中國南方大地構造和海相油氣地質

① 下揚子區中（新）生代盆地構造風格與海相油氣勘探

范小林

（中國石化無錫實驗地質研究所，江蘇無錫214151）

【摘要】本文概述了下揚子地區中（新）生代盆地構造風格與古生界盆地海相油氣成藏的背景，這些背景為該地區中（新）生代盆地歷史研究和海相油氣勘探實現突破提供基礎。根據我們的研究成果，從盆地變格角度提出了下揚子地區海相油氣勘探戰略目標，同時指出，中新生代構造變格所產生的盆地疊加效應，控制了海相油氣的再分配。因此，勘探家應加強對中生代盆地的研究，加快對與構造不整合相關的「削截圈閉」勘探研究，力爭獲得新進展。

【關鍵詞】海相領域；油氣勘探；構造風格；中（新）生代盆地；下揚子區

1引言

在下揚子地區油氣勘探和油氣地質研究中，油氣保存條件研究至關重要。勘探事實表明，一個盆地即使具有優越的原始生、儲、蓋基礎，但如果後期保存條件不佳，也有可能完全喪失產油氣能力。油氣保存條件應從兩個層次來認識，第一層次是盆地實體保存，第二層次是油氣藏的保存條件，後者是在第一層次存在前提下才能給予討論。對於有效地找出古生界海相油氣保存類型與保存單元，有必要了解中生代盆地疊加及其在地史發展過程中的全部變化，了解下揚子地區盆地經歷構造風格的共性及個性。

下揚子地區井下多處發現油氣顯示，以及地表發現若干瀝青點，這就表明了受大地構造控制的殘留盆地內，有一定儲集能力的儲集體中仍有流動油氣的強度，說明了地史階段直至現今有過相當規模的油氣運聚成藏過程。在盆地規模，可以發現這些油氣顯示或油流或瀝青點，集中出現在活動斷層、盆地隆起邊緣構造上以及在井下鑽遇的構造不整合界面附近。開展以盆地為整體的區域綜合勘探研究，除了重視蘇北盆地深層海相油氣外，更應該重視蘇皖中生代盆地群下伏的古生代地層中海相油氣的勘探，從而在下揚子地區培育一個21世紀可以成為接替蘇北盆地的能源後備基地。

2海相源岩特徵及中（新）生代構造形變形式

據吉讓壽等近期研究成果，下揚子地區占生代盆地與中（新）生代盆地的疊加，是通過構造變格實現的。我們以表1概括表達中新生代構造變格對古生代盆地原型的疊加。考慮到中（新）生代盆地構造風格的差異，以及疊加在古生代盆地不同部位（台內斷陷或台緣坳陷）之上，關繫到下揚子地區海相找油的重要性，因此，我們十分關注這一領域的有效源岩特徵及其對中生代以來形變的響應。

表1下揚子地區盆地原型並列/疊加區域背景

（據吉讓壽等，1999改編）

表2下揚子區主要海相源岩特徵

☆：殘留有效源岩；□：二次或多次生烴源岩；△：當前處於生烴階段的源岩

（據孫肇才等，1993改編）

2.1源岩特徵

評價下揚子區海相岩石有機地化（熱解、有機碳、色譜—質譜等）分析已經作過諸多研究（孫肇才等，1993），這是從蘇、浙、皖地區的寒武繫到三疊紀地層，間隔採取的露頭樣品和該地區有限鑽遇這類地層的井下岩心樣品完成的。提出了現今仍具生烴條件的有意義地層，它們是下志留統、下二疊統、下三疊統，其主要特徵由表2給出。

2.2構造形變形式

2.2.1擠壓隆升與構造不整合

根據本區下侏羅統底部、下白堊統底部或上白堊統底部與下伏中、古生代海相地層不同層系的接觸關系（K/T,J/Pz²,K/Pz等），並進而推斷剝蝕強度表明，江南隆起區剝蝕厚度可達4000～9000m，其餘地區剝蝕厚度一般小於4000m，蘇皖南部一般在1000m左右（陳煥疆，1989），這表明區域性差異隆升剝蝕，使不同時代地層碳酸鹽岩、硅質岩、碎屑岩等長期暴露地表，經風化剝蝕而形成孔、縫、洞，改善儲集體的儲集空間，既為油氣運聚創造條件，又為「削截圈閉」油氣藏的形成准備條件（圖1）。

圖1博鎮地區推覆構造剖面圖（據江蘇石油勘探局）

2.2.2逆沖推覆兼走滑構造體系

下揚子前陸區形變總體呈南北對沖兼走滑構造格局，這是繼下揚子南北兩個中生代（印支期）前陸盆地（閻吉柱等，1999）發育之後，燕山期（J₃-k₁，第二變格期）板內造山導致前期前陸盆地被肢解，且上疊走滑盆地，並使古生代海相地層捲入板內形變。

該地區逆沖系統的對沖鋒帶大致在沿江至蘇北東部一線范圍內，對沖「根帶」分別為張八嶺-灌縣和江南隆起，中帶則分別為鹽阜滁和蘇皖南兩個地區。從根帶至鋒帶，海相蓋層剝蝕強度遞減，其中，中帶與鋒帶之間存在著二套區域性拆離面（志留系底面和基底面），它們對上部地層形變具控製作用。據地表地質和地震剖面聯合解釋，下揚子海相地層組成的對沖推覆體系以隔擋式褶皺為主，主要受控於深層次構造拆離面（圖2）。

走滑形變受控於縮短和拉伸兩大對立作用，並且不屬於其中的任一類，因而，在下揚子區形成一套獨特的走滑應變體制，其主要形跡，以有序排列的J₃-k₁小型張性「拆離」盆地的發育來體現（圖3）。由於太平洋板塊/亞洲大陸之間運礬的變化（大規模走滑形變作用，陳滬生等，1994），使位於「大陸收斂地帶」的下揚子區，交嚏地經受拉張和縮短，並造成側向構造脫離，使得該地區盆地的區域構造背景為T₃-J₁₊₂前陸盆地的「解體」，其中的一部分拉張（NE方向）伴隨另一部分縮短（NW方向），地熾中岩石碎屑成分說明了有「造山」來源，並且含有豐富的火山岩屑。

