1、柴达木盆地西部古近系生烃凹陷的边界效应与油气聚集模式 管树巍 张水昌 张永庶 袁选俊 沈亚 管俊亚 孟庆洋 张斌 中国石油勘探开发研究院 中国石油青海油田公司勘探开发研究院 中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司研究院地质研究中心 摘 要： 柴达木盆地西部发育 NW 和 NNW 两组方向的古近系生烃凹陷, 生烃凹陷内部充填了厚层、软弱、富含有机质的膏、盐和泥质沉积物, 而生烃凹陷外侧则是坚硬的基底和较粗的砂质沉积物, 两者构成显著的力学强度对比。在新近纪至第四纪挤压作用下, 这种的显著力学强度对比引发了生烃凹陷内外不同的构造变形行为, 并在地表形成截然不同的构造地貌, 称之为生烃凹陷的“边界
2、效应”现象, 是识别和判定生烃凹陷的重要依据。英雄岭是柴西地区规模最大、油气最富集的新生代构造带, 崛起于 NW 向生烃凹陷之上;柴西北区块则位于该生烃凹陷北侧, 软弱的膏、盐和泥质沉积物或不发育, 或显著减薄, 因而形成南翼山、大风山和尖顶山等一系列长轴形构造带。此外, 英雄岭西段的滑脱构造变形强烈, 而英雄岭东段则转变为基底卷入式构造, 可能暗示古近系生烃凹陷的充填成分自西向东发生了变化。生烃凹陷边界效应控制的油气聚集主要分布于 3 类位置:第 1 类是沿着生烃凹陷边缘, 近源聚集于边界效应引起的构造高部位;第2 类是生烃凹陷外侧, 源外聚集于三角洲、滨浅湖向半深湖过渡区域的构造和岩性圈闭
3、;第 3 类是生烃凹陷内部, 源内聚集于古近系内幕的构造和岩性圈闭。因此, 柴西地区应采取“满凹控藏、3 种类型、分带聚集”的思路, 针对上述3 类位置实施整体评价和勘探部署。关键词： 生烃凹陷; 边界效应; 构造地貌; 古近系, 柴西地区; 作者简介：管树巍, 男, 1970 年 6 月生, 1993 年获吉林大学学士学位, 2004年获浙江大学博士学位, 现为中国石油勘探开发研究院高级工程师, 主要从事含油气盆地构造分析工作。Email:收稿日期：2017-07-20基金：国家自然科学基金项目 (No.41172173, No.41472176) Boundary effect and h
4、ydrocarbon accumulation pattern of Paleogene hydrocarbongeneration depression in the western Qaidam BasinGuan Shuwei Zhang Shuichang Zhang Yongshu Yuan Xuanjun Shen Ya Guan Junya Meng Qingyang Zhang Bin PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development; Research Institute of Pet
5、roleum Exploration and Development, PetroChina Qinghai Oilfield Company; Geological Research Center, BGP INC., China National Petroleum Corporation; Abstract： Two groups of NW and NNW trending Paleogene hydrocarbon-generation depressions are developed in western Qaidam Basin.These depressions were f
6、illed with thick, soft and organic-rich sediments, including gypsum, salt and argillaceous rocks, while the peripheries of depressions consist of hard basement and coarse-grained arenous sediments.Such a remarkable contrast in mechanical strength led to different deformation behaviors and quite dist
