（构造地质学专业论文）楚雄改造型盆地油气赋存条件与成藏特点.pdf

摘要 楚雄盆地是中国南方中新生代改造型沉积盆地，自晚三叠世该盆地形成以来，先后沉积 了海相、海陆交互相及陆相地层。因后期改造强烈，多期次构造变形叠加，导致盆地油气成 藏条件和成藏历史复杂，油气分布规律多变。因此，开展盆地油气赋存条件和成藏特点的研 究对楚雄改造型盆地的油气勘探具有重要的意义。 本次研究针对改造型盆地油气多期次聚散的特点，采用整体、综合、动态的主导思想。 以盆地的形成演化为背景，在油气赋存条件研究的基础上，以流体动力演化历史为主线，探 讨油气动态聚、散的期次和特点，突出最晚主要聚集期的成藏作用；最后，综合分析油气成 藏的主要控制因素，总结出油气的成藏特点。 油气赋存条件研究表明：楚雄盆地以上三叠统为主力烃源岩，热演化程度高，至今多已 达过成熟阶段。上三叠统砂岩储集层现今物性极差，晚成岩早期油气的注入和构造裂缝发育 在一定程度上改善了储集条件。盆地盖层发育，微观封盖能力好，尤其以盆地北部和东部的 高塑性膏泥岩盖层封闭性最佳。圈闭类型多样，构造圈闭为主，但喜山晚期改造强烈。 钻井实测温度和压力资料揭示，现今地温梯度较低，但大地热流值高；地层压力为常压 或“负压”。然而，压实研究和流体包裹体恢复压力均表明云参1 井白垩系一奥陶系在最大埋 深时期发育一定幅度的超压：乌龙1 、楚参1 井内稳定压实段有可能与超压释放后的补充压 实作用有关。 古流体动力恢复表明，盆地流体动力演化复杂，平面上表现出明显的分区性，历史演化 具有阶段性。连续沉积期流体动力逐渐积累，强烈构造运动期油、气势幅度和梯度均显著降 低，表明油气发生了大规模的运移。 根据不同地质时期油、气势的分布及演化，结合生烃、储层发育和圈闭形成，划分各演 化阶段的油气运聚系统，并以此为基础，综合输导体的分布和演化，认为盆地西部坳陷的洒 芷一猫街、三街、平j i i 一米甸、广通一一平浪、r 9 2 井一r 9 8 井和东山凹陷的r 1 3 2 井区、r 1 4 6 井一高桥、r 1 2 8 井一万德等地区为长期的运移指向区。 综合分析认为，楚雄改造型盆地成藏条件较好，在地质历史中发生了多期次成藏，燕山 晚期和喜山早期是主要成藏期，后者为最晚主要聚集期。成藏过程具有缓慢与突发交替，油 藏一油气藏一气藏逐渐过渡演化，油气( 气) 藏类型复杂等特点。但在油气成藏后，先后遭 受了燕山晚期和喜山晚期的改造破坏，尤其是最晚主要聚集期后的喜山晚期强烈破坏，导致 现今盆地内大量的地表油气显示，极大影响了楚雄盆地的油气勘探前景。 关键词：油气，赋存条件，流体动力，成藏，改造，楚雄盆地 t h e h y d r o c a r b o no c c u r r e n c ec o n d i t i o n sa n dt h ep o o l - f o r m i n g c h a r a c t e r i s t i c si nc h u x i o n gr e f o r m e db a s i n a b s t r a c t c h u x i o n gb a s i ni sar e f o r m e dm e s o z o i c c e n o z o i cb a s i n ，w h i c hl o c a t e si nt h es o u t h e mc h i n a d u et o s t r o n g p o s t 。s e d i m e n t a r y a l t e r n a t i o na n ds t r u c t u r a l d e f o r m a t i o n ，t h e p o o l - f o r m i n g c o n d i t i o n sa n dh i s t o r yb e c a m ev e r yc o m p l i c a t e da n do i la n dg a sd i s t r i b u t i o nr e g u l a r i t yi s v a r i e d s ot h er e s e a r c ha b o u tt h eo c c u r r e n c ec o n d i t i o na n dp o o l f o r m i n gc h a r a c t e r i s t i c si s n e c e s s a r yf o r t h ef u r t h e rp e t r o l e u me x p l o r a t i o no f c h u x i o n gb a s i n i nt h i s s t u d y ，a c c o r d i n g t ot h ef e a t u r e so f m u l t i - p e r i o dm i g r a t i o n a c c u m u l a t i o na n d d e s t r u c t i o ni nt h e s u p e r i m p o s e db a s i n s ，t h ea n a l y