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潘诺尼亚盆地构造演化特征

2011-02-10

长江大学学报(自科版) 2011年13期
关键词:裂谷断块盆地

付 喆

(长江大学地球科学学院,湖北 荆州434023)

1 区域地质概况

潘诺尼亚盆地是发育于阿尔卑斯-喀尔巴阡褶皱带上的正反转盆地,中新世中期前为大型裂谷盆地,发育完整的前裂谷、同裂谷、后裂谷层序,中新世中期后发生挤压反转。潘诺尼亚含油气盆地隶属于中欧油气区,位于阿尔卑斯造山带内,北部和东部以喀尔巴阡山脉为界,南部为南喀尔巴阡山或迪纳里克山系 (属于阿尔卑斯山系),西部边界由阿尔卑斯山系的东南部构成[1](见图1)。晚第三纪盆地是该区油气勘探的主要目标,其面积约20.59×104k m2。

图1 潘诺尼亚盆地构造分区图

2 盆地构造演化特征及静态要素

2.1 构造特征

潘诺尼亚盆地伴随阿尔卑斯式扭压与剪切变形以及潘诺尼亚地壳断块的旋转而形成,中古生代3个不同块区基底岩系高度变形并伴有复杂的推覆体褶皱带。早第三纪海相陆缘沉积较厚区域发生了伸展形变和断裂,潘诺尼亚断块和索尔诺克海槽边缘浊积岩沉积物发生挤压变形。裂谷同期以断裂发育和走滑变形为特征,而裂谷后期以热沉降和快速沉积为特征,后者从中新世晚期持续到全新世,并伴随着轻度形变的差异沉降。晚第三纪中新世早期形成的拉分子盆地,在南中匈断裂带尤为常见,这些子盆地常以呈铲状大位移的正断层为界,子盆地的形成与一系列北东-南西向的走滑运动以及伴随的北西向共轭剪切作用有关。中新世末期中匈断裂带形成了复杂断裂发育区,在其他地区正断层形成了反转构造。后裂谷期的热沉降作用导致了沉积物快速堆积,伴随着差异沉陷作用,导致许多子盆地内和基底隆起区不整合。裂谷后期构造活动较稳定,形成了未受扰动的沉积层。

2.2 演化特征

潘诺尼亚盆地是由前寒武、古生代和中生代地层组成的阿尔卑斯-喀尔巴阡变质褶皱带上发育起来的新生代沉积盆地。该区在中古生代的地质演化较为复杂,海西期造山作用使地壳参与了冈瓦纳古陆和劳伦古陆之间的碰撞,最终成为联合古陆的组成部分。晚二叠世特提斯海重新张开,造成边缘地壳断块的沉陷,并发育了大陆蒸发岩沉积。从三叠纪到侏罗纪,特提斯海持续裂张,在海槽和开阔海陆架上形成深海沉积及浅海碳酸岩台地。晚侏罗世到早白垩世,欧洲和非洲板块发生大规模相互作用,普利亚地块逆时针旋转发育了带浊积边缘的俯冲带并伴随有钙碱性火山活动。中新生代晚期,随着欧洲板块向非洲板块的推进以及前缘小碎块的碰撞,产生了阿尔卑斯褶皱带,潘诺尼亚第三纪盆地就此产生。白垩纪和早第三纪分离的地壳组成内喀尔巴阡褶皱带。

1)陆缘盆地发育阶段 在始新世和渐新世初期,分离的阿普利亚、蒂萨和排凹叟地壳板块汇聚并伴随着扭压作用和旋转作用,导致了潘诺尼亚断块的发育。最著名的是匈牙利下第三系盆地和地壳断块边缘的浊积岩盆地,这种格局持续到早中新世。匈牙利下第三系盆地在渐新世中期经历了构造反转,其总体隆起并遭受侵蚀。在晚渐新世或早中新世,伴随着大量旋转和持续的挤压,潘诺尼亚地壳断块开始向东部溢出,在其边缘产生了喀尔巴阡山弧。

