太行山构造演化对临清坳陷上古生界油气的影响.pdf

2 0 1 5年 1 O月 第 3 4卷第 5期 大庆石油地质与开发 Pe t r o l e u m Ge o l o g y a nd Oi l fi e l d De v e l o p me n t i n Da q i n g 0c t ．． 2 01 5 Vo 1 ． 3 4 No ． 5 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． I S S N． 1 0 0 0 3 7 5 4 ． 2 01 5 ． 0 5 ． 0 0 3 太行 山构 造演化对 临清坳 陷 上 古生界油气 的影响 刘晨光 周瑶琪 梁 钊 周腾 飞 胡小成 张灿 中国石 油大学地球科学与技术学院 ，山东 青岛2 6 6 5 5 5 摘要太行山和临清坳陷的地球动力学背景及构造演化史分析发现 ，太行 山自侏罗纪开始的多次间歇性隆升与 临清地区阶段性沉降之间存在隆一坳伴生的耦合关系。研究认为临清地区的三次大规模差异性生烃均发生在 太行山的隆升阶段，太行山的隆升作用使临清西部的上古生界烃源岩埋藏变深，烃源岩成熟度变高；临清东部 地区中隆一新坳型和中坳一新坳型的生烃高峰期较晚，油气具有良好的成藏和保存条件，而中隆一新隆型只在 早中三叠世发生过生烃作用，后期受燕山及喜山运动的强烈改造 ，油气的保存条件最为不利。 关键词 太行山；临清坳陷；构造演化；隆坳耦合；上古生界；二次生烃 中图分类号T E1 2 2 ． 1 文献标识码 A 文章编号1 0 0 0 3 7 5 4 2 0 1 5 0 5 0 0 1 2 0 6 I NFLUENCES oF THE TECToNI C EVoLUTI oN I N TAI HANG M oUNTAI NS oN UP P E R P AL E oZ oI C HYDR oCA RB oN I N L I NQI NG D EP RE S S I oN L I U Ch e n g u a n g，ZHOU Ya o q i ，LI ANG Zh a o，ZHOU Te n g f e i ，HU Xi a o c h e n g，ZHANG Ca n S c h o o l o f G e o s c i e n c e s ， C h i n a U n i v e r s i t y o f P e t r o l e u m，Q i n g d a o 2 6 6 5 5 5 ， C h i n a Abs t r ac t Th e a n a l y s e s o f t h e g e o d y n a mi c s e t t i ng a nd t e c t o n i c e v o l u t i o n h i s t o r y o f T a i h a ng mo u n t a i n a n d L i n q i n g De p r e s s i o n s h o w t h a t t h e r e i s u p l i f t ／s u b s i d e n c e c o u p l i n g r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e mu l t i - p e rio d i n t e r mi t t e n t u p l i fts b e g u n w i t h T a i h a n g J u r a s s i c p e r i o d a n d L i n q i n g s u b s i d e n c e ． T h e r e s e a r c h e s s h o w t h a t L i n q i n g t h r e e l a r g e s c a l e d i f - f e r e n t h y dr o c a r b o n g e n e r a t i o n s h a p p e n e d a t t h e u p l i ft s t a g e s o f T a i h a n g Mo u n t a i n，a n d mo r e o v e r t he u p l i fts ma d e Up p e r Pa l e o z o i c h y d r o c a r b o n s o ur c e r o c k s i n W e s t L i n q i n g d e e p，a n d f u r t he rm o r e p r o mo t e