s i sp r i n c i p l e s o ft h e “i n t e g r a t e d ，d y n a m i c ， c o m d r e h e n s i v e ”h a v eb e e nu s e d o nt h eb a s i so ft h e a n a l y s i s o fo i la n d g a sp o o l f o r m i n g c o n d i t i o n ，t h ee v o l u t i o no ff l u i dd y n a m i ci sc o n s i d e r e da st h em a i nr e s e a r c ht h r e a da n dt h es t a g e o fo i la n dg a sa c c u m u l a t i o na n dl e a k a g ei s d i s c u s s e d , e s p e c i a l l yt h eo i la n dg a sa c c u m u l a t i o ni n t h el a t e s ts t a g e a tl a s t ，t h ed o m i n a t i n gp o o lf o r m a t i o na c t o r sa r ec o m p r e h e n s i v e l ya n a l y z e da n d t h er e s e r v o i r - f o r m i n gf e a t u r e sa r es u m m a r i z e d t h er e s e a r c ho nt h eh y d r o c a r b o no c c u r r e n c ec o n d i t i o ns h o w st h e r ea r es om a n yk i n d so f s o u r c er o c ki n c h u x i o n gb a s i n m a j o rh y d r o c a r b o nr o c k l i e s i nt h eu p p e r - t r i a s s i cw i t hh i g h o r g a n i ct h e r m a lm a t u r a t i o n t h ex i s h e l u p u p e n ga n dc h u x i o n g s h u a n g b a ia r e ai s t h ec e n t e ro f h y d r o c a r b o ng e n e r a t i o n t h eu p p e r t r i a s s i cs a n d s t o n ew i t hg r e a tt h i c k n e s sa n dv a s td i s t r i b u t i o ni s t h em a i nr e s e r v o i ra sw e l l h o w e v e r ，t h ep o r ea n dp e r m e a b i l i t yo ft h er e s e r v o i rs a n d s t o n ei ss o p o o rt h a tt h e yc a n n o tb er e g a r d e da sa v a i l a b l er e s e r v o i r b yt h es t u d yo f s a n d s t o n ed i a g e n e s i s ，i ti s i n c l u d e dt h a ts o m ep o r em a yb eh e l db e c a u s et h ee a r l yc h a r g e do fo i la n dg a sc o u l dr e s t r a i nf u r t h e r c o m p a c t i o n i na d d i t i o n ，t h es t r u c t u r a lf r a c t u r ec a ni m p r o v et h er e s e r v o i rp r o p e r t i e sd u r i n gt h e c o t l r s eo ft h el a t eo i la n dg a sa c c u m u l a t i o n t h er e g i o n a la n dl o c a lc a p r o c ko w nn o to n l yp e r f e c t m a c r o s c o p i cf e a t u r e ，b u t a l s o s t r o n g m i c r o c o s m i c s e a l i n ga b i l i t y b u t a b u n d a n tf r a c t u r