渤海湾盆地分析报告

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1、YANGTZE UNIVERSITY盆地分析读书报告学生姓名：专业班级：序 号：时 间：渤海湾盆地分析报告引言：渤海湾盆地为我国东部的一大型重要产油区，在地质历史演化过程中，由于受多期构造运动和力学机制演变的影响，渤海湾盆地产生了众多类型的 断裂构造样式和被切割的大小断块，而不同的构造圈闭样式和断块体系形成 了该盆地内主要的油气聚集单元，如济阳坳陷、东濮坳陷、黄骅坳陷、辽河 坳陷和临清坳陷等。本文将从盆地的形成机制、层序地层及沉积体系、热演 化历史等方面对新生代时期渤海湾盆地的地质特征进行分析。一、构造背景：在古生代结品基底之上，中国东部大陆经历了中、新生代两个裂陷作 用旋回。渤海湾盆地在中生

2、代末由于区域抬升剥蚀而经历了准平原化作用， 其新生代盆地为典型断陷一凹陷盆地。渤海湾盆地是在太古界、下元古界 褶皱变质基底之上发育起来的多层结构含油气盆地。从早元古代末起到晚 第三纪大致经历了五个地质历史演化阶段：（1）地台发育期。根据沉积发 育和构造运动背景又可将该期分为三个亚期即中、晚元古代箕状断陷期、 早古生代海侵期、晚古生代海陆交互发育期；（2）三叠纪持续沉积期、（3） 侏罗-白垩纪褶皱充填期；（4）早第三纪拉张倾翘期；（5）晚第三纪挤压 坳陷期。中生代华北地台进入地质活动强烈的时期，位于华北地台东部的渤海 湾盆地也进入了相对活跃的地质时期。中生代早期三叠纪一中侏罗世，渤 海湾盆地基本

3、发育北东向和东西向的褶皱和逆冲断层，这与北部的西伯利 亚板块向南挤压华北板块和扬子板块向北推挤华北板块及郯庐断裂左行走 滑作用的剪压构造机制是相吻合的。根据中生界上侏罗统和下白垩统的分 布和控盆断裂分布分析，中生代晚期晚侏罗一早白垩世郯庐断裂带的左旋 走滑平移导致郯庐断裂带以西自北向南发育了三个北西向断堑系，即北部 的渤海断堑系、中部的济阳断堑系和南部的鲁西南断堑系。同时，郯庐断裂带本身在中生代晚期就是一个剪张性的“两堑一垒”的断堑盆地。根据 中生界和控盆断裂分布分析，渤海坳陷中生代盆地范围较大，济阳坳陷中 生代盆地范围也较广；而鲁西南断堑系是由五个雁列的北西向狭窄断堑组 成，即益都、沂源、莱

4、芜、蒙阴和平邑五个断堑（自北向南雁列），指示 中生代郯庐断裂带是左旋走滑平移运动。郯庐断裂带的渤海段即营潍断裂 在中生代晚侏罗一早白垩世为两堑一垒的裂谷盆地，并进一步演化成新生 代走滑盆地，而郯庐断裂带的山东段沂沐断裂是晚侏罗一晚白垩世“两堑 一垒”的古裂谷，新生界并不发育，经历了先张剪后压剪的过程。新生代渤海湾盆地，处于太平洋板块俯冲和印度洋板块碰撞挤压两大 构造应力场之下。新生代盆地拉张方向主要为北东向，太平洋板块俯冲方 向在新生代初为北北东向，第四纪沉积晚期改为北东东向。渤海湾盆地新 生代断陷阶段经历了3次构造反转和包括区域的或局部的不整合发生。在学 者们通过对盆地构造演化的数值模拟结果

5、中表明：在渤海湾盆地甚至是华 北盆地，单一的岩石圈水平伸展减薄机制，无法模拟盆地新生代的构造演 化，还需要叠加垂向的热减薄机制才能模拟盆地新生代的构造演化。而这 三次构造反转，可能是岩石圈水平伸展诱发，是对深部软流圈热隆起的反 映，即岩石圈热减薄机制的体现。所以，渤海湾盆地在新生代断陷阶段的 沉降不仅是岩石圈水平伸展的结果，还耦合了垂向的岩石圈热减薄的影响。二、层序地层特征与沉积体系对于新生代构造演化的两个时期-断陷期和坳陷期，渤海湾盆地第三系 发育两套构造层序，分别为下第三系断陷层序和上第三系坳陷层序。早第 三纪是裂谷和湖盆发育的全盛时期，晚第三纪湖泊基本消亡，全区以河流 一泛滥平原沉积发育

