阿曼盆地北部埃迪卡拉系—寒武系油氣勘探目標及前景：基于E-C轉換期的構造與沉積證據

陳 杰，梁 霄*，童明勝，張建立，劉 浪，徐劍良，程 亮，劉若林，楊 成

1. 中國石油海外天然氣技術中心 成都 600051；2. 中國石油集團川慶鉆探工程有限公司地質勘探開發(fā)研究院，成都 610051；3. 中國石油中東公司，北京 100034

阿曼盆地位于阿拉伯半島西北部，是世界典型已知的最古老含油氣疊合盆地之一（圖1）。阿曼盆地油氣地質研究始于20世紀20~30年代對阿曼北部Batinah海岸與Jebel Akhdar山區(qū)的地質踏勘，直至1954年才完成較詳細地面地質圖繪制（Tschopp, 1967）。通過1956年后阿曼北部山區(qū)（阿曼山）與東南部Huqf-Haoshi露頭區(qū)地震資料的大規(guī)模采集以及法胡德鹽盆（Fahud Salt Basin）區(qū)27口鉆井的實施，標志著阿曼盆地的油氣勘探開發(fā)步入正軌。半個世紀以來，阿曼盆地經典含油氣系統(tǒng)研究已取得積極進展（Pollastro, 1999；Terken,1999；Borgomano, 2002；李浩武等，2014），但針對深層油氣充注與勘探評價仍存在諸多模糊認識（Terken et al., 2001）。油氣地質條件研究中，聚焦南阿曼鹽盆（South Oman Salt Basin）與Huqf露頭區(qū)前寒武系—寒武系烴源巖，基于油—源對比研究的大量有機碳同位素（δ13C）與甾烷數據（Grantham, 1986；Grantham et al., 1987），“Huqf”與“Q”兩套重要古老母源（油）類型的有效識別對全盆地上組合（下白堊統(tǒng)Shuaiba組）油氣生成、運移與成藏認識產生了積極推動作用（Terken，2000）。然而做為近源成藏組合的Huqf-Haima含油氣系統(tǒng)，由于深層—超深層復雜地質構造背景的限制，阿曼盆地北部下組合深層勘探目前暫未有大的突破。烴源巖、油源對比、構造演化等一系列油氣地質難點不僅存在于早寒武世哈巴鹽盆（Ghaba Salt Basin）一系列鹽底辟（鹽枕）構造中 (Faulkner,1998)，在法胡德鹽盆以河流—濱岸沉積為主的上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)上Haima 超群（Upper Haima Supergroup）成藏組合分析中同樣發(fā)生（Partington et al., 1998）。中國石油自2002年獲得阿曼盆地北部5區(qū)塊勘探開發(fā)作業(yè)權益以來，在中生界白堊系、新生界古近系（陳杰等，2021）的勘探開發(fā)作業(yè)中均獲得了較大的突破和良好成績，隨著工作開展，工區(qū)深層勘探開發(fā)潛力評價勢在必行。

圖1 阿曼盆地重要構造單元簡圖Fig. 1 Location map, regional setting and field locations

與國內典型疊合盆地面臨的震旦系—寒武系油—源識別難題相似（Wu et al., 2012；梁霄等，2021），阿曼盆地前寒武系—寒武系兩套源巖（油）在早前即已發(fā)現存在較強的中合（混合）效應（Fowler and Douglas，1987；Bazhenova and Arefiev,1997）。該問題使得前寒武系—寒武系烴源巖的生烴貢獻（Grosjean et al., 2009）、Huqf-Haima成藏組合的成藏規(guī)模、晚期油氣藏調整與運移改造方向上仍存在一定爭議。聚焦于Huqf與Haima超群過渡段的Ara群地層，其作為全球經典埃迪卡拉系—寒武系剖面而受到關注（Amthor et al., 2003）。目前國際地層年表采用的寒武系底界年齡541 Ma即來自阿曼Ara群A4C段蒸發(fā)巖—白云巖地層中的火山灰夾層鋯石U-Pb CA-TIMS年齡（Bowring et al.,2007）。以四川盆地陡山沱組—燈影組—下寒武統(tǒng)筇竹寺組成藏組合為借鑒（劉樹根等，2013），研究已逐步意識到該時期受微生物控制的碳酸鹽巖儲層形成與油氣的重要關系（Grotzinger and Al-Rawahi, 2014）。阿曼盆地北部下組合（Huqf-Haima超群含油氣系統(tǒng)）油氣地質解析不僅能推動全球E-C重要轉換期（Edicarian-Cambrian Transition）構造—沉積格局認識，并對略滯后的區(qū)域深層油氣勘探起到重要推進作用。

