4．2．3．1 沉積－埋藏史分析

1．中揚子地區(qū)沉積－埋藏史分析

前印支期的沉積埋藏演化具有相似性，總體以平穩(wěn)持續(xù)沉降為主，只在加里東運動造成一次較大的抬升，形成區(qū)域性的暴露剝蝕。印支期以來構(gòu)造改造相對多樣化，構(gòu)造抬升、沖斷、拉張等活動頻繁、劇烈，對油氣的成藏、聚集造成一定的改造和破壞作用，沉積－埋藏史平面上表現(xiàn)略有差異，根據(jù)海相地層上覆上三疊統(tǒng)—侏羅系和白堊系—古近系發(fā)育情況可分為撓曲淺埋型、反轉(zhuǎn)深埋型、持續(xù)抬升型、抬升暴露型。

（1）撓曲淺埋型。此類型見于江漢平原區(qū)當(dāng)陽、沉湖—土地堂地區(qū)，以當(dāng)深3井、簰深1井（圖4－2－3）為代表。印支期之前一直處于一種持續(xù)沉積、深埋的狀態(tài)，燕山早期以來隨著盆緣東秦嶺－大別造山帶前陸沖斷發(fā)育前陸撓曲盆地，沉積厚度較大的上三疊統(tǒng)—侏羅系，至晚侏羅世埋深達到最大；古近紀(jì)末期，其間經(jīng)拉張、抬升剝蝕、沉積間斷等影響，但白堊紀(jì)—古近紀(jì)地層沉積殘存厚度較小。

圖4－2－3 簰深1井沉積埋藏史圖

（2）持續(xù)抬升型。主要發(fā)育于湘鄂西區(qū)地區(qū)，以石門楊家坪剖面為代表（圖4－2－4）。在沉積埋藏初期，即加里東期以前處于持續(xù)沉降深埋的過程，印支運動以后，地層抬升遭受剝蝕，但強度相對較小，印支晚期運動以來，一直處在構(gòu)造抬升背景之下，燕山運動將本區(qū)的上古生界剝蝕暴露地表，喜馬拉雅運動期間進一步剝蝕，現(xiàn)今地表局部地區(qū)出露震旦系—下古生界。

圖4－2－4 石門楊家坪剖面沉積埋藏史圖

（3）反轉(zhuǎn)深埋型。此類型見于江漢平原區(qū)陸相斷陷盆地發(fā)育區(qū)，如潛江、江陵凹陷等，燕山早期之前的沉積－深埋史與撓曲淺埋型相似，但燕山晚期伴隨著主造山期后的應(yīng)力松弛、反轉(zhuǎn)斷陷，發(fā)育巨厚的白堊紀(jì)—古近紀(jì)陸相沉積，如在潛江凹陷白堊系底的最大深度達12 000m，古近系底達7000m，使得該區(qū)地層埋深第一次達到最大。晚白堊世—古近紀(jì)的二次深埋使得有機質(zhì)的熱演化程度進一步加強，烴源巖可能存在二次生烴的現(xiàn)象。

（4）抬升暴露型。此類型廣泛見于江漢平原及周緣地區(qū)，如黃陵隆起、大洪山地區(qū)、鄂東—鄂東南地區(qū)等，以武5井、6井，臺1井、2井等為代表。這些地區(qū)在印支晚期—燕山早期為前陸沖斷帶或隆起帶，地層構(gòu)造抬升幅度大，在燕山晚期反轉(zhuǎn)塊斷造山成為地壘或持續(xù)隆升遭受剝蝕，現(xiàn)今地表主要出露震旦系—古生界，黃陵隆起地區(qū)甚至盆地基底已經(jīng)隆升至地表。

2．南華北地區(qū)沉積－埋藏史分析

造山帶北側(cè)構(gòu)造運動復(fù)雜，不同地區(qū)／凹陷的埋藏史存在較大差異，沉積－埋藏史可劃分以下四種類型：

（1）持續(xù)抬升型。包括太康隆起、淮南、淮北、永夏以及豫西的各大煤田礦區(qū)。從印支期到喜馬拉雅中晚期繼承性隆升剝蝕，三疊系剝蝕殆盡，上古生界亦遭受較為強烈的剝蝕（圖4－2－5）。后期因構(gòu)造及異常熱力作用影響，實際的熱演化卻十分復(fù)雜。其中太康隆起受印支—燕山期異常熱力作用，導(dǎo)致雖未再度深埋，但Ro值遞增2．0％以上；永夏、淮北地區(qū)因火山活動引起接觸變質(zhì)，Ro差異極大；豫西含煤區(qū)受滑動構(gòu)造作用，主力煤層呈異常演化特征。這些地區(qū)因構(gòu)造、烴源巖熱史復(fù)雜，除印支期生烴外，異常演化對成烴、成藏的影響有待進一步研究分析。

