鄂爾多斯盆地構(gòu)造-熱事件與古生界天然氣聚集

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1、鄂爾多斯盆地構(gòu)造-熱事件與古生界天然氣聚集付金華，萬叢禮（長慶油田公司勘探開發(fā)研究院，陜西西安710021）摘要：為證實鄂爾多斯盆地中生代晚期發(fā)生過強(qiáng)烈的構(gòu)造-熱事件，采用古熱史、構(gòu)造學(xué)、巖石學(xué)和礦物學(xué)等方法，試圖通過構(gòu)造-熱事件對盆地構(gòu)造樣式的改造以探索它在古生界天然氣分布上的影響。研究表明：這次事件不但形成了東高西低的區(qū)域構(gòu)造背景，導(dǎo)致天然氣自西而東運(yùn)移，造成目前大氣田主要分布于盆地中東部的格局，而且在西緣地區(qū)形成了大量圈閉構(gòu)造，為天然氣聚集提供了具體定位場所；再者這次事件還產(chǎn)生了無數(shù)的構(gòu)造裂縫和溶孔，顯著提高了儲層的儲集性能。這次構(gòu)造-熱事件在宏觀和微觀不同層次上控制了古生界天然

2、氣的分布規(guī)律。關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地；構(gòu)造-熱事件；古生界；天然氣聚集中圖分類號：TE112.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000-274X(2004)0089-7鄂爾多斯盆地是中國第二大沉積盆地，其中孕育著極為豐富的天然氣資源，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)了上古生界煤型氣和下古生界油型氣兩種類型天然氣，并成為西氣東輸?shù)墓庀蠕h基地。但復(fù)雜的分布規(guī)律制約了對天然氣的進(jìn)一步勘探。中生代晚期，鄂爾多斯盆地發(fā)生了強(qiáng)烈的構(gòu)造-熱事件活動，這次事件不僅帶來大量地下深部熱能，提高了盆地的地溫梯度[1~3]，而且還帶來大量深部生烴物質(zhì)[4]，促進(jìn)了烴源巖的生烴演化，但人們一直對這次事件的構(gòu)造屬性及其在油氣聚集方面的作用缺乏

3、應(yīng)有的認(rèn)識。正確認(rèn)識這次構(gòu)造-熱事件對盆地構(gòu)造樣式的影響，將有助于揭示盆地天然氣的富集規(guī)律。本文主要從宏觀和微觀兩個層次，探討了這次構(gòu)造-熱事件對鄂爾多斯盆地構(gòu)造樣式的改造及其對古生界天然氣聚集的控制，以期對天然氣的進(jìn)一步勘探提供一定的指導(dǎo)作用。1區(qū)域地質(zhì)特征鄂爾多斯盆地位于華北地臺西部，為一走向南北，東緩、西陡的不對稱向斜，四周被褶皺山系所包圍，依次為西部的六盤山和賀蘭山，南部的秦嶺，東部的呂梁山以及北部的陰山斷褶帶。盆地基底為前寒武系結(jié)晶變質(zhì)巖系，沉積蓋層厚5～6km，發(fā)育較為齊全，僅缺失志留系和泥盆系。盆地由6個一級構(gòu)造單元組成（見圖1）：①西緣掩沖構(gòu)造帶，指六盤山以東，天環(huán)拗陷

4、以西，北起桌子山，南達(dá)平?jīng)龅莫M長地帶；②渭北撓褶帶，指老龍山斷裂東北、建莊－馬欄以南，由隴縣至銅川、韓城的三角形地區(qū)；③天環(huán)拗陷，南北向展布，東翼緩西翼陡，向斜軸線自上而下逐漸向西偏移；④伊陜斜坡，盆地之主體為一大型西傾斜坡，傾角不到1°；⑤伊盟隆起，位于盆地北部，東西向展布，西起烏加廟，東至托克托以東，北與河套地塹相鄰，南以東勝南一線為界；⑥晉西撓褶帶，區(qū)域上東翹西降，呈階狀跌落。盆地經(jīng)歷了以下5個演化階段：81）中晚元古代拗拉谷階段。盆地是在賀蘭、晉陜兩拗拉谷夾持的背景上發(fā)展演化的，經(jīng)過晉寧運(yùn)動上述大陸裂谷關(guān)閉，形成統(tǒng)一的華北克拉通－盆地基底。2）早古生代淺海臺地階段。本區(qū)南北為加

5、里東地槽控制，東西被殘存的拗拉谷所夾持，形成北高，南、東、西低的古地貌，沉積了淺海臺地碳酸鹽巖。奧陶紀(jì)末，加里東運(yùn)動使全區(qū)抬升，缺失了志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)，沉積中斷達(dá)1億年以上。3）晚古生代濱海平原階段。本區(qū)進(jìn)一步與華北地塊統(tǒng)一發(fā)展，沉積環(huán)境由海相變?yōu)殛懴啵瑲夂蛞灿沙睗褡優(yōu)楦珊?，并由石炭紀(jì)的拗陷型變?yōu)槎B紀(jì)的廣覆型沉積。4）中生代內(nèi)陸盆地階段。本區(qū)成為華北盆地西部的一個主體拗陷，至白堊紀(jì)演變?yōu)楠?dú)立的內(nèi)陸盆地。5）新生代周邊斷陷階段。燕山運(yùn)動第四幕，盆地主體上升隆起，導(dǎo)致上白堊統(tǒng)缺失，與此同時周緣發(fā)生斷陷，形成河套、銀川、渭河等盆地。2構(gòu)造-熱事件證據(jù)及形成機(jī)理8構(gòu)造-熱事件往往被簡

6、單地視為熱事件或構(gòu)造-巖漿活動，前者忽視了熱的來源及其深部動力學(xué)成因，而后者僅將熱源局限于巖漿，所以二者在認(rèn)識上均不夠全面和確切。構(gòu)造-熱事件是由于構(gòu)造的強(qiáng)烈活動而導(dǎo)致地層（或巖石）發(fā)生變形、變位、變質(zhì)以及火成巖和深源流體上涌的地質(zhì)現(xiàn)象，而深源流體是指賦存于盆地基底之下乃至地幔中的各種流體，按成因可分為巖漿水、變質(zhì)水和地幔水?；鸪蓭r和深源流體是地下深部物質(zhì)的代表，它與地球淺部物質(zhì)存在很大差別?，F(xiàn)代火山噴氣測試和地幔超鎂鐵質(zhì)巖流體包裹體分析證實，深源流體是一種以H2O為主，含有豐富的CO2、CO、N2、H2S、H2、SO2等揮發(fā)分以及多種金屬元素的體系[5~7]。所以，構(gòu)造-熱事件不是簡

7、單的地質(zhì)現(xiàn)象，也不僅僅是熱事件，而是熱作用、構(gòu)造應(yīng)力作用和地球化學(xué)作用的“三位一體”。其中，構(gòu)造應(yīng)力為火成巖和深部熱流體上涌提供了運(yùn)移通道和動力，是熱作用和地球化學(xué)作用的基礎(chǔ)。研究區(qū)構(gòu)造-熱事件對天然氣聚集作用主要在于它顯著改變了盆地的構(gòu)造樣式和儲層物性，進(jìn)而影響了天然氣的分布規(guī)律。通過鏡質(zhì)體反射率、包裹體測溫和磷灰石裂變徑跡等熱史分析，發(fā)現(xiàn)鄂爾多斯盆地古地溫有明顯異常，即在早古生代－中生代早期古地溫梯度一直呈平穩(wěn)下降態(tài)勢，范圍在2.9~2.8