北羌塘盆地油頁(yè)巖形成環(huán)境及其油氣地質(zhì)意義

王 劍,付修根,李忠雄,熊 松

(1.成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,四川成都 610081;2.貴州省地質(zhì)調(diào)查院,貴州貴陽(yáng) 550004)

北羌塘盆地油頁(yè)巖形成環(huán)境及其油氣地質(zhì)意義

王 劍1,付修根1,李忠雄1,熊 松2

(1.成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所,四川成都 610081;2.貴州省地質(zhì)調(diào)查院,貴州貴陽(yáng) 550004)

最近在北羌塘長(zhǎng)蛇山地區(qū)新發(fā)現(xiàn)了晚侏羅世—早白堊世大套油頁(yè)巖及巨厚膏鹽層,該油頁(yè)巖與近年來(lái)作者在勝利河、長(zhǎng)梁山地區(qū)發(fā)現(xiàn)的多處油頁(yè)巖連成一片,構(gòu)成了目前我國(guó)規(guī)模最大的中生代海相油頁(yè)巖帶—北羌塘油頁(yè)巖帶。沉積巖相、古地理研究表明,晚侏羅世—早白堊世時(shí)期,北羌塘盆地總體上為一個(gè)向北西開(kāi)口的相對(duì)閉塞的巨大海灣,發(fā)育了河流-三角洲、海灣 (潮坪-潟湖)和淺海-陸棚等沉積相組合。古氣候、古環(huán)境研究表明,油頁(yè)巖 (段)沉積期,勝利河地區(qū)處于潮濕的熱帶-亞熱帶環(huán)境,大量淡水的注入以及高的生產(chǎn)力等綜合因素,控制了油頁(yè)巖的形成,其分布主要位于局限海灣-潟湖的邊緣帶;膏鹽層 (段)沉積則發(fā)育于相對(duì)干旱、炎熱氣候條件下的閉塞環(huán)境。北羌塘晚侏羅世—早白堊世油頁(yè)巖及其上覆膏鹽層是重要的烴源巖和區(qū)域性封蓋層。油頁(yè)巖及含膏鹽層沉積組合的發(fā)現(xiàn),對(duì)于重新認(rèn)識(shí)羌塘盆地生烴條件及保存條件,具有十分重要的意義。

北羌塘盆地;海相油頁(yè)巖;沉積環(huán)境;晚侏羅世—早白堊世

油頁(yè)巖作為一種潛在的替代能源資源以其巨大的儲(chǔ)量引起了全世界的關(guān)注[1～3]。我國(guó)油頁(yè)巖資源量巨大,居世界第四位,按含油率6%折算,我國(guó)油頁(yè)巖的查明資源量為 18.9×108t,預(yù)測(cè)資源量達(dá)271.2×108t[4]。然而,就目前我國(guó)油頁(yè)巖地質(zhì)勘探成果來(lái)看,這些油頁(yè)巖以陸相沉積為主,海相油頁(yè)巖的研究少見(jiàn)報(bào)道。

2006年,作者在北羌塘勝利河地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)了勝利河油頁(yè)巖及與其密切共生的膏鹽層[5～8]。2008年 10月,作者在勝利河油頁(yè)巖礦區(qū)北東約40km的長(zhǎng)蛇山南麓,新發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)10余公里的油頁(yè)巖露頭[9]。北羌塘盆地油頁(yè)巖已成為目前我國(guó)發(fā)現(xiàn)的規(guī)模最大的中生代海相油頁(yè)巖,因此,研究油頁(yè)巖及其密切相關(guān)的膏鹽層沉積組合的形成環(huán)境,探討并預(yù)測(cè)其古地理分布規(guī)律,對(duì)于重新認(rèn)識(shí)北羌塘含油氣盆地的生烴條件、區(qū)域性封蓋層及油氣保存條件,具有十分重要的意義。

