准噶尔盆地红车断裂带石炭系重新认识及油气成藏特征

doi:10.11743/ogg20240115

摘要/Abstract

摘要：

准噶尔盆地红车断裂带石炭系岩性、内幕结构及接触关系复杂，为建立其地层层序，以野外露头建立的石炭系地层系统为基础，通过岩性、电性和地震属性精细地层标定，依据岩性组合特征、地震波组特征和地层接触关系进行综合分析，将西北缘后山石炭系地层系统引入盆内进行井下地层对比，建立石炭系层序剖面并开展精细地层划分与对比，在石炭系地层格架基础上开展优势岩相分析。结果表明：①准噶尔盆地盆内井下钻揭地层为上石炭统，由新到老依次为阿腊德依克赛组、哈拉阿拉特组和成吉思汗山组，整体向西超覆抬升，呈现“东西分带、南北分块”构造格局。②成吉思汗山组主要发育爆发相火山角砾岩，受推覆作用影响，阿腊德依克赛组和哈拉阿拉特组超覆尖灭，南部爆发相剥蚀减少，主体发育火山沉积相和碎屑岩沉积相。③主要含油层为成吉思汗山组和哈拉阿拉特组，南部火山角砾岩及局部安山玄武岩为油气有利指向区。

关键词: 断阶带, 爆发相, 火山沉积相, 火山角砾岩, 石炭系, 红车断裂带, 准噶尔盆地

Abstract:

This study focuses on the Carboniferous strata in the Hongche fault zone， Junggar Basin， which are characterized by complex lithology， interior architecture， and stratigraphic contact. To establish the Carboniferous stratigraphic sequence in the fault zone， we conduct a comprehensive analysis under the guidance of the Carboniferous stratigraphic system based on outcrops. This analysis involves examining the lithologic assemblage features， seismic wave group characteristics， and stratigraphic contacts through the fine calibration of lithological properties， electrical properties， and seismic attributes. By comparing the Carboniferous strata in wells with the Carboniferous stratigraphic system based on outcrops in the mountainous area on the northwestern margin of the Junggar Basin， we establish the stratigraphic sequence profiles of the Carboniferous in the fault zone and conduct fine division and correlation of the strata. Additionally， we analyze dominant lithofacies in the Carboniferous strata based on the established Carboniferous stratigraphic framework. Key findings are as follows：（1） Drilling data from the Junggar Basin reveals that the Carboniferous strata in the Hongche fault zone can date back to the Late Carboniferous and consist of the Aladeyikesai （C₂a）， Hala’alate （C₂h）， and Chengjisihanshan （C₂c） formations top to bottom. These strata demonstrate a westward overlapping and uplifting trend overall， resulting in a tectonic framework characterized by west-east zonation and north-south partition；（2） The C₂c is composed of volcanic breccias of explosive facies. In contrast， the C₂a and C₂h exhibit overlapping and pinchout due to napping. Both formations exhibit decreasing denudation under explosion in the southern part， with the main body primarily presenting volcanic and clastic sedimentary facies；（3） In the Hongche fault zone， the primary oil-bearing pay intervals include the C₂c and C₂h， with volcanic breccias in the southern part and localized andesitic basalts serving as favorable targets for hydrocarbon exploration.

Key words: fault terrace zone, explosive facies, volcanic sedimentary facies, volcanic breccia, Carboniferous, Hongche fault zone, Junggar Basin

中图分类号:

TE121.3

潘虹,于庆森,李晓山,等. 准噶尔盆地红车断裂带石炭系重新认识及油气成藏特征[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(1): 215-230. doi: 10.11743/ogg20240115 Hong PAN,Qingsen YU,Xiaoshan LI,et al. Recognition of the Carboniferous strata in the Hongche fault zone， Junggar Basin and its hydrocarbon accumulation characteristics[J]. Oil & Gas Geology, 2024, 45(1): 215-230. doi: 10.11743/ogg20240115

