新元古界—下古生界勘探层系

4．5．1．1 南侧新元古界—下古生界成藏组合

震旦纪，东秦岭－大别造山带南侧中扬子地区古构造表现为北高南低，区域上由克拉通盆地向南、北过渡到被动大陆边缘盆地，沉积相展布由碳酸盐岩台地相区平缓延伸到次深海大陆斜坡。烃源岩主要分布在古隆起北侧和南部的被动大陆边缘裂谷－盆地以及古隆起西侧克拉通台内凹陷浅海盆地，沉积充填物质由暗色细碎屑岩组成，烃源岩以Ⅰ型和Ⅱ1型干酪根为主。古隆起发展演化也造成地层沉积厚度横向上具有差异性，中扬子地区自南向北发育浅海盆地→稳定台地→古隆起，表现为沉积南厚北薄，下震旦统陡山沱组烃源岩呈向北、北东方向减薄的趋势。

另一方面，隆升造成地层的剥蚀减薄和沉积减薄，使下震旦统陡山沱组烃源岩上覆地层变薄，在一定程度上延缓了烃源岩的演化，纵观神农架地区相当层位的镜质体反射率皆高于京山地区，表明古构造（隆起）对于烃源岩演化具有明显的控制作用（表4－5－1）。

表4－5－1 烃源岩有机质成熟度数据表

早寒武世早期扬子板块周缘被动裂陷洋盆发育，如北侧有南秦岭陆缘裂谷盆地，南侧有华南裂陷洋盆。研究区北侧裂谷的发育进一步强化了鄂中古隆的发育，造成地层缺失。早寒武世梅树村期和筇竹寺期海侵达最大，成为南方早古生代最大海泛期，也是研究区南北两侧裂陷洋盆范围最大的时候，广泛发育了黑色岩系深水沉积建造，形成了下古生界的主力烃源岩，烃源岩干酪根类型以Ⅰ型和Ⅱ1型为主，有机碳含量2％～3．5％。因此，下古生界烃源岩主要分布于中扬子南北被动大陆边缘盆地、陆缘裂谷及克拉通凹陷盆地。

由于研究区东部鄂中古隆的存在控制了该地区烃源岩的平面展布。在研究区东部钟祥—京山一带古地貌比较高，海侵最大时期也未波及至此而缺失寒武纪早期沉积；向西南至荆门一带沉积了与牛蹄塘组（水井沱组）黑色岩系同期异相的刘家坡组碳酸盐岩沉积，在该地区烃源岩不发育；再向西、南至宜昌、神农架一带水体变深，沉积地层由刘家坡组相变为牛蹄塘组（水井沱组），沉积建造以黑色岩系为主，成为有利烃源岩发育区。该期古陆北侧存在同沉积断裂，控制了下寒武统杨家堡组和庄子沟组深水黑色岩系沉积，为有利烃源岩发育区。

中寒武世鄂中古隆进一步向北萎缩，研究区成为水下高地，岩相组合东西向上具有一定的差异。研究区北部大洪山一带沉积中混杂着大量来自北侧的古陆陆源碎屑供给，沉积了一套颜色以紫红色为主、以含粉砂质为特征的沉积建造，岩性下部灰色、紫红色薄层状含泥质白云岩与紫红色云质泥岩、泥岩、粉砂岩不等厚互层；中部紫红色薄层状灰质泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩；上部紫红色薄层状含泥质粉砂岩、含云质粉砂岩夹紫红色薄层状粉砂质泥岩，反映东部京山一带为水体比较浅、相对干旱的氧化环境，不利于储层发育。而西部神农架—黄陵地区由灰色薄层状泥－粉晶白云岩、泥岩、泥质白云岩、砂屑白云岩、砾屑白云岩夹粉砂岩、砂岩组成，可见波痕、粒序递变等沉积现象，为潮下带－潮坪沉积相，有利于储层发育。在研究区南部张家界—慈利—通山一带中寒武世发育镶边台地，沉积模式以有障壁海岸沉积为主，沉积相带呈东西向展布，受大陆边缘浅滩的障壁作用，海水流通不畅，在张家界—慈利—通山一带北侧主要为局限海台地沉积环境，加上接近半干旱与温热交替的气候条件，为膏岩发育创造了有利条件，如秭归乔家坪膏溶角砾云岩和膏溶角砾灰岩，以及簰深1井含膏云岩，证实了中寒武世在东秦岭－大别造山带南侧具有闭塞、蒸发的成膏环境，推测中寒武世中扬子区含膏岩沉积分布广泛，为下伏地层提供了优质的局部直接盖层。

