徐長貴 侯明才 王粵川 陳安清 黃志發(fā)羅小平 韓建輝 徐云龍
1. 中海石油(中國)有限公司天津分公司 2.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院3. “油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室·成都理工大學 4.成都理工大學能源學院
潛山(Buried-hills)一詞最早見于Power[1]發(fā)表的《潛山及其在石油地質(zhì)學中的重要性》一文,該術語后來逐漸被其他一些地質(zhì)學家引用,例如萊復生[2]在《石油地質(zhì)學》一書中將盆地接受沉積前就已形成的基巖古地貌稱之為潛山。如今,潛山被認為是被不整合埋藏在年輕地層之下,屬于盆地基底的古地形高點。國內(nèi)外發(fā)現(xiàn)大量潛山油氣藏,如1928年發(fā)現(xiàn)的美國俄克拉荷馬城潛山油田,1972年發(fā)現(xiàn)的濟陽坳陷義和莊潛山油田和2002年發(fā)現(xiàn)的遼東灣錦州南潛山油田[3-5]。對古潛山油氣藏的認識經(jīng)歷了從最初的基于潛山風化殼圈閉形態(tài)的分類、到后來基于潛山內(nèi)幕油氣藏的發(fā)現(xiàn)及其圈閉形態(tài)的解剖、再到現(xiàn)今對隱蔽型深潛山油氣藏的勘探等3個階段[5]。對于潛山油氣藏的分類,前人已從潛山形態(tài)、構造特征和形成時間等方面,提出了各類方案[6-9]。不同的分類方法對潛山油氣藏的勘探均起到了指導作用,但這些各種各樣的潛山分類命名方案,都是根據(jù)油田的地區(qū)特色提出的,至今尚沒有統(tǒng)一的、普適性強的潛山油氣藏分類方案。
渤海灣盆地是我國主要的潛山油氣藏發(fā)育區(qū),亦是我國擴大油氣資源的重點地區(qū)之一[10]。2017年在渤中凹陷西南部渤中19-6構造帶深層太古界變質(zhì)潛山獲得的天然氣突破性發(fā)現(xiàn)[11],進一步證實海域深層復雜潛山帶的巨大天然氣勘探潛力。渤海海域作為渤海灣盆地的海上延伸部分,在盆地基底斷裂與古構造變形的控制下,受后期構造運動的改造,具有多結構、多巖性、多成因、多形態(tài)等特點。對已發(fā)現(xiàn)的13個潛山帶油氣田,前人也從地層、構造、儲層、成藏等方面進行了全方位分析。但由于潛山的差異性和復雜性,這些研究多以單個獨立潛山的成因分析和油藏解剖為主,未形成宏觀性、系統(tǒng)性的認識,對整個渤海海域潛山油氣藏的分布規(guī)律仍在探究中。這直接制約了對渤海海域潛山油氣成藏規(guī)律的認識。為此,筆者基于渤海海域數(shù)百口鉆遇潛山地層的鉆井和覆蓋全區(qū)三維地震資料,系統(tǒng)梳理渤海海域潛山地層結構和斷裂分布特征,解析潛山構造特征和潛山形成的動力成因機制,提出渤海海域的“結構—成因”潛山分類方案,以期為深化認識深層潛山、潛山內(nèi)幕的演化過程和成藏規(guī)律奠定基礎。