ei s d e v e l o p e di nm o s to ft h el o c a lc a pa n ds o m eo ft h er e g i o n a lc a pb e c a u s eo fs t r o n gd i a g e n e s i s ， w h i c hr e d u c et h es e a l i n ga b i l i t y t h eg y p s u ma n dh a l i t ec a pi nt h en o r t h e r na n de a s t e r no ft h e b a s i np r o v i d et h eb e s ts e a l i n gc o n d i t i o n s t h e r ea r ev a r i o u sk i n d so ft r a p si nt h eb a s i ns u c ha s l i t h o l o g i c a n d s t r a t i g r a p h i ct r a p s ，c a p - r o c k d e t a c h e df o l d t r a p s ，f a u l t b e n d e d f o l d t r a p s ， f a u l t - p r o p a g a t e df o l dt r a pa n ds oo n h o w e v e r , t h es t r u c t u r a lt r a pt h a th a sb e e nr e f o r m e dv i o l e n t l y d u r i n gt h eh i m a l a y a nc y c l ei st h el e a d i n gt y p e i ti si n d i c a t e dt h a tg e e - t h e r m a lg r a d i e n ti sl o wb u tt h eh e a tf l o wi sh i g h ，a n dt h eg e e - p r e s s u r e b e l o n gt on o r m a lo rs u b n o r m a lp r e s s u r ef r o mt h e w e l l s u r v e yd a t eo ft h et e m p e r a t u r ea n dt h e p r e s s u r e b u tt h er e s e a r c ho fr e s t o r i n gp r e s s u r eb ym e a n so ft h ec o m p a c t i o na n df l u i d i n c l u s i o n s h o w st h a ty u n c a n 1w e l l h a sl o wr a n g eo v e r p r e s s u r e t h eo v e r - c o m p a c t i o ni s d e v e l o p e d i n w u l o n g la n dc h u c a n 1w e l lm a yr e l a t et oc o m p a c t i o no n c em o r ea f t e ro v e r p r e s s u r e sh a v eb e e n r e l e a s e d b ym e a n so fb a s i nm o d e l i n gt e c h n i q u e ，a n c i e n tf l u i dp o t e n t i a l sa n dp r e s s u r ed u r i n gd i f f e r e n t g e o l o g i c a lp e r i o dc o u l db er e s t o r e d i t i sd i s c o v e r e dt h a tt h e p a l a e o f l u i d d y n a m i ce v o l u t i o ni s v e r yc o m p l i c a t e da n d m a n i f e s t se v i d e n t d i v e r s i t yi nd i f f e r e n ta r e aa n ds t a g e d u r i n gt h es u c c e s s i v e s e d i m e n t a r yp e r i o di ts e e m st h a tt h eo i la n dg a sp o t e n t i a l sa n dp o t e n t i a lg r a d i e n ta r ea c c u m u l a t e d s t e pb ys t e p ，w h i l er e d u c e di n t h et e c t