Discovery of hydrocarbon display zone and its exploration significance in the eastern Nima basin, Tibet
-
摘要:
野外地质调查过程中，在尼玛盆地东部字康勒—康嘎勒一带发现长约55 km的油气显示带，在1：25万尼玛县地质图上标注为白垩系竟柱山组。通过剖面实测及样品地球化学特征分析，采集的24件样品泥页岩有机碳含量较高，平均TOC含量为1.32%，平均生烃潜量为7.38 mg/g，有12件样品TOC大于1%，成熟度也较适中，属好—极好生油岩级别。由此认为，尼玛盆地东部赛布错坳陷生油条件好于达则错坳陷，可作为下一步盆地重点工作区域。油气显示带的发现为尼玛盆地与伦坡拉盆地的地层对比提供了依据，也为盆地下一步的重点工作开辟了新的方向。
Abstract:In the field geological survey, an oil and gas belt about 55 km long was found in the Zikangle-Kanggale area in the eastern part of Nima Basin, which is hosted in the Cretaceous Jingzhushan Formation.Outcrop studies and geochemical analysis of 24 collected samples indicate that the organic carbon content is high, with an average TOC content of 1.32% and an average potential of generating hydrocarbon of 7.38 mg/g, 12 samples of which have TOC higher than 1%, with moderate compositional maturity, suggesting to be good-very good source rock grade.It is concluded that the hydrocarbon generation conditions of the Saibucuo Depression in the eastern Nima basin are better than those of the Dazecuo Depression.Saibucuo Depression can be considered as the next key target for exploration in this basin.The discovery of this oil and gas belt can provide a basis for the stratigraphic correlation between the Nima basin and Lunpola basin, and open up a new direction for the hydrocarbon exploration.
-
Key words:
- Tibet /
- hydrocarbon display /
- Nima basin /
- organic matter abundance
-
青藏高原内部发育许多白垩纪以来形成的沉积盆地[1]，尼玛盆地即是其中的一个代表。尼玛盆地东部的伦坡拉盆地是在燕山期褶皱基底上发育的古近纪—新近纪陆相盆地，是西藏目前唯一获得工业油流的盆地[2-6]，证实青藏高原新生代陆相盆地具备油气成藏的条件。尼玛盆地与伦坡拉盆地具有类似的发育条件，中国地质调查局发展研究中心自2005年开始对尼玛盆地及其外围开展了首次石油地质野外调查，在尼玛盆地措罗镇南10~12 km处发现了油气显示——脉状沥青和浸染状沥青，并且在油气显示区附近，还发育新近系中的表层褶皱构造“照祖背斜”，并证实该油气显示为与伦坡拉盆地牛堡组下段地层相当的地层[7-9]，尼玛盆地北部坳陷范围的巫噶错盆地发育的地层为古近系—新近系，且地层特征与尼玛盆地南部坳陷的牛堡组相似。Kapp等[10]通过对尼玛盆地大面积分布的红层进行黑云母同位素40Ar/39Ar测年，提出盆地地层的年代为渐新世—中新世。
