四川盆地燕山期古構造發展及對油氣的影響

孫 瑋 劉樹根 韓克猷 米色子哈 代寒松 孫 東

（1.油氣藏地質及開發工程國家重點實驗室（成都理工大學），成都610059；2.中國石油西南油氣地質開發研究院，成都610051；3.中國石油勘探開發研究院西北分院，蘭州730020）

四川盆地的燕山運動介于印支運動與喜馬拉雅運動之間，以往并不被重視，其主要的原因有：

a.盆地中侏羅統和白堊系廣泛暴露，侏羅系出露的地區大部分沒有見頂，厚度不全；白堊系分布的地區，則由于侏羅系埋藏較深，鉆探工程很少。因此，侏羅系的厚度和變化情況不清楚，白堊系也多是殘厚，給研究燕山期的古構造發展帶來很大的困難。

b.燕山運動在四川盆地只是升降運動，沒有發生大規模的褶皺運動，侏羅、白堊系大部分是紅色陸相地層，只被認為是四川盆地區域性的蓋層，沒有認真研究該期的古構造發展。

c.后期喜馬拉雅運動褶皺強烈，對燕山期的古構造改造較大，因此恢復古構造較為困難。

隨著近年來鉆探工作的擴展，上三疊統須家河組含煤地層的鏡煤反射率資料的積累和對盆地古地溫和古地溫梯度的研究，以及裂變徑跡資料的增多［1－3］，使得重建盆地陸相地層的最大沉積厚度成為可能，從而為恢復盆地燕山運動的古構造情況提供了條件，進而分析上三疊統含油氣條件的影響，為尋找陸相地層，特別是須家河組油氣田提供資料。

1 燕山期古構造發展

燕山運動非常重要的方面是白堊系的分布。白堊系在盆地中殘存不一，要全面了解在原始狀態的分布是有難度的。為了解決這個問題，采用了Ro、古地溫和埋深的關系，據此重建地層最大厚度。

圖1 四川盆地燕山期古地質圖及白堊系厚度分布Fig.1 Paleogeologic map and the thickness distribution of Cretaceous in Yanshan period，Sichuan Basin

白堊系主要分布在盆地的周邊地區以及華鎣山的西麓，川中和川東的廣大地區沒有白堊系沉積（圖1）。川中和川東為古隆起，因而白堊系沉積厚度很薄或沒有接受沉積。華鎣山在該時期已具雛形，核部出露最老的地層為中侏羅統沙溪廟組，其東地層較緩，西翼為陡帶與廣安箕狀拗陷相接；威遠－南充北東向川中隆起，最高點在威遠南的觀音場地區，出露地層也是沙溪廟組，它是一個短軸形的大型隆起。白堊系分布在2個隆起的北西以及營山－廣安等拗陷中，最厚的地區在川北、通江、南江、巴中地區，沉積厚度＞800m。從白堊系的巖石性質看，其物源主要來自龍門山區，有2個大的沖積扇，一是川西北的劍門關礫巖，二是灌口礫巖，向盆地相變為紅色泥巖和灰綠、灰色砂巖或紅色砂巖，泥巖中夾石膏層。

1.1 早侏羅世古構造情況

四川盆地進入燕山期時古構造較印支期有很大的變化和不同，雖然早侏羅世的沉積厚度不大（120～800m），表現出的構造也是很平緩的，但可以宏觀地看出有以下特點：一是印支期長期繼承發展的瀘州－華鎣山隆起已不再繼續上升，二是威遠－廣安一帶形成一個大型的鼻狀隆起。只有川西的成都－雅安地區仍為拗陷。從宏觀上看，廣元－重慶（嘉陵江）的東北地區是以拗陷為主；其西南面的廣大地區是沉積很薄的地區，厚度＜500m。

1.2 中侏羅世古構造

該時期繼承早侏羅世的古構造，川北地區包括了蒼溪、通江等地區和川鄂及三峽地區，為一巨大的中侏羅世的拗陷，川中地區構造極平緩。川西樂山、洪雅、成都地區有一平緩古隆起，向北在成都北面的磨盤山以鞍部和江油、綿陽古鼻狀隆起相接。龍泉山以西是一個隆起帶。其西是大邑拗陷，最低點為－1 480m。另外一點是此時在川西南的峨眉、馬邊、珙縣也有拗陷存在的可能，它可以向東經南川、石柱與大巴山前緣拗陷相通。這時除龍門山北段前山帶之外，四川盆地四面的拗陷已初見端倪，給盆地的定型打下了基礎。

1.3 侏羅紀末白堊紀初的古構造概況

侏羅紀末，四川盆地再次上升為陸地，侏羅系遭受剝蝕，這次運動即燕山運動。在四川盆地的西緣龍門山地區，該運動較為強烈［4，5］。在四川盆地內部主要表現為一次上升運動，而在盆地以東的湘、鄂西卻是一次強烈的褶皺運動，盆地東界齊岳山及其以東形成以北東向為主的隔槽式褶皺帶［6，7］，白堊系不整合在三疊－寒武系之上，可以說此時盆地的東南邊界已確定下來。

