张吉光,王英武
(1.中国石油 大庆油田公司勘探分公司,黑龙江 大庆 163453;2.中国石油 大庆钻探工程公司 测井一公司,黑龙江 大庆 163412)
沉积盆地是油气赖于生成、赋存的场所,是多年来油气勘探工作者和石油地质专家主要的勘探、研究对象之一。在深入开展工作之初,首先要对盆地内构造单元按照一定的规则进行划分,从而使大家能够在油气勘探活动中用共同语言进行深入讨论共同关心的问题,所提出的各类认识和做出的部署能够得心应手。这已逐渐发展成为由中国石油天然气总公司发布的中华人民共和国石油天然气行业标准(SY/T 5978-94)[1]。但是,在使用中也出现小盆地划分层级繁多,亚二级构造带划分原则不明确,构造单元称谓五花八门的现象。笔者拟对一些构造单元划分原则、命名和规范使用提出看法。
任何研究对象都要涉及分类和层次划分,这是深入研究的基础。而分清层次和分好类别的前提是要确定分类原则,依据原则中的特点进行妥善划分。因此,对沉积盆地深入研究的第一步就是依据划分原则并按照石油天然气行业标准的层级(表1)[1]合理划分构造单元。目的是能够清楚表示其构造格局特点,利于更深层次的工作。
由于依据的资料不同,确定的划分原则有所不同。但基本有4条:(1)重磁力场的特点;(2)断裂规模和展布;(3)基岩出露与基底起伏;(4)沉积岩厚度变化(主要勘探目的层的分布)。划分时要做到简洁、规范、实用、易操作。如果盆地内覆盖有地震资料及少量钻井资料,则可以根据实际资料对构造单元做必要的调整。
表1 构造单元层级划分[1]
一级构造单元主要包含隆起、坳陷和斜坡,二级构造单元包含凸起、凹陷。隆起和凸起的差别一般是指经构造变动岩层拱起后的规模和上覆地层的厚度。如果规模大、上覆地层较薄(一般仅几百米厚)称为隆起。如果规模相对较小、上覆地层较厚(一般超过千米)称为凸起。以凸起上覆地层相对厚薄做依据,进一步分为高凸起和低凸起。薄者为高凸起,厚者为低凸起。
坳陷之间应有隆起或大的断裂(控坳断裂)相隔,凹陷之间应有凸起或大的断层(控凹断层)分布,次凹之间一般有低凸起相隔。隆起内可以包含若干个凹陷,凸起内则比较单一。坳陷一般由若干个凹陷组合而成,凹陷内可以包含若干个次凹(洼陷)。
沉积盆地内的断裂是十分复杂的,要划分等级,识别控制一级、二级构造单元分布的断裂特点,并作为划分构造单元的依据之一。
断陷型盆地中的次凹应该与坳陷型盆地中的向斜同为三级构造单元。二者都是指二级负向构造单元中再次一级负向构造单元,又可称为洼槽、洼陷、洼地[2-3]。
石油天然气行业标准(SY/T 5978-94)是从沉降特征将沉积盆地分为坳陷型、断陷型2种类型划分一、二级构造单元[1]。其层级描述按盆地—坳陷(区)—凹陷—构造带进行,如松辽盆地东南隆起区榆树凹陷、中央坳陷区朝阳沟阶地、渤海湾盆地冀中坳陷晋县凹陷、海拉尔盆地贝尔湖坳陷乌尔逊凹陷等。在使用中发现并不能将残留型盆地和挤压型(冲断型)盆地内的构造单元表述清楚。如现行的勃利盆地构造单元划分方案,就存在一些值得商讨之处。
勃利盆地位于黑龙江省佳木斯市与鸡西市之间,面积9 020 km2,是一个主要在早白垩世拉张、新生代遭强烈挤压的残留型盆地。从面积看,仅相当大型沉积盆地中的一个大型坳陷,但其内却划分出3个坳陷、19个凹陷、5个凸起和1个斜坡等25个二级构造单元。从坳陷、凹陷、单斜不同级别的构造单元均有命名。其中的二级构造单元面积为280 km2,与一些沉积盆地中的三级构造单元面积相比要小得多。真所谓麻雀虽小,五脏俱全。这样的方案看似详细,实为繁杂与琐碎(图1)。
事实上,只要从重磁力场分布图入手,结合盆地构造剖面特征,深入认识构造地质特点,就可以得出一个简洁、实用的方案。这是从成因特点合理划分构造单元的关键。根据勃利盆地构造剖面展示特征(图2),减少层级,直接划分为三凹两凸一斜坡共6个二级构造单元更合理一些(表2),且使用方便。当然,划分琐碎不一定就不合理,关键看是否依据充分,能否真正把每一级构造单元准确刻画出来。
图1 勃利盆地构造单元划分
图2 勃利盆地构造剖面