2016年中国地质调查局油气资源调查中心在尼玛盆地措折罗玛镇南约10 km处的查昂巴剖面发现累计厚度超过100 m的沥青显示层①，表明盆地南部坳陷经历了大规模油气生成、运移、聚集和散失的过程。2017年，笔者在尼玛盆地东部赛布错南宋我日—康嘎勒一线发现长达55 km的沥青显示及油页岩带，这一发现对于尼玛盆地的认识具有重要意义。
1. 区域地质背景
尼玛盆地是叠加在班公湖-怒江缝合带和侏罗系—白垩系海相盆地之上的陆相盆地，整体为一叠合盆地。南部为拉萨地体，北部为羌塘地体，南北宽10~50 km，东西长约200 km，盆地总面积约3000 km2，整体呈狭长的带状展布(图 1)。盆地东部与伦坡拉盆地相邻，西部与洞错-中仓盆地相邻。尼玛盆地的基底由中三叠统确哈拉群，中侏罗统俄蒙勒群、去申拉群，上侏罗统—下白垩统沙木罗群，下白垩统多尼组、郎山组组成。晚古近纪以来，随着印度板块与欧亚板块碰撞，青藏高原剧烈隆升，使尼玛盆地遭受强烈的改造，造成地层的大量剥蚀，最终形成现今构造残留盆地的面貌[11-15]。
尼玛盆地仅在盆地北部边缘和外围有古近系红层零星分布于侏罗系基底之上，盆地内部分地区古近系也剥蚀了相当一部分，比如，在措罗镇南—尼玛一线，可见到丁青湖组和牛堡组上部大面积暴露地表，遭受剥蚀，在伦坡拉盆地西部边缘多加岭至索摸恐青，也可见到丁青湖组大范围出露地表[16-17]。
依据产出层位，尼玛盆地烃源岩可划分为盆地基底海相地层烃源岩和盆地陆相地层烃源岩2类，海相基底地层烃源岩主要为上侏罗统拉贡塘组泥页岩、下白垩统郎山组(包括捷嘎组)灰岩、多尼组二段+三段(多巴组)灰岩和多尼组一段(川巴组)泥岩；盆地陆相地层烃源岩主要为古新统—始新统牛堡组和渐新统丁青湖组的泥页岩。
本文根据中国地质调查局油气资源调查中心2015年在尼玛盆地实施的高精度二维地震资料[18]，将尼玛盆地划分为达则错坳陷(南部坳陷)、甲若错坳陷(北部坳陷)和中央隆起带3个构造单元②，结合野外实测剖面及室内样品分析，研究尼玛盆地东部新发现的沥青显示、油页岩特征及其勘探意义。
2. 油气显示位置及宏观特征
油气显示在尼玛盆地东部字康勒—康嘎勒一带，长约55 km，呈东西向展布(图 2)，在1:25万尼玛县地质图上标注为白垩系竟柱山组。油气显示带可见油页岩及晶洞油苗，位置西起查昂巴，经字康勒—宋我日，东至康嘎勒。实测康嘎勒剖面中，见2套油页岩与泥灰岩互层层段，下部层段厚320 m，上段厚140 m，累积厚度达460 m，油页岩与黄灰色、灰绿色泥灰岩、钙质泥岩互层产出，油页岩呈极薄页片状产出，单层厚度最大达30 cm(图 3-A、B)，点火见油烟冒出，具有强烈的油气味，且与晶洞沥青层相伴产出。晶洞油苗主要包括2种产状，其一为晶洞沥青，其二为裂隙沥青，晶洞最大2 cm，裂隙沥青脉宽6 mm(图 3-C、D)，主要产于灰岩和泥灰岩中。
图 2. 尼玛盆地东部地质调查点分布图Figure 2. Distribution of geological survey sites in the eastem Nima basin3. 地球化学特征
3.1 康嘎勒实测地层剖面
康嘎勒剖面位于尼玛盆地卡规错北东13 km处的康嘎勒居民点附近(图 1)，剖面起点坐标为北纬31°57′11.29″、东经88°23′05.00″，终点坐标为北纬31°56′40.71″、东经88°23′03.22″，地层出露良好，层系清晰，剖面未见顶底(图 4)，剖面列述如下。
图 4. 尼玛盆地康嘎勒白垩系竟柱山组实测地层剖面柱状图Figure 4. Stratigraphic column of Jingzhushan Formation in Kanggala area of Nima basin————————未见顶————————
＞556.1 m
27.紫红色泥岩，间夹浅灰色中砂岩 97.53 m
