华北海相克拉通盆地的叠合与改造

华北古生代克拉通盆地形成后,由于不同地区构造环境不同,不同类型的盆地在中、新生代叠加,遭受不同程度的改造。古生代以后,西部鄂尔多斯盆地在晚三叠世-白垩纪主要经历了前陆盆地和陆内坳陷盆地的叠加改造。渤海湾和南华北盆地与中生代小型断陷含煤盆地和新生代断陷盆地叠合。其他地区以褶皱、断层、隆起和剥蚀为特征。

三叠纪以来,华北板块与扬子板块的碰撞发生在东部的中三叠世,太行山以东的广大地区在中生代大部分时间处于隆升状态,而西部鄂尔多斯盆地至郑州一带则形成了向西延伸的喇叭状内陆坳陷盆地沉降沉积区(图4-11)。同时,鄂尔多斯西缘被阿拉善地块向东、古六盘山向东北推挤,在褶皱冲断带前缘发育前陆盆地,三叠系厚度可达3000m m。三叠纪末,由于华北板块和扬子板块的完全碰撞缝合,华北克拉通整体隆升。然后河流在延长组上方波纹状下切,形成高地、残丘和波状平原地貌,然后侏罗系延安组底部砂岩和河流泥质岩被充填覆盖在凹凸不平的地貌上,使底部砂岩与下伏延长组湖相泥质烃源岩有良好的接触关系,为下一代和上储形成有利的生储盖组合。在上三叠统三角洲砂体和上覆侏罗系下切河道砂岩中已经和正在发现油田,近年来探明储量迅速增加。

侏罗纪-早白垩世,鄂尔多斯盆地西缘冲断带继续东移,前陆盆地沉降中心也随之东移。白垩纪移至现今天池-环县一带,在沉降中心以东发育一个向西倾斜的大型单斜,在燕山运动的作用下,由于弱变形形成一些低幅度构造。新生代以后,鄂尔多斯周边地区开始挤压隆升,然后伸展,形成河套、银川和渭河断陷。

由于强烈的燕山运动和盆地西缘褶皱、断层的发育,明显改造了早期盆地,形成了小型构造油田。

鄂尔多斯中、新生代前陆盆地与古生代海相盆地具有很强的继承性(图4-12)。古生代中央隆起西部为克拉通边缘坳陷,东部为克拉通内坳陷盆地。在中新生代盆地叠合之前,古生界海相地层可能有过局部小规模的油气聚集,但其踪迹一直难以追溯。中、新生代盆地叠加对古生代盆地改造不明显,盆地内部地壳稳定,地层平缓,断层少,有利于海相盆地原生油气藏的形成和保存,但总体上增加了海相盆地的埋深和热演化程度,其原生油气具有气多油少的特点。同时,盆地转化为向西倾斜的单斜,使得古生界天然气的生成、运移和聚集主要受中、新生代盆地叠加控制。

图4-华北三叠纪古地理图+01

鄂尔多斯盆地的发展叠加历史造就了早古生代、晚古生代和中生代三大生储盖组合,其中中下组合属于海-陆-海过渡相系,上组合为海相叠加的陆相地层(附图4-12)。这三个组合自下而上为:①以寒武-奥陶系海相泥质岩和泥灰岩为主要烃源岩,以淋滤碳酸盐岩为储层,灰岩侧向相变成膏盐岩及上覆铝土层和煤系为封闭条件的自生自储组合;(2)石炭系和二叠系煤系是生烃岩系和盖层,河流相砂岩同时是储层自生自储组合;③自生自储相结合,以三叠纪-侏罗纪河湖体系为主,下生上储。各组合的成藏条件和历史不同,勘探策略也不同。

中生代以后,特别是早中侏罗世以后,华北克拉通东部发育周口盆地、黄骅盆地、辽河盆地、济阳盆地等一系列小型断陷含煤盆地,其中湖相砂岩、泥岩充填含煤系,大量火山岩发育,地温场变化明显。新生代,由于太平洋板块向亚洲大陆东部下方俯冲,渤海湾和南、华北强烈断裂,形成许多断陷盆地。由于火山活动,海相盆地埋藏较深,热演化程度普遍较高。对于华北克拉通东部海相地层而言,中、新生代盆地的叠加及相应的断裂、隆升和剥蚀使早期海相原生油气藏遭到严重破坏或重新分布,部分地区海相地层因二次生烃可再生油气并聚集。一般来说,裂谷盆地叠加的海相盆地的油气成藏条件不如挤压盆地叠加的鄂尔多斯盆地。原生油气藏保存完好的地区和后期盆地叠合形成二次生烃条件的地区是进一步勘探的有利地区。

图4-12鄂尔多斯盆地西缘-中部三层构造及油气分布格局