1 北羌塘油頁(yè)巖的發(fā)現(xiàn)過(guò)程

地理位置上,北羌塘油頁(yè)巖位于瑪爾果茶卡東部 ,經(jīng)緯度為 :N33°43′,E87°12′。北羌塘油頁(yè)巖主要包括勝利河油頁(yè)巖、長(zhǎng)梁山 (西長(zhǎng)梁及東長(zhǎng)梁)油頁(yè)巖及長(zhǎng)蛇山油頁(yè)巖,三者連成一片,構(gòu)成了北羌塘油頁(yè)巖帶 (圖 1a、1b)。

圖 1 羌塘盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?(a)及北羌塘油頁(yè)巖分布區(qū)地質(zhì)圖 (1∶5萬(wàn))(b)1.第四系;2.新近系;3.上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng);4.中侏羅統(tǒng);5.下侏羅統(tǒng);6.上三疊統(tǒng);7.巖體;8.不整合接觸;9.整合接觸;10.斷層;11.2006年發(fā)現(xiàn)的油頁(yè)巖;12.2007年發(fā)現(xiàn)的油頁(yè)巖;13.2008年發(fā)現(xiàn)的油頁(yè)巖Fig.1 Tectonic division of the Qiantang Basin(a)and geological map of the oil shale area of the North Qiantang Basin(b)(scale:1∶50 000)1=Quaternary;2=Neogene;3=Upper Jurassic-Lower Cretaceous;4=Middle Jurassic;5=Lower Jurassic;6=Upper Triassic;7=rock mass;8=unconformity;9=confor mity;10=fault;11=oil shales discovered in 2006;12=oil shales discovered in 2007;13=oil shales discovered in 2008

勝利河油頁(yè)巖系作者于 2006年首先發(fā)現(xiàn)[5～7],初步的野外地質(zhì)調(diào)查表明,該油頁(yè)巖呈東西向展布,累計(jì)厚度8.67m,橫向延伸大于2.5km。2007年,由成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所青藏油氣項(xiàng)目組對(duì)該油頁(yè)巖進(jìn)行了初步評(píng)價(jià),并在勝利河油頁(yè)巖西部發(fā)現(xiàn)了新的油頁(yè)巖成礦帶,該油頁(yè)巖成礦帶一直延續(xù)到了西長(zhǎng)梁地區(qū) (稱(chēng)為長(zhǎng)梁山油頁(yè)巖,包括東長(zhǎng)梁和西長(zhǎng)梁油頁(yè)巖)。野外地質(zhì)調(diào)查及探槽勘探表明,長(zhǎng)梁山油頁(yè)巖橫向延伸大于30km,總資源量為4.49億噸。2008年,青藏油氣項(xiàng)目組對(duì)勝利河油頁(yè)巖外圍進(jìn)行了進(jìn)一步調(diào)查并實(shí)施了少量槽探工作,在勝利河油頁(yè)巖礦區(qū)北東約20km發(fā)現(xiàn)了新的油頁(yè)巖帶,與 2006年發(fā)現(xiàn)的油頁(yè)巖一起,構(gòu)成了勝利河油頁(yè)巖帶(圖 1b),該帶寬2.5km,橫向延伸大于4km。與之前發(fā)現(xiàn)的油頁(yè)巖相比,該帶具有油頁(yè)巖單層厚度更大的特征。新發(fā)現(xiàn)的油頁(yè)巖出露 2～4層,單層最大厚度為5.24m,累計(jì)厚度為3.50m～10.47m。2008年10月,作者根據(jù)勝利河油頁(yè)巖局限海灣相的延伸趨勢(shì)與走向,預(yù)測(cè)該油頁(yè)巖帶向北延伸到了長(zhǎng)蛇山地區(qū),在 1∶25萬(wàn)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料基礎(chǔ)上,通過(guò)沉積相標(biāo)志層 (膏鹽層)追索與路線(xiàn)地質(zhì)調(diào)查,在勝利河油頁(yè)巖礦區(qū)北東約40km的長(zhǎng)蛇山南麓,新發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)達(dá)10余公里的油頁(yè)巖露頭[9](稱(chēng)為長(zhǎng)蛇山油頁(yè)巖)及與其密切共生的膏鹽層 (圖 1b)。該油頁(yè)巖露頭區(qū)的發(fā)現(xiàn),大大擴(kuò)大了北羌塘油頁(yè)巖的規(guī)模,使得該油頁(yè)巖分布區(qū)已成為東西延伸約80km、南北寬近30km的大型油頁(yè)巖帶。僅按照目前完成的有限的槽探露頭估算,北羌塘油頁(yè)巖資源量至少在10億噸以上。