发生于中奥陶世—志留纪加里东运动对南方构造演化产生了深远影响，区域构造和盆地性质进入急剧变革时期。华夏板块和扬子板块形成统一的华南板块，产生南华造山运动，在其北侧的扬子地区坳陷成为隆后前陆盆地，沉积一千多米的砂泥岩，成为广布的区域盖层，至此形成下古生界生、储、盖组合，即下组合油气勘探领域。同时，中奥陶世—志留纪的前陆盆地环境，在研究区及南部形成了第三套重要烃源岩，即上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组黑色碳质泥岩，该套烃源岩厚度分布范围广，层位稳定，有机质丰度高，成为上组合油气勘探领域的主力烃源岩。而该时期研究区北侧紫阳－平利－竹溪－随南盆地推测为整个秦岭洋盆地中一个次级裂陷槽，发育钙碱性玄武质角砾熔岩、辉斑玄武岩、气孔杏仁状玄武岩等基性火山岩沉积，在随州洛阳店一带出现超基性火山岩（橄榄辉斑玄武岩），它们和深海硅泥岩组成，类似深海蛇绿岩，表明研究区具有过渡洋壳－新生洋壳的特征，因此紫阳－平利－竹溪－随南盆地不利于烃源岩发育。

加里东运动在扬子地区主要表现为整体抬升与剥蚀，早期古隆起继承性发展，形成大隆大坳构造格局，如中扬子北缘隆起、江南隆起（？）、黔中隆起及乐山－龙女寺隆起。东秦岭－大别造山带南侧志留系的残留厚度总体上北薄南厚，反映了古构造面貌具有北隆南坳的特点（图4－5－1），平面上在北部恩施—宜昌—荆门—京山—广济一带以北地区沉积厚度小于1400m，为古隆区，在南部张家界—岳阳—九江一带及以南地区为坳陷带，志留系沉积厚度大，一般超过2100m，位于两者之间的地区为斜坡带。在北部隆起区形成两个次级隆起带，分别位于神农架西部和京山—武汉一带；在斜坡带东西方向上具有中部缓东西陡的特点；在南部坳陷带呈近东西向延伸，地层厚度变化快，反映加里东期靠近造山带形成的类前渊沉积的特点。

加里东期形成的隆起带核部的下古生界均遭受不同程度的剥蚀，本区西部乐山－龙女寺古隆起一带，志留系不仅被剥蚀殆尽，奥陶系—寒武系也遭到不同程度的剥蚀，使部分聚集的油气散失。而本区志留系尚残存有1000m左右，向东到湘鄂西一带，志留系残厚可达1500m以上，对下组合志留系区域盖层具有一定的破坏作用，由于该期下组合烃源岩尚未进入生烃高峰，因此对早期的油气藏影响较小；同时有利于碳酸盐岩储层的改造，隆起带之间则为下古生界深埋坳陷带，古隆起的继承性发展演化控制了烃源岩的分布和演化。

图4－5－1 加里东期古构造与下组合油气显示叠合图

从表4－5－2可以看出，东秦岭－大别造山带南侧下震旦统陡山沱组和下寒武统两套主要烃源层演化横向上具有明显的差异，总体表现为南早北晚、西早东晚的特点，如下寒武统烃源岩，在东西方向上西部湘鄂西杨家坪地区分别在海西晚期、印支晚期达到生油高峰和生气高峰，而东部江汉平原南部分别在印支中晚期、燕山早中期达到生油高峰和生气高峰；在江汉平原地区南北方向上，位于古隆起南部坳陷区的簰深1井进入生油、生气的高峰时间最早，分别为早三叠世晚期、早侏罗世早期；京山地区惠亭山剖面因位于古构造相对高部位，进入生油高峰、生气高峰的时间较晚，分别为晚三叠世早期、中侏罗世中期。由此表明古隆起对烃源岩热演化具有明显的控制作用，处于不同古构造部位的烃源岩热演化进程是不同步的，表现为在持续发展的古构造背景下，坳陷区生烃演化进程要早于斜坡带和古隆起区。

表4－5－2 研究区及周缘下古生界烃源岩演化史简表

由于加里东期末下震旦统、下寒武统烃源岩发育区皆已进入生油期，在湘鄂西区宜恩—鹤峰—五峰一带和江汉平原区荆州—洪湖—崇阳一带的下震旦统陡山沱组、下寒武统烃源岩成熟度相对较高，镜质体反射率大于0．8％，已开始进入生油高峰阶段，且加里东期下寒武统烃源岩生烃强度（10×108～300×108m3／km2）远远大于下震旦统烃源岩生烃强度（10×108～80 ×108m3／km2），易形成烃浓度封闭，同时该期断裂不发育，缺乏纵向上的输导系统，加之下寒武统烃源岩上覆中寒武统含膏岩盖层的发育形成有效的封盖，使加里东期油气具有较好的保存条件。

