渤海海域郯庐断裂带对油气成藏的控制作用.pdf

第30卷第4期 磊曲 - -5 天然气化彦 011。G A SGEO LOG Y 2009年8月 文章编号0253 9985200904 04 50 ～ 05 渤海海域郯庐断裂带对油气成藏的控制作用 万桂梅 ’⋯ ，周东红 。 ，汤良杰 L 。 [1 ．中国石油大学 盆地与油藏研究中心 ，北京 102249；2．中国石 油大学油气资源与探测国家重点实验室， 北京 10224 9；3． 中海石油中国 有 限公司 天津分公司，天津300452] 摘要在渤海海域，靠近郯庐断裂带的渤南和辽东湾探区的油气较富集 ，而远离郯庐断裂带的渤西探区油气相对较贫，油 气藏主要围绕郯庐断裂带分布，这些都说明了郯庐断裂带附近具有很 大 的油气勘探潜力。 平衡剖面分析表明，郯庐断裂 带在渤海海域主要表现为古近纪伸展 、新近纪走滑 的构造特征，古近纪伸展活动控制了生烃凹陷的形成，并促进烃源岩的 快速 演化；新近纪的强烈走滑作用形成了大量 的构造圈闭，并促进了油气的运移及晚期成藏 。渤海海域 的油气资源勘探 前景乐观，只是现今的探明程度较低。 关键词构造演化；油气成藏；郯庐断裂带；渤海海域 中图分类号TE l21 ．2 文献标识码A ControloftheTan ．L ufaultzoneO Hhydrocarbonaccumulati on intheBohaiSeawaters WangGuim ei ’一 ，Zhou Donghong 。一 ，T angLiangjie 。 1．Research Centerf or BasinandRes er voir，C hinaUniver sityofPetroleum ，B ei j ing102249 ，C hi na； 2．StateKeyLaborat or y ofPetroleumResour ces a t w lProspecting，ChinaUniversityofPetroleum ，B ei j ing10224 9 ，Ch i na； 3．C N OOCT ianjinCompany，T ia njin300452，C hina A bstractIntheBohaiSeaw aters，neartheTan L ufaultzon e ，th eBonanandL iaodongBayexplor ation areas have g reatpotentialforhydr ocarbon s．WhileapartfromtheTan L ufaultzone ，th eBoxiexplorationareahasless oilandgas．Inad dition ，th eexistingdiscoveriesar ealldistributedsm xou ndingtheTan L ufaultzone．Fromthe above ． m entionedfacts，wecanconcludethat，neartheTan L ufaultzone ，there is a g reatpotentialforhydr ocar bonexplor ation．Balanced cross sectionsshowthat theTan L ufaultzoneoftheBohaiSeaar eashow stectoni c features ofexten sioninthePaleogeneandstrike sli p intheNeogen e．ThePaleogeneexten sionalactivitiescon trol ledthedevelopm entofhydrocarbonkitchens andpr om otedthefastm atur ati onofsou r c erocks．Later，theNeo - g enestri ke ． sli p activities shapedm anystr uctur altr apsandhel pedt hehydrocarbonmi g rationandlateaccum ula tion．