鄧大飛，梅廉夫，沈傳波，劉昭茜，湯濟廣，凡元芳

1.中國地質大學構造與油氣資源教育部重點實驗室，武漢 430074

2.長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023

3.西安石油大學地球科學與工程學院，西安 710065

0 引言

江南—雪峰隆起位于長江以南，是以晚前寒武紀淺變質巖系為主體的隆起帶，走向由NNE、NE到近EW向，總體向NW突出呈弧形展布（圖1）。它分隔南方華夏和揚子兩大構造塊體，具有復雜的演化歷史，特別是大陸構造演化歷史，是我國南方一個獨特的大地構造單元［1－5］。

江南—雪峰隆起周緣新元古代震旦紀、中—古生代海相地層中發(fā)育大量的古油藏和油氣顯示［6－7］，特別是在其北緣（揚子南緣）形成一條從西到東、綿延近1 400km、寬40～80km、面積約70 000km2的巨型油氣成藏帶（圖1）。該成藏帶地質歷史時期富集巨量的海相油氣，但后期遭受改造和破壞，大部分暴露地表，以古油藏形式產出，其中，麻江古油藏（原始石油地質儲量16×108t［8］）、大廠古油藏（原始石油地質儲量8×108t）、甕安古油藏（原始石油地質儲量5.12×108t）、王村古油藏（面積約100 km2，瀝青富集厚度約60m［9］）、通山半坑古油藏（原始石油地質儲量4×108t以上），以及泰山古油藏（原油儲量2×108t［10］）等古油藏的原始石油地質儲量就接近50×108t。

已有的研究顯示，全球油氣巨量富集帶（區(qū)）主要發(fā)育于被動大陸邊緣、活動大陸邊緣及大陸裂谷系中［11］，其探明儲量占世界油氣探明儲量的67%，甚至更多［12］。有利的大地構造背景、充足和有效的烴源巖、有利的儲蓋組合和圈閉類型是全球油氣巨量富集帶（區(qū)）發(fā)育的主控因素，其中大地構造背景在油氣成藏富集過程中明顯占據(jù)主導核心地位。

相較于全球油氣巨量富集帶（區(qū)），江南—雪峰隆起北緣油氣巨量富集帶可能不具有類似于被動大陸邊緣、活動大陸邊緣及大陸裂谷系等的大地構造背景。新近的一系列研究指出，揚子陸塊（包括江南—雪峰隆起區(qū)域）和華夏陸塊自加里東構造旋回以來具有相對統(tǒng)一的大陸構造屬性［13－15］。雖然長期以來關于揚子陸塊和華夏陸塊最終拼合的時間存在晉寧期和加里東期等［16－19］不同的認識，但江南—雪峰隆起及其北緣（揚子南緣）自新元古代晚期以來一直在大陸板塊內部環(huán)境下演化有較為一致的認同［20－23］。

區(qū)別于板塊邊緣的大陸板塊內部除裂谷系以外的海相油氣巨量富集帶在大陸動力學機制下的聚集背景和演化方式事實上已成為探索我國南方海相盆地構造－成藏作用的重要課題。一系列關于大陸地質與大陸構造和大陸動力學［15］、陸棚兩側的臺地邊緣礁灘［24］、斜坡帶和構造活動樞紐［25］的認識目前正在推動大陸構造、區(qū)域構造帶、烴源巖和儲層等成藏物質基礎的發(fā)育背景等相關領域的發(fā)展。

筆者通過對江南—雪峰隆起北緣（揚子南緣）海相油氣陸內巨量富集的主控因素和破壞機制的研究，對比全球油氣聚集帶（區(qū)）發(fā)育的主要原因，試圖建立海相油氣富集和破壞的相關模式。研究有助于理解華南大陸陸內演化過程與海相油氣聚集和破壞的響應關系，促進江南—雪峰隆起北緣（揚子南緣）或類似的大陸構造帶的海相油氣的評價和勘探。