圖4－2－5 太康隆起南3井埋藏史圖

（2）晚期淺埋型。以臨汝盆地為代表，上古生界保存完整，三疊系殘存厚度1000～2200m，喜馬拉雅期沉降幅度較?。?00～2600m），以印支期生烴為主，無晚期生烴條件（圖4－2－6）。該類地區(qū)古生界及其早期烴源巖生成的烴類在印支期可能遭到一定的破壞，中新生界烴源巖因后期埋深較小，成熟度較低，生烴有限，生烴期與構(gòu)造配置關(guān)系較差。

圖4－2－6 臨汝盆地埋藏史圖

（3）持續(xù)深埋型。包括濟源、譚莊－沈丘、汝南－東岳、黃口等凹陷，因中、新生代沉降幅度差異極大，其熱演化史和生烴史各不相同。

濟源凹陷：為繼承性凹陷，處于造山帶北側(cè)三疊系的沉積沉降中心，三疊紀(jì)末期上古生界烴源巖進入生油高峰；燕山晚期地殼繼續(xù)下沉，古生界埋深大于7000m，Ro遞增達2．0％以上，同時處于富縣—濟源—中牟—太康異常熱力帶內(nèi)，受沉積深埋以及異常熱力共同作用，至燕山晚期古生界熱演化達3．0％以上；喜馬拉雅期再次深埋至萬米左右。因此該凹陷印支期為古生界的主要生油期，燕山期為生氣高峰期，生成的烴類在印支—燕山期可能遭到一定的破壞，至喜馬拉雅期因烴源巖生氣能力已近枯竭，生烴規(guī)模小（圖4－2－7）。

譚莊－沈丘、汝南－東岳凹陷：受印支期構(gòu)造運動的影響，造山帶北側(cè)中南部隆升回返，至燕山中期不僅區(qū)內(nèi)厚約2000m的三疊系剝蝕殆盡，且上古生界亦剝蝕200～500m；燕山中晚期沉積4000～6000m厚的侏羅系—白堊系而再度深埋；喜馬拉雅期汝南—東岳地區(qū)新生界沉降幅度相對較?。坌∮诘扔?000m，而譚莊—沈丘地區(qū)新生界厚度達2000m以上，最大達6000m以上（圖4－2－8）］。該類地區(qū)具2～3個生烴期，燕山期初始Ro相對較低（0．6％～1．0％），終止成熟度高（Ro＞2．0％），燕山期為其主要生烴期，北部區(qū)域存在一定范圍的喜馬拉雅期生烴期。汝南—東岳地區(qū)勘探程度極低，古生界的保存及分布不清，晚期生烴范圍有待進一步勘探落實，其資源潛力有待進一步研究評價。

圖4－2－7 濟源凹陷濟參1井埋藏史圖

圖4－2－8 譚莊凹陷巴1井埋藏史圖

黃口凹陷：三疊紀(jì)晚期—侏羅紀(jì)中期隆升剝蝕，原始沉積厚度大于2000m的三疊系全部剝蝕，二疊系亦剝蝕300～600m，燕山中晚期沉積2000～4000m的晚侏羅世—早白堊世地層，上古生界埋深與三疊紀(jì)末期基本持平（深凹區(qū)略有增加），熱演化變化不大；喜馬拉雅期沉積了2500～4000m的新生界，深凹陷區(qū)煤系地層埋深達4000m以上，局部高達10 000m，熱演化大幅增進，具備晚期成烴條件（圖4－2－9），與譚莊－沈丘凹陷具有相似的晚期生烴條件。

圖4－2－9 黃口凹陷埋藏史圖

（4）反轉(zhuǎn)深埋型。包括洛陽－伊川、襄城、倪丘集、鹿邑等眾多凹陷，是在華北地臺基礎(chǔ)之上經(jīng)印支—燕山晚期隆升剝蝕后發(fā)育的新生代斷陷。喜馬拉雅期的初始成熟度較低（Ro值為0．7％～1．2％），由于塊斷改造，上古生界煤系地層再度深埋至4000～6000m（圖4－2－10），局部達8000m以上，熱演化大幅增進（Ro值為0．5％～2．0％），晚期生烴條件較好。其晚期生烴的范圍、規(guī)模受新生代凹陷大小與沉降規(guī)模所控制。