1 晚新元古代—早古生代阿曼盆地構造背景

1.1 晚新元古代全球多幕拉張背景

“羅迪尼亞大陸（Rodinia）”是中—新元古代存在一個包含幾乎所有板塊的超級大陸（McMenamin and McMenamin, 1990）。羅迪尼亞大陸由各個小板塊沿格林威爾造山帶在1400~900 Ma期間聚合形成（Li et al., 2008）。晚新元古代羅迪尼亞大陸西北邊緣—北半球中高緯度地區(qū)一系列親緣性板塊包括華南、澳大利亞、塔里木、東南極以及印度板塊等等（Liu et al., 2018）。在中—晚新元古代時期（830~580 Ma），羅迪尼亞大陸受超級地幔柱影響而發(fā)生裂解，使得相鄰板塊之間或內部常常發(fā)育基性巖墻群、雙峰式火山巖、A型花崗巖以及巖石圈穹隆去頂作用、大陸裂谷沉積（Li et al., 1999, 2003）。由于羅迪尼亞大陸裂解過程中其周緣板塊仍存在長期的洋殼俯沖活動，從而導致其裂解具有長期性和多幕次性的特點（Cawood et al.,2016）：如830~790 Ma、750以及630~580 Ma三個受地幔柱影響的裂解事件峰值（Li et al., 2003a）。羅迪尼亞大陸第一次受到超級地幔柱的影響而發(fā)生廣泛裂解事件發(fā)生在825~800 Ma，以華南、塔里木、印度、澳大利、西伯利亞板塊逐漸分離勞倫大陸西北緣—北緣為代表，這些板塊發(fā)育大量的雙峰式火山巖、大火山巖省、基性巖墻群以及地塊之間發(fā)育基性—超基性侵入體和中酸性侵入體，標志著原太平洋（Proto-Pacific Ocean）的逐漸打開；第二次強烈的裂解事件發(fā)生在750 Ma（Li et al., 2003b），以澳大利亞—南極、塔里木板塊、華南板塊以及勞倫大陸西南緣斷續(xù)出現的侵入體和裂谷沉積序列為代表（Wang and Li, 2003），可能代表了澳大利亞—東南極、塔里木板塊與華南板塊逐漸分離勞倫大陸（Pisarevsky et al., 2007）；最后一次重要的裂解事件發(fā)生在晚新元古代約650~610 Ma期間，處于羅迪利亞大陸西北緣相鄰的澳大利亞、印度、塔里木、華南等板塊均存在廣泛的裂解事件。這些多幕次的裂解事件對阿拉伯板塊在晚新元古代末從非洲板塊（增生陸緣的一部）裂離具有深遠的影響。

1.2 阿曼、華南與Gondwana的聚合過程

超級大陸的裂解和聚合總是相輔相成或此起彼伏的，隨著羅迪尼亞大陸裂解岡瓦納大陸開始了聚合，兩者在時間上甚至存在重合。西岡瓦納大陸由Rio de la Plata, Congo-S?o Francisco, West African 以及Amazonian板塊在650~600 Ma期間陸—陸碰撞而形成，局部造山活動甚至持續(xù)到寒武紀（Usta?mer et al., 2009）。而東岡瓦納大陸存在兩個階段的聚 合時間（Collins and Pisarevsky, 2005），即 早期650~620 Ma聚合事件（東非造山帶）與隨后的550~500 Ma的聚合事件（Kuunga造山帶）。隨著東岡瓦納大陸（澳大利亞板塊、印度板塊、馬達加斯加板塊以及東南極板塊等）與西岡瓦納大陸（非洲板塊和南美洲板塊等等）之間的莫桑比克洋關閉（形成莫桑比克造山帶），完成岡瓦納大陸的最終聚合（Foden et al., 2006）。

