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作者：駱宗強(qiáng)陽(yáng)懷忠劉鐵樹(shù)尹川單位：中海油研究總院

盆地結(jié)構(gòu)－構(gòu)造特征

巴布亞盆地呈北西向．作為澳大利亞板塊向北運(yùn)動(dòng)的前緣，盆地記錄了中新世以來(lái)澳大利亞板塊與太平洋板塊、菲律賓板塊的碰撞效應(yīng)，發(fā)育成為典型的弧后前陸盆地．其結(jié)構(gòu)－構(gòu)造均十分復(fù)雜，整體上具有南北分帶的特點(diǎn)（圖1）：北部為與弧－陸碰撞相關(guān)的造山帶；中部為由Papuan褶皺帶和Aure褶皺帶組成的沖斷－褶皺帶；南部構(gòu)造帶則由西部的Fly臺(tái)地和東部的Moresby坳陷組成，顯示出盆地東西部結(jié)構(gòu)存在差異性．這種東西差異還突出表現(xiàn)在與擠壓作用相關(guān)的逆沖斷裂的空間展布上（圖1）．盆地逆斷層主要分布在Papua褶皺帶、Aure褶皺帶及其北部地區(qū)．大致以這2個(gè)褶皺帶交匯處為界，斷裂走向發(fā)生明顯的變化———自西向東斷裂走向由北西向轉(zhuǎn)變?yōu)楸北蔽飨颍町愋缘臉?gòu)造變形及其組合必然導(dǎo)致盆地東西部具有不同的結(jié)構(gòu)－構(gòu)造特征．

1盆地西部結(jié)構(gòu)－構(gòu)造特征

前人從不同的角度對(duì)盆地西部特別是Papuan褶皺帶的構(gòu)造樣式及運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行過(guò)研究，并取得了很多重要認(rèn)識(shí)（HillandKeetley，2004；CraigandWarvakai，2009；Hilletal．，2010）．本文通過(guò)綜合分析認(rèn)為，盆地西部顯著構(gòu)造特征就是發(fā)育大規(guī)模的薄皮構(gòu)造．?dāng)D壓應(yīng)力作用以中生代泥頁(yè)巖為滑脫面，形成大規(guī)模逆沖推覆斷裂構(gòu)造，其鋒緣可延伸至Fly臺(tái)地北部，形成Papuan褶皺帶南部邊界（圖3）．薄皮構(gòu)造使得該地區(qū)縱向上表現(xiàn)出明顯的“二元”結(jié)構(gòu)———滑脫面之上地層卷入到復(fù)雜多樣的逆斷層及其相關(guān)褶皺變形中，之下為構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的裂谷－裂后期地層．橫向上構(gòu)造變形也具有明顯的分帶性．根據(jù)構(gòu)造變形強(qiáng)度和構(gòu)造樣式組合特征，可以將巴布亞盆地西部自北向南劃分為4個(gè)構(gòu)造變形帶：沖斷帶、強(qiáng)烈褶皺帶（沖褶帶）、寬緩褶皺帶和穩(wěn)定臺(tái)地區(qū)（圖3）．沖斷帶：位于最北端，包括北部造山帶．

構(gòu)造變形以強(qiáng)烈沖斷為主，主要樣式包括雙重逆沖構(gòu)造、疊瓦沖斷構(gòu)造、斷彎褶皺，以及早期正斷層的強(qiáng)烈反轉(zhuǎn)構(gòu)造等．地層產(chǎn)狀陡直，遭受強(qiáng)烈抬升剝蝕，可見(jiàn)中生代地層直接暴露地表．強(qiáng)烈褶皺帶（沖褶帶）：位于Papuan褶皺南部，大致以推覆斷裂南部鋒緣為界與Fly臺(tái)地分界．構(gòu)造變形強(qiáng)度較沖斷帶有所減弱，以與擠壓斷層相關(guān)的褶皺構(gòu)造發(fā)育為特色，可形成較為完整的背斜構(gòu)造，典型的構(gòu)造樣式為斷展褶皺、疊瓦沖斷構(gòu)造和深部反轉(zhuǎn)構(gòu)造．寬緩褶皺帶：位于Fly臺(tái)地北段靠近Papuan褶皺帶區(qū)，擠壓構(gòu)造變形進(jìn)一步減弱，不再發(fā)育強(qiáng)烈的逆沖構(gòu)造，主要構(gòu)造樣式一般為受反轉(zhuǎn)斷裂控制的大型寬緩背斜帶．穩(wěn)定臺(tái)地區(qū)：位于Fly臺(tái)地南部地區(qū)，基本沒(méi)有發(fā)生與擠壓應(yīng)力作用相關(guān)的斷裂－褶皺變形，早期北西向正斷層得以保存（圖1）．