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参考文献 34

1	侯连华，罗霞，王京红，等. 火山岩风化壳及油气地质意义——以新疆北部石炭系火山岩风化壳为例［J］. 石油勘探与开发， 2013， 40（3）： 257-265， 274.
	HOU Lianhua， LUO Xia， WANG Jinghong， et al. Weathered volcanic crust and its petroleum geologic significance： A case study of the Carboniferous volcanic crust in northern Xinjiang［J］. Petroleum Exploration and Development， 2013， 40（3）： 257-265， 274.
2	齐洪岩，李亮，张吉辉，等. 准噶尔盆地车471井区亿吨级火山岩油气藏发现历程及意义［J］. 中国石油和化工标准与质量， 2019， 39（8）： 98-99.
	QI Hongyan， LI Liang， ZHANG Jihui， et al. Discovery process and significance of 100 million ton volcanic reservoir in Che 471 Well area， Junggar Basin［J］. China Petroleum and Chemical Standard and Quality， 2019， 39（8）： 98-99.
3	殷文，冯程，周发鑫，等. 红车断裂带石炭系火山岩岩性岩相特征分析及储层识别［J］. 中国石油大学学报（自然科学版）， 2023， 47（1）： 50-61.
	YIN Wen， FENG Cheng， ZHOU Faxin， et al. Lithology and lithofacies characteristics analysis and reservoir identification of Carboniferous volcanic rocks in Hongche Fault Zone［J］. Journal of China University of Petroleum （Edition of Natural Science）， 2023， 47（1）： 50-61.
4	靳军，王剑，杨召，等. 准噶尔盆地克—百断裂带石炭系内幕储层测井岩性识别［J］. 岩性油气藏， 2018， 30（2）： 85-92.
	JIN Jun， WANG Jian， YANG Zhao， et al. Well logging identification of Carboniferous volcanic inner buried-hill reservoirs in Ke-Bai Fault Zone in Junggar Basin［J］. Lithologic Reservoirs， 2018， 30（2）： 85-92.
5	潘虹，李晓山，金萍，等. 准噶尔盆地车排子凸起石炭系火山岩体识别及解剖［J］. 东北石油大学学报， 2022， 46（6）： 40-51.
	PAN Hong， LI Xiaoshan， JIN Ping， et al. Identification and internal anatomy of Carboniferous volcanic reservoir of Chepaizi Uplift in Junggar Basin［J］. Journal of Northeast Petroleum University， 2022， 46（6）： 40-51.
6	邱争科，李婷，杨兴，等. 准噶尔盆地克-百断裂带石炭系内幕成藏特征［J］. 西南石油大学学报（自然科学版）， 2020， 42（5）： 39-47.
	QIU Zhengke， LI Ting， YANG Xing， et al. The internal characteristics of Carboniferous in Ke-Bai Fault Zone in the northwest margin of Junggar Basin［J］. Journal of Southwest Petroleum University（Science & Technology Edition）， 2020， 42（5）： 39-47.
7	潘虹，李晓山，钱川川，等. 准噶尔盆地克百断裂带石炭系内幕型火山岩储层特征及成藏规律［J］. 东北石油大学学报， 2022， 46（1）： 62-75， 122.
	PAN Hong， LI Xiaoshan， QIAN Chuanchuan， et al. Characteristic and accumulation Patterns of Carboniferous inside-type volcanic reservoir in Kebai Fault Zone of Junggar Basin［J］. Journal of Northeast Petroleum University， 2022， 46（1）： 62-75， 122.
8	LI Xiaoshan， PAN Hong， WU Yuxiao， et al. Main control factors and hydrocarbon accumulation model of volcanic oil reservoirs with complex oil-water relationships： A case study of the Carboniferous in the Chepaizi Uplift， the Junggar Basin， China［J］. Minerals， 2022， 12（11）： 1357.
9	赵耀，潘虹，骆飞飞，等. 准噶尔盆地红车断裂带石炭系火山岩储层特征及质量控制因素［J］. 石油与天然气地质， 2023， 44（5）： 1129-1140.
	ZHAO Yao， PAN Hong， LUO Feifei， et al. Characteristics and quality determinants of Carboniferous volcanic reservoirs in the Hongche Fault Zone， Junggar Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2023， 44（5）： 1129-1140.
10	李军. 准噶尔盆地西北缘石炭系火山岩油藏储层分布规律及控制因素研究［D］. 北京：中国地质大学（北京）， 2008： 34-40.
	LI Jun. The study on distribution characteristics and controlling factors of Carboniferous volcanic reservoir of the northwestern margin， Junggar Basin［D］. Beijing： China University of Geosciences（Beijing）， 2008： 34-40.
11	李艳平，黄芸，袁波，等. 卡拉麦里山前石炭系火山岩序列层位归属及分布研究［J］. 新疆地质， 2016， 34（4）： 518-522.
	LI Yanping， HUANG Yun， YUAN Bo， et al. Study on the ownership and distribution of volcanic rock sequence of Carboniferous at Kalamaili piedmont［J］. Xinjiang Geology， 2016， 34（4）： 518-522.
