1、阿姆河盆地的石油地质特征和烃源岩土库曼斯坦、乌兹别克斯坦、阿富汗和伊朗等国编译：王立群原著：Gregory F.Ulmishek摘要：阿姆河盆地是位于土库曼斯坦和乌兹别克斯坦（前苏联）国的高产气区，向南西延伸到伊朗，向南东延伸到阿富汗。该盆地在纵向上位于沙漠和半沙漠的底部，在平面上位于科彼特-达格山和邦德-土耳其山高点的北部。在北西向上，盆地的边界相伴卡拉库姆高原，在北部，盆地被克孜库姆构造组成的浅基底所标定。在东部，阿姆河盆地被从阿富汗-塔吉克盆地延伸过来的、地下的吉萨尔山的南东向突出部位所分隔，形成一系列北南走向的向斜和背斜。两个盆地的分离发生在晚第三纪阿尔卑斯造山运动期；此前它们是同一个
2、沉积区域的一部分。阿姆河盆地的基底是海西期形成的地层，它们由变形的且通常发生变质的古生代岩石组成。这些岩石被充填有上二叠-三叠系岩层的裂谷地堑所覆盖，地堑中的岩层经历了强烈的压实作用和成岩演变。该断陷地层层序也被认为是具有经济价值的基岩的一部分，它被厚层的下中侏罗系陆相含煤地层所覆盖。上覆的卡洛夫阶-牛津阶地层首先出现碳酸盐岩。在该时期，由浅海陆架围绕的深水盆地形成并沿着盆地的边缘形成礁石，在晚牛津期这些礁石达到最大的体积。在启莫里奇-蒂托期，盆地被高尔达克组的厚层蒸发岩所充填。白垩系-下第三系层序主要由海相碎屑岩组成，含有在凡兰今阶、巴雷姆阶、麦斯里希特阶和古新统地层单元中发育的碳酸盐岩夹层
3、。在晚第三纪，阿尔卑斯造山运动在盆地的边缘引起陆相碎屑岩的堆积、新断层的形成和老断层的复活，并且形成大量的构造圈闭。在阿姆河盆地发现了独立的综合含油气系统。该系统主要是以天然气为主的。所发现的天然气储量经“石油顾问” （1996）测算大约在 230 兆立方英尺，但是最新的发现和对老气田的最新评价使该数字增加了 40 到 50 兆立方英尺。液态油的储量（石油和凝析油）比较少，小于 20 亿桶。大多数天然气储量聚集在两个地层单元，分别是上侏罗系的碳酸盐岩和尼奥科姆统的碎屑岩，这两套地层各自含有天然气储量的大约一半。从中侏罗世到早第三纪的地层单元所包含的天然气储量相对较少。气源岩是在盆地的东-中部地
4、区发育的下-中侏罗统的碎屑岩和煤层以及牛津阶底部的黑色页岩。后者可能是油和气藏中的大量凝析油的来源。遍布盆地大部分地区的这两套源岩地层目前处于气窗带。圈闭类型为构造、古潜山和地层以及这些类型的复合圈闭。巨大的道勒塔巴德气田就是以水动力为控制因素的复合圈闭。在这个综合油气系统中，可以划分出四个评价单元。分别是北东单元、北部单元和盆地北西边缘区域单元以及盆地南部边缘区域单元，通过从中侏罗统到古新统地层中油气藏的广泛垂向分布来表示，其中缺乏高尔达克组的岩盐地层。其它两个评价单元在层位上呈叠置关系并占据盆地的中部区域且被高尔达克组的区域未变形的岩盐层所分割。阿姆河盆地中大量的未发现油气资源期待在较老的
5、这些评价单元中发现。阿姆河盆地未发现的评价资源的中值预计为 164 兆立方英尺的天然气和 40 亿桶的液态石油，其中大部分为凝析油。简介：阿姆河盆地（1154 区）是前苏联的主要产气区，在储量和天然气的产能方面处于仅次于西西伯利亚的第二位。该区域的大部分位于土库曼斯坦和乌兹别克斯坦，而它的边缘部分延伸到了阿富汗和伊朗（图 1） 。在“石油顾问” （1996）的资料中，所发现油气的数量换算成石油为 40.3109 桶，其中仅 2109 桶是石油和凝析油，其余的为天然气。该盆地以原始石油储量为基础被美国地质勘探（美国地质勘探世界能源评价团队，2000）根据未发现油气资源评价在 102 各地区中排列
6、在第 15 位。该盆地有几个巨大的气田和凝析油田，其中最大的气田是道勒塔巴德气田，含有大约 60 兆立方英尺的原始天然气储量（TCF） 。在阿姆河盆地中可确定出一个综合含油气系统（TPS） 。所发现的主要天然气储量存在于（1）上侏罗统的礁岩和被启莫里奇阶的高尔达克组厚层蒸发岩所覆盖的陆架碳酸盐岩中和（2）欧特里夫阶 Shatlyk 层的碎屑岩中。从中侏罗统到上白垩统的其它沉积岩序列在高尔达克组蒸发岩缺乏的盆地边缘是产能区。用地球化学方法定义气源岩是困难的。地质数据表明可能的烃源岩是下到中侏罗统的含煤碎屑岩和煤层以及上侏罗统海相黑色页岩和覆盖高尔达克组的泥灰岩。产气的主要原因是下到中侏罗统源岩的
