论油气本源共同体——老油区发现新储量的探索思路

林隆栋，陶士振，袁学诚，李玉琪，陈伟立

(1.中国石油 新疆油田分公司，新疆 克拉玛依 834000； 2.中国石油勘探开发研究院，北京 100083； 3.中国地质调查局 发展研究中心，北京 100037； 4.西安石油大学 石油史研究所，陕西 西安 710065； 5.北京汇梦沃德高新科技有限公司，北京100195)

引 言

近年，我国原油年产量超过2×108t，天然气年产量超过1×1011m3，境外份额油超过1×108t[1]。但缺口依然很大，严重依赖进口。2017年，我国原油对外依存度高达69%[2]、天然气对外依存度逼近40%[3]。这是否表明我国石油的勘探前景并不乐观？对此，不妨回顾一下美国的勘探历史。1956年美国石油地球物理学家M.K哈伯特在美国石油学会年会上发表一篇名为“石油峰值”的论文，宣称“石油储量有限，美国石油在1970年达到峰值，世界能源即将枯竭”[4]。按照他的预测，现在世界油气资源早已步入产量下降的衰竭期，油价应居高不下。然而，现实情况正好相反，当今世界范围油气资源仍供大于求，油价处于低迷徘徊状态，美国靠页岩油气基本做到了油气资源自给，能源独立，变进口国为出口国。

事实上，从本世纪以来，我国有四大油区表现非凡：鄂尔多斯油区，已开发110 a，近20 a来才快速上产；四川油区已勘探超过70 a，气田越找规模越大；渤海湾油区，塵战超过60 a，产量高峰迭起；克拉玛依油区开发超过60 a，仍后劲十足……

本文提出“油气本源共同体”这一新概念，尝试着回答这些问题。

1 传统生烃学说的油气成因理论

1.1 传统生油理论[5]

按照现在主流的观点，石油(包括狭义所说的石油和天然气)来源于有机物质。其生成机理具体有2种观点，早期成因说和晚期成因说。早期成因说认为沉积物所含原始有机质在成岩作用的早期逐步转化为石油和天然气，并运移到邻近的储集层形成油气藏。晚期成因说(即干酪根热降解生烃说)认为沉积物埋藏到较大深度，到了成岩作用晚期或后生作用初期，沉积岩中的不溶有机质(即干酪根)在温度的作用下达到成熟，通过热降(裂)解生成大量液态石油和天然气。

具体到狭义的石油，一般认为是晚期成因，即干酪根热降解生烃。能够通过热降解生成石油(成熟油)的主要是Ⅰ型干酪根和Ⅱ型干酪根，地层埋深一般在1 500～4 500 m，地层温度60～180 ℃。此外，还有早期成因生成的所谓的未熟—低熟油(即非常规油气藏)，它的生成温度约60 ℃，一般埋深<1 500 m。总之，石油的生成，一般情况下要求地层温度在60～180 ℃，埋深1 000～4 500 m。

1.2 传统生气理论[6]

相对于石油来说，天然气的生成条件要广泛的多，它几乎可以形成于各种深度环境。目前，按照成因类型将天然气分为无机成因气和有机成因气。

无机成因的天然气根据其形成机制可以进一步分为幔源气、宇宙气、岩浆岩气、变质岩气、放射作用气、无机盐类分解气，目前发现的气藏主要是幔源气、岩浆岩气，它们是在地幔活动或者深部岩浆活动作用下生成的，通过深大断裂或者转换运移至上部地层，聚集形成工业气藏。

有机成因气又可以进一步细分为生物气、热解气、裂解气等。生物气一般是在10～75 ℃的还原环境下形成的，埋深一般不超过1 500 m，地表或者近地表的环境下也可以生成，母质为沉积有机质。热解气的形成温度一般在60～250 ℃，埋深1 500～7 500 m，根据其母质不同，又可以分为油型热解气和煤型热解气，油型热解气的母质为Ⅰ型干酪根和Ⅱ1型干酪根，煤型热解气的母质为Ⅱ2型干酪根和Ⅲ型干酪根。裂解气的形成温度一般在250～375 ℃，埋深>7 500 m，母质为已生成的液态烃、残余干酪根以及部分重烃气。