1 海相油氣富集的主控因素

南方海相油氣富集的主控因素主要包括充足和有效的烴源、良好的后期構造保存條件、有利的構造巖相帶和優(yōu)質儲層、多期多源供烴和多期調整成藏及晚期定位的有效匹配等。具體到江南—雪峰隆起北緣的海相油氣富集，筆者認為兩套優(yōu)質烴源巖的發(fā)育和兩期良好的成藏時空匹配關系是其油氣富集的兩個主控因素。而這兩個因素又具有其獨特的大地構造背景和演化特征，使得江南—雪峰隆起北緣海相油氣富集具有與全球油氣巨量富集區(qū)（帶）相異的特性。

1.1 兩套優(yōu)質烴源巖

下寒武統(tǒng)烴源巖和下志留統(tǒng)烴源巖是江南—雪峰隆起北緣兩套優(yōu)質烴源巖。

江南—雪峰隆起北緣及鄰區(qū)自寒武紀以來經歷了多期構造運動（圖2）。

早寒武世，江南—雪峰隆起處于華南板塊較深水的陸內坳陷，其北緣為陸內坳陷與揚子陸內臺地之間的斜坡帶（揚子陸塊南緣）（圖2a），該斜坡帶與現(xiàn)今江南—雪峰隆起北緣海相油氣巨量富集的走廊帶在空間上基本重合（圖3）。隆起北緣下寒武統(tǒng)烴源巖包括黔湘鄂牛蹄塘組或九門沖—杷榔組、蘇浙皖的荷塘組，其形成和展布受控于陸內坳陷斜坡這一烴源巖有利發(fā)育構造部位，總體沿揚子陸塊南緣呈帶狀展布。巖性以灰—黑色泥質、炭質頁巖為主，有機質類型主要為腐泥型，是一套成烴潛力巨大、為江南—雪峰隆起北緣海相地層提供主力烴源的優(yōu)質烴源巖。

烴源巖發(fā)育中心包括上揚子區(qū)南緣的黔南地區(qū)（厚50～350m，有機碳豐度值為2%～11%，麻江地區(qū)更高達17%～22%）、中上揚子區(qū)的湘鄂西黔東南地區(qū)及江漢南部斷塊區(qū)（厚50～450m，有機碳豐度值為1%～8%，中揚子區(qū)南緣通山地區(qū)高達17%）、下?lián)P子區(qū)南緣下寒武統(tǒng)發(fā)育中心在江南—雪峰隆起，并向隆起北緣呈環(huán)帶狀展布（厚150～350 m，有機碳豐度值為2%～5%）（圖3）。黔南坳陷及鄰區(qū)古油藏分布區(qū)，下寒武統(tǒng)烴源巖累計總生油量可達2 314.9×108t［8］，為麻江、甕安、銅仁、丹寨等古油藏提供了充足和有效的烴源。

下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色炭質頁巖及泥巖是江南—雪峰隆起北緣第二套海相烴源巖。早志留世，雪峰古隆起區(qū)（古陸內隆起區(qū)）北界在現(xiàn)今江南—雪峰隆起北界略靠南，江南—雪峰隆起北緣發(fā)育于雪峰古隆起北緣斜坡部位（圖2b），沉積環(huán)境為淺水陸棚［26］和滯留環(huán)境［27］。由于雪峰等古隆起的形成，導致下志留統(tǒng)烴源巖主要發(fā)育于局部性閉塞缺氧環(huán)境。該套烴源巖巖性以黑色炭質泥頁巖為主，有機質類型主要為腐泥型，烴源巖受控于古江南—雪峰隆起，沿斜坡帶狀展布。在湘鄂西隆起北緣地區(qū)烴源巖厚40～80m，有機碳豐度值為1%～3%；黔南坳陷下志留統(tǒng)底部發(fā)育一套黑色頁巖，厚度在60m以內，有機碳豐度值普遍小于4.0%。下志留統(tǒng)烴源巖主要為中上揚子南緣古油藏提供烴源，使部分古油藏油源具有混源特征，如南山坪古油藏、半坑古油藏和凱里殘余油藏等。

