保存条件分析

东秦岭－大别造山带两侧经历了多期的构造活动，这些构造活动主要表现为褶皱、抬升剥蚀、断裂等，造成盖层发生变形、变位，使保存条件受到改造、破坏，并使盖层和保存条件在平面上和纵向上具有明显的分区性和差异性。以南侧为重点进行分析。

4．4．2．1 抬升剥蚀

构造运动的多期性产生多期隆升和剥蚀，造成地层分布平面上的不连续性和分区性，致使不同构造改造强度地区地表出露地层相差甚远，进而在隆升剥蚀过程中不同程度地造成盖层的剥蚀和破坏。

南侧江汉平原地区在加里东期、印支期剥蚀量都较小（200～500m），这两期隆升主要造成志留系上部粗碎屑岩和中三叠统巴东组的剥蚀，对保存条件破坏较弱，流体封存条件总体较好，但在江汉平原荆门—京山—仙桃一带印支期的隆升造成下三叠统嘉陵江组暴露，由于含膏岩盖层极易受到淡水淋滤改造成为膏溶角砾岩，而失去保存条件。在燕山运动构造作用下，褶皱与逆冲断裂活动强烈，造成局部古生界出露地表，形成区域性不整合面，江汉平原区局部剥蚀高达2500m，剥蚀量较大的构造隆升区（复背斜）的流体封存条件变差，如中寒武统覃家庙组含膏岩盖层，在簰深1井由于深埋地腹含膏云岩段厚224．5m，而在秭归乔家坪由于暴露受到淡水淋滤而成为膏溶角砾岩。因此燕山期构造隆升剥蚀对保存条件影响较大，局部地区早期形成的油气藏被破坏。

多期构造运动中印支期以来的构造活动差异性抬升、风化剥蚀对盖层的保存影响最为显著，即隆升剥蚀造成盖层连片分布范围变小或剥蚀殆尽，盖层的残存具有明显的分区性，而盖层的隆起剥蚀区往往又成为供水区，造成地层的泄压与油气的散失，如湘鄂西地区的复背斜区，受断裂、不整合面等疏导系统影响有利于大气降水在重力作用下渗补给地下水对周缘保存条件形成破坏性改造。

连片分布的寒武系下统、寒武系中统、志留系、上三叠统—侏罗系等盖层，经历了印支期以来的构造活动，在平面上具有不同的残存特征。如上三叠统—侏罗系盖层仅残留在构造活动较弱的秭归、当阳、沉湖—土地堂地区，而湘鄂西地区剥蚀至志留系（桑植－石门、花果坪复向斜）及以下地层（中央背斜带、宜都－鹤峰背斜带等），使下组合成为唯一的勘探对象。燕山早期构造运动使江汉平原地区内部发生强烈的抬升剥蚀和变形，改造强烈的地区主要位于永隆河隆起和通海口构造带，隆升剥蚀量一般为1300～1400m。在中扬子南缘地区构造活动更为强烈，隆升高、剥蚀层位深，使早期的油气藏被抬升至地表遭到破坏，如沿江南隆起分布的永顺王村古油藏、慈利南山坪古油藏、通山半坑古油藏等成为抬升剥蚀造成保存条件被破坏的有利证据（图4－4－4）。

图4－4－4 江南古隆起周缘古油藏及沥青脉分布图

4．4．2．2 主造山期逆冲断裂对保存条件的影响

东秦岭－大别造山带两侧经历了多次构造运动，前印支期构造运动表现为整体的垂向升降为主，对保存条件影响较有限，而印支期以来构造运动形成了现今复杂的断裂系统。主造山期构造活动造成挤压断裂的发育和构造变形强度具有明显的分区性，不同的构造区具有不同的构造变形特征和地层发育特征。因此，印支期以来主造山期的构造活动造成早期相对统一的保存条件发生解体，并具有了分区性特征。

断裂活动造成沉积盖层变形变位，表现为极为发育的角砾岩带、劈理化带，如襄樊－广济断裂具多期活动性质，断裂带常表现为地层断失、岩层产状的变陡以及多期相关方解石脉体的发育，对油气保存条件的影响相对较大。断裂附近盖层内部或周缘往往发生褶曲、地层破碎，并伴生小断裂、微裂隙等次生构造，而远离断裂发育带地层成层性好，层理清晰，破坏小，如京山断裂对志留系盖层的影响就具有如上特点，在靠近断裂的杨集一带地层改造强烈，盖层劈理化、揉皱现象严重，断层泥少见，沉积结构属非正常，志留系泥岩微孔隙半径分布较宽，以1．0～40．0nm为主，局部见及发育100～10 000nm微孔隙半径；而远离断裂的惠亭山一带由于受断裂改造较弱，盖层沉积结构清晰，变形程度弱，志留系泥岩微孔隙半径分布相对集中，以1．0～6．3nm为主，无大于100nm微孔隙半径，反映了断层对泥岩盖层具有明显的破坏作用，造成泥岩盖层封闭性降低，保存条件变差。

