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1.羌塘盆地中—下侏罗统雀莫错组沉积特征 及油气地质意义
作者：占王忠, 范志伟,谭富文
作者单位：中国地质调查局成都地质调查中心;自然资源部沉积盆地与油气资源重点实验室;中国石油化工股份有限公司勘探分公司
关键词：岩相古地理;早—中侏罗世;咸水湖;油气资源潜力;羌塘盆地
摘 要: 通过对羌塘盆地中—下侏罗统雀莫错组岩石特征、沉积相及古地理分析, 认为北羌塘坳陷雀莫错 组为陆缘近海湖泊相沉积, 可进一步划分为湖泊三角洲、滨湖、湖坪、咸水湖等亚相。雀莫错组沉积期咸 水-半咸水湖沉积环境形成的碎屑岩-碳酸盐岩-蒸发岩等岩性组合, 有利于烃源岩的形成; 膏盐岩与白云岩 共生的沉积环境及石膏向硬石膏转化形成的有机酸结晶水能有效改善盐下碳酸盐岩的储集物性; 硬石膏的 塑性和致密性可以有效保护盐下油气资源免受羌塘盆地新构造运动的破坏。羌塘盆地雀莫错组的咸水湖岩 性组合区域是油气勘探的有利地带, 其中白滩湖—雀莫错裂陷槽是发育该类型油气藏的有利地区。
羌塘盆地位于特提斯-喜马拉雅构造域的东段, 与之毗邻的西段是中东油气区, 东南段则是东南亚 油气区(谭富文等, 2002; 丘东洲等, 2007; Li et al., 2017; 王剑等, 2020; 陈程等, 2025), 这一特殊的大 地构造背景, 使得羌塘盆地受到广大石油地质工作 者的高度重视。目前已在地表发现油气苗 200 多处, 在钻井中也发现了不同程度的油气显示, 揭示羌塘 盆地具有巨大的油气勘探潜力(南征兵等, 2008; 付 修根等, 2020)。早—中侏罗世是羌塘盆地构造演化 的重要时期, 此时发育了中生界最大的一次区域性 膏盐岩沉积地层雀莫错组。在过去勘探程度低的情 况下, 雀莫错组仅被描述为羌塘盆地最有利的一套 区域性盖层(李亚林等, 2008; 付修根等, 2010a; 占 王忠等, 2020), 而对这套咸水环境下沉积地层的油 气地质条件, 前人并未研究过。然而, 在近期完成 的羌科 1 井雀莫错组膏盐岩之下共发现 6 层气测异 常层, 气体成分主要为甲烷, 证明该盐下组合具有 一定的勘探潜力(付修根等, 2020; 王剑等, 2022)。 另外, 国内外大量勘探实践证明, 含盐盆地大多为 含油气盆地(Van Everdingen et al., 1977; 陈发亮等, 2003; 刘景东等, 2014; 刘军等, 2015; 马奎等, 2016; Fan et al., 2019; 杨正明等, 2020), 其中含盐油气盆 地中探明石油和天然气储量占世界总探明储量的 80%以上(赵小庆等, 2016; 黄华, 2018)。蒸发岩类的 发育环境以及其本身特殊的性质, 使得盐岩与油气 的共生关系并非偶然。与我国陆相含油气盆地(如柴 达木盆地、江汉盆地和渤海湾盆地)不同(刘莉, 2011; 张津宁等, 2016; Chen et al., 2020), 前人研究认为, 在早—中侏罗世时期羌塘盆地为海陆交互环境下的 咸水湖(谭富文等, 2004; 占王忠等, 2020), 此咸水 湖具有其自身特点, 是否同样具有较好的含油气条 件目前缺少相关研究。笔者依据近十多年在羌塘盆 地取得的勘探成果, 重新编制了羌塘盆地雀莫错组 沉积时的古地理图, 并在此基础上对中—下侏罗统 雀莫错组的石油地质条件进行评价, 旨在为羌塘盆 地油气地质调查开辟新的方向。
