第一章 塔里木叠合复合盆地油气地质特征
塔里木盆地是古生界克拉通盆地与中—新生界前陆盆地组成的大型叠合盆地，经历多旋回构造-沉积演化，发育多期、多类烃源岩与储-盖组合，已证实库车与塔西南前陆盆地陆相含油气系统、克拉通海相含油气系统，油气资源量丰富。塔里木盆地多旋回构造-沉积演化，控制了多期油气成藏与调整、改造和破坏的全过程，油气分布受控于前陆区逆冲断裂带与台盆区古隆起，具有前陆区富气、台盆区富油又富气的多类油气富集区带，发育深埋、高产的多类型油气藏，油气成藏与分布极为复杂。
第一节 中国中西部叠合盆地地质特征
中国已发现500多个油气田，主要分布在40多个盆地中，东部中—新生代断陷盆地、中西部中—新生代前陆盆地及古生代克拉通盆地等三大类盆地控制了全国80%以上油气资源（康玉柱，2012）。其中，中国西部以塔里木盆地为代表的古生代克拉通盆地具有多旋回构造-沉积体系，形成独*的油气聚集与分布规律，是叠合盆地石油地质研究的重点与热点领域。
中国新一轮油气资源评价结果证实，全国约45%的剩余油气资源富集在西部叠合盆地，而目前仅有不到20%的油气探明率，揭示叠合盆地勘探潜力巨大。但由于油气成藏与分布极为复杂，现有的油气地质理论难以有效指导叠合盆地复杂油气藏的评价与开发。因此，深入研究中国西部叠合盆地及其复杂油气藏的形成演化和分布，对丰富和完善叠合盆地的油气成藏地质理论，推进中国西部的油气勘探开发进程，加快油气储量、产量的快速增长，具有非常重要的理论价值和实际意义。
前期已开展了这类叠合盆地形成条件、发育历史、地质特征及其含油气性的综合研究（刘光鼎，1997；庞雄奇等，2002；赵文智等，2003；金之钧，2005；刘池洋，2007）。“十二五”以来，中国中西部叠合盆地复杂油气藏勘探开发不断获得重大突破，油气地质特征与油气分布规律取得很多新进展（庞雄奇等，2012；何登发等，2017；马永生等，2017）。
一、叠合盆地基本概念与典型标志
多旋回构造-沉积盆地具有复杂的内部结构，是不同时期形成的沉积地层在同一地理位置上的“叠加”与“复合”（贾承造，1997；何登发等，2010；庞雄奇等，2012）。因此出现“叠合复合盆地”（贾承造，1997）、“残留盆地”（刘光鼎，1997）、“改造型盆地”（刘池洋和孙海山，1999）、“复杂叠合盆地”（王清晨和金之钧，2002）等概念。
庞雄奇等（2002）认为“叠合盆地”是指不同时间形成的不同类型的沉积盆地或沉积地层在同一地理位置上的叠加和复合，盆地之间在纵向上通过沉积间断或不整合面接触和关联。叠合盆地的概念是相对于同一构造-沉积旋回中形成的单型盆地而言，如果在同一地理位置上有三种或三种以上不同类型的沉积盆地的叠加和复合，可称为复杂叠合盆地（图1.1；庞雄奇等，2012）。
中国中西部含油气盆地与国外典型含油气盆地的*大差别是其在地质历史过程中的不同时期发育并叠加了不同类型的沉积地层，形成了复杂叠合盆地（图1.2）。尽管对叠合盆地命名目前尚有分歧，但对于叠合盆地的基本地质特征和基本判别标志趋同（赵文智等，2003；韩保清等，2006；何登发等，2010；庞雄奇等，2012）。
（1）沉积地层不连续，存在多个不整合面。不整合既可能代表地壳上升，部分地层受到了剥蚀；也可能代表海平面下降后长时期没有接受过新的沉积，导致相同时代地层缺失或仅发育同时代的部分地层。由于多期强烈的构造变动，有些盆地甚至在整个区域范围内都缺失某个或某几个纪的地层，如鄂尔多斯盆地内整体缺失志留纪—泥盆纪地层，导致不整合面上下地层时代差距较大，显示出很强的地层不连续性。塔里木盆地发育了南华纪—第四纪各时代的沉积地层，但存在10余期区域不整合面（图1.2、图1.3）。其中很多地层出现大量的缺失，地层分布变迁大，志留系—泥盆系、中生界出现大量的地层缺失，地层纵横向变化大、不连续性强。
图1.1 叠合盆地与单型盆地结构图示（据庞雄奇等，2012）
（2）不同时期的构造特征具有不连续性。叠合盆地上下两个不同的构造层之间往往发育一个大的区域不整合面，不整合面上下地层的产状特征有很大差异，代表着上下地层沉积之间发生过大规模的构造变革（图1.2、图1.3）。变革前的地层经受了构造变动后导致构造变形，出露地表遭受剥蚀并可能被夷平。此后，地表再次沉积新的地层，在新的构造变动方式下形成了新的构造层，与下伏构造层呈角度不整合或平行不整合接触。塔里木盆地发育十余期大型构造运动，并形成相应的不整合面，不同时期构造特征差异大（图1.3；贾承造，1997；何登发等，2005b；邬光辉等，2016）。图1.2中国主要叠合盆地构造演化与油气成藏特征（据何登发等，2010）