o n i cm o v e m e n tp e r i o d ，w h i c hs h o w st h eo i la n d g a s m i g r a t i o nh a v eh a p p e n e di nal a r g es c a l e a c c o r d i n gt ot h ed i s t r i b u t i o no fo i la n dg a sp o t e n t i a l ，c o n s i d e r i n gs y n t h e t i c a l l yh y d r o c a r b o n g e n e r a t i o n ，r e s e r v o i r a n d t r a p s f o r m i n g ，t h e b a s i ni sd i v i d e di n t os e v e r a l m i g r a t i o n a n d a c c u m u l a t i o ns y s t e m si ne a c he v o l u t i o ns t a g e o nt h eb a s i so fa n a l y s i so ft h ed i s t r i b u t i o na n d e v o l u t i o no ft r a n s p o r ts y s t e m ，i ti sc o n s i d e r e dt h a ts h a z i m a n j i e ，r 3 5w e l la r e a ，p i n g c h u a n m i d i a n a r e a ，g u a n g t o n g y i p n g l a n ga r e a ，r 9 2w e l l - r 9 8w e l l i nt h ew e s to fb a s i na n dr l3 2w e l l a r e a ， r 1 4 6w e l l g a o q i a oa r e a ，r 1 2 8w e l l - w a n d ea r e aa r et h es u c c e s s i v ea r e a sw h i c ha r ep o i n t e dt ob y o i la n dg a sm i g r a t i o ni nt h eg e o l o g i c a lp e r i o d a f t e ra l lt h ei n f l u e n c ef a c t o r sa r et a k e ni n t oa c c o u n t ，w ec o n s i d e rt h a tt h ep o o l - a r m i n g c o n d i t i o n sa r ew e l li nc h u x i o n gr e f o r m e db a s i n m u l t i p e r i o da c c u m u l a t i o n sh a v et a k e np l a c ei n t h e g e o l o g i c a lh i s t o r y l a t e - y a n s h a n i a n a n d e a r l y - h i m a l a y a n a r et h e k e y o i la n d g a s a c c u m u l a t i o np e r i o d s ，a n dt h el a t t e ri sl a t e s tr e s e r v o i r f o r m i n gs t a g et h e r ea r em a n yp a r t i c u l a r c h a r a c t e r i s t i c si nt h ec o u r s eo fo i ia n dg a sa c c u m u l a t i o ns u c ha st h ea l t e r n a t i o no fs l o wa n df a s t m i g r a t i o n ，t r a n s i t i o n a le v o l u t i o nf r o mo i lp o o l ，o i la n dg a sp o o lt os i m p l eg a sr e s e r v o i r ，v a r i o u s t y p e so fo i l a n dg a sp o o le t c h o w e v e r , a f t e rt h ep o o l sw e r ef o r m e d ，t h e yu n d e r w e n ts t r o n g r e f o r m a t i o nd u r i n gl a t e y a n s h a n i a na n dl a t e h i m a l a y a n ，e s p e