1 地质背景
羌塘盆地位于青藏高原北部, 面积 22 万 km2 , 是我国陆上油气勘探新区面积最大、地层序列完整、 勘探程度较低的中生代海相沉积盆地(图 1a; 王剑 等, 2004, 2009; 占王忠等, 2013; 侯乾等, 2025)。根 据重力、航磁等地球物理场资料, 结合地质-地球物 理大剖面结构特征, 参照最新油气地质调查资料及 1:25 万区域地质调查资料, 羌塘盆地可划分为: 北 羌塘坳陷、南羌塘坳陷及中央隆起带 3 个一级构造 单元, 盆地北部边界为可可西里—金沙江缝合带, 南部边界为班公湖—怒江缝合带(图 1b; 谭富文等, 2002; 吴珍汉等, 2014)。
晚三叠世—早侏罗世是羌塘盆地演化的关键转 折期, 从中二叠世—晚三叠世前陆盆地演化阶段过 渡为晚三叠世—侏罗纪被动大陆边缘裂陷-坳陷演 化阶段(王剑等, 2020)。此时北羌塘坳陷受北侧可可 西里—金沙江古特提斯小洋盆关闭、碰撞造山和中 央隆起带隆起的控制, 开启了裂陷盆地演化, 海水 仅能从双湖一带狭窄的通道向北浸漫(王剑等, 2009, 2020; 占王忠等, 2020), 在早—中侏罗世巴柔期, 沉积了雀莫错组。而南羌塘坳陷受班公湖—怒江中 特提斯洋快速打开的影响, 沉积的曲色—色哇组具 有浅海-半深海沉积特征。雀莫错组与曲色—色哇组 属同期异相(王剑等, 2009, 2020; 杨易卓, 2025), 此 时南北羌塘进入到短暂的各自演化阶段。雀莫错组 受裂陷作用的影响, 在北羌塘坳陷形成 2 个裂陷槽 (弯弯梁—雀莫错裂陷槽和吐波错—吐错裂陷槽)和
2 个隆起带(半岛湖—普若岗日隆起带和中央隆起 带)(谭富文等, 2016; 占王忠等, 2020)(图 1)。
雀莫错组由青海省区调综合地质大队在羌塘 盆地东部雀莫错东南的雀莫错剖面创立, 原指雁石 坪群下砂岩组一套紫红色复成分砾岩和紫灰绿色岩 屑石英砂岩、粉砂岩组成的地层体(青海省区调综合 地质大队, 1987), 现专指不整合于那底岗日组火山 岩之上的一套粗碎屑岩-含膏灰岩-含膏细碎屑岩夹 灰岩组合的地层(付修根等, 2010a; 张润合, 2015)。 早期研究认为雀莫错组年代属于中侏罗世(姚华舟 等, 2003; 王建坡等, 2004), 李乾等(2006)在独雪山 地区雀莫错组下部发现一套早侏罗世淡水双壳类祁 阳蚌(Qiyangia)组合后认为北羌塘坳陷存在早侏罗 世地层, 且与中侏罗世地层为整合接触。随着对那 底岗日组火山-火山碎屑岩年龄的进一步研究(王剑 等, 2007, 2008; 付修根等, 2010b), 普遍认为雀莫错 组年代属于早—中侏罗世。
2 地层特征
依据岩性和沉积环境的差异, 雀莫错组自下而 上可分为三段, 以北羌塘坳陷西南缘的方湖剖面为 例概括如下(图 2, 3):