6、为特征。由于裂谷活动的阶段性，早第三纪断陷期地层又可分为三个旋回：下 部旋回、中部旋回及上部旋回，分别相当于孔店组、沙河街组四段-三段、 沙二段一东营组。长期旋回内又可进一步识别出多个中期旋回。3个长期旋 回内层序的发育具有很多共同特点，在长期旋回内自下而上发育冲击体系、 湖泊体系、河流-三角洲体系。一般位于长期旋回下部的中期旋回以发育上 升半旋回为主，。由于三个长期旋回处于裂谷发育的不同阶段，同时受盆 地内不同坳陷和构造阶段断层活动强度的差异，旋回的发育特征又有所不 同。渤海湾盆地具备典型的“四扇一沟”沉积体系：即冲积扇相、三角洲 相、扇三角洲相、湖底扇相和沟道浊积相。经学者研究表明在凹陷东

7、部近 海地区东营组一段下部和东营组三段沉积大量的三角洲前缘砂。其下部和 前部的前三角洲泥和间湾泥生油条件较好，上部与后部为泛滥平原泥，生 油条件稍次。砂岩为中细粒级，成熟度高，中厚砂岩与泥岩互层组合成帚 状插入前三角洲泥岩中，已证实前三角洲泥岩中的薄透镜状砂体油气藏， 前缘砂中也有好的油气显示。这类沉积体系含油气性的优劣关键在于生油 岩的好坏。在歧南凹陷沙一段中上部和沙三段中沉积形成的湖底扇扇中网 状河道砂被深湖泥包围，四周多方向流体向砂体压入。其砂岩成熟度比三 角洲前缘砂低。泥岩干酪根为II，型，沙三段（生油门限2600m）优于沙一段 （生油门限2800m）。这类砂体含油气性优劣关键在于储集

8、体的储集性能。分 布在凹陷西南斜坡沙一下段全沙二段岸线带和凹陷内古隆起围斜带及台坪 区的湖滨砂坝岩性为薄一中厚细砂岩与薄层暗色泥岩互层，物性较好，厚 层坝砂优于滩砂。其中沙二段与沙三段局部不整合面是油气运移通道。砂 体处于坡折带，沉积厚度变化快，水平压力梯度大，烃类压实流易于侧向 运移进入砂体。半封闭湖湾粒屑灰岩，分布在凹陷西南沙一段下部和沙二 段封闭湖湾的岸线附近。为泥岩、劣质油页岩、钙质等组合，泥岩干酪根 为I型，广泛存在低熟原油和天然气。重力流水道砂主要发育在凹陷中心部 位附近沙三段和沙一段下部地层中，这类砂体分布广、物性好，供油范围 大，通道畅通，有利于油气聚集。深水浊积体，分布在凹陷

9、中央平原区和 坡折带，以沙三段比较发育。由于砂岩中泥质含量高，大段泥岩中也含砂， 生烃及排烃量小，加上产状平稳，烃类侧向运移难。只有在砂体规模较大 时才可能成藏。三、盆地热演化历史渤海湾盆地中、新生代莫霍面温度与地表热流、地幔热流与地表热流 之比等存在一定的差异，但整个演化趋势是相似的。自中生代以来莫霍面 温度超过600 r，先后在早白垩世晚期或晚白垩世中期、古近纪中晚期和新 近纪早期出现3期最大温度，具体表现为：白垩纪开始，温度快速增加，到 早白垩世晚期，出现第一次温度高峰，温度在9001100C，随后开始减小， 白垩纪末期降为720820C ；从古近纪开始，盆地进入裂陷演化阶段，岩 石圈减

10、薄，莫霍面温度再一次增加，到古近纪中晚期出现第二次温度高峰， 温度在820900C ；随后盆地开始热沉降演化阶段，仅临清坳陷、沧县隆 起和冀中坳陷在新近系沉积早期再次出现莫霍面温度高峰，但是温度明显 较前两期高峰低；到现今盆地莫霍面温度降为640780C。因此，渤海湾盆地中、新生代地幔热流与地表热流之比表现出两次升 高和两次降低的特点。在三叠纪和侏罗纪时期，盆地属于挤压构造应力环 境，地表热流较低，表现为低地幔热流，其占地表热流比例小于50%，该 时期渤海湾盆地为“冷幔热壳”型岩石圈热结构；从白垩纪开始，构造应 力向拉张应力转变，地表热流及地幔热流快速增加，地幔热流所占比例开 始超过50%，在

