1 问题提出
46亿年来的地球演化诞生了海洋、生物和氧气，也在海洋中沉积了大量富有机质层系，成为油气资源形成的物质基础。全球已发现油气资源的80%以上来自海相沉积，且以中—新生界为主，而中国的海相油气则主要来自古生界[1]。中国中—新生界海相油气的匮乏囿于中国联合大陆的主要陆块（华北、华南、塔里木和准噶尔）在三叠纪的拼合并保持至今[2]，由此也造就了全球丰度最高、类型最多的陆相油气资源[3]。古生代的海洋、生物和大气组成与中—新生代有着显著差异，进而决定了中国海相油气系统形成的环境和气候背景明显不同于全球典型海相油气系统，如中东地区和欧洲北海地区的侏罗系—古近系。中央造山系的复合造山和青藏高原的阶段隆升再次改造了中国联合大陆的构造格局[4-5]，形成四川盆地和塔里木盆地的同时，也将海相古生界卷入盆地深部，形成深层和超深层。
中国海相超深层油气勘探始于1976年在四川盆地完钻的女基井，完钻井深为6 011.6 m（见图1 ），是研究四川盆地地层、地震和油气资源的重要参照井。经过近30年的长期探索，进入21世纪后，先后在四川盆地和塔里木盆地发现多个超深层大油气田（见图1 ）。其中，四川盆地已形成中部（川中）埃迪卡拉系（震旦系）、川中寒武系、西部（川西）二叠系、东北部（川东北）二叠系4个天然气储量超1012 m3的大气区，发现了资源量均超2×1012 m3的寒武系和二叠系页岩气资源[8]。塔里木盆地超深层石油和天然气资源量分别达34.5×108 t和5.98×1012 m3，占盆地内石油和天然气资源量的46%和51%，已发现富满—顺北地区10×108 t级储量的海相超深层大油区[9]。这一系列海相超深层油气的重大发现，支撑了中国天然气工业的大发展和原油产量的稳中有升，显著提升了海相超深层油气的战略地位（见图1 ），成为中国乃至世界油气勘探史上的重要里程碑，有可能会带来“页岩油气革命”之后的又一次油气资源革命。
2 超大陆散聚控制中国海相超深层油气的“源-储-盖”叠置发育
超大陆周期性聚散是地球系统演化和油气资源形成的一级驱动力，裂陷、造山、火山等构造活动，以及不同地质时期和不同纬度带上的气候变化，控制了华南和塔里木陆块的古地理格局、生物活动和沉积响应，进而控制了四川盆地和塔里木盆地海相超深层烃源岩、储层和盖层等油气关键地质要素的发育。
2.1 新元古代末期—三叠纪的两期超大陆散聚过程
新元古代末期至三叠纪，全球主要陆块经历了罗迪尼亚裂解和冈瓦纳组合、冈瓦纳裂解和潘基亚组合两期超大陆散聚过程[12]（见图2 ）。地球的多圈层相互作用通过控制陆源和幔源输入通量变化、生物辐射和灭绝事件、地球表面温度、海平面变化、不同纬度带的年降雨量、华南和塔里木的陆块位置和区域地质事件等，联合控制了四川盆地和塔里木盆地的海相超深层油气系统形成[12⇓⇓⇓⇓⇓-18]（见图3 ）。大规模造山运动（如泛非、加里东、华力西、印支）导致陆地风化侵蚀作用增强，向海洋中输入大量陆源物质（见图3a 、图3b ），并固定大气二氧化碳[19-20]。超大陆裂解形成的裂陷盆地接收风化输入的营养物，海洋和陆地上的生产力勃发，形成富有机质沉积，进一步固定大气二氧化碳[21-22]。海陆间活跃的物质迁移和有机碳埋存导致寒武纪—二叠纪的气候呈长尺度降温趋势，触发赫南特冰期和石炭纪—二叠纪冰期，海平面同步显著下降（见图3c ）[15,21 -22]。