鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)關(guān)鍵構(gòu)造期與二疊系致密氣成藏響應

羅開平，楊 帆，陸永德，劉昭茜，唐 永

(1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院 無錫石油地質(zhì)研究所，江蘇 無錫 214126；2.中國地質(zhì)大學(武漢)，武漢 430074；3.長江大學，武漢 430100)

中國中西部大型疊合盆地在發(fā)展演化過程中均經(jīng)歷過多期次構(gòu)造運動[1-6]。由于構(gòu)造運動發(fā)生的背景、性質(zhì)、強度、時間等不同，它們對于盆地的影響和改造程度不同，對其中成藏要素、成藏過程及油氣藏的影響程度、結(jié)果也不盡相同。我們將這種對盆地(某一地區(qū))構(gòu)造格局起關(guān)鍵定型作用和對于其中油氣成藏起到核心控制作用的關(guān)鍵構(gòu)造(時刻)定義為 “關(guān)鍵構(gòu)造期”。相對于控制烴源巖發(fā)育的“關(guān)鍵時刻”[7]和影響盆地格局的“關(guān)鍵構(gòu)造變革期”[8-9]，“關(guān)鍵構(gòu)造期”的確定強調(diào)構(gòu)造與油氣活動的完全吻合關(guān)系，著重于構(gòu)造作用對油氣成藏作用的核心控制以及后者對前者的呼應，是揭示二者之間成因聯(lián)系和因果關(guān)系的一個最為關(guān)鍵的時間點?！瓣P(guān)鍵構(gòu)造期”既是該地區(qū)的構(gòu)造定型的關(guān)鍵時刻，同時也應該是油氣成藏或改造關(guān)鍵時間點，而且這種“關(guān)鍵構(gòu)造期”在空間上是變化的，由其控制的成藏要素及組合、油氣藏分布和油氣富集，在不同區(qū)帶或構(gòu)造單元上是有差異的。因此在“關(guān)鍵構(gòu)造期”概念基礎上又衍生出“關(guān)鍵成藏期”和“關(guān)鍵改造期”，它們對于揭示油氣形成演化過程及油氣分布規(guī)律具有重要意義[10]。本文從鄂爾多斯盆地北部構(gòu)造時序分析出發(fā)，結(jié)合杭錦旗地區(qū)成藏史，厘定了該地區(qū)的關(guān)鍵構(gòu)造期，并分析了其對應的構(gòu)造(形變)特征和油氣成藏響應，力圖揭示構(gòu)造作用下的油氣成藏及改造調(diào)整過程和油氣分布富集規(guī)律，用以指導勘探部署。

1 地質(zhì)背景

杭錦旗地區(qū)位于鄂爾多斯盆地北部(簡稱鄂北),橫跨伊盟隆起和伊陜斜坡2個一級構(gòu)造單元,面積約9 800 km2[11-12](圖1)。該區(qū)整體呈現(xiàn)西南低、北東高的構(gòu)造格局，構(gòu)造相對簡單，以NE走向的低幅度鼻狀構(gòu)造為主；區(qū)內(nèi)自西往東主要發(fā)育三眼井、烏蘭吉林廟、泊爾江海子3條斷裂, 走向以EW、NE和NW為主，切穿基底至侏羅系，但未斷達下白堊統(tǒng)，均呈上陡下緩的斷面形態(tài)，平面上組合呈雁列狀。該區(qū)在太古宙—元古宙混合變質(zhì)巖基底上，經(jīng)歷了中—新元古代大陸裂谷、早古生代隆起剝蝕(基巖隆起)、晚古生代—中三疊世穩(wěn)定克拉通拗陷、晚三疊世—白堊紀內(nèi)陸盆地4個演化階段[13-17]；早古生代長期處于隆起狀態(tài)，晚石炭世開始接受沉積,發(fā)育石炭系太原組，二疊系山西組、下石盒子組、上石盒子組、石千峰組及三疊系、侏羅系、白堊系,缺失新生界[18-21]。上古生界以不同層位由南向北超覆于太古—元古宇基底之上，石炭系太原組與奧陶系為角度不整合接觸，下二疊統(tǒng)山西組與石炭系太原組之間、中下侏羅統(tǒng)延安組與上三疊統(tǒng)延長組之間為平行整合接觸[22]。太原組和山西組的泥巖、煤層是本區(qū)主要的烴源巖,山西組、石盒子組及石千峰組的砂巖和泥巖分別構(gòu)成主要儲集層和蓋層，目前發(fā)現(xiàn)的油氣主要產(chǎn)于山西組、太原組和下石盒子組和上石盒子組，以氣為主[23-24]。