7、inct tectonic landforms inside and outside the hydrocarbon-generation depressions under the compression from Neogene to Quaternary.In this study, such phenomenon is called boundary effect, which provides an important evidence for determining and recognizing hydrocarbon-generation depression.As the l
8、argest-scale Cenozoic structural belt with the most abundant hydrocarbon accumulation in the western Qaidam Basin, Yingxiongling Range was developed above NW-trending hydrocarbon-generation depression.While the northwestern Qaidam Basin is located in the north side of this depression, a series of lo
9、ng axis structural belts, including the Nanyishan, Dafengshan, Jiandingshan etc., were developed due to the disappearing of gypsum, salt rocks or the thinning of argillaceous layer.Moreover, the structural deformation styles of Yingxiongling Range transformed from detachment structures in the west t
10、o basement-involved structures in the east, which may indicate that the filling components of Paleogene hydrocarbon-generation depression has changed from west to east.The hydrocarbon accumulation controlled by boundary effect is mainly distributed in three types of structural positions.The first is
11、 along the edges of depressions, where hydrocarbon accumulated in the structural high parts caused by boundary effect;the second lies in the outside of depressions, where hydrocarbon accumulated in the structural and lithological traps transiting from deltas, shores and shallow lake to semi-deep lak
12、e;and the third is sited in the depressions, where hydrocarbon accumulated in the intraPaleogene structural and lithological traps.Therefore, the thought of“full-depression reservoir-controlling, three types, zoned accumulation”should be adopted in the western Qaidam Basin to implement the overall e
