【摘要】：本研究的目的是分析緬甸沙林次盆恩加林頓地區(qū)古近系的沉積層序、建立層序地層格架,并與沙林次盆西部(緬甸中央盆地[CMB]的一部分)地區(qū)的地層進行對比;根據(jù)巖石學(xué)和全巖地球化學(xué)分析結(jié)果,結(jié)合已有研究的古水流、碎屑鋯石U-Pb、Lu-Hf和Sr-Nd同位素數(shù)據(jù),對沙林次盆的物源特征和構(gòu)造環(huán)境進行評價,綜合考慮印度/亞洲板塊碰撞的時間和方式,對Tabyin組、Pondaung組、Yaw組和Shwezetaw組地層進行綜合巖石學(xué)分析,對油氣潛力進行評價。(1)研究區(qū)構(gòu)造背景沙林盆地的構(gòu)造主要為南北向褶皺和逆斷層圈閉。這些構(gòu)造是由斷層伴生褶皺作用形成的。沙林盆地的四個主要構(gòu)造的趨勢在地理上具有明顯的差異性,并包含多種與沖斷層、斜逆斷層、走滑斷層和正斷層活動有關(guān)的構(gòu)造:西部露頭、盆地中央逆沖構(gòu)造帶、南東向隆起和北西20°隆起(Pivnik等,1998)。沙林向斜是沙林次盆的一個顯著構(gòu)造,其兩側(cè)為逆斷層和逆沖斷層所包圍。研究區(qū)包括四種不同的褶皺結(jié)構(gòu)。單斜是向東傾斜,傾角在20°至38°之間,向東角度遞減。恩加林頓地區(qū)背斜東部以沙林向斜為界,西部以中部向斜為界,逐漸變?yōu)闁|傾單斜。恩加林頓背斜是一不對稱的、狹窄的、緊密的、頂部斷裂發(fā)育的背斜,其暴露在東側(cè)的逆沖斷層稱為Dudawtaung斷層,并向東延伸。中部向斜位于恩加林頓地區(qū)的恩馬頓山脈之間。Handauk向斜可能是由其逆沖作用而發(fā)育起來的,其南部閉合于Handauk逆斷層,北部閉合于帕佐河;該向斜中部及其軸線被Handauk逆斷層截斷。全區(qū)測得的小斷層總體上為NW-NE向,傾向滑動至傾斜滑動的逆斷層,NE向右移斷層,NW向左旋移斷層。逆斷層傾角不大,而側(cè)滑斷層傾角較大。個別露頭顯示了橫向滑動斷層和反向滑動斷層是聯(lián)系在一起的,可區(qū)分出壓縮變形的過程。幾種正斷層的觀測表明,特別是在Kyon和Zaha Chaung地區(qū),都與NE向斷裂有關(guān)。在其他地方,正斷層是由早期形成的逆斷層經(jīng)后期地層旋轉(zhuǎn)破壞而成。(2)對研究區(qū)古近系的沉積相組合、沉積環(huán)境及其層序地層格架進行了研究,探討了層序地層的控制因素。本論文對研究區(qū)古近系沉積相類型及分布進行了識別,對區(qū)內(nèi)Pondaung組(晚中始新世)、Yaw組(晚始新世)、Shwezetaw組(早漸新世)、Padaung組(中漸新世)和Okhmintaung組(晚漸新世)的沉積環(huán)境進行了詳細分析。本論文研究詳細記錄了研究區(qū)南部靠近Kyauk-O村的Kyauk-O剖面(剖面Ⅰ),研究區(qū)中部靠近Ngahlaingdwin地區(qū)的Zaha Chaung剖面(剖面Ⅱ)和研究區(qū)北部的Kyon Chaung剖面(剖面Ⅲ)。在古近系序列中,根據(jù)沉積物組成、粒度、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造和化石含量,確定了十一種不同的巖相。根據(jù)這些巖相的巖性、相序和地層分布特征,劃分出了十組巖相組合。它們分別是泥炭沼澤、分流河道、河口砂壩、分流間灣、決口扇、前三角洲、潮灘、潮道、潮汐沙壩和海侵陸架。Pondaung組以前三角洲、決口扇、河口砂壩、分流間灣、分流河道、泥炭沼澤組合為代表;Yaw組以泥炭沼澤、潮灘和海侵陸架組合為代表;Shwezetaw組可見潮坪、河口砂壩、分流間灣、分流河道、決口扇、泥炭沼澤組合;Pondaung組以海侵陸架、前三角洲、河口砂壩和潮灘組合為代表;Okhmintaung組以潮道、潮灘、潮汐沙壩組合為代表。在橫向和垂向的地層關(guān)系方面,根據(jù)巖相分析中確定的物理、化學(xué)和生物過程的組合,將其劃分為三個主要沉積體系,即(i)河流三角洲體系域、(ii)河口體系域和(iii)海侵陸架體系域。