构造运动的主要特征

(一)构造运动的特点

裂谷盆地的构造运动特征不同于地槽盆地,以褶皱运动为主,构造运动强烈;也不同于地台盆地(克拉通盆地),以振荡运动为主,构造运动中等;裂谷盆地,以差异隆升运动为主,构造运动强烈。一般来说,在裂谷盆地的发展过程中有三次主要的构造运动:一次是裂谷盆地与下伏基底之间的构造运动。在裂谷盆地形成之前,地壳被抬升和侵蚀。裂谷盆地是地槽或地台基底之上的不整合。例如,二连裂谷盆地不整合覆盖古生代地槽基底,而渤海湾盆地不整合覆盖台地基底。第二,在裂谷盆地的发展过程中,当一个裂谷期结束时,地壳受到挤压抬升,裂谷消失。如中国东部裂谷系中的渤海湾盆地和二连盆地,发生在燕山运动的第二幕,即中晚侏罗世之间。这种构造运动以水平运动为主,产生强烈的褶皱、逆断层和火山喷发活动,并改造以前的断陷,产生新的断陷。第三,发生在裂谷盆地发展的晚期,即从同裂谷期到后裂谷期,从断陷期到坳陷期。这种构造运动是裂谷盆地的一种主要构造运动,主要是挤压隆升和构造反转。这一构造运动是裂谷盆地的主要构造形成和定型期,也是油气运移的主要时期。如中国东部的渤海湾盆地、江汉盆地、苏北盆地、珠江口盆地,这种构造运动发生在喜马拉雅运动时期,即新近纪与古近纪之间。而二连盆地的这次构造运动发生在燕山晚期早白垩世,即赛汉塔拉期和腾格里辛格期之间。

除上述三大构造运动外,盆地内还发生过多次构造运动,多以差异升降运动或断块倾斜运动为特征。

如冀中坳陷,受燕山和喜马拉雅运动的影响,经过多次隆升、剥蚀和沉降,形成了许多沉积不连续面和角度不整合,主要包括三个区域性沉积不连续面和三个局部性沉积不连续面。其中,区域性规模的沉积间断位于古近系与新近系之间、沙河街组三段与沙河街组四段之间、古近系与前古近系之间,多形成区域性角度不整合面。局部沉积不连续点在东营组和沙河街组之间(岔河集),沙河街组和沙河街组之间(河北中南部),沙河街组和沙河街组之间(廊固凹陷和鄢陵地区)。上述六个不整合面的存在影响着地层沉积的发育和地层岩性油气藏的形成与分布。

二连盆地阿尔山组与腾格里辛格组之间、腾格里辛格组与赛汉塔拉组之间、上白垩统与下白垩统之间、新近系与第四系之间存在许多区域性不整合。

(2)构造运动与地层岩性油气藏

1.构造运动与地层圈闭的形成

构造运动使不整合面以下地层遭受剥蚀、风化、淋滤,储层性能改善,被覆盖在不整合面上的泥质岩等盖层所覆盖,形成不整合圈闭。例如,在冀中坳陷廊固凹陷别古庄西部,由于古近系与新近系之间的喜马拉雅运动,古近系地层遭受剥蚀,沙河街组上亚段砂层被新近系明化镇组泥岩不整合所覆盖,在井27井形成不整合油藏(附图2-15)。又如二连盆地巴音都兰凹陷巴48井不整合油藏。燕山运动期间,腾格里-辛格组与阿尔山组为不整合接触。在不整合面之下,A四段上部砂层被A一段泥质盖层所覆盖,形成地层不整合圈闭(附图2-16)。

图2-15冀中坳陷廊固凹陷京27组不整合油藏剖面

图2-16二连盆地巴48阿尔山组地层不整合及地层超覆油藏剖面

当新的地层与不整合面发生超覆时,储层的顶部和底部被封闭层封堵,形成地层超覆圈闭。如二连盆地巴音都兰凹陷巴48井地层与储层超覆。阿尔四段下部的砂层与阿尔三段或侏罗系的不整合面重叠,被顶底板的盖层所遮挡,形成地层超覆油藏(附图2-16)。又如冀中坳陷饶阳凹陷南马庄地区马97井沙三段地层超覆油藏。沙河街组三段细砂岩不整合与奥陶系潜山面重叠,是一个被泥岩和不整合面覆盖的地层重叠油藏。此外,束鹿凹陷西斜坡金7井沙一段砾岩油藏也属于地层超覆油藏。

2.不整合面与储层改造。

不整合面是一次或多次构造运动的记录面,也是沉积不连续面。其代表时间或长或短,最长可达几代。在此期间,不整合面下伏地层遭受不同程度的剥蚀、风化和淋滤,大大改善了储层性能,为油气聚集提供了优越的储存空间,为油气高产创造了条件。

以二连盆地乌里雅斯台凹陷东斜坡苏布组不整合油藏为例。油藏位于下白垩统腾格里辛格组与阿尔山组之间的不整合面之下的含油层系中。阿尔山组岩石类型主要为岩屑砂岩,应时含量为20% ~ 30%,长石含量为20% ~ 30%,岩屑含量为45% ~ 60%。砂岩目前处于晚成岩阶段A、B,储集空间以粒间溶孔为主,其次为粒内溶孔和模孔,孔隙度5.6% ~ 16.1%,渗透率(2 ~ 8) × 10-3 μ m2,最大165438。可见由于风化淋滤作用,次生孔隙发育,储层物性改善。

因此,构造运动使不整合面以下的储层遭受不同程度的剥蚀、风化和淋滤,改善了储层性能。裂谷盆地形成早期,构造运动相对强烈,经历了多次构造运动。不整合面下伏地层长期遭受侵蚀、风化和淋滤,最大影响深度可达600米以上,一般在150米以内,溶蚀孔洞、溶洞和裂缝发育,是主要产层。但在含油地层中,一般构造运动相对平缓,沉积间断时间短,不整合面下的下伏地层遭受剥蚀、风化和淋滤,但储层性能仍有明显改善。

3.不整合面是油气运移的重要通道。

由于不整合面为风化剥蚀面,不整合面以下的地层受到了不同程度的风化、剥蚀和淋滤,改善了孔隙度和渗透率条件,不仅形成了良好的储集空间,也为油气运移提供了重要通道。不整合面是油气的汇聚面,不整合面上覆的烃源层和砂层与不整合面重叠,烃源层生成的油气直接运移至不整合面或通过渗透性砂层运移至不整合面,形成油气运移汇聚面。同时,不整合面分布广泛,使生烃区的油气向非生烃区运移,从而使生烃层不断排烃,因此不整合面是油气运移的重要通道。这里特别强调,成熟烃源岩中的不整合面是油气侧向运移的主要通道,油气优先聚集在不整合面上下的圈闭中成藏。例如,在二连盆地的成熟烃源岩中,即下白垩统腾格里辛格组与阿尔山组之间的不整合处,已探明的油藏主要位于腾格里辛格组下部和阿尔山组上部,截至1998,占已探明油藏的70%,占已探明储量的80%。