1.2 兩期良好的成藏時空匹配關系

江南—雪峰隆起北緣自加里東構造旋回以來經歷了包括加里東期、晚印支—早燕山期、晚燕山—早喜馬拉雅期和晚喜馬拉雅期4個大的構造旋回，是我國南方疊合盆地和改造盆地復雜構造體制轉換和頻繁的旋回性演化的典型代表。在這4個大的構造旋回中，加里東期構造旋回和晚印支—早燕山期構造旋回與江南—雪峰隆起北緣海相油氣富集有著密切的成藏時空匹配關系［5］。

加里東構造旋回主要構造運動可以劃分為3期：第一期發(fā)生于晚奧陶世末（都勻運動），波及粵西云開大山、粵中、粵東和粵北地區(qū)與福建全境、贛中南、湘東南及桂東北一帶；第二期發(fā)生于中志留世末，涉及湘中南、贛西和桂東北等地，構造活動強度由南東向北西增強；第三期發(fā)生于晚志留世末（廣西運動），是加里東期以來最強烈的一次構造運動，形成了北東向廣闊的加里東期構造帶［5，28－29］。華夏陸塊從南東向北西發(fā)育大量的逆沖褶皺構造，強度由華夏到江南—雪峰構造帶向揚子區(qū)逐漸減弱，江南—雪峰隆起北緣、揚子南緣發(fā)育寬緩的褶皺區(qū)，這些隆起邊緣帶大型和寬緩的背斜（或復背斜、復向斜）成為加里東期烴類聚集的主要空間（圖2c）。

圖2 江南—雪峰隆起北緣及鄰區(qū)構造格架及演化框架模式剖面（剖面AB位置見圖1）Fig.2 Section of structural framework and evolutionary model at the northern margin of the Jiangnan－Xuefeng uplift and its neighboring area（section AB position shown in Figure 1）

在中國南方加里東期是一次大規(guī)模的油氣成藏期，形成了江南—雪峰隆起北緣、川中隆起等區(qū)域巨型的油氣聚集帶。江南—雪峰隆起北緣以下寒武統(tǒng)為烴源巖的油藏，如麻江古油藏、南山坪古油藏、泰山古油藏等主要形成于加里東期。下寒武統(tǒng)烴源巖成熟期主要在加里東中晚期，其生烴高峰在志留紀，生烴中心也主要分布于江南—雪峰構造帶北緣，加上同期或稍早形成的大型和寬緩的背斜構成了時間和空間上匹配關系良好的成藏格局。江南—雪峰隆起北緣加里東期烴源巖生排烴史、儲層演化史和構造發(fā)育史三者匹配關系良好，有利于北緣巨型油氣聚集帶的形成。正是在這一良好的時空匹配關系條件下，油氣向麻江、南山坪和泰山等北緣古背斜有利油氣運移指向區(qū)運移并聚集成藏（表1）。

圖3 江南—雪峰隆起北緣及其鄰區(qū)早寒武世構造框架及烴源巖屬性Fig.3 Structural framework and source rock property at the Early Cambrian in the northern margin of the Jiangnan－Xuefeng uplift and its neighboring area

晚印支—早燕山期是中國南方發(fā)生重大構造變革的關鍵時期，不僅結束了南方海相沉積的發(fā)展歷史，而且使中國南方大部分地區(qū)的中、古生界發(fā)生斷裂和褶皺［21，30－32］。江南—雪峰隆起在印支期是揚子和華夏統(tǒng)一的華南板塊中的陸內構造帶，在加里東期隆起后經歷沉降，再一次成為隆起區(qū)。晚印支期從華夏到江南—雪峰隆起及其北緣的構造作用是從南東向北、北西方向的擠壓逆沖，強度由華夏到江南—雪峰隆起向揚子區(qū)逐漸減弱，江南—雪峰隆起北緣、揚子南緣發(fā)育寬緩的褶皺區(qū)，伴隨部分高角度基底卷入的壓性斷塊和基底逆沖構造［33］。這些隆起邊緣帶大型、寬緩的背斜和基底卷入的壓性構造成為晚印支期烴類聚集的主要空間（圖2d）。

