鄂尔多斯西缘前陆盆地油气成因初探-西北大学学报.doc

鄂尔多斯西缘前陆盆地构造-热事件
在油气形成中的作用
万丛礼1,2,付金华1,张军1,李元昊1,李继红3
(1. 长庆油田公司勘探开发研究院,陕西西安, 710021; 2. 中国科学院兰州地质研究所,甘肃兰州,730000; 3西北大学地质学系,陕西西安,710069)
摘要:采用构造学、岩石学和地球化学等方法,进一步证实鄂尔多斯西缘前陆盆地中生代晚期发生过强烈的构造-热事件。结果表明:这次事件大大改变了鄂尔多斯西缘前陆盆地油气的形成环境,构造活动产生的力化学作用直接使烃源岩中有机质裂解生烃;构造-热事件还导致了深源流体上涌,它带来和产生的热提高了地温梯度,促进了烃源岩的热演化;深源流体中的过渡金属和氢气分别对烃源岩生烃起到催化和加氢作用。认为构造-热事件显著缩短了烃源岩的生烃时间、加大了生烃量和提高了区域油气丰度。
关键词:前陆盆地;构造-热事件;力化学作用;加氢作用;催化作用;油气生成
中图分类号:TE 文献标识码:A 文章编号:1000-274X(2004)0051-07
鄂尔多斯西缘前陆盆地油气资源非常丰富,已经成为长庆油田重点勘探领域,但强烈而频繁的构造运动使油气富集复杂化,为油气的增储上产带来了很大困难。前人通过热史研究证实中生代盆地发生过构造-热事件,并初步肯定了其对油气生成的积极意义[1~4]。构造-热事件不仅仅改变了盆地的温度场,而且还大大改变了流体压力场、构造应力场和地球化学场,对油气的形成和演化是多方面和极其复杂的。所以,西缘前陆盆地必然具有独特的成烃机理、成藏机制和油气富集规律。本文从热作用、力化学作用、催化作用和加氢作用3个方面探讨了中生代晚期构造-热事件在烃源岩生烃中的作用,以揭示西缘前陆盆地油气的形成机理,为油气勘探提供理论指导。
1 区域地质和石油地质概况
鄂尔多斯是一个大型的、多期发展的残延内克拉通盆地,由于处于华北地块、秦祁褶皱带和阿拉善地块的接合部,而且晚三叠世以来一直处于北东向和近东西向挤压应力场中,所以在其西缘形成了一个典型的前陆盆地。该前陆盆地总体呈南北向展布,北起内蒙古磴口,南经宁夏银川、同心、固原及甘肃平凉至陕西陇县一带;西自中卫,东至鄂托克旗一带。东西宽50~200 km,南北长达600 km,面积约60 000 km2(见图1)。该区地层发育齐全、厚度大,除缺失上白垩统和始新统外,从太古界至第四系几乎均有出露。
前陆盆地自下而上发育3套烃源岩,分别为下古生界碳酸盐岩烃源岩、上古生界煤系烃源岩和中生界泥质烃源岩。另外,各层系都不乏储集岩,如下古生界滩相颗粒灰岩、次生白云岩和孔洞状云岩,以及中生界延长组的水下扇和侏罗系的河道砂均具较好的储集性能,而逆冲推覆形成的大量断裂是油气运移的理想通道。除岩性圈闭外,本区背斜、断块、断鼻等构造圈闭优为发育。所以,前陆盆地成藏条件非常优越。
2 构造-热事件证据
鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地深大断裂发育而且活动频繁,结果导致了地层(或岩石)变形、变位、变质以及深源流体的上涌,即构造-热事件的发生。深源流体是指赋存于沉积盖层之下乃至地幔中的各种流体,按成因可分为岩浆水、变质水和地幔水。大量现代火山喷气测试以及地幔超镁铁质岩流体包裹体成分分析证实,深源流体是一种以H2O为主,含有丰富的CO2,CO,N2,H2S,H2,CH4,C2H4等挥