1、成都理工大学资源勘查工程本科论文之外文译文成 都 理 工 大 学学生毕业设计（论文）外文译文学生姓名：雷和金学号：200904020223专业名称：资源勘查工程译文标题（中英文）：莺歌海盆地超压流体流动的构造效应（Structural Effects of Overpressure Fluid Activities in Yinggehai Basin） 译文出处：Mining Science and Technology 20 (2010) 05910599指导教师审阅签名： 摘要：这篇文章讨论了莺歌海盆地断层的特征和分布,揭示了超压流体排出的构造效应。快速的沉降和富泥的海相地层控制了超压系
2、统和大量超压流体的形成。超压流体由于一些断层的作用被快速的排出，在盆地中形成一系列的底辟构造，从而导致底辟的裂缝、断层和褶皱的形成。这些裂缝和断层为烃类的纵向流动提供了运移通道，使气体在该过程中向上运移至砂岩储层。因此，油气藏通常位于底辟构造的上部分。关键词：超压 莺歌海盆地 构造效应引言 在沉积盆地中超压和流体在油气运移和聚集中所起的作用的研究（li，2000,1995）。地质学家最近意识到在沉积盆地中研究超压流体的活动是认识如超压地层、阶段性排出、通道系统、圈闭特征、和动力演化科学依据(Li，2000；Tang and Wang，1999；Law and Spencer，1998)。在超压
3、流体和它的作用上有了越来越多的研究。 这篇文章分析了莺歌海盆地的构造特征和超压流体活动的规律。讨论了在沉积盆地的超压流体活动的构造效应和提供了构造演化的研究证据。莺歌海的地质背景莺歌海盆地位于中国南海西北部，北西走向，与古红河断裂带直接重叠，主要的边界断裂是一个断层，是红河断裂带的一个分支，作为琼东南盆地与莺歌海盆地的分界，莺歌海盆地的最南端连接着南北走向的粤东断层，沿着归仁和皖南-北盆地发育，莺歌海盆地由于位于莫霍面20-22km大陆地壳延伸而形成。该盆地具有独特的沉积、构造和演化模式，揭示了莺歌海盆地超压流体流动的丰富的烃类构造效应。 图一：莺歌海盆地简化构造图 1：大陆板块 2：古生代造
4、山带 3：中生代造山带 4：洋壳 5：第三纪盆地 6古地中海缝合线 7：俯冲和弧陆碰撞带。快速沉降和快速充填 莺歌海盆地的沉降和填充率非常迅速。新近纪以来，多达10公里的沉积物被沉积。在特殊时期，之后的5.2百万年，盆地沉降的越来越深，这些沉积物从上新世到第四纪主要由海相层序组成，厚度可达至4000m。由地震和钻井数据显示其沉降速率超过700mMa(Xie et a1.,1999).高地温梯度 莺歌海盆地地温高的特征在1999年被Dong发现。最高的地温梯度位于中央的泥浆流体底辟带，高达4.36-4.98100米，而盆地两侧斜坡地温梯度较低(Wang and Hu，1999)大量的超压流体活动
5、 由于其快速沉积，形成以海相页岩为主的盆地充填序列，其中高地热，大型高压封存箱形成大型超压热流体。这种大型超压热流体自上新世以来被排出超压封存箱可能是由区域应力状态的变化控制产生导致红河走滑断层。雁列式和张扭性断裂控制底辟构造的分布和导致大规模的超压热流体排出。然后，通过横向和纵向的超压热流体流出形成独特的局部应力场。 莺歌海盆地的典型特征是广泛的超压流体活动。在运移的过程中超压流体获得丰富的能量，不仅提供了使油气运移和聚集的排驱力，同时也使之与围岩进行反应和能量交换。之后，盆地的构造和成藏特征可能发生改变(Yinet a1，2002a)，因此，莺歌海盆地是一个研究超压流体活动理想的自然实验室