s t h e h y d r o c a r b o n s o u r c e r o c ks ma t u r e；t h e mi dd l e u p l i ft n e w d e pr e s s i o n a n d mi d d l e d e p r e s s i o n n e w d e p r e s s i o n t y p e s o f t h e h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n p e a k s h a pp e n e d r a t he r l a t e i n Ea s t L i n q i n g，t h us t h e h y d r o c a r b o n r e s e r v o i r a c c u mu l a t i o n a n d p r e s e rvi n g c o n di t i o n s a r e pr e t t y b e t t e r，o n t h e c o n t r a ry ，t h e g e n e r a t i o ns o f t h e mi d d l e u pl i ft n e w u p l i ft t y p e o n l y o c c u r r e d i n Ea r l y a nd Mi d d l e T ria s s i c Ep o c h e s ，wh i c h a r e mo s t l y u n f a v o r a b l e f o r t h e h y d r o c a r b o n p r e s e r v a t i o n r e s u he d f r o m t h e s e r i o us r e c o n s t r u c t i o n o f Ya n s h a n a n d Xi s h a n mo v e me n t s ． Ke y wo r d s Ta i h a n g Mo u n t a i n；Li n q i ng De pr e s s i o n；t e c t o ni c e v o l u t i o n；u p l i f t／ S u bs i d e n c e c o u p l i n g；Up p e r Pa l e o z o i c；s e c o n da r y h y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n 收稿 日期 2 0 1 4 0 8 0 3 改 回日期 2 0 1 5 ． 0 5 ． 2 0 基金项目国家油气重大专项 “ 华北上古生界油气资源战略选区” 2 0 0 9 G Y X Q 1 7 。 作者简介刘晨光，男 ，1 9 8 9年生，在读硕士，从事油气地质与勘探研究。 E ma i l l c g s d1 98 9 1 6 3． c o n 第 3 4卷第 5 期 刘晨光等太行山构造演化对临清坳陷上古生界油气的影响 1 5 3太行 山构 造 演化 对 临清 坳 陷上 古 生 界油气 的影响 3 ． 1太行山构造演化与油气生成 的关系 早一 中三叠世临清地区上古生界烃源岩埋藏深 度超过 2 5 0 0 I n ，全 区范围内开始初次生烃 。此时 太行山隆 起 区 与临 清坳 陷 为一 相 连 的沉 积 盆 地 图 2 a ，且整个 临清地区具有相似的埋藏深 度和地温场特征 ，因此上古生界烃源岩演化程度 比 较均衡 ，R 为 0 ． 5 ％ 0 ． 7 ％。三叠纪末受印支运动 的影响 ，临清地区整体抬升遭受剥蚀 ，初次生烃作 用停止。由于此次生烃量有 限，油气难以成藏 。从 临清地区中下侏 罗统与下伏构造层之 间呈假整合 或者轻微角度不整合接触来说 ，印支运动在 临 清地 区 表 现 为 面 式 抬 升 或 轻 微 褶 皱_ 2 图 2 b 。因此 ，临清地 区上古生界烃源岩埋藏及热 演化的差异性主要在三叠纪之后 。从侏罗纪开始 ， 太行山的间歇性隆升与坳 陷内上古生界烃源岩 3次 较大规模 的差异性 生烃之间存在着 良好 的对应关 系。侏罗一早 白垩世临清地 区发生大规模沉降 ，除 西北部的南和 、南宫、巨鹿 、大营凹陷和东南部的 东濮 、元村凹陷等处于隆起状态没有发生二次生烃 外 ，其余 凹陷上古生界烃源岩均达到 了二次生烃 门 限。从二次生烃的时间上来看 ，临近太行山的西部 凹陷上古生界烃 源岩二次 生烃 时间早 ，生烃强度 大，有机质成熟度高 表 1 。 