柴达木盆地多种能源矿产同盆共存及其地质意义.docVIP

柴达木盆地多种能源矿产同盆共存及其地质意义 　　摘要：柴达木盆地是中国石油、天然气、煤和铀等多种能源矿产同盆共存的盆地之一。在平面分布上，目前已进入勘探开发阶段的油气藏分布于柴达木盆地西部、北缘及东部地区，煤和砂岩型铀矿分布在盆地北缘；在赋存层位上，石油及部分天然气（油型气、煤成气）以侏罗系煤系地层为源岩，以侏罗系、古近系―新近系为储层，煤赋存于侏罗系大煤沟组和小煤沟组，已知的铀矿化位于侏罗系、古近系―新近系地层。结合单种能源矿产的时空分布特征以及相互之间的组合形式，柴达木盆地石油、天然气、煤和砂岩型铀矿等多种能源矿产在空间上有明显的同盆共存关系，且在成藏成矿中相互作用。柴达木盆地西北地区石油与天然气、柴达木盆地北缘煤与煤成气呈同盆共存关系；柴达木盆地北缘铀矿化发育在煤层之上且在油气运移指向的边部有多个铀矿化点，油气及煤系地层为其提供还原剂。通过柴达木盆地北缘烃源岩生烃模拟试验，元素U及其伴生元素（Mn、Mo、V和Cs）的富集对烃源岩生烃有明显的催化作用，表现为生烃量大幅度增加和生烃高峰提前。综上所述，有机矿产对无机铀矿的形成起到了重要的还原作用，无机铀矿及其伴生元素对于有机油气的生成有明显的催化作用。 　　关键词：能源矿产；共存富集；石油；天然气；煤；铀矿；时空分布；柴达木盆地 　　中图分类号：P618.1文献标志码：A 　　0引言 　　柴达木盆地位于青藏高原北缘青海省境内，面积12.1×104 km2，是中国西部一个重要的中新生代大型陆相沉积盆地，资源储量极为丰富，目前发现的能源矿产主要有石油、天然气、煤和砂岩型铀矿。 　　柴达木盆地石油勘探潜力巨大，截至2006年，石油探明率仅为15.3%[1]。王永卓等在前人研究的基础上明确了柴达木盆地含油气系统及其分布范围，认为侏罗系含油气系统分布在柴达木盆地北缘（简称“柴北缘”）块断带EW向展布的条带，第三系含油气系统以茫崖坳陷为主，第四系含油气系统以三湖坳陷为主；并对柴北缘侏罗系煤系烃源岩演化历史进行了模拟和油气源对比[23]。徐凤银等认为柴达木盆地烃源岩的分布演化，圈闭的形成以及油气运移、成藏和保存都受构造演化的影响，构造演化控制了油气的分布[46]。曾春林等对柴北缘侏罗系烃源岩的微量元素进行了分析测试，认为柴北缘侏罗系烃源岩中Mo、Sc、Ti、Cs、Ni等元素含量明显高于其克拉克值[7]。 　　天然气在柴达木盆地西北部、北缘和三湖地区均富集成藏[811]。张晓宝等认为柴达木盆地西北地区具备深层气藏形成的条件，因为该区有4套有机质丰度中等到好的气源岩且气源岩均达到高过熟阶段，气源充足等，并且其源岩主要为下侏罗统地层，储层为古近纪―新近纪[12]。田光荣等提出柴北缘煤成气具有晚期成藏的特征[13]；马峰等分析了柴北缘煤成气的成藏条件和勘探领域[14]。 　　柴达木盆地可开采的煤炭资源主要分布于柴北缘地区。曹代勇等分析了煤田构造特点，并结合煤系基底构造特征、主干断裂构造特征及煤系赋存特征，确定了柴北缘煤系展布具有南北分带、东西分区的基本规律，有利的成煤环境主要有湖侵过程中古隆起、断陷台地和废弃的辫状河冲积平原等[15]。占文锋等运用构造控煤分析方法，探讨了柴北缘煤系赋存的基本规律，并圈定柴北缘东西分区的中、东段为勘探开发的重点区段[16]。邓文诗等对柴北缘中下侏罗统含煤岩系沉积特征、聚煤作用以及含煤性等进行了分析，指出中下侏罗统大煤沟组、小煤沟组为主要含煤段[1718]。 　　路耀祖对柴北缘冷湖地区古近系―新近系的可地浸砂岩型铀矿进行了研究，分析了成矿的有利因素，包括来源于周边高山蚀源区的铀以及泥砂泥互层产出铀的迁移富集等[19]。刘林等指出柴北缘层间氧化带主要发育在鱼卡、北大滩等地区的中侏罗统大煤沟组和石门沟组，厚度较大，比较稳定，具明显的氧化带、过渡带、还原带特点，铀矿化主要分布在层间氧化带的上、下翼及前锋线附近，呈板状或薄层状产出[2022]；在此基础上，刘林等明确了铀矿化层位主要是中侏罗统的大煤沟组、石门沟组，另外还有下侏罗统湖西山组和渐新统下干柴沟组，并预测柴北缘鱼卡、北大滩地区是砂岩铀矿的有利远景区[23]。杜善青等指出柴达木盆地西北缘铀矿化发育在油气藏顶部的渐新统下干柴沟组岩层中，铀矿化与油气还原作用有着密切的联系[24]。 　　柴达木盆地石油、天然气、煤和砂岩型铀矿等单种能源矿产的研究已日趋成熟，但各能源矿产之间的相互关系和作用、铀矿与油气煤的关系是该区能源矿产研究的一个弱点。前人对于盆地有机无机能源矿产共存的研究也取得了一些成果。杜乐天等认为美国、中亚和中国北方的砂岩型铀矿产区是和油气盆地上下叠合的[25]。陈广坡等指出油气藏和沉积金属矿产有相同的物源，一些金属的存在对有机质转化为烃类有催化作用，同时烃类有机酸有利于金属元素随烃类和成矿