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六盘山盆地大地构造位置处于华北古板块的南部边缘,为河西走廊向东的延伸,东面紧临鄂尔多斯地块,西南为北祁连造山带,行政区划隶属于宁夏回族自治区同心、海原、固原等县市,面积0.9×104km2,是一个在下古生界褶皱基底之上发育起来的多旋回叠合盆地。
本文以区域资料、野外地质调查、地球物理勘探和钻探成果资料为基础,以盆地含油气性研究为主线;根据含油气系统理论,采用盆地分析、盆地模拟及资源评价等技术,对六盘山盆地含油气系统形成背景、含油气系统形成要素及地质作用过程进行了深入分析,开展了盆地含油气系统划分与评价研究,取得了以下主要成果:
1、六盘山盆地是在下古生界褶皱基底之上发育起来的多旋回叠合盆地,今构造具有东西分带、南北分块的构造格局,可划分为中央坳陷和东部斜坡两个一级构造单元,中央坳陷进一步划分为10个二级构造单元,其中海原凹陷和固原凹陷为盆地的主体;盆地演化经历了三期成盆三期改造的过程:石炭~二叠纪—类克拉通盆地发育期;三叠~白垩纪—伸展断陷盆地发育期:古近~新近纪—再生前陆盆地发育期,三期成盆作用使得盆内充填了厚度巨大的沉积盖层;盆地经历了印支、燕山和喜山三期改造作用,形成了不同的圈闭类型。
2、构造演化控制了盆地沉积充填,钻井及露头资料揭示盆地沉积盖层发育较全,在基底之上发育了石炭—二叠系、三叠—侏罗系,白垩系、古近系—新近系、第四系多套沉积盖层,其中石炭—二叠纪为海陆交互相沉积、三叠—侏罗纪为煤系系地层建造、白垩纪为断陷湖盆充填,盆内中生界厚度巨大,白垩系分布广泛,三叠—侏罗系厚度相对较薄。
3、盆地构造演化、沉积充填样式与含油气系统形成关系密切:盆地三期成盆孕育了三套有效烃源岩,三期挤压作用,形成了风格各异的圈闭类型;多期盆地的叠加不仅在纵向上形成多套生储盖组合的叠置,而且对烃源岩的熟化及油气的保存具有重要意义。六盘山盆地多旋同不同世代不同类型盆地的叠加,铸就了该盆地多个含油气系统的复合,最终形成复合含油气系统。
4、以钻井、露头、实验室分析资料为基础,采用烃源岩、储层评价等技术,开展了含油气系统基本地质要素的静态评价及空间展布分析:①盆地发育白垩系、三叠—侏罗系和石炭系三套烃源层系。白垩系烃源岩分布广泛,有机质丰度高、类型好,产烃能力强,是盆地的主力烃源层系;三叠—侏罗系有机质丰度相对较低,母质类型以Ⅲ型为主,有机质热演化程度高,产烃能力较低,是盆地次要的烃源层系;石炭系勘探程度低,盆缘露头剖面烃源岩较为发育,是潜在的烃源层系;②盆地纵向上发育多套储集岩:古近系寺口子组砂岩厚度大,储层物性最好,属中高孔—中高渗型储层,为盆地最有利的储层;白垩系储层厚度大,以砂砾岩为主,物性相对较差,是盆地有利的储层;三叠—侏罗系、石炭系均以碎屑岩储层为主,物性差,属低孔低渗型储层;③盆地发育下白垩统乃家河组厚层泥岩和古近系清水营组厚层泥岩夹膏岩两套区域性盖层,厚度大,横向分布稳定,盆地具良好的封盖条件;④盆地发育多套、多类型的生储盖组合,其中以中生界白垩系白生自储和中新生界(K1—E)下生上储式组合最为有利,其次为中生界T3—J自生自储式组合及上古生界(C—P)组合。
5、采用现代石油地质理论和热模拟实验、盆地模拟软件开展油气系统地质要素动态作用过程分析,预测盆地资源潜力:①地层埋藏史及有机质热演化史研究表明,石炭系烃源岩在中侏罗世进入生油高峰期,三叠—侏罗系烃源岩在晚白垩世早期进入生排烃高峰期,下白垩统李洼峡组烃源岩在古近纪中期进入生排烃高峰期,乃家河组烃源岩演化程度较低,生排烃高峰尚未出现,盆地总资源量为3.78×108t油当量,资源量丰度为4.13×104t/Km2;②圈闭形成演化研究表明,六盘山盆地圈闭发育,类型丰富,盆地中北部以低幅度背斜圈闭为主,主要形成于燕山期;盆地南部固原凹陷以逆冲断鼻、断块为主,主要形成于喜山期;③区内多期成盆决定了该区发育多套烃源岩,烃源岩具多次生排烃、油气具多期运移、多期聚集、多期改造、晚期主要成藏的特点。
6、以含油气系统理论为指导,在油源对比研究的基础上,将六盘山盆地划分为两个复合含油气系统和两个单一含油气系统,即固原凹陷中生界复合含油气系统、海原凹陷中生界复合含油气系统和六盘山盆地石炭系含油气系统、兴仁堡凹陷三叠—侏罗系含油气系统,其中固原凹陷中生界复合含油气系统是改造性贯通型复合含油气系统,海原凹陷中生界复合含油气系统是继承性叠置型复合含油气系统,该两复合含油气系统是盆地勘探的重点。
7、在地震资料解释的基础上,运用区带评价和勘探目标优选技术,指出月亮山逆掩推覆带、石峡口—黑堡沟压扭构造带和肖家湾褶皱构造带为有利勘探区带,王家庄构造为重点勘探目标,并提出盆地下步勘探工作建议。