金之鈞

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；2.北京大學 能源研究院，北京 100871；3.頁巖油氣富集機理與有效開發(fā)國家重點實驗室，北京 100083)

從早在20世紀80年代讀到朱夏先生的文章，到背著《朱夏論中國含油氣盆地構(gòu)造》赴俄留學，再到如今先生誕辰100周年之際，已近40年。紀念朱夏先生，重溫先生的學術(shù)著作以及傳記《詩人地質(zhì)學家朱夏》，獲得諸多感受。朱夏先生將“個人的生活興趣、科學上的意義以及國家建設(shè)的需要”三方面緊密結(jié)合，走過人生四個十年規(guī)劃：讀萬卷書、行萬里路、著書立說、教書育人，終成為史詩般的地學家！

朱夏先生以畢生精力闡述有關(guān)中國油氣盆地的理論和方法，致力于中國油氣地質(zhì)事業(yè)。他跋山涉水，跑遍了祖國的沉積盆地，推動大陸邊緣的研究，并將全球板塊大地構(gòu)造理論與中國油氣勘探的實踐結(jié)合起來，創(chuàng)造性地發(fā)表了一系列精辟的論文和講演，為地球科學，尤其是大地構(gòu)造和油氣勘探做出了重大貢獻。朱夏先生的“找油哲學”至今仍是一筆寶貴的思想財富。

1 核心學術(shù)思想

朱夏先生學術(shù)思想的核心是活動論構(gòu)造歷史觀。朱夏先生認為盆地整體的觀念是勘探油氣所必須遵循的一條基本原則，致力于盆地形成、演化的運動機制研究，運用歷史演化、全球聯(lián)系、深刻根源和動力作用方式等觀點，以系統(tǒng)的、動態(tài)的、量化的方法，按照“理論建?！獙嵗ｒ灐獎討B(tài)模擬”的程序，開展盆地系統(tǒng)的研究工作[1]。

20世紀60年代，板塊構(gòu)造理論逐步建立，地球科學迎來一場革命。那個年代，身處“半棚牛鬼半棚豬”[2]的朱夏先生并不是簡單追隨來自大洋論證的板塊構(gòu)造學術(shù)思想，而是進一步通過“板塊登陸”發(fā)散出全球性大洋運動與大陸關(guān)聯(lián)而更為深刻的思維，指導含油氣盆地分析。朱夏先生對我國不同地質(zhì)時代的含油氣盆地，對地殼發(fā)展階段論和板塊構(gòu)造活動論做了開拓性研究，創(chuàng)建了“多旋回地球動力學”的觀念，其方法論一方面是歷史分析基礎(chǔ)上的地球動力學分析,屬于歷史大地構(gòu)造學范疇；另一方面是從大地構(gòu)造角度作地球動力學分析，強調(diào)全球聯(lián)系、深部根源和應(yīng)力分析。這一學說對找礦，特別是在盆地尋找石油礦藏方面具有極大的指導作用[3]。

正是對中國大陸地質(zhì)的深刻認識與長期的深入思考，將證偽思想、發(fā)散思維和系統(tǒng)論運用于石油地質(zhì)工作，朱夏先生提出含油氣盆地分析的“3T-4S-4M”程式[4](圖1)，明確指出了我國顯生宙以來古生代和中新生代盆地原型的分類方案，突出了中國海陸盆地演化序列，確立了含油氣盆地并列迭加控油理論分析系統(tǒng)。作為盆地系統(tǒng)工程的指導思想，這是具有重要理論意義的。朱夏先生的學術(shù)思想至今仍站在盆地學科發(fā)展的前沿。

圖1 朱夏提出的盆地系統(tǒng)(運動體制)的程式[4]

2 繼承與發(fā)展學術(shù)思想

1979年，朱夏先生提出了時至今日仍在不斷發(fā)展和廣為應(yīng)用的盆地TSM系統(tǒng)分析程式[2]。經(jīng)過三十多年的研發(fā)積累，無錫石油地質(zhì)研究所形成了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“TSM盆地模擬資源評價系統(tǒng)(V2.0)”軟件系統(tǒng)，該軟件系統(tǒng)是在實踐應(yīng)用中逐漸升級、完善起來的，在全國幾乎所有類型的盆地都進行了應(yīng)用，取得了較好的應(yīng)用效果。2016年4月該軟件系統(tǒng)通過了中國石化科技部專家組的測試驗收。在國家及中國石化“十三五”資評工作中，該系統(tǒng)作為統(tǒng)一的評價平臺在中國石化12家油田得到了推廣應(yīng)用，至今已發(fā)出軟件授權(quán)347套。在中國石化油氣資源評價和勘探部署工作中發(fā)揮了重要作用。