12	凌立苏，何文渊，黄卫东，等. 准噶尔盆地克拉美丽气田高效勘探实践［J］. 天然气工业， 2010， 30（2）： 7-10.
	LING Lisu， HE Wenyuan， HUANG Weidong， et al. Practices of highly efficient exploration in the Kelameili Gas Field， Junggar Basin［J］. Natural Gas Industry， 2010， 30（2）： 7-10.
13	李永军，佟丽莉，张兵，等. 论西准噶尔石炭系希贝库拉斯组与包古图组的新老关系［J］. 新疆地质， 2010， 28（2）： 130-136.
	LI Yongjun， TONG Lili， ZHANG Bing， et al. On the old and new relationship between Xibeikulasi Formation and Baogutu Formation of the Carboniferous system， west Jaggar［J］. Xinjiang Geology， 2010， 28（2）： 130-136.
14	向坤鹏，李永军，徐磊，等. 西准噶尔包古图-哈图地区 “太勒古拉组” 使用商榷［J］. 新疆地质， 2013， 31（3）： 148-152.
	XIANG Kunpeng， LI Yongjun， XU Lei， et al. Discussing the application of “Tailegula Formation” in Baogutu-Hatu region， west Junggar， Xinjiang［J］. Xinjiang Geology， 2013， 31（3）： 148-152.
15	安芳，魏少妮，方正坤，等. 西准噶尔希贝库拉斯组凝灰质砂砾岩岩石学和锆石U-Pb年代学及对沉积层序的指示意义［J］. 地质学报， 2019， 93（8）： 1954-1967.
	AN Fang， WEI Shaoni， FANG Zhengkun， et al. Petrology and zircon U-Pb geochronology of tuffaceous conglomerate in the Xibeikulasi Formation， west Junggar， and its implication for sedimentary sequence［J］. Acta Geologica Sinica， 2019， 98（3）： 1954-1967.
16	王韬，徐倩，李永军，等. 车排子油田南部火山岩地质时代及成因［J］. 新疆石油地质， 2022， 43（2）： 160-168.
	WANG Tao， XU Qian， LI Yongjun， et al. Geological age and petrogenesis of volcanic rocks in southern Chepaizi Oilfield［J］. Xinjiang Petroleum Geology， 2022， 43（2）： 160-168.
17	陈江新，徐倩，李永军，等. 车排子地区车47井石炭系划分及对比［J］. 新疆石油地质， 2022， 43（4）： 410-416.
	CHEN Jiangxin， XU Qian， LI Yongjun， et al. Stratigraphic division and correlation of Carboniferous strata in Well Che 47 in Chepaizi area［J］. Xinjiang Petroleum Geology， 2022， 43（4）： 410-416.
18	赖世新，姚卫江，邹红亮，等. 准噶尔盆地西北缘界山石炭系—二叠系与玛湖凹陷地震地层的关系［J］. 地层学杂志， 2021， 45（2）： 151-159.
	LAI Shixin， YAO Weijiang， ZOU Hongliang， et al. The relationship between the Carboniferous-Permian strata in the boundary mountains of the northwestern margin of the Junggar Basin and seismic stratigraphy in Mahu Depression［J］. Journal of Stratigraphy， 2021， 45（2）： 151-159.
19	孟凯超. 辽河盆地曙光潜山内幕地层格架与储隔层分布特征研究［D］. 大庆：东北石油大学， 2015： 9-11.
	MENG Kaichao. Research on features of stratigraphic framework and the distribution of reservoir and restraining barrier in Shuguang inner buried hills of Liaohe Basin［D］. Daqing： Northeast Petroleum University， 2015： 9-11.
20	彭湘萍，李永军，李卫东，等. 西准哈拉阿拉特山一带阿腊德依克赛组层序、化石组合及沉积环境［J］. 新疆地质， 2016， 34（3）： 297-301.
	PENG Xiangping， LI Yongjun， LI Weidong， et al. The stratigraphic sequence， fossil assemblage and sedimentary environment of Aladeyikesai Formation in Hala’alate Mountain， west Junggar［J］. Xinjiang Geology， 2016， 34（3）： 297-301.
21	向坤鹏，李永军，李钊，等. 新疆西准噶尔哈拉阿拉特山火山岩LA ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及意义［J］. 地质学报， 2015， 89（5）： 843-855.
	XIANG Kunpeng， LI Yongjun， LI Zhao， et al. LA ICP-MS zircon age and geochemistry of the Aladeyikesai Formation volcanic rocks in the Halaalate Mountain of west Junggar， Xinjiang， and their tectonic significance［J］. Acta Geologica Sinica， 2015， 89（5）： 843-855.
22	王玉净，金玉玕，江纳言. 论哈拉阿拉特组的时代及古环境特征［J］. 地层学杂志， 1987， 11（1）： 53-57.
	WANG Yujing， JIN Yugan， JIANG Nayan. Discuss the age and ancient environment characteristics of Hala’alate Formation［J］. Journal of Stratigraphy， 1987， 11（1）： 53-57.
23	李甘雨，李永军，王冉，等. 西准噶尔哈拉阿拉特组火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄［J］. 西北地质， 2015， 48（3）： 12-21.