7、含气特征和较大的埋藏深度以及上侏罗统源岩的高成熟度。最早的天然气发现是在 1956 年于盆地北东边缘的 Setalantepe 气田（图 2） ，它刺激了在邻近区域和其它盆地边缘的更进一步的积极勘探努力。在 1956 年，盆地内最初主要发现含原始地质储量大约为 25 兆立方英尺（TCF）的巨大的加兹利气田（图 2）之前，仅少量相对小的气田被发现。其它主要的气田几乎是在 1960 年代和 1970 年代发现的。但是某些大的和巨大的气田是在随后的几年中发现的。很明显含有大约 20 亿桶油当量的Kokdumalak 油气田和亚士拉（Yashlar）气田具有 15 到 35TCF 的的油气当量（图 2
8、） 。大规模的生产活动开始于铺设管线到乌拉尔地区和俄罗斯欧洲中部地区之后。1980 年以来盆地的产气量大于 3.5TCF/年。在阿姆河盆地确定出四个评价单元（AU） 。在盆地的北部和西部边缘区域，一个 AU包括若干个构造单元，上侏罗统的高尔达克组蒸发岩地层缺乏含油气系统，另一个 AU 包括南部盆地边缘和高尔达克组尖灭带的南部。其它的两个 AU 单元在地层上叠置，它们处于盆地的中部区域并且在地层上被高尔达克组的岩盐和硬石膏地层所分开。这两个单元中的下部单元包括下到中侏罗统的碎屑岩和在岩盐之下的上侏罗统的碳酸盐岩，上部单元包括白垩纪-第三纪的碎屑岩和位于岩盐之上的碳酸盐岩。探区概述探区位置和边界阿
9、姆河盆地位于土库曼斯坦南东部、乌兹别克斯坦南西部和阿富汗北西部的沙漠和半沙漠地区，盆地的一小部分位于伊朗（图 1） 。盆地面积超过 400000 平方公里，其中360000 平方公里位于土库曼斯坦和乌兹别克斯坦。阿姆河盆地西南方向上的边界由科彼特-达格褶皱带标定（图 1,2） ，该褶皱带由发生形变的侏罗系和白垩系的碳酸盐岩及碎屑岩组成，在伊朗的该褶皱带的南西部，不整合地覆盖三叠系和古生界岩石。边界与科彼特-达格的山前断裂相一致，具有大体上右旋的走滑断层成分。科彼特-达格的中生代岩层沉积在北特提斯洋的边缘海上。由于边缘海的关闭和伊朗块体与欧亚大陆南部边缘的撞击，变形发生在中新世-上新世。盆地的南
10、部边界沿土耳其褶皱带的北斜坡延伸，该褶皱带是海拔达到 3000 米以上的山脉。二叠系和三叠系的碎屑岩、碳酸盐岩和火山岩褶皱带的几公里厚岩层覆盖较老的古生代变质岩系，而其上部被变形较小的侏罗系到下第三系岩层所不整合地覆盖。三叠纪层序尤其是上三叠统可能沉积在裂谷盆地中，它形成于在 Hindu Kush 和 Parapamisus 岩浆弧后面的欧亚大陆边缘。褶皱和隆起发生在晚三叠世，随后在稳定的被动大陆边缘沉积了侏罗系到下第三系的岩石。与包含印度次大陆在内的欧亚板块的相互作用相关的新构造变形开始于晚渐新世并持续到现在，变形的模式一般遵循前侏罗纪的构造特征。向东，阿姆河盆地比邻阿富汗-塔吉克（南塔吉克
11、，Surkhan-Vakhsh）盆地（图 1）这两个盆地在中新世之前构成一个独立的盆地，侏罗系-渐新统地层是相似的。从中新世开始到现在，阿富汗-塔吉克盆地被帕米尔块体的向北运动所变形。其结果是形成由东到西挤压作用并产生一系列向北发展的复背斜和复向斜，它们被主分离界面为上侏罗统岩盐地层的逆冲体所覆盖。复向斜被大约几公里厚的晚第三系到第四系具有剪切构造的磨拉石所充填。逆冲体没有延伸到阿姆河盆地。在南部，阿富汗-塔吉克盆地的北南走向构造被扭转断层所分割，使之从北部的阿富汗高原分离出来。阿姆河和阿富汗-塔吉克盆地之间的边界沿着吉萨尔山南西部山峰（天山的南山）的西斜坡延伸，它是阿富汗-塔吉克盆地最西部的
12、复背斜（图 1,2） 。在北部，阿姆河盆地由古生代变质岩和 Kyzylkum 高原的火成岩所标定，在一些地方的地表上出现露头，但是这些区域的大部分被中生代-第三纪堆积的风化壳所覆盖。古生代地层从 Kyzylkum 高原延伸到被第一代苏联地质学家研究过的、新构造运动形成的天山山脉。基本上，Kyzylkum 高原和天山的古生代岩石表明海西期两个海洋盆地闭合，闭合的原因是卡拉库姆（中、晚石炭纪）和塔吉克微陆块（早二叠世）的连续冲击，该微陆块和哈萨克斯坦大陆的南缘相连。花岗岩岩柱的侵入和山脉的形成发生在早二叠世。阿姆河盆地的北西部边界横穿卡拉库姆构造（图 2） ，古生代基底岩石的最高点的深度为 160
13、0-2200 米.。油气田目前仅位于构造的顶部和它的南部、东部斜坡，这些产能区域被划归盆地内，而在构造的北部和西部斜坡没有发现油气田和油气显示。构造-地层发育阿姆河盆地是一个大的侏罗纪-三叠纪凹陷，其下部是海西期（晚古生代）的基底和三叠纪（可能是晚二叠纪-三叠纪）的断陷系统。该盆地是上海西期图兰地台的最大凹陷（由中生代-新生代沉积岩所包围的里海之东的海西期岩层的一部分） 。盆地底部的基岩所知甚少，根据盆地边缘基底岩层的推测表明它可能由海西期大洋盆地闭合时形成的各种构造地层组成。海西期基底包括北南方向上的两个大的前寒武纪陆块（碰撞构造之前的微陆块） 。在北部，卡拉库姆陆块的西部被钻井钻穿，这个钻
