中-东亚能源矿产成矿域基本特征及其形成的动力学环境

世界已探明的砂岩型铀矿床的82%以上与已经探明的油气田或煤田同盆共存,表明油、气、煤、铀多种能源矿产同盆共存富集存在普遍,其中尤以中-东亚地区诸能源盆地典型.中-东亚巨型能源矿产成矿域(简称为中-东亚成矿域)东起我国松辽盆地,西止里海,地跨中国、蒙古国和中亚诸国,东西连绵逾6000km.该成矿域诸盆地多种能源矿产的赋存和分布具有以下特点:空间分布复杂有序、含矿层位和地区联系密切、成藏(矿)-定位时期相同或相近、赋存环境和成藏(矿)作用有机相关、并共具丰富的矿源物质背景,表明其间有着密切的内在联系和统一的地球动力学背景.中-东亚成矿域外生铀成矿过程可以距今100,50±2,20±(2～4),8～5Ma为界划分为5个时期.各主要含铀盆地的主成矿期及其差异,与所在盆地油气的成藏-定位时期和期次基本一致;并与区域大地构造演化有明显的响应关系,总体受区域地球动力学环境演变的控制.从工业利用和商业开采考虑,油、气、煤、铀共存、成藏和定位及其相互作用的密切联系,主要发生在盆地演化晚(末)期和之后.综合分析和对比中亚和我国诸能源盆地的成藏(矿)环境认为,相对稳定的区域构造背景和适度(较弱)的构造变动,是大中型砂岩型铀矿床、油气田(区)和煤田形成、共存和保存的必要条件;适于油、气、煤、铀同盆共存成藏、且资源甚丰的盆地类型,主要为内克拉通盆地和中间地块盆地及其相关的改造盆地.     

中国含气(油)盆地的构造格架和成因类型

根据联合古陆的裂离和拼合,中国地质构造演化可分为3大阶段,即前震旦纪陆核形成和古中国地台形成阶段、古地台解体和中国古大陆形成阶段及印支期后中新生代中国大陆继续发育阶段。因此,将中国沉积盆地划为古生代(包括中、新元古代和印支运动期前早、中三叠世)盆地和印支运动后中、新生代盆地。后一阶段与印支期后特提斯构造体系和太平洋体系有关。古生代含气(油)盆地主要分布于不同类型的中新生代盆地叠置在其之上的克拉通内盆地,其次分布于破坏程度低的克拉通边缘盆地、坳拉槽或裂陷槽中。而印支期后中新生代含气(油)盆地主要分布于大陆内裂谷-被动大陆边缘,其次是前陆盆地、大陆内裂谷-坳陷和大陆内缩短挠曲盆地。     

大兴安岭西盆地群域构造与地球物理场综述

中国东北地区大兴安岭西侧盆地群包括漠河盆地、根河盆地、拉布达林盆地、海拉尔盆地和二连盆地等,蕴藏着丰富的中、新生代油气资源.为研究该盆地群域古生代、中新生代构造演化,综合建立盆地群域地球动力学模型,补充东北亚构造演化理论,本文综述该盆地群域受控的区域构造与深部构造背景、盆地群构造特征与性质、主要控盆断裂特征、盆地群油气条件比较以及盆地群域已完成并取得重要结果的地球物理工作.归纳已有主要认识和研究结果:(1)对大兴安岭西侧的盆地群起构造控制作用的构造带包括蒙古—鄂霍茨克洋缝合带、西拉木伦河缝合带、黑河—贺根山缝合带、塔原—喜桂图缝合带、西太平洋板块俯冲带,以及额尔古纳—呼伦断裂和得尔布干断裂.(2)二连盆地、海拉尔盆地和漠河盆地的盆地构造轴向与蒙古—鄂霍茨克洋缝合带走向相关;而且三个盆地内的一级构造单元走向(隆起、坳陷和推覆带)也具有这类特点.(3)几个地学断面的综合地球物理研究表明,大兴安岭西侧盆地群岩石圈地幔厚度自北向南变厚,南部盆地基底与华北地台基底表现类似;盆地群基底电性结构因受到软流圈热物质作用可能在继续演化.(4)在盆地沉积地层方面,漠河盆地的下部是侏罗系陆相煤系地层,上部是白垩系火山岩地层;海拉尔盆地由下侏罗统的铜钵庙组、南屯组,上侏罗统的大磨拐河组和下白垩统的伊敏组共同组成扎赉诺尔群,厚约3000m;二连盆地中生代地层中,中下侏罗统主要为含煤建造,上侏罗统为火山岩建造,下白垩统主要为含油建造和含煤建造,上白垩统为砂砾岩建造.(5)盆地群整体勘探程度较低.基于上述研究结果,需要进一步研究的科学问题包括:由本研究区的地球物理、构造地质、石油地质等多学科的综合研究,解决研究区受控的区域构造应力场所包括的因素及其作用,以及在岩石圈尺度上三维空间的地球物理场表征;深部构造对盆地群域构造的作用;从晚古生代到中新生代研究区构造演化特点及其依据;从北至南约1650km长的盆地群域构造差异与依据;盆地群(域)油气条件与毗邻的松辽盆地在构造成因上的差异.     