TheBohaiSeaw atersshow g reatpotentialforhydr ocarbonexplor ation ，whi l etodate ，onlya sm allam ountof thetotalresou r ceshavebeen p r oved． Keyw ordstectonicevolution；hydrocarbonaccu m ulation；Tan L ufaultzon e；BohaiSeaw aters 中国东部的郯庐断裂带是 一 条油气极为富集 的巨型构造带，是中国最主要的石油产地。关于 郯庐断裂 带 与油气 的 关系不少学者已经研 究 过 引 ，郯庐断裂带沿线发育众多的含油气盆地。 这些盆地以松辽盆地 和渤海湾盆地含油气资源最 为丰富，其油气资源量大于 100X10 。 t，探明石 油 地质储量50 10 。 t以上 ，并建成目前国内几个大 的油气区，即大庆 、胜利、辽河、渤海、冀东、大港等 油气区。郯庐断裂带探明石油地质储量占全 国探 明石油总量的75％，产量占全 国石油 总产量的 收稿日期2009 05 05。 第 一 作者简介万桂梅1978 一 ，女，博士研究生，石油地质和含油气盆地分析。 基金项目中海石油中国 有限公司项目S C 0 6T J TQL 一 004。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期万桂梅，等 ．渤海海域郯庐断裂带对油气成藏的控制作用 45 1 70％以上 p 。 。近几年来还 不断有 新 的发现，特 别 是蓬莱 19 3大型油气田的发现 ，表明郯庐 断 裂 带油气极 为富集，有着广阔 的勘探前景，而且晚期 新构造运动形成了大量的油气藏 叭“J 。张功成 2000 p ’ 对渤海海域各凹陷资源 量进行了统计， 发现油气主要生成于郯庐西坳陷辽中 一 渤 中 一 黄 河口凹陷，其 次为西部坳陷的歧口凹陷，这也表 明富生烃凹陷的形成受深大断裂控制。 1 郯庐断裂带的基本特征 郯庐断裂带是中国东部 一 条重要的强构造变 形带，该 断裂带是地质矿产 部 航空物探大队于 1957年通过航磁调查首先发现的 引 ，沿 断裂带存 在北北东向线性升高的正磁 异常。该断裂带南起 湖北广济，经庐江、郯城，横穿山东 中部与渤海，向 北穿过东北地区进入俄罗斯远东地区，总长度达 3 500km以上 。该断裂带切穿整个地壳达 到壳 一 幔边 界 ⋯ ，并以壳 一 幔边 界 即莫霍面为大规模走 滑运动的底部拆离面，壳 一 幔之间是 失耦的，从而 断裂带没能穿过这 一 拆离界面而进入上地幔。该 断裂带形 成于中、晚三叠世 。 一引 ，为左行走滑断 层；侏罗纪期间郯庐 断裂南段表现为左旋转换断 层，白垩 纪开始郯庐 断裂带伴随走 滑平移而发生 正断层 活动，晚 白垩世 一 第三纪为 右旋平移 断 层 ㈣ 。 渤海海域 油气田主要围绕郯庐 断裂带分布， 典型的大型油气田如P Ll9 3油田 、JXI 一 1油田 、 JZ 25 一 l油田等都围绕着郯庐 断裂分布 。统计数 据表明，渤海海域探明石油地质储量的64％、探 明 天然气地质储量的78％都分布在郯 庐 断裂 带 沿 线，大型走滑断裂对 油气分布的控 制作用十分明 显。对渤海海域4个探区的探明油气地质储量进 行统计分析 的结果表明，石油 探 明储量 是渤南最 多、辽东湾次之、渤西最少，而天然气探明储量则 是辽东湾最多、渤南次之、渤西最少。这说明郯庐 断裂带附近油气非 常 富集，离郯庐断裂带稍远的 渤西地区，油气相对较不富集。 2 郯庐断裂带的演化 郯庐断裂带经历 了多 期 构造演化 过程 图 1，沙河街组三段 一 孔店组沉积时期，郯庐断裂 是正断层性质，大量正断层形成垒、堑相 间 的构造 格局。沙二段 一 东营组沉 积 时期，断裂继续 伸展 活动，但规模不大，盆地 整体沉降，凸起上也被地 层全部覆盖。 馆陶组 沉积时期，东部 郯庐 断裂开 始发生走滑活动，剖面上可 见莱州东支 1号断层 和莱 州 东支2号 断层形 成花状 构 造，莱州东 支2 号断层具有 明显的压扭特征，地层拱起 形 成压扭 背斜，造成馆 陶组顶薄翼厚；西部断层 继续小规模 伸展活动，渤中坳 陷此时为渤海湾地区的沉降中 心 ，沉积了巨厚 的馆陶组。