c i a l l yt h el a t t e rr e s u l ti na b u n d a n t o i la n dg a ss h o w so nt h ee a r t h s n r f a c ew h i c hi n f l u e n c et h ep r o s p e c to fo i la n dg a se x p l o r a t i o nt o s o m ee x t e n t z h a n g l i k u a n ( t e c t o n i c s ) d i r e c t e d b yw a n gz h e n l i a n g k e yw o r d s ：o i la n dg a s ，o c c u r r e n c ec o n d i t i o n s ，f l u i dd y n a m i c ，p o o l f o r m i n g ，r e f o r m a t i o n ， c h u x i o n gb a s i n 一、盆地勘探现状 前言 楚雄盆地地处云南省中部，行政区划隶属于楚雄彝族自治州、大理白族自治州和昆明市管辖， 地理位置位于东经1 0 0 。3 0 一1 0 2 。3 0 ，北纬2 3 。4 0 - - 2 6 。4 0 ，南北长3 0 5 k i n ，东西平均宽 为1 2 5k m ，整个盆地北宽南窄，面积约3 6 0 0 0 k m 2 ，是我国南方地区一个较大规模的中新生代构造一 沉积盆地。 楚雄盆地自1 9 5 8 年开始油气勘探工作以来，一直被认为是很有潜力的含油气盆地，无数的石 油勘探工作者在此洒下了辛勤的汗水，照个勘探历程大致可划分为两个时期，即1 9 8 9 年之前的早期 勘探时期与1 9 8 9 年之后的区域勘探时期。在近4 5 年油气勘探过程当中，先后进行了1 ：2 0 万石油 地质普查、全区不同比例的地面地质调查、重磁电物化探，自然电位、部分区带及目标地震勘探、 区域地震勘探等工作，同时还开展了多个方面的石油地质综合研究并对4 个目标实施了5 口井( 楚 参1 、乌1 、会1 、乌龙1 、云参1 ，其中乌1 和会1 井因钻井事故未完成) 的钻探，尤其是2 0 0 0 年 乌龙1 井与云参1 井的成功完钻，为楚雄盆地的深入勘探带来了丰富的资料。 然而，从总体上看，楚雄盆地的勘探研究程度仍然较低，主要物探工作是在1 9 9 6 年以后完成 的，加之盆地具有复杂的构造和沉积演化历史构造对保存条件有较大影响，不同时期构造变形强 烈，对已形成的或同期形成的油气藏改造较强。因此，尽管勘探时间较长，经历了“七五”、“八五” 的攻关，但对于盆地演化机制、烃源岩成烃演化、成藏过程等重要问题的认识程度较低，以至于尚 未取得油气的突破。 二、选题意义 油气成藏研究与油气分布预测一直以来是改造强烈的盆地研究中最为薄弱的环节，这严重制约 了此类盆地的油气勘探开发进程。近几十年的时间里，随着石油工业的迅速崛起和紧张的能源形势， 对油气成藏过程和分布规律的研究日益引起中外地质工作者的重视。如m a g o o n 等( 1 9 9 4 ) 提出了含 油气系统的概念，把成藏的地质要素与地质作用纳入统一的时间和空间范畴，预测油气的分布规律， 但这一理论更加适用于单旋回简单盆地。赵文智，何登发( 2 0 0 0 ，2 0 0 1 ，2 0 0 2 ) 等结合中国盆地演化 多旋回性的实际情况，分析了中国含油气系统的基本特征，提出复台含油气系统的研究思路和方法； 王英民( 1 9 9 8 ) ，康永尚( 1 9 9 7 ，1 9 9 8 ，1 9 9 9 ) ，傅承德( 1 9 9 9 ) 等提出以油气成藏动力学研究为核心， 综合油气的生成、运移、聚集和保存的全过程，采用系统、动态和定量的研究方法将油气成藏典 型实例分析与物理、数值模拟相结合，进行油气成藏的研究。 尽管油气成藏的研究思路、方法与技术等不断更新和完善，但仍没有寻找到较好的办法来解决 因后期改造强烈导致油气赋存条件和成藏历史复杂，油气藏特征和分布规律多变的问题，而只是简 单进行成藏要素的罗列，无助于油气成藏规律的探索。所以，对楚雄改造盆地进行油气赋存条件与 成藏特点的深入研究，是一项探索性很强，具有战略性和前瞻性的科研方向和前沿课题( 刘池阳， 2 0 0 0 ) ，对楚雄盆地乃至改造型盆地油气勘探都有较大的理论意义和实际意义。 需要特别指出，本论文产出于中石化股份有限公司“楚雄盆地原盆恢复及动态成藏研究”项目- 该课题设立的目的也正是通过对楚雄盆地的重点解剖，探索建立改造型盆地油气研究和评价的理论 方法，并为楚雄盆地进一步的油气勘探打下坚实的基础。 三、研究思路和方法 油气作为流体矿产，其流动是绝对的，成藏和保存只是相对的、暂时的。目前，在沉积盆地内 获取的油气资源正是在这种动态平衡下的产物。油气的赋存( 油气在一定成藏要素组合内，发生于 特定时期的分布和富集) 严格受到成盆后期每一次构造运动和盆地改造形式的影响。尤其对于中国 多旋回构造变动发育区，在盆地演化中，多期次改造和多期次成烃，必然导致油气发生多期次生、 运、聚、散的过程。