(壹)盆地概況
漠河盆地位於黑龍江省的西北部,盆地北部和東北部與俄羅斯境內的上黑龍江-烏蘇蒙盆地(17000km2)相連為同壹盆地,總面積約38500km2,在我國境內面積為21080km2。長約300km2,寬約80km2。地理坐標為東經121°07′~125°45′,北緯52°20′~53°03′。區域構造上隸屬興-蒙地槽褶皺帶額爾古納地塊中的上黑龍江中生代坳陷帶,南部受德爾布幹巖石圈斷裂控制,為壹中生代斷坳型盆地,沈積地層以侏羅系為主。主要工作是在盆地西部完成1∶100000重磁測量,重磁點各7588個,控制面積13150km2;在盆地東部完成2km×1km 重磁勘探10383km2,測點5192個,在盆地中部完成CEM P 225km,二維地震214.05km和兩口地質井。
(二)地層特征
漠河盆地的基底由中元古界興華渡口群、古生界下泥盆統和中生界花崗巖等組成。蓋層自下而上主要發育上侏羅統繡峰組、二十二站組、額木爾河組和開庫康組,下白堊統塔木蘭溝組、上庫力組和依力克得組,新近系中新統—上新統金山組和第四系。主要目的層為侏羅系和白堊系。
上侏羅統繡峰組 上、下部以砂礫巖、礫巖夾細砂巖為主,中部以巖屑長石砂巖、夾砂質凝灰巖及煤線。
上侏羅統二十二站組 灰黃色、淺灰色、綠灰、灰黑深灰、灰色泥巖、粉砂質泥巖灰色巖屑長石、長石巖屑砂巖、砂巖、砂礫巖夾細砂巖、粉砂巖泥巖及煤線。
上侏羅統額木爾河組 灰黑、黑色中粗、中細粒巖屑長石砂巖、粉砂巖、細砂巖、泥質巖,夾雜色礫巖、煤線及煤層組成。
上侏羅統開庫康組 灰、黃褐、灰黑色砂巖、長石石英砂巖、巖屑石英砂巖、含礫砂巖及粉砂質泥巖夾煤線。
下白堊統塔木蘭溝組 紫色、灰綠色、灰黑色、塊狀杏仁狀或氣孔狀玄武巖、底部為中細粒礫巖及玄武質角礫凝灰巖。
下白堊統上庫力組 深紅、紫、黃褐色礫巖、灰色砂巖、細、中粒長石巖屑砂巖及少量晶屑凝灰質砂巖,壹套為凝灰巖、英質凝灰巖、少量泥灰巖及碎屑、晚期為酸性火山噴發巖。
下白堊統依列克得組 有兩套巖性,壹套為礫巖、含礫粗砂巖、砂巖、粉砂巖夾凝灰巖及煤層,壹套為淺黃色、暗綠紫色、暗灰色杏仁狀玄武巖及黑灰玄武巖。
(三)沈積特征
1.沈積相類型
漠河盆地發育的沈積相類型有沖積扇、辮狀河、扇三角洲、辮狀河三角洲和湖泊相,塔木蘭溝組為火山巖相。
沖積扇相主要發育於繡峰組、開庫康組和上庫力組;辮狀河相主要發育於二十二站組和額木爾河組;扇三角洲主要發育於繡峰組和開庫康組;辮狀河三角洲主要發育於二十二站組和額木爾河組;除塔木蘭溝組和上庫力組外,其余各組均發育有湖泊相。
2.沈積演化規律
漠河盆地自下而上發育的繡峰組、二十二站組、額木爾河組、開庫康組為連續沈積的地層,各組間沒有較大範圍的不整合。塔木蘭溝組為壹套火山巖地層,與下伏開庫康組呈明顯的不整合接觸。繡峰組、二十二站組、額木爾河組、開庫康組構成壹個完整的沈積演化旋回。繡峰組和開庫康組發育的沈積相為沖積扇相、扇三角洲相和湖泊相,二十二站組和額木爾河組均由辮狀河相、辮狀河三角洲相和湖泊相構成。因此,漠河盆地從繡峰組到開庫康組,具有沖積扇-扇三角洲-湖泊→辮狀河-辮狀河三角洲-湖泊→沖積扇-扇三角洲-湖泊的沈積演化規律。
(四)構造特征及演化
1.重磁解釋的基底深度和構造格局
(1)基底埋深和構造格局
東西部重磁資料聯片解釋,確定基底埋深在1000~5500m(圖3-40),構造格局為南北分帶、東西分塊、西深東淺的特點。中央坳陷東西融為壹體,面積擴大到12470km2;長纓—二十三站凹陷、二十壹站凹陷基底埋深最大,最深可達5500m;林海凹陷、金溝凹陷的基底埋深均為6000m;恩和哈達凹陷基底埋深大於5500m;二十二站凸起、蒙克山凸起的基底埋深為分別為2500m、2000m;三十二站凸起最小基底埋深小於1000m;慶祥溝凸起基底埋深小於500m。根據盆地基底深度、基底形態、斷裂發育,以及基底結構***劃分出濱黑龍江隆起區、中央坳陷區、古蓮河-塔河隆起區二隆壹坳3個壹級構造單元,並進壹步劃分出19個二級構造單元(圖3-41)。