在遵循既定的构造单元划分原则,在对沉积盆地形成的大地构造背景、断裂特点、构造形态、基底起伏变化、应力场变化、沉积岩厚度等多项因素综合考虑,采用合并同类项的办法,就可以得出简洁的构造单元划分方案。也只有从成因性质角度对各构造单元深入认识,才能划分合理,方便使用。尤其对小盆地更应以此为出发点,减少层级,对认识盆地特点和使用上都有好处。
对于残留型盆地,最好是考虑原型盆地恢复后再进行构造单元划分。除了考虑层级外,要根据实际情况划分出存在的构造单元,构造单元类型不一定全面。
对于冲断型盆地,依据其成因性质以盆地—区—带的结构命名较好。
目前,有些盆地的构造单元并没有按照石油天然气行业标准命名。主要有2种:一种是按盆地—区—构造带命名的(表3),如楚雄盆地[4];另一种是按盆地—带—带命名的,即将一级、二级、亚二级构造单元均使用“带”的称谓,如柴达木盆地北部块断带(一级)冷湖背斜带(亚二级)。它们多见于挤压型盆地中。另外,有的盆地的一级构造单元呈长条状也被叫作带,如十万大山盆地南部坳陷带。有的盆地将二级构造单元的组合称为带,如华北南部盆地的周口坳陷含3个凹陷带2个凸起带。东濮凹陷勘探程度高,工作很细,在亚二级构造单元基础上又划分构造亚带,如东濮凹陷中央构造带文留构造亚带。
表2 勃利盆地构造单元划分
表3 楚雄盆地构造单元划分
而在石油天然气行业标准中,对坳陷型盆地的二级、亚二级构造单元是并列使用的,并未进一步细分。实际使用中可以细分,也可以是直接应用。如松辽盆地东南隆起区榆树凹陷、中央坳陷区大庆长垣、古龙凹陷[5]。其中,大庆长垣、朝阳沟阶地为亚二级构造单元、古龙凹陷为二级构造单元。
事实上,上述几种较为混乱的表述完全可以避免。对于冲断型盆地,采用盆地—区—构造带命名较为清晰,避免不同级别的“带”并列使用造成混淆。对坳陷型盆地,则将二级、亚二级构造单元分开表述更为合理。
亚二级构造带是油气聚集的主要单元,是具体的研究和勘探目标,如果对其命名太笼统或者“带”、“区”不分容易影响对其地质特征的深入认识。
按照前述定义,凹陷(断凹)内进一步分出向斜、次凹或亚二级构造带。亚二级构造带是指形态相似的三级构造组成的带状区。一般应为长条状,具统一的应力背景,其形成机制相似。而“区”一般指多成因构造成群分布,范围较大,平面上不能构成长条状,形成机制可能不相似,可以含几个带在内。使用中“区”“带”不能混为一谈。同时,应尽量在认识清楚其成因后再进行命名。所定名字应尽量反映其构造带性质。如:断裂带、斜坡带、转换带、断隆带、断阶带、断裂坡折带、逆冲带、逆冲推覆带等[6-7]。另外,对于以火山岩、变质岩等特殊岩性为储层形成的油气聚集带也应命名,如海拉尔盆地贝尔湖坳陷贝尔凹陷苏德尔特变质岩潜山带[8]。要达到用简洁清晰的字词刻划亚二级构造单元。
对亚二级构造单元的命名不可以过分限定。要根据具体的形成条件表述清楚,清晰地反映其成因。
商务印书馆2005年出版的现代汉语词典第5版[9]中对坳(读ao阴平)的解释是:山间平地。对拗(ao上声)的解释是:使弯曲、使断、折。因此,拗陷[10]强调的是形成的过程,而坳陷则表示已形成的状态。断陷、裂陷可视为是与拗陷同一级别的描述,均强调形成的过程。在英文中,拗陷、坳陷并无分别,均译为depression,是地槽、地台或过渡区下沉的构造单元的统称,即一般所指的地向斜、台向斜。在早期的文献中多数用拗,现在的文章中已经很少用拗了。按照习惯,拗一般用在更大一级的构造单元称呼中,如:拗拉槽等。而在描述沉积盆地的构造单元时,统称坳陷而不用拗陷[11-12]。
按照2005年11月地质出版社出版的《地球科学大辞典》[13]的解释,坳陷的定义是:(1)地壳内的碟状沉降区,它以没有或不发育盆缘沉积断层为特征,因而成为与断陷型盆地中的断坳相并列的构造单元。(2)盆地内相对沉降性更强一级的构造单元,克拉通内的沉降中心之一,是与隆起并列而性质相反的构造单元。因此,无论是双断还是单断构造单元,只要是受控盆断裂控制而成的断陷型盆地(裂谷、地堑、箕式断陷等),其严格意义上的一级构造单元应称为断坳、断隆,与坳陷型盆地相区别。但由于习惯问题,断陷型盆地中的一级构造单元,已经统称为坳陷、隆起了。如渤海湾盆地中的冀中坳陷、黄骅坳陷。这种做法应该继续沿用,尊重习惯。