前人多方面證據認為，晚新元古代至早古生代華南板塊逐漸向東岡瓦納北緣俯沖，但對其向東岡瓦納北緣具體的俯沖—拼接方式卻存在較大的爭議，如揚子板塊西緣—北緣與印度、澳大利亞、南極或阿拉伯板塊（阿曼）等多種碰撞方案（Jiang et al., 2003；Li et al., 2013）。由于華南板塊缺乏早古生代的巖漿事件，加之華夏板塊寒武紀與奧陶紀之間缺失很多地層，早期研究大多認為華夏板塊南緣與印度或者澳大利亞板塊拼接（Li et al., 2013）。然而寒武系與奧陶系之間的不整合在揚子板塊西緣同樣存在。最新沉積學、地球化學資料，尤其是碎屑鋯石U-Pb年齡/Lu-Hf同位素揭示揚子板塊西緣寒武系中存在與東非造山帶物源相關的大量泛非洲年輕的鋯石（Ca. 0.55~0.52 Ga）（Yao et al., 2015;Chen et al., 2018），指示揚子板塊西緣更有可能與東岡瓦納大陸北緣阿拉伯板塊拼接（圖2）。因此，晚新元古代—古生代早期隨著羅迪尼亞大陸完全裂解逐漸向岡瓦納大陸聚合，華南板塊逐漸由羅迪尼亞西北緣（北半球高緯度）向東岡瓦納北緣（赤道低緯度地區(qū)）漂移-俯沖（Li et al., 2008, 2013）。

圖2 晚新元古代—早古生代阿拉伯板塊的古構造格局（據Hu et al., 2018；Yang et al., 2020修改）Fig. 2 The paleo-tectonic pattern of the Arabian plate from the Late Neoproterozoic to the Early Paleozoic（revised from Hu et al., 2018 ; Yang et al., 2020）

以四川盆地為重要參照，游離在原特提斯洋的四川克拉通繼承了基底弱構造格局并持續(xù)受到克拉通外圍拉張作用，震旦紀—寒武紀轉折期在克拉通內部形成構造—沉積分異。從板塊構造考慮，四川盆地及周緣震旦紀—寒武紀轉折期隆起凹槽格局主要成型于岡瓦納大陸匯聚階段。在原特提斯洋俯沖過程中受板片下沉驅動力影響，洋殼板片發(fā)生拖拽作用，地殼淺表可能出現幕式性的隆升和裂陷事件（Wang et al., 2016；王瀚，2020）。處于伸展背景下的四川盆地西緣發(fā)育震旦紀—早寒武世綿陽-長寧裂陷槽、東北緣發(fā)育震旦紀—早寒武世近南北向的“宜昌盆地”、東南緣外側發(fā)育震旦紀燈影組—早寒武世麥地坪組典型熱液沉積、東南緣內側震旦紀則發(fā)育多個裂陷亞盆地（李智武等，2019）。對此處于Cadomia島弧東側的阿曼（阿拉伯）地區(qū)同時存在與弧后拉張相關的伸展背景。516 Ma華南與岡瓦納大陸北緣完全拼合后，擠壓背景使得拉張槽快速的填平補齊。四川盆地E-C轉換期的構造-沉積分異格局也與阿拉伯板塊阿曼盆地下組合E-C過渡地層Ara群—Haima超群發(fā)育海陸過渡相的扇三角洲—濱岸—陸棚相沉積背景相互映襯（圖3）。

圖3 阿曼—揚子早古生代聚合動力學模型Fig. 3 Aggregation kinetic model between Oman and Yangtze in the Early Paleozoic

