屑灰岩生物礁灰岩储层，下三叠统灰岩储层)，其次为碎屑岩储层(如泥盆系五通组石英砂岩—志留系三角洲砂岩及滨海相石英砂岩二叠系龙潭组海陆过渡相砂岩陆相中—新生界的于白垩系古近系和新近系的砂岩储层)。

压溶作用形成缝合线溶蚀作用形成溶蚀孔淋滤溶蚀作用形成的风化壳溶蚀孔隙和岩溶带都将大大改善碳酸盐岩的储集空间，如南黄海青龙组和栖霞组顶部均发育有风化壳，孔隙极为发育，在多口井和多个井段发育，成为重要的有利储层，如栖霞组顶部因风化淋滤孔隙，声波曲线异常且放空井径，测井解释孔隙度高达23%；此外，海陆对比表明，海域上二叠统龙潭组砂岩储层的物性条件与陆区相似，虽然较为致密，但在浙北砂岩裂缝中已见油流和水。上述结果显示，即使是老地层，溶蚀风化淋滤裂缝等对储层物性的改善也非常显著。

▋四复杂的输导系统和复式含油气系统

多旋回叠加盆地，多期复合的复杂构造变形，形成了复杂的断裂及不整合系统。这些多期开启与封闭的构造行迹组合与渗透性地层一起构成了复杂的油气运移系统。对叠合盆地影响较大的构造运动主要有加里东运动海西运动印支运动燕山运动和喜马拉雅运动，发生多期的挤压或伸展活动，大规模的抬升剥蚀，形成不同时期的断裂及不整合，促使多期多源的油气穿越单一的油气系统，在平面上沿断裂和不整合面成片或成带，纵向上沿主要断裂多层聚集，组成了复式含油气系统(赵文智，2001)，一些大型构造脊和鼻状构造常构成油气二次运移的“汇烃脊” (何治亮等，2000)。

如塔里木盆地塔北地区，海相的奥陶系含油气系统(奥陶系古溶蚀斜坡和断裂背斜带塔河雅克拉油气田)，志留系含油气系统(哈里哈塘) 和石炭系含油气系统(东河塘油田吉拉克气田)，陆相含油气系统有三叠系—侏罗系含油气系统(轮南油田)，以及由三叠系—侏罗系烃源岩生成的油气运聚于白垩系古近系新近系的次生含油气系统(雅克拉和英买力气田)。

综上表明，叠合盆地内分布着海相和陆相组成的复式含油气系统，在一些隆起区古斜坡区，以及一些构造带内，常形成多期多源具有内在成因联系而类型不同的油气藏叠合连片，组成了与渤海湾盆地不同类型但同样丰富多彩的“复式油气聚集” 区，如塔里木盆地塔北区准噶尔盆地陆梁区川中地区陕北中部斜坡区等。

南黄海中—古生代盆地经多期构造运动改造，尤其是印支期形成的对冲逆冲构造带，经后期抬升和风化剥蚀，将古生代原型盆地内不同时期的断裂不整合烃源岩(如塑性强的志留系高家边组泥岩)在空间上重新组合，有利于多源和多期的油气穿越单一类型的油气系统，汇聚形成丰富多彩的“复式油气聚集”，如江苏句容地区，历经50 多年的勘探先后在白垩系三叠系青龙组二叠系龙潭组栖霞组发现了大量不同级别的油气，类型包括白垩系断鼻三叠系缝洞和二叠系致密砂岩等类型。因此，南黄海中—古生界油气勘探，应特别关注拗陷区内低凸起拗陷与隆起过渡的斜坡带逆冲构造带等复杂构造形成的复杂输导系统和复式含油气系统的研究。

▋五多套封盖体系与储盖配置

多旋回叠合盆地发育多套局部性和区域性盖层构成多个封盖体系。塔里木盆地的石炭系膏泥岩，侏罗系中部的煤系及泥岩古近系新近系膏泥岩在纵向上形成封闭盖层。在塔里木和下扬子区均存在多个由欠压实形成的压力封盖层，如塔里木盆地塔中的石炭系及古近系新近系，下扬子区的高家边组及浦口组，构成了岩性和压力的复合封闭。

