松遼盆地地質構造與煤成氣

摘 要：重點介紹了煤成氣的成因、松遼盆地形成煤成氣的地質條件、松遼盆地煤成氣的儲量。

關鍵詞：煤成氣的成因；來源；類型；特點；儲量

現將煤成氣的成因，松遼盆地形成煤成氣的地質條件和松遼盆地煤成氣儲量分述如下：

1 煤成氣的成因

1.1 煤成氣形成的機理：煤層和分散含煤物質在適當的地質條件下，經煤化作用，即可形成煤成氣。

1.2 煤化階段煤成氣生氣量：蘇聯學者科落夫對各種牌號煤進行了“人工煤化作用法”求得煤層和分散含煤物質的煤成氣生氣能力的計算值如下表：

1.3 鏡質體最大反射率與石油（氣）成熟度關系及石油（氣）成熟度與煤化階段分期關系。

松遼盆地生氣源巖鏡質體R°max和生油（氣）成熟度關系，基本和板倉勝彥劃分的四個階段相當。即：

一期限CO2期末成熟階段R°max<0.5%深度為<1250米古溫度<52℃

二期濕氣期

成熟階段0.5%

古溫度52°-100.8℃

高成熟階段1.3%

古溫度100.8-142.8℃

三期干氣期過成熟階段R°max>2.0%深度為3400米古溫度>142.8℃

從上述數字可以得出如下結論：

（1）松遼盆地生油門限深度為1250-3400米（前人資料為1200-3000米）

（2）松遼盆地生成可燃性氣體深度為1250米以下。其中1250-2400米為濕氣段（油氣兼生段）3400米以下為干氣段，以甲烷為主。

（3）松遼盆地古地溫按蘇聯Я·Φ卡納納提出的關于煤形成各變質階

段古地溫值應屬于從長焰煤至無煙煤變質階段。

1.4 關于松遼盆地煤成氣的來源

對松遼盆地深層勘探中，發現泉頭組一、二段砂巖在25口井見到不同程度的油氣顯示。眾所周知，泉一、二段不是生油（氣）層，那么這些油氣哪里來的呢？上部油（氣）層不可能穿越巨厚的泥巖向下運移，從物化性質，化學成分，δC13等數據是有別上部油氣層的，所以只能來自下面的登樓庫組及上侏羅系地系層。

2 松遼盆地形成煤成氣的地質條件

凡形成煤成氣大氣田的地質條件，都需要具備大型的沉積盆地。盆地有巨厚的沉積，盆地有生、儲、蓋地質條件，有發育的圈閉條件和構造運動適中，恰巧松遼盆地這些條件都具備，所以說松遼盆地是很有希望的大氣田。

2.1 松遼盆地類型

松遼盆地是大陸裂谷盆地，其根據如下：

（1）松遼裂陷帶下面的地層厚度比其兩側厚度有明顯的減薄的特征，

裂陷帶地區地殼結構呈明顯的雙凹鏡象反映。

（2）莫氏面上涌的地區，裂陷產生縱張性大斷裂，控制著裂陷帶的分布。

（3）松遼盆地沿東南緣斷裂有強烈的火山活動。

（4）松遼盆地有較高的沉積速率（0.3-0.6mm/年）故松遼盆地白堊系沉積最大厚度為600-7000米。

（5）松遼盆地具有高地溫（地溫梯度為3.8℃%）和高熱流值（大地熱流值為1.05-1.76HFU）

在形成煤成氣盆地類型中，裂谷型煤成氣田，是司空見慣的。如西非裂谷帶扎伊爾和盧旺達之間的基伍湖氣田；北海裂谷氣田和尼日利亞裂谷氣田等都是屬于裂谷型盆地。

2.2 松遼盆地演化特點

松遼盆地發展過程經歷以下四個階段

（1）隆起階段（三迭紀至中侏羅世）中國東部除局部地區接受沉積外，廣大地區處于隆起狀態此時上地幔上涌，這是裂谷盆地形成的孕育時期。

（2）裂陷階段（晚侏羅世至早白堊世中期）由于庫拉--太平洋板塊作用結果致使中國東部產生北東--北北東向寬緩的復向斜構造，在其中的背斜（隆起）部位，由于莫氏面上涌在局部張應力的作用下形成地塹式構造，它們的斷裂多呈對稱和向內傾斜，呈“V”字形地塹。中間斷陷最深，邊緣斷裂最為發育，給松遼裂谷奠定了基礎。

早白堊世登樓庫組時期繼承了晚侏羅世北北東方向的斷陷沉積。由于地幔墊擴大上涌而使晚侏羅世的斷陷盆地范圍進一步擴大，形成了中央斷陷帶，東部斷陷帶和中央斷隆帶此時基本沒有接受沉積，故缺失登樓庫組。

東部斷陷帶登樓庫組沉積了暗色沉積巖為1500米，生油條件差。比晚侏羅世沉積面積擴大，松遼裂谷盆地初具規模。

（3）拗陷階段：早白堊世泉頭組一、二段時期地幔熱繼續上涌，使登樓庫組斷陷范圍擴大，向西超伏形成邊緣超伏帶斷陷向拗陷過渡形成了統一的裂谷湖盆。不具備成油（氣）條件。

此后又經過泉頭三、四段——嫩江組時期拗陷鋪蓋式沉積。鋪蓋于整個松遼盆地26萬平方公里。

（4）收縮階段：晚白堊世至第三紀松遼盆地大部分褶皺隆起，綜上所述松遼盆地在晚侏羅世和早白堊世登樓庫組時期是斷陷沉積；早白堊世泉頭組至嫩江組時期是拗陷沉積，因而松遼盆地是雙層結構。

松遼盆地在早白堊世末，晚白堊世末，遭受兩次強烈的擠壓，形成一些帶狀分布的背斜構造。對氣田的形成起了決定性的作用。加之松遼盆地具雙層結構，使煤成氣具有很好的圈閉條件，雖經兩次構造運動，但構造運動是適中的，沒有使生、儲、蓋層遭受強烈的褶皺回返，以致破壞。這亦是松遼盆地保存煤成氣得天獨厚的條件。

2.3 松遼盆地的生、儲、蓋層

（1）生氣層：現有資料表明，松遼盆地上侏羅系和白堊系營城組登樓庫組地層中均有煤層和有分散含煤物質，它們組成生氣母巖。

（2）儲氣層：對煤層來說，它們既是生氣層又是儲氣層。所以煤層作為儲氣巖層不同于儲油層需要二次運移而直接可以生儲共存。

3 松遼盆地煤成氣的儲量

3.1 生氣源巖干酷根類型：（1）上侏羅系生氣源巖干酷根類型。根據大慶和扶油資料均為Ⅲ類干酷根故松遼盆地上侏羅煤系地層以生氣為主。（2）下白堊營城組和登樓庫組生氣源巖亦是Ⅲ類干酪根，同樣是以生氣為主。

3.2 松遼盆地生氣面積的確定

根據松遼盆地R°max與深度變化規律特點結合古地溫條件，確定松遼盆地生氣深度上為1250米，大量生氣深度為2400米以下。生氣面積為登樓庫組4200平方公里；上侏羅系31100平方公里。

作者簡介：張學仁（1963，10-），男，職別：副高級水文地質工程師，參加工作時間：1982年12月20日，1988年9月畢業于鄭州煤田職工地質學院，現任吉林省煤田地質局203勘探隊安全、生產副隊長。