26.紫红色泥岩夹青灰色细砂岩，黑灰色泥页岩，黄灰色泥灰岩 36.19 m
25.中下部紫红色泥岩，顶部2 m灰色泥灰岩，夹50 cm厚的灰黑色泥页岩 30.32 m
24.底部灰绿色泥灰岩，中部紫红色泥岩，顶部黄灰色泥灰岩 15.65 m
23.紫红色泥岩，底部和中上部见有4层黄灰色泥灰岩，上部夹2层15 cm厚泥页岩 35.47 m
22.底部灰红色粗砂岩，顶部灰绿色.灰红色细砾岩 19.90 m
21.紫红色泥岩与灰红色细砂岩互层 31.14 m
20.底部浅灰色泥灰岩，中部紫红色泥岩夹黄灰色泥灰岩及灰黑色钙质泥岩，上部紫红色细砂岩 40.55 m
19.底部为黄灰色钙质泥岩夹灰黑色页岩及紫红色泥岩，中部紫红色泥岩，上部紫红色细砂岩 18.79 m
18.杂色泥岩夹3层黄灰色泥灰岩，泥岩有黄灰色、紫红色、浅灰色，底、中、顶见有3层泥灰岩，中下部见2层15~20 cm黑色泥页岩 8.58 m
17.下部和顶部黄灰色钙质页岩，中部暗紫红色泥岩，底部见8 cm厚黑色泥页岩 5.28 m
16.紫红色泥岩 13.86 m
15.底部见2 m厚灰色细砂岩，中上部紫红色泥岩夹灰绿色粉砂岩、紫红色粉砂岩 11.88 m
14.灰绿色泥灰岩与紫红色泥岩互层，19 m、28 m、36 m处泥灰岩夹3层厚约30 cm厚的黑色泥页岩 16.50 m
13.底部暗紫红色泥岩，中部紫红色泥岩夹灰色泥灰岩 9.90 m
12.底部见1m厚灰绿色细砂岩，中部紫红色砂岩，上部灰红色细砂岩 6.80 m
11.下部细砂岩，上部紫红色泥岩 10.88 m
10.见6层浅灰色泥灰岩与灰绿色钙质泥岩不等厚互层，中部间夹5~8 cm黑色泥页岩 13.60 m
9.底部紫红色泥岩，中部细砂岩，顶部泥灰岩 2.04 m
8.顶底部浅灰色泥灰岩，中部紫红色泥岩和粉砂岩 6.12 m
7.中上部和顶部为紫红色泥岩，中下部细砂岩 14.28 m
6.浅灰色泥灰岩，顶部泥灰岩间夹暗紫红色页岩 19.13 m
5.暗紫红色泥岩 8.83 m
4.下部灰红色泥岩，上部浅灰色薄中层粉砂岩 14.71 m
3.灰黑色泥页岩，中部夹10 cm泥灰岩 5.15 m
2.暗紫红色细砂岩夹灰红色粉砂质泥岩 6.62 m
1.灰色泥灰岩间夹灰色钙质泥岩及20 cm厚黑色泥页岩，单个旋回厚度2 m左右，见3~4个旋回 19.13 m
0.灰绿色砾岩与中砂岩互层 37.18 m
————————未见底————————
3.2 有机质丰度
在评价青藏高原地表高演化烃源岩样品有机质丰度时，由于可溶有机质如氯仿沥青“A”、总烃及残余生烃潜力受地面风化和成熟度影响极大，一般不作为烃源岩评价的主要指标; 而残余总有机碳(TOC)受地面风化和成熟度的影响较小，是烃源岩评价最重要的有机地球化学指标[19-20]。
本次在康嘎勒剖面共分析了烃源岩样品15件，岩性包括黑色或暗色泥岩、页岩。根据最新测试的有机碳和岩石热解数据(表 1)，康嘎勒竟柱山组剖面泥页岩有机碳含量低，平均仅为0.27%，15件泥页岩样品中，仅1件样品落入好生油岩范围，热演化程度也多处于低成熟-成熟阶段；而在野外地质路线上竟柱山组中采集了24件样品，泥页岩有机碳含量较高，平均TOC含量为1.32%，平均生烃潜量为7.38 mg/g，24件样品中有12件大于1%，成熟度较适中，属好—极好生油岩级别。由于所有样品都采自地表露头，受到风化作用的影响，因此实际的有机质丰度可能更高。
表 1. 尼玛盆地白垩系竟柱山组烃源岩有机质丰度数据Table 1. Organic abundance of source rock of Jingzhushan Formation in Nima basin剖面/路线代号 位置 岩性 层位 有机碳含量(TOC)/% 生烃潜量(S1+S2) /(mg·g-1) 热解峰温(Tmax) /℃ NKP 康嘎勒 泥页岩 竟柱山组 0.04∼1.730.27(15) 0.048∼9.081.06(15) 439∼509459.3(15) D1-D4 查昂巴-康嘎勒 泥页岩 竟柱山组 0.04∼5.291.32(24) 0.04∼41.247.38(24) 433∼540460.6(24) 注：A~B/C(n)：A为最小值；B为最大值；C为平均值；n为样品个数 | Show Table