在非造山期的奥陶纪、泥盆纪和二叠纪后期—三叠纪早期，陆源输入主要受海平面升降控制，二者同样呈反相位变化[23]，即海平面上升导致陆源输入通量降低，海平面下降则导致陆源输入通量升高（见图3b 、图3c ）。值得注意的是，冰期环境可以改变陆源输入和海平面的相位关系，使二者呈现独特的同相位变化（见图3b 、图3c ）。这可能是由于冰盖形成既可以降低海平面，还可以通过降温和冰封降低陆地风化侵蚀能力和陆源输入通量[23]。
图2 埃迪卡拉纪末期至三叠纪的超大陆散聚过程（据文献[12]修改）（a）埃迪卡拉纪后期—寒武纪初期（距今530~580 Ma），华南和塔里木陆块散落在冈瓦纳大陆西侧的原特提斯洋，尚未并入超大陆。（b）寒武纪晚期—中奥陶世（距今460~500 Ma），华南和塔里木陆块南向漂移，逐渐并入冈瓦纳大陆；之后，华北与华南陆块碰撞形成商丹缝合带，塔里木与柴达木陆块碰撞形成阿尔金造山。（c）二叠纪中期（距今265~280 Ma），塔里木陆块漂移至北半球中纬度区，南天山洋俯冲消减；华南陆块漂移至赤道位置，勉略洋俯冲消减。（d）二叠纪晚期—三叠纪早期（距今245~260 Ma），塔里木与哈萨克斯坦陆块碰撞形成天山造山带；华南陆块漂移至北半球低纬度区，陆块西南边缘与印支地块斜向碰撞，发生峨眉山大火成岩省喷发事件；北侧勉略洋持续俯冲消减，之后，华南与华北陆块碰撞形成勉略缝合带 |
图3 寒武纪—三叠纪圈层相互作用与中国海相超深层油气系统形成（a）超大陆散聚过程和全球性及华南和塔里木陆块的关键地质事件；（b）全球海洋87Sr/86Sr值曲线[13]指示的陆源和幔源输入通量变化及生物物种演化曲线[14]指示的生物辐射和灭绝事件；（c）全球平均温度曲线[15]和全球性海平面变化[16]；（d）华南和塔里木陆块的漂移路径[12,17]及不同纬度带的模拟年降雨量[18]；（e）四川盆地海相超深层油气系统的重要源-储-盖层系和已发现大油气田；（f）塔里木盆地海相超深层油气系统的重要源-储-盖层系和已发现大油气田。ELIP：峨眉山大火成岩省；SLIP：西伯利亚大火成岩省；TLIP：塔里木大火成岩省 |
在两期超大陆散聚转换期间，塔里木和华南陆块均处于超大陆边缘，并入超大陆的时间较晚，且依次经历了原特提斯洋、古特提斯洋和新特提斯洋构造域的演化（见图2 、图3a ）[12]。这使得陆块边缘受超大陆裂解动力影响形成的裂陷盆地可以长期接收沉积，在之后的碰撞造山或陆块缝合时，早期沉积地层整体进入盆地深部，成为现今的超深层[6]。在寒武纪—三叠纪期间，华南和塔里木陆块长期在中—低纬度漂移，气候环境主要受哈德里环流圈影响（见图3d ）。因此，两个陆块的海相超深层油气系统具有3个关键共性特征：①均形成于超大陆裂解—聚合转换期的克拉通裂陷区，如华南的德阳—安岳裂陷、开江—梁平裂陷和塔里木盆地的北部坳陷；②均形成于全球性冰期的冰后期，如新元古代“雪球事件”后的寒武纪纽芬兰世和第二世、赫南特冰期后的志留纪兰多维列世、石炭纪—二叠纪冰期后的二叠纪瓜德鲁普世和乐平世；③烃源岩、储层和盖层的层位和发育受裂陷区在哈德里环流圈中的位置影响（见图3c 、图3e 、图3f ）。
2.2 埃迪卡拉系—奥陶系油气系统形成
