为什么石油资源分布贫富会如此悬殊——访石油地质学家、西北大学地质学系刘池阳教授

■ 本刊特约记者 王大锐

石油是当今世界上最重要的不可再生化石能源之一。目前国内外油气勘探、发现和开采的实践揭示了一个令人迷惑不解的现象——在全球的不同空间尺度，石油资源分布的贫富差距极为悬殊。为进一步了解和解答这方面的问题，我特意采访了含油气盆地和石油地质学家——西北大学地质学系刘池阳教授。

问刘老师，在不同空间石油资源分布的贫富相差极为悬殊，比如渤海盆地和河淮盆地就存在这种情况，您能介绍一下相关的情况吗？

答：渤海湾盆地位于华北克拉通东北部，自西向东可划分为6个坳陷和2个隆起，并可进一步划分为50多个次级凹坳陷。最高石油年产量超过7500万吨，占中国石油年产量的 1/3以上。而河淮盆地的面积与渤海湾盆地相当，但至今尚未发现工(商)业油气藏。根据目前的勘探程度，虽还不能断言在河淮盆地不可能找到源于新生界的规模商业油田，但该盆地石油资源欠丰，远不能与渤海湾盆地相比拟的认识应是有据、可信的。对于这一现象，我曾经称其为自然界矿产资源生成分布中的“二八法则(现象)”。再比如位于秦岭造山带东部的南襄盆地，是中国著名的“小而富”含油气盆地，截至2017年底，已探明油气地质储量的90%以上和累计生产原油的93%以上来自不到盆地面积6%(1000平方公里)的泌阳坳陷。南阳坳陷面积较大，累计探明油气地质储量不到盆地探明储量的10%；面积最大的襄枣坳陷已钻探井12口，迄今尚无油气发现。

问 造成这种贫富现象的原因有哪些？

答：对资源极为丰富的含油气盆地的形成或超大型油田(区)的赋存条件及成藏机理的探索，长期以来人们乐此不疲，但迄今尚无实质性突破。已有研究总结的成藏条件、赋存环境和主控因素等，并不足以揭示其油气资源如此超常富集的原因，也不能说明同样具备这些条件和因素的盆地或油区为什么没有巨量的资源。从大地构造学来看，分处华北克拉通东部南北的河淮和渤海湾两个新生代裂陷盆地，在地质特征和演化过程上，相似和同步性远大于其差异性，但两盆地的这些共性在油气资源规模上却未产生相似或相近的结果。

一般情况下，任何两个盆地或同一盆地内不同坳陷中的烃源岩的质量或规模都会存在一定差异。渤海湾和河淮盆地新生代演化过程相同、地理位置相邻、地表环境和发育背景相似，在烃源岩层沉积时的气候条件也应相同或相似，两盆地也均发育深-较深湖相沉积。与中国东部及近海同期发育的渤海湾、南襄、江汉、苏北、珠江口等新生代裂陷盆地的演化过程与沉积-改造特征对比，河淮盆地应发育类似的良好烃源岩，但在这两个地质构造特征存在诸多类似的相邻盆地中，为何烃源岩发育竟有如此大的差别？

在中国和世界油气勘探的历程中，除了对盆地石油资源“贫者愈贫”的困惑外，还有“富者更富”的难料。这在中外石油勘探史上并不鲜见。这种情况在早期除了可能与勘探程度相对较低有关外，很有可能尚有部分重要因素和必要而充分条件未被重视或发现。这种情况普遍存在，并非个例。对这种石油资源规模“质”的不同的形成原因，难以从盆地的构造特征及演化和与水体及气候有关的沉积环境方面给出圆满解释，成因令人费解。只有另辟蹊径，从以往关注甚少的差异性入手，寻找油气贫富悬殊形成的更深层次原因。