6、。超压流体活动特征及分布研究 超压流体排出超压封存箱控制着流体压力场的分布模式。由于浅层和深部地层的温度差异，快速流动可能会导致对流传导（finkbeinereta1.，2001)，运移通道的大量形成。在这种情况下，热超压流体迅速上升到温度和压力异常高的浅层。超压特征基于莺歌海盆地超压流体运移通道的不同，超压流体的对流可分为两种类型，横向对流和垂直对流（xieeta1.，1999年，1997年）。横向对流超压流体运移主要沿着横向的通道网络。主要的通道是渗透性好的砂岩体，不整合，和平行断层系统。这种类型的压力分布通常具有明显的热异常且镜质体反射率与那些正常的热传导不同。垂直对流超压流体运移沿垂直
7、的密集裂缝和断层。当超压流体被排出，高的地热的释放，高的温度和能量形成了底辟构造和底辟构造顶部的致密裂缝和断层。其形成过程，在底辟构造顶部张开和关闭的断裂通常显示超压热流体和油（气）的运移。作为垂直通道这些断裂拥有以下特点：（1）长期或多阶段活动或继承性断裂：（2）断裂导致的超压烃源；（3）延伸到石油生成的断裂；（4）与储集层岩石相连接。超压流体的分布莺歌海盆地的超压主要由快速沉降，有机质生烃，和烃类裂解引起的。此外。异常高压的地层由于欠压实含有许多孔隙流体。因此，一些参数显示其测井数据随深度增加与正常趋势线的差异，即，密度越低，声波时差越大，电阻率越小，孔隙度越大。由于异常高压导致低温梯度陡
8、然增加，地层超压的分布可以根据上述参数的变化估计。从地震波速度可以推论地层压力的分布与测井数据相一致（图2）。因此，一般压力系数分布趋势从东北和西北斜坡带到盆地中心逐渐增加。特别是在底辟中央。底辟构造的分布和活动强度控制着地层超压的分布图2：莺歌海盆地超压的顶部等深线图测井数据显示不受底辟构造活动影响的超压顶部深度大约是3000m（图3）图3：莺歌海盆地各井压力分布在沉积盆地中超压和流体在油气运移和聚集中所起的作用的研究（li，2000,1995）。地质学家最近意识到在沉积盆地中研究超压流体的活动是认识如超压地层、阶段性排出、通道系统、圈闭特征、和动力演化科学依据(Li，2000；Tang a
9、nd Wang，1999；Law and Spencer，1998)。在超压流体和它的作用上有了越来越多的研究。这篇文章分析了莺歌海盆地的构造特征和超压流体活动的规律。讨论了在沉积盆地的超压流体活动的构造效应和提供了构造演化的研究证据。莺歌海的地质背景莺歌海盆地位于中国南海西北部，北西走向，与古红河断裂带直接重叠，主要的边界断裂是一个断层，是红河断裂带的一个分支，作为琼东南盆地与莺歌海盆地的分界，莺歌海盆地的最南端连接着南北走向的粤东断层，沿着归仁和皖南-北盆地发育，莺歌海盆地由于位于莫霍面20-22km大陆地壳延伸而形成。该盆地具有独特的沉积、构造和演化模式，揭示了莺歌海盆地超压流体流动的丰
10、富的烃类构造效应。快速沉降和快速充填莺歌海盆地的沉降和填充率非常迅速。新近纪以来，多达10公里的沉积物被沉积。在特殊时期，之后的5.2百万年，盆地沉降的越来越深，这些沉积物从上新世到第四纪主要由海相层序组成，厚度可达至4000m。由地震和钻井数据显示其沉降速率超过700mMa(Xie et a1.,1999).高地温梯度莺歌海盆地地温高的特征在1999年被Dong发现。最高的地温梯度位于中央的泥浆流体底辟带，高达4.36-4.98100米，而盆地两侧斜坡地温梯度较低(Wang and Hu，1999)大量的超压流体活动由于其快速沉积，形成以海相页岩为主的盆地充填序列，其中高地热，大型高压封存箱