圖2HQ-9線地震地質解釋剖面（上）；SNP-1線南段地震地質解釋剖面（下）（據閻吉柱等，1999）

圖3下揚子區J₃-k₁盆蒂構皂展布圖（據吉讓壽等，1999）

3構造變櫃與油氣響應

3.1盆地變格疊加

由表1可知，下揚子地區中（新）生代盆地對中、古生界盆地疊加，基本以「前陸、走滑、斷拗」兩層或三層疊加為主，輔以印支藝來，以指向下揚子地台遞進推覆形變地帶之下，被掩埋的「影子盆地」（如江南隆起前緣的宣廣盆地）。被疊加的中、古生代盆地，曾遭受過隆升剝蝕或輕度形變，源岩熱成熟演化過程與構造變格過程中的埋藏史相當（圖4），圖中拐點代表構造幕式作用，在相應的構造幕式作用下，先期油氣有較多散失。165～97.5Ma之間（第二期變格），下揚子區的變形，受南北對擠和北東-北北東斷裂系側（反）向滑動雙重作用，在南北對沖形變背景上，疊加北北東-北東走滑推覆（如茅山推覆帶），導致下揚子變形區呈菱型網格。由於J₃—k₁盆地疊置在被肢解的T₃—J₁₊₂前陸盆地之上，且J₃—k₁期岩漿作用涉及海相構造層，對相對早期盆地中的煤系烴源岩的熱演化作用不容忽視，這對於先期盆地的改造不僅涉及構造上，更涉及到熱體制方面的影響。這一時期（燕山期）的構造變形，使J₃—K.盆地對古生代盆地疊加有重要的油氣聚集意義。97.5Ma後的K₂—E紅盆上覆（第三期變格為主），使得已停止的中、古生界源岩生油過程重新啟動，二次生排烴類，並在K₂—E儲層中多套泥岩蓋層下得以保存，導致「古生中儲」統一的油氣系統存在於菱型網格中。如在J₃—K.走滑盆地中，由斷層封閉的「內樞紐流體聚集區」[P Connolly,et al.,1999]，可作為首選勘探目標。

圖4下揚子盆地埋藏史和源岩成熟度（據郭念發，1999）

3.2油氣保存響應

中、新生代地史階段，下揚子地區所經受的4期構造變格（表1）及不同盆地原型的疊加，對海相油氣具明顯的改造意義，尤其是構造變格具非均衡性，不但使構造形變具分帶性，而且還在不同形變帶內形成各具特色的盆地疊加，控制了海相油氣再生/再分配和最終保存並表現出不同含油氣遠景保存單元類型（表3）。如前述燕山期構造變格，使下揚子區處於「熱體制」作用中，此階段，中生代盆地疊加於改造的古生界海相盆地之上，使上古生界低熟源岩轉化並成熟發生生排烴，下古生界源岩二次發生生排烴，通過斷裂、不整合面，運聚於上迭中生代盆地內適宜的儲集體中，包括部分陸相/海相地層之間的不整合面附近的「削截圈閉」之中。

表3下揚子區構造與海相油氣的關系

4勘探目標

由上述可知，涉及有關下揚子盆地遭受構造變格與中（新）生代盆地疊加後找油方向，應在新構造運動體制下，按新的有效源岩、有效儲層、有效圈閉三者之間的有效配置來進行目標選擇：

（1）注重中生代、中新生代盆地上疊與古生界油氣原生或次生成藏關系研究。如蘇北「三套」盆地結構疊加改造區，蘇皖「背馱式」前陸盆地群疊加區，以及「江南古陸」推覆體前緣之下的「影子盆地」。

（2）以古生界為目的層的油氣可以被保存於中等形變地區。落實由逆沖斷層或正斷層控制的閉合構造，落實形變體下伏寬緩背斜構造。中（新）生代盆地疊加後，這類構造有利於油氣再次運聚成藏，除蘇北盆地可以找到大中型油氣藏外，蘇皖盆地群有望發現小型油氣藏（如句容、無為盆地）。

（3）下揚子復雜地質構造地區，早期有過生油成熟、高峰過程，但受印支，特別是燕山運動的影響，在進入晚白堊世以來，古生界主要生油岩再次經歷埋藏、沉降，進入第二次、乃至第三次生油。因此，當構造變格作為對海相油氣儲集體改善儲集性能，以及海相油氣成藏的主控因素，晚期的斷裂、構造裂縫、溶蝕孔洞可以成為烴類運聚通道，同時，次生縫、洞、孔可以成為裂縫孔隙型油氣儲集空間。更重要的是，在構造不整合界面（古風化殼）上侵蝕的原生孔隙、縫洞，可構成隆升削蝕界面附近的「削截圈閉」。

5結語

綜上所述，下揚子地區海相油氣勘探的突破，一靠思路，二靠方法。只要我們在努力弄清該地區構造風格基礎上，從實際資料出發，認真分析中生代成盆變格疊加結構，深入研究構造變格後的古生代盆地及其油氣保存特徵、油氣富集規律，發揮智力想像，該地區海相油氣藏將首先發現於勘探家的頭腦中。

致謝：本文得到吉讓壽、秦德余兩位教授的親切指導和幫助，在此深表謝忱！

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② 美國油氣地質背景

美國油氣資源的分布是受北美石油地質條件所控制的。按照板塊學說的觀點，美國在大地構造上位於北美板塊的南部，其西部大陸邊界為北美板塊邊緣，由於北美板塊和太平洋板塊碰撞，北美西部邊緣形成了著名的北美科迪勒拉山系及火山活動帶。美國北部與加拿大接壤，地質構造與加拿大相連。美國東臨太平洋，南瀕墨西哥灣並部分與墨西哥毗連，東部大陸邊緣為板塊內部大陸邊緣，其活動性較西部大陸邊緣差。

根據地殼的性質和一般構造特徵，美國的大地構造可以劃分為三種主要單元：①克拉通，即板塊內部地殼穩定、構造平緩的地區，為美國中部和北部地區；②褶皺帶，即圍繞克拉通分布的地殼活動及構造強烈變形的地帶，為環美國大陸東部、南部和西部延伸的褶皺山系；③海岸平原和陸棚，即褶皺帶與洋殼之間的地帶，為美國東海岸、墨西哥灣和西海岸地區。