表 1 临清地 区不同凹陷上古生界烃源岩二次生烃对 比 T a b l e 1 Co n t r a s t s o f t h e S e c o n d a r y h y d r o c a r b o n g e n e r a ti o n f o r Up p e r P a l e o z o i c s o u r c e r o c k s i n di ffe r e nt s a g s of Li nqi ng ar e a 莘县 凹陷1 6 0 ～ 9 8 4 8 3 3 0 0 3 5 0 0 - 6 0 0 0 n 8 - 2 ． 0 德州 凹陷1 3 5 9 8 3 8 3 3 0 0 3 0 0 0 6 0 13 0 n 7 ～ 20 冠县 凹陷1 6 0 9 8 4 6 3 3 0 0 3 0 0 0 8 0 13 0 0 ． 8 ～ 2 6 元村 凹陷4 6 3 0 3 5 0 0 2 0 0 0 - 4 0 0 0 0 ． 6 ～1 ． 0 丘县 凹陷1 8 0 ～ 9 8 1 6 4 0 0 0 4 O 0 0 N 1 1 0 0 0 2 ． 0 4 ． 4 邯郸 凹陷1 7 0 9 8 1 6 3 9 0 0 2 0 0 0 8 0 0 0 n7 ～ 26 汤 阴凹陷1 6 5 ～ 9 8 3 7 0 0 2 0 0 0 7 0 0 0 0 ． 7 2 ． 6 巨鹿 凹陷 2 1 ～ 0 3 3 0 0 2 0 0 0 - 4 0 0 0 Q6 N1 ． 0 例如西部的汤阴、邯郸和丘县 凹陷上古生界烃 源岩源岩分别于距今 1 6 5 、1 7 0 、1 8 0 Ma达到二次 生烃门限 ，烃源岩成熟度 最高可达 2 ． 4 ％。而东 部的冠县、德州和莘县 凹陷上古生界烃源岩二次生 烃时间分别为距今 1 6 0 、1 3 5 、1 6 0 Ma ，其 中冠县 凹陷烃源岩演化程度最高 ，R 为 1 ． 2 ％左右。晚白 垩世 由于临清地区整体抬升遭受剥蚀 ，二次生烃停 止 。 古近纪临清地 区上古生界烃源岩再度深埋 ，随 着埋藏深度和古地温的增加 ，坳陷内开始了又一次 的生烃过程。从生烃范围来看 ，此次生烃作用主要 集中在临清东部地 区。莘县 凹陷、德州凹陷、冠县 凹陷和东濮凹陷上古生界烃源岩在古近纪均达到生 烃高峰 ，其中东濮 凹陷在该 阶段生烃量可达1 ． 6 5 x 1 0 I Y I ，占该 区总生烃量的 8 7 ． 8 ％[ 2 1 J 。 新近纪一第 四纪临清地区上古生界烃源岩生烃 强度不大 ，但生烃范围较广。从临清地 区现今上古 生界烃源岩埋藏深度和成熟度来看 ，临近太行山的 西部地区总体上要高于东部 。这很可能是由于太行 山 自燕 山运动以来 的多次 间歇性隆升 中生代隆升 幅度一般为 5 ． 3 ～8 ． 8 k m， 总隆升幅度可达 1 0 k m 以 上 ， 使受太行 山隆升影响更大的临清西部沉 降幅度大于东部 ， 从而使得西部上古生界煤系烃源 岩埋藏更深。由于埋深是临清地区上古生界烃源岩 成熟度 的主要控制 因素 2 ， 因此 临近太行 山的临 清西部地区现今烃源岩成熟度总体上更高。 3 ． 2太行山构造演化与油气成藏及保存关系 受太行 山隆升和坳陷内部差异性构造演化的影 响，临清不 同地 区上古生界烃源岩二次生烃时间及 生烃高峰期具有差异性 ，从而使得后期油气的成藏 和保存条件也有所不 同。根据该区埋藏史、生烃史 研究成果 ，可划 分为 中隆一新 隆型、中 隆一新坳 型、中坳一新 坳 型及 中坳一新 隆 型 等 4种 类 型 图 3 。 1 中隆一新隆型。 内黄隆起、鸡泽凸起 、广宗凸起等侏罗纪一古 近纪处于隆升状态 ，直到新近纪重新接受沉积的地 区，上古生界烃源岩生烃作用只发生在早一 中三叠 纪 ，此后几乎没有发生二次生烃。由于此类地区长 期处于隆升剥蚀状态 ，整体封盖时间较晚 ，且又经 历燕山期和喜山期强烈的伸展作用 ，早期形成的油 气容易沿断裂运移到地表而发生溢 逸 散。 2 中隆一新坳型。 侏罗一 白垩纪末处于隆起状态 ，而新生代下陷 接受沉积的东濮 、南和及南宫等地区由于其上古生 界烃源岩二次生烃主要发生在古近纪 ，且生烃强度 第 3 4卷第 5期 刘晨光等太行山构造演化对临清坳陷上古生界油气的影响 1 7 生代隆起的地区，早 白垩世达到生烃高峰。现今埋 藏深度没有超过 中生代的最大埋深 ，区域内也未能 再次生烃。受燕 山晚期强烈的挤压作用 以及新生代 喜 山运动的影响，早 白垩纪形成的油气藏几乎全部 被破坏 。 。 4结 论 1 太行 山经 历 了侏 罗一早 白垩、古 近 纪、 新近纪一第 四纪等 3个 阶段 的隆升作用 ，与 之相 对应临清坳陷在这 3个 阶段下降接受沉积 。 