油气勘探

中非乍得Bongor盆地北部斜坡下白垩统油气成藏期次

  • 王利 , 1 ,
  • 聂志泉 2 ,
  • 杜业波 1 ,
  • 王林 2 ,
  • 孟凡超 3 ,
  • 陈玉柳 4 ,
  • 胡杰 2 ,
  • 丁汝鑫 , 4
展开
  • 1 中国石油勘探开发研究院,北京 100083
  • 2 中国石油国际勘探开发有限公司,北京 100034
  • 3 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛 266580
  • 4 中山大学地球科学与工程学院,广东珠海 519082
丁汝鑫(1978-),男,辽宁海城人,博士,中山大学副教授,主要从事构造地质学研究。地址:广东省珠海市香洲区大学路2号,中山大学地球科学与工程学院,邮政编码:519082。E-mail:

王利(1982-),男,山东曹县人,博士,中国石油勘探开发研究院高级工程师,主要从事非洲地区盆地演化与油气勘探研究。地址:北京市海淀区学院路20号,中国石油勘探开发研究院非洲所,邮政编码:100083。E-mail:

Copy editor: 谷江锐

收稿日期: 2023-09-06

  修回日期: 2023-12-21

  网络出版日期: 2024-01-23

基金资助

中国石油天然气股份有限公司重大科技专项“非常规油气技术可采资源差异化评价技术研究”(2023ZZ0703)

国家自然科学基金项目(42072229)

国家自然科学基金项目(41102131)

Hydrocarbon accumulation history in Lower Cretaceous in northern slope of Bongor Basin in Chad, Central Africa

  • WANG Li , 1 ,
  • NIE Zhiquan 2 ,
  • DU Yebo 1 ,
  • WANG Lin 2 ,
  • MENG Fanchao 3 ,
  • CHEN Yuliu 4 ,
  • HU Jie 2 ,
  • DING Ruxin , 4
Expand
  • 1 PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Beijing 100083, China
  • 2 China National Oil and Gas Exploration and Development Corporation, Beijing 100034, China
  • 3 School of Geosciences, China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China
  • 4 School of Earth Sciences and Engineering, Sun Yat-sen University, Zhuhai 519082, China

Received date: 2023-09-06

  Revised date: 2023-12-21

  Online published: 2024-01-23

摘要

基于流体包裹体均一温度测试和磷灰石裂变径迹分析,对乍得Bongor盆地北部斜坡下白垩统油气成藏时间和期次开展研究。研究表明,下白垩统Kubla组和Prosopis组储集层样品中与油气共生的盐水流体包裹体均一温度总体上表现为高、低温两组峰值区间,低温峰值区间和高温峰值区间分别为75~105 ℃和115~135 ℃;Kubla组和Prosopis组样品均经历了5个构造演化阶段,即早白垩世发生快速沉降,晚白垩世晚期发生构造反转,古近纪发生小幅沉降,古近纪与新近纪之交抬升,中新世以来则处于沉降阶段;其中晚白垩世剥蚀厚度约1.8 km,古近纪与新近纪之交剥蚀厚度约0.5 km,两期剥蚀叠加厚度约2.3 km。与油气包裹体共生的盐水包裹体的均一温度用以作为油气捕获温度,结合磷灰石裂变径迹热演化史模拟研究,结果表明Bongor盆地北部斜坡下白垩统Kubla组和Prosopis组具有一致的油气成藏时间和期次,均在距今80~95 Ma和65~80 Ma分别经历了两期油气充注。第1期充注对应于油气初始运移,为早白垩世快速沉积末期,第2期充注处于晚白垩世构造强烈反转阶段。

本文引用格式

王利 , 聂志泉 , 杜业波 , 王林 , 孟凡超 , 陈玉柳 , 胡杰 , 丁汝鑫 . 中非乍得Bongor盆地北部斜坡下白垩统油气成藏期次[J]. 石油勘探与开发, 2024 , 51(1) : 127 -136 . DOI: 10.11698/PED.20230487