2)弧后裂谷盆地发育阶段 当潘诺尼亚断块抬升到欧洲板块之上时,巨厚地壳导致岩石圈重新调整,在喀尔巴阡山弧后开始发育复杂伸展盆地系统,晚第三纪弧后裂陷盆地就此开始形成。裂谷盆地形成初期基本上与外喀尔巴阡山脉挤压变形属于同一时期,随着总体应力释放和差异热沉降,产生广泛的快速后裂谷期沉积。中新世中期,火山运动和扩张运动达到高潮,同时欧洲大陆板块俯冲形成褶皱冲断带。中新世晚期,伴随着剪切作用,在潘诺尼亚盆地南缘的萨瓦河次盆,早期同生断裂发生了反转。大多数大型伸展运动在中新世末期停止,中型伸展运动、走滑作用以及正断层作用则一直持续到上新世,潘诺尼亚盆地边缘持续抬升,同时东喀尔巴阡山脉不断挤压。晚期的走滑运动和扭曲断裂运动卷入许多新的沉积物,形成潘诺尼亚盆地现今复杂的断裂系统。在上新世构造活动普遍减弱,在上新世末期,潘诺尼亚盆地内部的许多地垒被埋藏。在第四纪,潘诺尼亚盆地边缘持续上升,其中心继续下降,并在晚期发生走滑调整。

2.3 静态要素

潘诺尼亚盆地油气区烃源岩包括中生代基底岩系发育的烃源岩、下第三系陆缘盆地发育的烃源岩和上第三系断陷盆地发育的烃源岩,其中上第三系盆地的烃源岩是主力烃岩[2]。该区储集层分布于古生界、中生界、上第三系和下第三系,其中上第三系储层是盆地主力储层,其次为古生界中部储层。

潘诺尼亚盆地的盖层主要为层内细粒岩,单一盖层分布局限。多数盖层形成于上第三系海侵期,其中上中新统、上更新统海侵三角洲泥灰岩、泥岩和粘土岩是盆地最重要的盖层。这些泥岩往往埋藏较深,易形成超压地层,从而构成良好盖层。

3 油气分布和可能的勘探方向

潘诺尼亚盆地共分为583个含油气区,主要分布在盆地东部和西南部,少量位于北部。原油围绕着主要生烃凹陷分布,具有 “源控论”特点。油田通常位于生油区的四周,产油区附近的油被气替代。油气主要位于基底隆起区。深盆成熟度高,以垂向运移为主。油在子盆地周边,气在子盆地内,气深油浅,受成熟度影响。

潘诺尼亚盆地最大的产油区集中在含有成熟烃源岩的深层次盆地。在大面积勘探下,特别是在晚第三纪地层,许多明显的构造和古地形已经被探明,大型油气聚集区已经被发现。由于,隐蔽的圈闭主要与地层尖灭及不整合有关,显现出很大的潜力,其可能的勘探方向具体包括如下内容:①中生代补丁礁;②盆边部和构造侧翼的浊积砂岩;③海相、滨岸以及三角洲砂岩地层尖灭;④同生沉积地貌以及不整合相关的复合圈闭;⑤潘诺尼亚盆地北部下第三系储层,其中中生界沉积序列的基底推覆体构造为重要的勘探目的层。

4 结 语

潘诺尼亚盆地位于南欧中新生代阿尔卑斯褶皱构造带内,为挤压-伸展复合盆地,中新世中早期裂谷阶段和后期沉降阶段,形成了盆地内主要烃源岩,从而构成以中新统源岩为主的油气系统,油气分布明显受基底隆起控制,且主要分布在中新统和基底岩系中。该盆地最可能的勘探目的层为中生界沉积序列的基底推覆体构造。

[1]Sag L.匈牙利油气地质特征、开发历史及油气生产的经济作用 [J].朱岳年 译 .天然气地球科学,1990,1(1):34-36.

[2]Koncz I,Etler O.匈牙利潘诺尼亚盆地上新世沉积物中油气的来源 [J].秦承志 译 .天然气地球科学,1999,10(1-2):56-61.

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