冈瓦纳超大陆汇聚在南半球，华南和塔里木陆块在埃迪卡拉纪‒寒武纪都发生了明显的南向漂移，华南从北半球低纬度区漂移至赤道位置，而塔里木则从近赤道位置漂移至南半球低纬度区[12]（见图3d ）。海陆关系和地球轨道的斜率周期联合强迫哈德里环流的热带辐合区（ITCZ）在寒武纪纽芬兰世和第二世向北半球发生位移[24]，进一步导致华南和塔里木陆块在南向漂移经过湿润带、过渡带和干旱带时，分别发育富有机质的泥页岩（如华南寒武系筇竹寺组和塔里木盆地的寒武系玉尔吐斯组）、微生物碳酸盐岩（如上埃迪卡拉统灯影组和奇格布拉克组，第二统的沧浪铺组、龙王庙组、肖尔布克拉组和吾松格尔组）和富膏盐的蒸发岩（如龙王庙组、高台组和阿瓦塔格组）（见图3d —图3f ）。该时期的华南陆块古纬度位置较塔里木更靠北，南向漂移进入湿润带的时间更晚，烃源岩发育时间也晚于塔里木陆块。因此，塔里木和华南陆块南向漂移发育的沉积组合形成了以寒武系纽芬兰统—第二统黑色页岩为烃源岩，上埃迪卡拉统和寒武系第二统碳酸盐岩为储层，第二统蒸发岩和泥页岩为盖层的油气系统（见图3e 、图3f ）[25⇓⇓-28]。
奥陶纪真极移事件使华南和塔里木陆块自30°S附近快速向北漂移[29]，体量较小的塔里木陆块比华南陆块更早到达ITCZ湿润带（见图3d ），发育奥陶系黑土凹组和吐木休克组—良里塔格组烃源岩（见图3f ）。奥陶纪是全球海平面最高、但造山活动和火山活动均较弱的时期，导致陆源输入碎屑岩通量受限（见图3a —图3c ）[30]。塔里木陆块在奥陶纪时整体被海水淹没，形成大范围的碳酸盐台地沉积，广泛发育蓬莱坝组、鹰山组和一间房组灰岩（见图3f ），黑土凹组烃源岩则局限在陆块东部的深水坳陷区[31]。塔里木陆块北向漂移至20°N后，进入北半球副热带高压干旱带，伴随着阿尔金造山挤压隆升和大量陆源碎屑输入，发育上奥陶统桑塔木组泥页岩和志留系碎屑岩（见图3f ）。华南陆块在奥陶纪同样以碳酸盐岩沉积为主，直至奥陶纪末期进入ITCZ湿润带[17]（见图3d ）。受华南与华北陆块碰撞形成商丹缝合带的影响（见图3a ），四川盆地北部和西部隆升形成古陆，东北和南部则被动挤压下沉，形成万州—宜宾古坳陷，发育奥陶系五峰组—志留系龙马溪组烃源岩[32]。
纽芬兰统—第二统、奥陶系和龙马溪组烃源岩发育均对应着生物多样性的快速增加，即寒武纪生命大爆发、奥陶纪生物大幅射和奥陶纪—志留纪生物大灭绝后的快速复苏[14]（见图3b ）。生物大规模繁育和辐射的有利环境因素包括温室环境或冰期后升温环境、逐渐升高的海平面形成广泛的浅水氧化陆棚环境（见图3c ）、增强的地球内部活动（如造山运动、火山喷发等）向海洋提供大量营养元素（如磷）形成富营养环境（见图3a 、图3b ），最终促进了浮游植物多样化和初级生产力勃发[14,33]。纽芬兰统—第二统烃源岩分布还具有典型的“亚洲现象”，可能是由于埃迪卡拉纪冰期的逐步结束，增强了古亚洲洋、原特提斯洋和乌拉尔洋内的大洋温盐环流（见图2a ），导致冰期时形成的溶解有机碳储库氧化、深海营养物上涌和大量二氧化碳释放[34]。这一过程不仅缓冲了有机碳埋藏和陆地风化对大气二氧化碳的消耗，在纽芬兰世和第二世的陆地强烈风化剥蚀和海洋大规模有机碳埋藏期仍维持了温室环境（见图3c ），还促进了海洋内部的快速氧化和营养物循环，为初级生产力勃发和生物快速演化提供了必要的环境条件，最终有利于有机质的大量生成和保存[34]。