渤海灣盆地是新生代裂谷盆地疊加在前新生代海相克拉通盆地之上的大型疊合(或殘留)盆地[12],東臨膠遼隆起,西接太行山隆起,南北分別被魯西隆起和燕山褶皺帶所限,面積約20×104km2,總體上呈不規(guī)則的菱形[13]。渤海海域位于渤海灣盆地東部,總面積超過5×104km2,約占渤海灣盆地的四分之一。根據(jù)最新古近系的分布將渤海海域劃分為5個一級構造單元(包括黃驊坳陷、濟陽坳陷、渤中坳陷、遼東灣坳陷和埕寧隆起)[14]和25個二級構造單元(包括11個凹陷和14個凸起)(圖1)。除渤中坳陷、遼東灣坳陷是渤海海域獨有的構造單元,黃驊坳陷、濟陽坳陷、埕寧隆起小部分地區(qū)延伸至海域。
渤海海域地處渤海灣盆地核心地帶,其形成主要經(jīng)歷了4個階段:第一階段是中元古代—古生代潛山物質(zhì)基礎發(fā)育階段,屬于沉積建造期,構造運動以整體垂直隆升為主,構造不發(fā)育;第二階段為早—中侏羅世擠壓造山與潛山構造發(fā)育階段,該階段主要受到來自遠程印度板塊、西伯利亞板塊、揚子板塊及西太平洋區(qū)板塊(主要包括太平洋板塊、伊澤奈崎—庫拉板塊、海域法拉隆板塊)的俯沖、匯聚和碰撞作用,在渤海灣廣泛發(fā)育近E—W向褶皺、逆沖等擠壓構造樣式;第三階段為晚侏羅世—早白堊世陸內(nèi)裂陷及潛山初始格局的形成階段,渤海海域由大規(guī)模南北向擠壓背景轉(zhuǎn)換成NNE向(或NE向)走滑扭動和伸展背景,同時伴有強烈的巖漿活動;第四階段為晚白堊世—古新世早期,包括古近紀繼承性裂陷和新近紀熱沉降。多階段構造運動的強烈疊加改造和多板塊聯(lián)合作用造就了研究區(qū)現(xiàn)今復雜多樣構造格局[15-19]。
渤海海域潛山地層發(fā)育較完整,從太古界到中生界皆有發(fā)育,共10個系,主要為從元古界—下古生界陸表海臺地、潮坪相到上古生界—中生界湖泊河流相沉積。太古界以深變質(zhì)巖為主,構成了全區(qū)結晶基底;元古界—下古生界為海相碳酸鹽巖為主體的沉積物;下古生界潛山地層以寒武系、奧陶系為主,缺失震旦系,主要分布于渤中凹陷和遼西凹陷。上古生界主要為砂巖、泥巖及石灰?guī)r[20],渤海海域內(nèi)大部分地區(qū)由于構造抬升遭受剝蝕而缺失。中生界三疊系全區(qū)缺失[21]。中—下侏羅統(tǒng)以河流相碎屑巖為主,主要分布于渤中凹陷。上侏羅統(tǒng)—下白堊統(tǒng)為一套安山巖、凝灰?guī)r夾碎屑巖。
圖1 渤海海域構造位置及其構造格局圖
在潛山的形成演化過程中,太古代是渤海海域潛山結晶基底形成的主要時期,元古代、早古生代全區(qū)接受廣泛海相沉積,進入穩(wěn)定克拉通建造階段,中生代后的構造活動和巖漿事件破壞了中生代前的海相克拉通盆地,使研究區(qū)成為地層殘缺不全的殘留盆地,呈現(xiàn)塹壘相間的構造格局、凹隆相間的地形地貌。新生代地層將該地貌埋于其下形成潛山。以此為基礎,渤海海域前古近系構造層自下而上可劃分為太古界—元古界構造層、古生界構造層和中生界構造層(圖2)。
圖2 渤海海域前古近系潛山地層結構圖