圖1 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)位置及構(gòu)造單元劃分

2 關(guān)鍵構(gòu)造期及構(gòu)造(變形)特征

鄂北地區(qū)北面為陰山，中間夾持河套盆地，西鄰賀蘭山，東鄰呂梁山。前人研究認為西側(cè)和東側(cè)構(gòu)造體系對杭錦旗區(qū)塊構(gòu)造(變形)的影響較弱，區(qū)塊內(nèi)部主要斷層的活動和后期的構(gòu)造變形主要來自北側(cè)陰山體系的影響。作者主要基于盆緣構(gòu)造體系磷灰石裂變徑跡年齡和鄂北地區(qū)及周緣巖體的熱年代學分析及區(qū)內(nèi)主要斷裂的特征，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，厘定了杭錦旗地區(qū)構(gòu)造演化時序和關(guān)鍵構(gòu)造期，并分析了關(guān)鍵構(gòu)造期的變形特征。

2.1 杭錦旗地區(qū)構(gòu)造演化及時序

2.1.1 盆緣和盆地北部構(gòu)造活動及強度

從收集的鄂爾多斯盆地西部和東部構(gòu)造體系的磷灰石裂變徑跡年齡分布[25-27](圖2)來看，西側(cè)賀蘭山構(gòu)造體系的7個樣品年齡主要分布在116～89 Ma之間，以早白堊世(116～107 Ma)為主，指示西緣的擠壓變形主要發(fā)生在燕山中—晚期；東側(cè)構(gòu)造體系的6個樣品年齡分布在154～122 Ma之間，指示東側(cè)構(gòu)造體系主要在燕山中期向西逐漸擴展隆升。

圖2 鄂爾多斯盆地盆緣構(gòu)造帶磷灰石裂變徑跡年齡及分布裂變徑跡年齡數(shù)據(jù)據(jù)參考文獻[25-27]。

同時，盆地內(nèi)部的裂變徑跡年齡(圖3)也反映了東西隆升差異。從盆地內(nèi)北部的裂變徑跡年齡的時間—空間分布可以看出，東部地區(qū)有一定的優(yōu)先性，而西部地區(qū)表現(xiàn)出一定的滯后性。結(jié)合下白堊統(tǒng)的剝蝕明顯具有東強西弱的特征，反映出東部地區(qū)構(gòu)造隆升幅度大于西部地區(qū)，并且東部地區(qū)構(gòu)造隆升的持續(xù)時間也可能較西部地區(qū)更長，具有東強西弱、東早西晚的差異性特征。

圖3 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)及周緣裂變徑跡年齡及分布

地層接觸關(guān)系也反映了盆緣構(gòu)造體系對盆內(nèi)的波及和影響。東緣的呂梁斷隆，白堊系與下伏三疊系呈低角度不整合接觸，中間缺失整個侏羅系；往西到鄂爾多斯盆地內(nèi)部，白堊系與下伏中侏羅統(tǒng)呈平行不整合接觸，僅缺失上侏羅統(tǒng)。而在盆地西緣賀蘭山，白堊系高角度不整合于太古宇之上；向東到銀川盆地，白堊系與中侏羅統(tǒng)變?yōu)榈徒嵌炔徽辖佑|；再向東到鄂爾多斯盆地西緣，白堊系則平行不整合于中侏羅統(tǒng)之上。地層接觸關(guān)系的變化反映晚侏羅世—早白堊世早期東、西兩側(cè)構(gòu)造體系活動主要導致盆緣帶的構(gòu)造變形，構(gòu)造作用雖波及盆內(nèi)，但主要以隆升為主，并未使之發(fā)生擠壓褶皺變形。但東側(cè)構(gòu)造擠壓使得杭錦旗地區(qū)前期西高東低的格局發(fā)生了變化，轉(zhuǎn)變?yōu)闁|高西低，整體形成北東高、南西低的構(gòu)造面貌。