Pondaung組的沉積剖面特征為下部逆粒序和上部正粒序。下部逆粒序部分由下前三角洲-中三角洲前緣-上三角洲平原組成,即三角洲沉積體系,向上演變?yōu)檎Ｐ虻暮恿鞒练e體系,表明了海平面的下降。巖相組合的分布表明,Pondaung組最上部經(jīng)歷了廣泛的海退,其上覆Yaw組是以海侵陸架海相沉積為代表的海侵。Yaw組沉積剖面以由黏土和細粉沙組成的細粒沉積物為特征,在向陸地遷移的海侵過程中沉積有機質(zhì)含量較高。在沉積剖面上,Shwezetaw組在最上部由一個小的河口體系域和一個大的三角洲沉積體系域沉積組成,隨海平面升降活動,在中漸新世時期沉積形成Padaung組的海侵陸架體系域。在海平面升降過程中,沉積相發(fā)生突變,三角洲前緣層序在短時間內(nèi)發(fā)育,隨后在海侵條件下,形成Padaung組下部的海侵陸架泥質(zhì)沉積。Okhmintaung組的潮控河口沉積發(fā)育于沉積剖面上部的海侵背景下,其次為河流-三角洲分流體系域。隨后Pyawbwe組的淺海沉積直接不完整覆蓋在退積三角洲沉積層之上,具有不發(fā)生明顯的海洋改造。三個沉積體系的橫向相層序?qū)Ρ缺砻?盆地的主要海相層位于研究區(qū)南部。三角洲向南推進,進入盆地并與海相部分交匯。沉積盆地的前濱線和陸相部分位于盆地北部。海床向南緩傾斜,形成自北而南的斜坡。垂直相序演替表明,早漸新世至中漸新世,海岸的位置隨時間而變化。此外,垂直巖相的疊置具有旋回性,表現(xiàn)為海相和陸相/沖積層的交替出現(xiàn)。根據(jù)地震反射數(shù)據(jù)相對低分辨率的解釋,可確定層序邊界和體系域。在地震剖面上觀測到的最佳觀測值即超覆關(guān)系,是層序地層表面物理識別的關(guān)鍵(Catuneanu等,2009)。除下Padaung層序外,由研究序列估算的相對海平面歷史與假定的海平面升降曲線基本一致(Haq等,1987)。從層序地層學(xué)角度分析,研究區(qū)為從河流三角洲和河口環(huán)境到海侵陸架海洋沉積環(huán)境的過渡海相環(huán)境。在所研究的沙林次盆的層序中,劃分了四個層序:Tabyin(SQ-1),Yaw(SQ-2),下Padaung(SQ-3)和上Padaung(SQ-4)層序。通過時間等厚圖推斷層序間隔的分布。層位是與層序界面重合的地震填圖層位。根據(jù)地震資料,建立了研究區(qū)層序地層框架,識別出由兩個不整合面限定的超層序。整個Tabyin和Yaw層序被認為是一個超層序,Pondaung、Yaw和Shwezetaw組劃分為2個三級層序;整個下Padaung-to-上Padaung層序被認為是一個超層序,Padaung和Okhmintang層序含2個三級層序。Tabyin-Yaw層序的巖相和地層厚度在該區(qū)比較均勻,下Padaung-上Padaung層序在巖相和厚度上差異較大,這些差異表現(xiàn)在,Tabyin-Yaw層序沉積過程中,構(gòu)造沉降相對均勻;Padaung層序沉積開始時,局部地區(qū)沉降(隆升)速率較高。研究區(qū)有四次主要的海侵中斷了海退過程,每一次海侵都與介殼灰?guī)r帶和海洋動物群組成的最大海泛面有關(guān)。海相和非海相層序的地層對比,在很大程度上是基于對海進和海退事件的認識。Tabyin層序(Pondaung組)沉積組合為下部三角洲沉積體系域到上部河流三角洲沉積體系域。Tabyin層序(SQ-1)由海侵體系域和高位體系域組成,下部三角洲可能是由海平面上升引起的,形成了海侵體系域沉積,海侵體系域沉積是在海洋基準面上升開始減緩時形成的;高位體系域主要由河流三角洲沉積組成,隨后的快速基準面下降導(dǎo)致Tabyin層序(Pondaung組)最上部相關(guān)整合的形成,構(gòu)成了上部層序的界面。Yaw層序(Yaw組和Shwezetaw組)由海侵陸架階段沉積和不成熟的河口三角洲體系域沉積組成。Yaw層序(SQ-2)包括下降、低位、海侵和高位體系域。