渤海灣盆地作為裂谷盆地,在強烈、多期的斷陷作用下,發(fā)育不同尺度、不同產(chǎn)狀、不同性質(zhì)的斷層,斷層與被切割的地質(zhì)體一起組成復雜的斷裂體系,形成復雜的盆—嶺結構[22]。通過對覆蓋全區(qū)三維地震資料解釋,對渤海海域斷裂進行系統(tǒng)梳理。研究區(qū)主要發(fā)育NE—SW向、近E—W向、NW—SE向等3組斷裂,并控制渤海海域內(nèi)構造格局(圖1)。NE—SW向斷裂為郯廬斷裂帶渤海段,主要發(fā)育于渤海海域東部地區(qū),如遼東灣坳陷、渤東低凸起和渤南低凸起等,同時表現(xiàn)出伸展、走滑性質(zhì)。根據(jù)斷裂在平面、剖面上的延伸特點及組合關系可進一步分為3段。渤海北段即遼東灣段,斷裂為NE向并以平行排列為主,遼中一號斷裂(F5)與遼西1號斷裂(F6)為典型的NE向平行斷裂。渤海中段為斷裂交匯段,以NE向斷裂為主,如渤東3號斷裂(F14)與渤東1號斷裂(F15),見少量北西向斷裂;渤海南段為相交疊合段,NNE向斷裂與近EW向斷裂在此疊合、相交,如萊州西支1號斷裂(F21)與黃北斷裂(F22)。近E—W向、NW—SE向斷裂為伸展型的正斷層,主要分布在渤海海域西部地區(qū)和渤中凹陷,典型斷裂如沙南斷裂(F33)和埕北斷裂(F34)。此外,渤海海域各個次級構造單元中發(fā)育縱多傾向各異的次級斷裂,這些派生斷裂與主斷裂平行或相交出現(xiàn)。
通過對渤海海域高精度的三維地震資料及數(shù)百口探井數(shù)據(jù)系統(tǒng)解釋,深入研究潛山的地層系統(tǒng)、斷裂構造與構造演化特征之間的關系,分析其各個演化階段斷裂活動的差異性和斷裂在剖面上組合的幾何形態(tài),將渤海海域構造樣式劃分為伸展、走滑、擠壓、反轉(zhuǎn)及底辟等5大類,進一步細分為12小類(表1)。渤海海域現(xiàn)今構造格局和特征是多期次構造運動疊加的結果[23],后期構造運動對前一期構造進行改造,如印支運動晚期擠壓作用形成的逆沖推覆構造,由于燕山期構造體制由擠壓為主向伸展為主轉(zhuǎn)變而被改造[24],使其難以識別。
3.2.1 伸展構造
渤海海域作為渤海灣盆地的一部分,其演化經(jīng)歷多期的構造運動,如在晚侏羅世—早白堊世及新生代經(jīng)歷拉張作用,發(fā)育伸展構造。通過對地震剖面構造解釋、區(qū)內(nèi)斷層剖面組合形態(tài)的刻畫,進一步將其劃分為半地塹、地塹地壘、斜列式斷塊及“Y”形斷層等4種組合樣式。
表1 渤海海域主要構造樣式表
3.2.1.1 半地塹
研究區(qū)半地塹分布較廣,遼西凹陷、岐口凹陷、萊州灣凹陷等均有分布。半地塹的陡坡帶為渤海灣現(xiàn)今的各個二級構造單元的控制性邊界斷層一側(cè),與上覆新生代地層構成復式半地塹的特征。
3.2.1.2 地塹地壘
地塹地壘在遼東灣最為發(fā)育,遼東灣地區(qū)以NNE向斷裂控制的塹壘組合為特征,整體上表現(xiàn)為“三凹夾兩凸”,呈長條形。地塹地壘發(fā)育在地殼受拉伸地區(qū),邊界斷層由多條高角度正斷層聯(lián)合而成,邊界斷層為遼東灣的3條斷裂,平面上邊界表現(xiàn)為線狀,構造延長可達數(shù)百公里。其形成是在水平拉張作用下,地殼垂向減薄,上部形成兩組剖面上共軛的高角度正斷層,其間的地塊下降形成地塹,如渤中凹陷;其間的地塊上升則形成地壘,如遼東凸起。
