海拉尔和塔木察格盆地深部地壳构造与油气勘探方向

海拉尔和塔木察格盆地深部地壳构造与油气勘探方向张景廉;雷明;卫平生;曹正林;阎存凤【摘要】海拉尔和塔木察格盆地的油气勘探近来倍受关注,但盆地的"非典型沉积岩"的成因、布达特群原油的来源及成因仍不清楚.从地幔热液流体、同位素地球化学省、盆地中地壳低速高导层分布的研究表明,作为特殊储集层的非典型沉积岩是地幔富碱、碱土金属流体的Na、K、Mg交代作用的产物;而作为太平洋型块体的中蒙块体有着巨大的油气资源潜力,盆地中地壳的低速高导层制约了油气田的分布.因此,海拉尔和塔木察格盆地的油气可能为深部无机成因,根据这一思路,布达特群潜山带可望找到更多大型油气田.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2010(031)005【总页数】6页(P454-459)【关键词】海拉尔和塔木察格盆地;非典型沉积岩;地幔富碱流体;同位素地球化学省;中地壳低速高导层;无机油气【作者】张景廉;雷明;卫平生;曹正林;阎存凤【作者单位】中国石油,勘探开发研究院,西北分院,兰州,730020;中国石油,勘探开发研究院,西北分院,兰州,730020;中国石油,勘探开发研究院,西北分院,兰州,730020;中国石油,勘探开发研究院,西北分院,兰州,730020;中国石油,勘探开发研究院,西北分院,兰州,730020【正文语种】中文【中图分类】TE111.1近年，大庆油田产量不断减少，为保证大庆油田4 000×104t的年产量，作为松辽盆地外围盆地的海拉尔盆地引起了石油地质学家的广泛关注。

但是，海拉尔盆地能否为大庆油田稳产4 000×104t作出贡献，它的油气勘探方向究竟在哪里，这是石油地质学家必须回答的首要问题。

大庆石油地质专家从不同角度深入讨论了这个问题。

本文拟从盆地的深部地壳构造及深部地质流体的特征来探讨这个问题。

鉴于在地质构造上海拉尔盆地与蒙古国的塔木察格盆地为同一盆地，本文把这2个盆地一起进行讨论，为叙述方便，本文仍沿用2个盆地的称呼。

海拉尔和塔木察格盆地位于大兴安岭西侧，面积70 480 km2（我国境内面积为40 550 km2）。

盆地基底为前寒武纪和古生代的海相、陆相交互结晶岩系。

盆地充填自下而上依次为三叠系布达特群，上侏罗统兴安岭群，下白垩统铜钵庙组、南屯组、大磨拐河组和伊敏组，上白垩统青元岗组、古近系、第四系。

海拉尔盆地可划分为“三坳两隆”5个一级构造单元，由16个凹陷组成。

盆地生油层系主要为铜钵庙组、南屯组和大磨拐河组，烃源岩的母质类型差，一般以ⅡB 和Ⅲ型为主，生油凹陷母质性质变化趋势是差—好—差，其中南屯组母质类型最好，以ⅡB型为主，有机碳含量2.11%，可溶有机质0.228 6%.盆地地温梯度偏低（平均3℃/hm），有机质演化程度不高，南屯组为低成熟和成熟[1]。

（1）碎屑岩盆地碎屑岩储集层主要分布在南屯组二段、一段和铜钵庙组的冲积扇、扇三角洲及扇三角洲前缘。

砂岩孔隙度为8.1%～28.0%，渗透率为（0.03～102.4）×10-3μm2.（2）火山碎屑岩火山碎屑岩主要为兴安岭群玻屑流纹质凝灰岩、凝灰质砂砾岩、砂岩、粉砂岩。

据某井1 328—1 487 m井段，孔隙度为23.9%，渗透率为165.9×10-3μm2；而1 487—1 593 m井段，孔隙度为17.7%，渗透率为10.1×10-3μm2.（3）基岩基岩主要为布达特群的变质岩，平均孔隙度为5.0%，渗透率为0.03×10-3μm2，孔渗极低，但基岩裂缝、溶洞发育，起到了沟通孔隙、提高渗透率的作用。