14、穿的中生代卡拉库姆构造（图 2）是覆盖变质火山岩和沉积岩的侏罗系-白垩系的沉积岩层序，变质沉积岩中的闪石板岩的 K-Ar年龄数据是 58525 百万年（Ma） 。该岩层被志留纪（425Ma）到石炭纪（302Ma）的花岗岩体所切割。微陆块向东延伸到天山褶皱带（图 1,2）和吉萨尔山脉，而且与中国西北的塔里木陆块相连。在这两个陆块的南部，塔吉克陆块位于阿富汗-塔吉克盆地北部之下并延伸到阿姆河盆地。它是根据重力和磁力数据确定的。块体原生代的基底岩层局部出露在吉萨尔山的南部。志留纪到石炭纪的碳酸盐岩和碎屑岩广泛地分布并被解释为塔吉克微陆块的北部被动大陆边缘堆积。吉萨尔山的中部发现蛇绿岩，它标志板块碰撞
15、带、石炭纪火山岛弧和二叠纪后碰撞花岗岩。阿姆河盆地基底的其它组成物质是由各种海相杂岩组成，在石炭纪，基性火山岩广泛分布并在磁场上形成正的线性异常特征。阿姆河盆地断陷阶段的发育是在晚二叠世和三叠纪时期、海西期造山运动之后和随后形成山岳地形的剥蚀作用期。基底被一系列断陷所破坏，断陷地堑堆积了厚层的碎屑沉积岩（按地球物理数据的解释，大致为几公里） 。因为埋藏深度大，所以断陷系统的位置较难发现。根据有限的地震数据（主要为深层地震勘探技术）所做的表示在图 3 中的一种最新模式表明其存在向晚第三纪科彼特-达格褶皱带倾斜的断陷系统。第二个倾向近东西向的地堑-断陷系统估计位于盆地南东部的最深位置。第三个断陷系
16、统发生变形并最初在晚三叠世发生隆起，随后在晚第三纪到第四纪的阿尔卑斯造山事件中形成标定阿姆河盆地南缘（图 2）的土耳其山。土耳其山断陷系统的充填物差不多六公里厚，主要由二叠-三叠纪的粗到细碎屑岩组成含有少量的中三叠世石灰岩层和拉丁尼-诺利阶凝灰岩和熔岩。阿姆河盆地的基本沉积盖层不整合地覆盖各种较老的岩层。在侏罗纪到始新世期间，沉积作用发生在边缘海的被动边缘上，古地中海中生代火山岩弧的北部。在被动边缘层序的底部，下和中侏罗统岩层在盆地的边缘被钻穿，在盆地的中部没有被探井完全钻穿。一般情况下，下-中侏罗统地层主要由陆相碎屑岩（图 4）组成。海相岩层出现在上巴裘阶-巴通阶地层中，这些地层的数量和厚度
17、向南增加。粗碎屑岩主要被限制在含煤层的下侏罗统剖面的底部。仅薄煤层出现在较年轻的地层中。在沿北东盆地边缘展布的深断层附近，几口探井钻遇到凝灰岩和辉绿岩，发现被下侏罗统及中侏罗统底部岩层充填的地堑。已知其它的下侏罗统地堑发育于阿富汗北部的 Badkhyz-Maimana 隆起中（图 2） 。根据有限的地震数据，在盆地的较深部位推测出相似的前巴裘阶地堑的存在。下-中侏罗统层序上超到基岩构造之上，而它的下部地层尖灭于构造斜坡之间。因为在大深度上地震分辨率较低，所以层序的厚度难以解释。在盆地的最深处该厚度被解释为大约两公里（图 5） ，但是在盆地北部边界该地层减薄到 500米或更小并且在沿南部边缘展布
18、的 Badkhyz-Maimana 隆起中缺乏沉积物。下 -中侏罗统岩层出现在阿富汗北部和隆起的南部，但是它们的厚度仅在边缘区域已知，其厚度不超过几百米。海侵开始于巴通阶的晚期或卡洛夫阶的早期。在底部页岩地层单元沉积之后，碳酸盐岩的沉积作用开始并持续到牛津期（图 4） 。在卡洛夫-牛津期，阿姆河盆地在地形上被分为深海，它位于盆地的南东区域和边缘区域的浅海陆架区（图 6） 。沿着陆架边缘和在深海盆地的边缘区域发育有离岸礁、尖顶礁和环状珊瑚礁复合体。礁体的最厚处和油气大量产出的部分是由中、上牛津阶石灰岩组成。该礁岩复合体包含几乎该盆地一半的已发现油气储量和处于评价阶段的多数未发现资源。上侏罗统碳酸
19、盐岩层序在礁岩相带的总厚度达到500-600 米，大约一半的厚度是由礁体石灰岩组成。在近岸带厚度降低到 100 到 150 米，而且层序在盆地边缘发生尖灭。卡洛夫-牛津阶的陆架层序是由各种浅海相组成，包括鲕粒、碎屑和海藻石灰岩以及含白云岩的石灰岩，小的近岸卡洛夫期碳酸盐岩建造，含粘土的石灰岩及泥灰和中上牛津阶内局部的硬石膏层。因为埋藏深度大并且仅在位于相带分布的最东部地区的几口探井钻穿地层，所以对深海盆地相地层所知甚少。下到中牛津阶地层剖面由黑灰色，薄到中层的含沥青、含粘土石灰岩组成。上牛津阶地层剖面由黑色、薄层、富含有机质的含粘土石灰岩和含钙页岩及火山灰混入的粉砂岩组成。含有菊石和浮游生物化
