柴达木盆地构造特征及油气分布

柴达木盆地构造特征及油气分布

摘要该文以柴达木盆地多年的勘探成果及取得的地质认识为基础，总结了研究区的构造演化特征、断裂发育特征及其对构造圈闭和烃源岩展布的控制作用，最后分区总结了有利的油气聚集区。柴达木盆地经历了晚古生代、中生代和新生代三个成盆旋回，中生代断坳复合盆地形成了柴达木盆地北缘侏罗系油气系统，新生代大型走滑挤压盆地形成了柴达木盆地西部第三系油气系统和三湖第四系天然气系统，燕山和喜山两期强烈构造运动以及后期多期构造运动使盆地的油气地质特征更加复杂。

关键词：柴达木盆地；构造特征；烃源岩；构造圈闭；油气分布

柴达木盆地位于青藏高原北部，夹持于昆仑山、祁连山和阿尔金山之间，四周均以深大断裂与相邻构造单元相隔，呈一个不规则菱形区带。盆地东西长850km，南北宽150～300km，面积约12.1×10km2。盆地内沉积岩分布广泛，最大厚度17000 m，体积60×10km3［1］,是国内七大沉积盆地之一，具有较丰富的油气资源。

1 盆地构造特征与演化

柴达木盆地是青藏高原北部发育的大型山间盆地。盆地西部以阿尔金走滑断裂为界，盆地北部为南祁连山走滑冲断带，盆地南部为东昆仑山走滑冲断带。盆地具有元古界和下古生界中浅变质结晶基底。地块结构破碎、岩相复杂、深大断裂发育。北西向断裂控制着盆内构造的定向性，北东向断裂控制着盆内构造的分区性和盆缘结构的分段性。盆缘边界断裂为多组复合、多期活动的复式断裂带，构造活动差异性较强。盆内构造在北西向断裂和北东向断裂的控制下，具有南北分带、东西分段的特点［2］，构造单元单元划分如图1。

图1 柴达木盆地构造单元划分图（据翟光明等）

I A—赛北断陷亚区；I B—大红沟隆起亚区；I C—鱼卡红山断陷亚区； I D—德令哈断陷亚区；

II A—一里坪坳陷亚区；II B—大风山隆起亚区；II C—茫崖坳陷亚区； II D—尕斯断陷亚区；

II E—昆北陷阶带；III A—盐湖斜坡；III B—三湖坳陷亚区；III C—格尔木斜坡带

盆地发育上古生界、中生界和新生界3套构造层，经历了古生代、中生代和新生代3个成盆旋回。晚古生代经历了石炭系陆表海盆地的演化阶段，形成了柴东残留海相石炭系盆地；中生代经历了早侏罗世断陷和中侏罗世一早白垩世挤压坳陷的发育阶段，形成了J1、J 2个并列的沉降中心。中、新生代以来经历了燕山、喜山2期强烈的构造运动。燕山构造运动西强东弱，柴北缘西段侏罗系强烈变形剥蚀，形成了残留下侏罗统凹陷；东部活动较弱，中、新生代连续沉降沉积。新生代为大型走滑挤压盆地，第三纪沉降中心在盆地西部，发育多个沉降中心，晚第三纪以来沉降中心向东迁移，第四纪在三湖地区形成统一的大型沉降中心。

晚第三纪一第四纪以来，由于印度板块强烈俯冲和阿尔金断裂带大规模左行走滑，盆地经历了强烈的构造变形，盆缘区以走滑冲断为主，盆内区以压扭变形为主，形成了多隆多坳的现今构造格局［3-4］。

2 断裂发育特征

柴达木盆地基底大断裂主要存在两组，一组呈北西西至近东西向延伸，如，控制盆地南边界的昆北断裂，控制盆地北边界的柴北缘断裂、祁连山南缘断裂（赛南断裂）等，另一组为北东向断裂，主要有塔尔丁-鱼卡断裂和格尔木-锡铁山断裂，以及盆地西缘控制性的阿尔金南缘断裂。这些基底深大断裂规模大，延伸远，断穿地层多，深切基底，在盆地形成与演化程中呈继承性活动，成为分割构造单元、决定烃源岩分布、控制油气生运聚散和展布的重要因素［5］（图2）

图2 柴达木盆地主要断裂展布与分级及与油气藏关系（据陈少军等）

①—赛南断裂；②—阿尔金山南断裂；③—昆北断裂；④—陵间断裂；

⑤—狮子沟#油砂山断裂；⑥—马仙-茫崖断裂；⑦—横泥滩-甘森断裂

盆地内控盆断裂（一级断裂）主要有柴北缘山前赛南断裂、阿尔金山南（山前）断裂、昆仑山山前昆北断裂，其特点是：倾向指向盆外，其上盘老地层沿断面向盆内方向逆冲推覆，在其下盘，常形成由其控制的压陷凹（断裂）槽，如柴北缘断裂带控制的赛什腾凹陷、昆北断裂带控制的阿拉尔，切克里克断槽等。分区断裂(二级断裂)有：控制柴北缘反“S”构造体系的陵间断裂，分割牛东-一里坪坳陷与中部构造带的碱-旱断裂，分割英雄岭凹陷与茫崖的油泉子南-土林堡南断裂和分割昆北压陷断阶带的XI号断裂，这些二级断裂进一步将盆地中西部区划分为五个构造区域，即北缘反“S”构造区，宽而深的一里坪-甘森坳陷区，中部两断夹一隆断褶构造区，狭而深的英雄岭-茫崖坳陷区和昆北压陷断阶构造区。