2 地質(zhì)背景

羌塘盆地位于青藏高原中北部,東經(jīng) 85°～95°,北緯 32°～35°,南北寬約 350km,東西長(zhǎng) 650km,中生代盆地面積約22萬(wàn)平方公里[10]。盆地夾于岡底斯-念青唐古拉板塊與可可西里-巴顏喀拉板塊之間,是在前寒武紀(jì)結(jié)晶基底和古生界褶皺基底之上發(fā)育起來(lái)的以中生界海相沉積為主的一個(gè)殘留盆地。羌塘盆地北界為可可西里-金沙江斷裂構(gòu)造帶,南界為班公湖-怒江斷裂構(gòu)造帶。盆地內(nèi)構(gòu)造較為復(fù)雜,總體上具有呈東西走向的兩坳—隆構(gòu)造格局,即北羌塘坳陷、南羌塘坳陷和中央隆起帶 (圖 1a)。

晚侏羅世—早白堊世時(shí)期,受班公湖-怒江洋盆關(guān)閉的影響,羌塘盆地發(fā)生了大規(guī)模的海退,在北羌塘地區(qū) (北羌塘坳陷)形成了一個(gè)向北西開(kāi)口的相對(duì)閉塞的巨大海灣,沉積了雪山組、白龍冰河組、扎窩茸組和勝利河組地層。已有的研究表明,這些地層可能為同期異相的產(chǎn)物[11,12]。

新的 Re-Os同位素定年結(jié)果表明,北羌塘勝利河地區(qū)油頁(yè)巖沉積年齡為101±24Ma[8]。在油頁(yè)巖及其頂部泥灰?guī)r地層中,采集到了部分孢粉,包括Apiculatasporites,Cyathiditesm inorCouper,Cicatricosisporites,Jiaohepollis,Cerebropollenites,Chasm atosporites,Ephedripitescf.notensis,Cycadopites,Classopollis等[6,7]。組合中以裸子植物花粉占優(yōu)勢(shì),含量為80%,蕨類(lèi)植物孢子居次,為20%。組合孢子中以早白堊世豐富的海金沙科孢子(Cicatricosisporites)占居主要地位,侏羅紀(jì)豐富的Cyathidites在組合中含量極低,我國(guó)晚侏羅世花粉中占主導(dǎo)地位的Classopollis在組合含量不高(30%)。因此,從定年結(jié)果以及孢粉組合來(lái)看,勝利河地區(qū)油頁(yè)巖的形成時(shí)代可能為早白堊世,而考慮到勝利河組油頁(yè)巖與羌塘盆地同期異相的雪山組、白龍冰河組為晚侏羅世末沉積的事實(shí),我們認(rèn)為勝利河組油頁(yè)巖可能形成于晚侏羅世末至早白堊世。當(dāng)然,更多的證據(jù)需要進(jìn)一步提出。

勝利河油頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)含量較高,介于4.07%～21.37%之間,平均 8.40%;氯仿“A”為 1200×10-6～21375×10-6,平均 6682×10-6;生烴潛力 S1+S2為 5.66～111.1mg/g,平均 37.20mg/g;產(chǎn)油指數(shù) (S1/S1+S2)為0.017%～0.063%,平均0.032%;含油率為3.5%～16.3%,平均6.21%。