Abstract

Based on the analysis of the fluid inclusion homogenization temperature and apatite fission track on the northern slope zone of the Bongor Basin in Chad, this paper studied the time and stages of hydrocarbon accumulation in the study area. The results show that: (1) The brine inclusions of the samples from the Kubla and Prosopis formations in the Lower Cretaceous coexisting with the hydrocarbon generally present two sets of peak ranges of homogenization temperature, with the peak ranges of low temperature and high temperature being 75-105 ℃ and 115-135 ℃, respectively; (2) The samples from the Kubla and Prosopis formations have experienced five tectonic evolution stages, i.e., rapid subsidence in the Early Cretaceous, tectonic reversal in the Late Cretaceous, small subsidence in the Paleogene, uplift at the turn of the Paleogene and Neogene, and subsidence since the Miocene, in which the denudation thickness of the Late Cretaceous and after the turn of the Paleogene and Neogene are ~1.8 km and ~0.5 km, respectively. The cumulative denudation thickness of the two periods is about 2.3 km; (3) Using the brine inclusion homogenization temperature coexisting with the hydrocarbon as the capture temperature of the hydrocarbon, and combining with the apatite fission track thermal history modeling, the result shows that the Kubla and Prosopis formations in the Lower Cretaceous on the northern slope of the Bongor Basin have the same hydrocarbon accumulation time and stages, both of which have undergone two stages of hydrocarbon charging at 80-95 Ma and 65-80 Ma. The first stage of charging corresponds to the initial migration of hydrocarbon at the end of the Early Cretaceous rapid sedimentation, while the second stage of charging is in the stage of intense tectonic reversal in the Late Cretaceous.

0 引言

油气成藏期次是恢复油气成藏过程的关键参数,因此对油气勘探起着至关重要的作用[1-2]。对其研究的方法有很多,包括分析烃源岩的主生油期、圈闭形成期、油藏饱和压力等[3-4],其中流体包裹体分析与磷灰石裂变径迹热演化史重建相结合,是一种非常有效的方法,可以为判断油气成藏期次提供有力的参考[5-7]
中非乍得Bongor盆地是中西非裂谷系重要的含油气盆地之一。自2007年以来,中国石油天然气股份有限公司(简称中国石油)在盆地北部斜坡取得多个重大石油发现,对Bongor盆地下白垩统油气成藏研究也开始起步[5,8 -11]。例如通过将BC-2井镜质体反射率及1个裂变径迹年龄数据与流体包裹体分析相结合,文志刚等[8]和Dou等[9]认为Bongor盆地BC-2井潜山油藏经历了晚白垩世距今约55~80 Ma的原生油气充注阶段和古近纪距今约25~30 Ma的次生油气成藏事件。Dou等[5]又进一步提供了4口井的磷灰石裂变径迹年龄,为Bongor盆地的热演化史重建奠定了基础。虽然上述研究对Bongor盆地成藏阶段的研究取得了开创性的认识,但是也存在一定的问题,即热演化史重建仍需提供更多的约束数据,因为Bongor盆地在小于磷灰石裂变径迹封闭温度的温度范围内,经历了反复的冷却与升温[5],而对于约束这个非常复杂的低温段热演化史过程而言,磷灰石裂变径迹长度分布比年龄本身更有优势[12],因此本次研究选取位于Bongor盆地北部斜坡的样品进行磷灰石裂变径迹年龄及长度分布测试,目的是进一步细化Bongor盆地低温段热演化史,并将热演化史模拟与流体包裹体相结合,为Bongor盆地北部斜坡油气成藏期次研究提供新的依据。