襄城凹陷二次生烴平均初始成熟度Ro值為0．7％～1．0％，終止成熟度約1．5％（圖4－2－10）；鹿邑凹陷喜馬拉雅期的初始成熟度極高，Ro達1．0％～3．48％，主要為2．0％～2．5％，晚期成烴條件較差，主體部位新生界厚度最大達7000m以上，古生界埋深近萬米，雖具一定晚期成烴潛力，但以前喜馬拉雅期生烴為主。

洛陽—伊川地區(qū)，上古生界及三疊系均保存較好，僅上三疊統(tǒng)部分剝蝕，喜馬拉雅期初始成熟度0．8％～1．2％，終止成熟度2．0％～3．0％，二次生烴面積990km2，是造山帶北側(cè)上古生界喜馬拉雅期二次生烴面積最大的地區(qū)。

持續(xù)深埋型和晚期深埋型這兩類凹陷盡管多為多層系疊合區(qū)，但主要為印支、喜馬拉雅兩期生烴，且以喜馬拉雅期為主要生烴期。中生界烴源巖因后期埋深較大，喜馬拉雅期達到了生烴高峰，局部存在上古生界晚期生烴。

4．2．3．2 烴源巖生烴期分析

1．中揚子地區(qū)有機質(zhì)生烴演化階段及熱演化的關(guān)鍵時期

（1）熱史擬合。湘鄂西區(qū)：震旦紀(jì)—早奧陶世古地溫梯度變化不大，震旦紀(jì)為2．17℃／100m，寒武紀(jì)為2．15℃／100m，奧陶紀(jì)為2．19℃／100m；中奧陶世華南地區(qū)構(gòu)造運動加劇，使得志留紀(jì)地溫梯度略有升高為2．28℃／100m，志留紀(jì)末期受廣西運動的影響，石炭紀(jì)略高為2．47℃／100m，二疊紀(jì)為2．97℃／100m，三疊紀(jì)—白堊紀(jì)為2．25℃／100m。喜馬拉雅期地溫梯度降低，古近紀(jì)為1．8℃／100m。通過石門楊家坪剖面實測Ro值擬合古地溫，結(jié)果展示二者擬合較好，說明熱史模擬結(jié)果可信。

圖4－2－10 襄城凹陷高1井埋藏史圖

江漢平原區(qū)：印支期之前盆地整體構(gòu)造活動弱，古地溫梯度變化不大，志留紀(jì)—石炭紀(jì)為3．0℃／100m，二疊紀(jì)為3．5℃／100m；印支期以來構(gòu)造活動性增強，深部熱擾動導(dǎo)致地溫梯度相對升高，早－中三疊世為2．89℃／100m，晚三疊世—侏羅紀(jì)為2．34℃／100m；燕山晚期—喜馬拉雅早期巖漿活動強烈，地溫梯度升高，當(dāng)陽地區(qū)白堊紀(jì)—古近紀(jì)為3．6℃／100m，沉湖地區(qū)受巖漿活動影響較小，白堊紀(jì)—古近紀(jì)為2．1℃／100m。選擇簰深1井進行實測Ro擬合的古地溫，擬合效果亦較好，說明熱史模擬的可信程度較高。

（2）主要烴源層系生烴期次。湘鄂西地區(qū)：以石門楊家坪剖面為例，確定湘鄂西區(qū)各套烴源巖熱演化階段及定型的關(guān)鍵時期。從表4－2－2可知，震旦系烴源巖進入成熟階段（Ro＞0．6％）的時間大約為早志留世，晚二疊世達到高成熟階段（Ro＞1．35％），早三疊世末進入過成熟階段（Ro＞2．0％）；下寒武統(tǒng)烴源巖在早志留世進入成熟階段，早三疊世進入高成熟階段，晚三疊世進入過成熟階段；志留系烴源巖在晚三疊世早期進入成熟階段，晚三疊世晚期進入高成熟階段，早侏羅世進入過成熟階段；二疊系烴源巖大約在中三疊世進入成熟生油階段，早侏羅世進入高成熟階段。

表4－2－2 湘鄂西地區(qū)石門楊家坪烴源巖熱演化表（℃）

大約在208Ma受燕山早期運動影響，烴源巖達到最大埋深后開始抬升，直到現(xiàn)今。因此，各套烴源巖熱演化的關(guān)鍵定型期在燕山期。下震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)—志留系和二疊系烴源巖最終熱演化成熟度Ro分別為4．66％、4．61％、2．47％、1．64％。