2.1.2 杭錦旗地區(qū)晚侏羅世以來的構(gòu)造活動

杭錦旗地區(qū)晚侏羅世以來經(jīng)歷了擠壓—伸展—擠壓三期構(gòu)造活動。伊盟隆起及其周鄰大青山、陰山、狼山及賀蘭山等地區(qū)印支—燕山期巖漿活動比較普遍[28-30]，根據(jù)巖體的年代學數(shù)據(jù)，將鄂北地區(qū)周邊巖體劃分為印支期、燕山早—中期和燕山中期三組(圖4)。印支期的花崗巖巖體年齡介于226.8～207.9 Ma，主要集中分布在陰山一帶；燕山早—中期巖體年齡介于187～119 Ma，集中分布在河套盆地北部的狼山、大青山一帶；燕山中期巖體年齡介于135～112 Ma，分布于河套盆地東端以北地區(qū)。巖體和斷裂新生礦物年齡表明，印支期構(gòu)造活動主要集中于河套盆地以北區(qū)域，到燕山早—中期構(gòu)造才向南擴展到狼山—大青山一帶，說明印支期的構(gòu)造活動并未影響到鄂爾多斯盆地北部地區(qū)，燕山期以來構(gòu)造活動才波及到這一地區(qū)。而在伊盟隆起北部黑石頭溝地區(qū)出露的一套形成于早白堊世的堿性橄欖玄武巖(玄武巖Ar-Ar年齡為126 Ma±0.4 Ma)，反映伊盟隆起地區(qū)在燕山中期早白堊世曾經(jīng)為伸展環(huán)境。

圖4 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)巖體及其構(gòu)造年代數(shù)據(jù)分布

鄂北地區(qū)杭錦旗區(qū)塊周緣砂巖的裂變徑跡模擬結(jié)果，揭示了杭錦旗地區(qū)晚侏羅世以來的構(gòu)造活動。杭錦旗區(qū)塊東側(cè)的樣品ZL-13和DL-12的磷灰石裂變徑跡熱史模擬指示晚侏羅世—早白堊世(150～120 Ma)的一次快速隆升事件，對應于盆地東緣構(gòu)造體系在燕山早期對盆地的影響，主要以隆升作用為主，使杭錦旗地區(qū)西高東低轉(zhuǎn)變?yōu)闁|高西低，整體形成北東高、南西低的構(gòu)造面貌，但沒有造成區(qū)塊內(nèi)的擠壓形變。

杭錦旗區(qū)塊東側(cè)和西側(cè)的3個砂巖樣品(SF-10、SF-28和ED-111)的磷灰石裂變徑跡熱史模擬，反映早白堊世末期—晚白堊世(80～58 Ma)經(jīng)歷了一次快速隆升，代表了該地區(qū)在晚白堊世的強烈構(gòu)造活動。同時，上述5個砂巖樣品磷灰石裂變徑跡熱史模擬都指示了32～20 Ma的一次快速隆升事件，表明在喜馬拉雅期漸新世—中新世盆地北部的整體隆升(剝蝕)。