1 区域地质背景

Bongor盆地位于非洲乍得西南部,整体呈近东西向展布,长约280 km,宽约40~80 km,面积约18 000 km2(见图1a),是受控于中非剪切带右旋走滑而形成的中新生代陆相裂谷盆地[13-14]。盆地由北部斜坡、中央坳陷、南部隆起和南部坳陷4个主要构造单元组成(见图1b)。已探明的油气藏大部分位于北部斜坡。
图1 Bongor 盆地区域构造位置(a)、Bongor盆地的构造区划图(b)、Bongor盆地地层综合柱状图(c)和Bongor盆地过近北东向油藏剖面示意图(d)(据文献[11,18,26,28]修改)
盆地结晶基底为前寒武系岩浆岩,年龄为(525.3±2.5)~(621.0±16.0)Ma,正变质岩年龄为(464±5)~(553±19)Ma[15]。前寒武纪至白垩纪,Bongor盆地作为冈瓦纳大陆的一部分,经历了稳定的地台形成过程。盆地基岩暴露于地表,遭受长期的风化和剥蚀。钻井揭示在不同潜山顶部发育10~100 m厚的主要由碎裂花岗岩组成的风化基底[16]
白垩纪早期,随着冈瓦纳大陆的裂解,大西洋从南向北裂开。在此背景下,位于非洲内陆的中非剪切带发生右行走滑,在剪切带南北两翼发生了近东西向的伸展活动,在此基础上发育了一系列中、新生代陆相裂谷盆地,统称为中西非裂谷系。Bongor盆地位于中非剪切带西段,早期受控于同生大断裂,盆地基底形成一系列正断层和半地堑,这些正断层和半地堑造就了盆地的雏形。早白垩世是盆地最主要的裂谷发育期,经历了一个完整的断拗旋回,这一时期沉积了盆地内主力生储盖组合[17-18]。晚白垩世,中非剪切带走滑活动减弱,同时非洲板块与欧亚板块碰撞产生了南北向的挤压[14,19 -21],致使Bongor盆地发生强烈反转,盆地整体发生抬升而遭受剥蚀,导致盆地内缺失上白垩统[18-19,22 -23]
新生代区域应力场发生显著变化。古近纪中西非裂谷系的构造活动减弱,受红海张裂和东非裂谷系裂谷作用的影响,区域上产生了北东—南西向的拉张,但Bongor盆地受此影响较弱。新近纪Bongor盆地以热沉降为主[18,20]
Bongor盆地沉积地层为中、新生代陆相碎屑岩,包括下白垩统、古近系、新近系以及第四系[13,19],总厚度达10 000 m[18]。下白垩统从下往上依次划分为Prosopis组、Mimosa组、Kubla组、Ronier组和Baobab组(见图1c图1d)。下白垩统与上覆地层之间存在明显的不整合,后者厚度约200~400 m[18,24]
Prosopis组和Mimosa组页岩富含有机质,有机质类型以Ⅰ—Ⅱ1型干酪根为主,总有机碳含量平均为3.5%,是重要的烃源岩[9,24 -25]。下白垩统与前寒武系花岗岩基底储集层中均已发现油气[18,24,26]

2 样品与实验

采集位于Bongor盆地北部斜坡的M4-1、R4-1、BS1-1、BNE-3和BN-8共5口钻井41块样品进行流体包裹体均一温度测试,7块样品进行磷灰石裂变径迹热年代学研究。采样井平面位置见图1,磷灰石裂变径迹热年代研究样品信息如表1所示。
表1 磷灰石裂变径迹热年代学研究样品信息简表
样品编号 井名 深度/m 岩性 层位
M4-1-a M4-1 1 187 中粗砂岩 Ronier组
M4-1-b 457 粗砂岩含沥青 Ronier组
R4-1-a R4-1 1 457 粗砂岩 Kubla组
R4-1-b 1 578 含砾粗砂岩 Kubla组
BS1-1 BS1-1 1 525 中粗粒砂岩 Prosopis组
BNE-3 BNE-3 1 472 粗砂岩 Prosopis组
BN-8 BN-8 1 392 含砾粗砂岩 Prosopis组

2.1 包裹体分析

进行流体包裹体研究,可以建立包裹体与寄主矿物之间的相对时间关系[27]。厘清样品的岩石类型、成岩作用类型、矿物共生组合以及母岩来源等,为包裹体测温奠定基础。选取裂缝中的次生流体包裹体(排除发生形变的包裹体、“卡脖子”包裹体、非均一捕获流体包裹体以及发生生物降解的包裹体),并对选好的包裹体进行均一法测温。
主要仪器设备是MSP2000荧光显微镜及LINKAM THMS600冷热台系统。该冷热台的主要技术参数包括:温度范围为−196~600 ℃,温度响应时间为0~2 s,精度为0.1 ℃,温度稳定性小于0.1 ℃,样品区域为22 mm,物镜最小工作距离为4.5 mm,聚光镜最小工作距离为12.5 mm。