3.2.1.3 斜列式斷塊
斜列式斷塊是一組產(chǎn)狀大致相近的正斷層,各自的上盤依次下降,剖面上呈階梯狀的斷塊組合。斜列式斷塊又可根據(jù)斷盤中巖層的傾向與斷階梯式斷層層面傾向的關系分為順向翹傾斷塊和反向翹傾斷塊,后者斷盤中的巖層呈現(xiàn)上翹效應,也有人稱為抬斜斷塊。研究區(qū)斜列式斷塊主要分在渤南地區(qū)黃河口凹陷緩坡帶和洼陷帶、渤中凹陷。
3.2.1.4 “Y”形斷層
“Y”形斷層主要為主斷裂和次級斷裂組成,根據(jù)主、次斷裂的傾向又可劃分為同向“Y”形和反向“Y”形。在渤海海域中,常見于凹陷陡坡帶,控凹斷裂常與鄰近次級斷裂在淺層呈現(xiàn)這種組合方式。
3.2.2 擠壓構造
3.2.2.1 逆沖推覆構造
渤海海域位于華北板塊東緣,在古生代接受穩(wěn)定克拉通沉積。印支期遭受南北向擠壓應力作用,形成的大量逆沖斷層,后經(jīng)燕山運動的繼承性作用,逆斷層逆沖最晚可持續(xù)到中侏羅世。后經(jīng)伸展作用遭受破壞,主要發(fā)育在凹陷的控凹邊界附近,如秦南凹陷。
3.2.2.2 三角帶構造
三角帶構造以沙壘田凸起南緣沙壘田三角帶最為典型。在該構造帶中,向陸的逆沖斷層(改造前)和背陸的古生界構成三角的兩腰,深部未遭受改造的古生界作為底板。該構造說明在古生代后,研究區(qū)遭受過至少一期以擠壓應力作用為主的構造運動。
3.2.2.3 褶皺
印支期,渤海海域遭受近南北向的擠壓,形成一系列軸向近E—W向的褶皺帶;燕山期,西太平洋板塊向華北板塊俯沖,在渤海海域內(nèi)形成近NE—NNE向的褶皺帶。但后期的構造運動使褶皺保存較少,在遼東凹陷及渤西地區(qū)仍可以窺見。
3.2.3 走滑構造
由于應力場的差別,走滑構造在剖面上主要表現(xiàn)為兩種:一種是正花狀構造,是以扭應力為主形成的構造樣式;二是負花狀構造,是張扭應力機制下的形成的構造樣式。萊州灣凹陷是渤海海域內(nèi)拉張走滑構造最顯著的表現(xiàn)。
3.2.4 反轉(zhuǎn)構造
反轉(zhuǎn)構造為同一地質(zhì)體在不同演化時期應力改變而形成的一種復合構造[25],其幾何學、運動學特征和時空分布規(guī)律不僅能夠反映不同時期盆地的構造格局、演化過程,還能體現(xiàn)區(qū)域應力場、地球動力學背景的轉(zhuǎn)變,對油氣成藏也有重要意義[26]。根據(jù)構造前后應力機制的改變可分為正反轉(zhuǎn)構造和負反轉(zhuǎn)構造。
負反轉(zhuǎn)構造為先擠壓后伸展的疊加復合構造。據(jù)前人研究,該構造樣式在中國東部普遍存在,渤海海域遼東灣、渤中—渤西、渤南等地區(qū)廣泛分布,該構造樣式主要發(fā)育于凸起的中部,晚古生界—早中生界受擠壓應力產(chǎn)生逆斷層,斷層上盤沿斷層逆沖,古生代地層遭受剝蝕而變薄,中侏羅世區(qū)域應力改變,地層順逆斷層次序下滑,早白堊世表現(xiàn)出正斷層性質(zhì),同時表現(xiàn)出半地塹的構造特征,接受新的沉積[23]。