2盆地東部結(jié)構(gòu)－構(gòu)造特征

與盆地西部相比，盆地東部不再發(fā)育大規(guī)模薄皮構(gòu)造，取而代之的是形成以Aure褶皺帶為前陸沖斷帶、以Moresby坳陷為前淵帶、以東部高地為前陸隆起和以Blight盆地為隆外凹陷的前陸盆地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（圖4、5）．作為巴布亞盆地中部沖斷－褶皺帶的一部分，Aure褶皺帶構(gòu)造變形樣式顯示出與西部Papuan褶皺帶明顯的不同．Aure褶皺帶較Papuan褶皺帶明顯變窄，且主要以基底卷入的厚皮構(gòu)造為主，逆沖斷裂帶產(chǎn)狀陡直，上盤(pán)常發(fā)育緊閉褶皺．由北向南，褶皺帶具有橫向變窄、斷層越發(fā)陡直的變化特征（圖4，5）．其南部為巨厚楔形新近紀(jì)前陸地層（前淵帶），向南、西南超覆于東部高地之上．東部高地（前陸隆起）整體表現(xiàn)為一個(gè)寬緩隆起，不發(fā)育大規(guī)模擠壓構(gòu)造變形，是巴布亞盆地生物礁的主要發(fā)育部位（圖4）．縱向上，盆地東部也顯示出明顯的二元結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)為前陸地層疊加在Darai弧后及其之下的裂谷－裂后期地層之上．前陸地層呈楔狀，向南西西快速減薄超覆于東部高地之上．中生代地層局限分布在各孤立的地塹－半地塹中．

3盆地構(gòu)造演化與動(dòng)力學(xué)背景

以上分析表明，現(xiàn)今的巴布亞盆地在結(jié)構(gòu)和構(gòu)造樣式上都具有明顯的東西差異性：西部以薄皮構(gòu)造為特色，發(fā)育大規(guī)模逆沖推覆構(gòu)造，構(gòu)造樣式以與擠壓作用相關(guān)的逆沖斷裂及其相關(guān)褶皺變形為主；而在東部則形成典型的前陸盆地結(jié)構(gòu)，除Aure褶皺帶以外，基本不發(fā)育大規(guī)模的逆沖構(gòu)造．結(jié)構(gòu)、構(gòu)造上的差異預(yù)示著盆地東西部構(gòu)造演化和動(dòng)力學(xué)背景的不同（圖2，3，5）．其發(fā)育演化可劃分為4個(gè)階段：岡瓦納裂谷－裂后階段（T？－K1）：該階段巴布亞盆地東西部具有基本相同的演化過(guò)程．對(duì)應(yīng)于岡瓦納大陸裂解作用，盆地內(nèi)地塹、半地塹發(fā)育；中中侏羅世盆地進(jìn)入裂后熱沉降階段，是盆地西部主要烴源巖（Imburu組等）、儲(chǔ)層（Toro組等）和蓋層（Ieru下部等）的沉積時(shí)期．晚白堊世開(kāi)始，澳大利亞板塊東部發(fā)生裂解，盆地東南部的珊瑚海海底開(kāi)始擴(kuò)張，此時(shí)巴布亞盆地位于珊瑚海裂谷的肩部而遭受隆升剝蝕（Duddyetal．，1994；Norvicketal．，2001；Jablonskietal．，2006），在盆地東南部因抬升造成超過(guò)2000m地層被剝蝕，沿北西走向剝蝕量減小甚至不發(fā)生剝蝕作用．這種差異抬升剝蝕作用直接導(dǎo)致中生代地層在盆地西部廣泛分布而在東部大面積缺失．珊瑚海裂谷－裂后階段（K2－Oligocene）：隨著澳大利亞板塊東部由南向北裂解作用持續(xù)進(jìn)行，在經(jīng)歷晚白堊世早期抬升剝蝕后，巴布亞盆地再次進(jìn)入裂谷－裂后盆地演化階段．