20、石的这些岩石可以由伽码测井的高读数识别，被认为是放射性地层。深海盆地相中上侏罗统碳酸盐岩的总厚度大约是 200 到 250 米。在阿姆河盆地的北东边缘礁岩相和相关岩层被详细地研究，主要位于乌兹别克斯坦的查尔朱构造阶地上（图 2） ，它们含有大量的油气储量（图 7） 。上侏罗统的碳酸盐岩，包括礁岩相出露在恰巧是盆地边界的吉萨尔山脉的南东峰，它对于地层对比提供了重要的数据。该地层在礁灰岩相带上组成下部剖面的 50-100 米，年代为中卡洛维期，由薄到中层的黑灰色含粘土石灰岩组成，用当地的生产术语称之为 XVI 产层。这些地层的沉积先于礁灰岩生长的初期。礁岩相出现在上覆剖面，主要由 120-160
21、米厚的碎屑石灰岩组成。该剖面（XVpr 生产层）在年代上是晚卡洛夫-中牛津期，在某些地方该层存在 30-50 米厚的海藻-苔藓虫礁灰岩。主要的礁岩发育发生在晚牛津期和可能的早启莫里奇期，当盆地地形演变为深水盆地时，高水位礁岩和后礁陆架以及泻湖相达到它的最大值。主要的礁体生产者是珊瑚和水藻。延伸的半圆形分割深水盆地陆架的离岸礁被 50-100 米深的潮汐水道分成 4-8公里长的部分。潮汐水道的宽度从几百米到 1.5 公里，水道被充填并被年轻的蒸发岩所覆盖。在构成离岸礁复合体油气圈闭方面潮汐水道扮演着重要的角色。许多独立的礁岩体建造（尖顶和环形）形成于深水盆地之内。上牛津阶到下启莫里奇阶的礁岩剖面
22、在厚度上达到 250 米，它包括两个油气产层，在当地术语中叫做 XVr 和 XVnr。这些礁岩体通常被碳酸盐岩碎屑层所包围。向盆地方向，礁灰岩剖面相变到覆盖盆地底部的富含有机质的黑色页岩（放射性地层）中并覆盖在最大海平面上升期明显被淹没的一些礁岩体。后礁相从礁岩带向陆发展，由各种间夹硬石膏的浅水碳酸盐岩组成。进一步向陆，在碳酸盐岩剖面中就逐渐含有来自邻近地区的硅质碎屑物质（图 6） 。从查尔朱阶地，离岸礁体向西和向南西方向延伸，在某些地方它分割深水盆地的北部宽展陆架（图 6） 。因为只有少数钻井钻穿该区的上侏罗统岩盐，所以礁岩体的精确位置没有很好地确认。盆地相内部的尖顶状礁岩体没有被确切地识别
23、，可能是因为较大的深度，但是根据有限的钻井数据和地震数据推测这种礁岩体是存在的。此外，在南西方向，离岸礁体的深度骤降超过 5 公里，但它的位置未知。沿阿姆河盆地南缘分布的礁岩带的形态和位置所知甚少。上侏罗统的碳酸盐岩地层在深度上超过 4 公里，而所得到的前苏联地震数据的质量对于绘制厚层蒸发岩之下的礁岩体图缺少信心。由 Bridas 公司（阿根廷）采集的最新地震数据具有较高的质量，但是还没有公开发行。在道勒塔巴德气田和 Shatlyk 气田（图 2）之间，可能为礁岩成因的牛津阶石灰岩和白云质石灰岩被几口井所钻穿，而在道勒塔巴德气田探井钻穿了后礁相岩层。该区的礁岩体也是根据地震数据推测的。在更东部
24、，Bridas 公司在 Yashlar 气田钻探的井-8 号探井（图 2）经测试从深度在 4.5-5 公里的牛津阶碳酸盐岩中日产气 10107 立方英尺。礁岩体的形态不明。地震数据表明晚侏罗世穆尔加布凹陷（图 2）南坡的构造由走向为东西向的两个长条状的隆起组成，它们之间由构造洼地所分离（图 8） 。该隆起明显地被含礁体的碳酸盐岩沿岸堆积所覆盖。离岸礁可能沿着隆起的边缘分布，其间的洼地可能充填盆地相。向东部，离岸礁延伸到阿富汗的北部。在构造上它们位于北阿富汗高原的北部和北西部（图 2） ，但它们的精确位置未知。在阿富汗构造的最高处，因为不发育沉积作用所以上侏罗统剖面缺失，白垩系岩层不整合地覆盖古
25、生代基底或薄的下-中侏罗统和/或三叠系岩层。在地层厚度大于 900 米的阿姆河盆地的中部（图 9）启莫里奇-蒂托阶的高尔达克组的蒸发岩覆盖较老的上侏罗统碳酸盐岩地层。一般情况下，高尔达克组是由两套岩盐地层组成，其上部和中间发育硬石膏地层。一层较薄的硬石膏（15 米或更小）覆盖在其顶部。下部和中部的硬石膏层都含有碳酸盐岩层，这些碳酸盐岩层主要出现在盆地的边缘部分。在礁岩体的顶部，下部硬石膏层的厚度通常是 10 到 30 米，在礁岩斜坡位置它的厚度增加到100-200 米。进入到盆地位置，硬石膏层的厚度再一次降低到大约 50 米。毗邻礁岩体的硬石膏带被用于确定礁岩体的位置。但是，因为厚层的硬石膏带