可见，传统的生烃理论认为石油和天然气的生成机制并不相同，它们的生成温度与埋深均不相同，母质也有区别。值得指出的是无机成因的天然气已经得到公认，但无机成因的石油并未被广泛认可。

2 传统生烃理论的2个推论

2.1 哈伯特的“石油峰值论”

既然有机生烃理论认为石油和天然气是由地质时代的有机质沉积后生成的，而地质时代的有机质总是有限的，很容易就得出石油是有限的这一结论。也就是说，石油不是源源不断地供给的，总有一天它的产量会出现下滑，甚至消耗殆尽。1956年，美国石油地球物理学家哈伯特正式提出了石油峰值论。哈伯特认为石油作为不可再生资源，任何地区的石油产量都会达到最高点；达到峰值后该地区的石油产量将不可避免地开始下降。他还预测美国最终的石油开采产量为2 000亿桶的峰值，美国石油产量将在1970年前后达到峰值[4]。

“石油峰值论”的另一个重要发展者是爱尔兰地质学家坎贝尔，他不仅继续研究“石油峰值论”，还成立了石油峰值研究会。1998年，他与法国石油地质学家Jean Laherrere发表了《廉价石油时代的终结》[4]。

2.2 深部无油论

石油因其产生机制与赋存条件所限，对地层温度和埋深都有要求，当地温和埋深达到要求即到达生油门限之后，才会大量生成石油，当温度和埋深超过限度，就会导致石油裂解，进一步生成天然气。因此，传统生烃理论认为地壳深部是不存在石油的，深部只能生成天然气。

3 勘探实践打破了传统生烃理论

3.1 “石油峰值论”的破产

1970年，美国本土的石油产量达1.13×107bbl/d，此后产量开始下降。这一事实一度给世人一种“石油峰值论”被验证的错觉。事实上，美国本土石油产量的下降，主要原因是大量廉价中东石油的采出给市场带来的冲击，而不是美国本土无油可采[4]。

1998年《廉价石油时代的终结》发表后，1999年后，全球油价经历了一波飞速上涨。1998年12月的原油期货价格为9.25 $/bbl，2008年7月14日纽约商品交易所原油期货价格创出147.27 $/bbl的历史高点。似乎这一预言又成为了现实。但是2009年之后油价又出现了下降，近几年的原油期货价格还不到2008年最高值的一半。据统计，2003—2013年，全球石油产量总体来说呈现出缓慢上涨的趋势，可见油价上涨并不是因为产量下降。

3.2 老油区的新发现

3.2.1 美国的二叠盆地

二叠盆地是美国的老油区，也是美国最重要的一个产油区，它的第一个勘探鼎盛时期是20世纪中期(1946—1960年)，此后二叠盆地的油气勘探长期没有取得突破，一度被认为油源已经开始枯竭，未来不具有较大的勘探前景。据美国能源信息署2003年的统计数据分析，二叠盆地的石油最终可采储量为3.367×1010bbl，天然气2.4×1012m3，石油剩余可采储量3.25×109bbl，天然气剩余可采储量为1.2×1012m3[7]。在二叠盆地常规油气资源量逐年下降时，随着非常规油气勘探的推进，二叠盆地的油气勘探重新获得突破，在水平井和水力压裂技术的应用下，开辟了大量具有商业价值的低渗透地层，原油日产量也从2007年的8.5×105bbl增长到2013年的1.35×106bbl。2016年11月，美国地质调查局发布报告称，在得克萨斯州西部沙漠的二叠纪盆地沃夫坎普(Wolfcamp)地区发现预计储量达2×1010bbl的巨大油田，这是美国评估过的最大的非常规原油储量[8]。