正反轉(zhuǎn)構造為先伸展后擠壓的疊加復合構造。研究區(qū)正反轉(zhuǎn)構造主要發(fā)育在侏羅世之后,剖面上,該類反轉(zhuǎn)構造的反轉(zhuǎn)程度低、反轉(zhuǎn)量小,半地塹沉積地層向外擠壓凸出,邊界斷層主要為正斷層,這是由于所受擠壓應力不足,逆斷距不足以抵消原來正斷層的斷距。
3.2.5 底辟構造
巖漿活動是研究深部地質(zhì)過程的重要窗口??死ǖ钠茐拇偈共澈:S驖撋降男纬珊桶l(fā)育,而克拉通破壞的本質(zhì)是巖石圈產(chǎn)生巨量減薄。隨著克拉通破壞、巖石圈減薄,淺部宏觀地質(zhì)體會出現(xiàn)強烈的伸展構造運動、大面積的巖漿活動和地勢由高到低的轉(zhuǎn)變[27]。研究區(qū)中生代中晚期以后隨著華北克拉通的裂解,裂谷作用和陸內(nèi)伸展作用為主導,巖漿隨深大斷裂上涌侵入上覆巖層或者噴出地表,火山巖與造山帶構造同期侵位,對潛山構造樣式的塑造作用多表現(xiàn)為花崗巖侵位機制中的底辟上涌。
根據(jù)全區(qū)斷裂系統(tǒng)和地層發(fā)育、展布特征,按照“成因—結構”的分類原則,對渤海海域潛山進行類型劃分(表2)。首先從內(nèi)、外動力地質(zhì)作用對潛山的塑造上劃分為地貌潛山和構造潛山;其次從動力學成因上,根據(jù)渤海潛山的構造演化主要動力機制,將渤海海域潛山進一步細分為侵蝕殘丘型、拉張斷壘型、拉張斷塊—斷階型、擠壓褶皺型、褶皺斷塊型、斜滑斷塊型和反轉(zhuǎn)斜坡型7類;最后將地層結構分類與成因分類相結合,細分出30種不同的潛山類型,不同類型的潛山巖性組合具有多樣性和差異性。
3.3.1 地貌型(侵蝕殘丘型)
地貌型潛山主要發(fā)育在古隆起背景之下,與印支期古隆升區(qū)遭受的差異風化剝蝕作用有關,通常與上覆地層為角度不整合接觸[28]。廟西北凸起PL9-1(圖3)、石臼坨凸起潛山為此類型潛山。廟西北凸起為廟西1號斷裂(F16)的下盤,呈NE—SW向展布,平面上為橢圓狀。鉆井揭示,該潛山是由燕山期侵位于元古界變質(zhì)巖中的花崗巖組成,白堊紀末期的構造抬升將花崗巖頂部的變質(zhì)巖剝蝕殆盡,新生代后即出露地表,后被新近系直接披覆其上[29-32]。
3.3.2 構造型
3.3.2.1 拉張斷壘型
潛山的形成受兩條以上相背而傾的斷層控制,位于二者共同的上升盤。渤海海域該類潛山分布較多,如遼東凸起(圖4)、沙壘田凸起、萊北凸起等。遼東凸起潛山地層主要為元古界和太古界。該潛山受EW傾向的旅大1號斷裂(F8)和SE傾向的渤東2號斷裂(F12)控制,整體呈NE—SW走向夾持于遼中凹陷和遼東凹陷,主體為兩條斷裂的共同下盤。燕山期伸展作用是塑造了該潛山的雛形,后期郯廬斷裂的繼承性活動促使該潛山的進一步形成。
圖3 廟西北凸起PL9-1侵蝕殘丘型潛山地震剖面圖
3.3.2.2 拉張斷塊—斷階型
該類型潛山的形成受2條以上同傾向正斷層控制。根據(jù)潛山地層傾向與斷層傾向的關系,可進一步劃分為順向翹傾斷階型(如黃河口緩坡帶潛山)和反向掀斜滑脫斷階型(如南堡凹陷潛山帶)。
