渤海海域早第三纪油气成藏特征

渤海海域早第三纪油气成藏特征

勘探渤海水域的前景是一个受关注的问题。合肥断裂和冀东断裂渤海海域位于郯庐断裂与沧东断裂之间,其早第三纪构造格局与这两个断裂带的演化有着密切关系。北北东向的郯庐断裂对本区的区域构造演化起着重要的控制作用。二叠纪末期,郯庐断裂带雏形的产生起到了调节大别造山带及其以东碰撞作用差异性的转换作用。侏罗纪—古新世,欧亚大陆与太平洋板块之间的左行剪切运动促使前期形成的郯庐断裂于晚侏罗世发生巨大规模的平移运动,形成统一的连续断裂(图1)。大致在1.4亿年前,沿断裂带发生大陆火山活动。晚白垩世,郯庐断裂活动较弱,发生了区域性的拗陷作用,但拗陷幅度有限。沧东断裂是郯庐断裂的派生断裂,其南起临清,向北经武强、沧州、天津,直至宁河地区被近东西向的燕山褶皱带截切,全长330km,是华北地区切割结晶基底并对盆地形成有重大影响的大型断裂。中生代时期具左行剪切挤压性质,在沧东凹陷和相邻的隆起均见有残存的中生代逆断层和花状构造;早第三纪则是在上述背景上拉张下滑形成的正断裂体系;晚第三纪以来活动明显减弱,随华北平原整体下沉而深埋地下沧东断裂东、西两盘中生代的走滑断距不显著,断裂延伸的长度仅是郯庐中生代走滑断裂的1/6。与沧东断裂成因类似的还有任丘断裂、太行东断裂、离石断裂等。介于郯庐断裂和沧东断裂之间的断块发生剪切变形,对渤海海域断裂格局的形成起着重要作用。图2表示了郯庐断裂和沧东断裂左行走滑在渤海海域所产生的局部扭动构造应力场。剪切力可分解成挤压分力(渤海海域早第三纪断陷类型及断陷水平早第三纪时期,随着渤中地幔柱的隆起按早第三纪断陷和凸起走向可将研究区分为4个一级构造单元。西部坳陷位于沧东断裂以东,走向北东东;西部隆起上断陷和凸起的走向由北东转东西再转北西;郯庐西坳陷的断陷走向北北东;郯庐东坳陷的断陷与郯庐断裂呈入字型,走向北东—北北东(表1)。这个格局的形成与郯庐断裂的演化及渤海湾盆地的伸展作用密切相关。从冀中、东濮、黄骅、辽河坳陷以及下辽河坳陷-渤中凹陷带均呈北北东走向的趋势来看(图1),渤海湾盆地早第三纪的主伸展方向为北西西—南东东向。从近东西走向的东营凹陷、陈家庄凸起、沾化凹陷、黄河口凹陷、沙南凹陷、沙垒田凸起、南堡凹陷来看(图4),渤海海域中部和济阳坳陷受到近南北向的拉张。上述情况表明,渤海海域及其邻区早第三纪最大伸展方向近东西,次伸展方向近南北。按断陷走向和主应力方向的关系可把渤海海域的断陷分成3类。其一是与主应力方向垂直的断陷,如辽中—渤中断陷带中的断陷。这类断陷水平拉张量大、沉降量大,易于形成欠补偿沉积环境;断层的拆离滑脱面深,有利于深部热流体活动;热流值高,有利于烃源岩向油气转化。西欧北海盆地和我国松辽盆地有相似的特点渤海海域的凸起可以分成两类:一类是早隆后披型凸起,即在早第三纪与断陷同期形成的地垒,如辽西、石臼坨、沙垒田、埕北、庙西凸起;一类是先凹后隆型凸起。两类凸起常共同构成复合成因的凸起带,如渤东凸起(图5),其北段的旅大27-2构造是正反转形成的背斜(图6),沙河街组三段沉积期末反转,晚第三纪继承发育。富生烃凹陷地质背景渤海海域早第三纪时期为双轴伸展盆地,共形成15个断陷,各断陷的生烃能力差别很大。实际资料显示,断陷的生烃能力和断陷与区域性大断裂的空间关系有关。富生烃凹陷主要发育在郯庐断裂带及沧东断裂带沿线,如郯庐断裂以西的辽中凹陷、渤中凹陷是“大而肥”的富生烃凹陷,黄河口凹陷是“小而肥”的凹陷,沧东断裂下降盘的岐口凹陷也是富生烃凹陷(表2、3、4,图4、5)。渤中凹陷是渤海海域最大的凹陷,面积约8660km辽中凹陷面积3510km歧口凹陷面积约3800km除上述3个富生烃凹陷外,渤海海域还发育有两个潜在的富生烃凹陷,即黄河口凹陷和渤东凹陷(图4、5)。黄河口凹陷介于垦东凸起与渤南凸起之间,面积2570km主运移方向上的叠前构造中国海洋石油渤海公司研究院和中国海洋石油勘探开发研究中心对渤海海域油气资源作过多次评价,评价结果比较接近,可以认为总资源量在100亿t左右。油气主要生成于郯庐西坳陷(辽中—渤中—黄河口凹陷),其次为西部坳陷的歧口凹陷,这表明富生烃凹陷的形成受深大断裂控制。渤海海域已发现381个圈闭,有些圈闭处在传统观念认为非常有利的位置上,但经钻探、测试未发现油气聚集。这说明油气运移并不是呈放射状的,而是存在主运移方向,只有处在主运移方向上的圈闭才有可能形成大中型油气田。因此我们认为,只有位于油气主运移方向上的凸起才是油气勘探的主要目标,而油气的主运移方向受区域性输导层、区域性盖层、断陷结构和区域应力场控制。渤海盆地油气勘探亟待解决的重要问题之一,是弄清侧向和垂向的油气运移路径及其控制因素,以挖掘凸起及其主断层下降盘的油气潜力。反转构造是渤海海域油气勘探不可忽视的新领域。迄今为止,已在渤南凸起渤中25-1构造的反转背斜中获得了几千万吨的储量,在辽东凸起南端的旅大22-1构造的东营组和沙河街组也获得了日产近50t的油气流。此外,辽东、渤东、渤南、莱北和垦东等凸起可能是由早第三纪断陷期的地垒和后期反转的断陷复合而成的正反转隆起带,其中的正反转构造具有良好的勘探前景。盆地的凹陷部位也经历过广义的正反转作用,即早期沉降、晚期抬升剥蚀的过程。例如,辽东湾绥中36-1油田储集层为下第三系东下段大型复合三角洲砂体,现今埋深1300～1885m,岩石学研究证明,砂岩具有完整的成岩作用序列和深埋成岩特征,包裹体测温和稳定同位素测试结果也证实该区曾经受高温,即存在早期深埋、晚期抬升蚀顶的历史这里还应提及的是,1998年度笔者