2.1.3 燕山早期—喜馬拉雅早期活化的壓扭斷層

杭錦旗地區(qū)蓋層主要發(fā)育3條主干斷裂(圖1)。三眼井斷裂走向近EW，平面延伸約82 km，為南傾的正斷層。該斷裂錯斷上古生界底至白堊系底之間的所有地層，斷距從下往上變大且呈西大東小的趨勢。烏蘭吉林廟斷裂走向近NEE，延伸長度約39 km，亦為南傾的正斷層，亦錯切上古生界底至白堊系底之間地層，但斷距自上而下減小。泊爾江海子斷裂為北傾逆沖斷層，平面延伸長度約97 km，自西向東，走向由近EW變?yōu)镹E，中段向南凸出呈弧形，斷距從下往上逐漸變小，在上古生界中斷距最大約330 m，局部地區(qū)反轉(zhuǎn)為正斷層[31]。過去認為該地區(qū)的構(gòu)造發(fā)生、發(fā)展主要受EW向基底斷裂控制，NE向基底斷裂的影響相對較小，且這3條主干斷裂是在基底斷裂基礎上長期活動的斷裂，對于沉積具有控制作用。但根據(jù)高精度三維地震剖面，斷裂兩側(cè)地層厚度基本相近，斷距差異存在但不大，沒有典型的同沉積斷層或生長斷層特征。雖然局部可見斷面兩側(cè)同相軸差異，但可能是斷層走滑所致。泊爾江海子斷裂呈現(xiàn)逆斷層特征，斷層上盤構(gòu)造高部位也沒有地層減薄的特征，整體表現(xiàn)為沉積之后的協(xié)調(diào)變形。另外，從地震剖面上反映的地層接觸關(guān)系看，伊盟隆起的南坡下古生界、上古生界和中生界由南向北逐漸超覆減薄，尖滅于烏蘭格爾凸起之上，白堊系直接超覆于前寒武系之上。在部分過泊爾江海子斷裂的南北向地震剖面上，雖然下古生界馬家溝組在泊爾江海子斷點附近尖滅，但這并不能說明斷裂控制下古生界沉積展布，只是中奧陶世古隆起南部邊界正好位于泊爾江海子斷裂一線。大量剖面反映上古生界越過泊爾江海子斷裂向北超覆(圖5)，說明地層展布主要受控于古隆起。

圖5 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)地震地質(zhì)解釋剖面

綜合上述構(gòu)造年代學信息和地層接觸關(guān)系，認為盆地東西緣兩側(cè)構(gòu)造活動對杭錦旗地區(qū)構(gòu)造變形影響較弱，內(nèi)部主要斷層活動和構(gòu)造變形主要受北側(cè)構(gòu)造體系的影響，3條主干斷裂是在基底斷裂基礎上、在燕山早期—喜馬拉雅早期活化形成的壓扭斷層。燕山早期東側(cè)擠壓隆升奠定了杭錦旗地區(qū)北東高、南西低的基本構(gòu)造面貌。

2.1.4 構(gòu)造演化及變形時序

綜合區(qū)域背景、斷層性質(zhì)分析、構(gòu)造年代學證據(jù)，可以基本厘清鄂北地區(qū)構(gòu)造演化時序，其演化可以分為6個階段：①早、中侏羅世，華北地塊北緣區(qū)域性伸展，鄂爾多斯盆地大范圍沉積中下侏羅統(tǒng)；②晚侏羅世，杭錦旗地區(qū)整體抬升，東側(cè)構(gòu)造活動向西發(fā)展，杭錦旗地區(qū)由西高東低轉(zhuǎn)變?yōu)楸睎|高、南西低的構(gòu)造格局；③早白堊世，鄂爾多斯盆地北部地區(qū)整體伸展，沉積范圍向北擴展；④晚白堊世—古新世，陰山體系對鄂爾多斯盆地北部影響逐漸增強，杭錦旗地區(qū)NE向基底斷層活化，切穿沉積蓋層，形成右行左階雁行式壓扭斷層，并在北部形成近NE向低幅構(gòu)造；⑤始新世，杭錦旗地區(qū)以NE向擠壓應力為主，在燕山晚期NE向構(gòu)造上疊加了NW向局部調(diào)節(jié)構(gòu)造；⑥新近紀，鄂爾多斯盆地北部整體隆升。