中国典型叠合盆地与油气成藏研究新进展——以塔里木盆地为例

我国的含油气沉积盆地以经历过多次构造与沉积叠加为特征, 可用“叠合盆地”去统称那些由两种或两种以上类型的原型盆地叠加或复合在一起的盆地. 这些盆地的特性可概括为“多期成盆、多期改造、多套烃源岩、多次生排烃、多期运聚散”. 针对叠合盆地的特性, 应用波动分析方法进行“成盆-成烃-成藏”过程分析, 建立油气成藏体系理论将有助于提高此类盆地的油气勘探效率. 以塔里木盆地为例, 重点介绍当前在成盆、成烃及成藏研究过程中的重大进展. 成盆研究进展有: (ⅰ) 地球物理综合剖面揭示了塔里木板块向天山造山带的“层间插入消减”以及具有东西分段特征; (ⅱ) 沉积-地球化学综合剖面研究成果揭示了库车坳陷中新生代的演化阶段及盆地性质; (ⅲ) 野外调查及应力恢复结果显示, 第四纪以来库车坳陷处于天山挤压隆升后的浅层重力伸展阶段. 成烃研究进展有: (ⅰ) 建立了海相碳酸盐岩优质烃源岩发育的环境指标; (ⅱ) 确立了有效碳酸盐岩烃源岩的有机质丰度下限. 成藏研究进展有: (ⅰ) 建立起适应不同条件下流体包裹体古压力与古温度确定方法; (ⅱ) 通过油源对比分析, 指出轮南、塔河地区的原油可能源于中上奥陶统源岩; (ⅲ) 对轮南地区不同时代储层石油包裹体进行分期并探讨其形成时间.     

中国沉积盆地大中型气田分布与天然气成因

中国沉积盆地丰富的天然气资源是由我国独特的地质环境决定了的.古生界海相高演化程度的烃源岩、广泛分布的煤系地层以及第四系低温盐湖相地层等,都决定了中国境内天然气的资源前景相当广阔.迄今已在东部、中部、西部及海域的大多数含油气盆地,从前寒武系、古生界、中生界至新生界几乎所有的地质时期,都发现了大规模的天然气聚集.这些大中型天然气藏主要以烃类气体为主,干燥系数大,非烃含量少,碳同位素值分布范围宽,成因多种多样,几乎包括了所有成因类型的天然气,如煤成气、油型气、生物气和无机气等.其中煤成气在天然气资源中占主导地位,特别是已探明的几个千亿方的大型气田,如克拉2、苏里格、大牛地等,均属于煤成气或以煤成气为主;油型气在我国海相盆地占有重要地位,如四川盆地海相天然气田,主要是由原油裂解形成的;在柴达木盆地和松辽盆地西斜坡,分别发现了原生型的生物气大气田和稠油降解成因的次生生物气;无机成因气主要分布在中国东部,尤其是近年来在松辽盆地发现的较大规模的CO2和烃类气体的聚集,意味着无机成因气在中国东部将有很大的勘探潜力.     