有效储集层与有效盖层的合理配置形成有效储盖组合，如塔里木盆地石炭系膏泥岩及异常压力封闭下不整合面以上的东河砂岩及以下的下奥陶统碳酸盐岩溶洞裂缝型储集层是典型的复合型储盖组合。

南黄海的高家边组龙潭组-大隆组泰州-浦口组阜宁和戴南组盐城组，在纵向上形成5 个封闭盖层；与本组或其下伏的砂岩储集层和压力封闭的不整合面以上的碎屑岩储集层及以下的非均质性改造型储集层组成配置优越的储盖组合。

▋六多期叠加的复式圈闭系统

不同的构造变形产生不同的圈闭组合，不同构造部位演化成不同的圈闭叠加，不同的构造变形与沉积充填的差异形成了多种圈闭系统。

如下扬子地区黄桥构造(事件) 以前的挤压变形构成了以盖层滑脱为主的挤压型圈闭组合，黄桥事件转换面发育潜山地层削截地层尖灭等圈闭组合。黄桥事件后的伸展变形又形成了以伸展断块断鼻逆牵引背斜披覆背斜等有关的圈闭组合，共同构成了从压性-张性负反转盆地的圈闭系统。塔里木盆地多期的挤压变形及局部的走滑伸展变形，形成了丰富的圈闭系统。

南黄海中部隆起的山前冲断带属典型的多层滑脱，隆起主体本身属克拉通背景下的多期活动古隆起的圈闭系统，包括基底卷入型的背冲背斜断块潜山披覆背斜地层削截及岩性尖灭等圈闭。此外，除中部隆起外，还应重视南黄海南北两个拗陷区海相古隆起的勘探。

虽然目前南黄海盆地尚未发现中—古生界油气田，研究其油气成藏特点为时尚早。“他山之石可攻玉”，借鉴和类比我国西部的多个含油气盆地(如塔里木盆地四川盆地) 的勘探成果和经验，研究南黄海中—古生代和中—新生代叠合盆地通过历次构造运动断裂活动抬升剥蚀和再沉降，沉降及沉积中心的转移，以及由此导致不同时代的烃源岩和生烃拗陷的迁移和油气聚集的重新调整，从多个烃源多期生成的烃类经复杂的输导系统网络运移聚集到复式储集层和油气系统圈闭群，经历改造和再次成藏，多源多期成藏形成复杂的油气再分配再聚集，形成一些复式含油气系统格局的规律。这一点在南黄海海相中—古生界油气勘探中应予重视，尤其要加强围绕生烃岩发育和成熟期成烃成藏期的研究，结合构造演化特点研究油气运移聚集规律。

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本文摘编自《南黄海油气勘探若干地质问题认识和探讨: 南黄海中—古生界海相油气勘探新进展与面临的挑战》（张训华等著. 北京: 科学出版社， 2017. 11）一书“前言”。有删减，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-055282-2

责任编辑: 孟美岑 韩鹏 李静

《南黄海油气勘探若干地质问题认识和探讨: 南黄海中—古生界海相油气勘探新进展与面临的挑战》作者长期致力于南黄海陆相中—新生界和海相中—古生界油气资源的调查评价。针对海相油气地球物理勘探中存在的主要技术难点， 开展勘探技术创新攻关研究和试验， 形成了地球物理勘探与钻探的多项关键技术系列。首次在南黄海获得中部隆起及北部拗陷中—古生代海相碳酸盐岩层有效反射， 并首次在南黄海中部隆起西部， 以全取心钻进揭示了多套中—古生代海相地层， 解决了中部隆起长期悬而未决的前新生代地层属性问题， 揭示多层良好油气显示和多套中等—好的中—古生界海相烃源岩。在此基础上的区域地质与油气地质研究明确了南黄海处于下扬子块体主体部位， 初步厘定了中—古生界海相油气地质条件，评价了生烃潜力探讨了可能的成藏模式， 开创了南黄海油气调查评价的新篇章。本书比较全面地介绍了地球物理地球化学油气地质研究最新进展及面临的挑战， 总结了南黄海油气勘查方面的新发现新认识与新成果， 是一部实用性很强的专业论著， 内容新颖， 理论与生产紧密结合， 归纳总结简明扼要， 对指导南黄海下一步中—古生界海相油气勘查实现海域油气资源勘探二次创业的突破具有重要参考价值。

（本文编辑：刘四旦）

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