中国西部古老海相沉积建造的典型结构样式及勘探指向

张成弓，陈安清，侯林君，戚明辉，陈洪德，钟怡江，夏雨晴，周雁

1.油气藏地质及开发工程国家重点实验室（成都理工大学），成都 610059

2.成都理工大学沉积地质研究院，成都 610059

3.四川省科源工程技术测试中心，成都 610091

4.页岩气评价与开采四川省重点实验室，成都 610091

5.中石化石油勘探开发研究院，北京 100083

0 引言

中国中央造山带——秦岭—昆仑造山带的南北两侧，分布着多个大型沉积盆地[1]（图1）。其中的四川、鄂尔多斯和塔里木盆地是在漫长的地质演化过程中不同类型的原型盆地叠合而成的[2-4]，无论是较下部的海相层系，还是较上部的陆相层系，都发现了大量的油气资源。海相层系是近年来的勘探重点，相继在三大盆地的下古生界碳酸盐岩地层获得新发现[5-6]。这也使得继松辽盆地打破我国“陆相贫油论”后，走向深层海相碳酸盐岩层系的石油工业“二次创业”再放光彩。

图1 泛华夏陆块群及四川盆地、鄂尔多斯盆地和塔里木盆地的位置分布（据文献[1]修改）Fig.1 Pan-Cathaysian landmass group and Sichuan Basin,Ordos Basin and Tarim Basin (modified from reference[1])

关于这三大盆地的深层碳酸盐岩勘探研究百家争鸣，走出了早期普遍认为烃源岩过成熟的悲观论，逐步地认识到了深部复杂油气藏的勘探前景[7-10]。深层油气及沉积建造经历了多构造旋回的改造是不争的事实，造成了油气形成分布规律尤为复杂，对保存条件的要求极高。从目前的油气发现来看，即使在复杂形变的构造圈闭中，岩相对油气藏的约束仍是至关重要的。如何准确地识别被改造的沉积建造，恢复它们的原始沉积古地理面貌是寻找有利相带所必须解决的难题。一方面需要高品质的深部地球物理资料，另一方面需要合理的模式来帮助恢复沉积建造的原始状态。本文试图从重建古地理背景和沉积环境入手，解剖这些多期叠合改造的沉积建造，认识三大盆地的沉积充填特色及其隐蔽性的有利成藏组合特征，以启示未来值得进一步关注的勘探方向。

1 大地构造背景及其演化特点

全球范围内，除了前震旦纪的普遍由裂谷建造为基础的叠合盆地以外，还有许多以加里东、海西褶皱带或加里东地台为基底，从加里东或更晚时期的裂谷盆地开始的叠合盆地。从西西伯利亚、北海北部、挪威—丹麦、阿基坦，以及南美、北美的许多著名的油气盆地来看，由裂谷盆地发展而来的盆地叠合过程与含油气系统密切相关，成为国内外石油地质学家的共识[11-12]。这种关系很可能与多次超大陆旋回有关。超大陆旋回是指大陆地壳在其演化过程中，众多板块持续不断地发生重组，出现超级的准周期性的聚合和分离。距今最近的超大陆形成于3 亿年前的石炭纪末期，通常称为潘基亚（Pangea）泛大陆，约于2.5 亿年前开始分裂。之前更早的Rodinia超大陆，大约发生在10～9亿年前，是通过格林威尔运动形成，而后于新元古代中期（8.2亿年前，大体相当于我国的南华纪）开始分裂。更前为哥伦比亚超大陆，存在于约19亿年至15亿年前。更古老的还有凯诺兰、乌尔、瓦巴拉等超大陆[13-14]。

从全球构造的视角，我国的华北陆块和西伯利亚陆块，以及非洲部分古老陆块，同属于哥伦比亚超大陆的Nena 大陆块体群的一部分，与波罗的海古陆连接在一起[15]，18～16亿年的大规模裂解事件后开始形成中元古代以碳酸盐岩沉积为主的克拉通盆地。塔里木和四川陆块则属于在格林威尔运动（相当于华南的四堡运动）中形成的Rodinia 大陆的一部分，然后在晋宁（塔里木）运动中分裂而形成[16]。Pangea泛大陆形成时，我国的塔里木、扬子、华北等陆块并未卷入其中，仅分散的位于古特提斯洋中。Pangea泛大陆裂解造成一大批以裂谷为基底的中、新生代含油气盆地在全球各板块出现。我国的三大陆块却在此时逐渐拼合在一起，成为统一稳定的的中华陆块，再也没有强烈的伸展作用发生和大面积的海侵。因此，除西藏外，在我国陆上发育哥伦比亚超大陆和Rodinia 超大陆裂解而形成的海相叠合盆地，没有Pangea 大陆裂解后的中生代以来形成的新的海相叠合盆地，而是进入了陆相盆地阶段[6,17]。可见，中国的板块构造活动轮廓，大体上可以三叠纪为界，区分为早期的以华北、塔里木和扬子陆块为基础的分散的板块活动阶段和后期聚合在一起的以整个中国板块为主体的板内活动阶段。