圖4 遼東凸起南段拉張斷壘型潛山地震剖面圖
1)順向滑脫斷階型。黃河口緩坡潛山帶位于黃河口凹陷南側(cè)緩坡帶,呈NE—SW向展布,是典型的順向滑脫斷階(圖5)。潛山地層自下而上包括中新元古界和中生界,古生界地層受印支運動作用遭受抬升剝蝕而缺失。該潛山受控于一系列NW傾向、NE走向的后生斷層控制,后期活動斷層切割潛山地層,使其上盤地層依次下掉且與斷層傾向相同。在伸展應力背景下,主拆離斷層上盤的斷塊在水平拉張力的作用下產(chǎn)生次級斷裂,次級斷裂因自身沉積物重力影響,產(chǎn)生順層剪切力,使斷塊沿剪切破裂面下滑形成。
圖5 黃河口緩坡潛山帶順向滑脫斷階型潛山地震剖面圖
2)反向掀斜斷階型。黃河口凹陷北側(cè)陡坡帶的地層結構為雙層結構,由太古界—元古界構造層和中生界構造層構成,為典型的反向掀斜斷階型(圖6)。潛山的形成受控于黃北斷裂及部分次級斷裂,斷裂主要在燕山期末開始活化。燕山期渤海海域進入以伸展作用為主導的演化階段,在水平拉張力作用下同黃北斷裂的形成產(chǎn)生一系列次級斷裂。隨著活動強度增大,其斷層兩側(cè)地層發(fā)生不同程度的掀斜、旋轉(zhuǎn),斷層傾向與地層傾向相反。此外,渤中凹陷西部緩坡在拉張作用和上覆巨厚的新生代沉積物重力作用下亦形成此類潛山。
3.3.2.3 褶皺斷塊型
褶皺斷塊型潛山分布于遼東灣、渤海海域西部和南部地區(qū)。印支期和燕山期的擠壓作用,在渤海灣盆地形成了軸向為近EW向和NE—NNE向的褶皺帶,且近EW向褶皺受到NE—NNE向褶皺橫跨疊加改造,盡管中生代、新生代時期遭受了伸展斷陷作用改造,但早期構造行跡仍得到了保留。
遼西凸起潛山(圖4)受遼西1號斷裂(F6)控制整體呈NE—SW展布,潛山地層包括太古界、元古界、古生界和中生界,新生代覆蓋其上。燕山期擠壓使古生界和中生界產(chǎn)生逆沖褶皺,又被后期的正斷層切割形成的潛山,但內(nèi)幕仍保留褶皺形態(tài)。
3.3.2.4 擠壓褶皺型
渤海海域受到自南向北向的擠壓形成E—W向展布的向斜背斜相間的凸凹格局,凸起區(qū)在晚侏羅世和白堊世時期遭受了長時間的風化剝蝕作用,上覆古生界遭到了強烈剝蝕缺失作用,背斜向斜過渡帶的斜坡區(qū)古生界得到了不同程度的保留,如石臼坨凸起、埕北低凸起、沙壘田凸起(圖7)等。石臼坨凸起428東構造BZ8井地層數(shù)據(jù)、年代學數(shù)據(jù)和實例地震剖面清楚地反映寒武系—奧陶系遭受了剝蝕缺失,石炭系—二疊系直接覆蓋在前寒武系之上。
3.3.2.5 斜滑斷塊型
斜滑斷塊型潛山是渤海海域在處于濱西太平洋構造域內(nèi)同時受到伸展作用和郯廬斷裂帶活化而引起的走滑作用時形成[33]。該類潛山主要分布于渤海海域東部地區(qū),如遼東凸起、渤東低凸起和渤南低凸起,其分別對應郯廬斷裂在渤海海域的北段、中段和南段。渤南低凸起東側(cè)受控于萊州東支1號斷裂(F19)的PL25潛山(圖8-a)為此類型潛山,潛山地層包括太古界、元古界和中生界。渤海海域在伸展力作用背景下,萊州東支1號斷裂受到水平旋轉(zhuǎn)應力的控制,誘發(fā)形成次級斷層,次級斷層與萊州東支1號主斷裂相交,但不相切,并在渤南低凸起斜坡上向北西方向散開。從斷層切割地層關系分析,走滑活動時間應該是在古近紀。渤東低凸起潛山(圖8-b)亦屬于此類潛山,其地層結構和構造特征與此類似。
