中国海相层系碳酸盐岩储层与油气保存系统评价

**章海相碳酸盐岩储盖层发育的构造沉积背景 **节塔里木盆地区域构造背景与盆地演化 一、塔里木盆地区域构造背景 （一）盆地大地构造位置 塔里木盆地是塔里木板块的核心稳定区部分。塔里木板块是一个具有古老大陆地壳基底，自元古宙超大陆裂解出来，古生代独立演化的古陆块。其四周边界分别为：北部边界为南天山北界断裂带；西南部边界为西昆仑断裂带；东南部边界为阿尔金断裂带。现今为欧亚大陆板块南缘蒙古弧与帕米尔弧之间的广阔增生边缘中的中间地块（图1-1）。塔里木板块经历了长期复杂的构造演化。它在早古生代为一独立漂移的古陆块，在晚古生代拼贴在欧亚大陆南缘成为大陆边缘增生活动带的一部分，在晚古生代末期到中生代塔里木板块受特提斯构造带控制。由于羌塘地块、印度板块等与欧亚大陆碰撞，随着特提斯洋闭合，塔里木成为大陆内部稳定地块及沉降的山间盆地。新生代则主要受喜马拉雅构造带控制。 图1-1塔里木及其邻区构造格架简图 （二）板块边缘古生界动力学性质 塔里木盆地周边露头、盆地内深部地球物理资料及盆地地震、探井资料综合分析表明，塔里木板块的基底为前震旦纪陆壳。震旦纪后塔里木板块陆壳伸展分裂，其北缘有中国海相层系碳酸盐岩储层与油气保存系统评价伊犁等地块的分离与南天山洋的形成，南缘有昆仑地块的分离和昆仑洋的形成与消减。 1.塔里木北缘古生代的构造演化 震旦纪开始，与罗迪尼亚超大陆解体相呼应，天山构造域的塔里木古陆块、哈萨克斯坦-北天山古陆块也开始在拉张背景下裂解、漂移，震旦纪晚期—早寒武世古亚洲洋已经具备相当规模，中天山一带发育了大小不等、相互分离，但具有前寒武纪基底的微陆 块，形成多岛有限洋，北支在中天山以北为北天山洋，南支在中天山以南为南天山洋。洋内漂浮的陆块后期作为洋壳俯冲的触发带和俯冲产物的依附体以及酸性、中酸性岩浆活动带，导致天山构造域开合构造的复杂性、多变性。 寒武纪古亚洲洋为鼎盛时期，其性质类似于大西洋，但呈多岛洋的状态。中天山北缘520～480Ma蛇绿岩形成于中寒武世—早奥陶世，北天山古洋盆向南俯冲作用起始于早奥陶世，向北俯冲发生在晚奥陶世，志留纪开始发生碰撞。 南天山洋可能与北天山洋同期或稍微滞后于晚震旦世拉开，在寒武纪成大洋，早奥陶世晚期（478Ma）发育侵入岩体代表扩张背景，志留纪（440～420Ma）的侵入岩和变质岩的年代测定说明此时开始向中天山微地块群之下俯冲。 晚志留世到早泥盆世，北天山在志留纪持续发育蛇绿岩说明碰撞作用尚未结束，在碰撞造山带-残余海槽的背景下又发生新一轮的拉张解体作用。晚泥盆世—早石炭世，出现以巴音沟蛇绿岩为代表的晚古北天山裂陷槽，宽度不大，延伸也不长，并以洋内剪切方式闭合消减。北天山现今表现出的由南向北的大规模推覆作用可能是洋内剪切作用的进一步发展，使蛇绿混杂岩呈推覆岩片上覆于早中石炭世火山岩、浊积岩之上，伊犁中天山板块内部发育早石炭世裂谷带，并起一定的屏障作用，分隔了北天山和南天山两个生物地理区。 而古南天山洋得到新的发展，南天山扩张中心向南有所迁移。早古南天山洋向北的俯冲作用促使原塔里木北部被动大陆边缘发生地壳拉张作用，其中陆缘的一部分被解体出去，构成继续向伊犁中天山板块下俯冲的南天山微板块，中泥盆世—早石炭世，塔里木板块和南天山微板块之间存在以南天山晚古生代蛇绿混杂岩代表的晚古南天山洋盆。