3 盆地内烃源岩发育特征

根据前人对盆地内烃源岩已做的大量研究工作［3-7］，盆地发育侏罗系、第三系、第四系3套现实烃源岩。

侏罗系烃源岩主要是一套煤系烃源岩，有机质类型以混合型为主（II1+2）。侏罗系主要分布在柴北缘地区（图3），发育中、下侏罗统2套烃源岩。下侏罗统烃源岩主要分布在柴北缘西段，中侏罗统烃源岩分布在山前和柴北缘东部［8］，向盆内可追至碱山、鸭湖、盐湖一带，其次在阿尔金山前的红沟子—南翼山、小梁山一带及盆地东部霍布逊坳陷的全吉与宗家也有小范围分布。侏罗系生烃期因埋深及上覆地层厚度不同而呈多期。

第三系烃源岩主要发育在柴西地区（图3），为盐湖相烃源岩。有机质丰度低，转化率高，生烃潜力较大，形成了柴西富油气凹陷。第三系有利烃源岩主要发育在下第三系下干柴

沟组和上第三系上干柴沟组，其次在上第三系的下油砂山组及上油砂山组也具较厚的烃源岩，前两组烃源岩主要发育于盆地西南区，而后两组烃源岩主要发育于西部北区及近盆地中央一带。

图3 柴达木盆地生烃凹陷与控凹断裂关系（据陈少军）第四系烃源岩主要分布在三湖地区，气源岩丰度较低，且因其埋藏时间短，且无上覆地层，因而成熟度低，但生气速率高，生气总量大。

4 盆地内构造圈闭成因类型及有效性分析

4.1 构造圈闭成因类型

柴达木盆地的构造圈闭十分发育，其形成和分布均受大断裂控制，而呈北西-北西西向展布。

（1）生长断展背斜逆冲断裂在向更高层位扩展时在其锋端形成的背斜叫断展背斜。研究区断展背斜十分发育，主要发育于北缘和昆北两个断裂构造系统中的基底断裂的上盘。如北缘断裂构造系统中的小林丘-玛瑙构造带、冷湖-南北仙构造带；昆北断裂构造系统中的红柳泉-跃进1号构造带、阿拉尔构造带等。

（2）挤压断鼻挤压断鼻发育于基底生长断裂的下盘。在区域持续挤压作用下，基底断裂下盘地层长期受挤压和基底断裂上盘刚性基底的阻挡而弯曲变形，在背斜部位形成断鼻或断背斜。主要分布于北缘和昆北断裂构造区的基底大断裂的下盘，如沿昆北断裂下盘展布的切6、7、8、9号断鼻构造，另外，阿南斜坡沿阿尔金断裂下盘也有分布。

（3）冲起（背斜）构造这是一种两断夹一隆构造样式，在中部地区极为发育。背斜构造两侧被两条相向基底生长逆断层所夹持，具有顶厚的特征。

（4）断滑背斜晚第三纪末—第四纪时期由于强烈挤压，在中浅层产生许多后生逆断层，这些断层上陡下缓，最后消失在地层层面中而成为滑脱断层，在其锋端由于地层向前滑动过程中断裂产状变陡而受阻，形成背斜。发育于XI号断裂之上受狮子沟油砂山滑脱断裂控制的狮子沟-油砂山背斜带、北缘冷湖背斜带、鄂博梁-胡芦山背斜带顶部的浅层背斜最为典型。

（5）断块构造柴达木盆地发育北西西-北西、北东东-东西和近南北向多组断裂，它们相互交叉、切割就形成断块构造。如冷湖三、四、五号构造就是由许多断块构成。

（6）生长背斜构造在基底古隆起基础上上覆地层逐渐披覆并受挤压进一步褶皱的继承性背斜，晚第三纪末—第四纪时期进一步挤压定型。这类构造分布很局限，主要受古隆起控制，或早期受基底断裂控制，典型例子为阿拉尔断陷中的阿地构造、东柴山地区的柴东构造和弯梁构造。

4.2 圈闭有效性分析

据前人研究，柴达木盆地构造圈闭开始形成期主要有两期，一期为古新世(E1+2)，该时期开始形成的圈闭主要分布在柴西南区和北缘地区，是受早喜山运动的影响而开始形成其雏形。另一期是中新世(N21，N22 )，该时期开始形成的圈闭则主要分布在盆地内部，如碱山、大风山、开特米里克、油墩子等。从定型时期统计结果来看，主要圈闭定型期有3期，即中新世(N22 )、上新世(N23 )和第四纪(Q)。这主要是由于受晚喜山运动的影响，各圈闭逐渐发展至目前形态而最终定型。再结合生烃期可判断各圈闭的有效性，即早于大量生排烃期形成的圈闭或同沉积圈闭都是有效的。