張渝昌等[5]在學習朱夏學術(shù)思想的基礎(chǔ)上，根據(jù)朱夏先生研究盆地的系統(tǒng)工程理論，立足于盆地體系的活動論構(gòu)造歷史觀，按照盆地形成的地史演化、動力作用方式、深部根源和全球聯(lián)系等方面，歸納了中國地史演化過程中不同階段原型盆地形成的構(gòu)造環(huán)境、巖石圈組成的變化和成盆機制，嘗試性地提出了盆地原型分類方案，探討、總結(jié)了不同世代盆地的迭加和油氣形成與分布的關(guān)系，編制了中國油氣盆地構(gòu)造系列圖，表達了中國海陸演化階段、運動體制和盆地形成的大地構(gòu)造背景及其世代迭加關(guān)系，反映出盆地原型并列迭加控油的基本規(guī)律和獨特風格，對全國油氣勘探具有宏觀意義。同時根據(jù)盆地原型系統(tǒng)與動態(tài)分析的觀念，提出確定性的定量模擬原型并列與迭加對油氣控制的綜合方法和研究方向，建立起以埋藏史、熱史、生烴史和運聚史為基本內(nèi)容的盆地定量分析以及模式檢驗、揭示過程和預測功能的數(shù)值模擬系統(tǒng)，為科學地進行盆地油氣評價奠定了基礎(chǔ)。

孫肇才[6]在朱夏學術(shù)思想的直接影響下，提出了一個作為含油氣盆地評價系統(tǒng)的以“整體、動態(tài)、綜合”和“定時、定性、定量”為內(nèi)涵的研究思路。認為：(1)地質(zhì)歷史創(chuàng)造了許多不同類型的盆地；地質(zhì)歷史也破壞或改造了許多盆地；地質(zhì)歷史還隱藏了許多盆地(指巨大推覆體之下屬原地前陸系統(tǒng)的，即孫肇才習稱的“影子盆地”)。所謂盆

程式左邊代表全球構(gòu)造體制(GT)在不同階段(A.全球古構(gòu)造；i.過渡階段；N.新全球構(gòu)造)所控制的三大要素(3T：time，tectonic setting，thermal regime)。在此制約下，盆地(B)有幾種不同沉降機制形成的原型(P)在時空上組合而成的。由此，程式右列表達了盆地形成中各原型的地質(zhì)作用(4S：subsidence, sedimentation, stress condition, style)及其并列迭加所控制的油氣條件(4M：material，maturity，migration，maintenance)。通過所有這些因素、作用和條件的分析和綜合，才能在具體油氣勘查中，從盆地整體出發(fā)，循序漸進，預測油氣資源(HC)的存在位置(L)和潛在數(shù)量(Q)。程式中，a…f代表古生代(包括過渡階段)盆地原型，A…G代表中、新生代盆地原型。

Fig.1 Formula of a basin system (movement system) proposed by ZHU Xia

地的整體分析，即將盆地與造山帶的研究結(jié)合起來，從宏觀上分析盆地的演化；(2)世界上多數(shù)盆地，特別是位于亞洲東部的中國的盆地，幾乎沒有一個是“一張到底”或“一壓到頂”的，多數(shù)是不同盆地原型(prototype)的迭加或并列，因而一定要有一個盆地演化的動態(tài)觀念；(3)定性就是在對盆地進行幾何學、運動學分析的基礎(chǔ)上，從地球動力學原理出發(fā)，確定盆地形成的地球動力學原型；(4)定時就是從活動論和階段論觀點出發(fā)，研究盆地群體的歷史演化系列，注意盆地演化階段的有序性和盆地的反轉(zhuǎn)改造特征；(5)定量就是要進行包含有風險、經(jīng)濟分析內(nèi)容在內(nèi)的盆地模擬及油(氣)資源定量估算。