圖6 渤中凹陷—黃河口凹陷反向掀斜斷階型潛山地震剖面
圖7 秦南凹陷—渤中凹陷擠壓褶皺型潛山地震剖面圖
圖8 斜滑—斷塊型潛山地震剖面圖
3.3.2.6 反轉(zhuǎn)斜坡型
渤海海域在印支期擠壓作用下形成了大量逆沖推覆構造、逆沖斷裂,使前中生界地層遭受剝蝕。此后燕山期強烈的伸展作用使印支期形成褶皺一翼或逆斷層上盤發(fā)生下掉、旋轉(zhuǎn),形成大量半地塹,掩蓋或改造早期的擠壓行跡,使之前擠壓斜坡反轉(zhuǎn)成為伸展斷陷斜坡,形成反轉(zhuǎn)斜坡型潛山。秦南凹陷緩坡帶發(fā)育此類潛山。
秦南凹陷(圖2、7)為近NE—SW向展布、北斷南超的半地塹凹陷,北側(cè)秦南2號斷裂(F26)為其控凹斷裂。反轉(zhuǎn)斜坡型潛山位南側(cè)緩坡帶,潛山地層結構為太古界—中生界,頂部被古近系沉積物掩埋。印支期在擠壓應力的作用下形成逆沖斷層即早期的秦南2號斷裂,斷層上盤前中生界部分地層遭受剝蝕,燕山期的伸展作用使逆沖斷層發(fā)生反轉(zhuǎn),形成控凹斷裂。斷層下盤地層遭受剝蝕,只保留了元古界。斷層上盤接受巨厚中生界沉積。從凹陷中心向斜坡帶古生界厚度逐漸加厚,白堊系—侏羅系厚度變薄。
潛山分類方案前人已經(jīng)提出很多,主要側(cè)重單因素分析,從某一個方面反映潛山特征。形態(tài)上可以分為單面山、斷塊山、褶皺山等[6];形成時間上可分為先成潛山、同生潛山和后成潛山[7-8];發(fā)育的構造位置上把潛山劃分為凸起潛山帶、陡坡潛山帶、洼槽潛山帶、緩坡潛山帶和中央走滑潛山帶等6類[9]。筆者通過對潛山結構、地層結構、演化動力機制分析,認為渤海海域潛山具有多結構、多巖性、多成因、多形態(tài)的復雜特征,單因素分類方案不能體現(xiàn)出這“四多”特征。綜合考慮渤海海域潛山的“四多”特征,厘定了“成因—結構”的渤海海域潛山分類方案。結構上分為單層結構、雙層結構和三層結構,不同的結構組合包含了不同的巖性組合,其中雙層結構具有兩種巖性組合;成因上按內(nèi)、外動力地質(zhì)作用分為地貌型、構造型2大類,并結合潛山構造樣式細分為侵蝕殘丘型、拉張斷壘型、拉張斷塊—斷階型、擠壓褶皺型、褶皺斷塊型、斜滑斷塊型和反轉(zhuǎn)斜坡型7類。將結構和成因進行組合,可劃分多種“結構—成因”類型(表2)。如黃河口凹陷渤中34-1潛山是雙層結構,成因?qū)儆诶瓘垟嚯A型,可命名為雙層結構拉張斷階型潛山。隨著潛山勘探的深入,可將潛山典型性特征加入命名。如要強調(diào)潛山埋藏深度大,可以命名為雙層拉張斷階型深層潛山。該分類方案和模型有助于認識潛在的油氣成藏部位,有利于以此為基礎進行潛山油氣藏分類。因此,潛山油氣藏分類命名可以在該潛山分類的基礎上,采用潛山分類名稱疊加主要成藏要素和成藏部位。