盆地周缘的构造背景上，塔里木和华北陆块的北缘同为天山—兴蒙造山系，是西伯利亚陆块和塔里木—华北陆块间的亚洲洋消亡缝合的结果，包括早、晚加里东褶皱带和海西褶皱带。它们的南缘同为昆仑—祁连—秦岭洋盆，几经开合后形成秦祁昆造山系。鄂尔多斯西缘还存在一个多期发育的陆间裂谷。扬子陆块周边的构造环境更为复杂，它的北缘也是昆仑—祁连—秦岭洋印支期闭合形成的造山带；南缘的右江地区于海西期在裂陷型被动边缘的基础上于印支期再生复活，形成弧后盆地以及印支褶皱带。同样在扬子西缘存在一个复杂的海西—印支期的三江弧盆系。其东南缘为一个特殊的陆内造山带——“江南—雪峰构造带”，形成于加里东期，中二叠世被淹没，印支期再次褶皱隆起，燕山期向西逆冲。

从盆地自身的演化特点来看，三大盆地分属于古老的塔里木、扬子、华北陆块，其中塔里木盆地几乎为塔里木陆块的全部，四川盆地仅占上扬子陆块的大部分，鄂尔多斯盆地则位于华北陆块的西部，面积分别为65×104km2、30×104km2和25×104km2。鄂尔多斯盆地是在古元古代末的吕梁运动后进入相对稳定的克拉通演化阶段，以海相沉积为主；新元古代的南华纪、震旦纪地层几乎缺失，偶有零星分布，而后成为克拉通盆地；加里东晚期抬升为陆，发育了一个约1.5 亿年沉积缺失的区域不整合；直到晚石炭世才再次被海侵，并由于南、北两侧古大洋的闭合造山，中二叠世后进入以陆相沉积为主的陆内演化阶段。整个海相沉积阶段长期为一个稳定的陆表海背景，以大隆大坳为特点[18]，为“准稳定型盆地”。扬子陆块、塔里木则是在新元古代的晋宁运动或塔里木运动后同时进入盖层沉积阶段的，它们因所在构造位置不同，又具不同的演化历程。扬子陆块在震旦纪灯影组沉积期开始进入碳酸盐岩沉积为主的克拉通盆盆地阶段[19]；志留纪末的广西运动后全面抬升，发育区域不整合面；中二叠世开始再次成为碳酸盐台地，于晚三叠世开始逐渐进入陆内发展阶段。其海相沉积阶段以发育未完全切穿整个克拉通的海槽为特征，如寒武纪的绵阳—长宁拉张槽和二叠纪的开江—梁平海槽，为“次稳定型盆地”。塔里木盆地和四川盆地一样，在晚震旦—奥陶纪碳酸盐岩沉积之前，发育碎屑岩垫底；塔里木陆块在奥陶纪表现为深水台盆切穿整个陆表海台地，形成“三台夹两盆”的格局；奥陶纪末有明显的构造运动发生，造成志留系/奥陶系间的不整合接触，构造—沉积格局也发生显著改变，志留—泥盆纪以陆相沉积为主，晚泥盆世再次海侵，二叠系在盆地内部发育大规模的岩浆岩，三叠纪开始进入陆内发展阶段[20]。在整个海相阶段为“活动型盆地”。三大盆地稳定性的不同，决定了它们的构造—沉积分异作用具有明显差异，所发育的海相沉积建造亦不尽相同。

2 沉积建造的充填序列对比分析

在全球范围内，以碳酸盐岩为主的盆地类型，主要包括克拉通、被动大陆边缘，以及裂谷盆地三种类型[21]。克拉通盆地又可按其在陆块上的位置，区分为边缘克拉通和内克拉通盆地（Interior cratonic basin，或译为克拉通内盆地）。它们几乎都是在伸展条件下形成的，占有碳酸盐盆地的大部分，成盆时代包括中—新元古代、早古生代、晚古生代和中—新生代。我国以碳酸盐岩沉积为主的盆地，均为伸展条件下形成的克拉通盆地，在成盆时代上主要集中在震旦纪和早古生代，晚古生代较少，中—新生代更少。这些盆地大多伴有大陆被动边缘盆地出现，但规模相对较小，延续时间较短。如华北陆块青白口期和扬子地块西缘震旦纪的碳酸盐岩沉积盆地皆为伸展背景下裂谷后期坳陷阶段的碳酸盐岩盆地。