3.2.2 在老油区取得重大进展的中国盆地

鄂尔多斯盆地的油气发现是比较早的。1907年，我国陆上第一口油井延1井就诞生在鄂尔多斯盆地。建国初，对鄂尔多斯盆地的油气勘探前景是比较看好的，组织了大规模的勘探，但一直未取得较大突破，20世纪70年代末的产量仅为1×106t。直到1983年安塞油田的发现，鄂尔多斯盆地的勘探才真正打开局面，随后陆续发现了靖边、榆林、子洲、苏里格气田、安塞油田等一系列大油气田。2012年，长庆油田的油气当量超过大庆油田，一跃成为中国内陆第一大油气田，2013年，长庆油田的油气当量超过了5×107 t。

四川盆地是我国另外一个油气发现较早的盆地，建国后也进行了大规模的勘探开发，但直到20世纪末，勘探结果一直都不理想。1956年的“川中会战”只发现了6个小油田，而且产量还不稳定。20世纪60年代的“开气找油”大会战也只找到了8个气田，虽然有威远这样的高产气田，但其他气田的规模都不大。21世纪初，四川盆地的油气勘探取得了突破，发现了普光、元坝、焦石坝等大气田，四川盆地的油气产量屡创新高[9]。

3.3 无机成因石油的发现

乌克兰的第聂伯—顿涅茨盆地曾经因为遍布火成岩而被否定，被判断为不存在油气生产潜力。但大约在20世纪90年代，在这里发现了12个油田，油气储量约合2×108t，而且油气主要产于前寒武纪的结晶基底里[10]。此外，越南的白虎油田是在结晶基底发现的，我国在渤海湾、准噶尔盆地、三塘湖盆地、苏北盆地等地也发现了火山岩油藏。火山岩在传统观念中是不存在有机质的，传统理论认为，火山岩油气藏是其上覆地层中的烃源岩生烃后倒灌形成的，或者是两侧地层中的烃源岩生烃后，通过侧向运移进入火山岩储存的。我国辽河油田在兴隆台太古界变质岩潜山内幕发现亿吨级储量， 兴古7井揭露了潜山1 640 m[11]，有研究者认为兴隆台潜山内幕油藏是沙三段、沙四段烃源岩生烃后，通过兴隆台潜山北侧的垂直断距800～1 000 m的兴隆台北断层向下运移成藏的， 属于新生古储双层结构[12]。 但张景廉指出，油气“倒灌”理论违背物理学基本定律，是不可能发生的[13]。无机成因理论认为油气是地球深部物质无机合成的，向上运移成藏，这一理论突破了烃源岩的限制，可以更合理地解释火山岩油气藏。

按照传统的生烃理论，油气的产量是有限的，过去经过大规模勘探开发的油气田，产量过了其峰值后，是不会再出现大的增长的，但以上例子中的勘探突破了这一认识。而且，许多长期高产的油区的产量早已超过了传统生烃理论的产量模型所计算出来的产量，大量油气的来源问题也没有得到有说服力的解释。而超过传统生油门限的深部石油的发现，更是进一步证明了传统生烃理论的局限性。可见，传统生烃理论在解释力上已经出现了不足。俄罗斯的罗马什金油田到2002年已累计采油3.0×109t，远远超过了原来计算的储量[14]。俄罗斯石油地质学家通过深部地震及多种石油地质手段研究认为，罗马什金油田的产量最高峰时期，其产量的14%来自深部无机油源的补充，这部分产量预计可以延续200年。俄罗斯的专家已经将无机成油理论应用于油田的资源开发和储量评估*[俄罗斯]特罗菲莫夫.气区地壳构造特征与油气再充填通道.2015.7.6，莫斯科。。

4 油气本源共同体

4.1 油气本源共同体的发现

本文第一作者，长期供职于新疆油田公司，熟悉克拉玛依油田的地质情况。近年，深入研究、总结出了隐藏在加依尔山下的神秘的“八大地质现象”(图1)。

(1)加依尔山、哈特阿拉德山，原来都是无根的，是从西边20～30 km处推覆过来的巨大推覆体[15-16]。

(2)犁式断裂。加依尔山纵向上发育了6条犁式断裂：4条断到地面(加依尔山前断裂、达尔布特断裂、哈图断裂、铁厂沟断裂)； 2条隐伏断裂(克乌断裂、玛湖断裂)。这6条断裂向下延伸至12 km处汇聚为一条。达尔布特断裂以西，富集金矿、铁矿，以东富集石油。

