下扬子地区海相地层构造演化特征与海相保存单元评价

翟常博

(中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214151)



下扬子地区海相地层构造演化特征与海相保存单元评价

翟常博

(中国石油化工股份有限公司 石油勘探开发研究院 无锡石油地质研究所，江苏 无锡 214151)

下扬子地区油气宏观保存条件地区差异性明显。为了更好地评价有利单元，通过多条南北向构造地震、野外露头剖面解释，对海相中生界、古生界构造进行区划，对各构造单元的变形特征和强弱进行解析。结合钻井资料，综合分析认为下扬子地区经历了3期强烈构造叠加改造影响：印支期-早燕山期(T3-J1-2)江南雪峰由南往北的基底拆离推覆和大别山由北往南上冲推覆构造；燕山期(J3-K1)的走滑构造；晚燕山-喜马拉雅期(K2-E-N)的伸展构造。下扬子海相油气有利保存单元存在于2类地区：一是在印支-早燕山期改造变形程度较弱、保存完好的志留系盖层分布区(滑脱层)，它们是原生型油气的有利保存单元；二是在晚燕山-喜马拉雅期重建的白垩系盖层分布区，它们是次生型油气的有利保存单元。对不同构造单元综合分析，认为泰州东台对冲向斜带和海域的崂山-五莲对冲带是原生型油气的有利保存单元，射阳推覆带是次生型油气保存的有利单元。

下扬子；海相；古生界；构造演化；保存单元

下扬子地区沉积了自晚震旦世开始至三叠纪的巨厚海相地层，发育了上震旦统—上奥陶统、石炭系—二叠系、下三叠统海相烃源岩，油气显示活跃，全区共发现海相层系油气显示424处，显示海相地层油气具有巨大的勘探潜力[1,2]。

下扬子地区海相中生界、古生界是中国唯一尚未找到规模性油气田的大型沉积盆地，关键在于其经过多期的强烈构造运动抬升、沉降、挤压、拉张，导致地质情况极其复杂[3,4]，除了受南缘江南雪峰基底拆离的影响，还受到北缘大别胶南造山带构造变形的影响，尤其北侧印支-燕山期的挤压和拉张构造对下扬子地区海相中生界、古生界油气保存影响巨大。

1 构造沉积演化

前人研究表明[5,6]，晋宁期下扬子在北缘与苏鲁板块碰撞，在南缘与华夏板块碰撞后，再度拉张裂解，出现了扬子板块被北侧华北板块和南侧华夏板块相拥的格局, 下扬子地区震旦纪-早中生代表现为被动大陆边缘盆地-克拉通-前陆盆地-克拉通内拗陷。下扬子地区海相构造沉积演化大体经历了3个阶段(图1)[7]。

被动大陆边缘阶段(一台两盆格局, Z-O3)：震旦纪以来，中国古大陆在区域拉张作用下开始解体，下扬子南、北缘均发育为被动大陆边缘海盆，中部则处于相对隆起的碳酸盐台地环境，台地南北两侧水体变深。其北为滁县海盆，其南为休宁海盆，这2个深水海盆的沉积均以黑色泥岩、硅质岩和暗色灰岩为主，地层中富含有机质，形成了早古生代下扬子地区“一台两盆”的构造格局。这一时期，江南隆起处于扬子陆块南缘陆架前沿至大陆斜坡部位，其南部为浊积岩海盆和华夏陆块活动大陆边缘火山-碎屑沉积。总的来说，整个早古生代本区处于相对稳定的环境，因而寒武纪至志留纪各地层之间为整合接触，亦无明显岩浆活动。

前陆盆地阶段(O3-C1)：从早志留世开始，下扬子古地理面貌大为改观，南部出现滨岸相沉积，南黄海海域还保持着盆地-陆棚沉积。海水不断向西北方向退却，到中志留世下扬子区沿南昌-宁国-常州一线以北还是陆棚相，而此线以南地区则演变为滨岸相沉积，南黄海北坳以及中部隆起的北部尚处于陆棚相沉积，而其他地区也渐渐地演变为滨岸相沉积。到志留纪末，苏皖南及苏北地区表现大面积的海退，以致海水退出全区。上志留统岩性在纵向上由细到粗，全区演变为滨岸相沉积，沉积相带由南向北呈现滨岸-陆棚-盆地环境规律性变化。

