黄海盆地地质构造特征及其形成机制

黄海中-新生代盆地是一个发育在前印支期基底之上的陆相断陷盆地。简要概述黄海盆地特征,分析盆地沉积建造特征、构造演化阶段的基础上,探讨了盆地的形成机制。认为华北东部地幔热柱的形成与演化,使黄海地区的构造体制从印支期末的华北地块与扬子地块的拼贴-增生,转变为地幔热柱演化-幔枝构造形成-区域伸展断陷。黄海盆地是东部盆岭区的一部分,其形成受华北东部地幔热柱演化的制约。     

论南黄海区的两个新生代盆地

根据近年来在南黄海进行地质、地球物理调查的资料,人们习惯于将该区划分为千里岩隆起、北部拗陷、中部隆起,南部拗陷和勿南沙隆起等五个一级构造单元.且通常将北部拗陷、中部隆起、南部拗陷分别与苏北的盐阜拗陷,建明隆起、东台拗陷等构造单元划为一个盆地,即南黄海-苏北中、新生代盆地.关于盆地的定义,据朱夏同志的意见:是在某一相当长的地质时期和某一具体地理区域内、在一种构造成因的不规则面上、在比较均一的构造环境中,由一个或几个来源沉积物所形成的实体.据此概念,以及近年来物探和地质方面的资料,作者认为南黄海区是以中部隆起为界,分别在不同基础上形成的南北两个分割性实体,即北部拗陷是一个盆地;南部拗陷和苏北地区是另一个盆地,暂命名为南黄海北部盆地和苏北南黄海南部盆地(以下简称北部盆地和南部盆地)(图1).现就盆地的基底、基础构造层、第三纪沉积以及中部隆起的特征等,对该二盆地的差异性进行研讨.     

苏北朱家墩气田成藏特征对南黄海南部盆地勘探的意义

南黄海南部盆地是下扬子地台沿北东方向向海域的自然延伸,盆地的区域构造及油气地质特征与陆上苏北盆地相似。苏北盆地朱家墩气田的成功开发为南黄海南部盆地的勘探提供了借鉴,在分析朱家墩气田成藏特征的基础上,将南黄海南部盆地的成藏条件与朱家墩气田成藏条件进行对比,发现两者具有很强的可比性,得出南黄海南部盆地具有良好的勘探前景,其勘探方向为寻找"古生新储"的气藏,其发育部位为邻近大断裂一侧的深凹带。     

南黄海盆地古潜山分类及构造特征

南黄海是下扬子的主体,奠基于晋宁期变质基底之上,构造演化历经南华纪—早、中三叠世海相地层发育期、晚白垩世—古近纪箕状断陷发育期和新近纪—第四纪坳陷发育期,为一典型地台-断陷-坳陷多层结构的复合盆地。盆地历经多次构造运动改造,古潜山发育,类型多样。在总结前人对古潜山研究的基础上,结合南黄海新近采集的二维地震剖面,对该地区古潜山类型进行了系统划分,并对典型古潜山的构造特征及生储盖匹配关系进行了初步描述。根据成因划分为剥蚀型潜山、拉张型潜山、挤压型潜山和复合型潜山四大类,每一类又可根据形态划分出剥蚀残丘型潜山、拉张翘倾断块型潜山、拉张断阶型潜山、拉张断垒型潜山、挤压褶皱型潜山、拱张褶皱型潜山和褶皱—断块复合型潜山等类型。南黄海盆地古潜山的发育具有分带性,按盆地中潜山的构造位置,分为凸起潜山带、陡坡潜山带、洼陷潜山带和缓坡潜山带,每一构造带发育了不同类型潜山。研究表明南黄海古生界和中生界古潜山数量众多,规模较大,是南黄海地区实现油气突破的一种重要油气藏类型。     

南黄海盆地中、古生界地质特征及勘探方向

南黄海广泛发育海相中、古生界,资源量丰富,勘探潜力大,但一直未取得勘探突破。通过与上扬子四川盆地类比,最大的差异在于后期构造改造的强度不同。南黄海盆地遭受多期次强烈的后期改造,致使早期生成的油气被破坏和改造,不利于油气保存,在南黄海区内寻找构造相对稳定的区带,是南黄海盆地中、古生界取得油气突破的关键;综合南黄海残留地层分布、石油地质条件、构造变形特征等的研究结果,对南黄海中、古生界最具现实勘探意义的区域进行了优选,认为崂山隆起中南部弱变形区是南黄海中、古生界实现勘探突破最有利区带,下古生界是下一步重点的勘探层系。     