早石炭世末，晚古北天山有限洋关闭，伊犁地块南北部于晚石炭世隆起，北天山局部发育上石炭统磨拉石建造。塔里木陆块中北缘、哈尔克山南坡及库米什北一带发生裂谷型引张作用的同时，西天山造山带发生大规模的推覆作用，二叠纪（290～280Ma）晚古南天山小洋盆洋壳开始俯冲，早二叠世（280～270Ma）中天山与塔里木陆块碰撞，结束海侵历史，山脉雏形形成，形成右旋走滑韧性剪切作用，发育了高压-超高压变质岩。塔里木板块、伊犁中天山板块和准噶尔板块又重新拼合为统一的整体。晚二叠世，进一步的挤压应力加速了古天山山脉的进一步隆升，西天山及邻区广泛接受陆表海稳定型碎屑岩、碳酸盐岩沉积。塔里木北部、南天山、北天山、准噶尔地区均遭受海侵。 2.塔里木西南缘西昆仑构造演化 库地蛇绿岩形成于525Ma以前，说明新元古代—早寒武世洋盆发育并为拉张环境。而俯冲年龄还没有确切依据，根据资料研究，花岗质侵入岩*老为480Ma，属早奥陶世，“阿卡孜洋盆”向南开始消减，*老的消减杂岩变质年龄为460Ma，属于中奥陶世。因此洋盆向南消减*早开始于早奥陶世，形成变质岩*早在中-晚奥陶世，晚奥陶世可能伴随有右行剪切（许志琴等，2004）。根据碰撞型侵入岩和变质岩的发育，*早的碰撞时间为晚奥陶世—早志留世（442.3±2.8Ma），志留纪持续造山并仍发育430～420Ma的弧后盆地，碰撞作用完全结束在晚志留世之后。早古生代总体上是包含微陆块的原特提斯洋盆格局，俯冲消减是向南的，塔里木南缘一直处于被动大陆边缘状态，昆仑山才是微陆块演化形成的早奥陶世—晚奥陶世的活动陆块边缘，晚奥陶世进入碰撞造山阶段。 晚古生代进入古特提斯洋演化阶段，泥盆纪—早二叠世为伸展扩张阶段，康西瓦-苏巴什早古生代残留盆地，北部为塔里木陆块南部，即现在的昆仑山位置为早古生代碰撞造山带。在此基础上泥盆纪格局发生改变，由北向南先后裂解了昆盖山裂谷带、库尔良裂谷带及阿羌裂谷带。早石炭世—早二叠世伸展裂解作用加剧，逐步形成了三个不同性质的盆（洋）地夹两个陆块的构造格局。中二叠世—三叠纪为消减挤压阶段，这一阶段康西瓦-苏巴什洋盆向北侧俯冲消减，形成麻扎构造岩浆弧。 3.塔里木东南缘阿尔金大陆边缘构造特征阿尔金造山带构造演化复杂，目前还没有公认的、确定性的系统认识。中元古代以前，阿尔金地块可能是一个古岛弧，位于多岛洋盆之中，此时塔里木、柴达木、东昆仑等地块同属于亲塔里木古大陆性质。中元古代末大陆拼贴后，新元古代晚期又发生裂解，在目前的北祁连、阿尔金山北缘、阿尔金山南缘地区发育一系列裂谷，并演化为小洋盆。其中阿尔金小洋盆与新元古代晚期的昆仑洋盆应该是相连的。 震旦纪—早古生代是多岛洋盆的持续发育，是由大西洋型向太平洋型转化的过程。北祁连山和阿尔金山北缘的蛇绿岩年代为568～481Ma，说明震旦纪晚期—早奥陶世晚期北祁连洋-阿尔金北缘小洋盆处在持续拉张阶段；高压变质带形成于480～440Ma，说明向南俯冲作用开始于早奥陶世末—晚奥陶世；北祁连火山岛弧形成于486～438Ma，弧后盆地扩张作用产生于460～440Ma，闭合时代为晚奥陶世（445～428Ma）；阿尔金山南缘和南祁连山*老的俯冲-碰撞型岩体为575Ma和440Ma，为晚震旦世—奥陶纪晚期，说明晚震旦世阿尔金洋的南支开始俯冲；而发生陆内俯冲（500～440Ma）是在北祁连洋盆闭合之前，阿尔金洋的南支闭合在440Ma（奥陶纪末）开始，志留纪—泥盆纪北祁连洋和阿尔金洋逐步消失，成为塔里木、阿拉善、东昆仑、柴达木地块之间的加里东造山带。 