在研究区北部形成的加里东期古隆起成为控制早期油气侧向运移指向区。东秦岭－大别造山带南侧加里东期古隆起具有继承性，而加里东末期研究区及周缘下震旦统烃源岩及下寒武统烃源岩相继达到生油窗，继而进入生油高峰，大量液态烃的产生使烃源岩内部压力增大，随后向上下相邻储集层中排放液态烃以求压力平衡，完成从烃源层向储层的初次运移过程。此时，处于东秦岭－大别造山带南侧中扬子北缘的古隆起已经形成，且南部凹陷部分地区的生烃时间早，因此在流体浮力、地静压力与浓度差等作用力的驱动下，液态烃从南部坳陷高势区向古隆起低势区方向运移，液态烃以沿储层型和不整合面型或两者的复合型输导体系侧向运移为主，而下寒武统、志留系盖层埋深大于1000m，也进入有效期，有利于形成油气藏。从京山、宜昌等地奥陶系、寒武系油苗及与之相伴生的含烃包裹体及演化沥青包裹体，到在储层孔洞缝充填矿物的晶间隙及孔隙壁上现今可见到的储层沥青，它们都是加里东—海西期液态烃在储层中运移聚集的证据。因此，本区所处的古隆起成为早期干酪根生烃灶生成的液态烃运聚的有利指向区，而在古隆起控制下形成的多套良好的岩溶型储层为液态烃富集提供了空间和场所。

综上所述，加里东期古隆起的继承性发展控制了下组合成藏的物质基础、动态演化和早期的油气运移聚集，纵向上构成东秦岭－大别造山带南侧第一套油气生储盖组合——下组合（震旦系—志留系）。

海西期构造运动在东秦岭－大别造山带南侧总体表现为升降运动为主，造成泥盆纪—二叠纪地层之间发育了多个平行不整合，总体隆升剥蚀量有限，对油气保存体系以建设性为主。此外，上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组下部黑色碳质泥岩烃源岩进入生油门限，开始生油，由于志留系砂泥岩沉积充填特征决定了其输导体系不发育，该时期液态烃主要以吸附烃的形式储存在烃源岩中，部分进入致密砂岩储层中，未能发生长距离的初次运移。

印支期扬子板块内部构造变形表现为大隆大坳构造面貌，即“三坳两隆”格局，由于隆起剥蚀层位主要涉及中生代地层，同时断裂不发育，因此对下古生界油气破坏作用有限，同时隆升剥蚀造成流体势能调整，为早期生成的油气和溶于水的天然气提供二次运移聚集驱动力，而隆起带本身又成为油气运移的有利指向区，古隆起上见到众多的油气显示就是证据。

印支期，研究区及邻区下震旦统及下寒武统烃源岩已进入湿气阶段，进而达到生气高峰（表4－5－2），此时的下组合目的层系的古构造在继承了加里东期古隆起的基础上，在黄陵和潜江—京山两地发育向南突出的鼻状隆起。由于气比油的浮力大，且随着深度增加，地静压力也更大，因此气比油以更快的速度向低势区方向运移。与此同时，先期已进入储层的液态烃随着埋深增加，温度压力升高，在后期热裂解作用下生成甲烷及储层残余沥青，一方面减小了浓度差，一方面沥青充填了部分洞、缝，阻碍了气的运移，这样，气态烃的运移速度将减缓，同时古隆起背景的存在成为油气运移的指向。京山地区奥陶系主要发育两组裂缝，走向分别为290°～302°、334°，两组均形成于印支期，含油丰富，裂缝充填方解石中烃类包体以液态烃为主，少量气态烃，表明印支期为早古生代烃源层油气运移、调整的主要时期。

印支期，震旦纪—早古生代形成的古油藏中的原油开始裂解，对于下组合而言已经由干酪根型烃源灶供烃为主转为以古油藏油裂解型烃源灶供气为主，有利的供烃区位于加里东—海西期的古隆起和斜坡带。并且上组合主要烃源岩二叠系已开始进入生油阶段（表4－5－3），但由于未达到生油高峰期规模，生烃量有限，在部分地区可发生短距离运移，而志留系烃源岩进入生油高峰，生烃强度达（20．0～30．0）×108m3／km2。

表4－5－3 江汉平原区上古生界烃源岩演化史简表

燕山运动以来，由于构造活动逐渐增强，构造隆升和断裂、裂缝日益发育，油气运移以垂向运移为主，其盖层连续性被破坏，保存条件逐渐变差，造成早期的油气藏重新调整、分配、破坏，如研究区西部湘鄂西地区宜都构造、长阳构造等。

下震旦统陡山沱组、下寒武统烃源岩在早侏罗世镜质体反射率已高达2．0％～4．0％，生烃潜力基本已经耗尽，已不具备二次生烃的可能；上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组烃源岩在早白垩世镜质体反射率也已高达2．0％～3．0％，烃源岩均已达过成熟阶段，生烃潜力也已基本耗尽，在晚白垩系—古近系深埋时，也不具备二次生烃的可能。