塔里木盆地天然气氢同位素地球化学与对热成熟度和沉积环境的指示意义

通过对塔里木盆地主要含气区74个天然气样品碳、氢同位素分析, 天然气可分为6类, 即: ①与陆相煤系有关的煤成气; ②与三叠-侏罗系湖相泥岩有关的煤成气; ③与海相沉积的寒武系-下奥陶统烃源岩有关的油型气; ④与海相-海陆过渡相烃源岩有关的油型气; ⑤石炭系海陆过渡相烃源岩与中生界腐殖型有机质形成的混合气; ⑥塔西南坳陷有机热解气与少量深部气形成的混合气. 不同类型天然气中甲烷氢同位素组成受源岩沉积环境(有机质类型)和热成熟度双重因素控制, 其中沉积环境(有机质类型)为主要控制因素, 其次为热成熟度; 在源岩热演化程度相近时, 甲烷氢同位素组成主要与其源岩沉积环境(有机质类型)有关. 随着气源岩热演化程度的增高和/或烷烃气碳数的增加, 烷烃气氢同位组成呈逐渐变重的趋势; 重烃气氢同位素组成(d D2, d D3)主要受源岩热成熟度控制, 其次为源岩沉积环境. 烷烃气氢同位素系列局部倒转与细菌氧化、不同类型天然气混合和/或同一类型不同热成熟天然气混合有关. 在油型气中, d D1>d D2可能与硫酸盐还原反应有关.     

大别山南麓中生代盆地充填记录对造山作用属性的反映

大别山南麓暨江汉盆地北部中生代充填序列显示5个演化阶段: ①早三叠世-晚三叠世早期: 为陆缘海相碳酸盐岩(T₁)-海陆交互相细碎屑岩沉积(T₂-T₃¹); ②晚三叠世中晚期: 抬升剥蚀, 反映挤压构造背景; ③晚三叠世晚期到早-中侏罗世: 为准平原化陆相含铁质结核细碎屑岩沉积(T₃³)、辫状河流相碎屑岩及含煤沉积(J_1-2); ④晚侏罗世至早白垩世: 酸性火山岩与火山碎屑岩的旋回充填, 区域构造背景转换为陆内伸展; ⑤晚白垩世: 粗碎屑类磨拉石堆积. 砂岩碎屑和砾石组成特征并结合沉积相研究表明, 第1至第3演化阶段的陆源碎屑主要来自扬子大陆, 其物源具有“再旋回造山带”属性; 第5阶段碎屑岩矿组合反映物源具有“弧造山带”类型特征, 其源区为大别山. 研究区没有与大别山“晚三叠世同碰撞造山作用”直接相关的沉积记录, 而上白垩统类磨拉石建造显然是大别山碰撞后造山作用(陆内造山作用)和伸展体制下强烈剥露作用的反映. 此外讨论并指出了大别山南、北麓盆地沉积记录与造山带差异隆升模式存在的不协调关系及其核心问题.     

鄂尔多斯盆地典型地区放射性异常特征及其地质意义

长期以来,鄂尔多斯盆地油、气、煤、铀(浅部)作为单一矿产研究成果虽多,但对其共存特征和共生成藏机制研究较少,也缺乏对盆地深部铀富集特征研究.而对多种能源矿产同盆共存关系、共生规律深入研究,将会促进盆地重要矿产综合预测和协同开发.以大量的地球物理测井资料、地质资料为基础,从该区的高伽马异常入手,研究伽马异常展布特征.通过对所取33件岩心样进行放射性元素含量测试分析,结果表明在本区自然伽马异常增高是由于铀元素增加而引起,而铀元素的富集主要是由于盆地中铀的活化和聚集引起.在对放射性异常认识的基础上,通过鄂尔多斯盆地内油、气、煤、铀4种矿产同盆共存的现实以及成藏(矿)机理研究表明,盆地内放射性铀与油、气、煤的成藏(矿)具有一定的相互促进作用,为多种能源协同勘探提供了重要的理论依据.     