13、valuation and exploration deployment aiming at the above three types of positions.Keyword： hydrocarbon-generation depression; boundary effect; tectonic landform; Paleogene; the western Qaidam Basin; Received： 2017-07-20生烃凹陷控制油气分布的认识, 即“源控论”1, 是陆相油气地质理论的核心之一2。随着勘探程度的提高, 勘探家又认识到油气资源在盆地不同生烃凹陷中的分布是不均匀的,
14、 于是又产生了“富生烃凹陷”3和“富油气凹陷”4概念。如果从构造变形角度去思考这个问题, 由于生烃凹陷内部充填了厚层、软弱、富含有机质的泥质沉积物, 而生烃凹陷外侧则是坚硬的基底或是较粗的砂质沉积物, 由此构成了显著的力学强度对比。在后期的挤压作用下, 这种显著的力学强度对比有可能引发生烃凹陷内外不同的构造变形行为, 并在地表形成截然不同的构造地貌, 在此称之为生烃凹陷的“边界效应”。笔者在对柴达木盆地西部 (以下称为柴西地区) 古近纪生烃凹陷的研究中发现了这一有趣的现象, 并尝试将其作为判定和识别生烃凹陷的重要依据。1 研究区概况与主要问题柴西地区包括柴西南、英雄岭和柴西北 3 个勘探区块,
15、 面积达 2.810km (图 1) 。20 世纪 80 年代尕斯库勒亿吨级油田的发现, 证明柴西地区的新生界蕴含着丰富的石油资源。近 10 年来, 通过两期中国石油柴达木科技专项的实施, 基础地质研究领域的一些新理论和新认识有力推动了昆北、英东、乌南、扎哈泉、英西等大中型油田的发现, 从而实现油气储量和产量的快速增长5。但柴西地区也面临着优质资源储备不足、勘探新发现难度加大和勘探新区新领域不明等难题, 因此对于一些关键石油地质问题的认知, 仍需不断探索、创新和深化。目前已证实柴西地区发育古近系新近系咸化湖相烃源岩, 其中始新统下干柴沟组上段 (E 3) 的泥岩和泥灰岩是主力烃源岩 (图 2)
16、 5-10, 并提出了 TOC 值高于 1.2%的烃源岩位于多个生烃中心, 油气具有“多凹控藏、环凹分布、近源聚集”的重要认识5,9-10, 但是这个认识无法解释以下问题: (1) 为什么“多凹”及 TOC 值分布与现今柴西地区的构造方位没有相关性图 1 (b) ; (2) 为什么柴西南的油气田和含油气构造呈 NNWNS 向展布, 而不是“环凹分布”图 1 (b) ; (3) 为什么英雄岭与柴西北的构造地貌和构造变形特征具有如此大的差异图 1 (b) 。“多凹”是对柴西地区古近纪构造和沉积格局的一种表述, 但是新近纪以来的构造变形并没有表现出与这种“多凹”格局的相关性。早期构造和沉积格局对晚期
17、构造的控制, 不仅表现在后者对前者方位的继承和改造, 也表现在控制后者变形行为的最主要因素地层力学结构也是由前者奠定的。大量的研究实例表明, 卷入变形地层的力学结构, 特别是相邻地层之间的强度对比 (strength contrasts) 是控制构造变形机制与样式的主要因素11-18。如果柴西地区在古近纪真的存在以 TOC 值 1.2%圈出的“多凹”, 那么这些“多凹”内外 TOC 值的差异也将反映在岩石力学参数上, 从而形成力学结构上的“多凹”, 新近纪以来的构造变形也许将在这些“多凹”位置形成奇异的“多凸”形态, 这种形态与现今柴西地区的构造地貌并不吻合, 这正是笔者以问题 (1) 质疑“
18、多凹控藏、环凹分布、近源聚集”论的主要原因, 对于问题 (2) 和 (3) , 则是笔者要回答的主要问题。2 区域地质背景柴达木盆地位于青藏高原东北部, 为昆仑山、阿尔金山和祁连山三大山系环绕, 面积约 1210km, 海拔在 2 6003 000 m, 是中国西部唯一在新生界获得大规模油气发现的新生代盆地。柴达木盆地新生界自下而上由路乐河组 (E 1+2) 、下干柴沟组下段 (E 3) 、下干柴沟组上段 (E 3) 、上干柴沟组 (N 1) 、下油砂山组 (N 2) 、上油砂山组 (N 2) 、狮子沟组 (N 2) 、七个泉组 (Q 1) 和达布逊盐桥组 (Q 2-4) 等 9 套地层组成