2 阿曼盆地（北部）E-C轉換期沉積特征

2.1 阿曼盆地下組合Huqf超群地層與時間框架

以法胡德鹽盆為代表，泛非基底上發(fā)育新元古代—早寒武世Huqf超級群地層（Loosveld et al.,1996）。Huqf超群底部Abu Mahara群巖性為冰海雜礫巖（冰磧巖）—硅質碎屑巖，該套沉積具有裂谷相關屬性，與斯圖特冰期（ca.723~711 Ma）大致對應（Brasier et al., 2000）。該期（ca.830~720 Ma）在華南板塊反映為“興凱地裂運動”（羅志立等，1981），其西緣即為康滇裂谷。與之相似Abu Mahara群Ghadir Manqil組也具有典型的裂谷沉積屬性（Leather et al., 2002），同樣與Rodinia超大陸離散過程相關的多幕拉張緊密聯系。Huqf超群中上部為Nafun群，主要為兩套碎屑巖—碳酸鹽巖沉積旋回。下部為相對薄層的Masirah Bay組與Khufai組合，上部為厚層Shuram組與Buah組序列。Nufun群依據碎屑鋯石限定其底部年齡為Ca.635~620 Ma，Shuram組底（Khufaid頂）層段具有明顯的碳同位素正漂特征（+16‰）（圖4），“Shuran”正飄逸具有全球化學地層對比性（Halverson et al., 2005）。

圖4 阿曼盆地綜合地層柱狀圖Fig. 4 Schematic stratigraphy and petroleum geology of Oman Basin

Buah組碳酸鹽巖是阿曼盆地下組合潛在的儲層發(fā)育層段，典型的潮坪沉積環(huán)境（Cozzi and Al-Siyabi,2004），其在阿曼北部山區(qū)與東部Huqf露頭區(qū)出露較完整。橫向上Buah組在與上覆Ara群地層接觸關系、厚度與巖性上差異較大。阿曼盆地北部Jabal Akhdar山區(qū)剖面Buah組整體以大套風暴（礫屑）白云巖為主，但下部仍可見灰?guī)r沉積。該區(qū)Buah組上部為Ara群Fara組（約600 m厚）海相碎屑巖、火山巖，其底部火山巖年齡為544±3.3 Ma，表明阿曼盆地北部埃迪卡拉紀末期已轉變?yōu)闉I岸—古陸環(huán)境。而在Huqf地區(qū)，由于Ara群底部也發(fā)育白云巖層段，早期部分研究認為阿曼東部Buah組與Ara群可能是等時的（McCarron, 2000）。根據對A4C段底埃迪卡拉系—寒武系界限年齡進行測定，Ara群內部一系列年齡包括底部A0段火山灰層年齡547 Ma，A3C段兩層火山灰年齡543 Ma與542 Ma（Bowring et al., 2007），并成為全球前寒武系—寒武系的標準界限年齡。相關研究為限定Buah組—Ara群地層年代做了大量工作，對阿曼中部哈巴鹽盆—Huqf地區(qū)Miqrat-1井與華南中揚子地區(qū)進行了對比，燈影組底部年齡550.5±0.8 Ma對應Buah組下部（Condon et al., 2005），而Buah組頂部不整合面（Ca. 546 Ma）則與上揚子地區(qū)燈二段普遍發(fā)育的桐灣運動Ⅰ幕不整合面具有高度可比性。由此，Nufun群Buah組碳酸鹽巖與Ara群關系得到確定，其上部與Ara群呈平行不整合接觸。上述證據不僅進一步指出Buah組與Ara群下部存在巖溶儲層發(fā)育的有利條件，進而也不斷豐富和促進阿曼盆地乃至全球埃迪卡拉系（震旦系）—寒武系界限研究。

2.2 四川盆地震旦系—寒武系界限特征與阿曼盆地Nufun群—Ara群沉積對比

上揚子地區(qū)上震旦統(tǒng)燈影組現今殘留厚度600~1000 m，根據巖性、結構以及藍細菌的豐度，燈影組自下而上可分為四段。受晚震旦世桐灣運動Ⅰ幕與Ⅱ幕影響，造成燈三段與下部燈二段、下寒武統(tǒng)與燈四段與呈平行不整合接觸。燈三段厚度分布不穩(wěn)定，部分地區(qū)僅殘余很薄黑色泥頁巖。四川盆地晚震旦世—早寒武世具有深水相（盆地相）、斜坡相（過渡相、近深水拉張槽相）、臺地邊緣相三類沉積環(huán)境。以楊壩剖面、高石1井位代表，四川盆地淺水臺地邊緣相表現為下寒武統(tǒng)筇竹寺組與燈影組頂部呈不整合接觸，缺失間約17 Ma。楊壩剖面、高石1井燈影組頂部常具有典型的巖溶垮塌與瀝青角礫特征。以清平剖面為代表，四川盆地斜坡相（過渡相）寒武系與其下伏震旦系燈影組是連續(xù)沉積, 一般發(fā)育一套硅質巖與黑色頁巖構成的沉積序列（圖5），硅質巖層下部有類似燈影組的塊狀白云巖段存在。斜坡相、盆地相區(qū)下寒武統(tǒng)底部硅質巖與黑色頁巖呈連續(xù)互層分布。在實際中將部分地區(qū)燈影組頂部—寒武系底部僅有幾厘米至幾米的硅質、磷質地層歸入寒武系麥地坪組。