被动大陆边缘阶段(C2-T2)：石炭纪为一套局部台地—开阔台地相碳酸盐沉积， 随着构造的演化，盆地区逐步下沉，沉积范围也逐步扩大；至晚石炭世，早期的隆起区已成为水下隆起，广泛沉积了黄龙组和船山组，岩石类型以泥质灰岩、灰岩和生物碎屑灰岩为主。二叠纪盆地充填仍以浅海相为主，并表现2次明显的海侵，仍以稳定的被动型大陆边缘型沉积为主，古地形上仍为两凹一隆构造格局。下扬子三叠纪以白云质、泥质灰岩为主，沉积中心向苏南和黄海方向转移，直到中三叠世，海盆沉积结束[8]。

2 构造改造与盆地叠加影响

研究表明，下扬子地区海相中生界、古生界的保存单元存在与否，取决于后期的构造改造程度。下扬子地区海相中生界、古生界主要经历了3次构造改造与盆地叠加影响。

第一次伸展构造主要是在石台-宁国北侧，形成了木镇-烟墩伸展拆离脆-韧性剪切带和无为、南陵-广德和句容-常州盆地(K2-E)。

图1 下扬子地区盆地演化示意图Fig.1 Schematic diagram showing basin evolution since Paleozoic in Yangtze area(据郭彤楼，2004)

第二次伸展构造主要发生在南京-南通-勿南沙北侧，形成了扬州-南通伸展拆离正断层和苏北-南黄海南部多米诺式断陷盆地(K2-E)。扬州-南通伸展拆离正断层及一系列北倾的分支正断层，控制了总体呈NEE-近EW走向的东台拗陷-南黄海南部的莒南断陷，建湖凸起-沂山-蒙山凸起，盐阜拗陷-南黄海南部的胶州凹陷、五莲斜坡的左旋断陷沉降和多米诺骨牌式的“盆-岭”排列结构[9]。

第三次伸展构造主要发生在滨海-南黄海中部一带的北侧，形成了南黄海中部崂山隆起北侧的大型脆-韧性伸展拆离正断层剪切带，控制了南黄海北部晚白垩世-古近纪呈近EW走向的青州凹陷、莱西凸起、诸城凹陷、乳山凸起和平度-栖霞凹陷的沉降，以及多米诺式的排列结构方式。最终整个苏北-南黄海盆地(K2-E)向北超覆在响水口-千里岩一线的苏鲁造山带隆起南侧的斜坡上[10,11]。

需要指出的是：这一期的伸展拆离构造是由南向北递进发展的，在时序上，也是有南先北后的序次。在构造发展上是一种多重递进式的伸展拆离作用。在前白垩纪基岩构造中，由于近南北向的印支运动期上冲-推覆构造和燕山运动期平移-走滑构造格局的影响，在第三期伸展拆离过程中，基岩块体的伸展下滑、左行旋转，不可避免地要利用和迁就一部分先存的上冲与平移走滑断层，使苏皖南-苏北、南黄海地区的“凹陷”沉降幅度与“凸起”的剥蚀程度的差异性及形态与分布方位上，显示出前期构造的痕迹，甚至一定程度上影响了我们对断陷盆地原型、成因的判别和构造区划。

3 构造区划

印支以来的构造改造形成下扬子地区海相东西分块、南北分带的构造格局。下扬子地区海相中古生界已经被改造得面目全非。通过自西向东、从陆地到海域的多条典型南北向构造剖面恢复(图2)，表明海相地层南北存在对冲格局，对冲带保留T1地层，变形南北强中间弱；而受后期喜马拉雅期伸展影响，又以NW向断裂为界，大致分为皖北-苏南、苏北、海域3块，变形西强东弱[12]。

