中国东西部油砂矿带成藏对比及勘探启示

崔 鑫，李江海，李维波，刘仲兰

(1.造山带与地壳演化教育部重点实验室 北京 100871；2.北京大学，北京 100871)



中国东西部油砂矿带成藏对比及勘探启示

崔 鑫1，2，李江海1，2，李维波1，2，刘仲兰1，2

(1.造山带与地壳演化教育部重点实验室 北京 100871；2.北京大学，北京 100871)

中国油砂分布广泛，东、西部地区油砂成藏规律存在明显差异。通过中国东、西部地区主要油砂矿的产出层位、源储关系和成藏过程等对比分析，对油砂矿藏形成机制、成藏模式及勘探启示进行总结。研究表明：东部油砂矿主要形成于原油长距离侧向运移过程中的逸散降解作用，而西部油砂矿则多形成于盆地改造对于原始油藏的氧化降解作用；成藏模式上，东部为单斜坡逸散型、拉张断裂疏导型和构造反转抬升型；西部为多级斜坡逸散型、逆冲断裂疏导型和多期叠合抬升型；东部油砂主要富集在盆地斜坡区和构造反转区，勘探应以沉积相的精细刻画为主；西部油砂主要富集在前陆冲断带和山前带地区，勘探应以地表勘察和有效圈闭落实为主。研究结果对中国东、西部地区的油砂勘探实践具有一定借鉴意义。

油砂；成藏因素；成藏机制；成藏模式；中国东、西部地区

0 引 言

中国含油气盆地发育大量的油砂矿带，东部松辽盆地、二连盆地，西部塔里木盆地、准噶尔盆地等均有工业油砂矿带发现[1-4]。准噶尔盆地、塔里木盆地、松辽盆地等已被列为重点油砂勘探盆地[5]。单玄龙等[1]按照盆地类型将中国油砂分为西部挤压盆地油砂、东部伸展盆地油砂、中部过渡型盆地油砂和南部地台盆地油砂。法贵方等[6]分析国内外大量含油砂盆地成藏过程，将油砂成藏模式总结为斜坡降解型、断裂疏导型、古油藏破坏型和构造抬升型，并认为斜坡逸散型是中国油砂矿带的主要成藏模式。马峰等[7]总结全球主要地质时期和沉积演化等因素，以构造域划分，将油砂成藏模式划分为斜坡降解型和抬升破坏型。前人研究多集中在不同类型盆地油砂分类划分和宏观成藏规律，对于东、西部地区油砂成藏因素、成藏模式差异及其勘探启示鲜有详细讨论。此次挑选中国东、西部典型盆地的油砂发育矿带，比较油砂产出层位，分析成矿因素，对比成藏模式，剖析不同类型盆地的有利成矿带，为中国东、西部地区油砂勘探开发提供借鉴。

1 东、西部地区的油砂分布及产出层位

1.1 油砂分布

东部油砂矿主要分布在松辽盆地西部斜坡带的图牧吉地区[8]，二连盆地东缘的巴达拉湖和吉尔嘎郎图也发现了一定规模的油砂矿带。西部准噶尔盆地是中国目前发现的油砂资源最丰富的盆地之一[2]，主要分布在西北缘的乌尔禾、白碱滩、黑油山，以及南部的霍尔果斯、喀拉扎和沙丘河等地。塔里木盆地的油砂矿带则分布在盆地西北缘库车坳陷、柯坪隆起和塔西南的喀什坳陷[2](图1)。

1.2 产出层位

东部盆地油砂具有砂层埋深浅、层位薄而多，含油率高的特点，品质随深度逐渐变差[8]。产出层位集中在白垩统碎屑岩储层(图2)，岩性多为含砾砂岩、中—细砂岩以及粉砂岩，伴有暗色或杂色泥岩沉积[9-10]。松辽盆地图牧吉油砂矿产出于西部斜坡的白垩统姚家组和嫩江组地层。二连盆地吉尔嘎郎图油砂矿产层为下白垩统阿尔善组和腾格尔组砂岩地层。