阿曼盆地與四川盆地具有高度相似性（圖5a）。實際研究表明阿曼盆地晚埃迪卡拉世—早寒武世沉積特征也具有深水相區(qū)（相關研究稱深盆區(qū)）與臺地邊緣相區(qū)差異。作為Huqf超群頂部的Ara群巖性整體以大套的硅質巖—蒸發(fā)巖為主，并因其特殊的層序意義受到了大量關注。南阿曼鹽盆臺地邊緣相區(qū)由Nufun群Buah組白云巖直接向Ara群6套“受構造—海平面升降控制下的”蒸發(fā)巖—碳酸鹽巖旋回（A0-A6）過渡（Forbes et al.,2010），相關研究也稱之為Birba臺地（Amthor et al., 2005）。A0-A6段巖性以大套白云巖、鹽巖、硬石膏為主，夾一定厚度砂巖，巖石地層單位分別對 應 Birba組（A0-A3）、“U”/Athel組（A4）、Al Noor組（A5-A6E）、Dhahaban組（A6C）。 基 于此，Ara群地層也普遍被稱之為鹽間層系（intra-salt rocks），而Nafun群也被稱之為鹽下層系（pre-salt rocks）。然而，南阿曼地區(qū)晚埃迪卡拉世—早寒武世過渡相區(qū)（近深水拉張槽相區(qū)）與臺地邊緣相區(qū)存在差異性表現在Ara群內已存在明顯的黑色巖系發(fā)育。向盆地中心自A4段始巖性已逐步由臺地相碳酸鹽巖向次深海相（過渡相）碳酸鹽巖與深水相（盆地相）碎屑巖過渡，A4段發(fā)育“U”與“Thuleilat”兩套富有機質頁巖以及Athel組硅質巖，該套序列與近年來在四川盆地早寒武世綿陽—長寧拉張槽內發(fā)育的具有穿時特征的麥地坪組高度相似（圖5c）。但與四川盆地不同的是，無論是臺地邊緣相區(qū)還是盆地相區(qū)，阿曼盆地埃迪卡拉系—寒武系界面大多是連續(xù)的，不存在大規(guī)模的地層缺失。

圖5 晚埃迪卡拉—早寒武世層序地層對比（部分剖面，層序劃分據Ding et al., 2020；Amthor et al., 2005）Fig. 5 Sequence stratigraphic correlation of key sections (Wells) from the platform interior to margin

3 張性構造背景下阿曼盆地北部深層油氣地質特征

3.1 晚埃迪拉卡世—早寒武世張性構造背景

巖石圈在拉張過程中，隨著拉張強度和拉張應變速率的變化，依次出現拉張槽、大陸邊緣盆地、裂谷、廢棄裂谷、原始洋海槽和被動大陸邊緣的演化序列（Allen and Allen, 2013）。拉張槽，對應英文的intracratonic sag，直譯為克拉通內凹陷，是巖石圈在拉張過程中形成的第一個構造單元。拉張槽顯示非常少的地殼拉張證據，缺乏廣泛的張性斷裂作用，但發(fā)生了長時間的凹陷型沉降作用。參考四川盆地“綿陽—長寧”拉張槽的發(fā)現與提出經驗（鐘勇等，2013；劉樹根等，2016），依據區(qū)域地質資料與工區(qū)三維地震數據，本文推測：阿曼盆地北部存在與東岡瓦納大陸北緣（Cadomia島弧）俯沖伸展背景相關的早寒武世“北阿曼拉張槽”。