19、(图 2) 。根据近年来古地磁研究成果19-26, 路乐河组为古新世至早始新世沉积 (6549 Ma) , 下干柴沟组下段为中晚始新世沉积 (4942.8 Ma) , 下干柴沟组上段为晚始新世沉积 (42.832 Ma) , 上干柴沟组为渐新世沉积 (3224 Ma) , 下油砂山组为早中新世沉积 (2413 Ma) , 上油砂山组为晚中新世沉积 (137Ma) , 狮子沟组为上新世沉积 (72 Ma) , 七个泉组为更新世沉积 (2 Ma) 。图 1 柴达木盆地西部地质、构造地貌与油田分布 Fig.1 Geology and tectonic landform and oil-field d
20、istribution of the western Qaidam Basin 下载原图图 2 柴达木盆地西部新生代综合地层柱状图 (修改自文献9) Fig.2 Cenozoic comprehensive stratigraphic histogram of the western Qaidam Basin 下载原图柴达木盆地在新生代主要经历了 2 期构造变形。第 1 期应不晚于始新统下干柴沟组 (E 3) 沉积期27-34, 下干柴沟组 (E 3) 的磁组构数据揭示该期构造变形以南北向挤压为主, 且柴北缘地区显著强于柴西地区33。第 2 期始于下中新统下油砂山组 (N 2) 沉积期之后,
21、并在第四纪显著增强31-33,35-43。GPS 数据和下油砂山组 (N 2) 的磁组构数据和揭示该期构造变形以 NESW 向挤压为主33,44-45, 现今柴西地区 NW 向构造带可能都是该期构造作用的结果33。此外, 柴西地区的震源机制主要表现为逆冲特征43, 也暗示这些 NW 向构造带的形成主要受控于挤压作用, 而不是走滑作用。柴达木盆地新生代 2 期构造变形及其转换过程, 对柴西地区的新生界油气生成和聚集产生了重要影响。在古新统至始新统路乐河组和下干柴沟组沉积期, 盆地向南可能处于开启状态29,46-48, 青藏地区广泛沉积了与下干柴沟组上段 (E3) 泥岩同期的咸化湖相烃源岩49,
22、如唐古拉山南侧伦坡拉盆地牛堡组泥页岩50。中新世之后, 东昆仑山隆升27-30,43,51-55, 盆地进入封闭状态, 构造活动主体地区由柴北缘转移到柴西地区, 盆地沉积中心也开始自西向东迁移29,33。中新世至第四纪是柴达木盆地构造圈闭的主要形成期, 也是油气成藏的高峰期6-7。3 构造地貌及方位与油气分布的相关性一般以英雄岭为界将柴西地区划分为柴西南、英雄岭和柴西北 3 个勘探区块, 这 3 个区块的新生代构造出露完整, 但地质和地貌特征却截然不同 (图 1) 。英雄岭呈 NW 向延伸, 宽 2030 km, 长约 180km, 相对高度从数十米至 600 m, 是柴西地区规模最大、油气最
23、富集的新生代构造带。地表沟壑纵横, 出露中新统下油砂山组 (N 2) 、上油砂山组 (N 2) 和上新统狮子沟组 (N 2) , 内部的砂、泥质沉积物经风蚀作用形成蔚为壮观的雅丹地貌。柴西北地表为一系列 NW 向延伸、成排展布的长轴形构造带, 除南翼山、红沟子、尖顶山和大风山等背斜带核部出露中新统上油砂山组 (N 2) 和上新统狮子沟组 (N 2) 外, 其他地区均为第四系覆盖。柴西南地表则几乎全部为第四系覆盖, 但内部可识别出一系列NNSNS 向的新构造活动记录, 如在茫崖以南, 地表存在明显的 NNW 向断层崖 (最新沉积物被错断形成的陡坎) ;在尕斯库勒油田和切克里克油田西侧, 地表断层
24、崖为近 NS 向, 向北延伸, 可与尕斯库勒湖平直的 NNW 向东边界相接;在乌南油田以南, 出现大面积风蚀地貌, 构造走向为 NNW;在老茫崖和甘森地区, 地表构造线也为 NNW 向图 1 (b) 。目前柴西地区已发现的油田几乎都分布在英雄岭与柴西南区块, 而柴西北区块的长轴形背斜带内几乎没有大规模的油气发现。这些油田的展布与所在区块内的构造方位高度一致, 如咸水泉油田、油泉子油田、狮子沟油田和英东油田分布于英雄岭两侧, 与英雄岭延伸方向一致;尕斯库勒油田和切 12 油田与其西侧NNWNS 向断层崖近于一致图 1 (b) ;乌南油田与地表 NNW 向的构造方位也近于一致;但切 16 油田和切