隨著三疊系的覆蓋，江南—雪峰隆起北緣下志留統(tǒng)烴源巖進一步深埋，到晚印支期進入生油高峰，油氣源在適當?shù)臈l件下聚集于以志留系和中、下三疊統(tǒng)含膏區(qū)域性蓋層為封閉層、晚印支期擠壓作用形成的斷層相關背斜的圈閉中［34］。江南—雪峰隆起北緣晚印支期烴源巖生排烴史和構造發(fā)育史之間匹配關系良好，有利于北緣印支期油氣聚集帶的形成。正是在這一良好的時空匹配關系條件下，油氣向凱里、半坑等北緣印支期古隆起邊緣有利油氣運移指向區(qū)構造聚集成藏（表1）。

1.3 討論

發(fā)育于加里東早、中期以陸內坳陷斜坡帶（下寒武統(tǒng)）和陸內隆起邊緣閉塞缺氧環(huán)境斜坡帶（下志留統(tǒng)）為代表的優(yōu)質烴源巖為江南—雪峰隆起北緣海相油氣富集提供了豐厚的成烴基礎物質。具有拉張構造背景下克拉通邊緣斜坡帶、臺緣斜坡和臺內裂陷是海相優(yōu)質烴源巖發(fā)育的主要場所［35－36］，其原因可能是具有初級生產力、沉積速率、埋藏有機質保存、海平面變化、上升流和熱液活動等綜合優(yōu)勢。應用地球生物學方法評價烴源巖優(yōu)劣也關注初級生產力、沉積有機質和埋藏有機質［37］。江南—雪峰隆起北緣下寒武統(tǒng)在陸內坳陷斜坡帶環(huán)境下發(fā)育成優(yōu)質烴源巖：一是具有邊緣斜坡帶高初級生產力的基本條件和欠補償有機相的發(fā)育，二是可能具有來自南部臺內坳陷或裂陷的熱水活動的影響。南方下寒武統(tǒng)優(yōu)質烴源巖形成機制和背景主要包括板內活動控制的盆地類型［26］、大陸邊緣斜坡相［35］和熱水活動－上升洋流－缺氧事件模式［38］等。江南—雪峰隆起北緣下寒武統(tǒng)優(yōu)質烴源巖在陸內坳陷斜坡帶環(huán)境下的形成機制還需要進一步探索。由于雪峰—黔中隆起的阻隔作用，隆后盆地為局限的淺海環(huán)境［39］、或半閉塞滯流海盆［26］、或水體滯流的臺內盆地環(huán)境［35］等，形成了以早志留世龍馬溪組黑色頁巖為代表的烴源巖。該套烴源巖發(fā)育于南方大地構造格局或沉積盆地性質發(fā)生重大變革的轉換時期［40］，同時與全球性的缺氧事件密切相關［41］。

江南—雪峰隆起北緣是加里東晚期和印支晚期構造作用的波及地帶，形成以北緣為走廊帶的基底褶皺帶、邊緣褶皺、厚皮構造等。隆起北緣（揚子南緣）發(fā)育的寬緩褶皺區(qū)和隆起邊緣帶寬緩的背斜（或復背斜、復向斜）成為加里東期和印支期烴類聚集的主要空間。

正是由于江南—雪峰隆起北緣在加里東期和印支期陸內坳陷斜坡帶和古隆起邊緣帶在空間上的疊合所提供的成藏物質基礎和烴類聚集的空間基礎，才導致了隆起北緣（揚子南緣）海相油氣巨量富集。而陸內坳陷斜坡帶和古隆起邊緣帶在江南—雪峰隆起北緣的疊合關系似乎不是一種時空上的巧合，它可能是江南—雪峰隆起陸內構造體系在時空上繼承性發(fā)育的必然，直接響應于華夏與揚子兩陸塊長期、特別是加里東期和印支期陸內相互作用導致的雪峰陸內構造系統(tǒng)的發(fā)育和演化［15，28，31］。