明化镇期 ～ 第四纪，郯 庐断裂持续走滑活动，在走滑作用的影 响下浅层 形成大量 的小断层。 总体上 ，郯庐 断裂带 在古近 纪以伸展活动为 主，新近 纪以走滑活动为主。 3 郯庐断裂带的控油气作用 3．1 郯庐断裂控 制烃 源岩分布及演化 渤海海域 的三大富生烃凹陷辽中、渤 中和黄 河口凹陷均沿郯庐断裂带发育，说明郯庐 断裂带 对烃源岩 的分布具有重要的控制作用。 深部地质特征研究 表明，郯庐断裂带向下切 入地幔使得岩浆上涌，为烃源岩 的演 化提供了大 量 的热源，促进了烃源岩 的快速演化。从渤海湾 至辽东湾存在3条地幔隆起带图2，即歧口凹陷 地幔隆起带、辽东湾 一 渤中 一 济阳坳 陷地幔隆起带 和渤中凹陷南部的北 北东向地幔隆起带。这3条 地幔隆起带交汇 于渤 中坳 陷下面的地幔上隆高点 上，对渤中凹陷的烃 源岩演化起 到明显的促进作 用。盆地热史恢 复研究表 明 心”’”0 ，渤海 盆 地在古 近 纪沙河街组 和东 营组沉积时期25 ～ 50Ma曾 经历较高70 ～ 90mW／m 。 的热流 阶段，这促进了 沙河街组 和东营组烃 源岩的热演化。 3．2 郯庐断裂带控制图闭形成 走滑断裂带主断层两侧强烈挤压，纵 向上向 上撒开生长，上盘易形成断背斜圈闭，下盘易形成 断块圈闭，这些圈闭往 往 是 油气富集的最有 利场 所。此外，走 滑断层 的应 力 释放区往往 是 油气富 集的地区。 受郯庐断裂带影 响，渤中地区的构造 应力 场 曾发生过多期变化，并形成了多期反转构造。正 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 52 石油与天然 气地质 第30卷 0 一 Nn寸l n口卜o。口 uq／ 嚣螫 0 一 Nn寸In母卜o。 w i／搿螫 ┏━━ ━ ━━━ ━ ━━━ ━ ┓┃┃ ┣ ━━ ━ ━┳━ ━ ━━ ┳ ━┫┃ f ┃┃┃ ┃ ┃ 、 ┃ ┃ ┃┃ 、 ┃┃┃ ┃ L ┃┃ ┃ ┃ ≥ ┃ ┃┃┃ 弋 ┃┃┃ ┃ ┃┃ ┃ ┃ ， ┃ ┃┃┃ _ ┃┃┃ 一 ┃ 7 ┃ ┃ ┗━━ ━ ━┻ ━ ━━━ ┻ ━┛ m1／ 翁辫 Ⅷ1／ 翠胡 w,t／帮辫 啦h0帕一一≈r四0∽一对1 1 。∞∞I { 一昌一∞昌一 H 删 M 盘c一州Il -名 ． -0 t∞tc- 0 。 ≈ ∞011对勺∞ 一 ． M一岛 甚遐旧磊妪睁磊球餐建赠擦 _ 【囤 埋罨磊 鼍山 柱娶嚣骘 z 辗娶器 毫Hz 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第4期万桂梅，等 ．渤海海域郯庐断裂带对油气成藏的控制作用4 53 图2渤海及邻区的地壳特征 陋。 F i g ．2C r u s tcharacteristicsintheBohaiSeaand its adjacentareas 。 。’ ￡ 立 ＼ 蜒 嬗 因为有了反转作用，使得许多断 陷期形 成 的披 覆 背斜、滚动背斜的构造幅度得到了进 一 步 “ 强化 ” ， 增加了圈闭的评价价值。沿郯庐断裂带东支发育 有大量的反转 构造群，如 KL l7 1 ，P L 25，PL l 9， P L l 4 3 ，P Ll3，P L 2和 L D27等构造 。 郯庐断裂带晚期强烈活动也形成了 一 系列构 造 圈闭。古近 纪为张性生长断层；新近 纪时剪切 作用增强，郯庐断裂带表现为右旋张扭性 断层，伴 随着张扭性断裂活动形 成 一 系列张扭性断裂背斜 圈闭图3。在 断层转折处，压扭应 力作用形 成 压扭性断裂背 斜圈闭，如蓬莱25 6构造 即为郯 庐断裂带的压扭作用 形成的断背斜构 造图 4 。 张扭性断裂 活动诱发古近系 塑性地层上拱 ，形成 底辟 背斜圈闭图5。 3．3 郯庐断裂带控 制油气运移 郯庐断裂带的主干断裂相对 直立，断面较陡， 并向上分散，形成花状构造。主干断层可作为 油 气运移通道，将油气输送到浅层构造内，在负花状 构造 的上升盘中形成 高产油气藏。油气可以简单 图3张扭作用形成的断背斜构造 Fi g ．3Faultedanticlinesshaped bytransten sionalactiviti es a．