2 临近太行 山的临清西部地 区由于沉积 了 较厚 的中新生代地层 ，使得其现今上古生界烃源岩 成熟度总体上要高于东部。 3 临清 坳 陷中隆一新 坳型 和中坳一新坳 型 的东部地 区，二次生烃的高峰期相对较晚，有利于 油气 的成藏和保存 ，中坳一新坳型的西部地区，生 烃高峰主要集 中在侏罗一 白垩纪，油气成藏及保存 条件不好 ，而中隆一新隆型只在早中三叠世发生过 生烃作用 ，油气的保存最为不利 。 参考文献 [ 1 ]宋 国奇 ，柳 忠泉 ．1临清 坳 陷东部 构 造样 式 及成 藏 条件 分 析 [ J ]． 石 油实验地质 ，1 9 9 7 ，1 9 4 3 2 3 3 2 7 ． [ 2 ]王明健 ，张训华 ，张运波 ，等 ．临清坳陷东部 断裂系统与上古 生界煤成 气成 藏 [ J ]．中 国矿 业大 学学报 ，2 0 1 3 ，4 2 3 3 9 4 4 0 4 ． [ 3 ]王明健， 张训华 ， 张运波 ．1临清坳陷东部早一中侏罗世地层剥 蚀量恢复与原型盆地[ J ] ．特种油气藏 ， 2 0 1 3 ，1 9 6 1 7 2 1 ． [ 4 ]A l l e n M B，Ma c d o n a l d D I M， X u n Z ，e t a1．E a r l y C e n o z o i c t w o p h a s e e x t e n s i o n a n d l a t e Ce n o z o i c t h e r mal s u b s i d e n c e a n d in v e r s i o n o f t h e B o h a i B a s i n ，n o r t h e r n C h i n a[ J ]．Ma ft n e a n d P e t r o l c a m G e o l o g y ，1 9 9 7 ，1 4 7 9 5 1 9 7 2 ． [ 5 ] 吕大炜 ，赵洪 刚，李增学 ，等 ．渤海湾盆地 临清坳 陷晚古生代 古地理特征 [ J ]．古地理学报 ， 2 0 1 2 ，1 4 4 4 3 7 4 5 0 ． [ 6 ]刘剑平 ，汪新伟 ，汪新 文 ．临清坳 陷变换构造 研究 [ J ] ．地 质科技情报 ， 2 0 0 5 ， 2 3 4 5 1 5 4 ． [ 7 ]Wa n g Y， L i H ．I n i t i al f o rma t i o n and Me s o z o i c t e c t o n i c e x h u m a t i o n o f a n i n t r a c o n t i n e n t al t e c t o n i c b e l t o f t h e n o rt he m p a r t o f the T a i h a n g Mo u n t a i n b e l t ，e a s t e rn A s i a [ J ]．G e o l o g y ，2 0 0 8 ，1 1 6 2 1 5 5 1 7 2 ． [ 8 ]罗照华， 邓晋福 ． 太行山带造山带岩浆活动特征及其造山过程 反演 [ J 】．地球科学 ，1 9 9 7 ， 2 2 3 2 7 9 2 8 4 ． [ 9 ]徐杰 ，高战武 ，孙建 宝 ．等 ．区域伸 展体 制下盆一 山构 造耦 合关系的探讨以渤海湾盆地和太行山为例 [ J 】． 地质学 报 ． 2 0 0 1 ， 9 52 ，1 6 5 1 9 4 ． [ 1 O ]牛树银 ，白文吉 ．造 山带与相邻盆地间物质的横向迁 移[ J ]． 地学前缘 ，1 9 9 5 ， 2 1 8 5 9 2 ． [ 1 1 ] Ma r u y a ma S ，I s o z a k i Y，K i mu r a G，e t a1．P a l e o g e o g r a p h i e ma p s o f t h e J a p an e s e I s l an d s Pl a t e t e c t o n i c s y n t h e s i s f r o m 7 5 0 Ma t o t h e p r e s e n t[ J ]．I s l a n d A r e ，1 9 9 7 ， 6 1 1 2 1 1 4 2 ． [ 1 2 ]吴智平 ，侯旭波 ， 李伟 ． 华北东部地 区中生代盆地格局及演化 过程探讨[ J ] ． 大地构造与成矿学， 2 0 0 7 ， 3 1 4 3 8 5 - 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