5 盆地内油气分布

就目前的勘探成果来看［3-6］，柴达木盆地已发现的油气藏主要分布在柴西地区（特别是柴西南）、柴北缘、及东部的三湖地区。

5.1 柴西地区

多年的勘探成果及研究［3-6、10-12］表明，柴西地区是柴达木盆地内最主要的含油区之一。第三系烃源岩主要分布在柴西地区，目前已证实的有效生烃凹陷有红狮凹陷、英雄岭生烃凹陷、茫崖生烃凹陷以及切可里克生烃凹陷［10］。第三系含油气系统的有利富烃区为位于茫崖坳陷中部及周围的背斜构造带以及各构造所夹断裂的断层下盘遮挡构造、鼻状构造，次为与这些北西、北西西向构造带相交的北北西向（常称南北向）潜伏构造［6］（图4）。

图4 柴达木盆地西部地区断裂与油藏分布图(据青海油田资料, 有修改)

柴西南区沿阿拉尔断裂、XI号断裂、阿尔金断裂发育一批早喜山期同沉积构造带，这些构造带及其外围斜坡区紧邻富油气凹陷，河流三角洲相储层发育，地层岩性圈闭发育条件好，区带面积较大，目的层系较多，勘探潜力较大。目前柴西南区已发现七个泉、红柳泉、狮子沟、花土沟、尕斯库勒、跃进、油砂山、乌南等油田, 累计探明石油地质储量2.46×108t[1]，剩余资源量丰富。

5.2 柴北缘

柴北缘是柴达木盆地内除柴西坳陷区外有一富含油气区［3、6、13-18］。该区油气主要来自侏罗系烃源岩［17］，侏罗系含油气系统的有利富烃区为位于该生烃区中部的反“S”形构造带——冷湖构造带及南八仙马海构造带，次为山前逆掩推覆带和结绿素、鱼卡、红山和近盆内的鄂博梁构造带。柴北缘地区下侏罗统烃源岩分布在昆特依凹陷、鄂博梁凹陷、伊北凹陷之中,这些凹陷的南北分别有鄂博梁-鸭湖构造带和冷湖-南八仙构造带。两个构造带都紧靠生油凹陷,前者的保存条件还优于后者,在冷湖- 南八仙构造带上,多数圈闭位于优势通道上,形成许多油气田（图6）。

经过近半个世纪的勘探,在柴北缘已发现冷湖三、四、五号,南八仙、马海和鱼卡六个工业油气田,马海西和冷湖七号冷七1 井区两个低产气藏,冷七2井区一个低产油藏,油气藏和显示主要集中在冷湖、南八仙—马海构造带。侏罗系原生油气藏主要分布于山前地带［18］。

图5 柴北缘构造简图及油气分布（据增联波等）

当前,柴北缘发现的冷湖三、四、五号油田、南八仙油气田、马海气田是围绕下侏罗统生烃中心分布的;鱼卡油田是围绕中侏罗统生烃中心分布的。冷湖三、四、五号的油源来自昆特依凹陷下侏罗统;南八仙油气田、马海气田的源岩为伊克雅乌汝凹陷下侏罗统;鱼卡油田油源来鱼卡凹陷中侏罗统大煤沟组七段的油页岩［15、19-20］。

5.3 三湖地区

三湖地区为盆地内主要的含气区，油气主要来源于第四系烃源岩。但由于勘探时间不长，对该区的油气分布的认识还不够充分。

结论

柴达木盆地属山前盆地，盆地内断裂发育，且规律性明显，使得整个盆地呈现出南北分带、东西分段的构造格局。盆内发育侏罗系、第三系、第四系三套烃源岩，与之匹配的有三套含油气系统，分别主要分布在柴北缘、柴西和三湖地区。盆内构造圈闭发育，类型多样，都与断裂有密切关系，与盆内多期生烃期相配合形成了多种类型的油气藏。柴西、柴北缘是研究区两个最主要的含油气区，其次为三湖地区。就目前勘探成果来看，柴达木盆地还有很大的勘探潜力。

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STRUCTURAL CHARACTER AND HYDROCANBON DISTRIBUTION IN

QAIDAM BASIN

HAO Jianguang

（China University of Petroleum，Qingdao）

ABSTRACT：Based on the exploration results and geological cognition obtained in Qaidam basin, this paper generalizes the character of structural evolution, faulting character and its dominant effect on structural traps and the distribution of source rocks. Finally, several favorable areas are shown. The basin experienced three basin—forming cycles of Neopaleozoic, Mesozoic and Cenozoic Eras. Mesozoic fault and depression compounding basin composed the northern margin Jurassic petroleum system and the Cenozoic large-scale strike-slip and compressional basins composed the Tertiary petroleum system of the western Qaidam basin and Quaternary petroleum system of Sanhu. The intense tectogenesis of Yanshan and Xishan made the petroleum geological character more complex.

Key words: Qaidam basin; Structural character; Source rocks; Structural traps; Hydrocarbon distribution