P L l 9 3构造；b．PL l 4 3构造；c．B Z 25 1S构造；d．PL 19 9构造 O ● 23 45 ∽＼ 星富蔷遐醛臣 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 4 54石油与天然 气地质第30卷 巨 _ ＼ 辎 娆 O 2 1 0 ∞ ＼ 厘 譬 亲 堪2．0 裂 矮 3 O 图4 P L 25 6构造剖面 F i g ．4SectionofstructureP L25 6 图5走滑泥底辟构造地震剖面解释 Fi g ．5Strike sli p m uddiapiricstructur eonaseismicsection 地沿主断裂面直接垂向运移至浅层，也可以在深 部沿主断裂面运移，在浅部 沿向上分散的断层呈 分支状运移，形成油气运移疏 导 网，在断裂带周边 的浅层 圈闭中聚集成藏，如PL l 9 3 ，QH D32 6 ， CFD l 1 1 ，BZ 25 1和CFDl 2 1等油气田 。 郯庐断裂带晚期强烈 活动促进了油气的晚期 运移和再分配。继承早期张性断层面的晚期再 活 动大断层，沟通 了烃源层 和储层，是晚期成藏的重 要运移通道。晚期形成 的大量构造 圈闭与晚期 沿 断层运移 的油气相匹配，是晚期成藏的关键。 4 结论 1统计分析表明 ，富生烃凹陷 一 般分布在郯 庐断裂的中段 和北段，南段较少；而且在已发现的 油田中，郯庐 断裂带及其附近的油田油气资源 量 丰富，离郯庐 断裂带较远的油田油气资源量相对 较低。在渤海海域，靠近郯庐断裂带的渤南和辽 东湾探区的油气较富集，而 远离郯庐断裂带的渤 西探区油气相对较不富集。这些都说明了郯庐断 裂带附近具有很大的油气勘探潜力，渤海海域的油 气资源勘探前景乐观；只是现今的探明程度较低。 2郯庐断裂带在渤海海域主要表现为古近 纪 伸展、新近纪走滑 的构造特征。古近纪伸展活动控 制了生烃凹陷的形成，并且使得岩浆上涌，为烃源 岩的演化提供了大量 的热源，促进了烃源岩的快速 演化；新近纪的强烈走滑作用形成了大量的构造圈 闭，并且主干走滑断层作为油气运移的通道沟通深 部油源与浅层构造圈闭，使得油气得以晚期成藏。 参考文献 1 严俊君，马前贵 ．渤海海域的郯庐扭 断裂及含油气盆地的发育 [J] ．地球科学 ，1992，1713 1 38 2 刘前志，冯杏芝，张洁，等 ．郯庐 断裂带地球物理场特征 、地质 演化及对油气的控制[J] ．石油地球物理学报 ，1997，32s2 1 10 3 张功成 ．渤海海域构造格局与富生烃凹陷分布[J]，中国海上 油气地质，2000，142 93 ～ 98 4 邓运华 ．郯庐断裂带新构造运动对渤海 东部油气聚集的控制 作用[J] ．中国海上油气地质，2001，155301 305 5 张云银 ．郯庐断裂带构造特征及油气分布规律[J] ．油气地质 与采收率，2002，9622 ～ 25 6 张云银 ．郯庐断裂带含油气性研究[J]．石 油实验地质，2003， 25128 ～ 32 7 杨占宝 ．郯庐断裂带中新生代演化与含油气盆地形成分布综 述[J] ．地质力学学报，2006 ，12143 4 8 8 龚再升，蔡东升，张功成 ．郯庐 断裂对渤海海域 东部油气成 藏 的控制作用[J] ．石油学报 ，2007，28d1 ～ 10 9 邓津辉，周心怀，魏刚，等 ．郯庐走滑断裂带活动特征与油气成 藏的关系 以金县 地区为例 [J] ．石油与天然气地质 ，2008， 291102 ～ 106 10 龚再升 ．中国近海含油气盆地新构造运动和油气成藏[J] ．石 油与天然气地质，2 00 4 ，252133 ～ 138 1 1 王庭斌．中国气藏主 要形成、定型于新近 纪以来的构造运动 [J] ．石油与天然气地质，2004 ，252127 ～ 132 12 张用夏，李卢玲 ．郯庐断裂带的平 移及其 对邻区构造 的影响 [A] ．构造地质论丛 3[C]．北京地质出版社，198 4．1 8 13 朱光，宋传 中，牛漫兰，等 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