(3)新凹陷。它发育在加依尔山东边，称为玛湖凹陷，是一套陆相沉积，包含二叠系上统直到白垩系地层。沉积厚度向东(即盆内)加厚，最大厚度10km，最高地温280 ℃。克拉玛依油田发现后，一直把它当作最主要的生油凹陷。

图1 克拉玛依-加依尔山地下深部构造剖面示意图[15]Fig.1 Deep structure profile across Gayer mountain in Karamay

(4)古凹陷。在加依尔山下，发育向盆外增厚，厚度大于6 km，推测地层从寒武系—二叠系下统[17]。沉积有机物在深部上来的流体的加氢、加温、铁族元素催化作用下(温度200～400 ℃，压力50 MPa)可以转化成油气。此处现在公认的二叠系下统佳木河组、风城组的油气，可能是这样生成的。

(5)低速高导层(幔源底辟)：古凹陷之下，在中、下地壳内存在低速高导层，埋深18～43 km，厚25 km，长240 km，宽60 km(图2)[18]。

(6)壳幔断裂：低速高导层东西两边，各发育一条断裂，深达40 km以上，向上通到犁式断裂，和它们连接、沟通，是油气、深部流体从深处往浅处运移的好通道(图2)[18]。

(7)莫霍面：埋深43 km，隆起幅度9 km，是新疆地区莫霍面隆起最高，也是新疆地壳最薄之地，推测应该也是断裂比较发育的破碎之地(图2)[18]。

(8)地幔柱：位于上地幔盖层(或称岩石圈地幔)之下，地幔软流圈隆65 km，埋深120～185 km，长240 km，宽推测约为60～70 km，是幔内低速高导层，其特征是低速、低阻、高温[19](压力>3 GPa、温度>700 ℃)。

图2 额敏—三台人工地震反射、折射剖面[18]Fig.2 Emin-Santai artificial seismic reflection and refraction profile[18]

4.2 油气本源共同体

传统生烃理论认为石油和天然气的生成机理不同，但仍将它们归为一类，最根本的原因就是二者从本质上讲都是碳氢化合物。研究表明，石油和天然气不仅物质成分相同，均是碳氢化合物，其生成机理也有相通之处，地球深部物质经过无机合成可以生成低碳的甲烷(天然气)，也可以生成高碳烷烃(石油)，因此本文称石油和天然气为油气本源共同体。传统生烃理论之所以认为其生成机理不同是因为其研究的重点是碳，而石油大分子中H/C原子数比，大体是1.8∶1，因此，只注意研究碳，而不注意氢，是主次颠倒。杜乐天的研究认为，氢是形成石油和可燃天然气的决定性因素，而不是碳。因为碳的熔点(沸点)极高(4 827 ℃)，只靠它本身不可能有迁移性能，必须有氢的气化。甲烷H/C比是4∶1，更是以氢为主。没有地核深处的强大氢流参与，地球上不可能出现石油和可燃天然气。从上地核上升的H流(包括一部分C)，进入中、下地幔和地幔岩发生能量交换和物质反应后逐渐变成氢型幔汁(突出特点是以H为主，不存在自由氧)，氢型幔汁进入上地幔软流层演变为碱型幔汁(突出特点是富碱)。深部的C、H体系在地幔的高温、超高压下，聚合成超临界态烃碱流体，这是油气最主要来源，主要以高碳烷烃类及H+(质子)、H(原子)、H2(分子)、CH4、CO等挥发性流体、富碱金属流体出现，并萃取大量地幔内富集的重金属元素(硒、铼、金、银、镉等)、铁族元素(镍、铂、钒、铁、锰等)等。H是夺C能手，又是强力气裂、气爆能手，所以深部油气藏中不缺高孔、渗，H+(质子)、H(原子)氢化力最强是油气母质。通俗说这里是巨大的碱库和气库。碱型幔汁进入上地壳进一步演化为氧型幔汁(突出特点为开始有大量的OH-、H2O出现)。深部上来的H、CO在铁族元素的催化作用下(温度300～400 ℃，压力200 MPa)在中下地壳的低速高导层(幔源底辟)进行费-托反应：