26、的地震特征类似于下覆的碳酸盐岩，所以它也妨碍了地震数据的解释。下部岩盐层充填继承自牛津阶的地形洼陷，在礁岩体的顶部和后礁陆架上，它减薄或缺失而在牛津期深水堆积发育时，它突然变厚。上部盐岩层变化较小，在盆地中部地区为几百米厚而向盆地边缘逐渐减薄。两套盐岩层局部含有硬石膏层和钾盐地层。在高尔达克组的边缘地带，岩盐完全尖灭，地层由碳酸盐岩和硬石膏层交互组成并含有在盆地北部边缘更丰富的可变数量的碎屑岩。高尔达克组地层延伸到阿富汗-塔吉克盆地，因为在复向斜中的埋藏深度和在复背斜中的复杂构造，所以对其所知甚少。该地层在卡拉库姆和阿富汗北构造以及在科比特-达格准地槽的大部分区域缺失（图 2,9） 。在该地层
27、分布的几乎整个区域内，岩盐地层没有被盐构造作用变形。仅有一个例外是称为雷派提克-凯利夫带的狭长线性带，它沿着可能含有走滑成分的雷派提克深断层延伸，这里的岩盐变形为盐丘（图 2,9） 。高尔达克组中的蒸发岩地层被卡拉比尔组地层整合地覆盖，它由 100-300 米厚的红色碎屑岩组成。红色岩层中的生物化石是分布较广的广盐度介形类。岩层可能形成于泻湖到冲积环境。该组地层在年代上确认为晚蒂托期或晚蒂托-贝里阿斯早期，在盆地边缘部分缺失。在科比特-达格褶皱带（图 2） ，阿姆河盆地的上侏罗统蒸发岩和红色岩层在剖面的启莫里奇阶相变为层状的海相石灰岩而在蒂托阶则相变为巨厚的石灰岩和含有硬石膏的白云岩中。这些浅
28、水碳酸盐岩可能一部分是礁岩成因，从北部的阿姆河蒸发相泻湖分割南部的开放特提斯海。其古地理特征非常类似于启莫里奇-蒂托期北高加索东部的含盐盆地。在盆地的边缘，下白垩统地层不整合地覆盖古生代-上侏罗统岩层，但是在盆地的中部地区不整合相对较小或不存在。尼奥科姆统（贝利亚斯组-巴雷姆阶）地层沉积于海相- 陆相环境中。海相碳酸盐岩地层发育于科比特-达格山和相邻的准地槽中（图 2,4） 。向北部，到卡拉库姆构造，碳酸盐岩相变为海相碎屑岩。在卡拉库姆构造的东部和科比特-达格准地槽，剖面由交互的海相、泻湖相和包括一部分向东海相地层减少的陆相岩层组成。在盆地的东部，海相岩层缺乏，剖面由泻湖到陆相的红色到杂色的含
29、白云岩层、硬石膏和岩盐层的碎屑岩组成。粗的冲积相碎屑物质从隆起区搬运到南西部组成伊朗气田区域内的尼奥科姆统地层，并且其大量的远端相存在于道勒塔巴德气田和其临近的区域（图 2） 。在盆地的南部边缘，包括阿富汗，陆相碎屑岩也是明显发育的。在尼奥科姆统剖面中的砂岩地层是欧特里夫阶的 Shatlyk 层，该层在土库曼斯坦含有大量的天然气储量，包括超大型的道勒塔巴德气田。Shatlyk 层是三角洲成因，发育于穆尔加布凹陷的西部和中部而在该凹陷的斜坡上其厚度为 10 到 30 米。该层由红色到褐色的砂岩层夹粘土岩层组成。在穆尔加布凹陷的东部（图 2）砂岩侧向上相变为 20-60 米厚的混有沙粒的盐岩层。这
30、套岩盐层剖面延伸到远东部的阿富汗北西地区。海侵地层覆盖在晚巴雷姆期的整个阿姆河盆地。阿普弟-阿尔必阶岩层表现为海相页岩、粉砂岩和局部含有在中阿普弟期普遍存在的碳酸盐岩夹层的砂岩。在穆尔加布凹陷和科比特-达格准地槽，下白垩统岩层的总厚度超过 1200 米，逐渐地向盆地的边缘减薄。上白垩统岩层主要是海相成因，泻湖相红色岩层和硬石膏层仅在查尔朱阶地的南东部存在（图 2） 。在科比特-达格准地槽和卡拉库姆构造上，石灰岩和泥灰岩是除了赛诺曼碎屑岩地层之外的主要剖面组成部分。向东部，在盆地的中部碳酸盐岩相变为由大量的页岩和粉砂岩组成的碎屑岩，盆地的边缘为粗碎屑成分。细粒的石灰岩和泥灰岩层存在于坎帕阶和麦斯
31、里希特阶地层中。早第三纪（古新世到中渐新世）岩层位于阿姆河盆地沉积充填的顶部。下古新统的碎屑岩和碳酸盐岩仅保存在盆地的西部和南部区域并被前中古新世的侵蚀作用移动到其它地方。中到上古新统地层主要由包含碎屑岩和硬石膏层的浅水碳酸盐岩地层组成。一部分碎屑岩层向北和向北西方向增厚，而硬石膏层和含硬石膏的其它岩性主要出现在盆地的南部边缘。始新统-中渐新统剖面主要由灰色和杂色的页岩和粉砂岩组成，含通常出现在盆地南部的砂岩。碳酸盐岩和泥灰岩在整个层序中都存在，在西部地区最丰富。在上始新统的Badkhyz-Maimana 隆起剖面（图 2） ，探井钻穿了玄武岩层、安山岩和凝灰岩。在科比特 -达格准地槽早第三系