在這一層序中,下降體系域(FSST)和低位體系域(LST)由以砂質(zhì)為主的河流河道沉積組成,包含岸邊沉積物夾層;在基準面連續(xù)快速上升過程中,海侵體系域(TST)發(fā)育,海侵體系域(TST)沉積包括細粒海相沉積、較不成熟的河口泥質(zhì)沉積。高位體系域HST形成于海侵體系域后的基準面上升開始減緩的時期,高位體系域(HST)包括三角洲沉積。在高位體系域(HST)內(nèi)的某一點,隨基準面快速下降導(dǎo)致河道切割,導(dǎo)致在Yaw層序頂部(Shwezetaw組)不整合面的出現(xiàn),形成上部層序邊界。在下Padaung層序中,沉積發(fā)生在陸架海侵階段,海平面相對上升,并出現(xiàn)三角洲沉積體系域。下Padaung層序(SQ-3)包含了下降、低位、海侵和高位體系域。在下Padaung層序沉積中,下降體系域(FSST)和低位體系域(LST)形成與河流三角洲體系中;其上的海侵三角洲可能主要由海平面升降引起,代表了海侵體系域(TST)沉積,并被高位體系域(HST)三角洲沉積所覆蓋。上Padaung層序(SQ-4)為海侵-高位體系域,形成于相對海平面上升到河口環(huán)境的過渡條件下。在下Padaung層序的末期,海平面以更快的速度相對上升,導(dǎo)致了上Padaung層序海侵體系域(TST)的沉積。上Padaung層序的高位體系域(HST)主要由河口相組合組成;潮灘、潮汐沙壩和潮道充填沉積位于海侵體系域(TST)的末端。從一種沉積體系向另一種沉積體系的演化直接與沉積物供應(yīng)變化和/或海平面變化有關(guān)(Reading、Collinson,1996)。值得注意的是,海平面下降(海相退化)伴隨有河流沉積,這可能導(dǎo)致在上Padaung層序(Okhmintaung組)頂部迅速形成陸上不整合面以及上部的層序邊界。海平面下降期,低位、高位和海侵體系域分別受基準面下降、基準面快速上升和隨后基準面緩慢上升三個階段的影響。研究地層的層序結(jié)構(gòu)主要受構(gòu)造和氣候變化的控制,研究區(qū)南部沉積過程可能有海平面控制的影響。(3)基于古近系碎屑沉積物巖石學(xué)和全巖地球化學(xué)分析結(jié)果,綜合考慮印度/亞洲板塊碰撞的時間和方式,結(jié)合已有的古水流、碎屑鋯石U-Pb、Lu-Hf和Sr-Nd同位素數(shù)據(jù),對沙林次盆的物源特征和構(gòu)造環(huán)境進行了評價。目前的全巖地球化學(xué)研究是基于11個砂樣的完整化學(xué)分析數(shù)據(jù)開展的,即Pondaung組的3個樣品(Z,P-2、Z,P-4、Z,P-5)、Yaw組的3個樣品(Z,Y-1、Z,Y-2、Z,Y-3)和Shwezetaw組的5個樣品(Z,S-3、Z,S-4、Z,S-5、Z,S-6、Z,S-7)。采用X-射線熒光光譜(XRF)技術(shù)對主要氧化物進行了測試分析。同時,采用電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)技術(shù)對稀土元素和微量元素進行了分析。數(shù)據(jù)包括10種主要氧化物、26種微量元素和14種稀土元素。在此基礎(chǔ)上,結(jié)合已發(fā)表的古水流、碎屑鋯石U-Pb、Lu-Hf和Sr-Nd同位素數(shù)據(jù),考慮了印度/亞洲板塊碰撞的時間和方式,對緬甸中央盆地的物源特征和構(gòu)造背景進行了評估。緬甸中央盆地中,晚始新世Pondaung組和Yaw組的區(qū)域平均古水流數(shù)據(jù)(Aung Naing Soe等,2002;Licht等,2013)表明,沉積物主要由東北向西運移方向幾乎垂直于盆地軸線。根據(jù)公布的古水流數(shù)據(jù)(Aung Naing Soe等,2002;Licht等,2013;Kyaw Linn Oo等,2015),以及本研究中進行的巖石學(xué)和全巖地球化學(xué)分析,Pondaung、Yaw和Shwezetaw組的研究砂巖可能來自至少三個不同的源區(qū),簡介如下。