2.2 裂变径迹定年

将样品粉碎,用重液、磁选等常规方法分离出磷灰石单矿物。取磷灰石颗粒放置于聚四氟乙烯制成的样品模具内,在显微镜下用挑针排放成均匀条带形。制好的样品用不同粒度级别标准的M20、M7、M315刚玉粉精心湿磨出颗粒内表面后,再经Cr2O3抛光成光薄片,洗净晾干。在21 ℃下用5 mol/L的HNO3 溶液蚀刻20 s以揭示自发裂变径迹。
磷灰石裂变径迹分析在中国科学院高能物理研究所完成。裂变径迹年龄测定采取外探测器法,将低铀白云母片紧贴在光薄片上,用大头针标记以便在测量径迹时,使矿物的自发裂变径迹与云母上的诱发裂变径迹能一一对应。与标准铀玻璃UB2及年龄标准样FC3一起送中国原子能核反应堆内照射。4个磷灰石样品的辐照中子通量为415×1015 cm−2,反应堆照射冷却后将云母置于25 ℃的质量分数为40%的HF中蚀刻55 min以揭示诱发裂变径迹,在AUTOSCAN系统中测量径迹密度和长度。采用IUGS推荐的加权平均Zeta常数标定法计算裂变径迹中心年龄[29]。本次研究获得的磷灰石样品的Zeta常数为(416.0±24.7)a/cm2
磷灰石裂变径迹热演化史建模使用HeFTy软件(1.8.1版本)进行,模拟程序和算法的详细内容参见文献[30],其中封闭径迹初始长度基于Dpar值计算[31],退火模型采用Ketcham等[32]的模型,裂变径迹长度模拟采用K-S检验方法[30],热演化史曲线随机搜索采用蒙特卡洛方法。

3 实验分析结果

3.1 流体包裹体测试结果

样品岩性以长石砂岩为主,杂基含量较高,成分成熟度和结构成熟度较低。石英、长石和云母3种矿物共生,压实作用、胶结作用和交代作用强烈,主要表现为黑云母等片状矿物强烈弯曲变形、普遍钙质胶结和局部含铁白云石交代方解石。通过石英和长石的特征可知,碎屑沉积物的来源多样,石英的来源有深成岩浆岩、喷出岩、变质岩以及再旋回石英。
本次研究的包裹体形状以不规则为主(见图2),占比为83.7%,椭圆形、长方形以及圆形包裹体占比分别为5.4%,4.5%,3.2%,其他形状占3.2%。由盐水溶液和气泡组成的包裹体均为无色透明,气泡与溶液间有黑环界线,气泡常具中心亮点。气泡中气体为水蒸汽时,气泡无色透明,有时发暗。含烃盐水包裹体在单偏光、正交光下均为无色;油气包裹体绝大多数为无色,少部分为浅黄色及浅褐色,占比分别为58.7%,25.6%,11.6%。样品中包裹体产状大多数呈带状或群状分布,尤以带状分布居多。此外,少数包裹体呈孤立状分布,多为原生包裹体及被捕获于粒内愈合裂隙中的油气包裹体。
图2 显微镜下包裹体荧光照片

(a)M4-1井,1 188 m,含砾砂岩石英颗粒内裂隙中的油气包裹体;(b)R4-1井,1 519 m,极粗砂岩石英颗粒内裂隙中的油气包裹体;(c)BS1-1井,1 523 m,含砾粗砂岩石英颗粒内裂隙中的油气包裹体;(d)BN-8井,1 396 m,含砾粗砂岩石英颗粒内裂隙中的油气包裹体;(e)M4-1井,1 188 m,含砾中砂岩中石英颗粒边缘发黄色荧光的油气包裹体;(f)R4-1井,1 456 m,石英颗粒内裂缝中的油气包裹体;(g)BS1-1井,1 523 m,含砾粗砂岩中石英颗粒内裂缝中的油气包裹体;(h)BN-8井,1 387 m,包裹体的显微照片