图1 中国东、西部地区构造格局与油砂矿带分布叠合

图2 中国东、西部盆地油砂层位产出柱状图

西部盆地油砂具有地表出露面积大、含油砂层厚而多、油砂品质好等特点，但含油率相对较低。油砂产出层位自古生代至新生代均有分布(图2)，岩性以砾岩、含砾粗砂岩为主，层间夹杂细砂岩和粉砂岩[11]。准噶尔盆地风城地区油砂主要分布在三叠系克拉玛依组、上侏罗统齐古组和白垩系吐谷鲁群等中生代地层[11]。塔西北喀什油砂矿主要为出露地表的白垩统克孜勒苏群和中新统安居安组[14]。塔中、塔北地区油砂主要分布在志留系碎屑岩中[13-14]。

2 成藏因素对比

2.1 源岩

东部油砂烃源岩主要分布在白垩系湖相泥岩地层，排烃期多集中在中新生代。如二连盆地吉尔嘎郎图油砂源岩层为白垩系阿尔善组和腾格尔组一段含煤地层，晚白垩世开始排烃[17-18]。西部地区油砂矿源岩具有多套油源层、多个排烃期的特点[14-16]。如准噶尔盆地南缘自中生代至新生代发育有5套可能烃源岩，排烃活动自晚侏罗世至上新世均有发生[15]。

2.2 运移通道

东部盆地多为伸展裂谷型盆地，持续的沉降过程使得盆缘地区形成稳定的长距离斜坡带，成为内部油气侧向运移的主要通道，如松辽盆地西部斜坡上的图牧吉油砂矿[11]。西部盆地经历多期的构造演化，容易形成多期不整合面和大量的逆冲断层，构成不整合面为横向运移通道、逆冲断裂为垂向运移通道的“阶梯式”疏导体系，如准噶尔盆地西北缘的黑油山油砂矿[19]。

2.3 降解稠化作用

东部盆地油砂发育区烃类多以长距离运移为主，原油在斜坡上向浅层运移过程中不断遭受生物降解、水洗和氧化作用，当黏度达到一定级别后，被圈闭封堵成藏。西部盆地油气经历多期的充注—破坏—再聚集的成藏过程，早期形成的油藏被后期的构造运动破坏，烃类在二次运移的过程中遭受降解、水洗等作用，稠化后聚集在晚期形成的圈闭中。

3 成藏模式对比

在前人提出的主要成藏模式基础上[1，6-7]，对中国东、西部盆地油砂斜坡逸散型、断裂疏导型和构造抬升型3类油砂成藏模式进行对比(图3)。

图3 中国东、西部地区油砂成矿模式对比

3.1 斜坡逸散型成藏模式

东部单斜坡逸散型与西部多级斜坡逸散型。东部松辽盆地西部图牧吉油砂[9]属于单斜坡逸散模式。盆地演化过程中该地区长期处于区域性大型单斜的状态[20]，斜坡区构造平缓，烃类主要沿着斜坡侧向运移，运移过程中轻烃逸散分异并在浅层遭受水洗、氧化和降解等破坏作用，最终聚集成藏。西部准噶尔盆地西北缘乌尔禾油砂[3]属于复杂的多级逸散模式。

盆地西北缘挤压形成的大量逆冲断层[21]与盆地的多期不整合面构成“阶梯式”的运移通道，烃类在“折线式”的运移过程中不断分异稠化，最终在近地表浅层聚集成藏。

3.2 断裂疏导型成藏模式

东部拉张断裂疏导型与西部挤压逆冲断层疏导型。东部二连盆地吉尔嘎郎图油砂[22]属于拉张断裂疏导模式。宝饶构造带在古近系发生构造反转[25]，早期拉张作用形成的正断层被激活并沿断面反冲至地表，形成下部正断层、上部逆断层的油气运移通道组合，烃类最终在浅层地表稠化并聚集成藏。

西部塔里木盆地西北缘的柯坪冲断带油砂[28]则是西部挤压逆冲断层疏导成矿模式的典型代表。天山挤压作用形成的逆冲断裂为烃类运移的有效通道[23]，推覆作用在断层附近形成大量断裂传播褶皱，导致部分原始油藏暴露地表，烃类沿逆断层运移至浅层褶皱带中稠化成藏。