(1)

合成烃，形成幔源油气。烃碱流体不仅直接生成幔源油气，对沉积盆地的有机物生烃也起着至关重要的作用，沉积有机质需要其加温才能达到生油门限，深部氢的加入也能提高有机物生烃的转化率[20]。

无机生成油气取得了大量的实验室证据，其中包括中国(式(2))[21](式(5))[22]、美国(式(3))[23]、俄罗斯(式(4))[24]科学家独立所做的实验。其生成方式分别为：

4(-CH2-)n+2nH2O→nCO2+3nCH4；

(2)

8FeO+CaCO3+2H2O=4Fe2O3+CH4+CaO；

(3)

nCaCO3+(9n+3)FeO+(2n+1)H2O→nCa(OH)2+(3n+1)Fe3O4+CnH2n+2；

(4)

Ca(Mg1-a,Fea)(CO3)2+wH2O⟹Ca(Mg1-b,Feb)(CO3)2+(a-b)/3Fe3O4+xCO2+yC+zH2+gCnH2n+2+fCa2+-bearing COH fluid。

(5)

本文所提出的油气本源共同体包含两方面的内容：第一，油气的生成机理本质上是相同的，都是烃碱流体及其作用的产物，油气的成因是多元的，有机、无机都能生成油气，有机生烃要有深部流体的加氢、加温等作用，否则是不可能的[20]；第二，软流圈是生成油气之本源(深源)，壳内低速高导层是中间站(中源)，沉积盆地内有机物生油、储油是终点(浅源)。这三者靠断裂连通形成地内、地表串通，深部、浅部响应的共同体。

加依尔山下的八大地质现象就是油气本源共同体的直接体现，生油—运移—散失—聚集—成藏—成带，运转有序，这是一个反复进行的天然配套系统工程。这里发育3套生油气的烃灶：地幔柱内超临界态烃碱流体、地壳低速高导层内幔源油气、古凹陷和新凹陷内由沉积有机物转化成的烃。靠壳幔断裂和犁式断裂这2套深、浅断裂系统及无数裂隙、裂缝系统，深部流体可运移到浅部。深部流体随温度、压力由高变低，状态也随之变化：超临界态(地幔内)—亚临界态(地壳内)—热液(盆地内)。热液第一次分离是亲水的含金、铁等金属元素和厌水的油气水分道扬镳；第二次分离是油气水交溶—油水分居—油气苗(藏)的出现[20]。在这里表现得都非常清楚。亲水热液流向达尔布特断裂以西，造成该区断裂带金矿、铁矿富集。厌水热液流向达尔布特断裂带以东地区。由于加依尔山前断裂断到了地表，所以造成油气水在空气中散失，沿加依尔山前平原带造成百公里长、遍地油、气苗的景象，旅游胜地黑油山至今仍有多个稠油池气泡不断，这是地下油、气、水持续补充的证据。油水于热液初期是油水交溶，油成小圆球状，之后油水才分离。乌尔禾沥青脉附近出现3种形态沥青：球状沥青、不规则块状沥青、脉状沥青，正是油气水热液运移早、中、晚三期留下的可靠证据。该地沥青软化点高达130～160 ℃也很罕见。克乌断裂和玛湖断裂是二条相互平行的隐伏断裂，迫使油气沿这些断裂带中各种圈闭聚集，形成油气富集带。玛湖断裂带油气藏是近年来才发现的，其规模应与克乌断裂带相当。在这些断裂带发育的范围内已找到14个油田，石油探明地质储量、年产量各占新疆油田公司75%和70%。本地的油气生成近3×108a，其中规模较大的运移有7次。油气主要靠垂直向上、向东运移。断裂断到多高，油气就会运移到多高，油气藏成糖葫芦状、树枝状出现。