至古新世開(kāi)始，盆地北部的所羅門(mén)海（SolomomSea）、俾斯麥海（BismarckSea）和加羅林海（CarolineSea）依次打開(kāi)（Jablonskietal．，2006），盆地處于裂后熱沉降階段．早漸新世末全球海平面下降，來(lái)自北部俯沖綜合作用使得巴布亞盆地再次遭受隆升剝蝕，特別是盆地西部地區(qū)，幾乎缺失整套古近紀(jì)地層（Jablonskietal．，2006）．達(dá)賴弧后階段（Early－MiddleMiocene）：受控于澳大利亞板塊北部邊緣與美拉尼西亞島弧系的碰撞作用，該階段盆地整體處于弧后伸展部位接受沉降（Norvicketal．，2001）．早期正斷層在局部重新活動(dòng)，凹陷的發(fā)育與正斷層活動(dòng)有關(guān)．前陸盆地階段（MiddleMiocene－Q）：與北部美拉尼西亞島弧系的持續(xù)強(qiáng)烈碰撞，使得巴布亞盆地進(jìn)入前陸盆地演化階段．盆地東西部顯示出截然不同的演化過(guò)程，形成2種不同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征．西部擠壓應(yīng)力作用以侏羅系地層底界為滑脫面，形成一條大規(guī)模的逆沖斷裂，發(fā)育典型的薄皮構(gòu)造；并在此基礎(chǔ)上發(fā)育大規(guī)模的沖斷－褶皺變形構(gòu)造帶，其鋒緣可延伸至Fly臺(tái)地北部，并使得盆地西部大范圍缺失晚中新世以來(lái)地層沉積．而在盆地東部則形成以Aure褶皺帶為前陸沖斷帶、以Moresby坳陷為前淵、以東部高地為前陸隆起帶和以Blight盆地為隆外凹陷的前陸盆地結(jié)構(gòu)．Aure褶皺帶以基底卷入型逆沖構(gòu)造為主．

綜上所述，巴布亞盆地東、西部整體上經(jīng)歷了基本相同的演化階段，但由于所處構(gòu)造部位不同，在這些演化階段中又體現(xiàn)出明顯的不同．其中對(duì)盆地分異演化影響重大的是晚白堊紀(jì)盆地遭受的東西差異性抬升剝蝕，造成中生代地層在西部連續(xù)分布而在東部大面積缺失現(xiàn)象．本文認(rèn)為，這套以泥頁(yè)巖為主的塑性層的存在與否是盆地后期東西部差異演化的主要原因，因?yàn)槠鋵?dǎo)致盆地東西部中中新世以來(lái)在區(qū)域擠壓應(yīng)力作用下表現(xiàn)出2種截然不同的構(gòu)造響應(yīng)：盆地西部，這套廣泛分布的塑性層與其上下的剛性Darai灰?guī)r和基底組成“三明治”式的地層結(jié)構(gòu)，擠壓應(yīng)力作用于這套塑性層滑脫的薄皮構(gòu)造（圖3）；盆地東部，這套塑性層大范圍缺失、分布不連續(xù)，難于形成大規(guī)模滑脫構(gòu)造，因此在Aure褶皺以發(fā)育基底卷入構(gòu)造為主，其南部巖石圈因負(fù)載而撓曲發(fā)育前淵帶和前陸隆起帶，形成典型的前陸盆地結(jié)構(gòu)（圖5）．