3.3 构造抬升型成藏模式

东部构造反转抬升型与西部多期叠合抬升型。东部二连盆地早期油藏主要分布在单断凹陷斜坡构造带的鼻状构造砂体中，以构造-岩性油藏为主[24]。白垩系末期，盆地反转抬升，早期油藏遭受破坏，烃类沿着区域不整合向近地表的浅层砂岩储层运移，其间原油降解稠化形成油砂矿藏。准噶尔盆地霍尔果斯构造带[25]由于晚新生代盆地南缘的构造运动，使得中生代形成的油藏抬升并顶部被削截，浅层挤压作用形成的滑脱断层成为次生油气藏的重要运移通道，使得油气发生再聚集，烃类在多期的抬升过程中稠化成藏。

4 勘探启示

4.1 油砂成藏模式差异导致勘探对象不同

东部地区油砂储层非均质性强，成藏模式简单，油砂潜在勘探对象多为盆地斜坡带的沉积相变化区(如松辽盆地)[9]或是盆内“通天断裂”发育的构造反转部位(如二连盆地、海拉尔盆地)。西部地区油砂潜在勘探对象多为逆断层发育的山前推覆带或是浅层地表的逆冲褶皱发育区(如库车塔西南山前带)。

4.2 东、西部油砂矿带的勘探思路各有侧重

西部地区盆地构造运动频繁，早期油藏多被破坏，油砂勘探可建立在地表沥青露头勘察基础上，结合地区地震等物探技术[26]对浅层地表构造样式的精细解释，落实圈闭就可能发现新的油砂矿。东部地区盆地后期稳定的成盆环境不利于早期油藏的破坏，缺少地表油气显示，需要对潜在勘探区沉积相进行精细刻画[9]，并通过沉积相界面确定储层物性变化带，从而寻找新的油砂矿。

5 结 论

(1) 中国东部地区油砂具有埋藏浅、储层非均质性强、含油层位薄的特点；西部地区油砂则表现为地表出露面积广、含油层位多、储层时代跨度大的特点。

(2) 东部油砂矿主要形成于原油长距离斜坡侧向运移过程中的逸散稠化作用，而西部油砂矿则是原油在多期充注—破坏—再聚集的过程中的氧化稠化作用。成藏模式上东部主要为单斜坡逸散型、拉张断裂疏导型和构造反转抬升型；西部则为多级斜坡逸散型、逆冲断裂疏导型和多期叠合抬升型。

(3) 东部地区的油砂主要富集在盆地的大型斜坡区和构造反转区，油砂勘探侧重于潜力区储层沉积相的精细刻画；西部地区的油砂主要富集在前陆冲断带和山前推覆带，油砂勘探侧重于在地表沥青露头勘察基础上的构造解释及有效圈闭落实。

[1] 单玄龙，车长波，李剑，等.国内外油砂资源研究现状[J].世界地质，2008，26(4)：459-464.

[2] 薛成，冯乔，田华.中国油砂资源分布及勘探开发前景[J].新疆石油地质，2011，32(4)：348-350.

[3] 王盛鹏，张金华，钟太贤.准噶尔盆地红山嘴油砂成藏控制因素及储量计算[J].中国矿业，2012，20(11)：53-56.

[4] 胡健，周艳春.中国油砂富集区域资源勘探开发序列研究——基于探索性空间数据分析[J].统计与信息论坛，2014，29(1)：76-80.

[5] 刘人和，王红岩，王广俊，等.中国油砂矿资源开发利用潜力及前景[J].天然气工业，2009，29(9)：126-128.

[6] 法贵方，康永尚，商岳男，等.全球油砂资源富集特征和成矿模式[J].世界地质，2012，31(1)：120-126.

[7] 马峰，张光亚，王红军，等.全球重油与油砂资源潜力、分布与勘探方向[J].吉林大学学报(地球科学版)，2015，45(4)：1042-1051.