根據地表地質的差異，北美克拉通可以進一步分為加拿大地盾和中央穩定地台。加拿大地盾位於北美克拉通的北部，缺乏沉積蓋層，結晶基岩已出露，岩石古老，構造穩定，地盾區全為火成岩和變質岩，沒有含油遠景。地盾區以南廣大的內部穩定區為中央穩定地台，由火山岩和變質岩結晶基底和較年輕的沉積蓋層組成。結晶基底從地盾區向外呈波狀下降，沉積蓋層覆蓋其上。在基底隆起處沉積層較薄甚至缺失，在基底沉降形成的盆地中沉積較厚，隨著結晶基底向地台外圍下降，沉積蓋層逐漸加厚。沉積蓋層主要為古生界，部分帶有中生界。

按以往「槽台學說」的大地構造觀點認為：在北美地台的東西兩側，發育有經不同時期造山運動而回返的地槽系統。東部的阿巴拉契亞地槽，發育於早古生代，經加里東和海西運動回返，形成強烈的褶皺帶，呈北北東走向，地槽區內早古生代和前寒武紀變質岩、岩漿岩褶皺變形強烈、斷裂發育。西部的科迪勒拉褶皺帶為元古宙和古生代的地槽，加里東運動時回返，以後又重新沉降成為沉積區。中生代時，地槽中部隆起，將原有地槽分為性質不同的兩個部分。美國的含油氣盆地均與這一基本的構造格局有關^[15]。

與油氣分布有關的北美洲大地構造輪廓是：在大陸內部為相對穩定的地殼部分，東、西、南三面均為高度變形的岩石所環繞。加拿大地盾為大地構造穩定的古老岩石露頭區，主要由火成岩和變質岩組成，沒有含油遠景。在中部穩定的內部區域，於與地盾相類似的結晶岩石之上，有一系列受寬闊的凸起所分隔的不太復雜的盆地，其中充填了不厚的沉積蓋層。在科羅拉多高原和部分落基山系中，發生了區域變形。包圍著中部穩定內部區域的邊緣盆地則沉陷較深，構造也較為復雜。幾條強烈褶皺和斷裂的岩層強烈變形帶夾持著穩定的中央地塊，它們是：從阿拉斯加一直延伸到墨西哥的科迪勒拉沖斷帶、阿巴拉契亞沖斷帶、沃希托沖斷帶和馬拉松沖斷帶。

褶皺帶向海岸一側發育有海岸平原和陸棚，阿巴拉契亞沖斷帶以東為皮德蒙特山前帶的結晶岩隆起，大西洋沿岸平原的中生代和新生代沉積岩超覆其上，形成沉積岩楔形體，沿大西洋邊緣分布，向海的方向變厚，從幾百米逐漸增至12192米。中生代和新生代沉積岩也超覆於沃希托和馬拉松沖斷帶上，並形成墨西哥灣沿岸平原。科迪勒拉沖斷帶以西為盆地和山脈地區、落基山脈的一部分和太平洋邊緣系統。這一帶的構造活動在地質史中相當活躍，因而形成了比較復雜的構造體系。

阿拉斯加位於科迪勒拉山系的北端，地質特點類似於該山系的其他地區，具有許多中、新生代盆地。阿拉斯加可以分為兩個主要構造層單元，北部包括布魯克斯山脈以及到北冰洋的整個北坡，布魯克斯山為整個科迪勒拉沖斷帶向北延伸的一部分；南部單元包括布魯克斯山脈以南的所有地區。北部單元的地質歷史比南部單元的更為復雜。

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④ 川東南—鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統頁岩氣聚集條件

聶海寬 邊瑞康 葉 欣

（中國石化石油勘探開發研究院，北京 100083）

摘 要 在對貴州省習水縣良村鎮吼灘村、重慶市綦江縣安穩鎮觀音橋、湖北省宜昌市黃花鄉劉家坡、重慶市石柱縣六塘和四川省興文縣麒麟鄉等上奧陶統—下志留統露頭及剖面進行觀察、采樣和實驗測試等分析的基礎上，研究了川東南和鄂西渝東上奧陶統—下志留統黑色頁岩的沉積相、展布、有機質類型及含量、成熟度、埋深和微觀儲層特徵等頁岩氣聚集條件。根據國土資源部油氣資源戰略研究中心頒發的頁岩氣資源潛力評價與有利區優選方法，預測上奧陶統—下志留統頁岩氣藏發育的有利區主要位於研究區北部，發育在江津—綦江—習水一線以東和習水—桐梓一線以北的廣大地區，有利區地質資源量為1.01×10¹²～7.19×10¹²m³（中值3.28×10¹²m³），可采資源量為0.12×10¹²～0.86×10¹²m³（中值0.39×10¹²m³）。

關鍵詞 頁岩氣 聚集條件 有利區 上奧陶統—下志留統 川東南和鄂西渝東地區

Shale Gas Accumulation Conditions of the Upper

Ordovician－Lower Silurian in the Southeast

Sichuan－West of Hubei and East of Chongqing

NIE Haikuan，BIAN Ruikang，YE Xin

（Exploration and Proction Research Institute，SINOPEC，Beijing 100083，China）

Abstract Through observations，sampling and laboratory analyses of outcrop black shale samples in the southeast Sichuan，west of Hubei and east of Chongqing，we studied shale－gas accumulation conditions of the Upper Ordovician－Lower Silurian，such as depositional facies，distribution，organic matter type and content， organic matter maturity，depth and micro－reservoir characteristics of the black shale etc.Compared with major U.S.gas－procing shale gas reservoirs，the Upper Ordovician－Lower Silurian black shale in the study areas was characterized by great thickness，abundance of organic carbon，high maturity and moderate burial，being capable of good geological conditions for shale gas reservoir development.According to the 『Evaluation of Shale Gas Resource Potential and Optimizing Method of Favorable Areas』 issued by the Oil and Gas Resources Strategic Research Center of the Ministry of Land and Resources，with a superimposition method of integrated information indicated that the most favorable areas for shale gas accumulations in the Upper Ordovician－Lower Silurian are the north of the study area.Based on the measured gas content，the amount of shale gas geological resources in the favorable areas was calculated with the volumetric method to be（1.01～7.19）×10¹²m³（with a median value of 3.28×10¹²m³）and the recoverable resources to be（0.12～0.86）×10¹²m³（with a median value of 0.39× 1012m³）.