2.2 關(guān)鍵構(gòu)造期厘定及主要構(gòu)造特征

在構(gòu)造時序分析基礎上，結(jié)合生烴史、源—儲配置關(guān)系及油氣成藏史等方面信息，杭錦旗地區(qū)山西組、太原組和盒一段油氣運移及分布受北東高、南西低的構(gòu)造格局控制，因此奠定這種構(gòu)造格局的燕山早期運動(J3-K1)是杭錦旗地區(qū)山西組、太原組和盒一段的關(guān)鍵成藏期。此外，主干斷裂活動與天然氣運移聚集密切相關(guān)：平面上，斷層造成了斷裂南部和北部油氣成藏時間的差異，斷裂南部成藏早于斷裂北部；縱向上，造成了斷裂南部和北部油氣聚集層位的差異，南部深層—淺層均有油氣聚集，北部主要聚集于淺層。在泊爾江海子斷裂南部，油氣聚集主要受控于巖性圈閉，但在北部，油氣聚集受控于構(gòu)造、巖性圈閉。因此斷裂活動和(NE向)構(gòu)造圈閉的形成時間，即燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)是杭錦旗區(qū)塊北部盒二段、盒三段和上石盒子組的關(guān)鍵成藏期。同時，這期構(gòu)造又是南部地區(qū)盒二段、盒三段和上石盒子組的關(guān)鍵改造期。喜馬拉雅晚期(E2之后)杭錦旗地區(qū)受SW—NE向的擠壓，在泊爾江海子斷裂以北形成NW向調(diào)節(jié)構(gòu)造，使早期NE向構(gòu)造(圈閉)被改變呈“串珠狀”，這一時期是杭錦旗北部盒二段、盒三段和上石盒子組的關(guān)鍵改造期。

2.2.1 燕山早期(J3-K1)構(gòu)造特征

燕山早期(J3-K1)杭錦旗地區(qū)構(gòu)造格局表現(xiàn)為一北東高、南西低的斜坡。該時期北側(cè)構(gòu)造活動尚未波及盆內(nèi)，區(qū)內(nèi)的基底斷裂也尚未強烈活動，未影響到上覆沉積蓋層。構(gòu)造圈閉是以受古地貌控制的披覆背斜為主(圖6)。

圖6 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)關(guān)鍵構(gòu)造期(J3-K1)末北西向構(gòu)造剖面測線位置見圖1。

2.2.2 燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)構(gòu)造特征

燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)，杭錦旗地區(qū)仍表現(xiàn)為北東高、南西低的斜坡(圖7a)。北東向基底斷層活化并切穿沉積蓋層形成右行左階雁行式壓扭斷層以及一些近北東向的次級小斷層，并在3條主要斷裂以北形成近北東向長軸狀構(gòu)造圈閉(圖7b)，主干斷層切層較多，斷穿上石盒子組及上覆層系，部分次級斷層切層較少，向上斷達下石盒子組以下地層。在3條主干斷層以南地區(qū)，擠壓構(gòu)造圈閉不發(fā)育，仍主要為古地貌控制的披覆背斜。

圖7 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)關(guān)鍵構(gòu)造期(K2-E1)末構(gòu)造剖面測線位置見圖1。

2.2.3 喜馬拉雅晚期(E2之后)構(gòu)造特征

喜馬拉雅晚期(E2之后)，杭錦旗地區(qū)整體構(gòu)造面貌較燕山晚期—喜馬拉雅早期沒有顯著變化，SW—NE向擠壓主要在泊爾江海子斷裂以北地區(qū)形成NW向調(diào)節(jié)構(gòu)造，疊加在NE向構(gòu)造上，但明顯受到NE向構(gòu)造限制。NW向褶皺延伸最大長度為5 km，最小長度為2 km，各個褶皺間距離1～7 km不等，兩期構(gòu)造疊加形成“串珠狀”背斜。同時在泊爾江海子斷裂和烏蘭吉林廟斷裂以北地區(qū)局部形成一些次級北西向小斷層，發(fā)育多個斷控圈閉。主干斷層以南地區(qū)也有北西向次級斷層發(fā)育，但相對于北部較少，并且控圈作用不明顯(圖8)。