均一温度测定结果显示:除BN-8井油气包裹体的均一温度分布呈现单峰外,其余井(M4-1、R4-1以及BS1-1井)的油气流体包裹体的均一温度均呈现双峰特征(见图3):低温峰值分别为75~95,65~85,55~65 ℃,高温峰值分别为105~125,115~125,85~105 ℃;除BN-8井盐水包裹体的均一温度呈现单峰分布外,其余井的盐水包裹体均一温度均呈双峰分布(见图3),其中盐水包裹体由含烃盐水包裹体与共生盐水包裹体组成:低温峰值区间分别为105~115,95~105,95~105 ℃,高温峰值分别为125~135,115~125,125~135 ℃。总体上各井盐水包裹体的均一温度峰值大致对应,而各井油气流体包裹体的均一温度峰值则小于对应的盐水包裹体的均一温度峰值。
图3 油气包裹体和同期盐水包裹体均一温度直方图

3.2 裂变径迹定年与热演化史模拟结果

表2列出了详细的裂变径迹分析数据,图4图5分别展示了磷灰石裂变径迹单颗粒年龄及封闭径迹长度的分布特征。Galbraith等[33]认为由于物源不同或者由于化学成分差异而导致的颗粒退火特性不同,常常造成同一裂变径迹样品的颗粒年龄变化范围较大。此时,宜将颗粒年龄区分出不同的组分,并选用中值年龄(central age)作为样品的裂变径迹年龄。这种年龄计算法的有效性在大量的研究实例中得到了验证[34-37]。因此本次分析笔者选用中值年龄作为样品的裂变径迹年龄。
表2 Bongor盆地北部斜坡磷灰石裂变径迹分析结果
样品
编号
井名 深度/
m
层位 地层年龄/
Ma
Nc ρs/
105 cm−2
Ns ρi/
105 cm−2
Ni ρd/
105 cm−2
Nd P(χ2)/
%
中值
年龄/
Ma
合并
年龄/
Ma
L/μm N Dpar/
μm
M4-1-a M4-1 1 187 Ronier组 125.0~127.5 28 3.96 1 202 14.09 4 274 10.46 7 312 0 62±5 61±4 11.1±2.1 108 1.4
M4-1-b 457 Ronier组 100.0~125.0 19 11.07 1 262 8.76 999 10.48 7 312 9 270±20 270±20 11.2±1.6 109 1.2
R4-1-a R4-1 1 457 Kubla组 120.5~127.5 28 2.81 1 024 10.85 3 952 10.47 7 312 14 56±4 56±4 11.5±1.9 108 1.4
R4-1-b 1 578 Kubla组 125.0~127.5 28 4.09 889 13.92 3 023 10.47 7 312 86 64±5 64±5 11.0±2.2 102 1.4
BS1-1 BS1-1 1 525 Prosopis组 130.0~136.0 28 3.12 782 15.20 3 812 10.48 7 312 0 45±4 45±3 10.5±2.1 102 1.3
BNE-3 BNE-3 1 472 Prosopis组 130.0~136.0 28 4.71 1 140 20.11 4 868 10.48 7 312 7 51±4 51±4 10.7±1.9 106 1.5
BN-8 BN-8 1 392 Prosopis组 130.0~136.0 8 15.70 693 18.53 818 10.47 7 312 7 183±16 182±15 10.3±1.5 61 1.1
图4 磷灰石裂变径迹单颗粒年龄分布雷达图(雷达图采用RadialPlotter[38]软件绘制)