因此，对于改造型盆地而言，油气赋存条件和成藏特点的研究必须采用综合、 动态的观点，从时间和空间配置两个方面进行追踪，搞清油气的来龙去脉。 具体的研究思路为：针对改造型盆地油气具有多期生烃、多期成藏、多期调整等特点，结合楚 雄盆地盆地演化和改造过程的实际，综合分析油气赋存的基本地质条件，抓住生烃、储集、封盖和 圈闭形成等环节中的关键问题；以盆地流体动力演化为主线，突出动态的过程恢复，分析油气多期 次运聚、散的阶段，探讨每一个阶段油气的运聚规律和散失特点，牢牢抓住最晚主要聚集期的成藏 作用：从宏观地质条件和间接流体两个层面讨论油气成藏的主控因素。最后总结楚雄盆地油气成藏 的特点。 四、主要研究内容 按照上述研究思路和方法，主要研究内容包括以下几个方面： 1 、盆地油气赋存的基本地质条件分析 需要指出，因时间和物力等因素的制约，本部分的研究主要是充分利用前人的资料，按照我们 的研究思路，在全面、系统整理的基础上，着重于围绕盆地的生、储、盖、圈等几个方面中的关键 问题进行综台分析，使之为我所用，并提出相应的新认识。研究的主要问题可归纳为： ( 1 ) 烃源岩：查明盆地烃源岩的主要特征，有利烃源岩展布范围、厚度分布、现今热演化程 度、热演化历史以及查明各时期生烃中心，并对各套烃源岩进行评价： ( 2 ) 储集层：储集体的展布特点，砂岩储层的成岩演化历史及对物性的影响，裂缝的形成及 其发育特征，进行裂缝发育区预测研究； ( 3 ) 盖层：盖层展布、成岩作用和构造作用对封闭性的影响、盖层封闭性在空间上的变化； ( 4 ) 圈闭：圈闭的主要类型、分布以及演化特征。 2 、盆地流体动力分布、演化特征及其对油气运聚的作用 以现今流体动力为基础，在多项古参数的约束下，尽可能准确地恢复古流体动力演化，以此作 为研究油气运移聚集的重要依据。主要研究内容包括： ( 1 ) 现今流体动力特征； ( 2 ) 利用多种手段获得有关古压力的信息压实、流体包裹体、盆地模拟： ( 3 ) 通过古流体动力数值模拟恢复流体动力的演化历史，分析演化特点： ( 4 ) 油气在流体动力背景下的运移聚集规律。 3 、油气多期动态聚、散过程和最晚主要聚集期的成藏作用 以油气赋存条件和盆地流体动力演化为基础，结合楚雄盆地演化阶段、构造、热、保存等研究： ( 1 ) 油气动态聚、散的期次和主要特点； ( 2 ) 最晚主要聚集期的成藏作用。 4 、盆地油气聚集的主控因素与成藏特点 通过对以上几部分内容的研究，主要总结： ( 1 ) 影响楚雄盆地油气聚集的地质条件； ( 2 ) 流体动力场与油气成藏的关系； ( 3 ) 盆地内油气的成藏特点。 五、完成的主要工作 在论文完成过程中，本人踏踏实实地做了大量工作，付出了巨大的努力。自2 0 0 2 年开题以来 先后于2 0 0 2 年5 月，在本课题组成员的帮助下完成了野外样品的采集工作，8 - 1 0 月赴昆明滇黔桂 勘探开发研究院，开展文字报告资料、地球物理资料、各类分析和测试资料的收集工作，共收集内 部资料，研究报告1 3 3 余份。2 0 0 2 年1 0 月至今具体开展论文的研究工作。期间，共选取5 7 个样 品进行流体包裹体激光拉曼成分分析和古任力测试，并在大量地质数据整理( 包括岩性、剥蚀厚度、 压实研究、实测压力、实测孔隙度渗透率、水分析等多种基础数据) 和参数选取的基础上，进行古 流体动力数值模拟。共计完成各类图件1 6 0 余张，主要完成的工作见表o - 1 。 表o _ 1主要完成的工作量 内容完成工作量 在全面整理前人资料的基础上，重新编绘上三叠统各套烃源岩厚度、有机碳音量、r o 生烃条件等值线、有机碳厚度图等，考虑多因素评价烃源岩、预测有利生烃范围，完成成果图 件共1 5 张。 全面整理主要储集层的砂岩厚度及物性资料，重新编绘上三叠统一侏罗系各套储集砂 储集条件岩厚度图、储集体分布图t 开展成岩作用和裂缝研究，完成砂岩成岩演化历史国、裂 缝发育区预测图等，共计6 张。 全面整理盆地盖层厚度、微观分析测试资料，重新绘制盆地内局部盖层和区域盖层厚 盖层条件度图，并结台泥岩成岩作用研究，分析盖层封闭性在空间上的变化，并对盖层条件进 行评价，完成图件共5 张。 圈闭条中p全面总结前人资料，重新编绘圜闭分布图，各类圈闭的形成演化图等，共计4 张。 对现有三口深井温度深度进行对比；分析两口测压井现今压力特征，对云参1 井异常 现今流体动力分布 低压的形成原因进行专门探讨，完成成果圈件5 张。 结合盆地演化的历史确定古流体动力模拟的数值模型和地质模型，对上三叠统以上 数值模拟模型的建立和参数1 l 套地层的残余厚度、砂地比图进行绘制 恢复喜山期地层总剥蚀厚度及楚参1 井 选取等五口井的埋藏史，对地下沉积物密度、古温度参数等进行选取，主要完成各类中间、 成果图件共3 2 张。 读取盆地现有三口深井的砂、泥岩综合压实曲线，分析声波时差一孔隙度关系，砂、 压实研究及古压力的求取泥岩孔深关系等，确定盆地的压实规律计算云参1 井最大埋深的古压力建立流 体动力模拟约束条件，完成中间及成果图件1 3 张。 通过盆地数值模拟恢复流体 结合流体包裹体测压结果和最大埋深时期古压力的计算对盆地内1 5 2 个模拟控制 点，共1 6 条横剖面，1 8 条纵剖面进行数值模拟，恢复盆地的古流体动力演化，完成 动力演化特征 各时期过剩压力演化，油、气势分布圈等成果图件共6 0 余张。 