2 海相油氣的改造和破壞

除凱里殘余油藏外，目前發(fā)現(xiàn)的江南—雪峰隆起北緣富集的海相油氣在經歷了兩個關鍵構造時期的破壞之后已被改造成為古油藏。

2.1 破壞的關鍵時期和方式

構造－成藏旋回的晚期或末期往往是油氣改造破壞的關鍵時期，事實上通過對構造旋回構造作用的強度和方式的揭示，以及典型油氣藏的解剖等可以解釋旋回的晚期或末期油氣的改造破壞［5，33］。

江南—雪峰隆起北緣經歷了加里東旋回末期和晚印支—早燕山旋回晚期（主體發(fā)生于侏羅紀末期）（圖2e）的隆升剝蝕、斷裂開啟和巖漿活動之后，形成了現(xiàn)今隆起北緣巨量海相油氣改造和破壞的基本格局（表2）。雖然后續(xù)的晚燕山—早喜馬拉雅期構造旋回和晚喜馬拉雅期構造旋回在江南—雪峰隆起北緣同樣表現(xiàn)為抬升、褶皺、推覆、剝蝕作用，但這只是對前期構造作用的繼承和發(fā)展，加里東旋回末期和晚印支—早燕山旋回晚期才是油氣藏改造和破壞基本格局確立的關鍵時期。

表1 加里東期和晚印支期江南—雪峰隆起北緣典型油氣藏成藏演化特征Table 1 Evolution of reservoir formation about typical paleo－reservoirs in the northern margin of the Jiangnan－Xuefeng uplift at Caledonian and the late Indochina

表2 江南—雪峰隆起北緣典型古油藏關鍵破壞期及機制分析Table 2 Key periods and mechanisms of destruction about typical paleo－reservoirs in the northern margin of the Jiangnan－Xuefeng uplift

加里東旋回末期，江南—雪峰隆起北緣大幅度抬升，大面積出露奧陶系—新元古界，黔東、湘中、贛中、皖南、浙西地區(qū)晚震旦世至早志留世近萬米的沉積，于廣西運動時大規(guī)模抬升回返、剝蝕，隆起北緣區(qū)域上形成泥盆系和志留系的平行不整合。下古生界主要含油層系大面積暴露遭受剝蝕，結束了加里東旋回期油氣運移、聚集的格局。加里東中、晚期已經形成的油氣藏部分因褶皺抬升剝蝕而遭受不同程度的破壞。如：麻江油藏在廣西運動末，褶皺隆升使得志留系蓋層在背斜核部被剝蝕，儲層裸露或受大氣水的淋濾，導致原油輕組分的散失、氧化降解，形成瀝青狀稠油；翁安古油藏高部位志留系、奧陶系被剝蝕殆盡，下二疊統(tǒng)超覆于寒武系上，導致油氣部分散失；而泰山古油藏由于蓋層厚度大、儲集層位低，廣西運動時抬升剝蝕的蓋層較少，未造成實質性破壞，油藏得以部分保存（表2）。

晚印支期—早燕山旋回晚期的構造運動（主體發(fā)生于侏羅紀末期）是對整個中國南方油氣成藏改造和破壞的最關鍵時期［5，33］，對江南—雪峰隆起北緣油氣聚集帶產生了巨大的影響，導致隆起北緣大部分油氣藏遭到改造破壞。早燕山晚期，江南—雪峰隆起北緣急劇抬升，斷裂普遍發(fā)育，大部分古油藏由于地層剝蝕深達下古生界及斷裂開啟，造成烴類逸散而破壞（如麻江、甕安、南山坪古油藏等），僅凱里地區(qū)殘存部分二疊系蓋層、油氣重新調整形成殘余油藏而未徹底破壞。部分油藏則由于抬升剝蝕和燕山期巖漿活動而徹底破壞（如半坑古油藏、泰山古油藏等）（表2）。Liu 等［34］利用流體包裹體40Ar/39Ar同位素等定年技術，定量化地揭示了半坑古油藏成藏演化過程，認為晚印支期（228Ma左右）為原生油氣藏形成階段和早燕山期（149Ma左右）為油氣藏改造破壞階段。江南—雪峰構造帶及其北緣（特別是黔東南坳陷）逆沖構造的下伏構造帶（地球物理資料揭示出以中、古生界為反射特征的結構層）不排除存在原生油藏或原生氣藏的可能。