Key words shale gas；accumulation condition；favorable area of shale gas；Upper Ordovician－Lower Silurian；southeast Sichuan，west of Hubei and east of Chongqing

基金項目：國家自然科學基金項目（41202103）；國土資源部全國油氣資源戰略選區調查與評價專項（2009GYXQ15－02）。

四川盆地及其周緣下古生界具有獨特的地質條件，可與美國東部盆地進行類比，是中國南方地區頁岩氣勘探獲得突破的重點地區之一^［1，2］。四川盆地及其周緣上奧陶統—下志留統黑色頁岩具有厚度大、有機碳含量高及成熟度高的特點，具備頁岩氣發育的良好條件，不同學者對該區頁岩氣成藏條件^［1～8］、儲層特徵^［9］、資源評價^{［6～8，10］}等方面進行了一定的研究，筆者研究認為四川盆地及其周緣上奧陶統—下志留統頁岩氣藏最有利發育區位於川南—黔北、鄂西—渝東和川東北—鄂西北等地區^［8］。本次研究是在前期研究基礎上，按照有利區預測從大到小、逐步縮小的原則，對川南—黔北和鄂西—渝東兩個頁岩氣發育有利區的結合部分——川東南—鄂西渝東地區開展了研究，以期達到更精確地預測頁岩氣發育有利區和計算資源量的目的，為勘探提供參考建議。

1 頁岩發育特徵

1.1 沉積相

奧陶紀為研究區構造和沉積演化的變革期，由被動大陸邊緣轉為前陸盆地，上奧陶統五峰組黑色頁岩分布在奧陶系頂部，與上覆下志留統龍馬溪組連續過渡，在本次研究中，把上奧陶統五峰組和下志留統龍馬溪組放在一起進行研究。晚奧陶世—早志留世期間，研究區發生了洋陸轉換、陸陸碰撞，即華南洋向江紹一帶俯沖、消減形成江南造山帶、雪峰山造山帶，與牛首山－黔中古隆起相連，研究區由大陸邊緣轉為前陸體系，在造山帶前緣形成前陸盆地^{［11，12］}，包括牛首山－黔中古隆起前緣的上揚子淺海－濱海前陸盆地（滇東北、川南—黔北）、武陵山－雪峰山造山帶前緣盆地（湘西—黔東前陸盆地）和江南淺海（湘西前陸盆地），形成川南和鄂西—渝東兩個深水陸棚區（圖1）。上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組為黑色、深灰色炭質、鈣質頁岩、硅質泥頁岩，富含筆石和黃鐵礦，主要形成於閉塞、半閉塞滯留環境的深水陸棚或次深海環境，為南方一套很好的烴源岩。

1.2 頁岩分布

1.2.1 縱向發育特徵

縱向上岩性變化較大，從下向上筆石頁岩、炭質頁岩厚度減小，灰黑色頁岩、粉砂質頁岩厚度增加，直至完全過渡為灰色粉砂質頁岩、灰色頁岩。貴州省習水縣良村鎮吼灘村上奧陶統—下志留統剖面底部為筆石頁岩，向上過渡為炭質頁岩和粉砂質頁岩，其中五峰組黑色頁岩厚度約4.6m，龍馬溪組黑色頁岩厚33.9m，總厚38.5m（圖2）；重慶市綦江縣安穩鎮觀音橋上奧陶統—下志留統黑色頁岩剖面實測厚度為62.6m（圖3）；湖北省宜昌市黃花鄉劉家坡上奧陶統—下志留統黑色頁岩剖面實測厚度為19.5m；重慶市石柱縣六塘鄉上奧陶統—下志留統黑色頁岩剖面實測厚度為167m。

圖1 川東南和鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統黑色頁岩沉積相

1.2.1.1 貴州省習水縣良村鎮吼灘村上奧陶統—下志留統黑色頁岩剖面

油氣成藏理論與勘探開發技術（五）

圖2 貴州省習水縣良村吼灘上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組黑色頁岩剖面（上：剖面全景；下：實測剖面）（2）至（5）層實測厚度為38.5m

1.2.1.2 重慶市綦江縣安穩鎮觀音橋上奧陶統—下志留統黑色頁岩剖面

油氣成藏理論與勘探開發技術（五）

圖3 重慶市綦江縣安穩鎮觀音橋上奧陶統—下志留統黑色頁岩剖面（2）至（5）層實測厚度為62.6m

油氣成藏理論與勘探開發技術（五）

1.2.2 平面展布特徵

上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組黑色頁岩主要發育在牛首山－黔中古隆起至江南－雪峰隆起以北較深水的非補償性缺氧環境中。上奧陶統五峰組分布在奧陶系頂部，厚度不大（一般不超過30m），但分布穩定，幾乎遍及整個研究區，岩性為黑色硅質頁岩、含砂質頁岩、炭質頁岩及含炭泥質頁岩等；下志留統龍馬溪組黑色頁岩集中分布於該套地層底部，主要為黑色硅質岩、筆石頁岩、炭質頁岩、深灰色泥岩等，厚度一般30～120m，其空間展布與上奧陶統黑色頁岩相似（圖4）。上奧陶統—下志留統黑色頁岩主體呈北東向的帶狀分布，形成川南區的自貢—宜賓—瀘州和鄂西—渝東的石柱—利川—彭水—道真兩個沉積中心，研究區位於這兩個沉積中心之間。位於古隆起邊緣的地區黑色頁岩厚度較薄，處於沉積中心附近的厚度較大，厚度大於30m的區域基本上位於大足—重慶—涪陵—梁平一線以南、以東和敘永—習水—桐梓—綏陽—鳳崗—德江—酉陽—龍山—鶴峰一線以北、以西的廣大地區。總體來看，研究區上奧陶統—下志留統黑色頁岩分布在雪峰山隆起、牛首山－黔中古隆起和川中古隆起之間的區域，具有分布面積大、范圍廣的特點。

1.3 有機質類型和含量

實驗結果表明，I_H和n（H）/n（C）值分別小於50、0.5，難於准確標定不同母質類型的乾酪根。乾酪根δ¹³C能夠反映原始生物母質的特徵，次生的同位素分餾效應不會嚴重掩蓋原始生物母質的同位素印記，普遍認為它是劃分高—過成熟烴源岩有機質類型的有效指標^{［13～15］}。從對25塊樣品的同位素分析可知，上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組乾酪根碳同位素分布於－31.7‰～－25.3‰之間，根據海相Ⅱ型與Ⅰ型乾酪根的界限值δ¹³C＝－29‰^［16］分析，其中，19塊屬腐泥型（Ⅰ型），6塊屬腐殖型（Ⅱ型），有機質乾酪根類型以Ⅰ型為主，Ⅱ型為輔。