一般的盖层通过毛细管封闭对油是有效的，而天然气具有易于水溶与多相散失的特点，必须依赖于压力封闭的综合效应，尤其是在古生代原生油气藏异常压力封存系统。造山带两侧在主造山期伴生大量的逆断层，造成构造解体或破坏，圈闭类型也由背斜型向断背斜、断鼻和断块型转化，强烈的构造运动使早期油气藏压力封闭系统遭到破坏而调整，断裂对油气保存的影响自始至终，一方面将早期的大型油气藏解体为多个小型的、具不同压力系数的油气藏，油气向背斜高部位聚集，只有在构造发育程度中等及高陡背斜断层下盘的潜伏构造才能形成压力封闭而次生成藏；另一方面，主造山期断裂纵向上切割深、切穿地层时代老、沟通不同流体系统多，该期断裂一般认为对保存条件的影响以破坏作用为主导，特别是大型通天断裂，其影响层系多、范围广，往往成为油气运移、逸散的通道，是重要的泄压带，因此该期断裂往往造成油气成藏的压力封闭系统的破坏，导致天然气的逸散与压力外泄，造成保存条件平面上的分区（带）性。

研究表明，油气苗、温泉和热液活动均产自裂缝、裂隙或较大断裂带及其附近，这无疑说明断裂活动对油气的运移、聚集和散失起着十分重要的作用，其作用在于断裂开启、封闭的历史变化及这种变化与油气生成和运移的匹配关系。江汉平原南部通山半坑古油藏沥青产出层位为下志留统高家边组灰绿色中－厚层状石英粉细砂岩，碳沥青呈脉状或透镜状充填于断裂带中，无固定的层位，其形态决定于裂隙的空间大小，碳沥青中夹有石英砂岩包体，呈胶状均质体，说明碳沥青形成时为塑性液态、半液态流体沿断裂向上运移注入裂隙，断裂带是运移聚集通道和储集空间。研究表明碳沥青的油源来自下寒武统和上震旦统，印支期—燕山早期，伴随着大规模的褶皱和冲断，高角度冲断层的下盘岩体产生垂直断裂或张裂隙，聚集于下志留统下伏层系的下寒武统和上震旦统烃源岩形成的古油藏遭受破坏，深部原油沿断层运移，在向上运移的过程中遭到生物降解作用，形成高密度、高黏度的重质油甚至沥青，尽管下志留统石英砂岩具一定的储渗性能，但对于高黏度的重质油（沥青）而言，基本不具储集性，因此，其孔隙中无碳沥青分布，而主要分布于张裂隙中。

综上所述，主造山期断裂对盖层形成切割，并成为油气逸散的通道，对整体的保存条件起破坏作用。对盖层的改造在平面上的影响在南侧具有东强西弱、南北强中间弱的特点，而造山带北侧表现为南强北弱；纵向上的影响具有上组合强、下组合弱的特点。

4．4．2．3 推覆叠置作用对保存条件的影响

印支期以来，东秦岭－大别造山带向南北两侧挤压形成了巨大的逆冲推覆构造，因此推覆叠置作用主要发生在造山带两侧构造强变形区。逆冲推覆构造受沉积地层中软弱层的控制，如南侧的志留系、三叠系嘉陵江组膏盐层以及侏罗系煤层和北侧石炭系—二叠系煤系地层等，它们是造成推覆叠置、逆冲推覆构造结构的直接控制因素。

研究区南北两侧造山带边缘是印支期以来构造活动最强烈的地带，且发生较大规模的推覆构造，形成飞来峰和构造窗。对于该推覆体的推覆距离，不同学者利用不同方法进行研究和推算，表明逆冲推覆构造的推覆距离大于100km。由于大型逆冲推覆的存在，推覆体沿主滑动拆离面长距离推覆滑移，必将使推覆体之下掩伏的扬子和华北台盆转换带及盆地区的地层成为潜在的勘探领域。

推覆叠置造成地层埋深发生变化，泥岩、膏岩、泥灰岩都具有随着埋深变大变形模量增加（图4－4－5）、盖层封闭性具有变好的趋势。此外推覆叠置造成沉积地层所处的压力发生变化，应力对不同岩性的盖层封闭性能的影响程度和影响方式也不一样。对于白云岩、灰岩，由于其岩性致密，具有明显的脆性特征，在应力作用下易于发生破裂，形成释压通道，这将使其封闭性能大大降低。对于泥岩来说，压实程度对其封闭性能具有重要的控制作用，逆冲推覆垂向叠置形成的应力对泥岩封闭性能的影响表现为三个方面：①推覆叠置造成上覆地层加厚，提高的静岩应力值可以对泥岩产生构造压实作用，使其孔渗性减小，封闭性能增强；②逆冲推覆造成高的挤压应力值可以使欠压实泥岩产生超压，增强封闭性能；③应力可以使泥岩发生破裂，产生裂缝，使封闭性能降低。

