中国北方地区早古生代岩相古地理与油气地质基本条件

【作者】 杨仁超； 韩作振； 金之钧； 樊爱萍； 高丽华；

【机构】 中国石化股份有限公司石油勘探开发研究院博士后科研工作站； 山东科技大学地质学院；

【摘要】 中国北方地区(研究范围主要包括华北板块和东北地区)下古生界海相沉积规模巨大,资源潜力大,勘探程度较低。针对中国北方下古生界海相沉积地层,深入开展岩相古地理研究,对于油气资源评价和战略接替区的优选具有重要的意义。在广泛的基础资料收集、野外剖面调查、钻井岩心观察、分析测试基础上,应用一系列地层学、沉积学、岩相古地理学、石油地质学、构造地质学和地球化学等理论技术与方法,系统研究了中国北方地区早古生代岩相古地理及下古生界油气地质基本条件。取得以下成果与认识:1.明确了中国北方早古生代大地构造分区及依据,把握了大地构造演化历程及特征。索伦山-西拉木伦、秦岭造山带分别是中朝古板块与西伯利亚古板块和扬子板块的碰撞缝合带,早古生代是中国北方多个地块汇聚的重要时期,其构造格局符合多岛洋-沟-弧-盆体系。大地构造的转换控制了板块(地块)的聚合与离散,控制了洋陆的转换以及盆山耦合,进而制约了盆地的演化和岩相古地理的变迁。2.制定了北方地区早古生代多重地层划分对比方案,结合岩石地层、古生物及年代地层等方面的资料进行区域地层划分与对比,建立了中国北方地区早古生代等时地层格架。根据国际四统十阶划分方案,将华北地层区寒武系划分为纽芬兰统(华北地层区缺失)、第二统(第三阶、第四阶)、第三统(第五阶、鼓山阶、古丈阶)、芙蓉统(排碧阶、第九阶、第十阶);根据前人对笔石、牙形石的研究,结合岩石地层特征,将北方地区奥陶系划分为3统7阶,分别是下奥陶统新厂阶、道保湾阶,中奥陶统大坪阶、达瑞威尔阶,以及上奥陶统艾家山阶、钱塘江阶和赫南特阶。将中国北方志留纪划分为4统7阶。3.明确了中国北方早古生代沉积相的类型、特征、分布,把握了早古生代岩相古地理演化,提出了中国北方早古生代岩相古地理模式。中国北方地区寒武系主要发育潮坪、局限台地、开阔台地、浅滩、斜坡、浅海陆棚及深海盆地等沉积相类型。奥陶系则主要发育蒸发台地、局限台地、开阔台地、浅滩、浅海陆棚、斜坡、海底扇及深海盆地等。志留纪地层主要分布于东北地区及华北地块西南缘,发育浅海陆棚、斜坡和深海盆地相。早古生代沉积相模式可表示为:由陆向海依次为潮坪(或蒸发台地)-局限台地-开阔台地-浅滩-台地边缘斜坡-浅海陆棚-盆地。华北地区寒武纪和奥陶纪各发育一个大的海侵-海退旋回。4.综合分析了中国北方地区下古生界生烃潜力,预测了有利烃源岩的分布区带。渤海湾盆地沾化凹陷的垦东一带生烃潜力和油气远景最大,廊坊—永清—霸县一带与垦东—义和庄一带为较好的湿气生成区域,沧州—南皮一带为渤海湾盆地的有利液态烃生成区域。鄂尔多斯盆地是惠安堡地区、平凉-彬县-旬邑-耀县一带、富县-黄陵区带有机碳含量也较高,为较有利生油区带。南华北盆地西南缘和南缘地区具有很好的生烃能力。5.明确了储层类型及其分布,中国北方下古生界储层类型丰富,主要有白云岩储层、角砾化灰岩储层、古风化壳型储层、颗粒灰岩储层、砂岩储层和构造裂缝型储集层等六种类型。6.综合评价了盖层的封闭性能,把握了盖层的类型、特征及分布规律。华北地区地区下古生界的区域盖层主要为中石炭统铝土岩和泥质岩组成,致密碳酸盐岩为直接盖层,局部地区的膏盐层为是理想的盖层。更多还原