图1.3 塔里木盆地年代地层格架与构造阶段划分（据邬光辉等，2020）
（3）应力应变或动力机制不连续。我国西部叠合盆地在形成和发育过程中主要经历了三个阶段:早期为裂谷-被动大陆边缘盆地发育阶段，应力作用以拉张为主；中期为克拉通内拗陷盆地-周缘前陆盆地阶段，以双向挤压为主；晚期为陆内前陆盆地阶段，以单向挤压为主（贾承造，1997；林畅松，2006；邬光辉等，2016）。尽管不同的学者对关键构造期前后的动力作用方式有不同的认识，但对动力作用方式的改变认识是一致的。不同时期的不同应力作用或动力机制差异形成了不同类型的沉积和构造，这是形成叠合盆地的原因所在。塔里木盆地经历五个阶段十余期构造演化，不同时期的成盆动力机制与区域应力场均发生变动，造成多阶段多期的构造-沉积变迁与地层-构造不连续性（图1.3）。
二、叠合盆地地质特征与油气分布
叠合盆地经历多期构造演变，形成多种类型的沉积储层与多期油气成藏，造成复杂的油气类型与分布。何登发等（2010）将中国叠合盆地油气地质理论概括为以下八个方面。
1.多旋回成盆作用
新元古代以来，中国大陆在全球Rodinia-Pangaea超大陆裂解与拼合演化进程中，受古亚洲洋、特提斯洋、古太平洋三大全球动力学体系叠加与复合的控制，历经原、古、新特提斯洋三大构造演化阶段，在深部和区域构造动力学背景下，发育底部南华纪—震旦纪裂谷盆地、寒武纪—志留纪克拉通内台地、泥盆纪—三叠纪和侏罗纪—第四纪克拉通内拗陷-前陆盆地的四大伸展-挤压构造旋回，并构成纵向四大构造层，形成了多旋回叠合沉积盆地（图1.2）。
2.多类型叠加地质结构
受盆地基底、构造环境与地球动力学演化差异等控制，中国的沉积盆地主要有前陆-克拉通叠合型、拗陷-断陷叠合型和断陷-克拉通内拗陷叠合型三类叠加地质结构（表1.1）。前陆-克拉通叠合型表现为古生界海相克拉通盆地和中—新生界陆相前陆盆地的叠合，如塔里木、鄂尔多斯、四川等盆地发育在前寒武纪克拉通之上。克拉通层序发育的一系列区域不整合界面，为原型盆地的主要叠合界面（图1.2）。
表1.1 中国叠合盆地类型划分（据何登发等，2010）
3.多时代烃源岩与多期成烃
在构造旋回的伸展期，如早—中寒武世、奥陶纪、石炭纪—二叠纪、白垩纪发育泥岩、煤、碳酸盐岩等类型的烃源岩系（表1.2）。受母质类型和多期盆地叠合制约，烃源岩热演化出现多个生烃高峰。四川、塔里木盆地古生界烃源岩现今以生气为主，热成熟度适中的海相烃源岩也可以成为油源岩，如塔里木盆地中—上奥陶统烃源岩。表1.2三类叠合盆地中下组合油气地质条件比较（据何登发等，2010）类别前陆-克拉通叠合型断陷-克拉通内拗陷叠合型拗陷-断陷叠合型结构层序Pz1海相层序、C—P1海陆过渡相层序、P2—T2陆相层序Pz1海相层序、C—P海陆过渡相层序、Mz陆相层序断陷早期火山岩层序、断陷晚期湖沼相层序烃源岩Pz1（、O、S）、C—P1E、C或O断陷早期（K11）储集岩风化壳、内幕白云岩、礁滩风化壳、内幕白云岩火山岩、碎屑岩油气藏类型内幕背斜、岩性、岩性-地层潜山（碎屑岩）岩性、（火山岩）构造-岩性关键成藏条件前陆层序叠加，区域有效盖层新生古储，二次成烃拗陷层序叠加，区域封盖层油气分布以气为主；古隆起控制运移，斜坡控制聚集断块潜山、凹中凸潜山控制油气聚集沿断裂的高凸带、陡坡带分布
4.多套储-盖组合与多含油气系统
多期海进、海退或湖进、湖退与原型盆地的叠合形成了多套储-盖组合。烃源层、储集层、盖层及其他成藏要素的有机配置，形成了复杂的含油气系统。叠合盆地在垂向上常发育多个含油气系统，它们之间可能是独立的，很少发生流体交换（如鄂尔多斯盆地），也可以发生流体串通（如塔里木盆地）。受叠合盆地类型及其地质结构的控制，形成前陆-克拉通叠合盆地、拗陷-断陷叠合盆地和断陷-克拉通内拗陷叠合盆地含油气系统（图1.4）。
图1.4 中国叠合盆地油气系统模式（据何登发等，2010）
前陆-克拉通叠合盆地的含油气系统以克拉通层序广覆式烃源岩和前陆拗陷中心沉降式烃源岩发育为特点，前陆层序的覆盖加速下伏烃源岩的热演化。可形成上、下独立或上、下复合的含油气系统，油气资源丰富。拗陷-断陷叠合盆地的含油气系统发育断陷层序沉降中心烃源岩和拗陷层序广覆式烃源岩，高地温梯度使下伏烃源岩热演化程度高。
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