周祖翼等[7-11]在朱夏先生指導下,長期從事中國東南部大陸邊緣構(gòu)造演化的研究。以朱夏先生“活動論構(gòu)造歷史觀”作指導, 提出把板塊構(gòu)造與地體構(gòu)造結(jié)合起來進行研究可能是解決大陸邊緣構(gòu)造演化問題的一條有效途徑。據(jù)此，深化了邊緣海盆地形成機制的認識，提出中國東南及毗鄰海區(qū)獨特的大陸增生方式——轉(zhuǎn)換斷層向俯沖體系的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變表明特提斯和古太平洋的演化對這一地區(qū)的中、新生代構(gòu)造格局起著重要的制約作用。同時，提出了東南地區(qū)晚中生代巖漿活動機制的框架思路，推動了中國東南及鄰區(qū)的地質(zhì)研究及大陸邊緣構(gòu)造地質(zhì)學的研究。

徐旭輝等[12]以朱夏先生的“活動論構(gòu)造歷史觀”和TSM盆地分析思想為指導，在“原型控源、迭加控藏”的研究思路指導下，提出了油氣勘探區(qū)帶和目標評價預測應(yīng)遵循的原則和研究方法，概括為“3342”分析方法，即“3個控制、3個演化、4個有效、2個中心”。(1)3個控制：區(qū)域大地構(gòu)造對盆地形成及原型的控制、原型盆地對沉積實體的控制、沉積對油氣成藏物質(zhì)的控制。通過對這3個控制的研究，來落實油氣勘探目標的生、儲、蓋特征及其組合方式；(2)3個演化：就是烴源巖的熱演化、儲蓋層的演化、運聚成藏的演化，這是運動體制下油氣響應(yīng)的主要研究內(nèi)容；(3)4個有效：烴源巖的有效性、儲層的有效性、保存條件的有效性以及它們形成的成藏組合的有效性；(4)2個中心：烴源和后期改造。無論對常規(guī)油氣藏或非常規(guī)油氣藏而言，烴源和后期改造是確定油氣富集區(qū)帶和目標的關(guān)鍵研究內(nèi)容。

康玉柱等[4, 13-14]在90年代，分別選擇了塔里木、鄂爾多斯、四川、松遼、華北、蘇北及下?lián)P子、東海陸架和南海北部大陸邊緣等8個大型盆地與地區(qū)，根據(jù)大量實際資料和親身實踐的經(jīng)驗，結(jié)合盆地原型并列與迭加的觀念，從不同層次、不同角度論證和解剖了各大盆地的原型及其并列迭加控油的規(guī)律，指出了油氣勘查方向。

我本人深受朱夏先生從“活動論構(gòu)造歷史觀”出發(fā)進行盆地原型并列迭加的T(構(gòu)造環(huán)境)—S(地質(zhì)作用)—M(油氣響應(yīng))的系統(tǒng)分析的學術(shù)思想影響，在繼承與發(fā)展中主要做了2個方面的探索[15-16]：

2.1 完善盆地波動定量分析方法

從波動地質(zhì)學研究出發(fā)，落實盆地沉降及隆升剝蝕的形成過程，分析地質(zhì)歷史時期中盆地波動演化對油氣生成、運移、聚集和成藏的控制作用。波動是物質(zhì)運動的基本形式。20世紀80年代末至90年代初，緬斯尼高娃、施比伊曼創(chuàng)立了應(yīng)用沉積盆地地層記錄信息來識別周期波的方法，即通過研究小區(qū)的選擇，對每個研究小區(qū)的原始資料進行統(tǒng)計、建立地層年代格架、恢復原始厚度，最終建立波動方程并進行方程的擬合與平衡檢驗的波動分析方法。波動過程分析的工作方法于1992年引入中國。我們先后對黃驊坳陷、三水盆地、四川盆地、塔里木盆地開展了波動過程研究，在科學實踐中使得研究方法得到不斷完善，同時進一步探索出了一套適合中國沉積盆地特點的波動過程分析方法，如斷塊區(qū)原始資料的統(tǒng)計，火成巖、膏鹽等特殊巖性的處理，原始厚度的恢復等。