濱黑龍江隆起區:呈東西向展布於本區的北部,長約近260km,寬20~25km,面積約為4648km2,全區為上侏羅統繡峰組、二十二站組和額木爾河組沈積層充填,基底埋深最大為1800m,最小為1400m,壹般為1640m。
中央坳陷區:位於盆地的中央,呈近東西走向,該區大部分為原始森林覆蓋,勘探程度較低,根據全盆地東西部重磁聯片解釋成果,中央坳陷東西融為壹體,面積擴大,達12470km2。基底埋深最大為5500m,最小為1500m,壹般為3000m。根據斷裂發育、基底形態、深度及基底結構,可進壹步劃分出19個二級構造單元。坳陷西部基底較深,林海凹陷、金溝凹陷基底埋深普遍大於3000m,局部達5000m。沈積蓋層以上侏羅統二十二站組和額木爾河組為主。1983年黑龍江省地礦局在該區打了6個找煤鉆孔,最深的453m,揭示地層以砂巖、粉砂巖為主,夾多層泥質巖,炭質頁巖及薄層煤,以暗色為主。坳陷中東部基底相對較淺,沈積蓋層以上侏羅統二十二站組和額木爾河組為主。該區的長纓凹陷、崔頭峰凸起、盤古凹陷,以前根據航磁工作解釋為火山巖地區,這次通過重磁工作後證實主要是地層淺部的白堊紀火山巖(高密度、強磁性的玄武巖)。在這套火山巖之下,發育著較厚的晚侏羅世地層。
圖3-40 漠河盆地基底深度圖
圖3-41 漠河盆地構造單元劃分圖
古蓮河-塔河隆起區:位於中央坳陷區南部,呈近東西向展布,長約近285km,寬15~35km,面積約為3805km2,西窄東寬,基底埋深最大為4000m,最小為1300m,根據基底埋深、基底起伏、沈積巖厚度等特征,進壹步劃分出繡峰凹陷、古連河蒙克山凸起兩個二級構造單元。
(2)火山巖和沈積巖厚度及分布
利用磁測資料對漠河盆地火山巖和沈積巖厚度及分布進行了研究,經過反演計算得到的火成巖近似厚度,最淺處出露地表,最深2000m 左右。火山巖呈大面積北東向分布,最大厚度1800m,其他地區呈零星分布,除二十三站西部分布範圍較大,厚度較大(1600m)外,其余地區的火山巖分布範圍較小,厚度壹般小於1000m。
漠河盆地的沈積巖厚度是將重力資料計算的基底深度減去用磁法資料反演所獲得的火山巖底界埋深得到的。沈積巖在全盆地均有分布,主要分布在沈積凹陷內,厚度大,壹般為500~5000m,總體變化趨勢為中間厚南北薄,東薄西厚。
(3)盆地中部局部構造呈環帶狀發育
經過區域異常分離處理後的剩余局部重力異常與局部構造具有良好的相關性。漠河盆地重力所反映的局部構造帶具有明顯的北東東走向特征,與近東西走向的泥巖分布帶完全是在兩個不同的構造背景下形成的。局部構造帶走向與盆地西部逆掩沖斷帶走向相吻合,因此可以推斷,至晚侏羅世—早白堊世達到頂峰的西伯利亞板塊向南推擠作用在盆地西部形成壹系列逆掩推覆體的同時,也在盆地蓋層形成了壹系列北東東走向局部構造帶,其形成時代顯然要晚於烴源巖(上侏羅統額木爾河組和二十二站組沈積時期)發育時代,從烴源巖與局部構造的配置關系來看,這壹模式是比較有利的。另外需指出的是,在烴源巖最為發育的中央坳陷區及其附近的局部構造帶應在勘探中重點關註。
2.CEM P解釋的有利區基底深度和構造格局
(1)基底斷裂
在CEM P測區範圍內發現10條主要斷裂,可分成3組,壹組為東西向,壹組為北東向,另外壹組為北西向。東西向斷裂4條,北東向、北西向斷裂各3條。F1斷裂是濱黑龍江隆起與盤古河坳陷的分界斷裂,具有逆斷層性質。F2斷裂是盤古河坳陷與古蓮河隆起的邊界斷裂,是正斷層。F3-F10是盤古河坳陷的次級構造單元的分界斷裂。
(2)基底特征