北黄海盆地东部M隆起构造特征及演化

北黄海盆地是中国东部近海中生代断陷型盆地,详细记载着中国东部复杂的构造活动信息,期间经历了多期岩浆活动和构造反转。M隆起位于北黄海盆地东部,其构造活动记录比周边的坳陷更为详细。为充分认识M隆起的地质结构及沉积响应关系,在充分利用地震、钻测井等资料的基础上,结合区域构造背景,从构造运动学和动力学等方面探讨分析其构造演化历程,进而为北黄海盆地乃至中国东部地区的构造演化提供新的依据。高精度三维地震资料及地质分析揭示,该隆起区发育有5个典型的不整合面,纵向上可划分为5个构造层。结合北黄海盆地所处构造位置、构造变形和沉积充填特征,及板块运动和区域构造演化史,将北黄海盆地东部M隆起自中侏罗世至今的构造演化划分为5个阶段(共9期):裂陷阶段(稳定沉积期、掀斜形成期、早白垩世凹陷沉积期)、构造反转阶段(晚白垩世抬升剥蚀期)、再次裂陷阶段(早渐新世初沉积期、早渐新世末剥蚀期、F2断层活跃期)、再次构造反转阶段(整体抬升期)、区域沉降阶段(区域沉降期)。     

南黄海盆地构造热演化研究现状与展望

盆地构造热演化研究是沉积盆地分析的重要内容。通过介绍盆地构造热演化研究方法,分析总结了南黄海盆地构造热演化研究现状及存在问题。指出了南黄海盆地构造热演化研究方向,即建立适合南黄盆地自身特点的地球动力学模型和相应的模拟技术方法;基于构造热演化模拟的生烃期次研究;加强苏北盆地与南黄海盆地的对比研究。     

下扬子区海陆盆地构造分割的深大断裂证据与地质构造意义

下扬子陆区苏北盆地在结晶基岩形态、性质、分布面积等方面与海区南黄海盆地具有显著区别;前者印支面基岩地质图NEE向窄条带状展布的构造线方向支持不对称对冲构造运动的观点,与后者主体构造线方向呈宽缓近EW向不同;由于位于传统观点划分的南黄海盆地中央隆起区,下扬子区磁异常主体与上、中扬子区四川盆地及江汉盆地磁异常主体相当,钻井和二维地震资料解释发现,该区赋存厚度超过5 000 m的前中生代沉积,三叠系青龙组碳酸盐岩与新近系直接不整合接触;由此认为,下扬子区传统中央隆起区为前中生界巨大沉积坳陷区,表明海域南黄海盆地具有与中、上扬子区更为近似油气地质构造条件。但是,由于滩海区至今存在地震资料采集巨大空白带,使原本已经十分复杂的地质构造特征研究及其海陆域盆地对比研究更加困难和难以实现。笔者根据重力特别是高精度航磁资料,在江苏沿海与南黄海海域之间解释发现了一条NW向深大断裂带—陈家港断裂带,首次证实下扬子区海陆域盆地被构造分割,二者地层、沉积和构造特征海陆有别是不争的事实。     

南黄海地形地貌特征及其成因探讨

利用多年来大量的实际调查资料并结合以往的研究成果,对南黄海海底地形进行了分区研究,经过地貌分析、地貌单元识别,划分了地貌类型,并探讨了地形地貌的成因。结果表明,南黄海海底地形可以划分为6个地形单元,西部自北向南分别为山东半岛东部水下泥楔地形区、海州湾缓倾斜地形区和苏北岸外舌状地形区;中部纵列的两个地形区分别为平坦的浅海平原地形区和低洼的黄海槽地形区;东部为坡度较大的斜坡-沟槽地形区。海底总体地势由西、北、东三面向中部和东南方向缓慢倾斜,西部坡度比较平缓,东部相对较陡。地貌类型中规模较大的三级地貌有11种,黄海槽谷中心线以西以堆积、侵蚀-堆积地貌为主,以东以构造-堆积地貌为主;南黄海现代海底地形地貌的发育,主要受区域构造、海平面升降变化、海洋水动力和物源等因素控制。     

南黄海海域侏罗系分布与构造意义

侏罗系在中国大地构造研究及含油气研究中具有重要地位。根据南黄海盆地东北凹所钻遇地层的岩性组合、孢粉组合特征,确定了该井钻遇地层反映的时代为侏罗纪,证实了南黄海盆地发育侏罗系地层,这对评价南黄海盆地中生界油气资源潜力具有重要意义,预示着黄海海域中生界具有广阔的勘探前景;同时也证实南黄海盆地印支—燕山期为扬子板块与华北板块碰撞背景下形成的前陆盆地。侏罗纪地层时代的确认及构造演化分析是下扬子南黄海及其周边盆地的构造发生、演化研究的桥梁和依据。     