3 沉積環(huán)境與沉積相分析

晚侏羅世—早白堊世時(shí)期是羌塘盆地由海相向陸相轉(zhuǎn)變的過(guò)渡時(shí)期,沉積物類(lèi)型復(fù)雜,既有碎屑巖沉積,又有碳酸鹽巖與碎屑巖混合沉積。根據(jù)其沉積物組合和沉積環(huán)境大致將其歸納為河流-三角洲體系、海灣體系和淺海體系。

3.1 河流-三角洲沉積體系

主要發(fā)育于與勝利河組沉積同期異相的雪山組中,區(qū)域上分布于盆地東部地區(qū)及隆起剝蝕區(qū)周緣,以達(dá)卓瑪、依倉(cāng)瑪、雀莫錯(cuò)等地區(qū)出露最好 (圖 2),進(jìn)一步可劃分出河流相和三角洲相。

三角洲相:主要發(fā)育于雪山組中、下部,以三角洲平原亞相最為發(fā)育,三角洲前緣和前三角洲亞相見(jiàn)于下部。雪山組由下向上具粒度逐漸變粗的特點(diǎn),由三角洲前緣泥頁(yè)巖逐步過(guò)渡為遠(yuǎn)砂壩粉砂巖沉積及河口壩細(xì)砂巖沉積,具典型三角洲前緣沉積序列,其下部含孢粉,灰?guī)r夾層中偶見(jiàn)海相生物碎片,反映了其處于海陸交互的環(huán)境,水動(dòng)力條件較弱。往上隨著河流的快速推進(jìn),泥巖夾層逐漸減少、變薄,粉砂巖逐步為細(xì)砂巖取代。沉積構(gòu)造由沙紋層理為主逐漸變?yōu)樾⌒徒诲e(cuò)層理及大型交錯(cuò)層理,生物化石逐步消失,并以頂部河流沖刷面滯留沉積為標(biāo)志,沉積環(huán)境進(jìn)入陸相平原。

河流相:主要發(fā)育于雪山組上部,為一套紫紅色中-厚層狀中粗粒巖屑砂巖、含礫粗砂巖及少量細(xì)砂巖夾紫紅色礫巖的巖石組合,砂巖中發(fā)育大型交錯(cuò)層理及平行層理。在沉積層序上,表現(xiàn)為底部為河床相底礫巖,上部為發(fā)育交錯(cuò)層理的邊灘相及心灘相粗砂巖、細(xì)砂巖,頂部為河漫灘相泥巖及泥質(zhì)粉砂巖,河流二元結(jié)構(gòu)清晰。

3.2 海灣沉積體系

主要發(fā)育于勝利河組,區(qū)域上分布于盆地的中部地區(qū),典型剖面見(jiàn)于勝利河、長(zhǎng)梁山、長(zhǎng)蛇山、曲龍溝、東湖、那底崗日、托納木等地 (圖 2),主要包括潮坪、潟湖等亞相。

蒸發(fā)巖相:勝利河組上段主要為蒸發(fā)巖相膏鹽段,其沉積微相主要為淺灰色至灰白色薄層狀石膏與薄層狀含生物屑泥晶灰?guī)r及灰?guī)r韻律互層。薄層灰?guī)r中見(jiàn)水平層理,膏鹽層中滑動(dòng)變形構(gòu)造發(fā)育。在薄層灰?guī)r夾層中采集到了大量孢粉化石,其中包括:Apiculatasporites,Perinopollenites,Classopollis,Cerebropollenitescf.papilloporus,Cerebropollenites。孢粉組合中,掌鱗杉科Classopollis占很大優(yōu)勢(shì),它是一種耐干旱的植物,這從另一個(gè)角度反映了勝利河組上段沉積期屬炎熱干旱氣候沉積環(huán)境。