2.2 討論

古隆起有利于儲層的發(fā)育、油氣的運移與聚集和大中型油氣田的形成，隆起軸部及上斜坡帶是油氣聚集的最佳部位［42］。但一個受后期多次強烈構造改造的古隆起對油氣的保存卻有實質性的影響。顯然，隨著構造旋回晚期或末期最強烈構造作用的到來，江南—雪峰構造帶北緣也最先遭受隆升剝蝕、褶皺、斷裂及巖漿作用的影響。以晚印支—早燕山構造旋回為例，由江南—雪峰隆起發(fā)軔的從湘鄂西到川東陸內構造遞進擴展變形，從南東向北西逐漸減弱［43］，導致了江南—雪峰隆起北緣海相油氣成藏的主體破壞。

雖然江南—雪峰隆起北緣所處的陸內坳陷斜坡帶和隆起邊緣斜坡帶的疊合部位在地質歷史時期的良好時空匹配關系促使了隆起北緣海相油氣富集成藏，但江南—雪峰隆起及其北緣自加里東期以來所經歷的陸內構造演化是“中國式”大陸［5，44－45］構造演化復雜性的典型代表，處于厚皮構造向薄皮構造轉化的過渡區(qū)域［46］，構造作用活躍，造成了隆起北緣富集的海相油氣破壞的事實。隆起北緣是油氣改造和調整的活躍區(qū)域，也是油氣成藏改造樣式豐富多彩和值得進一步探索的地區(qū)。

3 結論

1）下寒武統(tǒng)和下志留統(tǒng)兩套優(yōu)質烴源巖、加里東旋回中—晚期和晚印支期—早燕山旋回早期兩期良好的成藏時空匹配關系是江南—雪峰隆起北緣海相油氣富集的主控因素。兩套優(yōu)質烴源巖分別發(fā)育于陸內坳陷斜坡帶和古隆起邊緣斜坡帶，具有邊緣斜坡帶高初級生產力的基本條件和欠補償有機相的發(fā)育環(huán)境以及可能具有來自南部臺內坳陷或裂陷的熱水活動的影響和水體滯流的臺內盆地環(huán)境。江南—雪峰隆起北緣是加里東晚期和印支晚期構造作用的波及地帶，發(fā)育的寬緩褶皺區(qū)、隆起邊緣帶寬緩的背斜（或復背斜、復向斜）成為加里東期和晚印支期烴類聚集的主要空間。

2）江南—雪峰隆起北緣聚集的海相油氣經歷了加里東旋回末期和晚印支—早燕山旋回晚期兩個關鍵破壞期，通過隆升剝蝕、斷裂開啟和巖漿活動等方式形成了現(xiàn)今油氣改造和破壞的格局。構造旋回的晚期或末期往往是油氣改造破壞的關鍵時期，從隆起到隆起邊緣再到克拉通內部往往是構造遞進擴展變形的發(fā)育順序，隆起邊緣因為鄰近隆起易遭受多種方式的改造作用，且構造作用強度大。江南—雪峰隆起北緣是油氣成藏改造的活躍區(qū)域。

3）全球油氣巨量富集區(qū)（帶）主要發(fā)育于被動大陸邊緣、活動大陸邊緣及大陸裂谷系中，而江南—雪峰隆起北緣具有不同的大地構造背景。隆起北緣的陸內坳陷斜坡帶和陸內隆起邊緣斜坡帶的疊合斜坡帶是大陸塊體內一種新的油氣巨量富集單元。時空匹配的疊合斜坡帶既是油氣聚集的有利場所，又是油氣改造的活躍區(qū)域。進一步理解華南大陸陸內演化過程與海相油氣聚集和破壞的響應關系，對江南—雪峰隆起北緣或類似的大陸構造帶的海相油氣的評價和勘探具有明顯的促進作用?；诼∑鸨本壞鏇_構造發(fā)育的事實，有理由相信在江南—雪峰隆起北緣，特別是其下伏構造帶具有油氣、特別是天然氣勘探潛力，值得進一步探索。

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