圖8 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)喜馬拉雅晚期(E2之后)北東向剖面測線位置見圖1。

3 關(guān)鍵構(gòu)造期成藏響應

3.1 成藏演化過程

綜合前人關(guān)于杭錦旗地區(qū)成烴、成藏的認識[32-33]和構(gòu)造時序分析，結(jié)合近期油氣勘探成果，將杭錦旗區(qū)塊上古生界天然氣成藏演化劃分為3個階段。后文中“深層”指石炭系太原組、下二疊統(tǒng)山西組和下二疊統(tǒng)下石盒子組一段，“淺層”指下二疊統(tǒng)下石盒子組二段、三段和上二疊統(tǒng)上石盒子組；“北部”指三眼井斷層、烏蘭吉林廟斷層和泊爾江海子斷層以北地區(qū)，“南部”指3條主干斷層以南地區(qū)。

3.1.1 早期深層巖性古氣藏形成期(晚侏羅世—早白堊世)

該時期是鄂北地區(qū)東西方向高低反轉(zhuǎn)、北東高南西低基本構(gòu)造面貌形成時期，同時也是烴源巖大量生烴和儲層致密化時期。杭錦旗區(qū)塊主干斷層南部和北部均以巖性圈閉為主，天然氣以沿不整合面和近東西向砂體的側(cè)向運移為主，由南往北向構(gòu)造高部位運移，富集位置受控于油氣運移路徑及源—砂配置，主要在南部的太原組、南部和北部山西組、盒一段巖性圈閉中聚集成藏。

3.1.2 北部構(gòu)造氣藏形成期、南部巖性氣藏調(diào)整改造期(晚白堊世—古新世)

該時期先存的走向近北東向基底斷裂重新活動，切穿沉積蓋層，形成斷面陡峭的北東向雁行式斷裂，同時北部地區(qū)北東向構(gòu)造圈閉形成。由于北部是該期構(gòu)造應力集中地區(qū)，致密儲層裂縫發(fā)育，導致斷裂帶以北地區(qū)早期聚集于山西組、盒一段巖性圈閉中的天然氣發(fā)生調(diào)整，在北東向構(gòu)造圈閉和構(gòu)造—巖性復合圈閉中聚集。南部烴源區(qū)的天然氣沿不整合面和近東西向砂體在向北高勢區(qū)側(cè)向運移過程中，遇到高陡斷層后順斷層面發(fā)生縱向運移，再沿淺層的盒二段、盒三段和上石盒子組中砂體形成“階梯式”運移，致使斷層南北兩側(cè)油氣主要富集層位產(chǎn)生差異。南部油氣主要集中在深層，北部從深層到淺層均有油氣分布。

3.1.3 北部構(gòu)造氣藏調(diào)整期(始新世—今)

杭錦旗區(qū)塊東北部由于北西向構(gòu)造疊加，將先存北東向構(gòu)造改造成串珠狀，將先期統(tǒng)一的NE向長軸背斜構(gòu)造分割成若干較小的穹窿狀背斜，致使早期氣藏發(fā)生調(diào)整。由于整體伸展隆升剝蝕作用，導致部分天然氣逸散。

3.2 關(guān)鍵構(gòu)造期成藏要素與成藏響應

依據(jù)上述成藏演化過程分析，結(jié)合構(gòu)造關(guān)鍵期及其構(gòu)造(變形)特征，探討了關(guān)鍵構(gòu)造期成藏響應。為了便于對比，將杭錦旗地區(qū)劃分為9個區(qū)塊(圖9)，從關(guān)鍵成藏期、關(guān)鍵改造期，從烴源距離、圈閉類型、相關(guān)斷層及斷層封閉性、各層系烴類富集程度、改造方式、剝蝕程度、控氣因素和成藏模式等方面，分析了不同構(gòu)造位置成藏要素特征、成藏演化、主控因素、油氣富集的相似性與差異性。