	LI Ganyu， LI Yongjun， WANG Ran， et al. Zircon LA-ICP-MS U-Pb dating of volcanics in Hala’alate Formation of western Junggar［J］. Northwestern Geology， 2015， 48（3）： 12-21.
24	向坤鹏，李永军，徐磊，等. 新疆西准噶尔白碱滩一带成吉思汗山组的建立及地质意义［J］. 西北地质， 2013， 46（2）： 63-68.
	XIANG Kunpeng， LI Yongjun， XU Lei， et al. The definition of Chengjisihanshan Formation and its significances in Baijiantan region， west Junggar， Xinjiang［J］. Northwestern Geology， 2013， 46（2）： 63-68.
25	郭丽爽，刘玉琳，王政华，等. 西准噶尔包古图地区地层火山岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年代学研究［J］. 岩石学报， 2010， 26（2）： 471-477.
	GUO Lishuang， LIU Yulin， WANG Zhenghua， et al. The zircon U-Pb LA-ICP-MS geochronology of volcanic rocks in Baogutu areas， western Junggar［J］. Acta Petrologica Sinica， 2010， 26（2）： 471-477.
26	安芳，朱永峰. 新疆西准噶尔包古图组凝灰岩锆石SHRIMP年龄及其地质意义［J］. 岩石学报， 2009， 25（6）： 1437-1445.
	AN Fang， ZHU Yongfeng. SHRIMP U-Pb zircon ages of tuff in Baogutu Formation and their geological significances［J］. Acta Petrologica Sinica， 2009， 25（6）： 1437-1445.
27	尹路，潘建国，谭开俊，等. 火山岩地震储层学在准噶尔盆地红车断裂带石炭系油气勘探中的应用［J］. 岩性油气藏， 2010， 22（4）： 25-30， 42
	YIN Lu， PAN Jianguo， TAN Kaijun， et al. Application of volcanic seismic reservoir to oil and gas exploration of Carboniferous in Hongche fault belt in Junggar Basin［J］. Lithologic Reservoirs， 2010， 22（4）： 25-30， 42.
28	范存辉，秦启荣，袁云峰，等. 红车断裂带石炭系构造特征及裂缝发育模式［J］. 特种油气藏， 2010， 17（4）： 47-49.
	FAN Cunhui， QIN Qirong， YUAN Yunfeng， et al. Structure characteristics and fracture development pattern of the Carboniferous in Hongche fracture belt［J］. Special Oil & Gas Reservoirs， 2010， 17（4）： 47-49.
29	董雪梅，李静，潘拓，等. 准噶尔盆地红车断裂带油气成藏条件及勘探潜力［J］. 石油学报， 2023， 44（5）： 748-764.
	DONG Xuemei， LI Jing， PAN Tuo， et al. Hydrocarbon accumulation conditions and exploration potential of Hongche Fault Zone in Junggar Basin［J］. Acta Petrolei Sinica， 2023， 44（5）： 748-764.
30	冯梓岩，殷文，钟云滔，等. 基于常规测井的火成岩岩性识别方法——以准噶尔盆地西北缘红车断裂带石炭系火成岩储层为例［J］. 东北石油大学学报， 2021， 45（5）： 95-108.
	FENG Ziyan， YIN Wen， ZHONG Yuntao， et al. Lithologic identification of igneous rocks based on conventional log： A case study of Carboniferous igneous reservoir in Hongche Fault Zone in northwestern Junggar Basin［J］. Journal of Northeast Petroleum University， 2021， 45（5）： 95-108.
31	HE Qingbo， CHEN Shijia， WANG Jian， et al. Geochemical characteristics and origin of crude oil from Carboniferous volcanic rocks in the Hongche Fault Zone of the Junggar Basin of China［J］. Frontiers in Earth Science， 2022， 10： 953245.
32	李建忠，王小军，杨帆，等. 准噶尔盆地中央坳陷西部下组合油气成藏模式及勘探前景［J］. 石油与天然气地质， 2022， 43（5）： 1059-1072.
	LI Jianzhong， WANG Xiaojun， YANG Fan， et al. Hydrocarbon accumulation pattern and exploration prospect of the structural traps in lower play of the western central depression in the Junggar Basin［J］. Oil & Gas Geology， 2022， 43（5）： 1059-1072.
33	刘得光，倪云燕，陈建平，等. 准噶尔盆地西北缘车排子凸起原油类型与油源［J］. 地质学报， 2023， 97（5）： 1576-1597.
	LIU Deguang， NI Yunyan， CHEN Jianping， et al. Types and sources of crude oil in the Chepaizi Uplift， northwest margin of the Junggar Basin［J］. Acta Geologica Sinica， 2023， 97（5）： 1576-1597.
34	单玄龙，王蔚，张新涛，等. 渤海海域渤中凹陷中生界火山机构地质模式及建造过程［J］. 石油与天然气地质， 2023， 44（3）： 675-688.
	SHAN Xuanlong， WANG Wei， ZHANG Xintao， et al. Geological model and construction process of the Mesozoic volcanic edifices in Bozhong Sag， Bohai Sea［J］. Oil & Gas Geology， 2023， 44（3）： 675-688.

