松辽盆地地质构造与煤成气

摘 要：重点介绍了煤成气的成因、松辽盆地形成煤成气的地质条件、松辽盆地煤成气的储量。

关键词：煤成气的成因；来源；类型；特点；储量

现将煤成气的成因，松辽盆地形成煤成气的地质条件和松辽盆地煤成气储量分述如下：

1 煤成气的成因

1.1 煤成气形成的机理：煤层和分散含煤物质在适当的地质条件下，经煤化作用，即可形成煤成气。

1.2 煤化阶段煤成气生气量：苏联学者科落夫对各种牌号煤进行了“人工煤化作用法”求得煤层和分散含煤物质的煤成气生气能力的计算值如下表：

1.3 镜质体最大反射率与石油（气）成熟度关系及石油（气）成熟度与煤化阶段分期关系。

松辽盆地生气源岩镜质体R°max和生油（气）成熟度关系，基本和板仓胜彦划分的四个阶段相当。即：

一期限CO2期末成熟阶段R°max<0.5%深度为<1250米古温度<52℃

二期湿气期

成熟阶段0.5%

古温度52°-100.8℃

高成熟阶段1.3%

古温度100.8-142.8℃

三期干气期过成熟阶段R°max>2.0%深度为3400米古温度>142.8℃

从上述数字可以得出如下结论：

（1）松辽盆地生油门限深度为1250-3400米（前人资料为1200-3000米）

（2）松辽盆地生成可燃性气体深度为1250米以下。其中1250-2400米为湿气段（油气兼生段）3400米以下为干气段，以甲烷为主。

（3）松辽盆地古地温按苏联Я·Φ卡纳纳提出的关于煤形成各变质阶

段古地温值应属于从长焰煤至无烟煤变质阶段。

1.4 关于松辽盆地煤成气的来源

对松辽盆地深层勘探中，发现泉头组一、二段砂岩在25口井见到不同程度的油气显示。众所周知，泉一、二段不是生油（气）层，那么这些油气哪里来的呢？上部油（气）层不可能穿越巨厚的泥岩向下运移，从物化性质，化学成分，δC13等数据是有别上部油气层的，所以只能来自下面的登楼库组及上侏罗系地系层。

2 松辽盆地形成煤成气的地质条件

凡形成煤成气大气田的地质条件，都需要具备大型的沉积盆地。盆地有巨厚的沉积，盆地有生、储、盖地质条件，有发育的圈闭条件和构造运动适中，恰巧松辽盆地这些条件都具备，所以说松辽盆地是很有希望的大气田。

2.1 松辽盆地类型

松辽盆地是大陆裂谷盆地，其根据如下：

（1）松辽裂陷带下面的地层厚度比其两侧厚度有明显的减薄的特征，

裂陷带地区地壳结构呈明显的双凹镜象反映。

（2）莫氏面上涌的地区，裂陷产生纵张性大断裂，控制着裂陷带的分布。

（3）松辽盆地沿东南缘断裂有强烈的火山活动。

（4）松辽盆地有较高的沉积速率（0.3-0.6mm/年）故松辽盆地白垩系沉积最大厚度为600-7000米。

（5）松辽盆地具有高地温（地温梯度为3.8℃%）和高热流值（大地热流值为1.05-1.76HFU）

在形成煤成气盆地类型中，裂谷型煤成气田，是司空见惯的。如西非裂谷带扎伊尔和卢旺达之间的基伍湖气田；北海裂谷气田和尼日利亚裂谷气田等都是属于裂谷型盆地。

2.2 松辽盆地演化特点

松辽盆地发展过程经历以下四个阶段

（1）隆起阶段（三迭纪至中侏罗世）中国东部除局部地区接受沉积外，广大地区处于隆起状态此时上地幔上涌，这是裂谷盆地形成的孕育时期。

（2）裂陷阶段（晚侏罗世至早白垩世中期）由于库拉--太平洋板块作用结果致使中国东部产生北东--北北东向宽缓的复向斜構造，在其中的背斜（隆起）部位，由于莫氏面上涌在局部张应力的作用下形成地堑式构造，它们的断裂多呈对称和向内倾斜，呈“V”字形地堑。中间断陷最深，边缘断裂最为发育，给松辽裂谷奠定了基础。

早白垩世登楼库组时期继承了晚侏罗世北北东方向的断陷沉积。由于地幔垫扩大上涌而使晚侏罗世的断陷盆地范围进一步扩大，形成了中央断陷带，东部断陷带和中央断隆带此时基本没有接受沉积，故缺失登楼库组。

东部断陷带登楼库组沉积了暗色沉积岩为1500米，生油条件差。比晚侏罗世沉积面积扩大，松辽裂谷盆地初具规模。

（3）拗陷阶段：早白垩世泉头组一、二段时期地幔热继续上涌，使登楼库组断陷范围扩大，向西超伏形成边缘超伏带断陷向拗陷过渡形成了统一的裂谷湖盆。不具备成油（气）条件。

此后又经过泉头三、四段——嫩江组时期拗陷铺盖式沉积。铺盖于整个松辽盆地26万平方公里。

（4）收缩阶段：晚白垩世至第三纪松辽盆地大部分褶皱隆起，综上所述松辽盆地在晚侏罗世和早白垩世登楼库组时期是断陷沉积；早白垩世泉头组至嫩江组时期是拗陷沉积，因而松辽盆地是双层结构。

松辽盆地在早白垩世末，晚白垩世末，遭受两次强烈的挤压，形成一些带状分布的背斜构造。对气田的形成起了决定性的作用。加之松辽盆地具双层结构，使煤成气具有很好的圈闭条件，虽经两次构造运动，但构造运动是适中的，没有使生、储、盖层遭受强烈的褶皱回返，以致破坏。这亦是松辽盆地保存煤成气得天独厚的条件。

2.3 松辽盆地的生、储、盖层

（1）生气层：现有资料表明，松辽盆地上侏罗系和白垩系营城组登楼库组地层中均有煤层和有分散含煤物质，它们组成生气母岩。

（2）储气层：对煤层来说，它们既是生气层又是储气层。所以煤层作为储气岩层不同于储油层需要二次运移而直接可以生储共存。

3 松辽盆地煤成气的储量

3.1 生气源岩干酷根类型：（1）上侏罗系生气源岩干酷根类型。根据大庆和扶油资料均为Ⅲ类干酷根故松辽盆地上侏罗煤系地层以生气为主。（2）下白垩营城组和登楼库组生气源岩亦是Ⅲ类干酪根，同样是以生气为主。

3.2 松辽盆地生气面积的确定

根据松辽盆地R°max与深度变化规律特点结合古地温条件，确定松辽盆地生气深度上为1250米，大量生气深度为2400米以下。生气面积为登楼库组4200平方公里；上侏罗系31100平方公里。

作者简介：张学仁（1963，10-），男，职别：副高级水文地质工程师，参加工作时间：1982年12月20日，1988年9月毕业于郑州煤田职工地质学院，现任吉林省煤田地质局203勘探队安全、生产副队长。