中国陆上已知的碳酸盐岩油气田则主要发育在前中生代地层，以产天然气为主，这与全球其他地区是明显不同的。中国大陆独特的板块构造背景是最为根本和最为重要的影响因素。它直接影响到我国西部四川、鄂尔多斯和塔里木盆地的海相碳酸盐岩沉积阶段、沉积构造演化的若干重要特点和差异，包括盆地的多旋回叠合、盆内裂谷的普遍存在、周缘裂谷多次开合、克拉通边缘的复杂化、古地理地貌的多变性、古老碳酸盐岩的深埋改造过程，从而影响着海相碳酸盐岩油气赋存特点。从沉积充填序列来看（图2），三大盆地早古生代及其之前的海相地层中碳酸盐岩都较发育，碳酸盐岩沉积前四川盆地和塔里木盆地具有碎屑岩垫底，而稳定的鄂尔多斯盆地没有碎屑岩垫底；四川盆地上古生界碳酸盐岩占有重要地位，塔里木盆地中碳酸盐岩与碎屑岩并存，鄂尔多斯盆地以碎屑岩为主，它们在中、新生代均以陆相碎屑沉积为主，仅四川盆地在早—中三叠世仍为碳酸盐台地。

图2 中国典型盆地海相碳酸盐岩沉积建造充填序列与主要油气赋存层位对比Fig.2 Correlation between infill sequences of marine carbonate sedimentary formations and locations of main oil and gas reservoirs in typical basins globally

三大盆地沉积建造的充填组合特点各有不同，对油气系统的形成产生重要的影响。为方便对比，本文以盆地发育的不同阶段为单元，根据沉积建造的主要沉积环境序列、岩性组合、古地理背景和构造背景，划分为三大沉积充填序列类型，即碳酸盐岩型（Ⅰ型）、混积型（Ⅱ型）和碎屑岩型（Ⅲ型）。Ⅰ型又分为三个亚类：陆棚→缓坡→碳酸盐台地（Ⅰ1）、潮坪→碳酸盐台地（Ⅰ2）、碎屑滨岸→陆棚或潮坪→碳酸盐台地（Ⅰ3）。

根据这一划分方案，中国三大盆地的震旦纪和早古生代地层都以碳酸盐岩为主（平均含量>60%），但充填类型各有不同（图3）。其中，塔里木盆地和四川盆地相似，震旦纪以碎屑滨岸→陆棚→碳酸盐岩台地为主（Ⅰ3型）为主，但塔里木有冰成岩出现；寒武纪—早奥陶世由陆棚→缓坡→碳酸盐岩台地（Ⅰ2型）为主；中—晚奥陶世为混积陆棚环境（Ⅱ型），塔里木也有碳酸盐台地出现；志留纪都以碎屑沉积为主，表明它们在这个阶段的构造活动特点十分相似。而华北陆块的鄂尔多斯盆地，震旦系缺失，蓟县系和寒武系—奥陶系都以潮坪→碳酸盐台地（Ⅰ2）为主，陆棚或缓坡环境仅出现在陆块的边缘部分。

图3 三大盆地的下古生界碳酸盐岩地层序列对比图Fig.3 Comparison of carbonate stratigraphic sequences in the three basins

在上古生界地层中，四川盆地的碳酸盐岩含量在60%，塔里木盆地在20%左右，鄂尔多斯盆地更少。它们的充填特点各不相同，塔里木盆地的泥盆系、二叠系均以碎屑沉积为主（Ⅲ型），石炭纪以碎屑滨岸→陆棚或潮坪→碳酸盐台地（Ⅰ3）为主；四川盆地的泥盆系、石炭系在边缘部分为Ⅰ3型，二叠系为Ⅰ1型，出现“台—棚”交替现象，台地边缘礁滩十分发育；鄂尔多斯盆地仅晚石炭世晚期—早二叠世早期为Ⅰ3型，大多以陆相碎屑沉积为主。在三大盆地中，中生界仅四川盆地有碳酸盐岩发育，即早—中三叠世的潮坪→碳酸盐台地（Ⅰ2型）充填，白云岩、鲕粒岩和膏盐岩广泛发育。

3 沉积建造的地质结构样式解析

上述不同类型的沉积充填序列在多旋回的盆地演化过程中，必然出现上叠盆地对下伏盆地的改造。这些改造无论是正面的还是负面的，对油气勘探来说，都是十分重要的。对于深层油气勘探来说，多旋回的构造运动将下伏古老盆地改造得复杂不一，难以恢复盆地原型。如何将多旋回构造改造的地层进行恢复和古地理环境重建，并识别出那些有利油气成藏的沉积建造的精细结构是未来深层油气勘探极具挑战性和非常必要的研究工作。本文结合近年来中国西部叠合盆地古老深层海相碳酸盐岩的地质研究和油气勘探成果，总结了三种不同的沉积建造样式，分析了它们的结构特征及其勘探指向意义。