盆地內部以上升為主且隆起的幅度和范圍很大，從圖1中可以看到，此時較晚侏羅世初構造發育得更完整，隆起幅度加大，拗陷變得更深，而且都為圈閉構造。原在中侏羅世出現的川西南宜賓地區的鼻狀突起，此時形成以自貢為中心的北東向古圈閉，其長軸150km，短軸80km，閉合度達1.2km，圈閉面積約8.5×104km2；瀘州古隆起已完全消失，成為向東南傾的單斜。川西的構造改變不大，只是有所偏移，隆起的幅度加大，如江油－成都－樂山古隆起帶依然存在，樂山古圈閉的閉合度達到600m，有變化的是在龍泉山構造的東側出現了梓潼－資陽箕狀拗陷，龍泉山構造處在箕狀拗陷與江油－成都－樂山古隆起的陡坡帶上。這一特點給后來龍泉山構造的形成打下了基礎。從宏觀上看，該期的古構造特征仍然是盆地西南為隆起區，而東北部為凹陷區。這是侏羅紀時期的基本構造格局（圖1）。

1.4 喜馬拉雅運動前上三疊統頂面古構造

燕山運動之后，盆地中環中央隆起帶沉積了白堊系，在川西還局部沉積了第三系，此時整個盆地面臨喜馬拉雅造山運動使全盆地地層全面褶皺的到來。此刻的上三疊統頂面的古構造面貌反映了當時的古構造特征，當時有3個大型的古隆起和3個拗陷（表1，圖2）。

3個古隆起分別是龍門山山前古隆起、川中古隆起、華鎣山古隆起。龍門山山前古隆起主要位于大邑－綿陽一線以西，而川中古隆起和華鎣山古隆起則大體連在一起，主要高點位于威遠南和合川，面積廣闊。

3個古拗陷即川西拗陷、川北拗陷、川鄂拗陷。這3拗陷連在一起形成了以川中、川東南隆起為中心的西、北、東半環狀的拗陷，這是燕山運動最后一幕的構造輪廓。

2 燕山運動對油氣的影響

對四川盆地而言，侏羅紀末的燕山運動是一次重要的構造運動，它對盆地、構造格局的形成和區塊劃分，以至油氣的運移都具有重要的作用，特別是對上三疊統油氣藏的形成條件以及紅層次生油氣藏的形成都具有很大的影響。

表1 喜馬拉雅運動前上三疊統頂面構造特征Table 1 Characteristics of the top structure of Upper Triassic before Himalayan movement

圖2 喜馬拉雅運動前（古近紀前）上三疊統頂面構造圖Fig.2 The structural map of the top surface of Upper Triassic before Himalayan movement

燕山期的古構造發展最突出特點是川中古隆起的形成，它對油氣藏的形成和分布是至關重要的。眾所周知，四川盆地陸相地層所產的油氣是優質能源，特別是天然氣是不含硫化氫的。因此成為目前找油氣的目的層之一，特別是上三疊統須家河組已成為主要勘探目標。但對于須家河組成藏條件的認識不夠統一，也不夠深刻，有關其成藏原因的觀點眾多［8－12］，本文僅就古構造對油氣的影響加以討論。

2.1 燕山運動形成的川中古隆起對須家河組的油、氣分布的控制和影響

川中古隆起是一個面積達25 000km2的大型隆起，而龍門山山前古隆起是一個北東向狹長的隆起。從勘探產油氣的現狀看，在古隆起區特別是隆起的高部位往往產原油和輕質油，如威遠的鹽井中產原油、安岳地區產輕質油、磨溪氣田產氣和輕質油，中壩氣田也產輕質油，大邑火井產原油等。拗陷中只產氣沒有油，如大興西、老關廟、拓壩場、九龍山、廣安、八角場氣田等。

古隆起上須家河組主要儲層的孔隙度高，而拗陷中孔隙度低，例如：川中古隆起高部位威遠地區孔隙度10%～7.5%，外圍則為7.5%～5%；龍門山山前隆起帶，例如中壩地區的孔隙度為6%，一般在5%以上；而拗陷中孔隙低，一般為3%～5%，低者僅有2%（圖3）。這種現象有2種可能性：

a.由于古隆起上覆地層薄，上三疊統須家河組的生烴巖的演化程度低，仍然保存有原油或輕質油，須家河組儲層也由于上覆地層薄，壓實程度低而孔隙度稍高；而拗陷中則相反，烴源巖演化程度高，油已裂解為氣，儲層被壓實程度高，孔隙度低。

b.油氣在早期有運移，特別是在中侏羅世末期，須家河組烴源巖和其下的馬鞍塘組烴源巖進入成油期［13］，生成的油氣向古隆起運移，當時的儲層尚未全部致密化，孔隙度在10%以上，具備運移的條件，油氣在古隆起上有所富集，由于之后古隆起的繼承性發展使油得以保存，形成高部有油的現象。