例如，塔里木盆地經(jīng)歷了多旋回的發(fā)展演化，與之相應(yīng)的是，在每一個大的旋回中都經(jīng)歷著油氣的生排—運聚—調(diào)整的過程。波動地質(zhì)學可以定量化演化周期，預測每一個“成藏旋回”的有利油氣賦存區(qū)，有效地指導勘探實踐。對塔里木盆地沉積波動過程的分析認為，塔里木盆地的波動過程可以劃分為震旦紀、寒武紀—泥盆紀、石炭紀—侏羅紀及白堊紀—現(xiàn)今4個一級周期，其持續(xù)時間分別為230，203，221.4，146.5 Ma,其中白堊紀—現(xiàn)今盆地演化過程大致經(jīng)歷一個完整過程的3/4。在盆地沉積演化的整個過程中，又可分為若干個二級和三級周期。油氣的生成、運移、聚集和演化的全過程實際上是發(fā)生在自寒武紀以來的三大周期內(nèi)。一個完整的波動周期包括了盆地從持續(xù)沉降到隆升剝蝕的一個完整過程。相應(yīng)地，對油氣的生成、運移、聚集和保存就有深刻的影響，構(gòu)成一個完整的成藏旋回。因此，白堊紀—現(xiàn)今的不到一個周期的波動過程內(nèi)包含了一個不完整的油氣成藏旋回，“不完整”并不是以油氣藏的破壞作為其終結(jié)，而是在成藏演化時間上沒有經(jīng)歷一個完整的波動周期。

朱夏先生早在1984年就指出，含油氣盆地作為地殼的一部分，受不同時期全球動力背景下多旋回運動的支配，呈現(xiàn)出演化的階段性和發(fā)展的旋回性[1]。繼承朱夏先生這一思想，繼續(xù)完善盆地波動定量分析方法，不僅有利于我們從更深、更廣的角度來認識盆地的演化過程，同時對盆地發(fā)展過程中油氣形成、演化、成藏以及后期改造等一系列問題的認識也是一個有力的補充，也將帶來含油氣盆地油氣分布規(guī)律認識的升華。

2.2 創(chuàng)新油氣成藏體系分析方法

含油氣系統(tǒng)概念自誕生以來就引起石油地質(zhì)工作者的高度關(guān)注。MAGOON等[17]定義含油氣系統(tǒng)為“包含一個有效烴源巖體和所有有關(guān)油氣存在的天然系統(tǒng)，它包括了油氣藏存在所必需的一切地質(zhì)要素和作用”。在上世紀80年代，國內(nèi)開始引入含油氣系統(tǒng)概念，在實踐中發(fā)現(xiàn)了一些非常突出的問題：

(1)含油氣系統(tǒng)概念的提出只是機械地套用了“系統(tǒng)”概念。卻對物理學中“系統(tǒng)”的三要素，即元素、結(jié)構(gòu)及功能并沒有很好地論述。對元素的描述也只是局限于地質(zhì)概念上，而缺乏真正“系統(tǒng)”意義上的研究。

(2)對含油氣系統(tǒng)的研究缺乏專門有效的方法，特別是對系統(tǒng)內(nèi)部油氣分布規(guī)律研究尤其薄弱。在實際研究過程中，對含油氣系統(tǒng)概念的理解和應(yīng)用往往過于簡單化，因而不能有效地指導勘探實踐。

(3)如果按照MAGOON定義的原則，一個含油氣系統(tǒng)只能有一個烴源巖，那么中國大多數(shù)盆地的含油氣系統(tǒng)將很難劃分。中國盆地尤其是中西部盆地的特點是構(gòu)造演化旋回多、烴源巖發(fā)育多、成藏期次多、破壞次數(shù)多，同時油源混源現(xiàn)象十分普遍，很難找到一個單油源含油氣系統(tǒng)；中國東部盆地的特點則是巖相變化快、斷裂發(fā)育、多套烴源巖互相連通，加之有時幾個凹陷同時向一個構(gòu)造高部位供油等，以強調(diào)單純烴源巖的含油氣系統(tǒng)劃分將使含油氣系統(tǒng)的劃分范圍過大，不利于指導油氣勘探。

我在通讀了路德維?！ゑT·貝塔朗菲1968年發(fā)表的《一般系統(tǒng)論的歷史與現(xiàn)狀》(俄文版)后，比較深刻地認識了系統(tǒng)論。按照系統(tǒng)論的定義并結(jié)合油氣地質(zhì)特點，我們提出油氣成藏體系概念：油氣成藏體系是地表以下油氣成藏的自然體系，它包括了形成油氣藏的一切必要元素(要素)，如烴源體(含烴/流體)、疏導體和圈閉以及這些元素之間有效的配置結(jié)構(gòu)。油氣成藏體系必須具備這樣的結(jié)構(gòu)，即能夠產(chǎn)生任何單一元素所不具備的功能，形成油氣藏。需要指出的是，油氣成藏體系的內(nèi)涵與MAGOON等含油氣系統(tǒng)的內(nèi)涵有所不同：