油氣聚集分布規(guī)律與資源前景分析

結(jié)構(gòu)－構(gòu)造上存在的顯著差異必然導(dǎo)致巴布亞盆地東西部油氣聚集與分布不同．根據(jù)巴布亞盆地東、西部分各自結(jié)構(gòu)－構(gòu)造特征，綜合考慮烴源巖、儲(chǔ)層、蓋層等石油地質(zhì)因素，下面簡(jiǎn)要分析盆地油氣成藏規(guī)律及其油氣資源前景．

1盆地西部油氣聚集特征與資源潛力

對(duì)于褶皺－沖斷帶來(lái)說(shuō)，其油氣成藏的關(guān)鍵因素是大規(guī)模成熟烴源巖是否存在、圈閉形成時(shí)間與油氣生成運(yùn)移時(shí)間是否匹配以及圈閉的保存條件是否符合等（Cooper，2007）．一方面，大規(guī)模褶皺－沖斷構(gòu)造的發(fā)育使得盆地西部缺少中中新世以來(lái)的地層沉積，但中生代Imburu組泥頁(yè)巖等優(yōu)質(zhì)源巖廣泛分布，因此該地區(qū)以中生代含油氣系統(tǒng)為主．強(qiáng)烈的擠壓推覆作用在形成大量的構(gòu)造圈閉的同時(shí)，還造成地層疊置加厚，導(dǎo)致下部烴源巖成熟而進(jìn)入生油（氣）窗．

另一方面，隨著擠壓變形強(qiáng)度由北往南減弱，烴源巖之上疊置地層厚度也由北往南減薄，導(dǎo)致烴源巖成熟度和生烴強(qiáng)度由北向南逐漸降低，成熟烴源巖主要分布在Papuan褶皺帶及其北部地區(qū)（圖3）．已有研究表明（Hill，2001；Boult，1997），侏羅系烴源在中新世進(jìn)入生油窗，現(xiàn)已達(dá)到生烴高峰并進(jìn)入早期氣窗階段，在上新世－更新世或更晚發(fā)生油氣充注，這與擠壓構(gòu)造圈閉形成期具有很好的匹配．如上所述，巴布亞盆地西部整體可劃分為4個(gè)構(gòu)造帶，由于各構(gòu)造帶所處構(gòu)造位置及其石油地質(zhì)條件不同，其油氣潛力也不一樣．其中，沖斷帶和強(qiáng)烈褶皺帶（沖褶帶）均位于生烴灶范圍內(nèi)，但沖斷帶構(gòu)造變形太過(guò)強(qiáng)烈，圈閉保存條件差，不利于油氣聚集；而強(qiáng)烈褶皺帶內(nèi)構(gòu)造圈閉發(fā)育（包括早期正斷層反轉(zhuǎn)形成的構(gòu)造圈閉），保存也較為完整，形成較好的封蓋條件，且斷裂發(fā)育，有利于油氣運(yùn)移．

前人研究也表明（Boult，1997），該地區(qū)主要的油氣運(yùn)移方式是油氣沿著斷裂垂向運(yùn)移進(jìn)入圈閉，因此該構(gòu)造帶是油氣成藏最有利部位．而對(duì)于Fly臺(tái)地（寬緩褶皺帶和穩(wěn)定臺(tái)地區(qū)）來(lái)說(shuō)，大部分地區(qū)離生烴灶較遠(yuǎn)，中中新世以來(lái)擠壓構(gòu)造圈閉不發(fā)育；但其下部裂谷期形成的構(gòu)造圈閉可能接受來(lái)自褶皺帶油氣的長(zhǎng)距離運(yùn)移而成藏，具有一定的油氣潛力．總體來(lái)說(shuō)，在巴布亞盆地西部地區(qū)，以中生代含油氣系統(tǒng)和中中新世以來(lái)擠壓應(yīng)力形成的構(gòu)造圈閉為主，最有利油氣聚集區(qū)位于Papuan褶皺帶南部強(qiáng)烈褶皺帶（沖褶帶）部位．