晚古生代阿尔金地区构造演化呈现挤压与拉张转换和交替的基本程式。木孜塔格蛇绿岩年龄上限确定为早石炭世，代表的消失洋盆与可可西里和祁漫塔格等地区的古洋盆共同构成了青藏高原北部早石炭世古特提斯多岛洋的一部分，同时说明早石炭世青藏高原北部陆壳的裂解是沿多处进行的。阿尔金北带继承原特提斯洋的晚古生代古特提斯洋继续向北俯冲消减，但构造体制发生了显著的变化，形成沟-弧-盆构造格局。 阿尔金-昆仑地区晚泥盆世开始沉降，石炭纪有强烈基性、酸性火山活动，形成石炭纪弧后陆内裂谷盆地。在大陆板块与大洋板块之间发育中基性火山岩为主的岛弧火山岩，弧间（或外弧槽）沉积了火山碎屑沉积岩夹中酸性火山岩（416.2±1.3Ma），并发育弧前盆地。晚古生代早期发生了普遍的伸展运动。二叠纪岛弧带之南在俯冲带堆积了强剪切变形的二叠系深色泥质粉砂岩、泥岩夹硅质岩等。小洋盆开始向弧、陆南北两侧双向俯冲消减，中二叠世末发生弧-陆碰撞，发育大陆增生造山期后的磨拉石建造。 二、塔里木盆地主要不整合特征 塔里木盆地是多期构造运动造就的叠加复合盆地，许多层序界面与构造运动直接相关。根据盆地构造演化研究（谢晓安等，1996），塔里木盆地主要经历了塔里木、加里东、海西、印支、燕山和喜马拉雅六大构造运动，相应地引起了海平面的大规模相对升降变化，形成了一系列的地层不整合面。 （一）不整合发育特征 不整合面主要是加里东中期构造运动的产物，并被加里东晚期运动、海西早期运动强烈改造，分布较为广泛。中奥陶统底部不整合在塔中地区的地震剖面上显示反射能量强，反射波组特征明显、连续，是古生代地层的不整合界面中*容易识别和对比的界面。在中央断垒带附近，界面有尖灭现象，该界面之上多发育上超现象，之下发育削蚀现象。地震反射波组多为弱振幅杂乱反射，而上覆地震波组则为较连续的反射特征。 1.加里东中期 早奥陶世末期的加里东中期运动是塔里木盆地构造背景发生转化的重要时期，使塔里木克拉通南部由伸展体制转化为挤压环境。该时期，不整合面展布特征整体为：南北盆缘为不整合叠合区，盆内腹部为平行不整合-整合区，盆内隆起局部为削蚀不整合（图1-2）。盆地北缘库车-提匀根一带，处于抬升剥蚀区，形成不整合叠合区。但盆地内部没有明显遭受挤压，大部分为平行不整合-整合区；加里东中期构造运动，在巴楚和塔北及塔中地区发生构造抬升，隆升幅度不大，形成局部削蚀不整合三角带。 2.加里东晚期 奥陶纪末期，区域挤压作用进一步增强，塔里木盆地内海水大面积退出，仅南天山、阿瓦提-满加尔部分地区仍为水系覆盖，接受沉积。该时期，不整合面展布特征整体为：盆地周缘为不整合叠合区，隆起局部为不整合三角带，盆内腹部为平行不整合或整合区（图1-3）。盆地北缘库车-提匀根一带，处于抬升剥蚀区，形成不整合叠合区。英买力-轮南、塔中地区的隆起幅度进一步抬升，形成削蚀不整合三角带。塔西南和田古隆起继续发育，并向东部迁移，中上奥陶统地层不仅遭受严重剥蚀，而且下奥陶统地层也遭受剥蚀，形成不整合叠合区。盆内其他地区，界面并未遭受加里东晚期运动改造。