油气在流体动力背景下运移 划分上三叠统目的层的油气运聚系统，分析油气运移方向，完成成果图件共8 张。 聚集规律 油气动态聚，散阶段和主要对盆地内油气显示资料进行归纳总结，剖析了元谋洒芷等三个古油藏的成藏地质条件 特征和成藏演化，分析盆地内油气聚、散期次和特点，完成成果图件3 张。 油气成藏特点分析油气聚集的主控因素，总结成藏特点，完成成果图件共计1 0 张。 需要说明，限于研究水平和盆地勘探程度，加之油气成藏研究的特殊性和极富挑战性，文中难 免存在错误或不妥之处，恳请各位专家和同行提出宝贵意见。 3 独创性声明 x 6 2 , 3 6 8 1 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方 外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为 获得耍j t 太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同：【作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：苏毛彩签名臼期：m 铲年月p e t 第一章盆地构造和沉积特征 沉积盆地是油气赋存的基本地质单元，油气从生成到运聚成藏都受控于盆地的构造演化和沉积 充填历史，因此在开展油气赋存条件和成藏特点研究之前，首先必须了解盆地的构造和沉积背景。 本章将对楚雄盆地的区域构造特征、地层和沉积特征以及盆地的形成演化历史进行简单的介绍。 第一节区域构造特征 楚雄盆地位于扬子地台西南缘，盆地以西及西南地区为“特提斯构造域”的三江地块。盆地以 东和以北均属扬子地块，并经会理盆地与四川盆地遥相对应。盆地经历了复杂的演化过程，现今构 造残留盆地西北以程海断裂为界，西南为红河断裂，东为普渡河断裂，东南以绿汁江断裂为界北 为华坪隆起的三叠系出露区。多期构造运动的改造和多期构造形变的叠加，导致盆地发育复杂的断 裂系统边界断裂形成时间早切割深，具有多期和长期持续活动的特点控制了基底的形态、盖 层的沉积和盆地的构造格架。根据断裂的展布方向盆地可分为东北部的s n 构造域西南部和中部的 n w 向构造域，使得盆地呈现出“东西分带、南北分块”的构造格局( 李云森等，高建昆等，2 0 0 0 ) 。 一、基底特征 根据盆地周边地质露头及重、磁、电、震解释资料的综合分析，盆地基底为两套变质岩系组成 的双重结构。下部为下元古界深变质岩系组成的刚性结晶基底，以苴林群和大红山群为代表，分别 出露于元谋苴林一带在盆地西南带的西舍路、新平大红山底巴都、河口等地零星分布。构成盆 地中部、西部刚性结晶基底：上部为中元古界浅变质岩系组成的柔性褶皱基底，主要以昆阳群为代 表。大片出露于绿汁江断裂以东的康滇隆起，构成盆地东部及西部的主要基底岩系。 基底起伏形态总体呈现出由东向西倾斜的状态，并依次显示为隆起一斜坡一坳陷的格局。隆起 主要位于盆地中部的元谋一带及盆地的东部地区，在盆地西部的盐丰和双柏一带则为盆地最深的部 位。从北到南基底被断裂复杂化，表现为凹陷和凸起多次交替。 二、区域断裂 楚雄盆地发育的区域深大断裂主要包括程海、红河、绿汁江和普渡河断裂( 图卜1 ) ，它们延伸 长度一般大于2 0 0 k m ，切割深度达到岩石圈，中基性岩浆活动为主，表现为地球物理场急骤变化带， 中新生代均强烈活动，对盆地形成演化的控制作用明显。 1 、程海断裂 程海断裂是盆地西部边界断裂，走向近北北东向，在盆内延伸长度近2 0 0 k m 。重力勘探资料显 示，程海断裂是由多条断裂组成的断裂系，且多处被北东向断裂错断，表明该断裂形成时间较早。 程海断裂延伸长、走向变化较稳定，可能属压扭性的断层，但不排除早期曾为张性断裂的可能( 马 德称等，2 0 0 2 ) 。在大地构造位置上，程海断裂具有举足轻重的作用，为一级构造单元的分界线。其 东侧为扬子地台区，西侧则为较活跃的台缘过渡带。 2 、红河断裂 红河断裂是盆地西南边界断裂，总体呈北西向展布在盆地内延伸长达2 2 0i 【1 1 i 左右。红河断 裂是由多条断裂构成的断裂带，断面陡立，倾向西南，元古界强烈逆冲，呈叠瓦状样式。断裂在地 质时期中经历过挤压、逆冲、左行走滑、正断及右行走滑等多种变形作用，是一条极其复杂的，经 历过多期次构造活动叠加变形的断裂带对楚雄盆地的形成演化具有重要的控制作用。 3 、绿汁江断裂 绿汁江断裂是盆地西区和东区的分界断裂，呈近南北向延伸，北与四川境内的磨盘山断裂相接， 向南分别与楚雄一南华断裂相交并被红河断裂所截，长达3 5 0 k i n 。断面总体东顷，沿断裂带有各 期多种类型岩浆的侵入，表明断裂多期活动且性质不同。据前人研究，该断裂在中生代经历了由张 ( 扭) 向压( 扭) 转变的反转过程，在新生代以冲断隆升为主，兼具左行走滑，两次构造反转( 马 德称等，1 9 9 0 ) ，使断裂结构复杂。不同地区变形特征有较大差异。 