印支期前含煤盆地沉积后的4种构造地质演化历史煤成气前景不同

如题所述

对煤成气田成藏条件及煤成气成藏期演化历史的研究表明,中国多数沉积盆地具叠合盆地特征,许多含煤盆地煤成气成藏条件的差异,不是含煤岩系沉积环境的差异,主要是含煤岩系沉积后地质构造演化历史的分异,使原型含煤盆地特性发生了改变,有的起促进、加速煤成气田的形成及其充注能力,有的则延缓煤成气田的形成,甚至对已形成的煤成气田起破坏作用。含煤盆地形成的时间越早,演化历史越复杂,原型盆地后期的改变越大,对煤成气田成藏的影响和差异越大。

在中国北方和南方,印支期前的含煤盆地都是以克拉通内坳陷型为主,含煤盆地内沉积期间的构造地质环境差异不大,其差异主要发生在含煤岩系沉积后不同的构造地质演化经历,导致不同的煤成气前景。

(1)持续保持克拉通型盆地特点

以鄂尔多斯盆地最典型。鄂尔多斯盆地自古生代以来,直至晚白垩世结束沉积,持续保持克拉通内坳陷型盆地演化历史,缓慢均衡沉降以及沉积速率总体很低(小于0.1mm/a),其间虽有过几次沉积间断及构造运动,但间断时间很短。构造运动也仅显示了少数基底断裂的活动,对沉积环境没有明显的影响。含煤岩系沉积后,盆地内的构造变形也极微弱,地层倾角普遍小于1°。因此,虽然石炭纪—二叠纪含煤岩系主生烃期为早白垩世,主排烃期为晚白垩世,距今6000×104~1×108a,但后期极其微弱的构造变动以及叠覆有厚度巨大的区域盖层,使早期(白垩纪)生成的煤成气得以有效保存,全盆地都有利于煤成气聚集,在北部形成了多个特大型、大型煤成气田,在南部也钻获良好的煤成气显示和气流。也因为后期构造变动过于微弱,缺乏高效圈闭,煤成气田虽然储量很大,但储量的丰度很低。因为成藏后保存时间较长,部分被散失,气田普遍具低压特征,属极低丰度的大型、特大型气田。

(2)发展演化成为陆内坳陷和类前陆盆地

四川盆地区上二叠统龙潭组为克拉通内坳陷型含煤岩系,在印支中、晚期虽经历了以隆升为主的构造运动,但此时含煤岩系有机质刚进入热演化阶段。进入中生代,上二叠统含煤岩系被深埋,进入主生成煤成气阶段,此时四川盆地地质结构开始分异,在川东北区,三叠纪—侏罗纪时转化成为大巴山前的类前陆型盆地,沉积了巨厚的中、晚侏罗世地层,上二叠统含煤岩系深埋地腹,加速了含煤岩系有机质的演化进程,使煤成烃向开江古隆起区长兴组及飞仙关组礁滩储层聚集,形成古煤成气藏;深埋藏热溶作用(TSR)使长兴组及飞仙关组礁滩相白云岩储层形成大量次生溶蚀孔隙;晚期(晚白垩世末期—古近纪及其以后)的构造运动-四川运动,区内形成一批背斜构造,促进了区域古煤成气藏向背斜构造的进一步富集;由于上覆有中、下三叠统膏盐层的封盖作用(表9-17),有效地阻止了煤成气的扩散散失,有效的保存了以普光特大型气田为首的一批大型煤成气田,这些煤成气田的储量丰度普遍较高,具常压略偏高压,气藏中普遍高含硫化氢及二氧化碳特点,表明深埋藏硫酸盐岩溶以及充注强度较大和保存条件良好的特点。

表9-17 普光气田普光2井中、下三叠统膏盐层厚度统计表

(据马永生等,2007)

在川中区,印支期后发展演化成为陆内坳陷型盆地,此时,上二叠统含煤岩系虽也被深埋,进入主生成煤成气阶段,但上覆三叠纪—侏罗纪沉积厚度相对较小,有机质的演化速率相对较慢,长兴组及飞仙关组礁滩相白云岩储层深岩溶作用强度较弱,次生溶蚀孔隙非均质性较强,储集条件相对较差,但上覆中三叠统膏盐层巨厚,封盖作用较强,形成了磨溪、元坝、龙岗等大气田,但储量丰度明显低于川东北区。

(3)其上叠加新生代深凹陷

华北地台东部(渤海湾盆地区)石炭纪—二叠纪含煤岩系沉积后(主要在三叠纪以后),构造运动频繁,盆地结构发生了重大改变。在隆起区石炭纪—二叠纪含煤岩系遭受剥蚀,早期生成的煤成烃多遭散失;在中、新生代的一系列NNE、EW向裂(断)陷沉积巨厚,石炭纪—二叠纪含煤岩系再次被深埋,为这些地区含煤岩系二次生烃作用和运聚提供了有利的地质条件。在一次生烃程度极低(Ro<0.7%),新生代沉积厚度>4000m的深凹陷区,二次生烃作用显著,形成了具有一定规模的煤成气田,在东濮凹陷、冀中坳陷、黄骅坳陷、济阳坳陷都形成有石炭纪—二叠纪含煤岩系在新生代二次生烃为主的中、小型煤成气田,但没有发现大型煤成气田。

(4)后期强烈隆升、强烈变形

在南方(四川盆地以外地区),上二叠统含煤岩系在燕山期、喜马拉雅期的多期次、强烈的构造运动,部分地区强烈隆升,部分地区强烈挤压褶皱,呈现了大型推覆、挤压、拉张的复杂构造,古生代克拉通型含煤岩系与其他地层(早中生代以老地层)都受到剧烈破坏(图9-16)。虽然一些地区在其后的中、新生代沉积巨厚,但是印支—燕山运动的破坏过于严重,致使区内以古生代含煤岩系为源岩的勘探前景仅局限在少数具有保存条件的区带、构造,以小型煤成气(油)田为主。

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