特别是基岩风化壳更是良好的储集层。

贝尔断陷变质岩潜山十分发育，有呼和诺仁潜山带、苏乃诺尔南潜山带、苏乃诺尔北潜山带、苏德尔特潜山带、乌兰岗干潜山带、敖脑海低潜山带、希林敖包潜山带、布勒洪布斯潜山带等。

（4）生储盖组合大磨拐河组一段、南屯组、铜钵庙组泥岩既是生油岩又是盖层。

大磨拐河组二段、南屯组二段、铜钵庙组、兴安岭群、布达特群为主要储集层段。

但位于生油层下部的兴安岭群、布达特群的油气是如何运移进去的，下文将会讨论这个问题。

（1）呼和诺仁油藏呼和诺仁油藏是以构造控制为主的构造-岩性油气藏，储集层是南屯组扇三角洲沉积体的分流河道砂、砂坝砂，盖层为大磨拐河组一段泥岩。

呼和诺仁油田贝301区块的石油地质储量为1 336×104t.（2）苏德尔特油藏苏德尔特油藏是以布达特群基岩为储集层的潜山油藏。

苏德尔特潜山构造带受到断裂构造控制，油气沿苏德尔特断裂和不整合面分别向贝10井和贝16井方向垂向、侧向运移，聚集于沿断裂带发育的断块、断鼻等构造圈闭内并成藏。

兴安岭群各断块油水系统相对独立，无统一的油水界面。

储集层主要为凝灰岩、凝灰质砂砾岩、凝灰质砂岩，为断块-构造油藏。

贝16井在兴安岭群获125.82 t/d的高产工业油流[3]。

布达特群石油分布在基岩风化壳的裂隙和孔洞中，为古潜山构造油藏。

16口井获工业油流，有多口井日产量在30 t以上。

B42井产油量为31.32 t/d，无底水。

经计算，苏德尔特区块石油预测地质储量5 600×104t.（3）巴彦塔拉油田巴彦塔拉油田是海拉尔盆地的主要油田之一，位于马尔逊凹陷和贝尔凹陷2个一级构造带间的转换结合部位，目前已发现5个油气藏[2]。

巴彦塔拉油田油气藏产出层位及油气藏类型见表1.由表1可看出，该油田油气藏类型主要以断背斜、断鼻、断块及断层-岩性油气藏为主，此外还有基岩潜山油藏和地层气藏类型。

油气可沿断层分布形成断块、断层遮挡、断层-岩性油气藏，也可沿不整合面、断层分布而形成基岩风化壳、断块、断块-岩性油气藏。

塔木察格盆地是中国海拉尔盆地的西南延续部分，据资料，美国SOCO蒙古塔木察格公司已采集二维地震5 990 km和三维地震232.69 km2.盆地共钻12口井。

其中5口井发现油气。

1997年6月钻探Sotamo19-3井，在2 385—2 421 m井段日产原油97 t，伴生气1 330 m3；评价井19-9井在2 411—2 471 m井段钻遇59m厚的低产储集层；19-10井在2324—2449m井段有一厚约77 m的高产储集层（测井分析），可采储量超过400×104t；19-12井井深2 837 m，经酸化处理，获日产33 t的产量[3]。

最近，王化爱等对塔木察格盆地塔21-9井、塔19-43井的岩心观察，在白垩系下宗巴音组和查干组发现了不同形式的震积岩[4]。

表明了下宗巴音组、查干组沉积时期是控盆边界断裂和盆内主要断裂的强烈活动时期。

而震积岩的垂向序列则对应于地震由强变弱的一个变化的过程。

大庆油田的石油地质学家注意到在苏德尔特构造带，构成储集层的成岩矿物组合十分罕见，有柯绿泥石、钠板石、钠长石、方沸石、菱铁矿、白云石等，他们把这种岩石称为“非典型沉积岩”。