4 、普渡河断裂 普渡河断裂是盆地东部边界断裂，沿普渡河里近南北向展布，长达1 2 0 k m ，与易门断裂一起， 构成了云龙凹陷的边界，因地震测线均未穿越该断裂，断裂形态不清，推断为断面东倾的推覆逆断 层，并伴有一定的走滑特征。前人研究表明，普渡河断裂是长期活动的基底深大断裂，早期为正断 层，燕山晚期转化为逆冲断层，并发生左旋走滑及旋转拉分作用，现今仍为一活动断层( 张奎华等， 2 0 0 2 ) ，对盆地的构造格局具有重要的影响。 三、构造单元划分 依据基底特征、断裂展布和盖层的区域地质特征，盆地可划分为四个一级构造单元( 图卜1 ， 表卜1 ) 由西向东分别为西部逆冲推覆区、中部深坳陷区、元谋隆起区和东部浅坳陷区( 李云森， 等，2 0 0 0 ) 。 l 、西部逆冲推覆区 西部逆冲推覆区位于盆地的西、西南部，沿程海断裂、红河边界断裂分布，由一系列叠瓦状分 布的逆冲推覆体构成，盖层变形强烈，构造复杂，紧邻哀牢山前缘的地层高度倾斜，井出露于地表， 呈现轻度变质，局部地区有基底或古生代地层出露。可分为片角凹陷、平川凸背斜带，云南驿逆冲 推覆前缘带和大红山基底凸起等四个i i 级区带。 2 、中部深坳陷区 中部深坳陷位于盆地中部，西邻西部逆冲推覆区，东邻元谋隆起区，是盆地内坳陷最深，时间 最长，地层发育最全，厚度最大的地区。中部坳陷内，上三叠统深埋地腹，研究程度低。可分为盐 丰凹陷、中和断凸、中央背斜带、双柏凹陷、新平凹陷等五个i i 级区带。 3 、元谋隆起区 元谋隆起位于盆地中部，将盆地东部浅坳陷和西部主体深坳陷分隔开。可分为永仁一牟定斜坡 带和元谋基底凸起两个i i 级区带。 4 、东部浅坳陷区 东部浅坳陷介于绿汁江断裂与普渡河断裂之间，区内发育多条南北向断裂，整体呈两凹夹一隆 的构造面貌。东部浅坳陷是盆地的相对隆起区，埋深浅，中新生代沉积最晚，至晚三叠瑞替期才接 受沉积，并且新生代地层发育不全，主要缺失了上侏罗统、下自垩统。但本区除沉积了中新生代地 层外，还发育了部分震旦系和古生界。可分为东山凹陷、逸纳厂凸起、云龙凹陷、禄丰凹陷等四个 i i 级区带。 图卜1楚雄盆地构造单元划分图( 据滇黔桂勘探开发科学研究院t 2 0 0 0 ) 一3 一 表卜1 楚雄盆地构造单元划分( 据滇黔桂勘探开发科学研究院，2 0 0 0 ) i 级l i 级亚1 i 级 代号名称代号及名称面积( ( 1 1 1 2 )代号及名称面积( i ( 加2 ) i 。片角凹陷1 4 6 9 i 。平川断凸背斜带1 2 2 0 i西部逆冲推覆区 i ，云南驿逆冲推覆莉缘带3 8 6 8 i 大红山基底凸起 1 9 7 6 i i 。帽台山次凸 9 0 6 i i 盐丰凹陷3 7 9 6 i i h 三台次凸 2 8 9 0 l i ，中和断凸2 7 3 4 i i “渡口早期次凸 9 7 3 i i中部深坳陷区 1 1w 大姚中和断鼻背斜带1 7 6 1 i ir - 姚安短轴背斜带l g l 8 i i ，中央背斜带 3 8 1 2 i i 。t 会基关穹隆背斜带 1 8 9 4 l i 双柏凹陷 5 3 4 6 1 i ；新平凹陷 2 6 3 2 h 永仁凹陷超覆带 1 8 5 9 i i i ，永仁一牟定斜坡带4 4 7 4l i l m 牟定断弯背斜带 1 8 2 2 i i i元谋隆起区 i h 黑井凹陷超覆带 7 9 3 i i i 。元谋基底凸起 1 0 8 4 。东山凹陷 2 8 1 5 ，逸纳厂凸起 1 0 6 0 东部浅坳陷区 i v ，云龙凹陷1 4 6 4 禄丰凹陷 4 5 0 第二节地层和沉积特征 楚雄盆地地层主要包括中生界上三叠统一新生界下第三系和局部地区发育的古生界和上震旦 统( 图卜2 ) 。其中上三叠统一下第三系分布广泛，盆地内厚度可逾万米；古生界和上震旦统，主要 位于盆地东北部和盆地的西北部地区，分布范围小，厚度薄，沉积特征如图卜2 所示，在此不作专 门介绍，中新生界各层系沉积特征如下： 一、上三叠统 上三叠统是楚雄中新生代盆地沉积的第一套层系为一套海相、陆相、海陆交互相暗色砂泥岩 及煤系地层，是楚雄盆地油气勘探的主要目的层，广泛出露于盆地周缘，具有全区分布，厚度大， 纵、横向岩性、岩相变化较大，平面上分区性强等特点，由于构造位置及沉积背景的不同，有西部、 东部和北部之分。关于上三叠统的划分对比方案争议较大，本次研究采用的地层对比方案如表卜2 。 1 、云南驿组 云南驿期( 卡尼期) 海侵限于盆地西部宾) s l - 普棚一水塘一线以西地区。为海相深水一半深水 沉积。地层以祥云马鞍山一带为厚度中心( 大于3 5 0 0 m ) ，向周围迅速减薄。岩性下部为页岩夹粉砂 岩中部灰岩夹页岩。上部页岩夹粉砂岩、泥灰岩。因遭受后期剥蚀，盆地西南部云南驿组出露地 表。 2 、罗家大山组 罗家大山期( 诺利早期) 在盆地西部沉积了罗一、二段，盆地北部为丙南组，盆地东部尚处于 一t 一 舞量茂坦 霉 嘎粤 剖面着 l 抽气 i 岩性描建 6 # * t 。 # f m 月t n ，。- t a 鼻、翱e s 兽 t e 刊i 毫t 娃t 鼍 e ，b 主 、e e 主 、托崎t 舔 l 、t 6 女 新冀 i h h ；积f 生 t l l 时 界 萋 1l m - k - - i ：宵 上t薹 l 善 下t i “