(i)來自近端鈣堿性安山巖火山深成源巖的主要貢獻,即可能來自WMA,喜馬拉雅巖漿弧在西藏東南部的延伸(科希斯坦-拉達克-岡底斯弧),具有的正εhf(t)值,且根據(jù)鋯石U-Pb年齡的證據(jù),表明了新生巖漿源經(jīng)歷了110-80 Ma和70-40 Ma兩個主要巖漿階段(Wang等,2014;Kyaw Linn Oo等,2015)。(ii)超鎂鐵質(zhì)巖石和沉積源地體的微小貢獻,即可能來自緬甸地體基底,其由片麻巖、云母片巖、千枚巖、角閃巖和蛇綠巖組成,位于西部IMR和東部的右旋實皆斷層之間。(iii)鉻和鎳含量的增加,特別是在漸新世Shwezetaw組,可能源于西面IMR在37 Ma(晚中始新世)和中新世中期之間的第一次隆起事件(Mitchell,1993;Alle等,2008;Kyi Khin等,2017)。這表明,今后的研究應(yīng)對Shwezetaw組進行詳細的區(qū)域古水流分析,以區(qū)分來自西部IMR和/或緬甸東部地體基底的沉積物。根據(jù)緬甸沙林次盆和孟加拉國錫爾赫特盆地的地球化學(xué)變化,可以推斷出這兩個沉積盆地的物源層存在明顯差異。這一結(jié)果表明,晚始新世-漸新世IMR的上升,可能是東部沙林次盆與西部錫爾赫特盆地之間的屏障阻止了來自緬甸的沉積物來源搬運到錫爾赫特盆地所致。較低的沉積成熟度和初始-中等程度的風(fēng)化作用表明,研究區(qū)沉積物可能是近緣(緬甸)而非遠緣(西藏)快速沉積的。構(gòu)造和古風(fēng)化分析表明,沉積可能發(fā)生在復(fù)雜的大陸邊緣活動環(huán)境中,特別是在氧條件良好的大陸島弧(CIA)背景下,極有可能是典型的印亞輻合弧前位置。(4)結(jié)合常規(guī)測井技術(shù)與地震資料,探討了研究區(qū)的油氣潛力和未來油氣勘探的意義。利用常規(guī)測井資料結(jié)合地震資料,對大多數(shù)井段相交的始新世-漸新世儲層進行了綜合巖石物理分析,評價了頁巖體積、有效孔隙度、滲透率、含水飽和度、凈產(chǎn)層厚度和儲層段凈毛比等儲層特征。FM-1和FM-4兩口井擁有完整的鉆井測井?dāng)?shù)據(jù),包括井徑(CAL)、自然電位(SP)、自然伽馬(GR)、電阻率、補償中子巖性(CNL)、密度(DEN)、聲波/鉆時(DT)和光電系數(shù)(PE)測井資料。在與早、中、晚始新世巨型層序(Yaw、Laungshe和Kabaw頁巖層序)相關(guān)的研究區(qū),發(fā)現(xiàn)了三組主要的“有效”烴源巖。通過地球化學(xué)、同位素和生物標(biāo)記技術(shù)進行的油源對比研究表明,晚始新世構(gòu)造中Yaw頁巖是Yaw晚期和Pondaung晚期砂巖中油氣的主要有效來源。Laungshe組碳質(zhì)頁巖可作為Tabyin組油氣藏的烴源巖。Paunggyi組可能的油源顯示為始新世/晚古新世Kabaw頁巖組合。從烴源巖油和滲透性的良好成分相似性可以看出,它們都是由相似的有機物(葡萄球菌)構(gòu)成的,葡萄球菌產(chǎn)生于淡水-咸水的透光帶(湖上層),但保存在鹽度分層缺氧環(huán)境(湖下層)。在PSC-F區(qū)塊的單斜層區(qū)和恩加林頓背斜區(qū)鉆測井(FM-1和FM-4)中,共識別出40個含油氣砂巖儲層,包括Shwezetaw組6個含油砂巖儲層、3個含氣砂巖儲層,Yaw組7個含油砂巖儲層、2個含氣砂巖儲層,Pondaung組3個含油砂巖儲層、14個含氣砂巖儲層及Tabyin組5個含氣砂巖儲層。研究區(qū)Pyawbwe組、Padaung組、Yaw組和Laungshe組泥質(zhì)層序為區(qū)域封閉蓋層,其中Okhmintaung組、Shwezetaw組和Pondaung組為層內(nèi)圈閉的頁巖層。Yaw組和Tabyin組是含油氣砂巖的層內(nèi)圈閉的頁巖層。在恩加林頓背斜中,Dudawtaung組逆沖斷層和交叉斷層具有封閉性,形成了油氣藏的聚集。