[8] 李宁熙，黄海平，孙晶晶，等.松辽盆地西部图牧吉油砂地球化学特征[J].石油与天然气地质，2015，36(4)：581-586.

[9] 罗洪浩，单玄龙，管宏图，等.油砂储层非均质性的研究及对油气运移通道的预测——以松辽盆地西部斜坡为例[J].世界地质，2012，31(4)：761-771.

[10] 王权，李晓红，赵璇，等.二连盆地断陷湖盆沉积砂体分布主要控制因素[J].油气地质与采收率，2014，20(6)：42-45.

[11] 宋璠，杨少春，苏妮娜，等.准噶尔盆地北缘山前带沉积物源及相模式研究——以哈拉阿拉特山前缘春晖探区为例[J].沉积学报，2015，33(1)：49-59.

[12] 魏伟，杨海军，杨芝林，等.塔里木盆地喀什凹陷北部油砂分布特征[J].中国石油勘探，2006，11(3)：76-78.

[13] 程斌，王铁冠，常象春，等.塔北哈6井油砂及沥青砂岩抽提物的地球化学特征及对比[J].石油实验地质，2014，36(6)：736-743.

[14] 张俊，庞雄奇，刘洛夫，等.塔里木盆地志留系沥青砂岩的分布特征与石油地质意义[J].中国科学，2004，34(增刊1)：169-176.

[15] 陈建平，王绪龙，邓春萍，等.准噶尔盆地南缘油气生成与分布规律——烃源岩地球化学特征与生烃史[J].石油学报，2015，36(7)：767-780.

[16] 郭群英，李越，张亮，等.塔里木盆地西南地区白垩系沉积相特征[J].古地理学报，2014，16(2)：169-178.

[17] 王帅，邵龙义，闫志明，等.二连盆地吉尔嘎朗图凹陷下白垩统赛汉塔拉组层序地层及聚煤特征[J].古地理学报，2015，17(3)：393-404.

[18] 罗洪浩，单玄龙，衣健，等.二连盆地吉尔嘎朗图凹陷油砂资源潜力评价[J].矿床地质， 2010，29(增刊1)：1051-1052.

[19] 瞿建华，张顺存，李辉，等.玛北地区三叠系百口泉组油藏成藏控制因素[J].特种油气藏，2013，20(5)：51-56.

[20] 拜文华，刘人和，李凤春，等.中国斜坡逸散型油砂成矿模式及有利区预测[J].地质调查与研究，2009，32(3)：228-235.

[21] 赵群，王红岩，刘人和，等.挤压型盆地油砂富集条件及成矿模式[J].天然气工业，2008，28(4)：121-126.

[22] 吴孔友，郭志强，田辉，等.吉尔嘎朗图凹陷宝饶断层的构造特征及其控油作用[J].新疆石油天然气，2004，15(1)：16-20.

[23] 董立，徐文明，赵旭，等.塔里木盆地柯坪隆起推覆作用对断裂封闭性的影响[J].石油实验地质，2014，36(1)：46-50.

[24] 张臣，郑多明，李江海.柯坪断隆古生代的构造属性及其演化特征[J].石油与天然气地质，2001，22(4)：314-318.

[25] 费宝生.从二连盆地看东北亚地区裂谷盆地群油气勘探[J].大庆石油地质与开发，2002，21(3)：7-11.

[26] 何登发，李德生，何金有，等.塔里木盆地库车坳陷和西南坳陷油气地质特征类比及勘探启示[J].石油学报，2013，34(2)：201-218.

编辑 张 雁

10.3969/j.issn.1006-6535.2016.01.001

20150920；改回日期：20151117

国家重点基础研究发展计划(“973”项目)“中国西部古亚洲洋构造域火山岩油气藏形成的地质背景”(2009CB219302)和“库车盐构造变形特征分析和区域变形场建立”(041013100040)共同资助

崔鑫(1985-)，男，2006年毕业于东北石油大学油气地球化学专业，现为北京大学石油地质专业在读博士研究生，研究方向为石油地质与构造地质。

TE121

A

1006-6535(2016)01-0001-05