潟湖相:主要發(fā)育于勝利河組油頁(yè)巖段 (圖 3),常與潮坪相沉積交替產(chǎn)出,形成多個(gè)沉積旋回,每個(gè)旋回下部均為潟湖相沉積。以灰色中層狀含生物屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r與深灰色、灰黑色油頁(yè)巖呈韻律互層為特征。油頁(yè)巖頁(yè)理發(fā)育,泥灰?guī)r中偶見(jiàn)水平層理,見(jiàn)豐富的雙殼及腕足化石。向上(上部)過(guò)渡為潮坪相沉積,可見(jiàn)水平層理。該沉積中采集到到雙殼類(lèi)化石:Astaresp.,Astarecf.m andawaensisCox,Astarecf.elegansSow.,Ceratom yacf.striata(Sow.) (or sp. nov.) ,Pholadom ya carinataGoldfuss,Corbula pindiroensisCox等;腕足類(lèi)化石:B ur m irhynchiashanensisBuchman,B ur m irhynchiasp.等。

潮坪相:主要發(fā)育于勝利河組油頁(yè)巖段 (圖 3),常與瀉湖相沉積交替產(chǎn)出,形成多個(gè)潟湖、潮坪沉積旋回,巖石為灰色 /深灰色中-薄層泥晶灰?guī)r、藻紋層微晶灰?guī)r,發(fā)育近水平的藻紋層。該沉積地層中僅采集到少量的化石,但化石個(gè)體較小,保存不完整。

勝利河油頁(yè)巖段潮坪-潟湖相沉積與下伏索瓦組開(kāi)闊臺(tái)地相泥灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r之間呈連續(xù)沉積過(guò)渡關(guān)系。

3.3 淺海沉積體系

發(fā)育于與勝利河組同期異相的白龍冰河組中,區(qū)域上分布于盆地西部,典型剖面有白龍冰河、拉相錯(cuò)、獨(dú)星湖及長(zhǎng)龍梁等剖面 (圖 2)。主要為淺海陸棚或局限臺(tái)地相碳酸鹽巖沉積,為一套灰色、深灰色薄層狀泥灰?guī)r與泥晶灰?guī)r不等厚互層,夾灰綠色薄層狀鈣質(zhì)泥巖、粉砂巖的巖石組合,含有大量菊石和薄殼雙殼類(lèi)生物,沉積構(gòu)造以小型交錯(cuò)層理、水平層理及浪成沙紋層理為主,偶見(jiàn)低密度粒序?qū)永?局部見(jiàn)豐富的水平蟲(chóng)跡。

3.4 沖洪積沉積體系

在北羌塘盆地,中生代地層通常被古近系始新統(tǒng)(E2)康托組礫巖及砂礫巖角度不整合沉積超覆(圖 3)。康托組沖洪積相主要為一套淺紅色 /褐紅色中厚層-塊狀礫巖、含礫砂巖、細(xì)-粗粒巖屑砂巖。砂巖中局部見(jiàn)平行層理、大型低角度交錯(cuò)層理,礫巖中見(jiàn)粒序?qū)永怼?/p>

4 沉積環(huán)境對(duì)油頁(yè)巖形成的控制作用

晚侏羅世—早白堊世是班公湖-怒江洋盆最終消亡的時(shí)期,區(qū)內(nèi)發(fā)生了大規(guī)模的海退,北側(cè)造山帶、中央隆起帶和盆地的東部地區(qū)迅速隆起。海侵來(lái)自于盆地的西北方向。在盆地南部,除中央隆起帶東段附近以外,目前為止尚未發(fā)現(xiàn)相當(dāng)?shù)牡貙印１鼻继僚璧乜傮w為一個(gè)向北西開(kāi)口的相對(duì)閉塞的巨大海灣,周?chē)蚱鋬?nèi)部提供物源,尤以東部最盛,反映東部可能處于區(qū)域性較高部位。該時(shí)期巖相古地理見(jiàn)圖 2。古地理單元有:陸源剝蝕區(qū)、河流-三角洲、海灣 (潮坪 -潟湖)和淺海-陸棚。