原特提斯洋在寒武纪晚期—中奥陶世发展成为连接南北两极的开阔大洋（见图2b ）[12]，持续上升的海平面和淹没台地更适宜碳酸盐岩发育和生物辐射（见图3b ）。陆地维管植物的出现和扩张，增强了大陆风化作用，在弱造山活动期仍保持了高通量的陆源输入和大气二氧化碳固定；海洋中的真核藻类扩张也增加了有机碳埋藏通量，进一步降低了大气二氧化碳浓度，最终导致全球温度持续下降，触发赫南特冰期[22]（见图3a —图3c ）。
2.3 二叠系—三叠系油气系统形成
奥陶纪真极移事件启动了冈瓦纳超大陆及边缘陆块的整体北向漂移，原特提斯洋逐渐闭合，并开启了古特提斯洋演化阶段（见图3a ）。在北半球不断汇聚的潘基亚超大陆和古特提斯洋在二叠纪—三叠纪均呈现出沿赤道南北对称分布的特征（见图2c —图2d ）[35]。这种海陆构造格局在古特提斯洋内形成南北对称的大洋环流，在陆地上则形成超级季风，使得低纬度区呈干旱和潮湿交替的气候特征，蒸发岩和泥页岩广泛分布（见图3d ）；中纬度区则呈半干旱状态，煤层大量分布[36-37]。二叠纪的大气-海洋氧化程度较埃迪卡拉纪‒寒武纪显著增加，甚至高于现今水平[38]，深海溶解有机碳储库已经消失[39]，海洋和陆地生物多样性也达到古生代最高水平[14]。在失去海洋有机碳库的平衡效应后，二叠纪的大规模火山活动，如依次发生的塔里木大火成岩省（TLIP）、峨眉山大火成岩省（ELIP）和西伯利亚大火成岩省（SLIP）以及同期的陆上火山活动（见图3a ），对全球性气候、碳循环、生物活动和烃源岩发育的影响更为显著[40]。
华南陆块在志留纪—二叠纪长期滞留在ITCZ，直至三叠纪才逐步向北漂移（见图3d ），与华北陆块发生碰撞，形成勉略缝合带（见图3a ）[4]，使华南陆块成为全球古生代生命演化记录最丰富的陆块之一[14]。然而，泥盆纪‒石炭纪是全球性海平面持续下降期（见图3c ），四川盆地所在地区表现为缺乏造山活动的被动性海退成陆（见图3a ），导致古陆面积逐渐扩大，海盆面积逐渐缩小[41-42]。至二叠纪晚期，华南陆块漂移进入北半球，峨眉山地幔柱在陆块西南缘喷发（见图2d ），使四川盆地所在地区呈现出“西南部隆升、中部隆坳相间、东北部裂陷”的构造格局和自西南向东北的陆相—海陆过渡相—海相的渐进式沉积特征，海相沉积中心明显不同于纽芬兰世—第二世和兰多维列世[32,43 -44]（见图4 ）。与此同时，勉略洋俯冲产生区域拉张伸展构造作用，形成一系列北西—南东向张性断裂，使得四川盆地在二叠纪末期—三叠纪早期的全球性海平面下降阶段（见图3c ），仍形成了大范围海相沉积。新打开的开江—梁平裂陷则成为海相深水沉积区（见图4 ）[43]，在华南陆块北向漂移经过ITCZ湿润带时形成了二叠系茅口组一段（简称茅一段）和吴家坪组—长兴组烃源岩，在经过过渡带时则形成了二叠系栖霞组、茅口组二段和三段（简称茅二段、茅三段）、长兴组—飞仙关组碳酸盐岩，在三叠纪早期进入干旱带后发育嘉陵江组膏盐岩，最终形成二叠系—三叠系油气系统的“源-储-盖”组合（见图3d —图3e ）。