江漢平原地區(qū)：選擇簰深1井進行熱模擬，分析各套烴源層的熱演化過程，確定其熱演化定型的關(guān)鍵時期。從表4－2－3可知，震旦系烴源巖進入成熟階段的時間為早志留世，在早三疊世晚期達到高成熟階段（Ro＞1．35％），晚三疊世進入過成熟階段（Ro＞2．0％）；下寒武統(tǒng)烴源巖在中志留世進入成熟階段，晚三疊世進入高成熟階段，早侏羅世進入過成熟階段；志留系烴源巖在早三疊世進入成熟階段，中侏羅世早期進入高成熟階段，晚侏羅世進入過成熟階段；二疊系烴源巖在早侏羅世進入成熟生油階段，中白堊世進入高成熟階段，晚白堊世末下二疊統(tǒng)烴源巖進入過成熟熱演化階段。

表4－2－3 江漢平原地區(qū)簰深1井烴源巖熱演化表（℃）

大約在65Ma受喜馬拉雅運動影響，地層遭受抬升、剝蝕作用，烴源巖熱演化最終停滯、定型。下震旦統(tǒng)、下寒武統(tǒng)、上奧陶統(tǒng)—志留系和二疊系烴源巖最終熱演化成熟度Ro分別為4．66％、4．61％、3．65％、1．75％～2．02％。

2．南華北主要烴源巖生烴期次分析

根據(jù)熱史恢復(fù)結(jié)果，結(jié)合地層埋藏史及代表性探井主要烴源巖成熟度史，對造山帶北側(cè)的主要構(gòu)造單元進行主要烴源巖成熟度史分析。

（1）太康隆起太參3井。太參3井揭示了中奧陶統(tǒng)和中下二疊統(tǒng)主要烴源巖。中奧陶統(tǒng)馬家溝組烴源巖在250Ma開始成熟，到244Ma一直處于成熟早期，240Ma后進入高成熟階段，233Ma進入過成熟階段，現(xiàn)今Ro值最高達2．4％；下二疊統(tǒng)烴源巖從244Ma進入成熟早期，239Ma進入成熟晚期階段，236Ma進入高成熟階段，230Ma進入過成熟階段（圖4－2－11）。中二疊統(tǒng)進入各階段的時間與下二疊統(tǒng)基本相同。

圖4－2－11 太康隆起太參3井主要烴源巖成熟度史

早二疊世后，太康地區(qū)連續(xù)沉積了二疊系與巨厚的三疊系，中奧陶統(tǒng)烴源巖與二疊系烴源巖迅速深埋，烴源巖開始生烴并達到生烴高峰，隨著埋深加大、地溫增高，逐漸進入高成熟—過成熟階段。三疊紀(jì)末，印支—燕山期地層抬升剝蝕，烴源巖熱演化停止，新近紀(jì)再次接受沉積，但后期埋深不大，現(xiàn)今烴源巖熱演化程度停滯于印支期。因此，太康隆起上古生界及其以下烴源巖的主生烴期為印支期。隆起東部印支末期—燕山期火成巖活動強烈，油氣保存條件差，現(xiàn)今烴源巖生烴潛力有限，僅為干氣；隆起西部中三疊統(tǒng)以上地層剝蝕殆盡，不存在有效烴源巖。

（2）鹿邑凹陷周參7井。周參7井揭示了中奧陶統(tǒng)及中下二疊統(tǒng)烴源巖。中奧陶統(tǒng)烴源巖在254Ma開始成熟，244Ma處于成熟早期，239Ma進入高成熟期，228Ma進入過成熟階段，現(xiàn)今Ro在2．2％左右。二疊系烴源巖250Ma進入成熟早期，240Ma進入成熟晚期，220Ma進入過成熟階段。

中奧陶末期，鹿邑凹陷抬升剝蝕，中奧陶統(tǒng)烴源巖埋深較淺，地層溫度較低，處于未成熟階段；晚石炭世后接受沉積，一直到中三疊世末，地層迅速埋深，晚二疊世末期，中奧陶統(tǒng)及中下二疊統(tǒng)烴源巖陸續(xù)開始生烴并進入生烴高峰期，中晚三疊世進入過成熟階段；印支—燕山期整體抬升，烴源巖停止演化；古近紀(jì)鹿邑凹陷北部地區(qū)沉積了1000多米后，喜馬拉雅運動再次抬升剝蝕，新近紀(jì)穩(wěn)定沉降，鹿邑凹陷北部地區(qū)與太康隆起相似，深度小于三疊紀(jì)的最大埋深，現(xiàn)今烴源巖熱演化程度停滯于印支期；凹陷西南部地區(qū)新生界埋深較大，烴源巖存在晚期生氣的可能。