在二維地震資料和試井資料解釋的基礎(chǔ)上,確定了PSC-F區(qū)塊的地層圈閉和構(gòu)造圈閉,該區(qū)塊單斜區(qū)識別出的三個顯著地層圈閉分別為上Pondaung Pinchout圈閉、上Shwezetaw古丘陵圈閉和下Padaung下切河谷充填圈閉。Pondaung組的最上層的單元較薄,最終沿沙林次盆西側(cè)楔出。在NPCC2010M202線二維地震剖面上,可以看到上Pondaung出現(xiàn)大規(guī)模的單斜尖滅,這種尖滅為F區(qū)塊單斜區(qū)圈閉的發(fā)育提供了可能。古山丘圈閉形成于什韋澤托三角洲分流河道中,該分流河道為砂沉積,在分流河道與切割河谷充填(IVF)的蓋層頁巖之間則夾有底封頁巖。下切河谷充填圈閉是分布在下切河谷充填頁巖序列中的砂體。在PSC-F區(qū)塊恩加林頓背斜區(qū)發(fā)現(xiàn)了一個突出的構(gòu)造圈閉,該圈閉在西側(cè)被Dudawtaung組逆斷層斷開,并于東側(cè)被兩條逆沖斷層分割成9個油氣聚集區(qū)。目前,有機質(zhì)Ro為0.7-0.8%,輕微成熟到成熟。根據(jù)Moge一維成熟度研究,Kabaw、Laungshe和Yaw組的生烴時間分別為~35 MYA、~25 MYA和至今。油氣是從成熟的單個結(jié)構(gòu)的側(cè)翼生成,油中含有相同量的有機硫(0.2-0.5%),而且兩個地層中都顯示出了一定的油氣儲量,這表明排烴既發(fā)生在Shwezetaw砂巖中,也發(fā)生在Pondaung砂巖中。油氣以構(gòu)造或地層控制的方式向上遷移并聚集到圈閉中。Laungshe頁巖的生成發(fā)生在非構(gòu)造位置,油氣再次向上排至Tilin和Tabyn砂巖,繼續(xù)向上運移,以構(gòu)造和或地層控制的方式聚集到圈閉中。北方石油化工(集團)有限公司(緬甸)(NPCCM)鉆探了FS-1(688.03m)、FS-6(706.33m)、FB-6(519.01m)和FS-7(900.04m)四口淺井,以評估Shwezetaw和Yaw組的含油砂巖儲層。同時還鉆探了中等井FM-1(2270.11m),以評估2011-2012年P(guān)SC-F恩加林頓地區(qū)背斜中Pondaung上組的含氣砂巖;鉆探深井FM-3(A孔2565.12m,B孔1841.09m)和FM-4(3030.15m),以評估2012-2013年P(guān)SC-F單斜構(gòu)造北部高點Pondaung圈閉的油氣潛力。FM-1和FM-4井的電測井結(jié)果顯示,Shwezetaw,Yaw,Pondaung和Tabyin組儲層有含油氣的砂巖。研究采用體積法估算了各組油氣儲量。估算了PSC-F恩加林頓地區(qū)背斜區(qū)、Shwezetaw和Yaw逆斷層和Pondaung油氣逆斷層的油氣儲量,以及PSC-F單斜區(qū)的Pondaung、Tabyin組的油氣儲量。因區(qū)域邊界和下切谷形成的侵蝕序列邊界,其相關(guān)地層的不連續(xù)性易造成油氣圈閉。下切谷填充尤其重要,因為山谷填充和山谷古河口的潛在砂層,都可能被海侵系統(tǒng)域上層富含有機質(zhì)的頁巖所覆蓋,而且與油氣圈閉和潛在砂層相關(guān)的逆沖斷層很可能是最重要的運移通道。目前,雖然沒有在恩加林頓地區(qū)背斜中實現(xiàn)商業(yè)開采,但該地油氣潛力大。研究結(jié)果表明,Thrust斷層附近的Okhmintaung,Shwezetaw,Yaw和Pondaung儲存大量油氣。在單斜區(qū)域,Shwezetaw和Yaw地層的含氣砂巖飽和度較低且難以投入生產(chǎn),而Pondaung組和Tabyin組含氣砂巖有大量自生天然氣。但是,這些砂巖的孔隙度和滲透率很低,而且不能通過常規(guī)方法投入生產(chǎn),需要水力壓裂工藝方法進行油氣生產(chǎn)。該論文有圖75幅,表25個,參考文獻251篇。
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P618.13
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本文編號：2680572