在平面上，高有機碳含量主要位於黑色頁岩的沉積中心，圍繞川中古隆起、牛首山－黔中古隆起和雪峰山隆起形成川南—黔北和鄂西—渝東兩個有機碳含量高值區。在自貢—桐梓一帶為川南—黔北高值區，有機碳含量普遍大於2％，局部地區超過4％，如四川省珙縣雙河黑色頁岩的實測有機碳含量高達4.27％。在鄂西—渝東的南川—武隆—石柱—利川—建始一帶也為有機碳的高值區，普遍大於2％，在武隆—彭水—黔江—利川—石柱一帶超過3％，如重慶市武隆縣江口黑色頁岩的實測有機碳含量高達5.3％（圖5）。

圖4 川東南和鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統黑色頁岩厚度等值線圖

1.4 成熟度和熱演化史

上奧陶統—下志留統頁岩演化程度總體較高，處在過成熟階段（圖6）。在合江—綦江一帶和石柱—涪陵一帶成熟度超過3％，局部地區成熟度大於4％，成熟度低值區主要分布在渝東南的彭水地區，在2.5％左右，主體處於過成熟晚期和變質期階段，失去生氣能力。研究區可劃分為四川盆地內部、黔中隆起及其周緣和湘鄂西3個構造帶^{［17，18］}，四川盆地內部上奧陶統-下志留統頁岩具有早期長時間淺埋-早、中期長時間隆升-中期二次深埋-晚期快速抬升的特點，黔中隆起及其周緣具有早期生烴-中期多次生排烴-晚期快速抬升（比四川盆地內抬升早）的特點，湘鄂西地區具有長期持續埋藏-快速隆升的特點。對比這3類埋藏史曲線不難發現，四川盆地內部以威遠氣田為代表的地區具有以下特徵：(1)在加里東期以前基本沒有生烴，另外兩個地區則生成了大量的油氣；(2)具有生氣高峰晚的特徵，對於常規油氣藏來講，大氣田氣源岩生氣高峰的時代以古近紀為主，白堊紀、新近紀次之，並且氣源岩生氣高峰的時代越老，形成大氣田所佔比例越小^{［19，20］}，筆者認為頁岩氣也不例外，並且根據美國頁岩氣勘探開發經驗判斷，生氣高峰越晚越好，如美國頁岩氣勘探開發最成功的福特沃斯盆地Barnett頁岩氣藏；(3)具有抬升時間晚的特點，在白堊紀中期以後抬升，另外兩個地區為白堊紀早期和中侏羅世。頁岩埋藏史和熱演化史說明四川盆地內部上奧陶統-下志留統具有優越的頁岩氣成藏條件。

圖5 川東南和鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統黑色頁岩有機碳含量等值線圖

圖6 川東南和鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統黑色頁岩成熟度等值線圖

1.5 深度

研究區構造比較復雜，地層埋深變化比較大，且研究程度低，資料基礎薄弱，上奧陶統—下志留統黑色頁岩埋深總體變化比較明確，但是精確預測比較困難，勾畫埋深等值線難度更大。根據地層出露情況和地層厚度推測出大致的埋深范圍，本次研究按照地層出露的情況估算頁岩的埋深。綜合分析南川幅、綦江幅、桐梓幅、遵義幅、涪陵幅和忠縣幅等120萬地質圖發現，可以採用桐梓幅的地層厚度初步預測頁岩的埋深^［11］，經計算表明侏羅系遂寧組覆蓋的地區，下志留統底界的埋藏深度范圍為3900 ～5737m；侏羅系蓬萊鎮組覆蓋的區域，埋深較大，總體埋深超過5000m。

總體上看，上奧陶統—下志留統黑色頁岩的埋深主要有以下特徵：(1)整體由東南向西北增加，大致沿齊岳山斷裂帶以東及以南均為剝蝕區，齊岳山斷裂以西埋深在1000～6000m之間，其中大部分地區的埋深為1000～5000m，埋深超過5000m的區域主要位於各復向斜核部出露侏羅系蓬萊鎮組的區域（圖7）；(2)埋藏深度受褶皺分布的控制明顯，在背斜遭受剝蝕，在向斜地區，由於上覆地層存在，埋深較大；(3)斷裂發育對目的層埋深影響明顯，在斷裂下降盤，埋藏深度明顯變大，如在齊岳山斷裂兩側，斷裂東部上升盤地層抬升出露、遭受剝蝕，西部下降盤埋深較大，且離斷層越遠，埋深越大。

1.6 岩性－岩礦－地化－物性綜合剖面

通過野外觀察、剖面實測和實驗分析建立了研究區上奧陶統—下志留統頁岩的岩性－岩礦－地化－物性綜合剖面，從剖面底部向上，隨著缺氧環境的破壞，岩性－岩礦－地化－物性等指標在剖面上呈有規律的變化，重慶市綦江縣觀音橋上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組頁岩剖面從下往上，隨著缺氧環境遭到破壞，岩性變化較大，筆石頁岩、炭質頁岩厚度較小，灰黑色/灰色頁岩、粉砂質頁岩厚度增加，直至完全過渡為灰色粉砂質、砂質頁岩或泥質粉砂岩，相應的有機碳含量呈減小趨勢，由於缺氧環境遭到破壞，海水變淺，導致石英含量減少和黏土礦物含量增加，成熟度、孔隙度和滲透率等指標在剖面上變化不大（圖8）。美國主要產氣頁岩也具有這種特徵，產氣頁岩段主要發育在頁岩層下部^{［21，22］}，結合研究區頁岩氣成藏控制因素、鑽井氣測顯示和岩性－岩礦－地化－物性綜合剖面等綜合分析認為，上奧陶統-下志留統頁岩剖面的下部具有較好的頁岩氣發育條件，是頁岩氣藏發育的有利層段。