25、 6 油田则也明显受到晚期构造控制, 叠加了 NW 向的构造方位。因此, 柴西地区的构造地貌及其方位与油气分布具有高度的相关性。4 古近系生烃凹陷分布柴西南区块覆盖有大面积连片三维地震工区, 古近系和新近系内部各组界面在地震资料上标定可靠, 能够连续追踪。笔者利用连片三维地震和部分二维地震编制了这个区域古近系路乐河组 (E 1+2) 、下干柴沟组上段 (E 3) 和上干柴沟组 (N1) 以及新近系上油砂山组 (N 2) 残余厚度图 (图 3) 。又利用这个区域外的二维地震资料编制了整个柴西地区的上干柴沟组上段 (E 3) 残余厚度图 (图 4) 。由于上干柴沟组上段 (E 3) 顶底界面在英雄
26、岭构造带难以可靠追踪, 因此图4 没有包含这个地区厚度变化细节。这些层系的厚度图反映古近系至新近系沉积具有以下特征:(1) 柴西南古近系路乐河组 (E 1+2) 、下干柴沟组上段 (E 3) 和上干柴沟组 (N 1) 厚度等值线在乌南地区 (图 3 中砂 37 井、切 2 井、切 9 井和乌东 3 井围限地区) 主要为 NNW 向展布图 3 (a) 图 3 (c) , 但新近系上油砂山组 (N 2) 厚度等值线在乌南地区转为 NW 向分布图 3 (d) 。 (2) 柴西南古近系路乐河组 (E1+2) 、下干柴沟组上段 (E 3) 和上干柴沟组 (N 1) 最大沉积厚度位于乌南地区图 3 (a)
27、 图 3 (c) , 但新近系上油砂山组 (N 2) 在乌南地区已处于向南减薄状态图 3 (d) 。 (3) 柴西地区古近系下干柴沟组上段 (E 3) 最大沉积厚度位于英雄岭、黄石、乌南和甘森地区 (图 4) , 其中英雄岭和黄石地区的等值线方位为 NW 向, 乌南和甘森地区的等值线方位为 NNW 向。由此可以推测, 柴西南地表 NNWNS 向的地表构造方位反映的是古近系沉积凹陷的方位 (按现代方位表述, 下同) 。由于柴西南地区靠近山前, 古近系遭受不同程度剥蚀, 因此古近系残余厚度已不能反映原始沉积格局, 但从甘森地区残留的 NNW 向下干柴沟组上段 (E 3) 厚度中心判断, 乌南地区可
28、能存在另一个NNW 向古近系沉积凹陷 (图 4) , 称之为乌南凹陷。图 3 柴西南区块西段古近系和新近系残余厚度分布 Fig.3 Paleogene and Neogene residual thickness of the west segment in southwestern Qaidam Basin 下载原图图 4 柴西地区古近系下干柴沟组上段残余厚度分布 Fig.4 Residual thickness of the upper member of Lower Ganchaigou Formation of Paleogene in the western Qaidam Basin
29、 下载原图乌南凹陷位置古近系厚度等值线为 NNW 向, 与现今 NW 向的盆地南边界斜交, 而新近系上油砂山组 (N 2) 厚度等值线变为 NW 向图 3 (d) , 转而与盆地南边界一致, 暗示控制柴西南沉积演化的构造背景在新近纪已发生了变化。磁组构数据揭示柴达木盆地古近纪的构造挤压应力几乎全部集中在柴北缘33, 柴西地区古近系沉积中心始终位于英雄岭、乌南和甘森 3 个位置, 而没有发生迁移, 可能与松弛状态下的持续沉降有关9,33。而进入新近纪, 磁组构数据显示构造挤压应力集中区转移至柴西南地区33, 这一转换过程可能与中新世以来东昆仑的隆升和走滑活动27-30,43,51-55有关。在柴
30、西地区的构造地貌上图 1 (b) , 可以识别出乌南地区 NNW 向构造与 NW 向英雄岭之间存在一条从甘森延伸至阿拉尔的大型弧形断裂图 1 (b) 中红线, 标注名为阿拉尔干森断裂, 与盆地南边界几乎一致。若按 Cheng 等提出的东昆仑昆北走滑断裂带迁移模型43, 这条弧形断裂在早中新世可能位于 200km 以南, 即现今东昆仑走滑断裂带位置, 是一条新生的、平直的左行走滑断裂, 后期逐渐向北迁移, 并转为逆冲性质。在这条弧形断裂带向北扩展过程中, 其右侧 (东侧) 可能产生右行走滑作用, 从而导致英雄岭凹陷、乌南凹陷和甘森凹陷等古近系沉积凹陷的移位。综上所述, 柴西地区在古近纪发育 NW
31、 和 NNW2 组方向的沉积凹陷, 分别位于英雄岭、黄石、乌南和甘森地区, 而柴西北则位于沉积凹陷外侧。由于古近系下干柴沟组上段 (E 3) 是主力烃源岩发育层位, 因此这 3 个沉积凹陷位置也对应着生烃凹陷位置。5 古近系生烃凹陷的边界效应5.1 生烃凹陷边界效应的物理模拟根据下干柴沟组上段沉积形态 (图 4) , 笔者设计了 1 组概念模型 (图 5) , 用以讨论生烃凹陷内部软弱层对后期构造变形的控制作用。实验中用硅胶模拟生烃凹陷内软弱的膏、盐和泥质沉积物, 用石英砂模拟生烃凹陷外侧坚硬的砂质沉积物。砂箱长度为 70cm, 宽度为 20cm, 石英砂内部铺了一层长度为 51cm 硅胶层,
