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苏丹被动裂谷盆地与渤海湾主动裂谷盆地沉积体系对比研究

关欣  
【摘要】:裂谷盆地虽然只占世界盆地面积的5%,但其油气储量占世界储量的16%,资源量巨大。“裂谷”一词是Gregory(1894)研究东非地堑时提出的,是指具有中央深陷的谷地,两侧为大致平行的正断层,或兼有剪切滑动的正断层的地貌特征。而形成于这种独特环境中的沉积物,可达数千米常,堆积巨厚,是油气聚集的重要区域,因此裂谷盆地沉积体系研究具有重要意义。 按成盆机制可将裂谷分为两种类型:主动裂谷和被动裂谷,这是裂谷盆地的两种极端模式,这种极端性在储集层沉积中也得到了充分的体现。地幔热流上隆或板块俯冲引起的主动裂谷盆地,其发育顺序是火山活动在先,裂谷活动在后,储集层沉积为单旋回;大陆岩石圈内拉张应力引起岩石圈强度减弱而形成的被动裂谷盆地,其发育顺序是裂谷活动在先,火山活动在后,储集层沉积为多旋回。 中国东部渤海湾盆地、东非裂谷系、苏伊士湾等裂谷盆地是已发现的、研究程度很高的主动裂谷盆地,近半个世纪以来,在裂谷的成因机制、演化模式、盆地充填、生储盖组合、伸展构造及其对油气藏形成和分布的控制作用方面均有广泛的研究,特别是对中国东部裂谷系的研究,已经形成了具有中国特色陆相裂谷盆地油气聚集理论;被动裂谷盆地的研究程度较低,本次研究的被动裂谷盆地是中国石油天然气集团公司在海外的勘探项目——苏丹Muglad盆地。 苏丹被动裂谷盆地是晚中生代大西洋开启并诱导产生中非剪切带,在走滑的张扭力作用下形成的,早白垩世、晚白垩世和古近纪的3期裂谷垂向叠置,早白垩世具有典型的被动裂谷盆地性质,晚白垩世为过渡性质,古近纪则主动裂谷盆地特征更加明显。盆地结构以半地堑为主,但边界断层一般较陡,以多米诺式断层为主,伸展量较小,裂陷早期几乎没有火山活动,因此不存在多个次级沉积旋回,只发育一套优质烃源岩。苏丹裂谷盆地油气藏特征与中国东部渤海湾等盆地的沉积体系、油气藏形成和分布有明显的差异。 本次研究旨在总结苏丹被动裂谷盆地的勘探成果的基础上,探讨苏丹被动裂谷盆地的沉积体系的形成与特征,形成一套被动裂谷盆地沉积体系模式,指导被动裂谷盆地的勘探技术和策略,为这些区块的勘探新突破和类似盆地的油气勘探提供经验。 本次研究还要在前人研究的基础上,探讨主动裂谷盆地与被动裂谷盆地的分类,厘清主动裂谷盆地与被动裂谷盆地沉积体系的影响因素,在实验分析和现代沉积调查的基础上,利用“将今论古”研究思路,结合“比较沉积学”的方法研究主动裂谷盆地与被动裂谷盆地沉积体系之间的差异。以现代苏伊士湾的沉积为例,结合典型主动裂谷盆地渤海湾盆地和典型被动裂谷苏丹Muglad盆地沉积体系的研究成果,对裂谷盆地沉积体系特征及其影响因素进行归纳总结,分析裂谷盆地沉积过程中沉积特征,尤其是在不同水深、坡度及粒度等因素下沉积体系的差异以及不同阶段的沉积体系特征。 由于裂谷盆地沉积体系发育的特征,直接受控于盆地的构造运动模式。不同的裂谷盆地其裂陷方式、裂陷时间不同,所以其充填也有所不同。主动裂谷盆地与被动裂谷盆地的的沉积充填主要区别于裂谷盆地裂陷期的充填特征:主动裂谷盆地与被动裂谷盆地的断层性质、汇水系统、控砂构造单元(转换带、坡折带)具有明显差异,从而对沉积体系域及砂体的分布起到不同的控制作用。例如,主动裂谷盆地陡坡带以铲式、座墩式、马尾式为主,多发育扇三角洲,缓坡以宽缓型缓坡带为主,多发育河流—三角洲体系。被动裂谷盆地陡坡带以陡立的板式和阶梯式陡坡带为主,坡度相对较陡,多发育近岸水下扇沉积,而缓坡带以窄陡型缓坡带为主,多发育扇三角洲。因此不同的构造单元控制着特定的沉积相域和砂体的展布形式,如构造坡折带是油气藏形成的极有利地带. 通过对裂谷盆地沉积体系的影响因素,沉积过程响应特征以及沉积体系特征进行系统分析,本次研究对全球主要裂谷盆地进行了主、被动裂谷盆地的分类,总结并搞清了裂谷盆地沉积体系的主控因素和古地貌的沉积响应特征,系统总结并搞清了被动裂谷盆地与主动裂谷盆地沉积环境与沉积体系的差异。研究充分应用了国内外典型裂谷盆地沉积资源,建立了被动裂谷盆地不同裂谷期沉积体系新模式,对沉积体系的发展具有重大意义,对以后的大型油气田的勘探开发提供了指导,丰富和发展了裂谷盆地的石油地质理论。


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