32、岩层厚度大于 2 公里，在穆尔加布凹陷厚度为 500-800 米，在盆地的边缘仅 10-100 米之内。阿姆河盆地在盆地发育阶段（侏罗纪到上第三纪）的构造运动表现为块状类型的地台运动。正向构造，如卡拉库姆构造、Badkhyz-Maimana 隆起、北阿富汗构造和其它较小的隆起经历了缓慢的沉降和偶然的正向运动，引起局部的不整合和沉积层序的部分缺失。最大的沉降发生在盆地的中部（穆尔加布凹陷和临近北部的地区）和目前的科比特-达格准地槽（图 2） 。在标定阿姆河盆地边界的山脉中阿尔卑斯剪切构造运动开始于渐新世，其原因是印度板块和连接欧洲边缘的阿拉伯板块的碰撞作用，该构造运动的作用程度在上新世渐进地增加
33、一直到现在。在盆地的西部，科比特-达格褶皱带侵入阿姆河盆地的边缘，引发了准地槽的形成。但是，因为来自于南部的大部分的挤压应力被沿前科比特-达格断层发育的右旋走滑断层所吸收而不是发生逆冲，所以仅存在有限的逆冲载荷。形成相对浅的准地槽。准地槽中的碎屑层序一般不超过 2 公里。在中新世-第四纪，帕米尔块体向北突出，引起阿富汗- 塔吉克盆地（图 1）的中生代-早第三纪岩层的逆冲和褶皱。尽管来自东部的逆冲作用没有延伸到阿姆河盆地，但是挤压应力导致了构造运动的活跃。东西走向的断层，主要有右旋走滑断层形成于北部阿富汗地区。雷派提克走滑断层（雷派提克-凯利夫带的北部，图 2）继承了侏罗纪或更老的穆尔加布凹陷内
34、的断层带性质，而标定布哈拉和查尔朱构造阶地的断层也在此时形成。沿着东部和南部盆地边缘的局部构造隆起在该构造变形阶段被拉长。阿姆河盆地阿尔卑斯期变形作用的开始被分布广泛的晚渐新世前期的不整合所标定。上渐新世-下中新世的沉积物为海相到泻湖相，大部分为细粒碎屑岩含石膏和软石灰岩层。碎屑物质主要来自于地台区物源而不是来自于剪切隆起。科比特-达格准地槽和卡拉库姆构造斜坡处的中新世中部地层和上中新世层序的下部是由海相到泻湖相碎屑岩含石灰岩层组成。向东它们转变为较粗的陆相地层，从湖相相变为风成沉积，这些风成沉积的物源来自于向南和南东方向上升的山脉。整个盆地的上中新世-第四纪地层是由湖相和冲积相碎屑沉积组成。
35、该造山运动的上渐新世-第四纪层序的最大厚度在科比特- 达格准地槽达到大约 2公里厚。在穆尔加布凹陷和相邻的地区该层序的厚度是 1 到 1.5 米。在阿姆河盆地的东部，该层序的厚度与阿富汗-塔吉克盆地复向斜中的 5-7 公里厚度相同。现今构造在侏罗系-第三系地层的构造中，阿姆河盆地是在南部被群山环绕的、在北部被后海西期基底标定的负向构造。盆地的最深部是科比特-达格准地槽和穆尔加布凹陷（图 2） ，侏罗系底部的最大深度达到 6-8 公里。科比特- 达格准地槽的北部中，沉积岩地层向卡拉库姆构造方向上升，在三叠纪岩层的顶部沉积岩地层缺失，基底的深度较浅为 2 公里。从该构造位置基底向东部下降至较浅的
36、Khiva-Zaunguz 凹陷（图 2） ，到侏罗系底部的深度是 4-5公里。根据地震数据，凹陷覆盖近北南向的地堑，其中充填有大于 3 公里的三叠系岩层（图 3） 。在阿姆河盆地的北东部存在两个主要的构造，被深断裂标定的布哈拉和查尔朱构造阶地（图 2） 。在阶地的对面，基底从 Kyzylkum 构造上开始下陷进入到盆地。在南东部，查尔朱阶地终止于别什肯特凹陷，此处侏罗系基底的深度大于 5 公里。穆尔加布凹陷的北部边界是雷派提克断层，是阿姆河盆地中最大的盆地内断层（图 2） 。在断层的东盘，伴生有上侏罗统的盐丘链，其幅度为 1000 米，该盐丘链构成雷派提克-凯利夫带。向西，盐岩层变薄并尖灭，
37、没有出现盐丘构造。穆尔加布凹陷存在三个相对的隆起构造，它们分别是土库曼斯坦的 Mary 和 Uchadzhi 隆起和阿富汗的 Andhoy 隆起。含有阿富汗主要气田的 Andhoy 隆起基本上是地下的北阿富汗构造的西部最高点。北阿富汗构造位于海拔局部超过 2500 米的高原，没有包括在阿姆河盆地内。在构造的高处缺失三叠系和侏罗系岩层，但在构造的斜坡带存在。在构造的南西部基地岩层裸露，层位上位于白垩纪-早第三纪岩层的下部，该地层在西部的埋深为 1200-1500 米。向北，北阿富汗构造的基底沿着垂直断距大 4 公里的断层下滑到阿富汗-塔吉克盆地。穆尔加布凹陷的南部是一个大的 Badkhyz-Ma