3.1 江苏六合—浙江尚于构造剖面

自南向北分为：①太湖底拆离推覆隆起带(推覆带)，属于基底拆离推覆隆起带的断坡前缘突起，由4个复背斜、复向斜组成，背斜剥蚀到S1，向斜剥蚀到T1-2；发育大型平卧褶皱(滑脱褶皱)。②句容常州推覆滑拖带，属于B带和C带，但分带不明显，发育倒转向斜，向斜两翼都发育上冲断层，构成叠瓦状褶皱，后期火山岩断裂带发育。③南京扬州对冲褶皱带，由南北两支推覆前缘构成，在宁镇山地交汇处发育5～7排紧密褶皱，倒转或倾歪。北侧褶皱抬升强烈(仅保留Z)；南侧虽保留宽缓褶皱构造形态及T1-2地层，但受燕山期岩浆及断裂改造强烈，发育多期断层，形成阶梯状和叠瓦状构造。④金湖天长推覆带，下古生界发育齐全，遭剥蚀部分地层缺失，上古生界保存较少，构造线方向为NE，南部褶皱紧密，倾向NW的冲断层发育。⑤洪泽褶皱冲断带，下古生界发育齐全，遭剥蚀部分地层缺失，上古生界保存较少，发育一系列线状排列的定向倒转褶皱和叠瓦式上冲断裂, 构造形变强度大。有晚中生代侵入岩 ，局部有J3火山岩分布。

3.2 江苏黄桥-祝塘-青浦构造剖面

自南而北分为：①南通常熟基底拆离推覆隆起带(推覆带)，属于断坡前缘突起，背斜剥蚀到S1- C-，向斜剥蚀到P1-2；以S为滑脱面；发育大型平卧褶皱(滑脱褶皱)。②张家港推覆带(B带-隔槽式褶皱)，背斜剥蚀到D1-S，向斜剥蚀到T12；以S、 C-为滑脱面；发育断展褶皱、断展滑脱机制下的倒转向斜、叠瓦状断片中的褶皱。海相中生界、古生界发育齐全，印支期后大都处于隆升剥蚀阶段，构造线以NE 向为主，发育由南向北的推覆构造，Z、S为主要的滑移面，冲断地层主要为S-D；江阴地区由一组NE 向长轴状背、向斜组成，NE-NEE 向断裂与背、向斜共同组成北东分带的格局，晚期NW向断裂对早期构造改造强烈。③泰兴-如皋推覆带(C带-隔挡式褶皱)，背斜剥蚀到P1，向斜剥蚀到T12；构造线以NE 向为主，发育由南向北的推覆构造，上冲断层多组成叠瓦状构造，后期反转为张性正断层。④泰州-东台对冲向斜带，海相地层发育齐全，海安以北及以东地区，在断块高部位(推覆前缘)上古生界遭剥蚀，保留下古生界；推覆体后缘地层层序相对较稳定, 是南北对冲之应力消减地区，为2组走向NE-NEE、倾向相反的推覆构造构成的对冲向斜带，褶皱舒缓，N4揭示的海相中生界、古生界地层倾角在6°～12°；断裂相对不发育，后期改造弱。西北端J3火山岩发育，海安地区见第三系基性侵入岩和喷出岩。⑤兴化-大丰宽缓褶皱带，下古生界埋藏较深，一般>3 km，上古生界剥蚀或缺失，出现构造滑脱复杂区，以宽缓褶皱为主,后期张性断层改造明显。⑥宝应-射阳推覆褶皱带，下古生界(包括震旦系)发育齐全，上古生界剥蚀或缺失，低角度推覆构造。⑦淮安-阜宁褶皱冲断带，西部以下古生界为主，东部海相中生界、古生界保存齐全。中生界西部厚度大，强烈变质作用，褶皱紧密，冲断裂发育，韧性剪切作用发育。

4 保存单元评价

通过构造单元划分，我们知道下扬子的稳定区块在苏北的溱潼海安和崂山五莲地区，它们是大型原生型油气的有利保存单元，利用已有钻探成果可以进一步证实[13,14]。

4.1 水化学环境分析

从钻井水化学资料(图3、图4)我们可以看出，如果只考虑原生油气保存单元，苏北区块的水化学环境要优于西部苏南皖北区块。苏北的南侧推覆带比苏南的对冲带条件还要优越。从次生型油气保存单元看，NC1井虽然属于冲断带，但由于K2重建了保存系统，在1 km深度以下目前仍然具备水化学封闭环境。

图3 泰兴-如皋推覆带和南京扬州对冲带(NC4井)钻井水化学特征Fig.3 Chemical characteristics of drilling water in the Taixing-Rugao thrust nappe belt and Nanjing-Yangzhou nap zone

图4 阜宁褶皱冲断带(NC1井)和句容常州推覆滑脱带钻井水化学特征Fig.4 Chemical characteristics of drilling water in the Funing fold-thrust belt and Jurong-Changzhou nappe structure belt