陸源剝蝕區(qū)位于近東西展布的中央隆起帶及盆地北緣的可可西里造山帶。河流-三角洲相沉積沿隆起區(qū)外緣展布,近源區(qū)發(fā)育河流相沉積,近海區(qū)發(fā)育三角洲相。海灣沉積廣泛分布于北羌塘中部,見(jiàn)于向陽(yáng)湖、東湖、溫泉等地,是晚侏羅世—早白堊世羌塘盆地的主要沉積類(lèi)型。淺海-陸棚沉積主要分布于盆地的西北部,具有積水體向北西方向變深的特征。

勝利河地區(qū)油頁(yè)巖呈多層產(chǎn)出,巖性組合主要為灰色中層狀含生物屑泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r與深灰色、灰黑色油頁(yè)巖。油頁(yè)巖中頁(yè)理發(fā)育,見(jiàn)有豐富的腕足及雙殼類(lèi)化石,但這些化石保存不好。從 Sr同位素、巖性組合以及化石組合特征來(lái)看,油頁(yè)巖沉積期,勝利河地區(qū)處于封閉至半封閉的環(huán)境,加之氣候溫暖潮濕,雨水充沛,導(dǎo)致水體鹽度降低,出現(xiàn)微咸化的環(huán)境,具有淡化潟湖的特征。長(zhǎng)梁山、勝利河以及長(zhǎng)蛇山油頁(yè)巖沿古潟湖的邊緣展布(圖 2),明顯受到古潟湖環(huán)境的控制。值得注意的是,筆者在 2008年新發(fā)現(xiàn)的長(zhǎng)蛇山油頁(yè)巖正是根據(jù)這一成礦環(huán)境進(jìn)行預(yù)測(cè)追索發(fā)現(xiàn)的。另外,在托納木地區(qū)發(fā)現(xiàn)了的托納木油頁(yè)巖[13]也產(chǎn)于上述沉積環(huán)境。因此,古潟湖控制了北羌塘地區(qū)油頁(yè)巖的分布,古潟湖邊緣是該地區(qū)油頁(yè)巖未來(lái)勘探的重點(diǎn)。

受區(qū)域性構(gòu)造、降水以及全球性海平面變化的影響,勝利河地區(qū)海平面變化較為頻繁 (海水向羌塘盆地西部退出或從西部浸漫),在非油頁(yè)巖沉積期相繼出現(xiàn)了海平面升高的特征;而在油頁(yè)巖沉積期海平面又有所回落,從而表現(xiàn)為潟湖與潮坪環(huán)境相互變更的特征 (圖 3)。這一特征也造就了勝利河地區(qū)油頁(yè)巖與泥灰?guī)r (或泥晶灰?guī)r)呈互層韻律產(chǎn)出。油頁(yè)巖沉積期,大量淡水的注入使得瀉湖上部水體鹽度相對(duì)較低,海水為弱氧化環(huán)境,這種特殊的環(huán)境有利于藻類(lèi)的大量繁殖,形成較高的生產(chǎn)力,同時(shí),生物埋藏量增大,有機(jī)物腐爛時(shí)釋放出更多的H2S氣體,水體分層現(xiàn)象進(jìn)一步加強(qiáng)。爆發(fā)式發(fā)展的藻類(lèi)導(dǎo)致了死亡生物量的沉積速率遠(yuǎn)大于氧化速率,海底環(huán)境進(jìn)一步惡化,由弱氧化環(huán)境變成缺氧而富 H2S的還原環(huán)境,這一沉積環(huán)境有利于有機(jī)質(zhì)的保存以及油頁(yè)巖的形成。非油頁(yè)巖沉積期,海水的注入改變了有機(jī)質(zhì)沉積的水體環(huán)境,海底由還原環(huán)境變?yōu)橄鄬?duì)氧化的環(huán)境,從而導(dǎo)致了油頁(yè)巖沉積的消失。