圖7 川東南和鄂西渝東地區下志留統龍馬溪組黑色頁岩出露和埋深簡圖

1.7 儲層特徵

頁岩氣儲層可以分為裂縫和孔隙兩大類，其中孔隙可以分為有機質（瀝青）和/或乾酪根網路、礦物質孔以及有機質和各種礦物之間孔^［23］，本文在前期對頁岩儲層類型劃分的基礎上，對頁岩的微觀孔隙進行了研究，主要包括有機質孔、礦物質孔、有機質和礦物之間的孔隙以及微裂縫等4類（圖9）。有機質孔的單個氣孔以圓形為主，其次為橢圓形、長條形和不規則形等，邊緣較光滑，輪廓清晰，有些氣孔邊緣彎曲，有些相鄰氣孔彼此連通，有些較大的橢圓形、長條形或不規則形氣孔由多個氣孔破裂聯通而成。礦物質孔主要包括晶間（顆粒間）孔、晶內（顆粒內）孔、溶蝕孔和礦物比表面等，其中晶間（顆粒間）孔包括晶間殘留孔隙和晶間溶蝕孔隙，前者是指晶粒之間的殘留微孔隙，主要發育在石英、黃鐵礦等脆性較好、抗壓實作用強的礦物或晶體內，呈長條形和不規則形，孔隙直徑一般較小，多分布在20～500nm，個別長條形殘留粒間孔隙的長度可達微米級，後者主要發育在方解石、長石等溶蝕性礦物間，形狀多為圓形或橢圓形，孔隙直徑較殘留粒間孔隙大，個別可達數微米。有機質和礦物之間的孔隙只佔頁岩微觀孔隙的一小部分，但卻意義重大，該類孔隙連通了有機質（瀝青）/乾酪根網路和礦物質孔，把兩類孔隙連接起來，使得有機質中生成的天然氣能夠運移至礦物質孔中賦存，某種程度上有微裂縫的作用，對頁岩氣的聚集和產出至關重要。微觀裂縫主要發育在脆性礦物晶體間和晶體內，寬度一般僅為幾十納米，長度一般為數微米，如果晶間微裂縫被方解石或自生黏土礦物充填，則降低了微裂縫的滲流能力。綜合對微觀孔隙的分析認為，下志留統龍馬溪組黑色頁岩以有機質孔為主，局部地區溶蝕孔隙比較發育。

圖8 重慶市綦江縣觀音橋上奧陶統五峰組—下志留統龍馬溪組頁岩岩性－岩礦－地化－物性綜合剖面

圖9 川東南地區下志留統龍馬溪組黑色頁岩微觀孔隙（左：四川興文麒麟；右：重慶石柱六塘）

2 有利區優選和資源量計算

2.1 選區基礎和方法

有利區優選和資源量計算根據國土資源部油氣資源戰略研究中心頒發的 「全國頁岩氣資源潛力調查評價及有利區優選項目——頁岩氣資源潛力評價與有利區優選方法」進行。

選區基礎：結合泥頁岩空間分布，在進行了地質條件調查，收集了地震資料、鑽井（含參數淺井）以及實驗測試等資料，掌握了頁岩沉積相特點、構造模式、頁岩地化指標及儲集特徵等參數基礎上，依據頁岩發育規律、空間分布及含氣量等關鍵參數在遠景區內進一步優選出有利區域。

選區方法：基於頁岩分布、地化特徵等研究，採用多因素疊加、綜合地質評價、地質類比等多種方法，開展頁岩氣有利區優選及資源量評價（表1）。

2.2 有利區和資源量

綜合分析頁岩展布、有機碳含量、成熟度、埋深、地表條件、演化史和含氣量等條件，認為研究區上奧陶統—下志留統頁岩氣藏發育的有利區主要位於研究區北部，發育在江津-綦江-習水一線以東和習水-桐梓一線以北的廣大地區，其中以綦江南區塊、黔渝彭水區塊、南川區塊、建南區塊、湘鄂西Ⅰ區塊和湘鄂西Ⅱ區塊的有利區面積較大（圖10）。

表1 海相頁岩氣有利區優選參考指標

圖10 川東南和鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統頁岩氣發育有利區

根據研究區上奧陶統—下志留統頁岩氣發育有利區資源潛力評價計算，頁岩氣發育有利區地質資源量為1.01×10¹² ～7.19×10¹²m³（中值3.28×10¹²m³），可采資源量為0.12×10¹²～0.86×10¹²m³（中值0.39×10¹²m³）（表2）。

表2 體積法計算上奧陶統—下志留統頁岩層系頁岩氣有利區資源量參數

3 結論

1）川東南—鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統黑色頁岩具有厚度大、有機碳含量高、成熟度高和微觀儲層發育等特點，具備頁岩氣藏發育的良好地質條件，由於原始沉積條件和後期構造運動的不均一性，導致頁岩的埋藏史、熱演化史、現今埋深和保存條件等特徵變化較大，地區間頁岩氣富集程度差異較大。

2）川東南—鄂西渝東地區上奧陶統—下志留統頁岩氣藏發育的有利區主要位於研究區北部，發育在江津—綦江—習水一線以東和習水—桐梓一線以北的廣大地區，採用體積法計算研究區上奧陶統—下志留統頁岩氣有利區地質資源量為1.01×10¹²～7.19×10¹²m³（中值3.28×10¹²m³），可采資源量為0.12×10¹²～0.86×10¹²m³（中值0.39×10¹²m³）。

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⑤ 中國的油氣藏分布及其特點

中國的油氣藏分布及其特點：
中國大中型油田主要分布在裂谷型盆地中，大中型油田主要分布在克拉通盆地和山前盆地中；陸相生烴岩是中國大中型油氣田的主要生烴岩，生烴岩從早古生代到新生代都有，南中國海和東中國海的古近系和新近系，中國北方的侏羅系和石炭系--二疊系是中國的主要生氣層，古近系，新近系，白堊系，侏羅系，三疊系，二疊系是中國的主要生油層；大中型氣田的儲集層主要為陸源層（中砂岩，細砂岩和砂礫岩），其成因類型為扇三角洲和三角洲體系，碳酸鹽儲集層主要為裂縫型、風化殼型；油氣藏蓋層主要為均質泥岩，油氣成藏期較晚，絕大多數大中型油氣田形成於新生代，在早生代地層中仍有相當儲量的油氣田未被發現。中國油氣資源潛力豐富，大多數盆地的油氣田處於開發的早中期，發現大中型油氣田的可能性是很大地。
中國的油氣儲量和世界大多數國家一樣主要分布在大中型油氣田中。自上世紀50年代初期以來，我國先後在82個主要的大中型沉積盆地開展了油氣勘探，發現油田500多個。以下是我國主要的陸上石油產地。