38、imana 隆起，在东部被土耳其褶皱带（图2）的北边界断层所切割。下中侏罗统和部分上侏罗统岩层在隆起上缺失。但是在第三纪隆起发生沉降作用，之后被厚层的沉积岩所覆盖。隆起的前侏罗系岩层的顶部倾向于北部，深度为 800-3000 米。阿姆河盆地最南部的构造单元是库什卡褶皱带（图 2） 。该褶皱带是土耳其褶皱带的西部突变带，主要由适度褶皱的白垩系和厚层的早第三系岩层组成。在北部该褶皱带被狭长的卡雷末地槽从 Badkhyz-Maimana 隆起处分开。阿姆河盆地的基底以明确的断块构造为特征，除了表示在图 2 中的主要区域断层之外，还识别出其它许多断层以标定盆地的主要构造单元并通常划分地层为小的隆起和沉
39、降块。断层或者向上延伸到沉积盖层或者在原地表现为弯曲的形状。多数断层在老第三纪-第四纪构造事件中形成，但是，一部分断层激活了较老的基底断裂。例如，面向 Khiva-Zaunguz凹陷（图 2）的区域断层是沿三叠纪地堑-裂谷系统发育的激活断层（图 3） 。前第三纪断层多数在布哈拉和查尔朱阶地被确定。这些断层通常东西走向（天山地带） ，倾向为北西向，是标定阶地边界的年轻断层。阿姆河盆地的多数已知的区域背斜构造是年轻的，它们在老第三纪构造变形阶段形成。许多这些构造其幅度通常在 200-400 米范围，排列成沿断层走向的线性背斜带。先于老第三纪构造变形阶段形成的区域背斜的存在及丰富程度的信息较少。这些
40、较老的背斜在某些区域可以识别，例如在布哈拉和查尔朱阶地、在 Badkhyz-Maimana 隆起和在科比特-达格准地槽及邻近的东北区域等。这些侏罗-白垩纪的背斜构造在老第三纪经历了连续的隆起作用，而其它的则被埋藏到年轻岩层之下。不同的局部构造存在于卡拉库姆构造和 Bakhardok 单斜层中。这些局部构造体积相同并且在区域上是较小的隆起，其闭合度小于 50 米。很明显，它们形成于晚第三纪前期，Bakhardok 单斜层上的许多构造被掀斜并在科比特 -达格准地槽的变形过程中向北开放。综合油气系统在盆地中确定出一个综合油气系统阿姆河侏罗-白垩系油气系统（TPS） 。该 TPS的主要原始油气储量是天
41、然气，估算总数为 230 兆立方英尺（TCF）(石油顾问，1996)。液态烃储量较少，其储量小于 20 亿桶，大约 60%是凝析油，40% （767 百万桶）是石油。天然气的支配地位与烃源岩和其较高的成熟度相应。在地层方面，阿姆河侏罗-白垩系 TPS 包括完整的沉积盖层，在年代上是三叠纪到新生代范围，但是石油的源岩和几乎所有的油气储量存在于侏罗-白垩系地层中。在 TPS 的中部，主要的储量部分聚集在两个相对较薄的地层单元中，牛津阶（上侏罗统）碳酸盐岩和欧特里夫阶（下白垩统）砂岩，它们之间被上侏罗统高尔达克组的厚层岩盐沉积所分开。沉积序列的其它部分产量较少，而且它们的产能局限在综合油气系统的边缘
42、部分，这里高尔达克组的岩盐地层缺失。综合油气系统含有两套烃源岩地层， （1）下-中侏罗统含煤页岩和干酪根类型为型的含气性煤层， （2）上侏罗统深海相黑色页岩含型干酪根。在大部分的 TPS 区域内，两套烃源岩都处在产气窗口内，许多气田产出的天然气可能含有来自于这两套源岩的混合碳氢化合物。进入到白垩纪岩层的油气运移作用发生在阿姆河盆地的边缘，这里区域的上侏罗统岩盐封闭层尖灭了。阿姆河侏罗-白垩系综合油气系统发现历史阿姆河盆地的石油勘探开始于第二次世界大战之前，但此时的勘探主要局限在重力和磁力成图和浅岩心井的钻探。该工作在 1950 年代前期继续进行，在 1953 年，布哈拉阶地的勘探在赛特兰特普首
43、先发现相对较小的气田（170 亿立方英尺BCF） （图 2） 。此处的发现刺激了更进一步的勘探努力，在盆地的许多区域进行了反射波地震勘探。在 1956 年，首个巨大的气田，加兹利气田被发现，它也位于布哈拉阶地，其原始地质储量大于25TCF，在 1950 年代后期和 1960 年代早期在盆地的许多主要的构造单元发现了油气田。大规模的发现进程一直继续到 1970 年代和 1980 年代，最有意义的是在 1968 年发现的储量大于 33TCF 的 Shatlyk 气田、1974 年发现的储量大约 60TCF 的道勒塔巴德气田和在 1985年发现的储量为大约 20 亿桶等价油（BBOE）的 Kokdu
44、malak 油气田（图 2） 。位于伊朗的Khangiran 气田（12.7TCF ）是在 1968 年发现的，阿富汗最大的气田（2TCF） ，Khodzha-Gugerdag 气田是在 1961 年发现的。在其后的 15 年里所发现的多半是比较小的，除了Yashlar 气田（图 2）之外，某些气田的储量没有说明，它们很可能达到 15 到 35TCF。石油的赋存形式阿姆河盆地主要是含气的，已知气田发育在盆地的所有构造单元中，而仅少数相对较小的油田发现于盆地北东部和南东部的非常边缘的地区。石油顾问（1996）的文件列出了250 个在盆地中发现的气和油田，其中一半以下具有商业价值。穆尔加布凹陷和