3.1 裂谷作用及“牛头型”建造

鄂尔多斯、四川和塔里木盆地的形成及演化过程中，盆地基底和周边都伴有不同程度的裂谷作用成为它们共有的非常重要的特色。鄂尔多斯盆地中元古代开始出现相对稳定沉积时，边缘和内部也都有裂谷作用发生，晚元古以来整个盆地都在一个相对稳定的背景下（图4a）。北缘在大青山—白云鄂博的渣尔泰—白云鄂博边缘裂陷，由一套厚度较大的粗碎屑岩、碎屑岩、板岩、碳质板岩和碳酸盐岩的变质岩系组成，碳质板岩中含洋底喷流型铅锌矿床，底部锆石U-Pb 法同位素年龄为1 675 Ma；白云鄂博群厚逾万米，夹火山岩较多，有关时代争论较大，也有认为是华北北缘中元古代—早古生代裂谷—大陆被动边缘的沉积；至奥陶纪发展为岛弧和弧后盆地，加里东期末关闭，泥盆纪和石炭纪又有边缘裂陷槽出现。西缘地区，中晚元古代也出现同期的贺兰裂陷槽，晚期有短暂隆起，早古生代继续拉张；至奥陶纪末，加里东期末运动形成隆起褶皱带；早石炭世再次拉开形成边缘裂陷，白垩纪再次复活成为向盆地方向逆长的南北向冲断带。内部发育一古老的晋陕裂陷槽，其于晚太古代五台期为三叉裂谷系伸入鄂尔多斯陆块的一支，后经五台运动关闭固结；至早元古代晚期再次复活形成陆内裂谷，再经中条运动变质变形又一次与华北地块结成统一基底；可能充填有上元古界下部的陆源碎屑岩—火山岩建造和中上部的碎屑岩—碳酸盐岩建造，为厚度不大的似盖层沉积，岩性与贺兰坳拉槽类似[22]。