大慶油田：
位於黑龍江省西部，松嫩平原中部，地處哈爾濱、齊齊哈爾市這間。油田南北長140公里，東西最寬處70公里，總面積5470平方公里。1960年3月黨中央批准開展石油會戰，1963年形成了600萬噸的生產能力，當年生產原油439萬噸，對實現中國石油自給自足起到了決定性作用。1976年原油產量突破5000萬噸成為我國第一大油田。目前，大慶油田採用新工藝、新技術使原油產量仍然保持在5000萬噸以上。

勝利油田：
地處山東北部渤海之濱的黃河三角洲地帶，主要分布在東營、濱洲、德洲、濟南、濰坊、淄博、聊城、煙台等8個城市的28個縣（區）境內，主要開采范圍約4.4平方公里，是我要第二大油田。

遼河油田：
主要分布在遼河中上游平原以及內蒙古東部和遼東灣灘海地區。已開發建設26個油田，建成興隆台、曙光、歡喜嶺、錦州、高升、沈陽、茨榆坨、冷家、科爾沁等9個主要生產基地，地跨遼寧省和內蒙古自治區的13市（地）32縣（旗），總面積10萬平方公里，產量居全國第三位。

克拉瑪依油田：
地處新疆克拉瑪依市。40年來在准噶爾盆地和塔里木盆地找到了19個油氣田，以克拉瑪依為主，開發了15個油氣田，建成了792萬噸原油配套生產能力（稀油603.1萬噸，稠油188.9萬噸），從1900年起，陸上原油產量居全國第四位。

四川油田：
地處四川盆地，已有60年的歷史，發現油田12個。在盆地內建成南部、西南部、西北部、東部4個氣區。目前生產天然氣產量佔全國總量近一半，是我國第一大氣田。

華北油田：
位於河北省中部冀中平原的任丘市，包括京、冀、晉、蒙區域內油氣生產區。1975年，冀中平原上的一口探井任4噴出日產千噸高產工業油流，發現了我國最大的碳酸鹽岩潛山大油田任丘油田。1978年原油產量達到1723萬噸，為當年全國原油產量突破1億噸做出了重要貢獻。直到1986年，保持年產量原油1千萬噸達10年之久。目前原油產量約400多萬噸。

大港油田：
位於天津市大港區，其勘探地域遼闊，包括大港探區及新疆尤爾都斯盆地，總勘探面積34629平方公里，其中大港探區18628平方公里。現已在大港探區建成投產15個油氣田24個開發區，形成年產原油430萬噸和天然氣3.8億立方米生產能力。目前，發現了千米橋等上億噸含油氣構造，為老油田的增儲上產開辟了新的油氣區。

中原油田：
地處河南省濮陽地區，於1975年發現，經過20年的勘探開發建設，已累計探明石油地質儲量4.55億噸，探明天然氣地質儲量395.7億立方米，累計生產原油7723萬噸、天然氣133.8億立方米。現已是我國東部地區重要的石油天然氣生產基地之一。

吉林油田：
地處吉林省扶餘地區，油氣勘探開發在吉林省境內的兩大盆地展開，先後發現並探明了18個油田，其中扶余、新民兩個油田是儲量超億噸的大型油田，油田生產已達到年產原油350萬噸以上，形萬了原油加工能力70萬噸特大型企業的生產規模。

河南油田：
地處豫西南的南陽盆地，礦區橫跨南陽、駐馬店、平頂山三地市，分布在新野、唐河等8縣境內。已累計找到14個油田，探明石油地質儲量1.7億噸及含油麵積117.9平方公里。

長慶油田：
勘探區域主要在陝甘寧盆地，勘探總面積約37萬平方公里。油氣勘探開發建設始於1970年，先後找到了油氣田22個，其中油田19個，累計探明油氣地質儲量54188.8萬噸（含天然氣探明儲量2330.08億立方米），目前已成為我國主要的天然氣產區，並成為北京天然氣的主要輸送基地。

江漢油田：
是我國中南地區重要的綜合型石油基地。油田主要分布在湖北省境內的潛江、荊沙等7個市縣和山東壽光市、廣饒縣以及湖南省境內衡陽市。先後發現24個油氣田，探明含油麵積139.6平方公里、含氣面積71.04平方公里，累計生產原油2118.73萬噸、天然氣9.54億立方米。

江蘇油田：
油區主要分布在江蘇的揚州、鹽城、淮陰、鎮江4個地區8個縣市，已投入開發的油氣田22個。目前勘探的主要對象在蘇北盆地東台坳陷。

青海油田：
位於青海省西北部柴達木盆地。盆地面積約25萬平方公里，沉積面積12萬平方公里，具有油氣遠景的中新生界沉積面積約9.6萬平方公里。目前，已探明油田16個，氣田6個。

塔里木油田：
位於新疆南部的塔里木盆地。東西長1400公里，南北最寬外520公里，總面積56萬平方公里，是我國最大和內陸盆地。中部是號稱「死亡之海」的塔克拉瑪干大沙漠。1988年輪南2井噴出高產油氣流後，經過7年的勘探，已探明9個大中型油氣田、26個含油氣構造，累計探明油氣地質儲量3.78億噸，具備年產500萬噸原油；100萬噸凝折、25億立方米天然氣的資源保證。

吐哈油田：
位於新疆吐魯番、哈密盆地境內，負責吐魯番、哈密盆地的石油勘探。盆地東西長600公、南北寬130公里，面積約5。3萬平方公里。於1991年2月全面展開吐哈石油勘探開發會戰。截止1995年底，共發現鄯善、溫吉桑等14個油氣油田和6個含油氣構造探明含油氣面積178.1平方公里，累計探明石油地質儲量2.08億噸、天然氣儲量731億立方米。

玉門油田：
位於甘肅玉門市境內，總面積114.37平方公里。油田於1939年投入開發，1959生產原油曾達到140.29萬噸，占當年全國原油產量的50.9。創造了70年代60萬噸穩產10年和80年代50萬噸穩產10的優異成績。譽為中國石油工業的搖籃。

