Question

塔里木陆块富含烃层的复杂地史经历

Answer 1

塔里木下古生界沉积以后，相比于扬子和华北要平稳得多。没有燕山运动那种强烈拆离和推覆，也没有新生代裂陷分割导致大起大落，但也不像鄂尔多斯和川中那样相对平静。塔里木陆块活动的特点是地壳升降变迁频繁，除晚期前陆地区外，盆内少有水平推覆构造和倒转褶皱。反映地壳深部没有大的拆离叠接，地壳上下没有显著失衡。

隆、坳的变化，早期圈闭聚集的油气也随之转移，导致油气藏的改造、重建、垂向分配乃至散失，也屡见不鲜，如著名的古隆起塔中、塔北、巴楚南等勘探都不是一帆风顺，往往一波三折。以下概要讨论下古生界油气巨系统的主要地史发展。加里东期下古生界烃源岩除满加尔中心外多未成熟，因此从海西期开始。

图96 塔里木盆地，Є—O烃源岩厚度图（据国家重点科研96-111研究报告）

1. 海西早、晚两期运动是塔里木下古生界油气生聚最佳组合期

除满加尔中心Є地层局部过成熟和隆起区O_2＋3地层未成熟外，绝大部分处于成熟和高成熟期，生烃量巨大（图95）。塔北、塔中、巴楚南等古隆起及地层岩性圈闭，削截楔状体等，适时聚集许多大型甚至巨型油气田，其辉煌时间比 “江南隆起”聚集带还要早。由于陆块边部洋、弧和相邻陆块的活动，尤其是塔中地区，大型古隆起圈闭已开始形成，塔北隆起也开始显现。海西运动是天山洋、南天山洋的先后缝合、封闭期，在塔里木陆块内部有明显的反映。海西早期在塔中、塔北和巴楚南，由于拱挤抬升，在隆起高部位的D、S、O_2＋3乃至O₁地层部分都被剥蚀，大片O₁地层灰岩暴露（图97），形成各种溶孔、溶洞，成为壮丽的喀斯特地貌。对于普遍致密区储集性能的改善，意义重大。

图97 塔里木盆地海西早期古地质及下奥陶统岩溶有利区简图

在早海西侵蚀面上 首先充填了重要的东河（塘）砂岩（原C₁，现定为D₃），物性良好，是塔里木很有远景的储层之一。有些古隆起高部位没有沉积，形成大面积楔状体。C₁时期广泛的海进，台地潟湖泥质岩披覆，部分地区为碳酸盐岩或盐岩。这个重要的沉积组合，对早海西期大型古隆起、大型楔状体聚集的油气，起到很好的保护作用，海西早期圈闭的有效性才算开始。

南天山弧后洋盆，在其扩张、俯冲和碰撞缝合中，塔里木陆块北部，有明显的反映，P₁地层有广泛的玄武岩分布，表现了陆内伸展状态。南天山洋盆最终封闭，塔里木与中天山陆块碰撞缝合的晚海西构造运动，南天山褶断强烈上升，形成T＋J时期的库车前陆盆地，奠定了陆块北部盆、山耦合的基础。海西晚期在塔里木陆块北缘、塔东、巴楚北等构造形变较为剧烈，对前期构造格局有很强的改造，也形成一批背斜构造，有些地区构造运动后没有T或T＋J地层沉积，许多地震剖面解读为印支运动或燕山运动（如图14c），实质仍是海西晚期运动的后果，工作程度很高的塔北阿克库木（轮南）和阿克库勒（桑塔木），在海西早期隆起上横切两刀（图50，图98），尤其是轮南断垒，C₁b盖层被剥蚀，古隆起大油田开了天窗，再次遭遇散失。所以海西早、晚运动既是古生界油气生、聚最佳组合期，同时也出现油气改造和泄漏。