四川盆地在晋宁运动后中上扬子进入稳定发展阶段，与之同时，陆块周缘有南华纪裂谷盆地出现（图4b）。于扬子西缘，南华纪存在显著的裂谷作用，裂谷作用在南段主要沿南北向的安宁河断裂和绿汁江断裂发生，泸定后转为沿北东向的龙门山断裂开裂。裂谷作用的中心位置大约在宝兴—泸定—荣经一带，早期沉积物以厚度巨大的基性—酸性的火山喷发岩为主（苏雄组），随后为喷发—沉积岩（开建桥组），分布范围也呈狭窄条带向南北方向延伸，南至米易，止于会理，进入滇东后，相变为以碎屑沉积为主的澄江组，厚度在千米以上，含凝灰质，也夹有玄武岩层。向北延至彭县白水河一带，更北未出露。在喷发作用过程中，还伴有强烈的基性—酸性的岩浆侵入活动，侵入活动共分四期，强度和规模由小到大，由玄武岩、石英闪长岩、闪长岩到斜长花岗岩、花岗岩、花岗闪长岩，到钾长花岗岩，它们的分布与喷发岩完全一致，从南到北，形影相随，侵入到南华系下伏的中元古代浅变质岩系和苏雄组中，岩浆侵入活动同样结束于开建桥期后和南沱期前。此外，在南北向裂谷带的东缘荣经、米易—南充女基井方向上，老龙1 井、威28 井、威117 井的深部，灯影组底部都发现白云岩超覆于中酸性岩体之上，女基井深部的灯影组白云岩，也超覆于与开建桥组相似的火山岩上，峨眉幅的范店、金口河、张山等剖面，其震旦系也都超覆于中酸性小岩体上。据此推测，盆内也可能存在一条北东向的分叉裂谷，乐山—犍为的地震剖面也揭示在灯影组下可能有裂谷存在。这些裂谷活动和全球Rodinia大陆裂解是可以对比的[23]。开建桥期后，裂谷作用的伸展阶段可能结束。经历了隆起剥蚀后，南段出现与全球大冰期相对应的列古六组粗碎屑沉积，结束了南华期的演化历史。震旦纪开始后，上扬子区出现大面积的沉降活动，沉积了以镁质碳酸盐岩为主的稳定性沉积（灯影组），沉降中心集中在西缘裂谷部分，厚度在千米以上，向东逐渐减薄，表明灯影期碳酸盐岩盆地是裂谷后期沉降作用所形成的。早寒武世—早奥陶世，西缘中北段隆起为陆，随后沉降。志留纪—泥盆纪又再次拉开为裂谷，晚三叠世持续褶皱隆起，向南东方向逆冲，导致四川前陆盆地的形成。分布于东南缘湘黔桂边境的裂谷，也是从南华纪开始拉开的，这个地区的南华系（长安组、富禄组、大塘坡组和黎家坡组），也是由一套厚度较大的由含砾泥岩、砂砾岩、泥岩夹火山碎屑岩和玄武岩的冰水泥石流和冲积物组成。裂谷作用主要沿溆浦—三江断裂发生，沉积体在剖面上呈V字形，向东西方向减薄。上覆的震旦系在以西的陆块上为稳定的海相碳酸盐岩沉积，以东为深水陆棚相的薄层硅质岩（留茶坡组），显示该裂谷盆地继续拉张加深。早寒武世早期。该裂谷再次有拉张作用发生，但拉张中心向陆块方向移动，在中心地带出现海底喷流沉积物，包括喷流沉积的层状重晶石矿床和镍钼矿床。随后发展为分隔扬子陆块和华夏陆块的巨大的陆内裂谷带，中奥陶世开始反转，加里东期末最终关闭，形成宽阔的华南加里东褶皱带，早期的裂谷边缘褶皱隆起为雪峰隆起带。中二叠世，雪峰隆起下沉海底，中三叠世在印支运动的影响下再次隆升，早白垩世末的中燕山运动再次受到强烈的褶皱断裂，并向西逆冲推移，导致川东弧形褶皱的形成。它从裂谷开始的整个开合升降历史，对四川盆地演化有重大影响。在陆块北缘，川陕边境南秦岭的地区的南江、汉中一带，青白口晚期的铁船山组、西乡群中的玄武岩中，同位素年龄也在820～850 Ma，应为前裂谷或裂谷早期的产物[21]。这里的南华纪为非裂谷的陆相沉积，但在早寒武世底部紫阳、城口一带，也有喷发流成因的重晶石和毒重石层出现，表明也有陆缘裂谷作用发生。随后边缘裂谷→大陆被动边缘→秦岭洋盆，加里东期末关闭，海西—印支期再度打开，经由裂谷→洋盆，最终卷入特提斯于三叠纪关闭，侏罗纪开始，又向四川盆地逆冲。它的多次开合对四川盆地的发展演化有着重要影响。

图4 三大盆地周缘及其内部主要裂谷系（a）鄂尔多斯盆地；（b）四川盆地；（c）塔里木盆地Fig.4 Major rift systems around and within the three basins

塔里木盆地是从塔里木运动开始进入相对稳定的发展阶段，相应的从南华纪开始南北边缘都有裂谷出现（图4c）。北缘的库鲁克塔格裂谷和柯坪裂谷，随后发展为裂陷槽和大陆被动边缘；奥陶纪末出现反转隆起，志留纪再次拉开成为南天山洋盆，直到晚石炭世—早二叠世的晚海西运动中才最终拼合，形成海西褶皱带；三叠纪末，进入陆内发展阶段后，在新的构造条件下，又出现前陆坳陷和成带的冲断褶皱。南缘的西昆仑地区，南华纪开始也可能有裂谷出现，随后关闭，奥陶纪再次出现裂陷；中奥陶世关闭后，早石炭世又一次分裂、扩张，形成有限洋盆，其中发育的蛇绿岩，断续延长近600 km，于石炭纪末关闭，形成海西褶皱带，新生代又再次活动。在盆地底部，塔中地区也可能存在一条东西向的晚元古代拉开，而后在南华纪前闭合的构造结合带；满加尔地区也有人认为存在与库鲁克塔格裂陷相连的三叉裂谷分支——满加尔裂陷槽[24]；在奥陶纪再次打开，形成近东西向的与张裂作用有关的混积陆棚，明显地改变了盆地的沉积格局，一直伴随有塔中隆起的出现。

