大地电磁测深揭示的松辽盆地域多重构造体制作用及上古生界油气前景
松辽盆地地处中亚造山带东段，是中国重要的含油气盆地。其形成与演化受到古亚洲洋、蒙古-鄂霍茨克洋和古太平洋构造体制共同作用。随着能源需求的不断增长，深部找油找气成为持续增产的新出路。因此深入分析构造体制影响下松辽盆地域岩石圈结构，探寻岩石圈构造对油气资源的影响，既是地球科学研究的前沿问题，也是松辽盆地深部油气资源调查与评价的迫切任务。然而，由于缺乏深部地球物理观测数据，构造体制叠加作用与岩石圈结构的关系尚不清楚，上古生界空间展布尚未明确，深部是否存在具有生油潜力的石炭-二叠系油气资源等问题亟待解决。 本文通过构建松辽盆地壳幔电性结构模型和基底非震地球物理模型，来为解决上述问题提供新的证据。首先对松辽盆地138个大点距的面积性宽频大地电磁测深点进行处理和分析，相位张量分析结果显示，地下结构呈现出明显的三维特征，所以对其进行全阻抗数据的三维反演，得到松辽盆地区域三维电性结构模型；其次针对松科2井区域进行非震地球物理数据采集，处理和分析，得到局部非震地球物理三维模型。以上反演结果模型显示：松辽盆地上地壳广泛横向分布NE，NW向条带状高导异常，交叉部位出现正交的低电阻率异常（～10Ω·m），纵向高—低阻交叉重叠，其中低阻主要呈中间厚两边薄的“盆状”结构；盆地下地壳及上地幔存在来自于深部且斜向两侧上涌的高导特征；位于中央坳陷区和北部倾没区交界约45km深度处出现大面积高导异常；非震地球物理模型中发现松科2井地区基底电阻率变化范围较大，异常体多且聚集，重磁异常分布范围广，整体呈NE、NW向分布；有三种特征组合占主导：1.高密度、低磁、低阻异常组合；2.低密度、低磁、高阻异常组合；3.高密度、高磁、高阻异常组合。 结果表明，松辽盆地下方岩石圈为非均质岩石圈，具有高导异常带（~10Ω·m）。上部地壳特征（＜10km）的位置与断层系统和裂谷盆地的网状结构相关。根据地温梯度和岩石物理学计算，中下部地壳高导异常归因于含有中高含水量（4.5wt.%）的部分熔体（~5vol.%）。深部（＞45km）特征被解释为松辽盆地中心的软流圈上升流，为岩石圈最薄处。针对于构造体制与岩石圈结构的关系提出，由于古亚洲洋的闭合以及蒙古-鄂霍茨克洋闭合和古太平洋板块之间的双向汇聚而导致的板块碰撞、汇聚和缝合，可能在整个岩石圈中形成了薄弱的构造带。它们为后来古太平洋体系俯冲引起的流体和熔体的向上运移提供了构造基础。 根据密度、磁化率和电阻率特征组合，结合物性特征，可推断出松科2井区基底主要由上古生界和中酸性侵入岩组成。且根据地球物理特征总结上古生界与上覆的中生界存在三种叠合关系，分别是1.上有中生界，下有古生界，侵入岩侵入其中间层；2.侵入岩下伏于中生界；3.古生界直接下伏于中生界。复杂的叠合关系与构造体制的后期改造作用有关。根据油气生成条件认为第一种叠合关系对油气的生成、储存和运移最为有利，并据此规律圈定出研究区内黑鱼泡凹陷与三肇凹陷的结合部位可以作为良好的油气聚集单元。 综上，本文不仅构建了松辽盆地岩石圈深部的电性结构模型和松科2井区域重磁电三维反演模型，而且据此给出构造体制叠加作用与岩石圈结构的关系和上古生界精细结构，为了解松辽盆地域构造演化和油气探查提供了新思路。
松辽盆地;大地电磁测深;三维反演;岩石圈结构;构造体制;上古生界;油气意义;三肇凹陷
吉林大学
博士
固体地球物理学
马国庆
2023
中文
P618.130.2
2023-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）