雀莫错组一段(J1-2q1 )为粗碎屑岩段: 该段地层 出露的岩性主要为紫红色砾岩、含砾砂岩和砂岩等 粗粒碎屑岩, 含少量的粉砂岩(图 3; Wang et al., 2019)。其中, 砾岩常见于底部, 垂向上发育多套砾 岩, 常位于底冲刷面之上, 砾石含量占 55%~65%, 成分复杂, 以石英为主, 其次为火山岩、石英片岩、 大理岩、硅质岩、变质石英砂岩、石英斑岩、灰岩 等。粒径一般为 0.4~6 cm, 局部为 10 cm, 多呈次棱 角状-次圆状, 磨圆度中等, 分选差-中等, 为铁质、 钙质和砂泥质胶结, 杂基支撑(图 2a)。砂岩常位于 砾岩或含砾砂岩之上, 构成向上变细的沉积序列 (图 3), 根据碎屑成分差异可分为岩屑砂岩和长石 岩屑砂岩, 主要为钙质和铁质胶结, 颗粒支撑, 分 选中等到差, 磨圆一般, 以次圆状-次棱角状为主, 成分成熟度和结构成熟度低(图 2b)。粉砂岩主要出 露于该段的上部或顶部, 多位于砂岩之间或上部, 部分呈透镜状产出。粉砂岩中碎屑颗粒含量占 55%~60%, 主要为石英、长石和云母, 为钙质和铁 质胶结。碎屑颗粒分选中等到差, 磨圆一般, 以次 圆状-次棱角状为主, 成分成熟度和结构成熟度 低(图 2c)。
雀莫错组二段(J1-2q2)为含膏灰岩段: 该段出露 的岩性主要为灰色-灰黑色碳酸盐岩和灰白色-青灰 色石膏, 含少量中细粒碎屑岩(图 3; Wang et al., 2019)。其中, 泥晶灰岩多呈深灰色, 主要由泥晶方 解石(90%~95%)及少量陆源碎屑物(5%~10%)组成, 陆源碎屑颗粒多为细小的石英和长石颗粒(图 2d)。 部分泥晶灰岩中可见少量的生物碎屑和生物骨架, 多为双壳、腹足、海胆、海百合和有孔虫等, 含量 小于 10%(图 2e)。泥灰岩多为深灰色, 主要由泥晶 方解石(50%~60%)和泥质碎屑(40%~50%)组成, 以 薄夹层产于石膏中, 发育水平纹理, 反映较弱的水 动力条件。鲕粒灰岩多为灰色-灰黑色, 主要由鲕粒 (55%~65%)和方解石(30%~35%)组成, 含少量的生 物 碎 屑 (5%~10%)。 鲕粒大 小 不 一 , 主 要 分 布在 0.05~1 mm 之间, 少数达 2 mm, 多呈圆状和椭圆状 同心鲕, 核心主要由灰泥、陆源碎屑及藻类组成 (图 2f)。角砾灰岩为灰黑色, 角砾含量占 60%~70%, 角砾磨圆度差, 多为棱角状, 分选性差, 大小不一, 直径 0.5~5 cm 不等, 成分单一, 主要为垮塌的灰岩, 含少量白云岩(图 2g)。白云岩为浅灰色-深灰色, 具 微晶-细晶结构, 可见鸟眼构造, 成分主要为微晶细晶白云石(85%~90%)和方解石(10%~15%), 发育 较多的晶间孔(图 7a)。石膏作为典型的蒸发岩广泛 出露于雀莫错组二段地层中, 多为灰白色和青灰色, 常呈块状、鸡窝状和纤维状, 方湖剖面的纤维状石 膏 常 与 薄 层 泥 灰 岩 /泥 岩 呈 不 等 厚 互 层 状 产 出 (图 2h)。石膏层间的泥岩为灰黑色, 泥质含量高 (>90%), 表面可见细小的黄铁矿颗粒, 可能沉积于 还原环境。方湖剖面雀莫错组二段分布少量碎屑岩, 底部为灰白色中粒薄层状石英砂岩(图 2i), 向上为 紫红色细粒薄层状长石岩屑砂岩、紫红色薄层状粉 砂岩、紫红色/灰绿色薄层状泥岩, 构成向上变细的 沉积序列。紫红色泥岩和灰绿色泥岩以不等厚互层 状产出, 构成多个韵律旋回, 泥岩中常产出极薄层 状和透镜状的石膏。
