满加尔凹陷周缘构造演化对志留系油气藏的控制作用探讨
2011-04-10中石油杭州地质研究院浙江杭州310023
(中石油杭州地质研究院,浙江 杭州310023)
齐英敏(中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆 库尔勒841000)
张先龙(中石油杭州地质研究院,浙江 杭州310023)
王月然(中石油塔里木油田分公司勘探开发研究院,新疆 库尔勒841000)
孙国忠(中石油杭州地质研究院,浙江 杭州310023)
满加尔凹陷是塔里木盆地面积最大的二级构造单元,北邻塔北隆起,西接阿瓦提凹陷,南为塔中隆起,东为孔雀河斜坡,面积约11.2×104km2。满加尔凹陷及周缘经历了震旦纪-中泥盆世、晚泥盆世-二叠纪、中-新生代等3大构造旋回,保存了震旦纪-第四纪地层,是塔里木盆地台盆区地层发育、保存最为完整的地区。该地区志留纪在奥陶纪平缓古地貌上沉积了一套海相砂泥岩地层。由于满加尔凹陷周缘志留系经历了多期构造运动,其成藏规律复杂,为此笔者通过利用平衡剖面技术对塔里木盆地构造史进行了恢复,探讨了构造演化对志留系油气藏的控制作用。
1 构造演化特征
满加尔凹陷周缘地区主要经历了加里东、海西、印支、燕山、喜玛拉雅运动的多期改造,其中最明显的是晚奥陶世末的加里东中期、泥盆纪末的海西早期及早二叠世末的海西晚期等运动。
奥陶纪末(中加里东期)中昆仑地块与塔里木地块碰撞,塔中、塔北等隆起基本定型,塔里木盆地北部由拉张转变为挤压环境,轮台古隆起相对抬升,整个塔北地区表现为以轮台古隆起为区域高背景的斜坡区。对于塔中,受南北向挤压,东部大幅度抬升剥蚀,区域上形成向西散开的 “帚状”雏形,中上奥陶统大面积剥蚀,中上奥陶统风化壳岩溶大范围、大深度发育,志留系在隆起背景上超覆沉积(见图1、图2)。
早泥盆世末(早海西期),南天山洋向北俯冲,塔中、满加尔凹陷北缘、塔北等区志留系大量剥蚀,志留系原生油气藏遭受破坏。
二叠纪末(晚海西期)古特提斯洋板块向塔里木板块俯冲,塔南、塔中局部逆冲推覆,形成背斜、断背斜等构造圈闭。塔北隆起在泥盆纪末隆起的背景之上继承发展,隆起构造活动加强的同时,并开始出现断裂与断块活动,断裂活动形成大量局部构造,除局部的隆起高部位没有接受沉积被剥蚀外,全区广泛接受沉积。对于塔中,隆起西部沿断裂伴随有岩浆侵入和火山喷发,造成大面积的火山岩分布。此构造运动使南北方向发生了 “翘翘板”变化,原来一直高的中央断垒带沉没。
图1 塔里木盆地tlm-Z40线关键构造演化阶段剖面图
喜马拉雅期,印藏碰撞使塔北形成在中新世阿瓦提-库车前陆盆地,而受库车坳陷整体沉降的影响,塔北隆起(包含轮台低凸起-哈拉哈塘-英买力低凸起)整体发生了翘倾,现今塔北地区构造格局形成。而对于塔中,塔中西部抬升,东部下降,并逐渐发展成为现今地貌。
2 构造演化对志留系油气藏的控制作用
上述4期关键构造变形期对志留系油气形成和保存产生了巨大的影响,表现为:
图2 塔里木盆地tlm-Z55线关键构造演化阶段剖面图
1)多期构造运动控制了志留系的沉积、剥蚀 奥陶纪末、早泥盆世末(包括志留纪末)和三叠世末的构造运动对志留系沉积、剥蚀起主要控制作用,泥盆世末、石炭世末的构造运动则有一定的影响。①早奥陶世为主要隆起(塔南隆起、塔中隆起、塔北隆起)的雏形期,奥陶纪末为主要隆起的定型期,对后期志留系沉积有控制作用。②早泥盆世末(包括志留纪末)构造运动造成志留系普遭剥蚀。③三叠世末构造运动(相当于印支期)是造成盆地东北部(孔雀河斜坡、英吉苏凹陷一带)志留系剥蚀的主要构造运动,也是孔雀河斜坡的主要形成期。④泥盆世末、石炭世末的构造运动对志留系剥蚀有一定的影响,表现为存在不整合面和局部剥蚀,同时形成沟通油源的深大断裂,油气沿断裂和不整合面向构造高部位运聚。