华南陆块在志留纪—二叠纪长期滞留在ITCZ，直至三叠纪才逐步向北漂移（见图3d ），与华北陆块发生碰撞，形成勉略缝合带（见图3a ）[4]，使华南陆块成为全球古生代生命演化记录最丰富的陆块之一[14]。然而，泥盆纪‒石炭纪是全球性海平面持续下降期（见图3c ），四川盆地所在地区表现为缺乏造山活动的被动性海退成陆（见图3a ），导致古陆面积逐渐扩大，海盆面积逐渐缩小[41-42]。至二叠纪晚期，华南陆块漂移进入北半球，峨眉山地幔柱在陆块西南缘喷发（见图2d ），使四川盆地所在地区呈现出“西南部隆升、中部隆坳相间、东北部裂陷”的构造格局和自西南向东北的陆相—海陆过渡相—海相的渐进式沉积特征，海相沉积中心明显不同于纽芬兰世—第二世和兰多维列世[32,43 -44]（见图4 ）。与此同时，勉略洋俯冲产生区域拉张伸展构造作用，形成一系列北西—南东向张性断裂，使得四川盆地在二叠纪末期—三叠纪早期的全球性海平面下降阶段（见图3c ），仍形成了大范围海相沉积。新打开的开江—梁平裂陷则成为海相深水沉积区（见图4 ）[43]，在华南陆块北向漂移经过ITCZ湿润带时形成了二叠系茅口组一段（简称茅一段）和吴家坪组—长兴组烃源岩，在经过过渡带时则形成了二叠系栖霞组、茅口组二段和三段（简称茅二段、茅三段）、长兴组—飞仙关组碳酸盐岩，在三叠纪早期进入干旱带后发育嘉陵江组膏盐岩，最终形成二叠系—三叠系油气系统的“源-储-盖”组合（见图3d —图3e ）。
3 区域构造运动控制海相超深层油气的源-储-盖匹配程度和母质构成
优质的烃源岩和储层、盖层的有效匹配是超深层油气生成和富集的关键。区域构造运动和海平面升降的联合作用可以通过调整陆块中的古裂陷（坳陷）和古隆起位置关系来影响源-储-盖的匹配程度和烃源岩的生物母质构成。
3.1 海相超深层油气系统的源-储-盖匹配关系
寒武系纽芬兰统—第二统烃源岩在华南陆块广覆式发育，但在德阳—安岳裂陷内的厚度最大，是形成安岳气田和太和气区的核心因素。德阳—安岳裂陷的形成可能与埃迪卡拉纪末期—寒武纪初期的区域性桐湾运动有关，不仅导致灯影组白云岩受到淡水淋滤和溶蚀改造，有效改善了储层空间；还在后期海侵过程中，在裂陷内形成厚层缺氧环境沉积的烃源岩，与灯影组溶蚀白云岩形成良好的垂向和侧向接触关系[46]。在裂陷被逐渐“填平补齐”之后，烃源岩上覆的沧浪铺组和龙王庙组台缘颗粒滩和礁滩白云岩沉积范围明显增大[6]。在龙王庙组沉积期，四川盆地所在地区因处于干旱带，顶部白云岩同样遭受岩溶改造，改善了储层质量，并在上部形成膏盐岩盖层[44]。最终，在德阳—安岳裂陷和台缘带，围绕第二统烃源岩形成近源优质的“包裹式”源-储-盖组合。川中地区自志留纪末的广西运动形成乐山—龙女寺古隆起以来，整体上一直处于构造高部位，之后虽历经多次深埋和抬升的构造运动，区域构造一直相对稳定，埋深显著小于四川盆地西北部（川西北）和东部（川东）地区，显示出古隆起的继承性演化[44]（见图5a ）。加之缺少大断层破坏，川中地区的源-储-盖组合一直保持了良好的封闭性，保障了安岳气田和太和气区的大面积展布。