雀莫错组三段(J1-2q3 )为含膏细碎屑岩段: 该段 出露的岩性主要为紫红色-灰绿色细砂岩、粉砂岩和 泥岩等细粒碎屑岩, 含少量灰白色石膏(图 2j, k, 图 3; Wang et al., 2019)。细砂岩主要为紫红色细粒 薄层状岩屑砂岩, 其中石英含量占 50%~60%, 岩屑 含量占 30%~35%, 长石含量占 10%~15%, 岩屑主 要为硅质岩和浅变质岩岩屑, 整体为钙质胶结, 颗 粒支撑, 分选中等到差, 磨圆较差, 以次棱角状为 主, 成分成熟度和结构成熟度均较低。粉砂岩主体 为紫红色, 包括粉砂岩和泥质粉砂岩, 以钙质和铁 质胶结为主, 分选和磨圆中等, 以次圆状-次棱角状 为主, 成分成熟度和结构成熟度一般。粉砂岩和泥 岩中保存大量完整的生物壳体化石, 反映较为安静 的水体沉积环境(图 2l)。
区域上, 西部地区雀莫错组沉积序列出现较明 显差异, 如咸水河剖面, 底部地层为泥岩、页岩; 下部地层以灰色粉砂岩、泥岩为主, 夹多层泥灰岩; 中-上部地层则为一套巨厚的灰绿-紫红色砾岩、砂 岩、粉砂岩、泥岩组合, 该剖面雀莫错组总厚度达 1 953 m, 与东部地区雀莫错剖面沉积序列正好相 反。中部地区的那底岗日、双湖一带, 则为过渡沉 积区, 底部地层为紫红色砾岩、砂岩; 中部地层为 微晶灰岩、泥晶灰岩以及泥晶白云岩夹 2 层石膏; 上部地层为紫红-灰绿色泥岩、粉砂质泥岩夹石灰 岩、白云岩和石膏, 总厚度仅 498 m。雀莫错组多 假整合于上三叠统那底岗日组地层之上, 局部不整 合于古生代地层之上, 顶部与中侏罗统布曲组整合 接触。
3 沉积相类型
早—中侏罗世, 北羌塘坳陷大部分处于海平面 以上, 但前期的裂陷作用已使地形大大趋缓, 在坳陷
内部形成多个孤立的断陷型湖泊, 南羌塘地区海 水周期性向北浸漫, 雀莫错组带有明显的海相沉积 特征(阴家润等, 1993; 牛志军等, 2003)。古气候和 海平面高度等外在因素的变化以及距离剥蚀区的远 近, 直接影响着雀莫错组不同层段沉积相的变化。 羌塘盆地雀莫错组沉积相类型主要有冲积扇相、河 流相、陆缘近海湖泊相, 其中陆缘近海湖泊相又可 以进一步细分为湖泊三角洲、滨湖、湖坪、咸水湖 等亚相(图 4)。
3.1 冲积扇相
冲积扇相主要发育在雀莫错组的一段。常见于 羌塘盆地东部雀莫错、北部那底岗日北坡、菊花山、 乌兰乌拉山以及中央隆起带西段土门格拉等地, 以 碎屑泥石流为主夹辫状河道砂质砾岩沉积和片汜沉 积。碎屑泥石流沉积主要为灰紫色厚层块状砂泥质 砾岩, 分选性极差, 砾石成分为火山岩、变质岩、 石灰岩、砂岩、脉石英、玉髓等, 磨圆度较差, 填 隙物为砂、泥质; 辫状河道砂质砾岩沉积由暗紫红 色中-厚层状细砾岩夹细砂岩透镜体组成, 具正粒 序构造, 砂岩中常见交错层理、平行层理; 片汜沉 积为紫红色-灰白色-杂色薄层状砂、粉砂和泥质沉 积物, 分选差, 见交错层理、沙纹层理和水平层理, 沉积物呈透镜状产于粗砂岩、含砾粗砂岩、细砾岩 岩层之上, 在整套地层中呈夹层出现。
3.2 河流相