图5 磷灰石裂变径迹封闭径迹长度分布直方图
表2可见,样品M4-1-b和BN-8的磷灰石裂变径迹年龄分别为270 Ma和182 Ma,远高于其地层年龄,因此其裂变径迹未完全退火,其裂变径迹年龄可能代表了源区隆升和剥蚀的时间。
M4-1-a样品的磷灰石裂变径迹年龄(61 Ma)小于其地层年龄,但是其年龄分布未通过χ2检验,即P(χ2)小于0.05,说明磷灰石裂变径迹颗粒年龄比较分散。另外,磷灰石裂变径迹年龄雷达图显示其年龄分布都表现为两个峰值(见图4),磷灰石裂变径迹封闭径迹长度分布直方图显示其有微弱的双峰分布(见图5)。更重要的是其上部紧邻的样品M4-1-b并未退火,因此这个样品中的磷灰石裂变径迹虽然经历了部分退火,但仍然未完全退火。
样品R4-1-a、R4-1-b和BNE-3的磷灰石裂变径迹年龄为51~64 Ma,误差为4~5 Ma,远小于地层年龄,且年龄相对集中(见图4)。另外,上述3个样品的封闭径迹长度分布呈现单峰特征(见图5),盐水包裹体充注温度最大峰值为115~135 ℃(见图3)。因此其中值年龄代表了磷灰石在达到超过磷灰石封闭温度的最高古温度后,重置形成的年龄。
虽然BS1-1样品的磷灰石裂变径迹颗粒年龄分布也未通过χ2检验,磷灰石裂变径迹年龄雷达图(见图4)也表现为两个峰值,分别为36 Ma和71 Ma,但是其最大颗粒年龄小于90 Ma,其年龄分布范围与样品R4-1-a、R4-1-b和BNE-3接近,且远小于其地层年龄。磷灰石裂变径迹封闭径迹长度分布直方图也显示单峰分布(见图5)。另外,与该样品同深度的盐水包裹体充注温度最大峰值也达到了115~135 ℃(见图3)。因此笔者推测其中值年龄代表了磷灰石达到裂变径迹封闭温度后的重置年龄。
对达到模拟要求的R4-1-a、R4-1-b、BS1-1和BNE-3共4块样品进行热演化史模拟,根据盆地地层不整合分布,即新近系、古近系及下白垩统之间存在的不整合(见图1c),设置5个时间及温度跨度都尽量放大且可以接受的约束框(见图6)来约束热演化路径。在对R4-1-a、R4-1-b、BS1-1和BNE-3样品热演化史模拟过程中,热演化史曲线的搜索次数分别为5×104,5×104,1×104,5×104次。采用加权平均热演化史作为最终热演化史模拟结果输出。热演化史模拟结果见图6。4个样品均经历了5个阶段的温度演化:从距今时间135 Ma至80~95 Ma,温度从地表温度快速升至约120 ℃;之后至距今65~80 Ma为快速冷却阶段,古地温降至60~70 ℃;之后至距今30~50 Ma再次进入小幅增温阶段,升温至70~80 ℃;之后至距今10~20 Ma为缓慢冷却阶段,温度降至约60 ℃左右;至今为缓慢增温阶段。
图6 热演化史模拟和封闭径迹长度分布直方图
对应地,样品R4-1-a、R4-1-b、BS1-1和BNE-3经历的早白垩世的快速升温和晚白垩世的快速降温,反映了Bongor盆地在早白垩世发生快速沉降,随后在晚白垩世进入强烈的构造反转期。Bongor盆地晚白垩世的构造反转可能与桑顿挤压事件有关,该事件是由非洲板块与欧亚板块碰撞引起的[19,22],在中西非裂谷系许多裂谷盆地中得到了广泛的认识。反转停止之后,在古近纪又发生了小幅沉降。在古近纪与新近纪之交,又出现抬升,中新世以来则处于沉降阶段。
本次研究地表温度取28 ℃,假设研究区古地温梯度等于当前地温梯度(约30 ℃/km[5]),则4块样品R4-1-a、R4-1-b、BS1-1和BNE-3在快速沉降之后埋藏深度达到最大,约3.1 km,晚白垩世剥蚀厚度约1.8 km,随后在古近纪与新近纪之交又剥蚀约0.5 km,因此累积剥蚀厚度约2.3 km。