塔里木陆块在纽芬兰世也发生了与桐湾运动类似的柯坪运动，导致东部坳陷的纽芬兰统烃源岩与下伏埃迪卡垃系白云岩、上覆第二统白云岩和膏盐岩形成“叠置式”源-储-盖组合[6]。然而，这类源-储-盖组合的封闭性较四川盆地的“包裹式”源-储-盖组合稍差，容易被奥陶纪快速挤压形成的巨型差异沉降和深大断裂破坏，进而在碳酸盐岩沉积为主的脆性地层中形成一系列高陡直立的破碎带，导致北部坳陷内的寒武系甚至是奥陶系烃源岩快速进入生油窗（见图5b ），生成的油气在浮力作用下，沿断层大规模向上运移，进入奥陶系碳酸盐岩[47]。塔里木盆地的奥陶系以灰岩为主，沉积期发生了一定程度的表生岩溶；受深大断裂影响，深埋阶段又叠加了强烈的热液白云岩化改造[48]。由于白云岩在超深层环境下具有比灰岩更强的孔隙保持能力，最终在寒武系和奥陶系烃源岩供烃、上奥陶统致密灰岩和泥页岩封盖下，形成远源“通道式”的优质源-储-盖组合[6]。
二叠纪瓜德鲁普世以来的连续且强烈的大火成岩省对全球和区域生态构造环境和生态系统都带来重大影响[40]，形成了微生物—后生生物过渡期（MMT）。该时期发育的微生物介导碳酸盐岩沉积结构几乎是寒武纪MMT的再现，表明这两个地质时期的环境‒生物相互作用具有高度相似性[49]。峨眉山大火成岩省的岩浆喷发和勉略洋俯冲拉伸的联合动力作用导致了开江—梁平裂陷槽形成（见图3a ），其对二叠系—三叠系的源-储-盖组合的影响与德阳—安岳裂陷具有很大相似性。区域差异沉降和海平面升降在川西和川东形成了叠置型的裂陷或凹陷和台缘带，在川中则形成了进积型裂陷或凹陷和台缘带[48]。深水裂陷、表生岩溶和蒸发岩发育也起到了提升烃源岩质量、改善碳酸盐岩储层和优化盖层封闭性的效果，使川西和川东的二叠系不仅发育与灯影组—筇竹寺组—龙王庙组类似的“包裹式”源-储-盖组合，如栖霞组—茅一段—茅二/三段、茅口组—吴家坪组+长兴组—飞仙关组+嘉陵江组；还可以承接来自德阳—安岳古裂陷内筇竹寺组烃源岩和万州—宜宾古坳陷内五峰组—龙马溪组烃源岩向上运移的天然气（见图4 ）[51]，形成与塔里木盆地类似的远源“通道式”源-储-盖组合。
3.2 海相超深层烃源岩的母质构成
4 温压系统和断裂输导体系控制海相超深层油气的生成和成藏
四川盆地和塔里木盆地超深层经历了多期构造演化和高温高压过程。构造深埋升温和区域盖层下的超压系统形成有利于超深层油气的生成和保持，构造抬升剥蚀和走滑断裂形成的输导体系则有利于超深层油气的运移和立体成藏。
4.1 海相超深层烃源岩的生油气过程
在峨眉山地幔柱喷发之前，四川盆地长期处于缓慢沉降和低地温梯度状态[50]，寒武系烃源岩未能有效生油（见图5a ）。峨眉山地幔柱事件不仅显著提升了四川盆地深部的大地热流值，还导致寒武系烃源岩快速深埋进入生油窗和生气窗[58]，并在东吴运动后进入超深层（见图5a ）。峨眉山地幔柱对四川盆地热体制和深部构造的改造同样影响了二叠系烃源岩的深埋和生油气过程，使得川东北和川西北的二叠系烃源岩快速进入超深层，并完成生油和生气过程[59]（见图5a ）。川中古隆起进入超深层的时代稍晚，埋深也相对较浅（见图5a ），但因更靠近峨眉山地幔柱，深部地温梯度更高，同样导致原油大量裂解成气。由于二叠纪时期的大气氧含量较高，海水硫酸盐含量处于古生代最高值，碳酸盐岩中吸附或共沉积的大量硫酸盐在超深层高温环境下，发生热化学硫酸盐还原反应（TSR），进一步加速原油热裂解生气[60]（见图5a ）。至白垩纪中期，四川盆地寒武系和二叠系烃源岩的埋深普遍已达6 000~10 000 m，长达100 Ma的超深层高温环境导致原油已基本被裂解成气，甚至发生了过成熟有机质的有机-无机加氢生气[61]（见图5a ）。喜马拉雅运动在四川盆地主要表现为造山带侧向走滑和盆地西缘冲断抬升，对盆地深部的油气生成并无实质性贡献，更多是影响了早期生成天然气的保存和调整成藏[5]。