问 在盆地的地质特征及演化类型方面，这两类盆地有什么差别？

答：对空间位置相邻、地质特征相似，但石油贫富悬殊的渤海湾和河淮盆地进行多方面对比剖析，它们无疑是探讨石油资源贫富分区形成及其主控因素的理想案例和天然实验室。

新生代河淮盆地的发展演化，与渤海湾盆地一样，可划分为古近纪裂陷伸展和新近纪-第四纪裂后坳陷沉降两大阶段，古-始新世，该区在较强烈的伸展兼剪切作用下，断裂活动较强烈，其中前新生代断裂系中部分被利用，前期沉积地层和构造格局被改造，部分前新生代地层或坳陷随现今盆地边界断裂的强烈活动而下陷，其上接受新的沉积。古近纪裂陷期，河淮地区与中国东部及近海诸同期发育的裂陷盆地一样，盆地内断陷和断隆相邻，隆起强烈剥蚀和坳陷快速沉积同步，坳陷结构以不对称箕状断陷为主要特征。

从两个盆地的新生代构造沉降分析来看，构造沉降史以及总沉降量差别不大，渤海湾盆地个别坳陷的总沉积量略大于河淮盆地。在盆内典型坳陷中裂陷期总沉积厚度最大，均在5000m以上。从我国近海和东西部诸新生代含油气盆地所反映的普遍规律来看，这类沉积环境是可以满足较深湖相(优质)烃源岩发育的。

渤海湾和河淮盆地间及内部的深部结构、今古地温场等的差异，与石油资源的贫富变化相对应，表明二者之间有着深刻的内在联系和密切的成因关系。据此推论和提出新的油气成生模式：石油是生物能与热能和其他相关能(如化学能、动能等)集成及其相互作用的综合产物；石油的贫富总体受区域大地构造-热环境、深部作用过程和深浅部物质交换、能量集成转化程度的控制。

问 从烃源岩质量和规模及其石油资源来看有差别吗？

答：渤海湾和河淮两盆地的显著不同除烃源岩的优劣外，主要表现在岩浆活动、地温场、构造活动性和深部结构构造方面。这些均是两个盆地深部作用过程及其演化差异的反映。由此导致的地壳浅层伸展强度、岩石圈深浅部物质交换等效应的不同，可能是导致盆地之间或盆地内部不同坳(凹)陷优质烃源岩是否发育、油气资源贫富悬殊的深层次原因。

对石油极丰盆地富烃坳陷中优质烃源岩的生烃贡献和所发现储量的对比分析表明，同沉积期水体中生物的超常勃发繁盛是优质烃源岩形成最重要的条件。在通常生态环境下较深湖泊中生存繁衍的水生生物，即使在盆地演化过程中此环境存在的时间足够长、保存条件良好，也难以形成规模优质烃源岩。生物超常勃发是有机质勃发的前提，前者的形成需要外部或特殊物质的介入，或特别的生态环境。火山活动也是一个引起有机质勃发的重要因素。

在陆相含油气盆地沉积过程中，决定优质烃源岩形成的关键因素——水体中生物超常勃发繁盛，主要与较高的热背景和来自盆地深部及之外火山、热液活动等高营养物质的介入有关。其形成主要受控于深大断裂的活动和活跃的深部作用过程。此构造动力学环境和铀、盐类等物质的介入，亦有利于烃源岩生烃转化，并产生外源氢而使生烃量增多。这就可以较好地说明和理解渤海湾盆地和河淮盆地石油资源贫富悬殊的形成原因，同时也可解释渤海湾盆地内部油气贫富的差异及其变化特征。

这两个盆地前新生界烃源岩的分布和地层时代也差别较大。渤海湾盆地除临清坳陷外，大面积缺失中生界，上古生界也分布较局限，并有元古界较大范围出露，区域油气勘探前景欠佳。河淮盆地中北部及北邻临清坳陷，中生界分布较广，上古生界在大部分地区存留，下古生界几乎全区分布，具有较大范围寻找源于前新生界烃源岩油气的物质基础和良好前景。这两个盆地所在地区前新生代地层分布和剥蚀改造的显著不同，是中生代晚期克拉通稳定性整体遭受破坏程度明显有别的浅部效应。