32、 其中一半较厚 (厚度为 3cm) , 另一半的较薄 (厚度为 0.9cm) 。砂箱左侧电机施以 0.000 4cm/s 的推挤速度, 推挤距离为 27cm。模拟结果为, 硅胶层上下表现为分层构造变形, 厚层硅胶两侧出现了反冲断层 F1-1 (近推挤端) 和前冲断层 F1-3 (远推挤端) , 反映出 2 种具有显著力学强度对比材料 (硅胶和石英砂) 在接触处的“边界效应”现象;而薄层硅胶位置的构造变形主要受硅胶层内部滑脱作用受阻形成的反冲断层 F5-1 控制, 构造变形强度显著减弱。图 5 生烃凹陷边界效应物理模拟实验与线描 Fig.5 Physical simulation experim
33、ent and line draw of the boundary effect of hydrocarbon-generation depression 下载原图5.2 英雄岭与柴西北构造变形差异的关键控制因素大量以硅胶和石英砂为主要实验材料的构造物理模拟表明56, 硅胶层的存在是产生复杂构造的重要原因。Wu 等57设计了没有硅胶层和有硅胶层的物理模拟对照实验, 没有硅胶层的一组表现为一系列相同的构造样式以近乎相同的间隔依次向前扩展, 反映出均匀介质条件下 (全部是石英砂) 的构造变形具有相似性;而有硅胶层的一组在硅胶层上下均出现了分层构造变形, 且在硅胶层两侧与石英砂接触处出现了反冲断层
34、(近推挤端) 和前冲断层 (远推挤端) 。图 5 的模拟实验可用于解释英雄岭成因及与柴西北构造变形机制的差异问题, 如厚层硅胶两侧反冲断层 F1-1 控制的上覆背斜可代表英雄岭南侧的茫南背斜, 前冲断层 F1-3 控制的上覆背斜可代表英雄岭北侧的茫崖背斜和盐山背斜, 而薄层硅胶之上的挤压背斜可代表柴西北地区的开特背斜和油墩子背斜 (图 6 中剖面 BB) 。因此, 柴西地区古近系生烃凹陷内外显著的力学强度及软弱层厚度差异, 可能是造成英雄岭与柴西北构造变形机制、变形样式及构造地貌出现巨大差异的主要因素。英雄岭崛起于一个由厚层、软弱的膏、盐和泥质沉积物充填的、狭窄的生烃凹陷之上, 而柴西北在古近
35、纪位于生烃凹陷外侧, 在新近纪和第四纪构造变形中, 减薄的软弱层主要作为滑脱面向北传递构造位移, 形成一系列长轴形构造带。5.3 英雄岭构造带变形样式的分段性英雄岭东段和西段的构造变形样式不同, 西段为古近系下干柴沟组上段内部的滑脱构造变形 (图 6 剖面 AA和剖面 BB) , 东段则为基底卷入式构造变形 (图 6 剖面 CC和剖面 DD) 。导致英雄岭东段和西段构造变形样式发生转变的主要原因可能是古近系生烃凹陷的充填成分自东向西发生了变化。在英雄岭西段, 下干柴沟组上段 (E 3) 的下部为富含有机质的白云质泥岩和泥质灰岩, 上部则为巨厚的膏、盐和泥岩组合, 钻揭厚度逾千米 (图 7) ,
36、 岩石力学强度明显偏弱, 这是英雄岭西段主要表现为滑脱构造变形的主要因素。其中在图 6剖面 BB位置, 英雄岭南北两侧背斜带 (油泉子背斜和油砂山背斜) 的间距最宽, 滑脱作用的规模最大, 可能暗示此处是古近系生烃凹陷的中心部位。而在英雄岭东段 (老茫崖以东) , 下干柴沟组上段 (E 3) 内部的滑脱作用消失, 可能暗示古近系生烃凹陷的充填物成分自东向西发生了变化, 如东段生烃凹陷内的膏、盐岩不发育、甚至富含有机质的泥岩也不发育。因此, 英雄岭东段和西段不同的构造变形样式可能也反映了东段和西段具有不同的烃源岩条件。6 边界效应控制的油气聚集模式6.1 构造圈闭的时间和空间分布序列笔者计算了柴
37、西地区 21 个背斜翼部和顶部地层的厚度变化率 (图 8) , 根据厚度变化率开始显著增加的层位判断构造变形的起始时间。在阿尔金山前, 东坪、月牙山和七个泉背斜翼部和顶部地层厚度变化率自上干柴沟组 (N 1) 显著增加, 说明构造变形时间始于渐新世上干柴沟组沉积期图 8 (a) 。同样判断出, 柴西南西段跃进和红柳泉背斜的变形时间始于早中新世下油砂山组沉积期, 东段东柴山背斜的变形时间始于晚中新世上油砂山组沉积期图 8 (b) ;英雄岭南缘西段狮子沟和英中背斜的变形时间始于早中新世下油砂山组沉积期, 南缘中段英东和大乌斯背斜的变形时间始于晚中新世下油砂山组沉积期, 而英雄岭北缘西段干柴沟和黄瓜