图5 典型井气体数据分析Fig.5 Natural gas analysis of typical wells

从原生型油气保存单元看，苏南皖北区块可能已经丧失(NC4井、SK1井)，或者只在埋深较大(>3.5 km)区才具备；而苏北区则基本保存(N4井、N9井、S174井)，但需要具备约2 km的埋深。

4.2 气体成分变化与保存条件

本文还挑选了典型构造单元的气测成果来进行保存条件分析(图5)。气成分变化和其对应的层位分析表明,苏南对冲带：无为地区(NC4井)为例，从气体成分变化看， K2可能不是有效盖层,是以T1为盖层。句容常州推覆带：以苏南(SK1井)为例，以T1为盖层[7]。苏北北缘阜宁褶皱冲断带：以建湖隆起-盐城凹陷(NC1井)为例，以K2p上段为有效盖层,1 km埋深。 苏北南缘泰兴如皋推覆带：以海安地区3口井气体含量变化为例(N4井、C1井、S174)。存在多套盖层，但以P2l和S1g为主；盖层需要2.0～2.5 km的埋深才有效，与水化学分析的结果一致。

5 结论

a.下扬子地区海相中生界、古生界现今的结构格局是印支期以来3次构造改造与盆地叠加影响的结果。印支期构造对海相地层的改造影响主要表现为：以南缘江南隆起由南向北的基底拆离构造为主，大致以黄山郭村断裂-池州泾县广德断裂-滁州扬州断裂为界，变形强度向北依次减弱。燕山期构造对海相地层的改造影响主要表现为：水平错断作用使早期基底拆离断层肢解；简单剪切作用使印支期构造发生扭曲，早期构造线被改造成为NEE-NE走向；拉分断陷作用形成与主断裂伴生的火山-碎屑岩盆地；导致下扬子区的海相主体部分被切割成为一些楔形地块。喜马拉雅期构造对海相地层的改造影响主要表现为：早期以断陷为主要形式的形成期伸展形成了一系列新生代断陷盆地；形成褶皱-上冲构造，并常发生岩浆侵入。

b.典型构造中油气保存条件分析表明：苏南的保存单元以原生型油气为主，重点寻找T1盖层有利区；苏北北缘构造强烈，但有重建的良好K2p盖层，以次生型油气为主，重点寻找K2p盖层有利区[8]；苏北南缘以原生型油气为主，重点寻找P2l和S1g盖层有利区；海域保存单元总体较陆上更为有利，以原生型保存单元为主，其中又以崂山隆起和五莲斜坡最为有利，重点寻找P2l和S1g盖层有利区。

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Structural evolution of the eastern margin of the Dabie orogenic belt and its influence on the Lower Yangtze marine petroleum accumulation

ZHAI Chang-bo

WuxiResearchInstituteofPetroleumGeology,ResearchInstituteofPetroleumExplorationandProduction,SINOPEC,Wuxi214151,China

There are two types of marine oil and gas preservation units in Lower Yangtze area, Silurian seal rock areas and Cretaceous seal rock areas. The former is weakly modified in Indosinian to Yanshanian period and perfectly preserved as favorable preservation units for primary oil and gas. The latter is reconstructed in later Yanshanian-Himalayan periods and favorable preservation units for secondary oil and gas. The sequences in the Lower Yangtze area mainly underwent three tectonic transformations: (1) west-east basement decoupling and nappe of the Jiangnan ancient continent during the Indosinian period; (2) NNE strike slip of Tanlu fault system during the Yanshanian period; (3) NW extension during the late Yanshanian-Himalayan period. Based on the interpretation of multi- N-S tectonic seismic and field outcrop sections, combined with drilling data, the Paleozoic marine structures in the Lower Yangtze area are divided and deformation feature and degree of different structure units comprehensively analyzed. It shows that the Dongtai ramp syncline zone in Taizhou and Laoshan-Wulian ramp syncline zone in sea area are favorable preservation units for primary oil and gas; the Sheyang nappe zone are favorable preservation units for secondary oil and gas.

Meso-Paleozoic; marine sequence; structural evolution; preserving unit; Lower Yangtze area

10.3969/j.issn.1671-9727.2016.05.07

1671-9727(2016)05-0574-08

2014-12-10。

中国石化科技部项目(P15098)。

翟常博(1979-)，男，博士，高级工程师，研究方向：石油地质, E-mail:zhaicb@mail.wuxisuo.com。

TE122.34; P542

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