相比之下，塔里木陆块在寒武纪—二叠纪时期受古亚洲洋开启和克拉通边缘坳陷地壳减薄影响，大地热流值较高[59]。寒武系烃源岩在奥陶纪的快速深埋阶段短暂进入生油窗，甚至是生气窗（如满加尔凹陷）（见图5b ）。自加里东运动至燕山运动，塔里木盆地受周缘陆块挤压形成隆坳相间的构造沉积格局（见图6 ），塔北隆起、北部坳陷和中央隆起的寒武系烃源岩热演化过程出现显著差异[62]。其中，满加尔凹陷内的寒武系—奥陶系整体进入超深层，完成原油裂解生气过程；塔北隆起寒武系烃源岩经历了长期生油过程；塔北隆起的奥陶系和中央隆起的寒武系烃源岩则长期保持未成熟—低成熟状态（见图5b ）。受北部坳陷消亡成为克拉通内凹陷影响，塔里木盆地深部大地热流持续降低，在中二叠世受塔里木大火成岩省事件影响，短暂升高，之后则是长期冷却加厚过程[59]（见图5b ）。喜马拉雅运动对塔里木盆地的影响与四川盆地截然相反，整个北部地区在这次构造活动影响下快速深埋，塔北隆起的寒武系和部分奥陶系进入超深层[5]（见图5b ）。然而，此时的塔里木盆地已处于欧亚大陆腹部，深部缺少大洋板块俯冲的影响，大地热流值较低（见图5b ），塔北隆起的寒武系和奥陶系烃源岩的热演化程度仍处于高成熟和成熟阶段。静岩压力的陡然增加一定程度上还抑制了塔里木盆地超深层原油的热裂解[6]。奥陶纪的海水硫酸盐含量显著低于二叠纪[63]，塔里木盆地奥陶系灰岩储层中的硫酸盐含量远低于四川盆地二叠系白云岩，原油TSR作用较弱（见图5b ）。因此，一系列构造沉积因素的叠加导致塔里木盆地的塔北隆起和中央隆起中部的奥陶系、甚至是寒武系烃源岩仍处于生油窗，而寒武系烃源岩生成的原油还未完全被热裂解成气，最终在这两个构造高部位上形成原油、凝析油和天然气的共富集特征[64]（见图6 ）。
4.2 海相超深层油气成藏与调整
沉积盆地实际上是一个巨大的动力学和热化学反应器，温度和压力不仅是决定油气生成的最重要控制因素，由此产生的物理和化学作用力还决定了油气运移成藏过程、保存条件和富集规律[6]。超深层高温高压地质环境导致碳酸盐岩储层以填充压实为主[65]，但原油TSR作用生气和热裂解生气形成的天然气和酸性气体（如H2S），可以保护超深层的储集空间，增加碳酸盐岩的孔隙溶蚀程度，进而有利于天然气高效聚集[66]。从中国已发现的超深层油气藏来看，高产大油气田普遍超压，指示油气源充足，且盖层封闭条件优越[6]。地层超压主要来源于生油生气增压、构造挤压作用和地温场变化等。按照熵增定律，化学改造会使得油气相态更倾向于无序状态，但超深层优异的源-储-盖组合和接触关系，导致天然气和轻质原油的浮力效应逐渐降低，而是更倾向于向低压区域扩散，表现出与中浅层和深层油气田明显不同的油气运移动力机制[6]。
受原特提斯洋、古特提斯洋闭合产生的板块边界走滑断层在克拉通内部的远程挤压应力影响，四川盆地和塔里木盆地内部发育大量走滑断裂[67-68]，在新特提斯洋俯冲闭合阶段再次活动，进而控制了盆地内部多层系、多期次的油气立体成藏富集[5,69]（见图7 ）。这是由于走滑断裂形成的区域大断层不仅为油气提供了高速运移通道，走滑扭动力还可以将生油层中的分散油气强拧驱赶至储层中，形成与走滑断裂共生的低序级碳酸盐岩裂缝型岩性圈闭[70-71]。喜马拉雅运动对塔里木盆地和四川盆地产生沉降和抬升两种截然不同的影响，但走滑断裂的复活对油气成藏都发挥了调整再聚集的作用[5]（见图7 ），使得四川盆地天然气藏的分布与龙门山、华蓥山大断裂的走向基本一致（见图4 ），塔里木盆地油气藏则严格受隆坳格局控制，在斜坡过渡带和断裂带高度富集（见图6 ）。