对凹陷(sag)的解释是:下垂、鞍状洼地,为大型盆地中的二级负向构造单元,与凸起并列而性质相反,是隆起与坳陷内进一步划分出的次一级负向构造单元。凹为多音字(ao阴平,wa阴平),同洼。凹陷表示已形成的状态。而断陷是指由大的断裂控制而形成的负向构造单元,主要突出其“断”的过程。无论是坳陷型盆地,还是断陷型盆地[14],同样已习惯于统称凹陷而不用断凹和断陷。
需要说明的是,从沉降特征将沉积盆地分为坳陷型、断陷型两种盆地类型强调的是形成的过程,因此应称做拗陷型、断陷型两种盆地为宜。
在有关文章中,常见到对一、二级负向构造单元的繁杂表述,如坳陷带、凹陷带、洼陷带[15]、断陷区[16]、向斜区等。从文章内容表述看,它们分别表达为相邻的多个凹陷、多个洼陷、多个向斜的组合。但根据坳陷、凹陷的定义,它们实际上已经由上一级构造单元名称所描述,且把多个凹陷的集合叫成凹陷带容易与亚二级构造带混淆。因此,用凹陷带、断陷区、洼陷带、向斜区表述构造格局属同义多名,为不规范用词,应尽量不用。
在断陷盆地中人们更愿意用洼槽代替次凹,它是指地史时期宽深凹陷,可以考虑扩大使用。
常见到有些构造单元的名称较复杂,易造成表述不清。如小兰屯构造、五一牧场凹陷、绥D1井构造带等是用村屯、农牧场、已钻井等命名。其实,应该以所属地区内较有代表意义的地名命名较为恰当。选用地名应与构造单元的层级相匹配。一级构造单元用大地名,二级构造单元用次级地名,依次类推。命名时尽量不带村、屯、乡等行政区划名称。如叫哈尔滨气田容易被接受,但叫哈尔滨市气田就难以理解。同样,命名哈尔滨构造就比命名哈尔滨市构造易于理解。对于小地名也是同样道理。如济阳坳陷滨县凸起就符合这一原则。但叫寿光县凸起、方正县凹陷显得别扭。当然,还需以简单、易记为原则。
有时,还存在用同一名字同时命名2个不同的构造单元的现象。如:大杨树盆地内有南部坳陷、南部隆起,海拉尔盆地呼和湖坳陷、呼和湖凹陷[17]。出现不同的构造单元用同一名字的现象,会导致理解上的混乱。因此,忌用同一名字同时命名2个不同的构造单元或不同级别的构造单元。慎用方位词命名,尤其是对于较小的构造单元来说,应该少用。
构造单元划分标准应适当修改。可以考虑按照拗陷型、断陷(裂谷)型、残留型、冲断型盆地等4类划分与命名(表4)。对于叠合型盆地应根据盆地性质分别命名,如松辽盆地既有中浅层坳陷型盆地,又有深层断陷型盆地。显然前者按照坳陷—凹陷—向斜的结构命名,而后者应以坳陷—凹陷—次凹的结构命名。
表4 构造单元划分调整方案
当然,对勘探程度较高的沉积盆地,构造单元的划分和使用已经比较定型和成熟,形成习惯,大家均已认可,即使稍有看似不太规范的称谓,也没有更改的必要,仍应继续沿用。如在坳陷型盆地中将一些大的隆起、坳陷称为区或者是带,在断陷型盆地中构造单元的称谓却与坳陷型盆地相同。但对于刚开始勘探的沉积盆地,则应按照相关规范合理划分构造单元,这对后续工作意义重大。
随着油气勘探及研究工作的深入,对盆地内构造单元的认识和油气聚集单元的认识在不断深化,有些名词也将随着认识而做相应的变化,这是从科学实践中获得的必然的结果。
标准、规范可以在一定时期内起到推动成果和认识的广泛应用,但又有可能一定程度上束缚认识的深化和技术发展。因此,在使用一定年限后,随着认识的深化必然要对标准、规范进行修改、调整。但无论怎样变化,都应遵循使用方便、易于表述清楚的原则。尤其是对勘探程度较低、仍需要进一步勘探的沉积盆地,更应深入细致分析,最终达到在油气勘探中既实用、又适合在研究中的可交流性。对于特殊盆地允许根据盆地具体特点命名相应的构造单元,从而更易使人理解各构造单元间的差异;更有利于在石油地质综合研究和勘探部署工作中避免产生不必要的混乱,避免影响后续工作。
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