基底埋深以海拔零算起,埋深範圍800~3000m。比2004年重力反演的同壹地區基底深度(2000~5500m)淺,總體看測區為中間下凹,南北上隆,存在5個沈降中心,分別為依林凹陷、長纓凹陷、樟嶺凹陷、長山凹陷和二十三站凹陷,基底深度分別為2700m、2900m、2800m、2900m。在濱黑龍江隆起區埋深為1900m,在依東凸起和依西凸起埋深為2100m和900m,興安凸起為2000m。
(3)白堊紀火山巖分布
白堊紀火山巖自下而上包括塔木蘭溝組、上庫力組、依列克得組,測區內絕大部分被白堊紀火山巖覆蓋,最厚在依林凹陷,達1200m。
(4)主要目的層分布(額木爾河組、二十二站組、繡峰組)
在白堊紀火山巖下存在兩個低阻層,分別為二十二站組和額木爾河組,其中額木爾河組電阻率最低,反演的電阻率為50~200Ω·m。火山巖下巖性以灰色泥巖、粉砂巖為主。低阻沈積厚度最大在依林凹陷內,沈積厚度為1450m,其次是在長纓凹陷、樟嶺凹陷和二十三站凹陷內,沈積厚度為1300~1400m。在濱黑龍江隆起區為1000m 左右,在古蓮河隆起區為700m 左右。
依據第二和第三電性層厚度變化,確定額木爾河組和二十二站組厚度。額木爾河組沈積最大厚度在依林凹陷,沈積厚度為850m,其次長纓凹陷、樟嶺凹陷和二十三站凹陷內沈積厚度為650m,在隆起區沈積厚度為400~550m,壹般沈積厚度550~600m。巖性以粉砂巖、泥質巖為主。二十二站組最厚的有四處,分別在長纓凹陷、依林凹陷為長山凹陷和二十三站凹陷內,厚度為750m。在隆起區興安凸起、依東凸起厚度為550m。在濱黑龍江隆起區和古蓮河隆起區沈積厚度250~500m。主要巖性為灰色泥巖、粉砂巖。沈積厚度變化範圍為500~900m。
依據第四電性層厚度變化,確定繡峰組厚度變化。繡峰組在樟嶺凹陷沈積厚度最大為900m。其次為依林凹陷、長山凹陷、長纓凹陷,為700m,測區絕大部分為600m 左右,最薄為500m。主要巖性為砂礫巖、礫巖夾細砂巖。
3.構造演化
漠河盆地以前中生代地層為基底,三疊紀時期大面積擡升剝蝕,從繡峰組沈積開始,盆地形成,並逐漸發展、消亡。依據盆地的構造特征、地層沈積充填、空間展布,以及火山巖特征,初步將盆地的構造演化劃分為斷陷、坳陷、回返、裂陷和萎縮5個階段。
(1)斷陷階段
在繡峰組沈積早期,蒙古-鄂霍茨克帶海槽尚未關閉,由於受到北部西伯利亞板塊的擠壓,蒙古-鄂霍茨克洋殼向南俯沖,導致該區地殼發生拉張斷陷,開始接受沈積,形成繡峰組下部以粗碎屑巖為主的地層。
(2)坳陷期
從繡峰組沈積中期開始,區內斷陷進壹步擴大,並逐漸向坳陷轉化,二十二站組沈積時期,盆地達鼎盛時期。該期盆地內接受巨厚的沈積,最大厚度超過2000m。
(3)回返期
額木爾河組沈積時期,由於西伯利亞板塊與中朝板塊碰撞後進壹步擠壓造山,使蒙古-鄂霍茨克海槽封閉並形成褶皺帶,導致盆地開始遭受擠壓擡升回返,坳陷階段結束;到開庫康組沈積時期,在擠壓環境下由於差異擡升形成的斷陷。該期在盆地西部受到北西—南東向的強烈擠壓,形成了額木爾河沖斷帶。
(4)裂陷期
塔木蘭溝組沈積時期,由於環太平洋構造帶的弧後擴張,西伯利亞板塊繼續向南擠壓,中國西南部新特提斯洋擴張產生向北推擠,這三方面的綜合作用導致中國東部及該區地殼深部物質上湧,地殼再次發生張裂,盆內充填了塔木蘭溝組、上庫力組、依列克得組火山巖地層。
(5)萎縮期
古近紀—新近紀時期,該區地殼整體擡升,廣泛遭受剝蝕。第四紀時期,構造運動改變了中生代的地貌形態,形成了現代的地形輪廓。
通過對漠河盆地構造特征、構造演化、沈積特征及應力分布的分析,初步認為漠河盆地是在前中生代基底上發育起來的,後期受北西—南北向擠壓應力改造的前陸盆地。二十五站—漠河以西為沖斷帶,以東為前陸區。
(五)石油地質條件
1.烴源巖特征