阿曼盆地北部法胡德鹽盆區(qū)目前無鉆井揭示Huqf超群，依據鄰區(qū)Haima-1井、HBND-1井鉆探揭示， 相繼標定了Haima超群底/Huqf超群頂（Ara群頂）， Haoshi群底/Haima超群頂反射波屬性，其中：Huqf超群頂強同向軸特征以及Ara群內膏鹽巖受到淋濾破壞效應指示“北阿曼拉張槽”也存在拉張孕育階段，及埃迪卡拉紀末期的隆升剝蝕作用（參考“桐灣運動”）。該階段的主要特征是Huqf超群Buah組、Ara群的隆升幅度越高，則剝蝕地層越多，該期出露地層越古老。同時，近東西地震剖面揭示位于Cadomian島弧東側的阿曼克拉通盆地（阿拉伯板塊局部）的Haima超群向東側超覆沉積特征明顯（圖6）。根據Haima超群巖性與厚度折算（＞2 000 m），“北阿曼拉張槽”的拉張核心期（即“壯年期”）持續(xù)時間長，消亡于晚寒武世—早奧陶世，拉張槽形態(tài)反映為拉張槽中心沉積的巨厚碎屑巖層系（Nimr群與Mahatta humaid群Amin組、Miqrat組與Andam組等）。需要指出的是，受限于工區(qū)面積大小與地震資料品質，目前暫不能完全明析早寒武世“北阿曼拉張槽”的完整形態(tài)。

圖6 阿曼盆地北部下組合張性構造特征Fig. 6 Features of extensional structures in Ediacaran-Cambrian strata, North Oman Basin

3.2 下組合“Huqf”與“Q”型源/油特征

3.2.1 油/瀝青特征

阿曼盆地共存在四類油（母源）類型，即埃迪卡拉系—寒武系的中上Huqf超群—下Haima超群“Huqf”與“Q”型、上侏羅統(tǒng)Shatan超群內分布的“Tuwaiq”型（也稱“Shuaiba”型）以及中上白堊統(tǒng)“Natih”型。其中，以Huqf超群源巖生烴形成的原油類型被稱之為“Huqf”原油。該型原油分布最廣，除集中分布于南阿曼鹽盆東翼Ara群內碳酸鹽巖層、鹽間Athel硅質巖層、寒武系Haima超群與石炭系—二疊系Haoshi超群等一系列構造圈 閉 外（Al-Marjeby and Nash, 1986; Konert et al.,1991），阿曼中部法胡德鹽盆—哈巴鹽盆局部以及阿曼北部山區(qū)均有報道?！癚”型原油得名則因20世紀80年代對其源的迷惑（Qustionable）,與Huqf型源—油對應，“Q”型原油分布比較集中，主要分布于阿曼中部、北部與南阿曼鹽盆（北部）局部地區(qū)。如同一口井揭示兩型原油，則“Q”型油藏普遍分布在“Huqf”型油藏上部。主要存在于南阿曼鹽盆北部與阿曼中部地區(qū)?！癟uwaiq”型與“Natih”型分布較為局限，在阿曼北部山區(qū)有該兩型原油的分布。源巖及油的有機地化特表明，中—新生代地層內分布的“Tuwaiq”型與“Natih”型因其偏重的δ13C值（-28‰~-26‰）而與下組合地層“Huqf”與“Q”型原油具有較好的區(qū)分。此外，南阿曼鹽盆與阿曼北部Huqf型原油具有C29規(guī)則優(yōu)勢，顯示出與上部兩型原油的差異。

經過阿曼盆地大量的油—源有機地球化學分析與數據對比結果（Terken and Frewin, 2000；Huc et al., 2000；Grosjean et al., 2009），傳統(tǒng)有機地球化學指標揭示前寒武系—寒武系Huqf超群烴源巖具有典型的C29-規(guī)則甾烷優(yōu)勢與輕（ca.-35‰）碳同位素，并有效區(qū)別于阿曼盆地中生代Natih與Tuwaiq型油-源（約等量的C27-C29規(guī)則甾烷分布與ca.-28‰偏重碳同位素值）（Grantham et al., 1987）?！癚”型源—油的復雜性即在于此，統(tǒng)計表明“Q”型原油具有C27-規(guī)則甾烷優(yōu)勢，而碳同位素在-30‰左右，并且C23-三環(huán)萜烷（TT23）相較于阿曼其它類型原油具有高峰（面積）特征。