毛庆云等认为其岩性特点介于火山碎屑和正常沉积岩之间，受流体作用的重结晶强烈[5～7]。

（1）片钠铝石的发现海拉尔盆地乌尔逊凹陷苏仁诺尔断裂带多口井中发现了片钠铝石［NaAlCO3（OH2）］，片钠铝石分布于南屯组、大磨拐河组中。

通常认为，生成片钠铝石的化学反应式为片钠铝石的成因有多种解释，但是，富含CO2、Na+的热液是必需的，而这种热液可能源于地幔。

片钠铝石的碳同位素组成δ13C值为-2.05‰～-3.96‰.研究表明，乌尔逊凹陷所发现的片钠铝石大多与富含CO2的幔源天然气藏吻合[8，9]。

看来，盆地片钠铝石与幔源流体有关。

与富含Na+流体交代作用的除了片钠铝石外，盆地还广泛分布钠长石、方沸石等含钠矿物。

（2）矿物的热液蚀变盆地热液流体对矿物的蚀变也十分发育，主要表现在：①斜长石的绢云母化，此乃K+交代；②火山岩岩屑的绿泥石化，则是Mg2+交代的产物，铁白云石也是Mg2+交代的产物；③盆地粘土矿物组合缺失蒙脱石，与地幔流体中富K、Na流体发生交代作用，K交代生成伊利石，Na交代则生成钠长石、片钠铝石等。

总之，在海拉尔盆地，富碱金属、富碱土金属的地幔流体的活动是十分活跃的[6]。

（3）微量元素异常研究表明，盆地铁白云石脉附近的凝灰质泥岩中有Ni、Cu等元素异常，石英脉中也有Fe、Ti的异常，表明了热液流体的作用[6]。

海拉尔盆地布达特群地层广泛发育铁白云石脉、石英脉。

矿物流体包裹体均一温度表明：铁白云石脉的均一温度为122～190℃，石英脉的均一温度为99～211℃，而裂变径迹显示海拉尔盆地古地温梯度为4.65℃/hm.布达特群埋深为1 700～2 500 m，相应的古地温为79～111℃，远低于铁白云石脉、石英脉的流体包裹体均一温度[6]，反映了盆地地幔热液流体的发育。

有机质镜质体反射率的测定也反映了盆地深部有热液流体作用的影响[6]。

通过铅同位素体系填图，中国大陆可划分成6个主要同位素省和若干具有一定归属性的地球化学块体。

这6个同位素省为：①华夏（东冈瓦纳型省），②华北（劳亚型省），③青藏—印支（东冈瓦纳型省，）④佳木斯（太平洋型省），⑤扬子（过渡型或特提斯型省），⑥新疆北部-南戈壁（太平洋型省，相近于佳木斯）。

有一定归属性的地球化学块体为：太平洋型块体——辽胶渤、中蒙、苏南；劳亚型块体——中朝、兴安、塔里木（图1）[10]。

研究表明，太平洋型块体与油气田分布的关系十分密切，如中东、高加索、滨里海、中亚、西西伯利亚（图1）、美国南加州及海湾地区。

在中国则有大庆（佳木斯）、克拉玛依、吐哈（新疆北部-南戈壁）、渤海湾（辽胶渤）、四川（康滇）、苏北油田（苏南）；而中国大陆最大的太平洋型块体中蒙块体（图1中CM）却仅找到了二连、陆家堡、海拉尔等小型油气田。

中蒙块体的东南周边位于内蒙古境内的大兴安岭西坡、阴山地区，沿满洲里—海拉尔—阿尔山—乌兰浩特—阿鲁科尔沁旗—赤峰—二连一线为重要的油气聚集带[10]。

在这里，笔者重申，在阿尔山一带（即1998年森林大火的地区）有重要的天然气资源，所谓的森林大火乃地下天然气在燃烧[11]。

1987年大兴安岭火灾，时任图强县林业局长的庄学义近日对《南方人物周刊》记者说：“正常的森林大火24小时往前推进2 km，这次火灾1小时往前推进20 km，是正常火灾的240倍。

”他还说：“从来没有人为控制不住的大火灾。

”在笔者看来，只有天然气燃烧才有如此强烈的火势！关于大兴安岭的森林大火起因，笔者曾有专门论述[11，12]。

无独有偶，美国2008年6月21日爆发森林火灾，有2 000多处火场，不仅消防队员，国民警卫队也被征召去灭火。

美国动员了46个州，还有加拿大、希腊、澳大利亚、新西兰、墨西哥等国共超过2.5万名消防队员，出动了150架灭火直升机，1 000多辆消防车。

联邦应急管理局提供1.5亿美元援助，可到7月17日，加州大火仍未扑灭。