11、白垩世中晚期达到第一次高峰，其比值为63%68%，渤 海湾盆地为“热幔冷壳”型岩石圈热结构；白垩纪晚期，构造应力由拉张 构造应力向挤压构造应力转型，地幔热流和地表热流同时下降，但地幔热 流与地表热流之比仍高于50%，盆地仍为“热幔冷壳”型岩石圈热结构； 古近纪开始，地幔热流与地表热流之比再次升高，在古近纪中晚期达到第 二次高峰，其比值为73%75%，盆地仍保持“热幔冷壳”型岩石圈热结 构；此后盆地进入拗陷期，地幔热流与地表热流之比再次降低，到现今仅 为53%61%。四、盆地资源潜力评估从烃源岩条件进行评价，渤海湾盆地上第三系属于深湖盆沉积，该类 湖盆具有优越的成烃环境，其浅层构造面积大、幅度小

12、，具备形成大型油 气田的地质条件。东营组和上第三系小于2000m的地层中存在有一定生烃潜 力的泥质烃源岩，有机质热演化程度较低，Ro为0.30.5%之间，是形成低 熟油气的良好资源。有利的构造条件也是形成大型油气田的重要成因。渤 海湾盆地新生代构造运动在浅层表现为区域性的垂直沉降。全区都有上第 三系地层覆盖在早期断陷沉积阶段形成的古地形基础上，受区域规模的差 异压实作用和新构造运动的影响可形成不同区域出的披覆背斜构造。如形 成于断背斜或地垒之上的大港断裂构造带，形成于古潜山和火成岩基岩隆 起之上的披覆背斜构造，以及形成于块断作用、滚动断层和受地幔拱张作 用下的披覆构造等。上述披覆构造均为有利的

13、前景区，它们均是由差异压 实作用或新构造运动影响形成，构造倾角一般较小，形态较为完整，圈闭 面积大。以沙河街组或东营组为主要烃源岩，上第三系地层为储层。其中 上第三系砂层厚度达，一些落差小的断层都消失在厚的砂岩层中。因此只 要上部有泥岩覆盖，就可以把从下部运移上来的油气捕获并聚集形成油气 藏。下第三系断块很多，断层纵横交错，尤其在顶部由于受新构造运动活 动的影响，断层上延至第三系，是油气运移的主要通道。盆地下第三系的 主要储集层形成予湖泊水体中（或邻近湖相烃源岩）的各种砂体，如三角洲、 扇三角、水下扇（浊积扇）和滩坝等，其次是河流相和冲积扇砂体，在济阳 坳陷碎屑灰岩和礁灰岩是重要的储集体。在各

14、长期基准面旋回下降期一般 易形成三角洲、扇三角洲，砂体分布广泛、规模大、物性好且靠近油源， 是形成较大型油气藏最有利的储集体；基准面上升期易形成水下扇（浊积扇） 砂体，它们直接夹于湖相烃源岩中，具有优越的油气条件。下第三系各长 期旋回中部发育的最大湖泛期的泥岩（即沙一段和沙三段的泥岩）、上第三 系明化镇组下段的泛滥平源泥岩和沙四上亚段发育的膏岩层在盆地分布广 泛而稳定，为最重要的区域性盖层；长期旋回内部各次级旋回转换面附近 的泥岩是盆地内重要的区域性盖层或局部盖层。对各旋回中聚集的油气起 到直接或间接的封盖作用。结论通过对渤海湾盆地以上五个方面的特征进行分析，我们了解到了渤 海湾盆地内部一系列次级构造单元即坳陷主要是由于中、新生代时期的构 造断陷运动所致，而伴随着构造运动的地壳内部活动主要反映为温度以及 热力流变化导致了有机质的演化。同时运动产生的各种构造为油气的生成 和储集提供了良好的地质环境。总的来说，渤海湾盆地是一个大型的油气 生成区，具备巨大的勘探潜力。