岩性为紫红色中砾岩、细砾岩、粗砂岩、中砂 岩、细砂岩、粉砂岩和泥岩。可见具有下粗上细特 征的二元结构, 即下部为砾、砂质沉积, 上部为粉 砂、泥质沉积, 在每个韵律的底部, 常见底冲刷构 造。沉积物砾石成分复杂, 发育砂质砾石; 砂岩、 粉砂岩中不稳定矿物组分较多。沉积构造发育, 下 部发育大型板状交错层理、大型槽状交错层理、平 行层理, 上部发育水平层理等(图 4)。
3.3 陆缘近海湖泊相
陆缘近海湖环境最早由刘宝珺、曾允孚提出(刘 宝珺等, 1985), 特指靠近海岸带, 经常与海水相通 的湖泊, 既非正常海相也非淡水湖泊, 而属于过渡 类型沉积相。谭富文等(2004)最早对雁石坪雀莫错 组剖面展开研究, 结合沉积物组合及同位素特征等 提出羌塘盆地雀莫错组具有陆缘近海湖泊相典型特 征。依据陆缘近海湖环境沉积特征, 可进一步划分 出湖泊三角洲、滨湖、湖坪、咸水湖等亚相(图 4)。
(1)湖泊三角洲亚相
见于雀莫错组下部, 广泛分布于北羌塘坳陷周 缘, 主要有两种类型的沉积, 一种为三角洲体系发 育完善, 含半咸水生物(阴家润等, 1993)。此类型在 北羌塘坳陷分布广泛, 主要发育三角洲平原和三角 洲前缘部分, 常见分支河道、分流间湾、河口砂坝 等微相。岩性为紫红-灰绿色-杂色粉砂岩、泥岩夹 灰色砂岩。代表三角洲前缘分支水道沉积的含砾砂 岩透镜体发育, 可见底冲刷构造, 内部见槽状交错 层理和槽模构造, 局部见泥砾。代表三角洲平原的 泥质粉砂岩中干裂纹十分发育, 其中被含石膏泥质 物充填, 沉积物中平行层理、交错层理、沙纹层理、
浪成波痕、流水波痕等十分发育, 局部见植物碎片、 煤线。另一种类型为河口砂坝、远砂坝不发育, 而 由潮汐砂组成, 此类型主要近中央隆起带和双湖一 带, 岩性为灰-灰绿色细砂岩、粉砂岩, 发育透镜状 层理、潮汐层理、水平层理等。
(2)湖坪亚相
见于雀莫错组中部和下部, 菊花山、咸水河一 带见于雀莫错组下部, 雁石坪、雀莫错一带见于雀 莫错组中部。主要为灰色-浅灰色泥晶灰岩, 灰绿色 -紫红色薄-中层状粉砂岩、泥岩不等厚互层, 夹多层 泥灰岩、生物灰岩, 局部夹石膏层, 发育水平层理, 出现淡水双壳、半咸水双壳和咸水双壳类生物混生 组合(阴家润等, 1993)。
(3)滨湖亚相
见于雀莫错组上部, 以紫红色薄层状粉砂岩、 粉砂质泥岩、泥岩为主, 夹少量泥质球粒灰岩, 见 水 平 层 理 , 发 育 半 咸 水 和 淡 水 生 物 (阴 家 润 等 , 1993)。
(4)咸水湖亚相
见于雀莫错组中部和上部, 在坳陷周缘的咸水 河、向阳湖、方湖等地见于雀莫错组上部, 在坳陷内 部见于雀莫错组中部和上部。以多层膏盐岩发育为 主要特征, 盐类主要为硬石膏, 含有少量石盐, 膏盐 岩之间为泥晶灰岩、白云岩、泥灰岩、钙质泥岩等。
4 岩相古地理分析
早侏罗世北羌塘坳陷仍位于海平面以上, 前期 在裂陷-坳陷的构造背景下, 隆起区的物质在河流 的搬运下快速沉积充填并填平补齐, 地形趋于平缓, 该时期沉积的雀莫错组广泛分布于北羌塘坳陷。该 时期气候以炎热干旱为主, 岩性为一套紫红色与灰 绿色相间的碎屑岩及灰色碳酸盐岩-蒸发岩组合, 主要为河流和陆缘近海湖泊相, 并发育辫状河、湖 泊三角洲、湖坪、咸水湖及滨湖等次一级相带。