中国大气区和大气田的地质特征

在国内外油气区和大气田研究广泛调研的基础上,基于大气区和大气田的特征、属性和分布的分析,提出了确认大油气区的三项标志:空间标志、成藏标志和资源标志.对中国气聚集域及大气区进行了划分.分析了大气区和大气田分布的控制因素,横向分布控制因素主要是:高能沉积相与建设性成岩相、古隆起及其围斜带和深断裂等.纵向分布控制因素主要是:不整合面、蒸发岩系和深部低速高导层等.揭示了中国大气区和大气田的主要地质特征:四类盆地大气区(田)各具特色,陆上大气区(田)主要发育于前陆盆地和克拉通盆地;大气区主要存在三类气源,以煤系气源为主,生气强度大,成因类型呈现多元化;大气区(田)储集体岩石类型多样,总体以中低孔渗的孔隙型储层为主;中国大气区(田)构造圈闭和岩性地层圈闭并存,分别形成密集型高丰度和大面积中低丰度大气区(田);多数大气区(田)生烃高峰和成藏期较晚,大多经历了"多期充注、晚期定型"的过程;大气区(田)盖层和保存条件有利,大型、特大型气田多发育蒸发岩盖层.通过对大气区和大气田地质特征的分析,以期对推进大气田的勘探和大气区的拓展有所启发.     

鄂尔多斯盆地上古生界煤的生烃动力学研究

通过有压力的生烃动力学模拟实验, 获得了鄂尔多斯盆地上古生界太原组和山西组煤成C₁-C₅烃类组分的生成动力学参数. 结合鄂尔多斯盆地上古生界的古地温演化特征, 对鄂尔多斯盆地东部和中部地区的上古生界太原组和山西组煤成气的生成演化历史进行了恢复, 认为在早白垩世末盆地抬升降温过程中不存在大规模的二次生烃. 对影响煤成气行为的一些因素进行了讨论, 强调烃源岩母质的性质是决定其生烃行为的最本质原因.     

基于岩石物理统计的亮点预测含气性的应用分析——以莺歌海盆地东方1-1北探区为例

传统亮点技术在莺歌海盆地气田的勘探过程中存在多解性,制约着盆地新区的勘探工作,因此必须针对亮点技术检测目标含气性的精度及规律开展研究.本文在详细讨论莺歌海盆地东方区含气砂岩、不含气砂岩、泥岩的波阻抗随深度变化规律的基础上,分析了气亮点的形成机理,认识到埋深、压力是影响亮点技术预测目标含气性精度的关键因素;同时指出盆地内莺歌海组具有地震振幅与含气信息有效对应的特征,是运用亮点直接检测目标含气性的最有效层段.最后将研究结果作为一项新的判别依据应用于勘探新区,并结合地震属性描述技术、储层反演和烃类检测等地球物理手段,有效地避免了地质情况复杂造成的假亮点,发现并落实了A气田,打开了新区勘探的良好局面.     

测井曲线识别构造煤实例研究

构造煤发育是发生煤与瓦斯突出的必要条件,常规构造煤识别方法存在效率低和准确率低等缺点.本文以芦岭煤矿Ⅱ六采区8煤层为研究目标,利用不同结构类型煤体的测井响应特征不同的特点,识别煤层中不同结构类型煤体.为了提高识别准确性,利用小波多尺度分析方法提取测井曲线中的低频分量和中频分量;再以低频分量和中频分量为输入,利用聚类分析法划分不同结构类型的煤体.通过识别,可以明显区分出目标层的原生煤、碎裂煤、碎粒煤和糜棱煤等四种结构类型煤体,同时也可以识别出煤层中的夹矸.以研究区中多钻孔识别的煤体类型为基础,绘制煤体结构三元相图,并将研究区划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ等四类煤体结构组合类型区块.其中,Ⅲ类组合区块中构造煤最为发育,是煤与瓦斯突出的重点防治区.     