4 讨论

流体包裹体形成及其均一温度峰值的分析可用于确定油气充注阶段和时间,而不同的均一温度峰值往往代表不同的油气成藏期[39]。由于油气包裹体在捕获过程中气体的饱和程度较低,因此油气包裹体的均一温度一般低于,甚至明显低于捕获温度,而与油气包裹体共生的盐水包裹体均一温度更能反映捕获温度。因此,在油气成藏期次分析中,通常采用与油气包裹体共生的盐水包裹体的均一温度来指示油气捕获时的温度。
Kubla组R4-1井样品的盐水包裹体均一温度存在两个峰值区间,分别为95~105 ℃和115~135 ℃(见图3);Prosopis组BS1-1井与N-8井样品的盐水包裹体均一温度也存在两个峰值区间,分别为75~105 ℃和115~135 ℃(见图3)。根据盐水包裹体的均一温度,研究区油气运移可分为两期。
虽然本次研究的磷灰石裂变径迹热演化史模拟进一步约束细化了早白垩世以来热演化史各阶段的时间-温度范围,但是热演化史模拟所揭示的构造演化阶段与前人的观点基本上是一致的[5,40 -41],即整个演化阶段以早白垩世断陷、晚白垩世强烈反转和新生代热沉降3大演化阶段为主。将磷灰石裂变径迹热演化史模拟与包裹体均一温度相结合,结果表明Kubla和Prosopis组油气成藏总体上经历了两期油气充注过程:第1期充注时间距今为80~95 Ma,对应于早白垩世快速沉积末期,也是地层处于最大埋深阶段;第2期充注时间距今为65~80 Ma,对应于晚白垩世构造强烈反转期。
第2期油气充注发生在距今65~80 Ma,这一阶段与前人认为的早期充注阶段(55~80 Ma)基本一致[8-9]。本次研究的第1期充注时间距今为80~95 Ma,早于前人认为的早期充注阶段。本次研究认为第1个充注期接近Bongor盆地最早的生烃期[5],由此可见,这一期代表了Bongor盆地油气初次运移期。
由于作为主要烃源岩的下白垩统半深湖—深湖相泥岩广泛分布,因此目前研究认为Bongor盆地北部斜坡、中央坳陷及南部坳陷的断陷内都发育烃源岩[41-43],例如北部斜坡区发育Prosopis组与Mimosa组烃源岩,中央坳陷发育Kubla组烃源岩。基于上述烃源岩分布特征及广泛分布的储盖组合[28],结合盆地构造演化史分析,认为Bongor盆地斜坡区在盆地快速沉降末期及强烈反转抬升期都发生了油气成藏事件,其成藏模式表现为前期就近聚集,后期油气沿断裂及倾斜地层发生二次运移(见图7)。中央坳陷及南部坳陷地区可能存在与北部斜坡区类似的成藏模式,但还需要进一步研究。
图7 Bongor盆地成藏模式(剖面位置见图1

5 结论

Bongor盆地北部斜坡Kubla组和Prosopis组储集层样品的次生盐水流体包裹体均一温度分布总体上表现为高、低温两组峰值区间,低温峰区间和高温峰区间分别为75~105 ℃和115~135 ℃,对应于研究区发生的两期油气充注。
磷灰石裂变径迹热演化史模拟表明,Kubla组的R4-1-a、R4-1-b样品和Prosopis组的BS1-1和BNE-3样品均经历了5个构造演化阶段,即早白垩世发生快速沉降,晚白垩世发生强烈反转,古近纪开始小幅沉降,随后又发生小幅反转,从中新世沉降至今。其中晚白垩世反转造成的剥蚀厚度达约1.8 km,从晚白垩世至今的累计剥蚀厚度约2.3 km。
Bongor盆地北部斜坡下白垩统Kubla组和Prosopis组经历了距今80~95 Ma和65~80 Ma两期的油气充注。第1期充注为油气的初始运移期,而第2期充注则对应于晚白垩世构造强烈反转期。
符号注释:
Dpar——与磷灰石结晶C轴平行的、与抛光面相交的裂变径迹蚀刻象的最大直径,μm;GOF——拟合优度,无因次;L——统计的封闭裂变径迹长度的平均值,μm;n——样品数,个;N——统计的径迹数,个;Nc——每个样品分析的磷灰石颗粒数,个;Ns——自发径迹数,个;Ni——诱发径迹数,个;Nd——外探测白云母片记录的径迹数,个;ρsρiρd——分别表示NsNiNd对应的径迹密度,105/cm2P(χ2)——卡方分布概率值,%;χ2——卡方值,无因次。
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