11、形成大型超压热流体。这种大型超压热流体自上新世以来被排出超压封存箱可能是由区域应力状态的变化控制产生导致红河走滑断层。雁列式和张扭性断裂控制底辟构造的分布和导致大规模的超压热流体排出。然后，通过横向和纵向的超压热流体流出形成独特的局部应力场。 莺歌海盆地的典型特征是广泛的超压流体活动。在运移的过程中超压流体获得丰富的能量，不仅提供了使油气运移和聚集的排驱力，同时也使之与围岩进行反应和能量交换。之后，盆地的构造和成藏特征可能发生改变(Yinet a1，2002a)，因此，莺歌海盆地是一个研究超压流体活动理想的自然实验室。超压流体活动特征及分布研究超压流体排出超压封存箱控制着流体压力场的分布模式。
12、由于浅层和深部地层的温度差异，快速流动可能会导致对流传导（finkbeinereta1.，2001)，运移通道的大量形成。在这种情况下，热超压流体迅速上升到温度和压力异常高的浅层。超压特征基于莺歌海盆地超压流体运移通道的不同，超压流体的对流可分为两种类型，横向对流和垂直对流（xieeta1.，1999年，1997年）。横向对流超压流体运移主要沿着横向的通道网络。主要的通道是渗透性好的砂岩体，不整合，和平行断层系统。这种类型的压力分布通常具有明显的热异常且镜质体反射率与那些正常的热传导不同。垂直对流超压流体运移沿垂直的密集裂缝和断层。 当超压流体被排出，高的地热的释放，高的温度和能量形成了底辟构
13、造和底辟构造顶部的致密裂缝和断层。其形成过程，在底辟构造顶部张开和关闭的断裂通常显示超压热流体和油（气）的运移。作为垂直通道这些断裂拥有以下特点：（1）长期或多阶段活动或继承性断裂：（2）断裂导致的超压烃源；（3）延伸到石油生成的断裂；（4）与储集层岩石相连接。超压流体的分布莺歌海盆地的超压主要由快速沉降，有机质生烃，和烃类裂解引起的。此外。异常高压的地层由于欠压实含有许多孔隙流体。因此，一些参数显示其测井数据随深度增加与正常趋势线的差异，即，密度越低，声波时差越大，电阻率越小，孔隙度越大由于异常高压导致低温梯度陡然增加，地层超压的分布可以根据上述参数的变化估计。从地震波速度可以推论地层压力的
14、分布与测井数据相一致（图2）。超压在平面中的分布不仅受沉降中心影响，还直接受底辟分布及强度影响。在盆地边界,超压的顶部深度大于盆地中心。甚至没有任何异常超压。向盆地的中心,顶部的超压逐渐变浅，高底辟构造的顶部大约1480米(the wellLD14-1-1)。 地层压力系数,即地层压力与正常静水压力的比值，从边界到中心逐渐增加 其最大值为2.2。在Linggao隆起，顶部的超压与梅山地层的底部接近，其表面低于3400m，最大压力系数小于1.6。压力系数在1号断层的下降盘在1.1-1.7的过渡。因此，一般压力系数分布趋势从东北和西北斜坡带到盆地中心逐渐增加。特别是在底辟中央。底辟构造的分布和活动
15、强度控制着地层超压的分布。(Liu Funing，Yang Jihai，Wen Wei ming，1994GeopressureandOilGas Migration in YinggehaiQiongdongnan Basin)测井数据显示不受底辟构造活动影响的超压顶部深度大约是3000m。在盆地的西北和边界，超压顶部的深度增加而地层的压力系数减少。底辟是一个局部异常高压区，其超压顶部浅层和较新的地层（莺歌海盆地上新世以上地层）的特征主要受深部高温和超压热流体沿断裂带从浅到深的测井数据引导。可以观察到地层低于3900米压力系数稳定在22.2。压力系数的垂直分布从莺歌海黄流组到基底逐渐延伸，其