可见，这些多期次的盆缘裂谷或盆内裂谷作用的同时，盆地以拉张—闭合（或反转）交替进行的方式，多次出现盆—山转换或山—盆转换。这一过程中，在克拉通内部或边缘形成“台内裂陷”或“台缘裂陷”。裂陷沉积之上叠加以稳定的克拉通坳陷沉积，形成类似裂陷盆地的由裂谷层序和后裂谷层序组成的剖面形态像牛头的一类建造——“牛头型沉积建造”。这一现象一般都发生在克拉通盆地形成早期，隐伏于深部地层中，发育规模不大，经历了长期的构造改造，同时由于深埋区的地震资料品质差，地震地质解译难，不易被识别。从沉积建造的组合特征来看，其裂谷层序往往为深水富有机质沉积，是良好的生烃灶；“牛角”为坡折带附近或上覆坳陷期的浅水沉积，非常有利于礁滩储层的发育。如上扬子克拉通内安岳特大型气田的发现就与该建造结构有关（图5）。受下伏裂谷的控制，下寒武统筇竹寺组的黑色泥页岩发育区具有明显的近南北向带状展布特点（图6），形成了上扬子巨型生烃灶，与上覆龙王庙组颗粒滩形成有利成藏组合。在高石梯—磨溪构造共发现磨溪、龙女寺、高石6井区3个富气区块，地质储量超过6 000×108m3。其中，磨溪区块龙王庙组探明含气面积779.86 km2，探明地质储量4 403.83×108m3[28]。四川盆地深层碳酸盐岩的勘探发现昭示着其他克拉通盆地发育的与隐伏裂谷相关的深层碳酸盐岩亦可能成为大型油气富集带。

图5 四川盆地寒武系牛头型建造结构（a）过克拉通裂陷的地震解释剖面（引自文献[25]）；（b）寒武系沉积前四川盆地古构造格局及地震剖面位置(引自文献[25])；（c）牛头型沉积建造示意图Fig.5 Structure of the Cambrian Niutou Formation in the Sichuan Basin(a)seismic interpretation profile through the craton rift(after reference[25]);(b)paleotectonic framework and seismic profile location of the Sichuan Basin before Cambrian deposition(after reference[25]);(c)schematic diagram of Niutou Formation

图6 筇竹寺组黑色泥页岩（引自文献[26]）与龙王庙组颗粒滩储层（引自文献[27]）叠合图Fig.6 Superposition diagram of Qiongzhusi Formation black shale (after reference[26]) and granular beach reservoir of Longwangmiao Formation (after reference[27])

3.2 古隆起及似背斜建造

在我国西部克拉通盆地中，伴随着加里东期以及海西—印支期频繁的升降运动，普遍有若干不同规模的古隆起出现，是这些盆地另一个非常显著的特点。这些古隆起具有长期活动和迁移特点，对于海相盆地的油气资源起到了重要的控制作用，主要表现在以下几个方面：1）大型古隆起常与大型生烃凹陷伴生；2）古隆起对当时的沉积格局有重要的控制作用，周缘浅水区沉积的礁滩、白云岩、滨岸砂坝等是良好的储集体；3）古隆起常暴露于水上形成古喀斯特地貌不仅是良好的圈闭，也发育岩溶储层；4）古隆起顶部的大型不整合面或相关断层往往是沟通生烃灶的重要通道；5）大型古隆起风化壳的上叠盆地往往发育大面积分布的区域性盖层。其中非常重要的是由于古隆起的控制作用，地层在沉积期形成类似背斜形态的向上凸的地层，地层在古隆起高部位较薄，往侧翼具有增厚的趋势。

各盆地中的古隆起，都是与以升降运动特点为主的区域性构造运动有关，主要出现在不同阶段克拉通盆地的不整合叠合面上。按其发育时期，它们大都是从晚加里东期或加里东期末开始出现，具有多期继承性活动特点（图7）。塔里木的塔北、塔中隆起始于志留纪/奥陶纪的晚加里东运动，而后在加里东（D/S）、早海西（D3/D2）、中海西（P/C）、晚海西（T/P）以及晚印支（T3/T2）运动中继承性隆起，不同时期的隆起范围和时间长短不一，因而在隆起顶部和边缘，形成不同时期地层的剥蚀、超覆或尖灭。鄂尔多斯盆地的中央隆起始于早奥陶世末的怀远运动，可能长期处于隆起剥蚀状态，直到早石炭世末才开始接受沉积。四川的川中、雪峰、川北隆起，分别出现在晚加里东的都匀运动之后，随后还经历了云南运动和黔桂运动的继承性隆起，在它们间的达县、万县、涪陵一带，上泥盆统和上石炭统黄龙组逐渐向西超覆、扩大，而后为中二叠统全面盖覆。晚印支运动中，又形成开江—泸州隆起，雪峰隆起则原地继承性上升。

图7 三大盆地古隆起的发育特点对比（色块宽度代表古隆起相对规模变化）Fig.7 Comparison of paleo-uplift development in the three basins(width of colored blocks represents relative scale change of paleo-uplift)

