一、裂陷盆地

一、裂陷盆地

就目前的统计资料来看,拉张环境发育的裂陷盆地是最重要的产油盆地,这在我国尤为突出,如1992年全国总产油量(约1.4×108t)中有超过80%的产于裂陷型含油气盆地。该类盆地的形成往往与岩石圈减薄、破裂有关,地幔上涌和岩石圈内部的韧性剪切(Morley,1989)可能是引起岩石圈减薄的主导因素。

图8-3 裂陷盆地演化示意图

(一)陆内裂谷盆地

所谓裂谷是指由于整个岩石圈减薄和遭受伸展破裂而引起的,并且常常是一侧为正断层限制的断陷盆地。

内陆裂谷位于陆壳板块内部,由于地幔物质上涌使岩石圈减薄,在地壳上部产生张性破裂,并逐渐演变成裂谷盆地。由于处于大陆扩张初期,岩石圈并未被拉开,只是当裂陷发育到一定程度时,地幔物质趋于稳定,裂谷的发育也由断陷阶段转化为拗陷阶段(热沉降阶段)(图8-3)。

该类盆地的一般特点是:①位于大陆板块内部;②沉积盖层常具有双层结构——下部的断陷期沉积和上部的拗陷期沉积,后者的范围一般超越了断层的控制范围;③地温梯度高(一般大于3℃/100m),裂谷发育初期常有基性喷出岩;④同沉积正断层控制着断陷及盆地格架,断层常为铲型,控制的断陷形态有箕状和地堑式;⑤主要圈闭类型有滚动背斜、掀斜断块、底辟及地层圈闭。当后期受到挤压或走滑应力作用时可发育挤压背斜或雁列褶皱。我国目前最大的产油区——松辽盆地即是此类型盆地。

不同发育阶段的裂谷有不同的形态特征。如东非裂谷、莱茵地堑仅经历了裂谷期;而北海盆地、松辽盆地、渤海湾盆地经过了从断陷到拗陷的演化过程。两类裂谷形态存在明显差异,后一类盆地对油气聚集更有利。

图8-4 威林斯顿盆地麦迪生灰岩(密西西比系)顶部构造等高线图与横剖面图(转引自陈发景,1982)

顶部构造等高线显示盆地平面上呈近圆形,横剖面表示充填盆地的各时代地层;1—麦迪生组缺失区

(二)陆内坳陷盆地

这类盆地位于克拉通内部,平面上呈近圆形,剖面上为碟状(图8-4)。构造一般比较简单,主要为长垣隆起和弯窿。沉积特征是:在剖面的最下部和最上部及局部边缘为非海相地层,中部发育典型的浅海相碳酸盐岩和碎屑岩沉积;沉积厚度可小可大(如美国的伊利诺伊盆地、密执安盆地、威林斯顿盆地等,一般为3000~4000m,而西西伯利亚盆地中新生界就厚达4000~8000m)。其含油气性主要与沉积岩厚度、生油岩及其埋深有关。

关于这类盆地的成因,有人认为是重力作用的结果,Dickinson(1976)则把其归因于地幔上涌。开始它可使地壳隆起并形成张裂地堑,但并未继续裂开发育成裂谷,而是整体下沉接受坳陷型沉积。地幔上涌形成的地堑张裂常显示三叉形式,其后热沉降影响的区域是以地幔柱为中心的圆形,因此该类盆地呈近圆形。盆地坳陷深度与地幔上涌的强度和持续时间成正比。一般来说,该类盆地地温梯度较低。

(三)大陆边缘盆地

图8-5 冒地斜棱柱体演化图示(据Dickinson,1976)

位于离散型板块边缘,也称被动大陆边缘或大西洋型大陆边缘。在被动大陆边缘的滨岸区、陆架区和陆坡区,常发育良好的含油气盆地。其下部常为裂谷期陆相沉积,上部为向海推进的陆相或浅海相陆源碎屑、碳酸盐岩、三角洲和水下扇。Dickinson把这种陆缘沉积称为冒地斜棱柱体(图8-5)。

大陆边缘盆地的演化经历了内陆裂谷、陆间裂谷、窄大洋和大西洋4个阶段。

这类盆地具有良好的生、储、盖组合和圈闭条件,因而有丰富的油气资源。圈闭类型与裂谷盆地基本一致,而生物礁的发育更增加了其油气潜力。陆缘盆地主要分布在大西洋沿岸,南中国海北缘的珠江口盆地和莺-琼盆地已证明具有丰富的油气资源。

图8-6 原始大洋裂谷示意图(据Dickinson,1976)

(四)陆间裂谷盆地

当内陆裂谷进一步拉开、地壳强烈减薄、形成过渡壳时,内陆裂谷就演变成陆间裂谷,当陆壳完全分开时,裂谷轴部可有部分洋壳(图8-6),因此也称为原始大洋裂谷。如果进一步扩张,就形成了洋盆。

较典型的陆间裂谷盆地有红海裂谷和加利福尼亚湾。该类盆地早、中期演化与内陆裂谷早、中期相同,地层为沉积岩和熔岩、蒸发岩,当有河流在裂谷末端注入时,三角洲或浊流沉积会代替蒸发岩。总体来看,陆间裂谷盆地缺乏良好生油岩,沉积岩薄,不易形成大的油气田。

(五)新生洋盆

当大陆完全被拉开,形成以洋壳为基底的新生盆地时称为新生洋盆。洋中脊的不断扩张使洋盆不断扩大,大洋岩石圈逐渐下沉形成宽阔平坦的坳陷,沉积很薄,但从洋中脊向外逐渐加厚,可形成浊积深海平原。该类盆地的石油地质意义不大。