漠河盆地繡峰組、二十二站組、額木爾河組、開庫康組、上庫力組均有泥巖存在,二十二站組和額木爾河組暗色泥巖是盆地的主要烴源巖,也是主要勘探目的層。野外地質剖面觀察,暗色泥巖厚度為300~450m,占其地層總厚度的18%~24%,據此推測盆地內主要坳陷額木爾河坳陷暗色泥巖厚度為200~1200m;盤古河坳陷暗色泥巖厚度為200~650m。從地表觀察泥巖在盆地的大部分地區都有出露,特別是盆地的中部地區基本被泥巖所覆蓋,覆蓋區占整個坳陷面積的55%以上。
有機質豐度相對較好的層位是二十二站組、額木爾河組和上庫力組,有機碳平均分別為0.64%、1.05%和0.82%,氯仿瀝青“A”平均值分別為0.0325%、0.0724%和0.007%,生烴潛力S1+S2(mg/g)平均值分別為0.16mg/g、0.31mg/g和0.17mg/g。***有18塊樣品的有機碳含量超過1.0%,其中額木爾河組、二十二站組和上庫力組分別為10塊、4塊和2塊,各組泥巖氯仿瀝青“A”和生烴潛力S1+S2值普遍較低。額木爾河組和二十二站組烴源巖樣品,檢測結果均為Ⅲ型有機質,Ro分布在0.4%~2.89%之間,主峰在1.8%左右,說明地表生油巖樣品大部分進入了高成熟階段,少部分正處於成熟階段,勘探以找氣為主。
2.儲層特征
漠河盆地能作為儲集巖的巖石類型有碎屑巖和火山巖,其中,以碎屑巖砂巖和砂礫巖為主,主要發育在繡峰組、二十二站組、額木爾河組和開庫康組。碎屑巖包括砂巖、砂礫巖和粉砂巖,主要發育在繡峰組、二十二站組、額木爾河組和開庫康組中,其次發育在上庫力組中。火山巖包括火山碎屑巖和火山熔巖。火山碎屑巖包括凝灰巖和火山角礫巖;火山熔巖包括安山巖和玄武巖。火山碎屑巖主要發育在上庫力組和依列克得組中;火山熔巖主要發育在塔木蘭溝組和依列克得組中。
漠河盆地主要儲層發育在繡峰組、二十二站組和額木爾河組中,儲層物性較差,總體表現為低孔、低滲的特點,發育有次生孔隙,具備壹定的天然氣儲集能力。
繡峰組碎屑巖儲層孔隙度最大值為10.0%,最小值為0.6%,平均值為3.48%,其主峰值分布在1%~2%,主要分布範圍在1%~5%之間;滲透率最大值為3.96×10-3μm2,最小值為0.03×10-3μm2,平均值為0.30×10-3μm2,其主峰值分布在(0.05~0.15)×10-3μm2,主要分布範圍為(0.05~1.00)×10-3μm2。
二十二站組碎屑巖儲層孔隙度最大值為7.2%,最小值為0.8%,平均值為3.38%,其主峰值分布在2%~3%,主要分布範圍在1%~5%之間;滲透率最大值為3.85×10-3μm2,最小值為0.01×10-3μm2,平均值為0.23×10-3μm2,其主峰值分布在(0.05~0.10)×10-3μm2,主要分布範圍為(0.05~0.15)×10-3μm2之間。
額木爾河組碎屑巖儲層孔隙度最大值為73%,最小值為1.0%,平均值為3.01%,其主峰值分布在1%~2%,主要分布範圍在1%~5%之間;滲透率最大值為2.28×10-3μm2,最小值為0.04×10-3μm2,平均值為027×10-3μm2,其主峰值分布在(0.05~0.10)×10-3μm2,主要分布範圍為(0.05~0.35)×10-3μm2。
開庫康組碎屑巖儲層孔隙度最大值為5.3%,最小值為1.6%,平均值為3.80%;滲透率最大值為9.87×10-3μm2,最小值為0.06×10-3μm2,平均值為3.34×10-3μm2。
3.蓋層特征
盆地內存在兩種類型的蓋層。壹類是二十二站組和額木爾河組發育的厚層泥巖,分布範圍大,泥巖厚度大,是良好的區域蓋層。另壹類是盆地內廣泛發育的侏羅系生儲油巖之上的火山巖、火山碎屑巖和凝灰巖,可作為局部蓋層。
4.盆地資源量
通過“體積密度法”計算,全盆地的石油遠景資源量可達3.8105×108t。通過用氯仿瀝青“A”法計算,全盆地石油遠景資源量為(2.311~3.468)×108t。應用煤氣發生率法(煤系泥巖產氣率法)計算,全盆地天然氣資源量為462.727×108m3。