但 相对于前期, 北羌塘坳陷在裂陷-坳陷的构造背景 下继续沉降, 陆源剥蚀区大大缩小, 盆地范围明显 扩大, 海水频繁地越过中央隆起带向北浸漫, 使盆 地内沉积物具有明显的海相特征, 但总体上仍以地 表径流和淡水作用为主, 陆源沉积物供应十分丰富, 堆积了一套厚达 2 000 m 的陆源碎屑岩层, 隆坳格 局明显, 反映较强的差异沉降作用, 沉积等厚图反 映, 受晚三叠世晚期裂陷作用控制, 沉降中心在湾 湾梁、雀莫错、菊花山和石水河等地(图 5; 王剑等, 2009)。虽然此时南羌塘坳陷的曲色组和色哇组为深 水沉积, 但盆地中部的中央隆起带已经隆升成陆, 将南北羌塘分隔, 推测此时南羌塘坳陷靠近隆起带 一侧为河流-湖泊三角洲等边缘相沉积, 由于本文 研究的是北羌塘坳陷雀莫错组, 因此南羌塘坳陷同 时期的古地理单元并未绘制。
雀莫错组沉积时期, 北羌塘坳陷沉积岩相古地 理单元见图 5, 主要包括: 剥蚀区、陆缘近海湖泊, 其中陆缘近海湖泊可以细分为辫状河、湖泊三角洲、 湖坪、咸水湖及滨湖次一级沉积岩相古地理单元。
(1)陆源剥蚀区
古流向统计显示(王剑等, 2009), 盆内具有来自 南、北两侧的双向物源特征, 说明陆源剥蚀区与前
侏罗纪相似 主要位于盆地北侧的可可西里造山带 和中央隆起带。靠近源区, 砂岩比例较高, 占该期 总沉积的 90%, 向盆内明显降低。随着盆地下沉和 面积大幅扩展, 陆源剥蚀区范围大大缩小, 中央隆 起带东段大部分地区被夷平接受沉积, 但大多以河 流-湖泊三角洲沉积为主, 向东至沱沱河以东地区 仍处于陆源剥蚀区。
(2)陆缘近海湖泊
早—中侏罗世时期, 北羌塘坳陷整体呈现北浅 南深, 湖盆中心靠近中央隆起带北侧石水河、那底 岗日、雀莫错一带; 滨湖地区水体较浅, 向岸逐渐 过渡为河流-湖泊三角洲相沉积; 湖泊周缘近源地 区广泛发育河流和小型孤立湖泊。湖盆沉积中心具 有从中西部石水河一带向北东部雀莫错、雁石坪和 乌兰乌拉一带迁移的特点(图 5)。早期湖盆中心沉积 物以石水河剖面下部细碎屑岩夹海相碳酸盐岩为代 表, 其后由于沉积速率大于沉降速率, 沉积物变为 以粗碎屑物为主的湖泊三角洲相进积序列, 导致沉 积中心向北东逐步迁移。雀莫错、乌兰乌拉地层剖 面显示, 下部以湖泊三角洲相沉积为主, 向上变为 以细碎屑沉积物为主的湖坪相或滨湖相沉积, 总体 表现为一个欠补偿退积序列; 在那底岗日、半岛湖、 玛曲一带则处于过渡区, 沉积速率和沉降速率均小, 主要为一套细碎屑岩夹海相石灰岩和巨厚(达 370 m) 的膏岩沉积, 陆源物质供给差, 沉积水体较为清澈, 盐度大, 反映其紧邻海水向北浸漫通道。
5 油气地质条件
传统观点认为炎热干旱气候条件下的咸水湖 盆不利于生物的大量繁殖和有机质的富集, 缺少形 成烃源岩的物质基础(朱光有等, 2004; Zhang et al., 2019), 从而很难具有有效的油气地质条件。但国内 外油气勘探实践发现, 大部分油气藏的形成与蒸发 岩类密切相关(张永生等, 2003; 郑德顺等, 2011; Amrouni et al., 2015)。
5.1 烃源岩
前人研究表明优质烃源岩的形成首先需要足 够多的有机质输入, 其次是缺氧环境下的快速堆积 (Pedersen et al., 1990; Wei et al., 2012; 伊海生, 2025)。咸化盐湖虽然缺乏大型生物, 但喜盐藻类和 细菌可以大量繁殖生存, 盐湖水体的分层和浓缩, 造成营养物质的富集化, 使得有机微生物能够在较 小的空间内大量繁殖、富集和保存。同时由于盐类 具有较高的热传导率(韩冬梅, 2011), 使得膏盐岩可 以改变周围有机质的热演化史, 造成盐下烃源岩的 成熟度偏低, 生烃窗扩大, 有利于盐下有机质的生 烃和排烃。