DownLoad:
CSV
3.3 化石
最新研究观察发现，在康嘎勒剖面湖相地层中，发现介形虫、鱼化石等古生物[21-23]，尤其是鱼化石，保存完好，具有清晰的鱼脊和尾部形态，具体种属及生存时代还有待进一步的鉴定。据目前研究，鱼化石主要发现在伦坡拉盆地伦坡日和爬爬山两地，见于丁青湖组。鱼化石的发现可能为尼玛盆地与伦坡拉盆地地层的对比提供了重要依据。
4. 勘探意义
对原尼玛盆地的构造分析，认为该盆地具有三分格局，以中部侏罗系木嘎岗日群(J1-2m)变质砂板岩底出露为标志，将盆地划分为北部坳陷、南部坳陷和中央隆起3个构造单元。2015年中国地质调查局油气资源调查中心在尼玛盆地部署了高精度二维地震，揭示尼玛盆地具有“南北坳陷、中部隆起”的两凹一隆构造格局，凹隆沿北西—南东向展布，并具有北深南浅、西深东浅的特征，圈定出北部坳陷和南部坳陷2个有利远景区。2016年，在尼玛盆地南部坳陷部署了藏尼地1井，但未钻获油气显示和好的烃源岩(图 5)。根据本次盆地东部大规模油气显示带的发现，认为该盆地除有南北分带的特点外，还有东西分块的特点，即东部赛布错坳陷和西部达则错坳陷，其中赛布错坳陷生油条件好于达则错坳陷。
图 5. 藏尼地1井牛二段1000~1100 m地层柱状图Figure 5. Stratigraphic column of 1000~1100 m in the Second Sector of Niubao Formation, well Zangnidi 1本次在尼玛盆地东部大规模油气显示带的发现，通过有机地球化学研究，不仅表明尼玛盆地具有较好的生烃潜力，经历了油气生成、运移和聚集的过程，是值得进一步重视的含油气盆地，也为尼玛盆地下一步的工作重点开辟了新的方向，同时为其与伦坡拉盆地地层的对比也提供了重要依据，对评价发育在班公湖-怒江缝合带上的伦坡拉陆相盆地群具有重要意义。从维护社会稳定、促进西藏经济发展的角度看，在青藏高原的油气勘探与突破，有着重大的经济和社会意义。寻找和开发青藏高原的油气资源，无疑对巩固国防、稳定边疆、加强民族团结、加快西藏的社会与经济发展，建立国家能源安全体系具有十分重要的战略意义。
5. 结论与建议
(1) 尼玛盆地紧邻西藏目前唯一取得工业油流的伦坡拉盆地，具有与伦坡拉盆地类似的大地构造背景，勘探前景广阔。本次长达55 km的油气显示带的发现，表明盆地除有南北分带的特点外，还有东西分块的特点。目前认为，盆地的生油坳陷主要位于盆地东部宋我日—康嘎勒一带，以油页岩和暗色泥岩的出现为标志。所以，尼玛盆地下一步的勘探重点应该转移到盆地东部，即赛布错地区。
(2) 本次发现的油气显示带在1:25万尼玛县地质图上标注为白垩系竟柱山组，但是南部坳陷带竟柱山组为一套红色碎屑岩地层，仅在局部层段夹有黄灰色灰岩、灰绿色泥岩，生油条件差，室内分析的有机碳含量普遍偏低。且在康嘎勒剖面湖相地层中，发现介形虫、鱼化石等古生物化石，而鱼化石主要发现在伦坡拉盆地伦坡日和爬爬山两地，见于丁青湖组。这对油气显示带的地层归属问题提出了疑问，下一步应加强微体古生物、生物地层及生物分带的研究，为后续尼玛盆地的勘探工作提供基础。
致谢
成文过程中得到成都理工大学夏国清副教授的指导，并在野外工作中得到其团队的协助，在此一并致谢。
-
表 1 尼玛盆地白垩系竟柱山组烃源岩有机质丰度数据
Table 1. Organic abundance of source rock of Jingzhushan Formation in Nima basin
剖面/路线代号 位置 岩性 层位 有机碳含量(TOC)/% 生烃潜量(S1+S2) /(mg·g-1) 热解峰温(Tmax) /℃ NKP 康嘎勒 泥页岩 竟柱山组 0.04∼1.730.27(15) 0.048∼9.081.06(15) 439∼509459.3(15) D1-D4 查昂巴-康嘎勒 泥页岩 竟柱山组 0.04∼5.291.32(24) 0.04∼41.247.38(24) 433∼540460.6(24) 注：A~B/C(n)：A为最小值；B为最大值；C为平均值；n为样品个数