值得注意的是,在勝利河地區(qū)油頁(yè)巖之上普遍發(fā)育了一套厚度大于348.68m的膏鹽夾薄層灰?guī)r沉積。大套膏鹽沉積的出現(xiàn),本身就反映了該沉積期干燥而炎熱的氣候環(huán)境,同時(shí),在泥灰?guī)r夾層中采集到的孢粉,大多也是屬于耐干旱的植物,特別是掌鱗杉科 (Classopollis)孢粉,廣泛分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)或者干旱炎熱的近海帶、山地斜坡干旱帶以及內(nèi)陸盆地的干旱區(qū)。泥灰?guī)r中見(jiàn)有相對(duì)較高的Classopollis分子,同樣反映了該沉積期炎熱而干旱的氣候環(huán)境。

而在油頁(yè)巖中,孢粉組合主要包括:Apiculatisporite,Reticulisporite,Jiaohepollis,Chasm atosporites,Ephedripites(Ephedripites)cf.notensis。該組合中孢粉的種屬少,含量不高,但總體上仍可以反映油頁(yè)巖沉積期的環(huán)境特征,孢粉組合中以裸子植物花粉占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),喜濕熱的蘇鐵類(lèi)單溝型花粉含量較高,喜溫的松柏類(lèi)亦較發(fā)育,蕨類(lèi)植物花粉以喜濕真蕨類(lèi)植物為主,反映了潮濕的熱帶-亞熱帶環(huán)境[6,7]。這樣的氣候條件有利于藻類(lèi)的繁殖以及勝利河地區(qū)油頁(yè)巖的形成。顯然,從油頁(yè)巖沉積期到之上的膏鹽沉積期,勝利河地區(qū)古氣候環(huán)境發(fā)生了較大的變化,經(jīng)歷了一個(gè)從溫暖潮濕到干旱炎熱的變化過(guò)程。

5 油氣地質(zhì)意義

晚侏羅世—早白堊世是班公湖-怒江洋盆最終消亡的時(shí)期,區(qū)內(nèi)發(fā)生了大規(guī)模的海退,北羌塘盆地總體為一個(gè)向北西開(kāi)口的相對(duì)閉塞的巨大海灣。該時(shí)期羌塘地區(qū)處于潮濕的熱帶-亞熱帶環(huán)境與干旱炎熱的氣候環(huán)境交替變更,在勝利河地區(qū)廣泛發(fā)育一套油頁(yè)巖沉積。油頁(yè)巖的形成明顯受到古地理展布的控制以及古氣候的影響,顯然,古氣候是具有一定區(qū)域性的,因此,古地理展布是控制油頁(yè)巖的關(guān)鍵。晚侏羅世—早白堊世時(shí)期,海灣沉積廣泛分布于北羌塘盆地的中部,因此,沿海灣近陸緣沉積是該時(shí)期油頁(yè)巖沉積的有利區(qū)域。事實(shí)上,不僅勝利河地區(qū)油頁(yè)巖發(fā)育于這一環(huán)境中,在托納木地區(qū)發(fā)現(xiàn)的托納木油頁(yè)巖[13]也發(fā)育在這一沉積環(huán)境中(圖 2)。由此可見(jiàn),晚侏羅世—早白堊世油頁(yè)巖的發(fā)育可能具有較大的規(guī)模。這些油頁(yè)巖的發(fā)現(xiàn),不僅為羌塘盆地油氣評(píng)價(jià)提供了重要的依據(jù),而且大大地豐富了我國(guó)油頁(yè)巖的類(lèi)型。