二连盆地“三明治”电性结构特征及其对古生界的研究意义

由于长期以来东北地区晚古生代的构造属性一直被认为是海西期褶皱带或碰撞造山带,而一直被作为中、新生代盆地的变质结晶基底成为油气勘查的禁区,限制了古生界的油气勘探和开发."佳木斯—兴蒙地块"新认识及二连盆地赛51井取得的石炭纪碳酸盐岩油藏的发现,开辟了二连盆地古生界油气勘探的新领域.本文对二连盆地3条典型的CEMP电测量资料进行了二维电阻率反演,结合研究区地震反射资料、钻孔电测井资料、钻井岩芯资料、岩石露头资料,揭示了二连盆地具有"三明治"的电性结构特征,同时指出二连盆地古生界广泛分布,在古生界与中生界之间广泛分布一套以玄武岩、安山岩、凝灰岩等为主的火山岩.这种"三明治"电性结构特征不但给古生界的研究提供了线索和依据,而且火山岩(高阻层)与其下伏古生界地层(低阻层)之间可形成良好的储盖组合(或生储盖组合),其对于古生界油气勘探的研究具有重要的意义.同时,认为二连盆地中、新生界和古生界的构造沉积演化主要经历了4个重要阶段,即:泥盆纪的南北差异性升降阶段、石炭-二叠纪的地层稳定沉积阶段、三叠纪-晚侏罗世的古生代盆地被改造和中新生代盆地构造格架形成的重要演化阶段以及中新生代的地层沉积阶段.     

基于磷灰石裂变径迹约束的北黄海盆地热演化研究

热演化历史的研究对于盆地分析和油气勘探具有重要意义.北黄海盆地是中国近海海域油气勘探程度较低的盆地之一,迄今未见专门的热演化研究报道.笔者利用北黄海盆地中生代砂岩的磷灰石裂变径迹分析结果,结合地质条件约束,模拟获得了中生代以来盆地的热演化史.结果表明,北黄海盆地经历了两次增温和两次冷却的热演化过程,并在100-80 Ma时盆地的热历史出现明显变化,表明在晚白垩世北黄海盆地发生过一次较大的构造-热事件.磷灰石裂变径迹分析所表明的北黄海盆地的热历史与盆地原型演化阶段相对应,而这种热历史和盆地的演化过程与区域构造背景相关.磷灰石裂变径迹所揭示的热演化史对于深化认识北黄海盆地的地质演化过程和油气勘探潜力具有重要意义.     

微小盆地倾斜煤层采空区瞬变电磁法探测

为研究微小含煤盆地倾斜煤层采空区的瞬变电磁法探测效果,以云南省新近系向斜盆地采空区为研究对象,从数值模拟与现场实测两方面对瞬变电磁探测效果展开研究。首先,针对研究区微小盆地构造条件建立倾斜煤层地电模型,以正演模拟和电阻率计算论证理论可行性;其次,根据模拟结果设置工作参数进行现场数据采集,以倾斜含煤段作为电性标志层追踪电阻率异常并推断采空区分布范围;最后,采用井下超前钻探对推断的采空区进行验证。结果表明,瞬变电磁法适用于探测微小盆地的构造变化而引起的地电结构的改变,探测结果清晰显示盆地倾斜含煤地层的起伏变化,能准确反映采空区的分布。      

中国油气晚期成藏特征

印度板块与欧亚板块强烈的陆-陆碰撞及其持续挤压效应, 导致亚洲大陆在新生代发生了广泛的构造运动, 黄汲清称之为喜马拉雅运动. 喜马拉雅运动期是中国沉积盆地的主要发育与定型期,也是油气藏的主要形成期与“定位”期. 中国目前发现了366个大中型油气田, 其中的212个是在新近纪-第四纪成藏, 其比例达68.2%. 油气晚期成藏受喜马拉雅运动的期次、性质、方式与强度等的制约, 主要发生在渤海低凸起区、渤海湾陆上断-拗区、大庆长垣带、西部前陆冲断带、西部构造掀斜区、塔里木克拉通古隆起、川东断褶带与柴东生物气区等8个地区, 它们的油气成藏各具特色. 这些地区是今后中国油气勘探的主要领域. 其勘探潜力巨大, 前景广阔.     