2盆地東部油氣聚集特征與資源前景

在巴布亞盆地東部，一方面，中生代地層僅局限分布于孤立的地塹－半地塹中，大部分地區(qū)缺失；與此同時(shí)，新近紀(jì)Aure群等海相泥頁(yè)巖分布較廣，且可能成為一套潛在的烴源巖（Buddin，1993），而其上沉積的巨厚前陸地層可以使其進(jìn)入成熟階段（圖2）．因此，在巴布亞盆地東部，以發(fā)育新近紀(jì)含油氣系統(tǒng)為主，局部存在中生代含油氣系統(tǒng)．另一方面，與擠壓構(gòu)造相關(guān)的圈閉主要分布在Aure褶皺帶（圖4，5），而對(duì)于Moresby坳陷及其南部、東部高地來(lái)說(shuō)，更可能發(fā)育地層圈閉或地層－巖性復(fù)合圈閉（Jablonskietal．，2006）．無(wú)論在含油氣系統(tǒng)，還是在圈閉類(lèi)型上，都顯示與盆地西部明顯的不同．

結(jié)論與討論

巴布亞盆地是一個(gè)構(gòu)造復(fù)雜且勘探研究程度很低的含油氣盆地，本文對(duì)全盆結(jié)構(gòu)－構(gòu)造特征及其與油氣聚集之間的關(guān)系展開(kāi)了較為系統(tǒng)的研究，取得了以下主要認(rèn)識(shí)：（1）巴布亞盆地結(jié)構(gòu)－構(gòu)造存在明顯的東西差異．盆地西部以薄皮構(gòu)造為主，在此基礎(chǔ)上形成大規(guī)模的沖斷－褶皺構(gòu)造．橫向上構(gòu)造變形具有明顯的分帶性，由北向南依次可以劃分為沖斷帶、褶皺－沖斷帶、寬緩褶皺帶和穩(wěn)定臺(tái)地區(qū)4個(gè)構(gòu)造變形帶；縱向上以滑脫面上為界，上部發(fā)育復(fù)雜多樣的逆斷層和與其相關(guān)的褶皺變形，之下為構(gòu)造相對(duì)穩(wěn)定的中生代裂谷－裂后期地層．

盆地東部則形成以Aure褶皺帶為前陸沖斷帶、以Moresby坳陷為前淵、以東部高地為前陸隆起帶和以Blight盆地為隆外凹陷的前陸盆地結(jié)構(gòu)．Aure褶皺帶以基底卷入型逆沖構(gòu)造為主．（2）巴布亞盆地中生代以泥頁(yè)巖為主的塑性層的存在與否，是盆地后期東西部差異演化的主要原因：盆地西部，廣泛分布的中生代塑性層與其上下剛性的Darai灰?guī)r和基底組成“三明治”式的地層結(jié)構(gòu)，有利于晚期擠壓應(yīng)力作用于該套塑性層發(fā)育薄皮構(gòu)造；盆地東部，由于大范圍缺失該套塑性地層，不利于形成大規(guī)模滑脫構(gòu)造，以基底卷入變形和巖石圈負(fù)載撓曲變形為主，形成典型的前陸盆地結(jié)構(gòu)．（3）盆地東西部結(jié)構(gòu)－構(gòu)造差異也造成2個(gè)地區(qū)油氣聚集、分布的不同，主要表現(xiàn)在以下3個(gè)方面：①主要含油氣系統(tǒng)不同．

由于逆沖推覆作用，盆地西部缺少中中新世以來(lái)前陸地層沉積，含油氣系統(tǒng)以中生代為主；而盆地東部地區(qū)中中新世以來(lái)發(fā)育了巨厚的前陸沉積地層，含油氣系統(tǒng)以新近紀(jì)為主，局部可能存在中生代含油氣系統(tǒng)．②烴源巖成熟方式不同．盆地西部主要以逆沖推覆導(dǎo)致上盤(pán)地層疊置加厚的方式而使得位于下部的中生代烴源巖進(jìn)入成熟階段；而盆地東部則由于巨厚前陸地層的沉積，烴源巖達(dá)到成熟階段．③主要圈閉類(lèi)型不同．盆地西部主要以擠壓構(gòu)造圈閉為主；而在盆地東部與擠壓構(gòu)造相關(guān)的圈閉只發(fā)育在Aure褶皺帶部位。