正如上文所討論的那樣,勝利河地區(qū)油頁(yè)巖的形成明顯受到古地理展布的控制以及古氣候的影響。油頁(yè)巖沉積期,勝利河地區(qū)古氣候?yàn)槌睗竦臒釒?亞熱帶環(huán)境。這樣的氣候條件不僅有利于勝利河地區(qū)藻類(lèi)的繁殖以及勝利河地區(qū)油頁(yè)巖的形成,同時(shí)對(duì)于羌塘地區(qū)烴源巖形成也具有重要意義,從目前的勘探結(jié)果來(lái)看,與油頁(yè)巖對(duì)應(yīng)層位的烴源巖大多具有有機(jī)質(zhì)含量高的特征。因此,北羌塘油頁(yè)巖的發(fā)現(xiàn),為羌塘盆地?zé)N源巖的正確評(píng)價(jià)提供了新的依據(jù)。

另外,北羌塘油頁(yè)巖之上,普遍發(fā)育厚度巨大的膏鹽夾灰?guī)r沉積。膏鹽是已被實(shí)踐所證實(shí)了的優(yōu)質(zhì)蓋層,具有孔隙度、滲透率較低的特點(diǎn),從探槽剖面所發(fā)現(xiàn)的膏鹽層來(lái)看,膏鹽層單層最大厚度達(dá)188.4m,由此可見(jiàn),這些膏鹽層可單獨(dú)作為較好的蓋層。另外,含膏鹽的灰?guī)r以泥灰?guī)r為主,這些泥灰?guī)r大多具有低孔低滲的特征,膏鹽、灰?guī)r一起構(gòu)成了較好的蓋層。區(qū)域上,這套膏鹽、灰?guī)r層是否具有一定的展布需要進(jìn)一步研究,但這套膏鹽、灰?guī)r層的發(fā)現(xiàn)表明,在上侏羅統(tǒng)索瓦組地層之上,羌塘地區(qū)仍然沉積了一套較好的蓋層,這為羌塘盆地的油氣評(píng)價(jià)提供了新的依據(jù)。

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Formation and significance of the oil shales from the North Qiantang Basin

WANG Jian1,FU Xiu-gen1,L I Zhong-xiong1,X IONG Song2
(1.Chengdu Institute of Geology and M ineral Resources,Chengdu610081,Sichuan,China;2.Guizhou Institute of Geological Survey,Guiyang550004,Guizhou,China)

The thick-bedded successions of the Late Jurassic-Early Cretaceous oil shales and gypsum have been recently found in the Changsheshan area,North QiantangBasin.These oil shales,togetherwith those recognized in the Changliangshan and Shengli River areas,constitute the largestMesozoic marine oil shale zone,North Qiantang oil shale zone in China.Sed imentary facies and palaeogeographic reconstruction have disclosed that during the Late Jurassic-Early Cretaceous,the North Qiantang Basin was once a giant and relatively closed gulf in which the sedimentary facies associations were developed,including the fluvial-delta,gulf(tidal flat-lagoon)and shallow sea-continental shelf facies associations.The palaeoclimatic approaches have revealed that the Shengli River area once lay in the moist tropic-subtropic zones during the deposition of the oil shales.The injection recharge of plentiful fresh water and high productivity are considered as the controlling factors for the formation of the oil shales.The oil shales were dominantly aligned around the restricted gulf-lagoon areas,whereas the gypsum beds occurred in the closed environments under the xerother mic climatic conditions.TheLate Jurassic-Early Cretaceous oil shales and their overlying gypsum beds are interpreted as the important source rocks and regional seal rocks in the North Qiantang Basin. The discovery of the oil shale-gypsum sed imentary associations is of important implications for the improvement of our knowledge of the hydrocarbon accumulation and preservation in the whole QiangtangBasin.

North Qiantang Basin;marine oil shale;sedimentary environment;Late Jurassic-Early Cretaceous

1009-3850(2010)03-0011-07

2010-08-04;改回日期2010-08-09

王劍 (1962—),男,研究員,主要從事沉積地質(zhì)與石油地質(zhì)工作。E-mail:jianwang@mail.sc.cninfo.net

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (40702020、40972087)及國(guó)家油氣專(zhuān)項(xiàng)“青藏高原油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評(píng)價(jià)”項(xiàng)目(XQ2004-06)聯(lián)合資助

TE122.1+16

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