北羌塘坳陷雀莫错组自下而上发育多套膏盐 岩, 由于湖盆中心的迁移, 不同地区膏盐岩层的厚 度、分布范围和发育层段均有较大的变化(图 4)。雀 莫错组沉积初期, 天气炎热干旱(付修根等, 2010a; 占王忠等, 2020), 由于中央隆起带的隆起, 南羌塘 坳陷的海水鲜有越过双湖一带向北浸漫, 地表径流 为主要动力, 陆源碎屑物迅速充填晚三叠世诺利期 —瑞提期形成的裂陷槽。雀莫错组沉积中期开始, 班公湖—怒江洋盆迅速扩张后, 南羌塘坳陷海平面 迅速上升, 海水周期性越过中央隆起带向北浸漫, 提供充足的盐类供给。由于坳陷内部陆源碎屑供应 的减少, 在咸水河—方湖—阿木岗日一带, 膏盐岩 主要分布在雀莫错组三段(图 4)。本文以方湖剖面为 研究对象, 对雀莫错组三段含盐层系烃源岩特征做 初步评价。
方湖剖面膏盐岩层与灰黑色-深灰色-褐色泥灰 岩、钙质泥岩、泥页岩呈不等厚互层。按青藏高原 烃源岩评价标准(赵政璋, 2001; 王剑等, 2004), 10 件烃源岩样品中 TOC 含量达到好烃源岩有 2 件, 中 等烃源岩有 3 件, 较差烃源岩有 4 件, 仅有 1 件非 烃源岩(图 6)。镜质体反射率(Ro)大多位于 1~2 之间, 处于湿气和凝析油阶段。有机质类型均为Ⅱ1(含腐植 腐泥)型。表明雀莫错沉积晚期咸水湖盆不仅有利于 形成富有机质烃源岩, 还有利于形成腐泥型有机质。
5.2 储层
虽然膏盐岩自身的高致密性使其无法作为油气 储层, 但其特殊的形成环境和自身特性, 可以有效 改善盐下储层物性, 提高储集性能。咸水-半咸水碳 酸盐岩-膏盐岩的岩性组合改善储层孔渗性能的机 制主要有三个方面: (1)咸水-半咸水蒸发环境不仅 有利于膏盐岩的沉积, 也有利于碳酸盐岩的白云石 化, 形成优质储集性能的白云岩。方湖剖面雀莫错 组三段膏盐岩下部可见多套白云岩或灰质白云岩组 合(图 6, 7a); (2)膏盐岩层具有高热传导率和致密性、 较低的渗透性和较高的排替压力, 易形成异常压力, 不利于地层水的排出, 能够有效抑制盐下地层的成 岩作用和压实作用, 有利于保存盐下储层的原生孔 隙; (3)随着蒸发活动进一步加剧和埋藏深度的加大, 石膏向硬石膏转换, 脱去含有有机酸的结晶水(刘 军等, 2015), 能够促进碳酸盐胶结物溶解, 形成次 生孔洞, 储层物性得到进一步改善。方湖剖面雀莫 错组三段白云岩及灰岩储层中可见多期次溶蚀孔隙 (图 7b), 孔隙度高达 13.68%, 属 I 类储集层。
5.3 盖层
常规有效的盖层岩性主要为泥岩和膏盐岩,