下载: 导出CSV
-
[1] 宋博文, 徐亚东, 梁银平, 等. 中国西部新生代沉积盆地演化[J]. 地球科学, 2014, 39(8): 1036-1044. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX201408008.htm
[2] 高瑞祺, 赵政璋. 中国油气新区勘探, 第六卷, 青藏高原石油地质[M]. 北京: 石油工业出版社, 2001: 224-231.
[3] 艾华国, 兰林英, 朱宏泉, 等. 伦坡拉第三纪盆地的形成机理及石油地质特征[J]. 石油学报, 1998, 19(2): 21-27. doi: 10.3321/j.issn:0253-2697.1998.02.004
[4] 付孝悦, 张修富. 西藏高原石油地质[M]. 北京: 石油工业出版社, 2005: 71-80.
[5] 李英烈. 伍新和, 汪锐, 等. 西藏伦坡拉盆地中央凹陷带探获油气[J]. 中国地质, 2018, 45(4): 853-854. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201804017.htm
[6] 李英烈. 伍新和, 汪锐, 等. 西藏伦坡拉盆地旺2井钻获油气发现[J]. 中国地质, 2019, 46(3): 662-663. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201903017.htm
[7] 蒋忠惕, 张家强, 王德杰. 西藏尼玛地区油气显示的发现及意义[J]. 地质通报, 2006, 25(9/10): 1189-1193. doi: 10.3969/j.issn.1671-2552.2006.09.034
[8] 李亚林, 王成善, 朱利东, 等. 西藏尼玛盆地油页岩的发现及其地质意义[J]. 地质通报, 2010, 29(12): 1873-1874. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20101216&flag=1
[9] 孙涛, 王成善, 李亚林, 等. 西藏尼玛盆地古近系牛堡组烃源岩生烃能力及分子地球化学特征[J]. 矿物岩石地球化学通报, 2013, 32(2): 243-251. doi: 10.3969/j.issn.1007-2802.2013.02.010
[10] Kapp P, DeCelles P G, Gehrels G E, et al. Geological records of the Lhasa-Qiangtang and Indo-Asian collisions in the Nima area of central Tibet[J]. GSA Bulletin, 2007, 119(7/8): 917-933. http://gji.oxfordjournals.org/cgi/ijlink?linkType=ABST&journalCode=gsabull&resid=119/7-8/917
[11] DeCelles P G, Quade J, Kapp P, et al. High and dry in centralTibet during the late Oligocene[J]. Earth and PlanetaryScience Letters, 2007, 253: 389-401. doi: 10.1016/j.epsl.2006.11.001
[12] 王波明, 周家声, 闻涛, 等. 西藏尼玛盆地陆相地层归属及其油气意义[J]. 天然气技术, 2009, 3(4): 21-24. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-TRJJ200904009.htm