系	组	化石组合	同位素年龄
石炭系	阿腊德依克赛组（C₂a）	珊瑚化石Roemeriporellajung garensis，Athyris circularis，Linoproductus cora，Neospiriferfasciger，subfasciger等	露头：303.8 Ma±2.4 Ma^［20-21］
	哈拉阿拉特组（C₂h）	腕足化石Balakhonia cf.silimica， Kotorginella tentoria， Stenoscisma mazhalaica；苔藓虫Rhomobopora sp.；牙形刺Declinognathodus cf.noduliferous；瓣鳃“Eimatulina” cf.linguata；珊瑚Hexphyllia sp.；有孔虫Eotuberitina sp.	露头：306.9 Ma±5.5 Ma^［22-23］；车68井：314.6 Ma±3.1 Ma^［16］
	成吉思汗山组（C₂c）	腕足Choristites sp.；珊瑚Pseudotimania sp.；车47井，具肋双气囊花粉Protohaploxypinus	露头：319.0 ~ 312.0 Ma^［24］
	希贝库拉斯组（C₁x）	—	—
	包古图组（C₁b）	腕足Gigantoproductus cf.edelburgensis，Linoproductuspraelongatus， L.simenensis，Buxtonlararirugosa，B.Searbrieula；珊瑚Rotiphyllumsokolovi；放射虫Asterpylorus sp.；蜒Eostaffella sp.；苔藓Rhombopora sp.，Fenestella sp.，Polypora sp.	露头：342.0 ~ 328.0 Ma^［26］，332.1 Ma±3.0 Ma^［25］；车探1井：350.3 Ma±4.8 Ma，358.8 Ma±9.6 Ma^［16］