2. 中生代至早第三纪陆盆相对稳定，并完善下古生界油气藏封盖

海西晚期运动后，除边缘天山、昆仑前陆盆地沉积较厚及巴楚局部未沉积外，陆块总体表现相当稳定。中国东部翻天覆地的燕山运动，在中国西部及中亚地区则表现平静而舒展，不存在高山地貌，主要为湖沼、湿地（T₃—J₂），参见图35。漫长的构造稳定期，对塔里木广大东部海西期古隆起和其他古圈闭的古生界油气藏，逐步完善封盖条件，并且继续生烃、聚集。直到E末，大部分下古生界烃源仍多处于成熟和高成熟或过成熟阶段。在长达2亿年的稳定期，海西两期形成的各种古隆起和楔状体等圈闭，在区域多套泥质岩封盖下，油气持续向有利区汇集，并进行着缓慢的演化，满加尔坳陷深部不断增加的过成熟气，在巨厚而平缓的上覆地层缺少垂向输导条件下，难以向上覆层突破，将力图沿坡向隆起区运移，在许多古油藏中见到加气现象。在T—E时期总体平稳条件下，如海西晚期造成的断裂和天窗，也可能继续长时期对古油藏造成伤害。塔北、塔中都有这种问题。前面提到的轮南天窗主要是向三叠系砂岩泄漏，形成众多的T及J地层砂岩次生油藏（图98），次生进入C地层的量也很大。塔中因海西期断层发育，导致Є—O₁地层岩溶原生古油藏分散，形成O₁、O_2＋3、S、C地层等多种油气藏，出现了复杂的情况。当然，塔北T—E和塔中C—N长时期构造稳定，总的利大于弊。设想如果没这种稳定阶段，情况会更糟。许多钻井中生界岩心和测井证明，大片地区油气并未破坏散失，只是在区域稳定封盖下的重组和分散。塔东则是海西晚期隆升剥蚀区，中生界超覆于其上。晚期构造导致圈闭复杂化，已在英南2井、龙口1井和维马克2号发现工业气藏^{［291，292］}。

图98 轮南低凸起油气运移模式（据孙龙德等，2004）

3. N＋Q时期天山、昆仑与其前陆的巨大落差

喜马拉雅运动，促使昆仑、天山古缝合带重新活跃，山脉急剧上升，前陆弯曲下陷，形成深渊，接受巨量碎屑，其前隆都为中部隆起带（巴楚、塔中）。与中国东部印支-燕山复活俯冲不同，水平推挤应力在盆地内部很弱，以高角度逆冲断层为主，推覆和阶梯叠覆断层很局限。构造主要反映在盆、山耦合的强度上。

塔里木显生宙沉积岩总体积中，将近1/3是近20Ma尤其是5Ma急速沉积的。昆仑山前N＋Q地层最厚达万米，天山前最厚超过7000m（图99），盆、山升降差距短期内竟达15km，在整个地球发展史上也极为罕见。喜马拉雅运动在前陆地区形成了一些有利于中、新生界的油气藏，如柯克亚、克拉2等。但由于N＋Q时期升降变化，对下古生界油气巨系统则弊大利小。首先是盆内将近一半面积深埋在7000m以下，而且多是烃源良好地区，近期内将成为呆区，难以进行有效勘探。

有些地史长期古隆起或上倾遮挡楔状体，由于N＋Q时期区域厚度变化，导致油气分散或复杂化（图100，图101）。塔北阿克库勒古隆起N时期前，O₁及C、T、J时期构造一直向北抬升，O、C时期主要是轮台断裂封隔；T—J时期向轮台隆起尖灭，为白垩系超覆。N＋Q期间，库车坳陷北部下陷幅度大，地层普遍转为向北倾^{［294，295］}。例如图106所示的志留系等向北上倾尖灭油藏，构造反转后，油气向南转移，轻烃散失，留下很厚的沥青和油砂岩。次生的三叠系油气最初向北运移，后构造倾向反转，油气向南转移，在平缓局部构造或岩性变化圈闭中形成一批中小油藏。O₁地层古岩溶油气藏，原北部高部位应是主要聚集，N时期下降后，油气也向南转移，钻井显示变化很大，至今未获成片的工业油区。古隆起西南倾没部位的塔河地区未受干扰，仍保持向满加尔坳陷的倾斜，持续接受烃源。因此，N＋Q时期北部深渊对古油气聚集的影响非常突出。多旋回叠合盆地，隆坳的继承、调整甚至反转，直接关系到早期油气圈闭的保存、重组与散失，以及垂向次生油气。深入研究地质构造发展史，极其重要。塔里木盆内主体的升降（除前陆盆地局部外）实际上是下古生界油气巨系统的各种活动、重新分配形式。

图99 塔里木盆地上第三系底面埋深图^{［96～111］}