(1)在指導思想上，油氣成藏體系將油氣的成藏過程認定為一個自然系統(tǒng)，使用“元素—結(jié)構(gòu)—功能”這一真正意義上的“系統(tǒng)”思想來進行石油地質(zhì)研究，更有利于系統(tǒng)論思想與石油地質(zhì)研究的緊密結(jié)合；

(2)在研究方法上，油氣成藏體系研究強調(diào)了油源、輸導體系和圈閉之間的相互關(guān)聯(lián)、相互制約的“系統(tǒng)性”綜合方法，其中更突出了具有紐帶作用的輸導體系研究；

(3)油氣成藏體系概念具有普適性，既可以適用單烴源巖，也可以適用多烴源巖，既可以是一次性成藏，也可以是多次性成藏；

(4)油氣成藏體系認為，一個油氣藏只能歸屬于一個成藏體系。

繼承朱夏先生“整體性、系統(tǒng)性”的學術(shù)思想，應(yīng)用系統(tǒng)論的思想與分析方法，我們把構(gòu)成油氣成藏體系的3個基本元素[烴源體(含烴流體)、輸導體、圈閉]的匹配和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征稱為“位”。3個元素互相配置的油氣藏為三位類型，還有二位類型(烴流體與圈閉)和一位類型(烴源巖中的油氣藏)。再根據(jù)油源的多源或單源，進一步劃分為“單源”和“多源”，最終建立了油氣成藏體系的6種結(jié)構(gòu)類型，即“單源一位、單源二位、單源三位、二源二位、二源三位、三源三位”。這樣一種分類方案，對于正確認識我國疊合盆地多油源多期成藏具有一定的實際意義。例如，我們提出的“單源一位”油氣藏類型，就是現(xiàn)在講的頁巖油氣藏，但在當時并沒有意識到。

3 石油地質(zhì)學展望

當前，油氣依然是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱，國家能源安全說到底是油氣供給安全?！傲⒆銍鴥?nèi)，開拓海外”是解決我國油氣安全問題的基本方針。加大勘探力度，獲取更多儲量，是確保油氣安全的首要任務(wù)。

石油地質(zhì)學發(fā)展已進入地球圈層相互作用與資源環(huán)境演化過程整合的時代，如朱夏先生所說“站在地球外看地球”，建立地球系統(tǒng)演化與油氣資源形成之間的內(nèi)在關(guān)系，揭示全球不同地質(zhì)環(huán)境中油氣分布規(guī)律，客觀評價資源潛力，是當前面臨的關(guān)鍵科學問題。這其中，需要解決4個全球性科學問題：一是全球大陸聚合裂解背景下盆—山耦合、含油氣盆地形成與演化機制，全球油氣分布規(guī)律；二是含油氣盆地沉積—成巖—改造過程與源—儲—蓋發(fā)育機制、動態(tài)演化及分布規(guī)律；三是地球各圈層相互作用及高溫高壓條件下物質(zhì)和能量傳輸—轉(zhuǎn)換動力學與油氣生成—運移—聚集成藏及保存機制；四是深部流體參與下，有機無機相互作用與無機成因或復合成因甲烷氣、氫氣、氦氣等成藏保存機理與分布規(guī)律。解決4個針對中國特殊地質(zhì)特征的油氣地質(zhì)問題：一是海相克拉通盆地深層—超深層油氣運聚保存機理與分布規(guī)律；二是中國陸相頁巖油氣富集主控因素與區(qū)帶和甜點評價標準；三是環(huán)青藏高原油氣盆地盆山耦合機理及天然氣分布規(guī)律；四是太平洋板塊俯沖與中國東部油氣盆地形成演化耦合機制。

4 結(jié)語

新時代，石油勘探依舊面臨著大量理論與實踐的未知，石油地質(zhì)學者與油氣勘探者應(yīng)該繼續(xù)學習、繼承和發(fā)展朱夏先生的“找油哲學”，正如朱夏先生在《朱夏論中國含油氣盆地構(gòu)造》自序中寫道：“我覺得一個找油者不應(yīng)該滿足于已知事物的經(jīng)驗積累和歸納，更不能不防止找油思想的因襲和束縛。他的責任永遠是面向未來，探索途徑。”

謹以此文緬懷朱夏先生！