因此，基于成藏要素组合和后期构造演化调整特征，中国海相超深层油气成藏体系可划分为台缘带近源充注成藏、高能滩远源断裂连通成藏、走滑破裂带立体成藏3种类型，而且大都经历了从早期古油藏形成到晚期调整定型的多个成藏阶段（见图7 ），天然气具有古油藏深埋裂解和超深层复合成气两种来源，油藏叠加了多种物理改造和化学蚀变作用（见图7 ）。其中，台缘带近源充注成藏以川中埃迪卡拉系—寒武系、川西北和川东北二叠系油气系统最为典型，表现为克拉通内裂陷发育优质规模烃源岩，台缘带发育丘滩体规模储集层，以中小断裂-不整合面为运输通道，发育构造、地层-岩性等多类型圈闭，油气近源聚集，沿台缘带集群式分布，成藏条件十分优越。高能滩远源断裂成藏以川中寒武系、川东北二叠系—三叠系和塔里木盆地埃迪卡拉系—寒武系油气系统最为典型，表现为克拉通内裂陷发育优质规模烃源岩，颗粒滩储层沿古隆起斜坡带多层系纵向叠置或沿古裂陷周缘呈环状展布，油气远源聚集，垂向和侧向中大型断裂输导是成藏关键因素。走滑破裂带立体成藏以川西北寒武系—二叠系和塔里木寒武系—奥陶系油气系统最为典型，表现为大型垂向断裂向下断穿寒武系优质烃源岩，走滑断裂不仅是油气纵向运移的“高速公路”，还对碳酸盐岩层系进行溶蚀改造，形成缝洞型规模优质储层，呈现主干断裂带油气多次充注，油气柱高度大，油气富集明显的特点。
5 结论
中国海相超深层油气地质理论进展主要源于四川盆地和塔里木盆地的油气勘探实践，成功推动了石油工业向深地领域进军。本文从地球系统演化和多圈层相互作用的视角，探讨了中国海相超深层油气形成和富集的地质理论认识，取得3项认识：①华南和塔里木陆块在北向和南向漂移过程中，两次经过低纬度哈德里环流带的ITCZ，均形成了优质烃源岩，成为海相超深层油气形成的物质基础；②深部构造活动和地表气候演变共同控制了四川盆地和塔里木盆地超深层烃源岩、储层和盖层的类型和层位，形成了埃迪卡拉系—寒武系、寒武系—奥陶系、寒武系—二叠系和二叠系—三叠系的多类型油气系统，成为海相超深层油气富集的地质保障；③源-储-盖匹配程度、烃源岩母质类型、盆地深部热体制演化和跨构造期的复杂埋深-隆升过程联合控制了油气的生成和运聚过程，形成了台缘带近源充注成藏、高能滩远源断裂成藏、走滑破裂带立体成藏3种油气富集模式，成为海相超深层油气勘探的理论框架。
中国海相超深层油气地质理论是对古生代地球系统演化及其资源环境效应的经典诠释，也是对国外以中—新生界研究形成的海相油气地质理论的重要补充，不仅揭示了超大陆散聚过程和大气-海洋-生物协同演化对油气资源形成的控制作用，还深刻体现了地球多圈层相互作用的模式在古生代与中—新生代都保持了高度一致，甚至有可能延伸至中—新元古代。因此，有必要从地球系统演化和多圈层相互作用角度重新审视不同地质时期的油气资源形成与保持机制，将有助于更高效地发现更多更丰富的油气资源，为国家能源战略提供科技支撑。