根据古隆起的这些特点，可以从不同角度出发，区别出若干类型。不同类型隆起对油气藏的控制特点也是不相同的。按其出现位置是否变化，区别为原地型和迁移型。在川中，从加里东到印支期，古隆起是由西向东逐渐迁移的，在位于川中隆起翼部的威远大气田中，古油藏中心到今气藏中心的迁移途径，正是这一特点的清楚反映。按其隆起暴露时间长短，也可区分为长期隆起和短期隆起两类，长期隆起是指那些一经隆起后，长期处于暴露状态，仅有短暂时的埋藏历史，它们对油气藏的形成和保留是利少弊多的，扬子陆块上的川滇、黄陵隆起等属此类型。短期隆起亦称埋藏隆起或潜隆起，是指那些隆起剥蚀时期相对较短，长期被埋藏或频繁升降的隆起。川中、泸州—开江隆起，塔中、塔北隆起以及鄂尔多斯的中央隆起等属都属于这种类型，它们对油气藏的形成是最重要的。

众观这些古隆起，识别起来相对较容易。我国早期的碳酸盐岩勘探大多是围绕古隆起展开的。它们控制的沉积建造具有类似背斜的构造特点，有时与断裂伴生。在塔里木盆地，晚加里东运动中开始出现的塔北、塔中和塔西南隆起等，影响和控制着不同层位和不同类型的油气藏的形成。在四川盆地，中奥陶世末的都匀运动形成了川中、黔中、雪峰—江南和川北低缓隆起，印支运动中又形成泸州、开江隆起等，它们的存在对古生代海相地层中油气藏的形成和分布，也起到十分重要的控制作用。在鄂尔多斯盆地的庆阳、定边、鄂托克旗一线，加里东运动中形成南北向的“L”型中央隆起及其斜坡带，控制着侵蚀面上古岩溶类型的发育和空间分布，直接影响了靖边古岩溶型大气藏的形成，也控制着上古生界及其内幕白云岩油气藏的分布。以塔中古隆起为例，在奥陶系顶部隆起剥蚀面上形成了与古岩溶有关的气藏，在古隆起及斜坡带上伏的志留系、石炭系也有油气藏（图8）。从沉积建造结构特点，这些古隆起的控沉积作用，在沉积期形成了中间上凸的地层分布特征，并且具有中间薄（甚至缺失）周边厚的特点，实际上它们的形态并不是构造作用形成的背斜。这类沉积建造在后期可能受构造挤压作用形成真正的背斜，但油气勘探过程中，只有恢复出沉积期的建造，才能更好地预测隐蔽性更强的地层岩性圈闭和有利岩溶带。

图8 塔中隆起的油气分布及潜伏似背斜建造油气成藏模式图（引自文献[29-30]）（a）塔中古隆起构造单元与油气藏分布；（b）“山外”型油气藏；（c）“山内”型油气藏Fig.8 Hydrocarbon distribution in Tazhong uplift and model of hydrocarbon accumulation in latent anticline-like formation (after references[29-30])

3.3 稳定陆表海及席状白云岩建造

陆表海也被称作内陆海、陆内海、大陆海，它是指位于大陆内部或陆棚内部的、坡度十分平缓的（平均坡度约0.03～0.15 m/km）、范围广阔的（延伸可达几百到几千千米）、很浅的（水深一般只有几十米或更浅）浅海。陆表海是克拉通地质历史中非常重要的普遍存在的一个沉积地貌单元，并且通常与古隆起相伴。与前文的“牛头型”建造发育的构造背景正好相反，陆表海往往形成于构造相对稳定的间隙期。四川盆地古生代及早中生代、鄂尔多斯盆地和塔里木盆地的古生代都发育有陆表海。发育大面积的席状潮坪层序是陆表海环境的典型特征，其晶粒白云岩/颗粒白云岩/微生物白云岩组合体是这一建造的勘探热点领域。

本文以鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组为例来解析陆表海沉积建造的一般特点及成因。马家沟组是一套典型的由巨厚“白云岩+蒸发岩”构成的陆表海沉积建造。沉积格局上，华北克拉通西南缘的大型“L”（水下）古隆起和北部的伊盟隆起等成为陆表海与外海的屏障。古隆起东侧的沉积微环境可划分为潮上带泥云坪、上潮间带云坪、下潮间带席状潮缘滩、上潮下带灰云质澙湖、下潮下带膏云质澙湖。盐湖是内克拉通陆表海沉积的一个显著特征。从蒸发岩成因的角度来看，马家沟组沉积期的纬度大约为北纬5°左右[17]，处于一个有利的纬度范围内[30-31]，当时地球处于温室期，气温大致为21 ℃～22 ℃[32]。根据普尔迪对现在巴哈马台地的研究[33-34]，以巴哈马台地上的盐度梯度比值，这种向心浓缩的趋势可能造成的石膏初始沉积的最小台地半径应大于288～324 km，华北陆表海台地具有大于500 km的半径[35]。