如潛山頂面風化殼的某油氣藏以雙源供烴成藏為主要特征,則分類命名為雙層結構侵蝕斷塊型雙源供烴潛山油氣藏;如潛山內(nèi)幕的某氣藏以超壓成藏為主要特征,則分類命名為雙層結構侵蝕斷塊型超壓潛山內(nèi)幕氣藏。以新發(fā)現(xiàn)的渤中19-6潛山凝析氣藏為例,根據(jù)該分類方案命名為單層結構侵蝕斷塊型超壓潛山凝析氣藏。如果需進一步強調(diào)潛山的巖性和埋藏深度大,可以命名為單層結構侵蝕斷塊型超壓深層變質(zhì)巖潛山凝析氣藏。
渤海海域前古近系具有良好的區(qū)域成藏環(huán)境和優(yōu)越的石油地質(zhì)條件,已發(fā)現(xiàn)13個潛山油氣田。潛山油氣藏地層結構復雜,圈閉類型多樣,儲集層類型豐富,生儲蓋組合多,為“新生古儲”式油氣藏[34-35]。渤海海域烴源巖主要發(fā)育于古近系的沙河街組與東營組[36]。遼東灣地區(qū)以遼中凹陷為主要供烴凹陷;渤海海域中南部地區(qū)烴源巖主要來自渤中凹陷、萊北凹陷;以歧口、南堡、沙南等凹陷為渤海海域西部潛山供烴。潛山儲集層類型多,主要有碳酸巖鹽儲層、變質(zhì)巖儲層、火成巖儲層、碎屑巖儲層。
在構造演化過程中,前古近系與古近系之間不整合間斷時間的長短(即潛山埋藏時間的早晚)、潛山形成時間的早晚及后期構造運動的改造作用直接影響著潛山儲層次生孔隙和裂縫的發(fā)育程度。潛山隆起與最終埋藏的間隔階段,中上元古界、古生界碳酸鹽巖遭受風化剝蝕,淋濾作用加強,是古巖溶發(fā)育的重要時期[37]。潛山多處于構造活動帶上,后期構造活動特別是新生代構造運動對潛山結構改造強烈,裂縫發(fā)育,同時有利于風化作用向潛山更深層作用,改善潛山油氣運移通道和儲集空間[38]。
綜上所述,從潛山類型角度分析,侵蝕殘丘型和拉張斷壘型具有較好的油氣勘探前景;在構造位置上,大中型低凸起(遼西凸起南端SZ36-1)、凸起傾沒帶(渤中低凸起PL7-1中生界潛山、西部的沙壘田凸起西側(cè)—歧口凹陷)和凹陷斜坡區(qū)(渤中凹陷西南緩坡帶)是有利的潛山成藏區(qū)。
1)結合渤海灣盆地演化過程,將渤海海域前古近系潛山地層結構劃分為太古界—元古界構造層、古生界構造層和中生界構造層。
2)渤海海域主要發(fā)育NE—SW、近E—W及NW—SE向等3組斷裂。通過對斷層系統(tǒng)梳理,渤海海域的潛山構造可劃分為擠壓褶皺構造、伸展斷裂構造、走滑構造、反轉(zhuǎn)構造、底辟構造等5大類。擠壓褶皺構造主要見于渤西地區(qū),形成于印支期;伸展斷裂構造形成于燕山期,喜馬拉雅期進一步加強;走滑構造受控于郯廬斷裂;巖漿刺穿構造既有燕山期形成的,亦有少量新生代形成的。
3)渤海海域潛山具有多成因、多結構、多巖性、多形態(tài)的復雜特征,以“成因—結構”為原則將渤海海域前古近系潛山劃分為2大類7小類。成因上,按內(nèi)、外動力地質(zhì)作用分為地貌型、構造型2大類,并結合潛山構造樣式進可細分為侵蝕殘丘型、拉張斷壘型、拉張斷塊—斷階型、擠壓褶皺型、褶皺斷塊型、斜滑斷塊型和反轉(zhuǎn)斜坡型等7類。其中侵蝕殘丘型潛山和拉張斷壘型潛山具有較好的油氣勘探前景。