研究发现，克拉玛依原油具有来自壳、幔深部的许多特征[25]，生成于300～400 ℃的高温，是有机、无机混源油。可见，仅研究沉积凹陷已经远远不够，应把沉积凹陷，连同其基底在内的地壳深部构造和上地幔深部构造，一起加以研究，将其看作既各自独立又相互联系、相互作用、不可分离的统一整体。

油气本源共同体的发现，是对含油气盆地(凹陷)研究的深化，也是对当今烃源层的突破。沉积有机物发育最好的地方，若没有深部流体的加氢、加温等作用，难以转化成油气(准噶尔盆地南缘就是如此)；反之，没有烃源岩的地方，也能找到巨大油气藏(如加拿大阿萨巴斯卡沥青砂岩矿)。深部流体加氢、加温等作用非常关键，如何才能找到它呢？地壳深部低速高导层，就能起到这种作用！准噶尔盆地只要地壳深部有低速高导层的地方(当然，要配合深大断裂、圈闭)，都能找到对应的油气富集带。如乌鲁木齐市油页岩、昌吉油田致密砂岩油藏、准东油气富集带、独山子油田等(地幔柱相对较深，往往探测不到)。

5 国内其他油田的证据

5.1 准噶尔盆地的非常规油气藏

准噶尔盆地非常规油藏最富集的是乌鲁木齐—三台油页岩和昌吉油田致密砂岩油藏。前者位于乌鲁木齐市妖魔山—三台大龙口，沿博格达山北坡分布，其二叠系油页岩有200 km长，含油当量1×109t以上。后者位于吉木萨尔凹陷，其二叠系芦草沟组致密砂岩油藏，井控面积471 km2，储量近1.3×109t。

这两处非常规油气藏的成因与克拉玛依油区非常相似。值得说明的是，页岩油气以及低渗砂岩油气更能说明油气本源共同体，它们实质上都是氢化成因。氢流中的超微颗粒H+(质子)和H(原子)，具有极强的渗透力，可以和含碳地层中所有碳质微粒(包括古凹陷、新凹陷沉积中有机物所含的碳质微粒)化合成CH4(CH系小分子)和石油(CH系大分子)。质子级大小H+和原子级大小H，渗入纳米级大小的碳质微粒空间后，形成体积大得多的分子级CH4及油滴，难以运移出来，故必须压裂才能出来[26]。

从五彩湾—三台—新地乡地学断面(图3)和库尔勒—吉木萨尔、富蕴—库尔勒地学断面，都可看到博格达山下在下地壳深度54～68 km，有厚度大于14 km的低速高导层存在。这是深部流体通过博格达山边众多东西向断裂对二叠系地层加H、加温等作用结果。在额敏—奇台地学断面中，在盆山结合部可看到岩石圈磁性消退，是深部流体向上运移后的热效应所致(图4)。昌吉油田致密砂岩油藏的出现，是深部流体通过南北向开放性断裂对二叠系芦草沟组加H、加温等作用结果。从莫霍面、基底、盖层、芦草沟组顶部构造图，都可看到这种类型的断裂(图5)。

图3 北天山博格达前缘与盆地结构关系剖面图(据《准噶尔盆地构造格架综合工程探测附图集》)Fig.3 Deep profile across the edge of Bogeda mountain and east Junggar Basin

5.2 我国东部地区的油气本源共同体

我国东部裂谷、深断裂发育，和西太平洋一样，是一个岩石圈地幔撕裂的地区，地幔软流圈从撕裂的口子向上涌出，形成多种式样的地幔柱。华北-渤海湾地区表现为大、小地幔柱抱在一起形成地幔柱群体，蘑菇云构造(图6)和其上的低速高导层发育(图7)，所有已发现的油田均位于蘑菇云构造根部软流圈上涌处(图8)，和克拉玛依油区很类似，但规模大得多(表1[27]*张景廉.向集团公司领导汇报材料.2012.11.20.)。