由上下扬子对比探讨南黄海中—古生界油气保存条件

为了探讨南黄海中—古生界油气保存条件,开展了上下扬子中—古生界构造演化、生储盖组合等对比分析。结果显示：印支和燕山运动对南黄海中—古生界的影响大大强于上扬子四川盆地,致使三叠系残留厚度较薄;推测南黄海中—古生界盖层以泥岩为主,膏盐岩为辅,其中泥岩盖层以下寒武统、下志留统和上二叠统为主,膏盐岩盖层则以中下三叠统为主。综合研究认为,烟台坳陷和崂山隆起以下寒武统或下志留统的泥岩为主要盖层,推测可形成威远型气藏;而青岛坳陷和勿南沙隆起以上二叠统泥岩为直接盖层,中下三叠统膏盐岩为间接盖层,推测可形成五百梯型或建南型气藏。南黄海盆地间接盖层缺乏,但下古生界具有良好的生烃潜力和保存条件,因此,南黄海盆地应重视下古生界页岩气的勘探和开发。     

南黄海盆地中部隆起的形成与演化

南黄海盆地是在前震旦系克拉通基础上发育的中、古生界海相与中、新生界陆相多旋回叠合盆地。通过地震资料解释,结合邻区钻井与区域地质资料,对南黄海盆地中部隆起中、古生代地层及其形成演化进行了研究,结果表明,南黄海盆地中部隆起沉积了较全的中、古生界海相地层,发育第四系—新近系、中—下三叠统青龙组、上二叠统、下二叠统—上泥盆统、中—下志留统,奥陶系—震旦系和前震旦系变质岩系等7套地震地质层序;主要经历了前震旦纪基底形成、震旦纪—早古生代克拉通发育、晚古生代—中三叠世稳定台地—陆内裂陷、晚三叠世—古近纪形成与抬升剥蚀及新近纪-第四纪坳陷沉降5个阶段。     

南黄海盆地盆山耦合作用与地质演化

对南黄海千里岩隆起区榴辉岩、仰口榴辉岩和海阳所榴辉岩的地球化学特征进行对比研究得出,千里岩榴辉岩原岩可能为古秦岭洋洋壳,海阳所榴辉岩原岩可能为扬子板块北缘的基性下地壳;而仰口榴辉岩原岩可能为受俯冲流体作用而发生分异的岩石类型。依据现有地球物理资料研究,对南黄海盆地的构造特征和构造样式进行了探究,进而阐述了南黄海盆山耦合作用的地质演化。     

以海陆对比优选南黄海海相中—古生界油气勘探目标区

为优选南黄海盆地海相中—古生界油气勘探目标区,开展了上下扬子区陆域地质考察,对比分析了苏北—南黄海及上扬子四川叠合盆地海相中—古生界油气勘探现状、区域构造特征和烃源岩条件等。认为受区域构造演化差异的影响,南黄海崂山隆起海相中—古生界保留更完整,尤其是下古生界构造更稳定、地层分布广、厚度大、烃源岩条件好,发育多个大型构造圈闭,具有有利的成藏条件,是有利的勘探目标区。     

南黄海“高富强”地震勘查技术及其应用

南黄海海相中—古生界具有厚度大、埋藏深、构造复杂、岩性纵向非均质性强、浅部强反射界面能量屏蔽、碳酸盐岩层内部能量弱等特点。青岛海洋地质研究所联合中石化海洋石油工程有限公司、上海物探分公司(原第一海洋地质调查大队),通过持续的科技攻关,逐渐形成了适用于研究区内地震地质条件的"高富强"(高覆盖次数、富低频、强震源)地震勘查技术,获得了较高品质的海相中—古生界反射资料。2015年在崂山隆起上落实了多个大型中—古生界圈闭构造,为区内油气调查与勘探的突破提供了技术支撑。     

南黄海盆地海相中—古生界油气资源潜力巨大

南黄海盆地不仅是扬子地台在海域的延伸,而且是下扬子地块的主体。南黄海盆地中—古生代海相沉积建造与四川盆地相似,具有与威远、安岳、五百梯、焦石坝、普光、龙岗等大型、特大型油气田相同的含油气层位,发育3套区域性烃源岩和3套完整的生储盖组合,油气资源潜力巨大。崂山隆起是海相下古生界的油气远景区,勿南沙隆起是海相中—古生界的油气远景区。     

卫星遥感预测南黄海盆地油气远景

为了预测南黄海盆地油气远景,利用卫星遥感对东海陆架盆地进行海面温度测量。东海陆架盆地已知油气远景区与卫星热红外温度异常区具有原地重复性,与水气界面CH4含量曲线及海底化探异常吻合程度很好。南黄海盆地卫星遥感海面温度异常区沿南北向 (123o30′) 呈带状分布,与航磁解释出的南北向分布的东部鼻状隆起吻合较好。由于温度异常区主要分布在南黄海盆地东部鼻状隆起的南北端,故推测东部鼻状隆起的南北端具有较好油气远景。