图4－4－5 盖层变形模量与深度相关图

造山带北侧中生界和石炭系—二叠系煤系在逆冲推覆构造中的保存部位有二：一是在推覆滑脱面之下原地系统中赋存，若中生界和石炭系—二叠系煤系产状平缓，则残存分布面积较大（图1－2－10）；二是在逆冲岩席中赋存，若逆冲岩席下部由坚硬岩层组成，则上部中生界和石炭系—二叠系煤系保存较好，并可发育褶皱构造（如宜阳煤田）。需要强调指出的是：有逆冲推覆构造并不一定有中生界和石炭系—二叠系煤系赋存，关键在于推覆体下是否有中生界和石炭系—二叠系含煤地层保存。例如，逆冲推覆作用下煤系可能出现厚度分带现象，甚至会出现大面积构造剥蚀现象。

4．4．2．4 后造山期伸展作用对保存条件的影响

白垩纪晚期区域应力场由挤压转换为拉张性质，白垩纪—古近纪陆相断陷盆地的基底断裂多反转成为控制着晚白垩世至古近纪盆地发育的主要伸展断裂（图4－4－6）。这些区域断裂的反转活化对海相地层油气保存条件的影响主要表现在以下两个方面。

图4－4－6 江汉盆地主要反转断裂活动样式（据刘云生等，2007）

其一，拉张构造环境中有利于超压的快速释放，因为与挤压应力状态下的接近水平的裂缝和低倾角逆断层相比，拉张状态下产生的近于垂直的拉张裂缝和陡倾正断层具有高的垂向渗透性，有利于超压的快速释放。区域断裂的反转活化一方面成为油气运移散失的重要通道，如沔阳开先台地区沔31井在白垩系1652．0～1660．4m井段发现2．2m／2层的油层，试油获5．0t／d工业油流，油源对比分析表明原油主要来源于上三叠统—下侏罗统的煤系烃源层（王必金等，1999），从图4－4－7可以看出，正断层的发育沟通了上三叠统—侏罗系烃源岩，上三叠统—侏罗系烃源岩演化程度较低，处于生油阶段，正断层成为油气向上运移的主要通道，加之本区白垩系渔洋组底部存在物性较好的储集层，同时上覆古近系膏岩、泥岩有利于油气保存成藏，因此正断层对于海相地层油气藏具有破坏作用，成为油气逸散的重要通道。另一方面对于白垩系圈闭其又是晚期次生成藏油气供给的重要通道。

其二，区域断裂的反转往往断距大、倾角陡、切割深，成为地表水下渗的通道，大气水下渗不利于油气的保存。如潜北断裂一带在钟8井、钟76井和朱4井测试取样获得地层水总矿化度分别为2003mg／L（T1d）、540．1～852．19mg／L（C2）、4210．04～5872．78mg／L（Z2），说明了淡水下渗造成水文地质开启程度较高，也反映了张性断裂对保存条件的破坏。此外，沿青峰－襄樊－广济、咸宁断裂带广泛分布中、高温温泉（如房县、咸宁温泉）也是断裂开启、大气水下渗与地下深部流体热能交换的表现。区域性大断裂往往断层交错切割，岩石破碎，在后期风化剥蚀改造过程中成为负地形，有利于大气降水在重力作用下渗补给地下水。断裂周缘正地形区水头压力较大，成为大气水下渗水源补给区。

在造山带北侧伸展构造还具有三方面特点：①主伸展断裂外缘上升盘是抬升、剥蚀部位，当侵蚀基准面位于中生界或石炭系—二叠系煤系之上时，可保存有埋深较浅的中生界或石炭系—二叠系煤系地层；②当侵蚀基准面到达中生界或石炭系—二叠系煤系以下时，中生界或石炭系—二叠系煤系可在大面积内“剃光头”，但在隆起区次凹中可能有少量残存，断陷斜坡区可以形成面积较大、埋深较浅、沿构造走向分布的中生界和石炭系—二叠系煤系残存带；③在断陷深凹部位，中生界和石炭系—二叠系煤系深埋，保存条件较好，可能成为石油和天然气二次生烃的成熟烃源岩。

图4－4－7 沔31井区成藏模式图

总体上，东秦岭－大别造山带两侧后造山期伸展作用对保存条件的影响具有东强西弱的特点，主要发育于受局部的大断裂控制的山间盆地区（如通山、房县、张家界等红色陆相盆地）和断陷盆地区（如江汉盆地、襄枣坳陷、周口盆地）。