下古生界成藏组合经历了复杂的构造演化，烃源岩具有高演化的特点，发生过油气运移聚集的过程，但在印支期以来的多期构造变形变位改造下，可供勘探的有效成藏组合分布范围急剧缩小，现今主要分布在构造稳定带（如宜昌稳定带、当阳滑褶带和湘鄂西地区复向斜）、晚期构造反转拉张区（如江汉平原沉湖—沔阳地区）以及推覆体下盘影子盆地发育区。

4．5．1．2 北侧新元古界—下古生界可能成藏组合

造山带北侧新元古界—下古生界勘探层系目标区主要为华北南缘（汝南－东岳凹陷）、豫西地区等地。

1．海相泥质烃源岩发育

华北南缘新元古界—下古生界暗色泥页岩分布较广，主要发育于下寒武统下部东坡组／雨台山组顶部，以及青白口系崔庄组／刘老碑组下部。

青白口系潜在烃源岩：主要分布于华北南缘青白口系崔庄组／刘老碑组下段，暗色泥页岩厚度和有机质丰度均具自东南向西北变好的特点，有机质丰度中等，热演化程度高；地史上曾具备较强的生烃潜力，有机地球化学分析证实，豫西青白口系崔庄组下部深灰色泥页岩为潜在烃源岩。

下寒武统优质烃源岩：华北南缘下寒武统下部海相灰黑色含磷泥页岩分布广、厚度稳定，虽然厚度不大，但有机质丰度高，干酪根类型好，处于高成熟—过成熟阶段。其厚度和有机质丰度呈现自北向南、自西向东变好的趋势。总体评价为一套“台缘斜坡型”的天然气优质烃源岩。

2．华北南缘下寒武统油气显示

霍邱马店下寒武统雨台山组的荧光薄片均具有不同程度的荧光显示，荧光颜色有黄色、橙黄色、褐黄色、黄褐色、蓝色及白色，表明下寒武统烃源岩具有多次生烃的能力，以及明显的油气运移特征。另外，在雨台山组上覆下寒武统猴家山组底部砂灰岩中见到固体沥青和轻质原油运移的“浸染状”踪迹。

3．发育多套储盖组合，配置关系良好

华北南缘新元古界—下古生界发育多套储盖组合，具有较好的储盖配置关系。

储集岩：华北南缘新元古界—下古生界储集岩主要为砂岩、白云岩以及碳酸盐岩溶储层。砂岩主要发育于青白口系三教堂组（豫西）／伍山组、四十里长山组（淮南），震旦系董家组下部（豫西），下寒武统辛集组（豫西）／猴家山组（淮南）。白云岩主要发育于青白口系洛峪口组上部，震旦系黄莲垛组、董家组上部（豫西）／四顶山组（淮南），下寒武统朱砂洞组（豫西）／昌平组（淮南），上寒武统炒米店组（豫西）。碳酸盐岩溶储层主要发育于上古生界／下古生界／震旦系／青白口系之间的平行不整合面之下，以岩溶孔洞缝储集空间为主，钻井资料揭示，造山带北侧下古生界顶部多口探井发生井漏现象，表明岩溶侵蚀面具有良好的缝洞发育条件和储集能力。

盖层：华北南缘下古生界—新元古界盖层主要为泥页岩、含膏碳酸盐岩。泥页岩主要分布在青白口系崔庄组／刘老碑组、洛峪口组，下寒武统东坡组／雨台山组；而下古生界顶部最好的盖层为上石炭统本溪组的铝土泥岩，为造山带北侧的区域性盖层。含膏碳酸盐岩主要分布在下寒武统朱砂洞组和馒头组馒头段，在辛集剖面下寒武统朱砂洞组、馒头组分别见膏溶角砾岩，厚度为2～20m。

储盖组合：华北南缘新元古界—下古生界储盖组合自下而上可以划分为三个储盖组合：①下部储盖组合，以青白口系—震旦系多套砂岩、白云岩为储层，下寒武统东坡组／雨台山组页岩为盖层，与下伏青白口系潜在烃源岩组成较好的储盖组合；②中部储盖组合，则由下寒武统辛集组／猴家山组砂岩以及朱砂洞组／昌平组白云岩为储层，朱砂洞组、馒头组馒头段含膏碳酸盐岩为盖层，与下伏下寒武统辛集组、东坡组／雨台山组的优质烃源岩组成良好的生储盖组合；③上部储盖组合，由奥陶系／寒武系顶部的岩溶侵蚀孔洞缝储层与上覆上石炭统本溪组铝土泥岩盖层组成跨越式组合，储盖配置关系良好。

4．可能的成藏组合

华北南缘霍邱下寒武统雨台山组沥青质油苗证明，其中部组合推测可能成为有效的自生自储型成藏组合。