45、Badkhyz-Maimana 隆起（道勒塔巴德气田）北西斜坡上的大量天然气储量聚集在欧特里夫阶 Shatlyk 砂岩层中。除了道勒塔巴德气田之外，所有的气田都赋存于构造圈闭中，对于圈闭的形成机理所知甚少（参见后面的论述） 。因为需要较大的钻探深度和存在妨碍钻穿高尔达克组岩盐的高储层超压，所以本区域的侏罗系盐下带地层还没有勘探。而且到目前为止，岩盐层之下的地震分辨率对于绘制可靠的前景图还具有很大的不足。盐下带地层目前仅被几口井钻穿，但仅在 Yashlar 气田（图 2）测试了其商业价值。阿姆河盆地第二个最重要的产气区处于查尔朱和布哈拉阶地及别什肯特凹陷地区（图2） 。高尔达克盐岩层覆盖查尔朱阶
46、地和别什肯特凹陷，主要的油气储量存在于岩盐盖层之下的上侏罗统碳酸盐岩地层中。圈闭类型是牛津阶的礁灰岩或是构造圈闭，某些是这两种类型的组合。在布哈拉阶地的大部分地区，岩盐和礁灰岩缺失，而油气聚集在构造圈闭的储层中，年龄变化在中侏罗世-晚白垩世。在阶地的南东部被高尔达克岩盐地层所覆盖，有几个气田是在牛津阶的礁灰岩圈闭中。具有潜在商业价值的沥青砂出现在阶地北东边缘的裸露处。Khiva-Zaunguz 凹陷、马来- 巴加贾隆起和 Beurdeshik 阶地中的所有气田都赋存于构造圈闭中（图 2） 。它们的产出层位都是从上侏罗统的碳酸盐岩到下白垩统的砂岩。已知少数气藏产出于下-中侏罗统的碎屑岩中。在卡拉
47、库姆构造发现了大约 20 个气田，它们全部是小范围、低闭合度的构造圈闭。主要的储层是下和上白垩统砂岩，少数气藏存在于上侏罗统的碳酸盐岩中，大部分气田被废弃。几个小的气田在局部有构造隆起的 Bakhardok 单斜中发现，其圈闭的闭合度不超过 100 米。主要的储层是上侏罗统和尼奥科姆统地层。巨大的 Khangiran 气田（大约 13TCF）和两个很小的气田发现于科比特-达格准地槽的伊朗部分，Badkhyz-Maimana 隆起构成了准地槽的边界。该气田位于科比特 -达格准地槽的前部褶皱带内。在该气田中储集层属于尼奥科姆统碎屑岩和上侏罗统的碳酸盐岩，其它的气田产自尼奥科姆统碎屑岩。虽然进行了较
48、大的勘探努力，但是在准地槽的其他地区没有发现气田。盆地中长期生产的区域是库什卡褶皱带，此处有两个相对小的气田赋存于该褶皱带的土库曼斯坦部分。气田赋存于构造圈闭中，其储层是下和上白垩统和古新统的碎屑岩。在该褶皱带的阿富汗区域发现了非商业价值的天然气显示。烃源岩少数石油的现代地球化学数据对于烃源岩的对比可有效地用于阿姆河盆地。多数的液态烃是高成熟度的凝析油，含有少量的生物标记化合物，它对于源岩对比来说没有提供足够的数据。生物标记化合物的化学组成表明许多凝析油聚集生成于深部的气窗带而且烃源岩含有陆生有机质。与原始油藏的分解相关的次生凝析油以天然气的形式被解释为赋存于查尔朱阶地。油藏的比例较少，而且许
49、多油藏实际上退化成了凝析油藏。油的化学组成变化很广，在某些油气田中，石油表现为高含量的芳香族碳氢化合物，而在其它油气田中，石油主要是由石蜡族和环烷族碳氢化合物组成。多数石油具有较重的同位素（-23 到-27 ） ，但是某些同位素值较轻（大约-30）的石油已知存在于布哈拉和查尔朱阶地。位于不同地层单元中的油藏之间的同位素组成的变化比位于同一层位不同地区的油藏之间的变化要小。阿姆河盆地的天然气在同位素上较重（-30 到-40 ）而且具有典型的热成因。一般情况下，白垩系岩层中的天然气是干气，大致含有较少量的乙烷及其同系物的聚集，尤其是在厚层侏罗系岩盐存在的区域。天然气中含有少许的或根本不含硫，这是因为硫在与氧化铁的化学反应中被消耗掉，形成广泛分布的黄铁矿。上侏罗系碳酸盐岩中的天然气含有可变数量的凝析油，通常含有较多的硫。硫化氢含量的变化从高尔达克组地层减薄或缺失的盆地边缘的气田中小于 0.1%到被厚层的硬石膏和岩盐所覆盖的碳酸盐储集层的 4-8%。总的来说，液态和气态碳氢化合物的有效地球化学数据证明了源岩的高成熟度，但是它没有指出具体的源岩地层。油气聚集的区域和地层分布以及岩层的有机质丰富程度和成熟度数据表明大部分但非全部的阿姆河侏罗-白垩系油气系统的碳氢化合物生成于两套地层单元的烃源岩中，中到晚侏罗世的含煤碎屑岩和上侏罗统（主要是牛津阶）的盆地相黑色页岩。