[13] 肖序常, 王军. 青藏高原构造演化及隆升的简要评述[J]. 地质论评, 1998, 44(4): 372-381. doi: 10.3321/j.issn:0371-5736.1998.04.006
[14] DeCelles P G, Kapp P, Ding L, et al. Late Cretaceous to middleTertiary basin evolution in the central Tibetan Plateau: Changingenvironments in response to tectonic partitioning, aridification, andregional elevation gain[J]. GSA Bulletin, 2007, 119(5/6): 654-680.
[15] 卢志友, 杨文光, 朱利东, 刘和, 陶刚, 欧阳慧子. 西藏尼玛盆地古近系牛堡组烃源岩地球化学特征[J]. 地质与勘探, 2018, 54(5): 1060-1068. doi: 10.3969/j.issn.0495-5331.2018.05.017
[16] 王剑, 谭富文, 李亚林, 等. 青藏高原重点沉积盆地油气资源潜力分析[M]. 北京: 地质出版社, 2004: 284-285.
[17] 陈国荣, 刘鸿飞, 蒋光武, 等. 西藏班公湖-怒江结合带中段沙木罗组的发现[J]. 地质通报, 2004, 23(2): 193-194. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20040232&flag=1
[18] 李桂林, 田玉昆, 尹吴海等. 西藏高原地区低频可控震源高密度宽线地震采集技术攻关与应用——以尼玛盆地低频可控震源采集为例[J]. 地球物理学进展, 2019, 34(1): 113-118. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQWJ201901015.htm
[19] 秦建中, 刘宝泉, 国建英, 等. 关于碳酸盐烃源岩的评价标准[J]. 石油实验地质, 2004, 26(3): 281-286. doi: 10.3969/j.issn.1001-6112.2004.03.012
[20] 秦建中, 刘宝泉. 海相不同类型烃源岩生排烃模式研究[J]. 石油实验地质, 2005, 27(1): 74-80. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYSD20050100C.htm
[21] 邓涛, 王世骐, 颉光普, 等. 藏北伦坡拉盆地丁青组哺乳动物化石对时代和古高度的指示[J]. 科学通报, 2011, 56(34): 2873-2880. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB201134007.htm
[22] 李英烈, 伍新和, 汪锐. 西藏尼玛盆地发现多种化石: 地层划分新证据[J]. 中国地质, 2018, 45(6): 230-231. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DIZI201806023.htm
[23] 曾胜强, 陈文彬, 付修根, 等. 青藏高原尼玛盆地东部古近系昆虫化石的发现及其对古气候的指示[J]. 地质通报, 2020, 39(7): 1121-1124. http://dzhtb.cgs.cn/gbc/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20200717&flag=1
① 伍新和, 汪锐, 李英烈, 等. 伦坡拉、尼玛与措勤盆地油气基础地质调查2016年项目成果报告. 中国地质调查局油气资源调查中心, 2016.
② 夏响华, 李英烈, 伍新和, 等. 西藏尼玛盆地油气基础地质调查项目成果报告. 中国地质调查局油气资源调查中心, 2015.
-
图(5)
表(1)
计量
- 文章访问数: 769
- PDF下载数: 3