其中Ⅳ号柱最大，包含了华北和渤海湾大部地区(在湾内Ⅳ号柱和Ⅲ号柱可能合并为一个柱)。在华北发育了5大油田(华北油田、冀东油田、大港油田、中原油田、胜利油田)，已初显3条北东向油气聚集带。据2001年统计[28]，已有油气田163个，年产原油量近4×107t。渤海湾近年发现14个油田，2011年产油2.7×107t。[29]

Ⅰ号柱，已发现苏北46个油田，年产原油1.57×106t。

Ⅱ号柱，南边是河南南阳凹陷、泌阳凹陷，发现17个油田。北边沁水盆地南斜坡探明煤层气4.74×1010m3。河南油田仅打第三系以上地层，有些保守，基底很值一探！

图4 额敏-奇台剖面岩石圈二位磁性结构[30]Fig.4 2D lithospheric geomagnetism profile from Emin to Qitai

图5 吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组顶界构造图[15]Fig.5 Top boundary tectonic map of Lucaogou Formation in Jimsar Sag

图6 华北岩石圈蘑菇云构造模型[31] Fig.6 Lithospheric mushroom structure beneath north China

图7 华北地区地震速度结构[27] Fig.7 Seismic velocity structure of north China

图8 华北地区岩石圈蘑菇云构造根部地幔低速区与已发现油气田位置对比图[29,31] Fig.8 Comparison of the low-velocity mantle zones at the root of lithospheric mushroom structure with the location of the discovered oil and gas fields beneath North China

表1 华北-渤海湾地区岩石圈蘑菇状地幔柱状况简表Tab.1 Overview on lithospheric mushroom structures in North China and Bohai Bay

Ⅲ号柱，陆上无资料。海上蓬莱19-3大油田，发现大的气烟囱，深度>5 km。蓬莱9-1大油田，是中生代花岗岩基底古潜山油藏[32](图9)。这可能是元古界变质岩中的云母片岩被从软流圈上来的钾钠长石化碱交代体(花岗岩化)，和越南白虎大油田花岗岩储层的形成完全相似。在莱州三山岛北部海域，发现我国首个海下金山-三山岛断裂带西岭金矿，金矿资源量>550 t，有望成为我国有史以来最大金矿[33-34]。在莱州、栖霞、文登、威海、招远一带，发现我国东部最高干热岩资源。1 240 m、110 ℃，2 000 m、114.12 ℃，即使利用2%，足可供山东全省使用38 a[35]。

图9 蓬莱9-1油田区域位置[32]Fig.9 Regional location of Penglai 9-1 oilfield

渤海湾之下，在地壳内有巨厚低速高导层，面积达6×104km2[36]，空气中H流浓度特别大*杜乐天.深钻放气治霾工程(概念设计)，2016.4,北京.。这情况与克拉玛依油区非常相像，油田、金矿区域共生。深部上来流体，起加H、加温等作用，很典型的地区。油田-金矿的区域共生不是偶然，它们都是地幔流体的碱交代物，环渤海深部是巨大的碱交代海洋。

Ⅴ号柱，地面多是山区(太行山、五台山、吕梁山等)，是我国煤矿富集地。煤多年来一直被认为是植物堆积的生物成因，实际上深部上来的甲烷半氧化(不完全氧化)或深源一氧化碳歧化反应都可以造成碳的富集生成煤[37](我国东部从南到北形成一个环太平洋的二氧化碳聚集带，是甲烷氧化生成二氧化碳的)。新疆准噶尔盆地五彩湾地区大煤矿也是这样形成的。

5.3 中国中部地区的油气本源共同体

该区包括鄂尔多斯油区、四川油区、柴达木油区和玉门油田等地区。总的看，都发育油气本源共同体，但形态、规模与我国东、西部都有不同。地幔软流圈以侵入体形态，穿插到岩石圈中，有的近直立，有的近水平，或介于二者之间，形态各异。低速高导层在柴达木油区阿尔金山至四川盆地西边龙门山之间有广泛分布，四段长达1 120 km[38]。与油气藏关系，限于资料，还不够十分明朗。