与盐湖伴生的潮坪环绕古隆起展布，因陆表海地势平缓，海平面升降变化会造成滨线大范围迁移，因此潮坪分布面积非常广阔，形成层厚较薄的侧向延伸非常广阔的建造，如席子似的披覆在平坦的陆表海之上。马家沟组潮坪沉积的一个重要特征是上潮间带发育席状潮缘滩透镜体。其形成的水动力和规模不同于常见的台地边缘滩，潮缘滩以较小的厚度大面积分布为特征，地震、测井响应不明显，并且由于潮缘滩相的砂砾屑颗粒绝大部分已被白云石化及重结晶作用改造为残余砂砾屑白云岩，甚至几乎完全失去了颗粒结构，因此潮缘滩不易识别[36]。潮缘滩白云岩是鄂尔多斯盆地非岩溶白云岩中孔隙度最为发育的，分布在沿中央古隆起斜坡带呈大面积席状分布的潮坪相中。

这种大面积陆表海席状白云岩建造的形成可以用潮坪进积楔（Prograding wedge）模式加以解释（图8）。在气候、风向、海流变化等的影响下，浅海和潮缘区从中央古隆起向米脂坳陷方向增生，从而形成广泛分布的潮缘向上变浅序列（图9）。潮坪的进积作用主要表现为连续性退超（offlap）。进积楔垂向序列下部主要是潮坪沉积，其上为纹层状的潮间到潮上的沉积物，以发育席状潮缘滩为特征。在当时稳定的水文条件下，潮坪进积楔稳定分布于整个台地，每次海平面的迅速上升导致进积作用停止。这种进积楔模式很好地解释了鄂尔多斯奥陶纪陆表海台地上向上变浅的潮缘建造在与中央古隆起走向平行和垂直的方向上延伸都在100 km 以上，是克拉通内幕白云岩勘探的最有利指向区。

图9 鄂尔多斯盆地马五6 沉积模式图Fig.9 Sedimentary model of Ma in Ordos Basin

长庆油田近年来开展了鄂尔多斯盆地奥陶系马家沟组内幕白云岩勘探，取得了自1989 年发现靖边岩溶型气田以来的新突破。41 口探井钻遇马五5气层，并落实了桃33 区块等6 个有利目标区。马五6-10也获得勘探发现，9 口探井获工业气流，平均单井无阻流量28.82×104m3/d，最高的苏322 井达41.59×104m3/d。这些内幕白云岩呈大面积席状分布，有效储层同样以厚度较薄、分布面积大的席状产出特点（图10）。此类白云岩在四川盆地西部的雷口坡组也取得了勘探突破。它们昭示着内克拉通白云岩将成为未来的一个重要勘探领域。

图10 鄂尔多斯盆地古隆起东侧马家沟组席状白云岩及含气层发育特征（a）鄂尔多斯盆地东侧马五5亚段沉积微相展布图（b）鄂尔多斯盆地东侧马家沟组含气层发育特征Fig.10 Development of sheet dolomite and gas-bearing layer in Majiagou Formation on the eastern side of the Ordos Basin paleo-uplift

4 结论

（1）鄂尔多斯盆地、四川盆地、塔里木盆地是古老复杂的多旋回叠合盆地，发育碳酸盐岩建造的盆地主要包括克拉通、被动大陆边缘及裂谷盆地。我国已知的海相碳酸盐岩大型油气田主要出现在前中生代华北、塔里木和扬子陆块分散状态下板块构造活动阶段的地层中，以天然气为主，隐蔽性强。

（2）中国陆块群从离散到聚合的整个过程中，鄂尔多斯为准稳定型盆地，古老碳酸盐岩建造沉积之前几乎没有碎屑岩垫底，次稳定型的四川盆地和活动型的塔里木盆地都具有碎屑岩垫底，它们的沉积充填序列主要有“陆棚→缓坡→碳酸盐台地”、“潮坪→碳酸盐台地”、“碎屑滨岸→陆棚或潮坪→碳酸盐台地”3 种类型，这些沉积充填序列的时空分布受三大盆地独特的复杂边缘的制约。

（3）三大盆地的基底及其周缘发育多期次裂谷是它们共有的非常重要的特色，并形成了隐伏于盆地的牛头型建造；普遍发育若干不同规模的古隆起，围绕古隆起形成的似背斜建造是这些盆地又一显著特点；板块稳定间隙期发育古生代特有的内克拉通陆表海，并形成了台地潮坪相的席状白云岩建造。这三类隐伏性的沉积建造结构受控于不同的构造—沉积分异作用，是重要的油气勘探指向。