[1]	杜晓宇, 金之钧, 曾联波, 刘国平, 杨森, 梁新平, 陆国青. 基于成像测井的深层陆相页岩油储层天然裂缝有效性评价[J]. 石油与天然气地质, 2024, 45(3): 852-865.
[2]	陈轩, 陶鑫, 覃建华, 许长福, 李映艳, 邓远, 高阳, 尹太举. 准噶尔盆地吉木萨尔凹陷及周缘二叠系芦草沟组异重流沉积[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(6): 1530-1545.
[3]	刘惠民, 张关龙, 范婕, 曾治平, 郭瑞超, 宫亚军. 准噶尔盆地腹部征沙村地区征10井的勘探发现与启示[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1118-1128.
[4]	赵耀, 潘虹, 骆飞飞, 李亮, 李丹杨, 谢宗瑞, 卢东连, 张琴. 准噶尔盆地红车断裂带石炭系火山岩储层特征及质量控制因素[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(5): 1129-1140.
[5]	王宏博, 马存飞, 曹铮, 李志鹏, 韩长城, 纪文明, 杨艺. 基于岩相的致密砂岩差异成岩作用及其储层物性响应[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(4): 976-992.
[6]	周家全, 王越, 宋子怡, 柳季廷, 成赛男. 准噶尔盆地博格达地区中二叠统芦草沟组热液硅质结核特征及页岩油意义[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 789-800.
[7]	孙靖, 尤新才, 薛晶晶, 曹元婷, 常秋生, 陈超. 准噶尔盆地异常压力特征及其对深层-超深层致密储层的影响[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(2): 350-365.
[8]	郭旭升, 周德华, 赵培荣, 刘曾勤, 张殿伟, 冯动军, 邢凤存, 杜伟, 陈刚, 杨帆, 孙川翔. 鄂尔多斯盆地石炭系-二叠系煤系非常规天然气勘探开发进展与攻关方向[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(5): 1013-1023.
[9]	李建忠, 王小军, 杨帆, 宋永, 阿布力米提·依明null, 卞保力, 刘海磊, 王学勇, 龚德瑜. 准噶尔盆地中央坳陷西部下组合油气成藏模式及勘探前景[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(5): 1059-1072.
[10]	印森林, 陈恭洋, 许长福, 熊先钺, 赵军, 胡可. 陆相混积细粒储集岩岩相构型及其对甜点的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(5): 1180-1193.
[11]	马克, 侯加根, 董虎, 吴国强, 闫林, 张丽薇. 页岩油储层混合细粒沉积孔喉特征及其对物性的控制作用[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(5): 1194-1205.
[12]	郑国伟, 高之业, 黄立良, 姜振学, 何文军, 常佳琦, 段龙飞, 魏维航, 王志伟. 准噶尔盆地玛湖凹陷二叠系风城组页岩储层润湿性及其主控因素[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(5): 1206-1220.
[13]	刘自亮, 张明何, 刘四兵, 王均杰, 郝景宇, 陈义才, 周月. 广西雪峰山南缘石炭系寺门组储层特征及其控制因素[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(4): 902-916.
[14]	唐勇, 宋永, 何文军, 赵龙, 杨海波, 赵长永, 郑孟林, 孙帅, 费李莹. 准噶尔叠合盆地复式油气成藏规律[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(1): 132-148.
[15]	王林生, 叶义平, 覃建华, 高阳, 邓远, 李映艳, 肖佃师. 陆相页岩油储层微观孔喉结构表征与含油性分级评价[J]. 石油与天然气地质, 2022, 43(1): 149-160.