5.3.1 鄂尔多斯油区

鄂尔多斯油区从1907年延1井在三叠系出油后，至今已有110 a的历史。一直认为是三叠系上统的自生自储油藏。导致其勘探在近20 a才取得重大突破的原因是烃源岩束缚了人们的思路。20世纪90年代，长庆油田引入煤成气理论，突破了上古生界石炭-二叠系煤系地层的勘探，发现并开发了我国当时最大的世界级整装低渗透气田——靖边、榆林气田[39-40]。1969年(即第一口井钻成后62 a)才打开二叠系气藏。1989年(即第一口井钻成后82 a)才发现奥陶系气藏。2002年又在白垩系、第三系发现含油层。即往深层打，发现深部大型、特大型油、气藏，同时又找到浅层遗漏掉的油气藏。这是每个油田的普遍规律。

油区北边满都拉—东胜南大地电磁测深剖面表明壳、幔都有低速层，一直往南延伸。包头地区地壳深度19～25 km，地幔深度80～115 km；东胜南地区地壳深度21～30 km，地幔深度90～108 km(图10)。另外，盆地基底发育密集型的南北向断裂，这是深部流体上来的好通道。

图10 东胜-满都拉大地电磁测深剖面[28] Fig.10 Magnetotelluric profile from Dongsheng to Mandula

5.3.2 四川油区

四川油区勘探至今已超过70 a，直到1996年，原油年产量才突破2×105t，2004年，天然气年产量才突破1×1010m3，2017年，四川盆地的油气当量近2×107t。20世纪50年代以来，一直以侏罗系、三叠系为目的层。2014年报导的国内单体海相整装气气藏探明地质储量4.403×1011m3，就在磨溪区块寒武系龙王庙组。它之下是地幔软流圈侵入体和壳幔断裂。三台-遂宁地区油田广布也找到深源的依据，二者和侵入体、断裂关系都吻合得非常好(图11、图12)。在射洪、遂宁、潼南、合川等地区，地壳中有低速高导层存在，深度15 km左右， 厚约4～5 km。图12表明：约8×108a前，震旦纪沉积初期， 软流圈物质沿二组断裂破碎面以侵入体形态在盆地西部、中部、东部从地下120 km深处上涌直达地表，使地表出现德阳—安岳古裂陷[40]，之后沉积了震旦系—寒武系、泥盆系、三叠系、侏罗系厚达6～7 km沉积盖层。

图11 四川油区安县-三台-遂宁-重庆油气田分布位置[28] Fig.11 Distribution of oil and gas fields in Anxian,Santai,Suining and Chongqing

图12 四川省安县-三台-遂宁软流圈侵入体形态断面[39] Fig.12 Section of asthenolith intrusion beneath Anxian,Santai and Suining in Sichuan

其中三叠系厚层膏岩又是盆地盖层，软流圈流体中甲烷占90%、氢占6%～8%，亿万年来不断供给，在古隆起圈闭内聚集成藏，才会出现安岳震旦系—寒武系近1012m3大气田，才使四川盆地满盆含气、多点开花，现在找到的气田规模越来越大，可谓找到深源、中源、浅源的确切依据。

5.3.3 柴达木油区

涩北气田之下有壳内低速高导层，一直延伸至玉门油田。关于二者是否处于同一个东北向的构造带上，需要进一步探讨。

6 油气本源共同体在勘探上的意义

找油(气)就是要找油气本源共同体。100多年来的油气勘探一直是从上往下找，顾上(找沉积凹陷内烃源岩和各种类型圈闭)，不顾下(壳内低速高导层、地幔柱)。其结果是勘探工作拖的时间长，花的代价高，有很多教训值得深入总结。今后勘探要从下往上找，先把地幔柱、壳内低速高导层找出来，查明范围，再找此范围内的各种类型圈闭，第三步才是择优上钻，主要考虑深大断裂、油气苗发育情况、圈闭大小、深浅等。

油气本源共同体理论提供的是一种创新型的勘探思路，如果相关部门和研究人员加以细致研究，反复求证，定会为我国的油气勘探发挥重要的推动作用。

鸣谢：本文草稿出来后承蒙查全衡先生、杜乐天先生指点、补充、完善。在此深表衷心感谢！