张猛
(桂林理工大学地球科学学院,广西 桂林 541006)
黎凡特盆地位于东地中海沿岸,该区自塔马尔气田发现以来,不断获得重大油气发现,资源量巨大,具有良好的勘探前景。但黎凡特盆地整体勘探程度较低,发现主要集中于盆地南部的以色列海域。前人主要从区域构造[1-7]与沉积方面[8-11]对黎凡特盆地进行了研究,对于盆地构造、沉积、成藏特征等方面的研究不足,未来勘探方向还不够明确。因此本文基于对黎凡特盆地油气资源概况、构造、沉积、成藏组合等方面的研究,探讨了该区的勘探有利区。
黎凡特盆地地处东地中海沿岸,位于阿拉伯板块、非洲板块以及安那托利亚板块交界处[2,4,12-13]。东地中海地区主要分布有黎凡特盆地、尼罗河三角洲盆地、西阿拉伯盆地、扎格罗斯盆地、塞浦路斯盆地、拉塔基亚盆地、厄拉多塞盆地以及朱迪亚等含油气盆地[14,15],其中被动大陆边缘盆地主要包括黎凡特盆、地尼罗河三角洲盆地和普莱锡特盆地[16,17]。黎凡特盆地自北向南呈楔形,东部为死海走滑断裂带,北部以东地中海走滑断裂带为界(图1)该盆地自晚古生代形成以来均处于相对稳定的构造环境[18,19],以海相沉积为主[16,17]。
图1 黎凡特盆地位置图(据文献[16-17]修改)
地中海海域剩余油气可采储量规模较大,东地中海是油气最富集的地区,油气分布较为集中。东地中海发现了众多大型及特大型油气田,油气类型主要以天然气为主[20]。20世纪40年代南特拉昂阿特拉斯盆地中发现的Gela 油气田拉开了地中海地区油气勘探的序幕[20,21],东地中海海域勘探较晚,于1968年才开启它的油气勘探之旅[22]。东地中海地区于2009~2011年相继发现3个世界级的生物大气田,黎凡特盆地为其中规模最大的一个[20,21]。黎凡特盆地水深大于1000m,总面积4.85×104km[16,17],油气资源蕴藏量十分丰富。黎凡特盆地油气大突破始于2009年塔马尔气田的发现,在2010年和2011年又相继发现了Leviathan 气田和Aphrodite 气田。盆地整体勘探程度及钻井密度都比较低,已发现油气主要集中在盆地南部的以色列海域,北部的黎巴嫩海域区块尚未进行勘探。
东地中海黎凡特盆地属于受中新世以来全球造山运动影响的“正反转改造型”被动大陆边缘盆地,可能是各种类型的被动大陆边缘盆地自中新世以来受周缘造山运动影响发生轻度—中度正反转而行成的[7]。黎凡特盆地结构主要以中新世以来的改造层系为主,由陆向海方向挤压作用逐渐减弱,漂移期沉积充填主要以中小型三角洲,中等规模水道、斜坡扇体系为主[17,23-24]。黎凡特盆地的演化受复杂构造应力场的控制,主要可划分为以下3个阶段:
1)陆内坳陷原型盆地阶段(晚石炭世—晚二叠世):受古特提斯洋张开的影响,冈瓦纳大陆内部和边部发育伸展构造,形成陆内坳陷盆地,东地中海区域以前海陆棚相砂岩或泥页岩沉积为主[16,17]。
2)陆内—陆间裂谷原型盆地阶段(早三叠世—晚侏罗世):由于Apulia—土耳其陆块与非洲—阿拉伯大陆分离,使得东地中海自三叠纪变为一个连续沉积的盆地[16,17]。中三叠世以滨浅海碎屑岩沉积为主,晚三叠世-早侏罗世以瀉湖相盐岩和碳酸盐岩为主,中侏罗—晚侏罗世,逐渐转变为海相碳酸盐岩沉积[24-26]。
3)被动大陆边缘原型盆地阶段(白垩纪至今):随着早白垩世晚期海平面的逐渐上升,黎凡特盆地逐渐由海相碳酸盐岩转变为海相碎屑岩沉积。
东地中海黎凡特盆地发育上新统海相泥岩、盆地北部超深水区的渐新统—下中新统海相泥页岩、中侏罗统浅海相泥质灰岩[16-17,27]、上白垩统Mt Scopus群泥灰岩以及下白垩统Gevaram组泥页岩[6]等多套烃源岩。其中位于黎凡特盆地东部死海盆地的Mt Scopus群海相泥灰岩富含有机质,为优质烃源岩。刘小兵等[16-17]根据原型盆地演化和地震剖面显示白垩系沉积物东西向具有连续性,推断Mt Scopus群海相泥灰岩为黎凡特盆地的主力烃源岩。
东地中海油气主要富集于中新统和上新统砂岩之中[20]。黎凡特盆地主要发育上新统Yafo组壳质砂岩、渐新统—下中新统Tamar组砂岩、白垩系砂岩、白云岩和侏罗系灰岩等四套储层[27],气藏主要分布于渐新统—中新统Tamar组砂岩中。中新统Bet Guvrin组泥页岩为主要盖层,渐新统—中新统泥页岩较为发育,且沉积厚度较大,为有效的区域性盖层[16,17]。
黎凡特盆地油气藏形成与分布主要受构造作用控制,油气源于三叠系裂谷层系和侏罗系早期坳陷层系,但主要赋存于中新世反转层系挤压背斜之中[24]。黎凡特盆地的烃源岩与储集层条件虽然与其原型盆地相同,但由于受构造反转的控制,油气经过反转断层会发生垂向运移。因此,上白垩统Mt Scopus群泥灰岩中生成的油气可垂向运移至渐新统-中新统Tamar组砂岩中[16-17]。
东地中海黎凡特盆地巨厚的中新统梅新阶蒸发岩有效阻止了上新世以来的晚期黎凡特逆断层对盖层的破坏,油气藏得到了较好的保护[28]。黎凡特盆地主要发育生物气和热成因油气两套成藏系统[27],中—下新统生物气主要聚集于中央隆起带,上新统生物气主要在近岸浅水陆坡区分布;地中海东部中生界碳酸盐岩储层较为发育,油气藏主要在盆地东部沿岸带富集。由于盆地东部构造活动相对频繁,不整合面和深大断裂较为发育,因此有利于中侏罗统油气的向上运移。
东地中海油气资源储量十分可观,但地中海虽然整体勘探程度不高,目前油气发现主要集中在黎凡特盆地南部的以色列海域。东地中海以色列深水区中生界烃源岩已经成熟[10],其生成的天然气可沿断裂带垂向运移至侏罗系—白垩系砂岩或碳酸盐岩潜在储集层中[16,17],因此以色列深水区中生界砂岩、碳酸盐岩可作为未来主力勘探方向,其上覆古近系碎屑岩体系同样也具有一定勘探潜力[20]。除此之外,还应加强对东地中海地区新层系以及深部层系的勘探工作,寻找存在有效烃源岩、断裂较发育的区域。