圖9 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)區(qū)塊劃分

3.2.1 烴源

杭錦旗地區(qū)上古生界煤系烴源巖主要分布在3條近東西向主干斷層以南地區(qū)，向北逐漸尖滅，僅拉不仍地區(qū)煤系烴源巖厚度能夠達到10 m。烴源巖在中侏羅世進入生烴門限，在晚侏羅世—早白堊世(第一個關(guān)鍵成藏期)進入大量生烴。有效烴源主要為區(qū)塊南部地區(qū)烴源巖和來自杭錦旗以南地區(qū)烴源巖的遠源供烴。從源—儲(圈)配置看，南部的新召、烏蘭吉林廟南、獨貴加汗、十里加汗、阿鎮(zhèn)均為近源；北部拉不仍區(qū)塊為近源，其余的烏蘭吉林廟北、浩繞召和什股豪均為遠源。

3.2.2 圈閉類型

J3-K1時期，整體的巖性圈閉經(jīng)過K2-E1期構(gòu)造變形改造為構(gòu)造圈閉、構(gòu)造—巖性圈閉及巖性圈閉，使得圈閉類型多樣化。南部5個區(qū)塊構(gòu)造圈閉很少，主要為巖性圈閉和構(gòu)造—巖性圈閉。北部的烏蘭吉林廟北、浩繞召區(qū)塊以巖性圈閉為主，但拉不仍和什股豪區(qū)塊以構(gòu)造圈閉為主。構(gòu)造圈閉形成對應于關(guān)鍵構(gòu)造期(K2-E1)，與右行壓扭作用相關(guān)。

3.2.3 斷層開啟閉合與封堵性

先前北東向基底斷裂在關(guān)鍵構(gòu)造期(K2-E1)活化，形成右行左階雁行式壓扭斷層。斷層的開啟和閉合沿走向上存在差異，平直段斷面多是閉合的，而在彎曲段斷面往往為開啟。烏蘭吉林廟斷層封閉性可能略差，以開啟為主；新召地區(qū)的三眼井斷裂封閉性較好；泊爾江海子斷裂相關(guān)的5個區(qū)塊斷層的封閉性比較復雜。縱向上斷層封堵性取決于地層對接關(guān)系，砂泥對接處斷面能對砂層形成有效封堵。

3.2.4 裂縫發(fā)育程度

燕山晚期構(gòu)造裂縫主要發(fā)育于杭錦旗區(qū)塊北緣，以區(qū)域裂縫為主，加上少量褶皺縫，裂縫發(fā)育程度東北緣高于西北緣；杭錦旗中南部大部分地區(qū)區(qū)域裂縫不發(fā)育。喜馬拉雅晚期，構(gòu)造裂縫主要發(fā)育在杭錦旗區(qū)塊東北有限范圍內(nèi)，裂縫發(fā)育密集程度遠遠低于燕山晚期。

3.2.5 關(guān)鍵構(gòu)造期及影響

構(gòu)造演化(形變)及成藏期的時空差異反映在關(guān)鍵構(gòu)造期(關(guān)鍵成藏期和關(guān)鍵改造期)在平面上和縱向上的差別。整體上南部深層和淺層的關(guān)鍵成藏期比較早，為燕山早期(J3-K1)，只有阿鎮(zhèn)地區(qū)成藏較晚，關(guān)鍵成藏期為燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)。北部存在2個關(guān)鍵成藏期，烏蘭吉林廟北的深層和淺層、浩繞召淺層和什股豪深層的關(guān)鍵成藏期為燕山早期(J3-K1)，拉不仍淺層和什股豪淺層的關(guān)鍵成藏期為燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)。