除陸地石油資源外，我國的海洋油氣資源也十分豐富。中國近海海域發育了一系列沉積盆地，總面積達近百萬平方公里，具有豐富的含油氣遠景。這些沉積盆地自北向南包括：渤海盆地、北黃海盆地、南黃海盆地、東海盆地、沖繩海槽盆地、台西盆地、台西南盆地、台西南盆地、台東盆地、珠江口盆地、北部灣盆地、鶯歌海——瓊東南盆地、南海南部諸盆地等。中國海上油氣勘探主要集中於渤海、黃海、東海及南海北部大陸架。

1966年聯合國亞洲及遠東經濟委員會經過對包括釣魚島列島在內的我國東部海底資源的勘察，得出的結論是，東海大陸架可能是世界上最豐富的油田之一，釣魚島附近水域可以成為「第二個中東」。據我國科學家1982年估計，釣魚島周圍海域的石油儲量約為30億~70億噸。還有資料反映，該海域海底石油儲量約為800億桶，超過100億噸。

南海海域更是石油寶庫。中國對南海勘探的海域面積僅有16萬平方千米，發現的石油儲量達52.2億噸，南海油氣資源可開發價值超過20億萬元人民幣，在未來20年內只要開發30，每年可以為中國GDP增長貢獻1~2個百分點。而有資料顯示，僅在南海的曾母盆地、沙巴盆地、萬安盆地的石油總儲量就將近200億噸，是世界上尚待開發的大型油藏，其中有一半以上的儲量分布在應劃歸中國管轄的海域。經初步估計，整個南海的石油地質儲量大致在230億至300億噸之間，約佔中國總資源量的三分之一，屬於世界四大海洋油氣聚集中心之一，有「第二個波斯灣」之稱。據中海油2003年年報顯示，該公司在南海西部及南海東部的產區，截至2003年底的石油凈探明儲量為6.01億桶，佔中海油已探明儲量的42.53。
到目前為止，渤海灣地區已發現7個億噸級油田，其中渤海中部的蓬萊19-3油田是迄今為止中國最大的海上油田，又是中國目前第二大整裝油田，探明儲量達6億噸，僅次於大慶油田。至2010年，渤海海上油田的產量將達到5550萬噸油當量，成為中國油氣增長的主體。
從以上來看，我國石油資源集中分布在渤海灣、松遼、塔里木、鄂爾多斯、准噶爾、珠江口、柴達木和東海陸架八大盆地，其可采資源量172億噸，佔全國的81.13％；天然氣資源集中分布在塔里木、四川、鄂爾多斯、東海陸架、柴達木、松遼、鶯歌海、瓊東南和渤海灣九大盆地，其可采資源量18.4萬億立方米，佔全國的83.64％。

從資源深度分布看，我國石油可采資源有80％集中分布在淺層(＜2000米)和中深層(2000米～35 00米)，而深層(3500米～4500米)和超深層(＜4500米)分布較少；天然氣資源在淺層、中深層、深層和超深層分布卻相對比較均勻。

從地理環境分布看，我國石油可采資源有76％分布在平原、淺海、戈壁和沙漠，天然氣可采資源有74％分布在淺海、沙漠、山地、平原和戈壁。

從資源品位看，我國石油可采資源中優質資源佔63％，低滲透資源佔28％，重油佔9％；天然氣可采資源中優質資源佔76％，低滲透資源佔24％。

截至2004年底，我國石油探明可采儲量67.91億噸，待探明可采資源量近144億噸，石油可采資源探明程度32.03％，處在勘探中期階段，近中期儲量發現處在穩步增長階段；天然氣探明可采儲量2.76萬億立方米，待探明可采資源量19.24萬億立方米，天然氣可采資源探明程度僅為12.55％，處在勘探早期階段，近中期儲量發現有望快速增長

⑥ 海相沉積盆地基本類型

海相沉積可以發生於從裂谷、被動大陸邊緣到殘留洋、前陸盆地所有盆地類型中。按照板塊構造觀點，沉積盆地可以劃分為7大類（表3-1），即克拉通內（陸內）坳陷盆地、大陸裂谷盆地、被動大陸邊緣盆地、大洋盆地、與俯沖作用有關的盆地、與碰撞作用有關的盆地和走滑盆地。圖3-1為不同類型盆地所處大地構造位置及其相互關系。圖3-2則表示了世界上主要沉積盆地的分布，可以看出它們與穩定克拉通或陸塊、中、新生代主要縫合帶或更老的縫合帶等的密切關系。

表3-1 盆地構造分類

圖3-4 殘留洋盆地（a，b）向前陸盆地（c，d）的演化模式

前陸盆地遭受周期性逆沖，導致前緣隆起遷移。逆沖期產生近源沖積扇；靜止期遭受侵蝕，前緣隆起向克拉通方向遷移，盆地中心及近克拉通一側主要為細粒沉積；再次逆沖，前緣隆起又向沖斷帶方向遷移。沖斷作用還可以造成前陸盆地被改造，沖斷岩席之上形成次級背馱盆地。在褶皺-逆沖斷層帶發育各種類型褶皺和反轉斷層。

7.走滑盆地

走滑盆地包括拉分盆地和轉換擠壓型盆地，規模小，狹長，快速沉降。沉積環境變化很大，從沖積扇至深海扇；圈閉類型包括正、逆斷層、褶皺、花狀構造等；如極富油氣的加利福尼亞地區盆地。

由上所述，海相沉積主要形成於兩類盆地中：①克拉通內或陸內坳陷盆地。演化歷史長，長期多次遭受海侵，是海相地層發育最完全、保存最完整的地區；②克拉通邊緣坳陷盆地及其上疊的前陸盆地，記錄了從裂谷、被動大陸邊緣、克拉通邊緣坳陷（殘留洋）乃至前陸盆地階段的沉積，海相盆地保存完整。其他類型盆地或海相沉積較局限，如大陸裂谷盆地，或海相沉積在後期遭改造成為褶皺-逆沖造山帶的組成部分，如大部分與俯沖作用有關的盆地。因此，克拉通內或陸內坳陷盆地及克拉通邊緣坳陷盆地和前陸盆地是海相油氣的主要聚集場所，也是海相石油地質研究的主要對象。