鄂尔多斯盆地米脂气田天然气逸散: 流体包裹体证据

鄂尔多斯盆地米脂气田南侧断裂带充填的方解石脉富含天然气包裹体.应用流体包裹体测试、稳定同位素分析和热释光年龄测定等手段,研究了方解石脉和天然气包裹体成因特征及其形成时间.分析表明,天然气包裹体形成温度在130～140℃之间,盐度为5.5(质量百分比)NaCl～6.0(质量百分比)NaCl,表明天然气包裹体属于盆地内热成因烃类流体.热爆法分析方解石脉包裹体烃类气体含量最高达2.4219m3/t,C1/ΣCi比值最高为91%.激光拉曼光谱分析的单个包裹体中烃类气体最高含量为91.6%.方解石脉δ13CPDB为-5.75‰～-15.23‰,δ18OSMOW为21.33‰～21.67‰,表明断裂带中含天然气包裹体方解石脉属于淡水成因方解石.天然气包裹体δ13C1PDB为-21.36‰～-29.06‰,δDSMOW为-70.89‰～-111.03‰,其与米脂气田同属于煤成天然气.含天然气包裹体的方解石脉热释光年龄为32.4±34.2万年.综合研究认为,晚期断裂构造活动对天然气成藏具有重要影响,米脂气田南侧断裂带方解石脉天然气包裹体是米脂气藏受喜马拉雅构造活动影响,天然气沿断裂发生逸散的证据.     

南海南部边缘沉积盆地构造-热演化历史

南海南部边缘发育众多含油气盆地,具有可观的油气资源潜力.本文采用基于多期有限拉张模型的应变速率方法对南海南部边缘沉积盆地进行了构造-热演化模拟,并与南海北部边缘沉积盆地的构造-热演化历史进行了对比分析.南海南部边缘晚新生代具有明显碰撞挤压、走滑改造的痕迹,而同时期北部边缘以小规模的张性断裂活动为主,由于构造活动背景的不同,造成了南、北边缘沉积盆地构造-热演化历史的差异.     

南海南北大陆边缘盆地构造演化差异性对油气成藏条件控制

南海大陆边缘盆地由于边界条件的差异,形成了离散型、走滑-伸展型和伸展-挠曲复合型3类陆缘盆地.这些盆地由于其构造演化差异性,导致了盆地沉积充填存在较大差异,相应地导致这些盆地油气成藏条件及油气资源量的巨大差异.南海北部离散型大陆边缘盆地主要发育湖相泥岩和海相泥岩烃源岩,尽管存在较好的湖相烃源岩,但由于各断陷分隔且面积较...     

第二深度空间(5000～10000 m)油、气成藏和潜力分析

近半个世纪以来,我国的油、气勘探和开发实践主要集中在中、新生代以来的陆相沉积盆地中,即第一深度空间(5000 m).对第二深度空间(5000~10000 m)陆相和海相,即双相沉积建造中的油、气能源未能给予切实关注,仅为在近年来才得以重视和践行.通过对国内外诸多油、气田中的油、气成藏、储存、运移与深层过程的分析和研究发现,我国广泛陆相沉积建造的深处尚分布着丰富的海相沉积建造;且我国古生代的沉积地层确属变质很浅或不变质的层系;以往的油、气形成温度、压力和孔隙度的门限已逐被国内、外油气勘探与开发的实践所突破;第二深度空间的油、气成藏具有很大潜力.以上理念的提出与实施不仅大为扩展了勘查油、气的深部空间,更为重要的是揭示了第二深度空间将必是21世纪上、中叶在深处发现大型、超大型油、气藏的必然轨迹.