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柴西地区主要成藏期沉积、古构造配位特征与远景区带预测研究

刘海涛  
【摘要】:柴达木盆地的油气勘探自 1954 年以来已经有 50 年的历史,已形成“北部侏罗系找油、 西部第三系找油和东部第四系找气”的勘探格局,而柴西地区探明的石油地质储量占整个盆 地的 90%以上。尽管近年来在西部地区油砂山、七个泉、狮子沟、花土沟等油田做了大量的 石油地质综合研究,但是盆地西部地区毗邻阿尔金山、昆仑山和祁连山,构造活动强烈,储 集体分布复杂多样,对成藏规律的认识尚不十分清楚,因此利用盆地分析、含油气系统等学 科理论在该地区开展较详细的主要成藏期沉积、古构造的配位与远景区带的预测研究,对降 低油气勘探风险,提高该区的勘探效率和获得巨大的经济效益,具有重要意义,从而更加科 学地为选择有利的油气勘探目标提供依据。 本次研究目的层新生代地层自下而上为古新统路乐河组、早始新统下干柴沟组下段、中 始新统下干柴沟组上段、晚始新统-渐新统上干柴沟组、早中新统下油砂山组、晚中新统上 油砂山组、上新统狮子沟组和更新统七个泉组,本文分析了古水流及沉积古地貌进而确定柴 西地区不同时期沉积相展布,其主要的沉积体系有(浅水)扇三角洲、冲积扇、洪积扇、滨 浅湖、半深湖、冲积平原及滨岸沉积。 面对今柴达木盆地复杂的构造形变,仅从构造解译的角度来反演盆地的演化历史是不够 的,需从沉积盆地不同阶段的古构造和沉积体充填的几何形态及岩相带的分布,去客观认识 柴达木盆地的演化过程和认识盆地演化的动力学过程,这是一条可行的途径。柴西地区中、 新生代以来沉积响应特征表明该地区经历了燕山期-喜山期的多次具有不同动力学性质的 地壳变动:中生代的走滑伸展裂陷、新生代古新世-中始新世的伸展裂-坳、晚始新世-更 新世的伸展走滑坳陷和更新世末-今的挤压挠曲走滑等四个盆地构造动力学阶段。因此按构 造动力学分类,柴达木盆地自中生代以来,经历了上述四种类型盆地的演化,形成了现今复杂 变形盆地的构造格局。 通过分析柴西地区早中始新世上干柴沟组沉积前、晚始新世-渐新世下油砂山组沉积 前、中新世上油砂山组沉积前和更新世后 Q3+4 沉积前等四个阶段的区域古构造特征可知,该 地区在以狮子沟-红三旱三号为轴线的广大地区属于沉降区,这与自古近纪古新世以来,继 承性的沉降中心发育区相吻合,同时也表明柴西地区在更新世末以后盆地才发生北北东方向 大规模强烈的挤压挠曲褶皱、逆冲、断裂变形,而在更新世早期及以前,盆地演化的主要动 WP=7 力学机制是以伸展裂坳-坳陷为主。 从柴西地区主要成藏期次分析来看,其具有多期成藏的特点。首先,由于在不同部位构 造沉降史和沉积条件的差异,即使是同一套烃源岩,在不同构造单元其热降解程度与时期也 是不一致的,总体上东昆仑山前缘以及阿拉尔地区相对成熟较晚,而柴西地区的东部尤其是 红三旱地区相对成熟较早。其次,柴西新生界烃源岩最早成烃期应在晚始新世,红三旱三号 地区可能更早,主成烃期应在中新世-更新世期间。 根据确定的主要成藏期,进一步分析各个主要成藏期的沉积、古构造配位特征,通过分 析认为,柴西地区自古新世路乐河组沉积以来,沉积与古构造在时间和空间上的配位根据其 特征可以划分为三个阶段:上油砂山组沉积前,尽管在上干柴沟组沉积时期阿尔金断裂发生 自晚白垩世以来第二次走滑,但柴西地区基本呈现“稳定隆升与沉降,纵向上继承性沉积及 横向上大面积坳陷充填”的特征;N2 -Q1+2 沉积时期,下油砂山组沉积后,尽管盆地仍然呈 2 坳陷充填的特征,但面积已经开始萎缩,沉积中心开始缓慢地朝北东方向迁移,在东昆仑山 与阿尔金山前出现剥蚀现象,柴西地区呈现“不均衡隆升与沉降、山前部分地层遭受剥蚀, 相对小面积坳陷充填”的特征;Q3+4以来,结合柴西地区现今构造样式及 Q3+4地层分布可以知 道,Q3+4 地层在柴西大部分地区已经被剥蚀掉,柴西地区受到北北东方向强烈的挤压作用, 大量呈 NW 向展布的断裂和褶皱构造已经形成,湖岸线基本退出柴西地区,形成现今气候干 旱、地表复杂的新局面,油气藏也遭受严重破坏,有名的“油砂山”就是很好的例证,此时 期呈现“近南北向挤压,地层变形断裂及地层剥蚀严重”的特征。柴达木盆地位于青藏高原 的北端,而柴西地区沉积、古构造这种配位特征呈现的阶段性恰好与青藏高原的隆升活动在 时间上耦合。 含油气系统是当前油气地质领域的热点研究课题之一。对盆地划分的各个含油气系统是 盆地各个地质历史时期沉积、构造、地热等多个因素演化作用的结果,到目前为止,含油气 系统的研究尽管应用了系统的思路,动态、联系、整体的观点,但仅限于对现今盆地内已经 形成的油气系统进行划分及对各个要素的研究。而如何去再现盆地各个地质历史时期含油气 系统的演化研究还远为不够,对其进行进一步的深入研究和讨论也明显不足。以含油气系统 为指导,结合柴西地区主要成藏期的沉积、古构造的配位特征,利用“以结构或结构核划分 含油气系统”的思路,并提出“古含油气系统”的概念,将研究区含油气系统的演化分为上 干柴沟组沉积前、上油砂山组沉积前、Q3+4 沉积前及今含油气系统四个阶段依次进行含油气 系统划分,以达到研究含油气系统的动态演化研究的目


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