從以上情況看，在須家河組的勘探還是考慮隆起為好，在隆起的范圍選擇有好的構造進行鉆探，成功的希望比較大。目前已在川中古隆起的東南緣合川地區須家河組取得突破，探明儲量＞108m3。

2.2 燕山運動對陸相紅層次生氣藏的影響

圖3 燕山期古地質圖與T3x儲層孔隙度、產油、氣產關系Fig.3 Relationship between the porosity and oil／gas production of T3xreservoir and the paleogeologic map of Yanshan period

目前在川西發現的次生氣田和氣藏，給川西地區的勘探開拓了新的領域，如：新場氣田，不僅沙溪廟組有氣層，遂寧組、蓬萊鎮組也有氣層；白馬氣田氣層為蓬萊鎮組砂巖；平落壩氣田，除主力產層為須家河組的須二段產氣，千佛巖組和沙溪廟組也有工業氣流。除此之外，在以往鉆探中各構造在紅層中具有很好的氣顯示，并有工業價值的天然氣流，例如：中壩在千佛巖組普遍有低產氣流，大興場構造3井千佛巖組產氣1.55m3／d，淺1井在J1q－J2s產氣10.7×103m3／d；白馬關構造白參井J1q－J2s產氣3×103m3／d；三蘇場構造2井是1971鉆的井，井深3 003.57m，完井層位是下侏羅統千佛巖組（J1q），到1972年10月21日井口被憋爆之后可以間斷噴氣。據此可以說明，川西的紅層含氣是普遍的，是次生氣田的有利區。

新構造運動較為活躍，紅色地層中形成氣藏需要的是油氣有向上運聚的條件，當喜馬拉雅運動形成現今構造之后，油氣在紅層有孔隙條件的儲層中富集成藏。川西龍泉山和龍門山是經常發生天然地震的構造帶，其中特別是龍泉山地區，如雙流籍田、仁壽、蒲江乃至成都以北的磨盤山構造都發生過淺部低級別、低烈度的地震，有記載的地震不少于60次，一般在3～4級，震源深度在5 km左右。這表明現今地殼表層還不穩定，不平衡，地震結果不產生斷層也要產生裂縫，這就為油氣上竄創造了條件。

2.3 燕山運動對川西T3x氣藏的影響

據圖4，川西地區是須家河組生烴條件最好的地區。生烴的黑色泥頁巖厚度大，例如生油巖的厚度，江油中壩為640m，玉泉為1 045m，龍泉山為576m，鹽井溝為1 339m，大興場為494m，漢旺場為367m：生烴能力是很強的，所以認為烴源充足。

川西地區在雅安以東的大興場（熊坡）構造有一大型的古隆起，閉合度130m，面積約6 500 km2，向北傾沒在成都市以南，在成都－磨盤山地區成為一鞍，再向北與江油隆起相連，成為江油－成都－蒲江隆起帶，西鄰大邑拗陷，東為川中斜坡。此時T3x頂埋深1.1～1.4km，生烴巖剛進入生烴門限。發展到白堊紀前，構造幅度加大，蒲江高點向東南偏移至樂山，成為樂山古圈閉，閉合度＞400m，面積約1 120km2，向北變化不大，形成江油－成都－樂山古隆起帶，西鄰大邑拗陷位置未變，但幅度加大，T3x頂埋深1.6～3.4km。川西古隆起可以捕獲拗陷中來的油氣，為之后氣藏的形成打下了基礎。目前在大邑地區已有所突破。

圖4 川西白堊紀初T3x頂面結構與氣田關系Fig.4 The relationship between the gas fields and the top structure of T3xin the early of Cretaceous of West Sichuan

3 結論

四川盆地燕山運動形成了三隆三坳的構造格局，即龍門山山前古隆起、川中古隆起、華鎣山古隆起和川西拗陷、川北拗陷、川鄂拗陷，3個拗陷連在一起形成了以川中、川東南隆起為中心的西、北、東半環狀的拗陷的圍繞。

四川盆地燕山運動對于油氣主要有3個重要影響，即：燕山期形成的古隆起有利于油氣的富集，現已發現廣安和合川須家河組氣藏，相鄰構造也具有良好的油氣勘探潛力；燕山運動對于四川盆地陸相紅層次生氣藏的形成有重要的影響；川西地區是次生氣藏形成的有利區。現已發現的構造都可能形成次生氣藏，有利的構造有：仁壽、大興場、磨盤山、龍泉山西翼斷層下盤、蘇碼頭、三蘇場、龍泉山北端徐家壩等等，在這些構造帶都可能找到次生氣藏。

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