16、眉山组的压力系数似乎最大，从三亚组轻微降低(Zhang et a11996)。超压流体活动的构造效应 由于大型的超压地层在盆地深部能量巨大。底辟作用，超压流体活动与天然气富集均发生在中深层的巨大异常高压系统下。构造模式超压流体系统易产生底辟作用一旦发生一些构造运动。盆地充填序列由泥岩为主，有利于形成异常高压地层和压力的控制。莺歌海盆地中央底辟带的沉降速率最高，以至于充填着丰富的泥岩。自晚中新世以后形成的一系列底辟构造可分为5行，彼此大致呈雁形排列。（图4）莺歌海盆地的底辟构造是由沿断裂带超压流体活动控制，而断层和塑性岩石的侵入，底辟构造又称为泥浆流体底辟构造当超压流体被向上排出导致地层顶部变形
17、从而显示为穹隆背斜（图5a）但是如果断层促使底辟作用延伸到海底，从而诱发塌陷构造，可能会形成漏斗构造。图（5b）图4: 底辟构造在莺歌海盆地的分布1、底辟构造 2、盆地边界 3、断层 4、底辟构造延伸方向图5：莺歌海盆地泥底辟构造（a）拱形构造 （b）漏斗构造断裂构造莺歌海盆地的油气勘探表明，有许多圈闭背斜中的裂缝位于底辟的顶部，所有的裂缝和在超压系统中成熟的超压流体活动相关。(Yin et a1，2002b)一些刺穿的超压超压系统向上延伸然后在正常压力区域中消失或延伸到海底。由此产生的裂缝是超压流体垂向运移的主要通道。水压破裂 水压破裂又定义是微裂缝发生在当局部孔隙流体压力达到80%地面压力
18、时的低渗透岩石中。理论上，该裂隙应遍布异常高压流体带。然而，不同的应力域或构造活动控制同心区域的微裂缝形成。经过我们对莺歌海盆地的观察，接近矿囊边界的流体压力近似为岩石破裂压力，并通常容易产生微裂缝。微裂缝通常发育与密集断裂带，随着超压流体的增加其分布逐渐扩大。这些裂缝可能相互连接形成断层。微裂缝地震反射显示为一个模糊的区域。当这些裂隙充满气体，会形成大量的裂缝和断层 (Fig.6) 图6：莺歌海盆地LD8-1底辟中褶皱、裂缝和断层(after CNO-OC(2000)超压流体的弧形裂缝当大规模流体在莺歌海盆地中被向上排出时，非平衡超塑性岩石或许会在超压和高温中迁移和流动。岩石或泥浆在底辟四周
19、倒入中央释放区，将导致形成一些小的逆冲断层和褶皱（图6b）但如果密封岩石在底辟顶部发育，压力可聚集，导致在上覆地层形成拱形或放射形断层和裂缝。（Fig7）有些断层向上刺穿海床，导致天然气漏失。图7：莺歌海盆地底辟区域放射状结构（after CNO-OC(2000)）褶皱构造 向上的超压流体排出期间，顶部的地层负载着巨大的压力，同时导致大复背斜的形成和变形及拱形延伸。（图5a）当流体压力达到了极限时岩石将会破裂，超压流体沿着裂缝运移到压力释放区，然后在底辟的孔隙流体压力会下降，导致在地层两侧的流体迁移至底辟区域。充满流体的褶皱形成于地层中。（图6）致谢 本研究主要由国土资源部科学与技术开发项目（No.2002201）、中国国家自然科学基金（编号40102012和40372102）和中国地质调查局（no.dkd2104011）支持。我们要感谢中国海洋石油南海西部公司他们资助了这项工作部分资金。特别感谢Zhang Qiming，Tong Chuanxin，Xie Xinong，RenJianye and Li Zhen在课程研究中的帮助。非常感谢Wan Tianfeng教授和Wu Hongling 教授的建设性意见。感谢Daniel博士在手稿改进中的帮助。