（3）襄城凹陷襄5井。襄5井揭示了中、下二疊統(tǒng)烴源巖。下二疊統(tǒng)烴源巖在243Ma開始成熟，212Ma進入成熟早期，并一直持續(xù)到現(xiàn)在，現(xiàn)今Ro值為0．86％。中二疊統(tǒng)烴源巖在225Ma開始成熟，比下二疊統(tǒng)烴源巖開始成熟時間稍晚，現(xiàn)今Ro值為0．73％左右，處于成熟早期。

二疊紀(jì)沉積后，由于襄城凹陷不是三疊紀(jì)沉降中心，三疊系厚度不大，二疊系烴源巖經(jīng)過一定的埋深開始成熟。從晚三疊世開始的印支運動和燕山運動導(dǎo)致地層抬升剝蝕，地溫降低，二疊系烴源巖停止演化。喜馬拉雅期二疊系烴源巖再次深埋，烴源巖繼續(xù)演化，成熟度增高，開始晚期生烴。

（4）譚莊－沈丘凹陷周16井。周16井揭示了中、下二疊統(tǒng)烴源巖，下二疊統(tǒng)烴源巖220Ma開始成熟，隨之構(gòu)造抬升，熱演化停止，直到120Ma深埋并重新開始演化，到99．6Ma時期一直處于生烴高峰期，99．6Ma以后地層再次抬升，溫度降低，生烴緩慢，雖后期地層再次下降，但熱流值降低，地溫沒有升高，現(xiàn)今依然處于成熟早期。中二疊統(tǒng)烴源巖203Ma進入低成熟階段，102Ma進入成熟早期，后期由于地溫變化不大，成熟度基本不再增加。

中二疊世，譚莊－沈丘凹陷二疊系烴源巖第一次達到最大埋深，烴源巖進入成熟早期，印支運動使地層抬升剝蝕，地溫降低，熱演化停滯，早白堊世再次接受沉積，燕山運動還導(dǎo)致基底熱流值升高，烴源巖進入生烴高峰期。晚侏羅世地層再次抬升遭受剝蝕，生烴緩慢，古近紀(jì)沉積使二疊系烴源巖第三次埋深，北部地區(qū)深埋和地溫較大超過早白堊世烴源巖熱演化程度，進入高成熟甚至過成熟階段，下白堊統(tǒng)烴源巖也進入低成熟—成熟階段。譚莊－沈丘凹陷的多次深埋造成了中、下二疊統(tǒng)烴源巖多次生烴，與太康隆起、鹿邑凹陷北部存在著一定的差異。

（5）汝南－東岳凹陷周參6井。周參6井由于古近系直接覆蓋于寒武系之上，缺失奧陶系、二疊系，僅發(fā)育下寒武統(tǒng)東坡組烴源巖。東坡組烴源巖491Ma進入低成熟階段，480Ma進入生烴高峰早期，之后地層長期抬升剝蝕、停止生烴，直到古近紀(jì)再次沉降后地層溫度升高，烴源巖受熱溫度超過一次生烴停止時的生烴溫度，存在晚期生烴潛力（圖4－2－12）。

綜上所述，上古生界烴源巖由于受到多期次埋藏－抬升作用，因而具有多期生烴的特點。根據(jù)構(gòu)造演化及烴源巖演化史分析，自上古生界煤系地層沉積后，經(jīng)歷了印支期、燕山期和喜馬拉雅期三期沉降和演化，相應(yīng)存在印支期、燕山期和喜馬拉雅期三期生烴。

通過對區(qū)內(nèi)各單井的生烴期次分析，認為造山帶北側(cè)中新生代凹陷主要烴源巖生烴期次分布如下：汝南－東岳凹陷下寒武統(tǒng)雨臺山組／東坡組烴源巖有兩個生烴期，奧陶紀(jì)為主生烴期，古近紀(jì)為二次生烴期；中奧陶統(tǒng)烴源巖及太康隆起、豫西隆起區(qū)、鹿邑凹陷北部中下二疊統(tǒng)烴源巖只有中－晚三疊世一個生烴期。洛陽－伊川、襄城、譚莊－沈丘、倪丘集凹陷及鹿邑凹陷南部的中下二疊統(tǒng)烴源巖存在兩個以上生烴期，第一期為中－晚三疊世，最有效的一次為喜馬拉雅期；上三疊統(tǒng)、下白堊統(tǒng)烴源巖雖然也存在二次生烴，但印支末期、燕山末期其成熟度較低，主生烴期在喜馬拉雅期。