38、峁背斜的变形时间始于上新世狮子沟组沉积期, 北缘中段油墩子背斜的变形时间始于更新世七个泉组沉积期图 8 (c) ;柴西北长轴形构造带的变形时间则普遍较晚, 如南翼山背斜的变形时间始于更新世七个泉组沉积期, 落雁山、大风山、长尾梁和尖顶山背斜的变形时间始于上新世狮子沟组沉积期图 8 (d) 。图 6 柴西地区地震构造解释剖面剖面位置见图 1 (a) Fig.6 Interpreted seismic profiles of the western Qaidam Basin 下载原图图 7 英雄岭西段下干柴沟组上段内幕构造与油藏 Fig.7 The inside structural traps
39、and reservoirs of the upper Lower Ganchaigou Formation in the western Yingxiongling belt 下载原图因此, 柴西地区始新世的构造活动首先出现阿尔金山前, 但自中新世以来, 祈曼塔格山前的构造活动显著增强, 可能标志着柴西南冲断系统的启动, 开始向北传递来自东昆仑的构造位移, 因而使得中新世后的构造变形总体表现为由南向北、由西向东扩展和变新的趋势 (图 9 中不同颜色标记的构造圈闭形成时代) 。柴西地区新生代构造在时间和空间上的有次序分布反映其并不是统一的压扭应力场的产物, 而更可能受控于一种构造传递机制, 这
40、种机制主要是通过滑脱层实现的58。图 8 柴西地区主要新生代构造变形起始时间构造名称及位置见图 1 (a) 和图9Fig.8 Structural deformation time of the main Cenozoic structures in the western Qaidam Basin 下载原图6.2“满凹控藏、3 种类型、分带聚集”模式借鉴富油气凹陷“满凹含油”论的思想59, 从生烃凹陷、构造变形和油气成藏三者在时间与空间匹配的角度, 可建立柴西地区“满凹控藏、3 种类型、分带聚集”的油气聚集模式 (图 9) 。6.2.1 生烃凹陷边缘的近源聚集带即新近纪以来形成的沿古近系生烃
41、凹陷边界分布的挤压背斜带, 以英雄岭两侧的背斜带最具代表性。但英雄岭东、中、西段各有不同, 如西段发育狮子沟、干柴沟和咸水泉三排背斜带, 之间以狭窄的向斜过渡;中段发育油砂山背斜和油泉子背斜, 之间以宽缓的向斜过渡;东段则发育众多规模较小的背斜带, 排列复杂, 主要有东柴山、茫崖、开特米里克、油墩子、凤凰台、小沙坪和黄石等背斜。这些位于生烃凹陷边缘的构造高部位通常是油气聚集的有利场所, 目前已发现狮子沟、尕斯库勒、英东、咸水泉和油泉子等油田。流体包裹体测温等研究表明, 柴西地区主要经历了 2 期油气充注, 第 1 期为中中新世, 第 2 期为上新世6-7,60。英雄岭西段构造形成于早中新世下油
42、砂山期 (图 8 和图 9 中不同颜色标记的构造圈闭形成时代, 下同) , 并在上新世和第四纪继续活动, 因此接收了 2 期油气充注, 形成狮子沟和咸水泉油田;英雄岭中段的构造形成于晚中新世上油砂山期至上新世狮子沟期, 接收了第 2 期油气充注, 形成尕斯库勒油田、英东油田和油泉子油田;英雄岭东段的开特米里克等构造形成于第四纪, 晚于第 2 期油气充注的时间, 因此勘探成效不如英雄岭中段和西段理想。虽然古近系生烃凹陷边缘的近源聚集带处于捕获油气的有利部位, 但构造变形强烈, 褶皱紧闭, 断裂发育, 导致油气藏分布复杂, 构造精细落实和勘探难度较大。此外, 前文已论述, 英雄岭西段主要表现为古近系下干柴沟组上段 (E 3) 内部的滑脱构造变形, 而英雄岭东段 (老茫崖以东) 则转变为基底卷入式构造变形, 可能暗示下干柴沟组上段 (E 3) 内的膏、盐岩、甚至富含有机质的泥岩均不如西段发育。图 9 柴西地区新近纪第四纪构造与古近系生烃凹陷叠合 Fig.9 Overlay of Neogene-Quaternary structures and Paleogene hydrocarbon-generation depressions in the western Qaidam Basin 下载原图