天然氣聚集成藏之后的改造作用以及改造方式在9個區(qū)塊之間差異較大。南部的新召、烏蘭吉林廟南、獨貴加汗3個區(qū)塊的淺層天然氣存在燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)一次關(guān)鍵改造期，改造方式主要表現(xiàn)為斷層裂縫改造,但這一期改造基本不影響南部其他2個區(qū)域和上述3個區(qū)域的深層天然氣。北部的什股豪區(qū)域深層和淺層天然氣經(jīng)歷了不同的改造，燕山晚期—喜馬拉雅早期(K2-E1)是深層一次關(guān)鍵改造期，擠壓構(gòu)造圈閉的形成使天然氣再分配；而淺層還經(jīng)歷了喜馬拉雅期的改造，改造方式表現(xiàn)為北東向構(gòu)造圈閉被分割。因此，由于不同地區(qū)、不同層位成藏時間的先后差異，一期構(gòu)造對于某一地區(qū)、某些層系是關(guān)鍵成藏期，但對另外一些地區(qū)或另外層系則可能是關(guān)鍵改造期。杭錦旗區(qū)塊普遍經(jīng)歷了后期的抬升剝蝕，自南西向北東方向剝蝕厚度逐漸增大，可能造成天然氣的局部逸散，但整體保存條件較好。

3.2.6 天然氣富集程度

天然氣富集程度在平面上和縱向上具有一定規(guī)律。平面上，南部5個區(qū)塊天然氣主要富集在深層，北部4個區(qū)塊天然氣在深層和淺層均有富集。阿鎮(zhèn)、浩繞召天然氣富集效果最差，拉不仍稍好，但也僅在盒一段富集。其余6個區(qū)塊天然氣富集程度均較好，呈多層富集或局部富集?？v向上，深層太原組、山一段、山二段天然氣富集程度較好，盒一段天然氣最為富集。淺層盒二段天然氣富集程度較差，僅在什股豪區(qū)域富集。盒三段富集程度優(yōu)于盒二段，在烏蘭吉林廟南、烏蘭吉林廟北、什股豪3個區(qū)域均富集。上石盒子組天然氣聚集效果最差。

3.2.7 成藏主控因素

巖性圈閉是南部地區(qū)及北部的烏蘭吉林廟北地區(qū)的成藏主控因素，僅局部為巖性圈閉—斷裂控氣；拉不仍地區(qū)為斷裂—構(gòu)造圈閉控氣，什股豪地區(qū)為巖性—斷裂—構(gòu)造圈閉聯(lián)合控氣。

構(gòu)造關(guān)鍵期對應時間節(jié)點上各成藏要素及組合關(guān)系，反映了關(guān)鍵期構(gòu)造運動對成藏要素的改造作用，揭示了構(gòu)造與油氣之間的“控制與響應”關(guān)系(表1)。關(guān)鍵成藏期和關(guān)鍵改造期在空間和時間上的轉(zhuǎn)化，導致了氣藏的形成和調(diào)整，杭錦旗地區(qū)的油氣分布與富集是J3-K1和K2-E12個關(guān)鍵構(gòu)造期作用的結(jié)果。

表1 鄂爾多斯盆地杭錦旗地區(qū)構(gòu)造關(guān)鍵期作用與成藏響應對比

4 結(jié)論

(1)鄂北杭錦旗地區(qū)印支運動以來經(jīng)歷了J3-K1、K2-E1、E2-現(xiàn)今3次重要構(gòu)造活動。

(2)J3-K1是杭錦旗地區(qū)“北東高、南西低”構(gòu)造格局的定型期，對應于烴源巖生氣高峰和儲層致密化階段，也是巖性圈閉形成期，它是控制早期巖性古氣藏的關(guān)鍵構(gòu)造期；K2-E1是區(qū)內(nèi)主要斷裂活化期和北部北東向構(gòu)造圈閉主要形成期，也是裂縫主要發(fā)育期，斷層+砂體形成的“階梯式”輸導體系控制了北部淺層天然氣的運移、聚集和分布，是又一個關(guān)鍵構(gòu)造期，同時它也是北部深層和南部淺層氣藏的關(guān)鍵改造期；晚喜馬拉雅期北西向構(gòu)造變形導致北部構(gòu)造圈閉的改造，是北部(什股豪地區(qū))第二個關(guān)鍵改造期。

(3)關(guān)鍵成藏期和關(guān)鍵構(gòu)造期在時間和空間上疊加或轉(zhuǎn)化，通過對成藏要素的差異化改造，進而影響和控制了天然氣的分布和富集(貧化)。