图3 塔中47井-塔中11井-塔中16井志留系油藏演化剖面图
2)多期构造运动对志留系油气成藏的影响 塔中志留系油气藏源岩为寒武系源岩和中上奥陶统源岩。而塔中志留系油气藏主要为二期成藏,成藏时间为志留纪-泥盆纪、二叠纪-三叠纪,而志留系构造圈闭形成时间主要为二叠纪。对油气成藏影响主要表现为:①构造演化表明,塔中隆起、塔北隆起自早奥陶世特别是奥陶世末以来一直处于高部位,是油气运移的有利指向区,塔中隆起北侧、塔北隆起南部是形成志留系地层圈闭、岩性圈闭的有利地区,同时晚加里东期寒武系源岩进入生烃高峰,在奥陶纪末形成的古构造高点形成早期古油藏。②早泥盆世末(包括志留纪末)的构造运动造成塔中、塔北等隆起地区的强烈剥蚀,极大地破坏了塔中、塔北等地区志留纪晚期成藏的原生油气藏,对志留系油气藏影响最大。二叠纪末的构造运动对塔中志留系油气成藏影响也很大,强烈的火山喷发,隆起内有断块活动,一方面,再次对塔中的原生油气藏进行了破坏调整,许多早泥盆世末残留下来的原生油气藏遭受破坏,油气运移至石炭系有利的圈闭;另一方面,形成一些背斜、断背斜等构造圈闭,重新活动的断裂成为沟通寒武系源岩运移的通道,这为志留系油气再次成藏提供了有利条件(见图3)。③三叠纪末、侏罗纪末、白垩纪末的构造运动对塔北影响较大,主要导致塔北隆起志留系原生油气藏破坏和调整。④新近世的构造运动使塔北地层向南发生较大倾翘,使油气沿断裂向上运聚;分布在北部的油气向南部重新调整,因与寒武系源岩生气高峰、中上奥陶统源岩二期生烃期相匹配,能形成新的气藏(见图4)。
图4 跃南1井-跃南2井-羊屋2井志留系油藏演化剖面图
4 结 论
1)奥陶纪末、早泥盆世末(包括志留纪末)和三叠世末等多期构造运动控制了志留系的沉积、剥蚀。
2)奥陶世末构造运动使塔中、塔北等隆起定型,有利于后期油气富集,隆起斜坡有利于形成地层、岩性圈闭;早泥盆世末(包括志留纪末)构造运动破坏了塔中、塔北等隆起区原生油气藏,对油气藏影响最大;二叠纪末构造运动一方面再次对塔中的原生油气藏进行了破坏调整,另一方面,形成的构造圈闭、重新活动的断裂有利于志留系油气再次成藏;三叠、侏罗、白垩纪末的构造运动对塔北油气藏进行了破坏;新近世构造运动对塔北隆起的早期油气藏进行了破坏调整,并因与寒武系、中上奥陶统源岩生烃期相匹配,能形成新的油气藏。
[1]贾承造.塔里木盆地构造特征与油气聚集规律 [J].新疆石油地质,1999,20(3):177-183.
[2]张振生,李明杰,刘社平.塔中低凸起的形成演化 [J].石油勘探与发,2002,29(1):28-31.
[3]程海艳.塔北隆起古生代构造样式和构造反演 [J].中国地质,2009,36(2):314-320.
[4]李曰俊.塔里木盆地中央地区的断裂系统:几何学、运动学和动力学背景 [J].地质科学,2008,43(1):82-118.
[5]张仲培.塔中地区断裂不同演化阶段对油气聚集的控制 [J].石油与天然气地质,2009,30(3):316-323.
[6]朱文斌.塔里木北缘晚新生代断裂活动的年代学 [J].矿物学报,2004,24(3):225-230.