中—下侏罗统雀莫错组膏盐岩盖层是羌塘盆地最有 可能取得油气突破的生储盖组合中的盖层(付修根 等, 2020)。膏盐岩的塑脆性直接影响着其封盖能力, 随着膏盐岩埋藏深度加大, 温度和压力增大, 石膏 脱水向硬石膏转化, 膏盐岩由脆性逐渐转变成塑性, 这时才成为真正意义上的优质盖层。前人通过理论 计算和实验室模拟, 得出塑脆性的转变深度大于 3 000 m(付晓飞等, 2015)。很显然雀莫错组在高原隆 升之前埋藏深度远远大于 3 000 m, 大部分膏盐岩 已经完成了从脆性向塑性的转变。由于雀莫错组膏 盐岩地表露头受淡水淋滤和风化作用的影响, 大多 呈现蜂窝状、纤维状和粒状, 丧失进一步测试研究 的条件。在方湖剖面雀莫错组采获的 2 件新鲜样品 (表 1), 按照盖层分类及标准评价均属于 I 类盖层 (王剑等, 2009), 具有极强的封盖能力。
5.4 勘探前景分析
相较于羌塘盆地常规地层的油气聚集成藏情况, 雀莫错组盐下地层具备油气成藏条件。膏盐岩作为
盐下油气藏的盖层, 具有较强的封盖能力, 且与油 气生成、运移、储集等具有较好的配套关系, 能够 将生成的油气藏长期保存起来。羌塘盆地构造活动 强烈, 膏盐层的塑性特征, 使得前期形成的油气藏 在后期的构造活动中遭受破坏程度小, 可以得到很 好的保存。
北羌塘坳陷早—中侏罗世陆缘近海湖泊周缘滨 湖沉积区, 膏盐岩呈多层段发育于雀莫错组三段; 在坳陷内部, 随着陆源碎屑供应的减少和湖水深度 的增加, 在雀莫错组二段开始析出盐类。此时盆地 基底仍然受控于前期发育的白滩湖—雀莫错裂陷 槽、吐波错—吐错裂陷槽以及其间的半岛湖—普若 岗日隆起带(谭富文等, 2016; 占王忠等, 2020)。干 旱和温湿古气候交替, 地表淡水和海水供应周期性 变化, 使得北羌塘坳陷在统一的大湖泊与孤立的湖 泊群之间交替变化, 在雀莫错组二段和三段中发育 多套膏盐层。在裂陷槽内发育巨厚咸水湖-半咸水湖 膏盐岩, 但在低隆起带以萨布哈膏盐岩为主要特 征。咸水河—向阳湖—方湖—阿木岗日一线所在的 吐波错—吐错裂陷槽靠近陆源剥蚀区中央隆起带, 地表淡水和陆源碎屑供应充足, 雀莫错组三段所沉 积的海陆过渡相蒸发岩性组合, 虽然具有一定的生 烃成藏能力, 但不及白滩湖—雀莫错裂陷槽内的羌 科 1 井雀莫错组膏盐岩层, 其层下油气显示非常活 跃(付修根等, 2020; 王剑等, 2022)。
6 结论
(1)晚三叠世, 羌塘盆地南侧班公湖—怒江一带 地壳受拉张(或剪切)作用破裂, 产生裂谷, 并迅速 扩张成洋盆。早侏罗世—中侏罗世巴柔期(雀莫错组 沉积期), 裂陷作用主要发生在羌塘盆地北部, 使前 侏罗纪大陆剥蚀区下陷成为沉积盆地, 从而形成真 正意义上的羌塘盆地内部“两坳一隆”的格局。北 羌塘坳陷为裂陷盆地, 以狭窄通道经中央隆起带与 南侧外海相通, 形成较封闭的陆缘近海湖泊环境。 坳陷内部发育的裂陷槽使其内部呈地堑-地垒结构。 炎热干旱的古气候条件和海水周期性的补给, 使得 雀莫错组下部发育冲洪积-河流相砂砾岩, 中部及 上部发育碳酸盐岩和膏盐岩。
(2)蒸发湖盆发育的泥岩-碳酸盐岩-膏盐岩岩性 组合, 具有较好的油气地质条件, 具备发育优质烃 源岩的有利条件, 且高热传导性影响盐下烃源岩成 熟度; 膏盐岩与白云岩共生发育, 埋藏溶蚀作用可 以有效改善储集性能; 雀莫错组埋藏深度满足膏盐 岩从脆性向塑性转变的条件, 封盖性能变好, 且塑 性特征可以避免遭受后期的构造破坏, 有利于深部 油气保存。
(3)地表淡水和陆源碎屑供应控制着北羌塘坳 陷雀莫错组膏盐岩的发育特征, 其中白滩湖—雀莫 错裂陷槽是雀莫错组咸水湖类型油气藏的有利发育 地区。