3.2.2 烴源巖地球化學特征與油-源對比

近年來對阿曼盆地尤其是南部鹽盆地區(qū)新元古代—寒武紀原油的產生進行了更細致研究。對Huqf超群內的Nufun群與Ara群各層段不同巖性做了大量的地化研究（Grosjean et al., 2009）。統(tǒng)計表明，Huqf超群各源巖發(fā)育層段仍具有較明顯的有機地化指標差異。以Huqf型源巖最為發(fā)育的南阿曼鹽盆為例，Nufun群Buah組碳酸鹽巖下部Masirah Bay組與Shuran組泥頁巖平均TOC（%Wtoc）值（13個樣品）為2.7。δ13C值指標中，Buah組δ13C特征極輕（ca.-39.0‰），Basirah Bay組δ13C值略偏重（ca.-32.7‰），Shuram組這套相當于華南陡山沱組地層的Nufun群中下部黑色巖系抽提物飽和烴與芳烴平均δ13C值為-35.0‰。Nufun群上部Ara群A4段所夾Athel硅質巖段（E-C過渡段）與下/上部“U”與Thuleilat頁巖段平均TOC（%Wtoc）值相較于Nufun群明顯增高，平均值（14個樣品） 4.8（ca.5.0），TOC（%Wtoc）最大值可到15%，三套層段飽和烴與芳烴δ13C平均值比較接近（ca.-36.5‰）（圖 7）。

圖7 阿曼盆地（北部）埃迪卡拉系—寒武系烴源巖（油）對比Fig. 7 Source rock (oil) correlation of Ediacaran-Cambrian in the Oman Basin (North)

通過對“Q”型原油的生標分析，早期研究推斷其母源具有I/II型干酪根，來自具有強烈蒸發(fā)特征碳酸鹽巖烴源巖，但并沒有詳細的鹽度與環(huán)境證據（Grantham et al., 1987）。盡管如此，相關研究還根據其輕的同位素值與中合—混合特性（X compounds），認為該套母源為前奧陶系（Peters and Moldowan, 1993）。然而，參照南阿曼鹽盆Huqf超群不同群組差異較大的碳同位素值分布，基于阿曼中北部地區(qū)“Q”型原油略偏重的碳同位素值，高豐富C27規(guī)則甾烷分布等證據，推測母源屬于Huqf超群內的其它鹽下—鹽內層系。隨著阿曼中北部地區(qū)對深層Huqf-Haima超群的揭示（eg.Haima-1井），認為法胡德鹽盆與哈巴鹽盆地區(qū)Ara群頂部Dhahaban組（A6段）與“Q”型原油具有油—源對比性。Fahud North-1井與Jaleel-1井對這套完全歸屬下寒武統(tǒng)的Dhahaban組進行了揭示，共發(fā)現20 m厚的烴源巖層系，TOC（%Wtoc）最大值可到8%，而該層系具有C27-規(guī)則甾烷優(yōu)勢，顯示出與Huqf超群內其它層段的差異性。

上述研究結果表明，Huqf超群內Nufun群與Ara群烴源巖區(qū)分難度仍然較大。Buah上部烴源巖單元Ara群“U”泥巖/Athe硅質巖/Thuleilat泥巖/Dhahaban泥巖從年代地層上屬下寒武統(tǒng)，該套烴源巖有機質豐度高，具有低Pr/Ph值，高H35（C35-藿烷）/H34（C34-藿烷）值特征，高豐度伽馬蠟烷（Gam），TT23/TT24＜0.5，較低豐度tT24（C24-四環(huán)萜烷）所反映的低等水生生物腐泥型生油母質與中低等生源物質輸入，與典型的下寒武統(tǒng)烴源巖特征十分吻合。因此，基于有機碳同位素、生標與TOC證據，北阿曼地區(qū)Huqf型、Q型源/油具有相似性，兩類油藏與寒武系烴源巖具有更高的匹配度度。此外，Nufun群Shuram組與Buah組巖層與Ara群鹽內地層有機地化特征整體十分相似，但與下寒武統(tǒng)烴源巖相比，Nufun群源巖Gam/H30偏低，tT24豐度升高，反映為更多的陸源碎屑輸入，與同期構造-沉積背景較為吻合。宏觀上，相關研究普遍認為南阿曼鹽盆Huqf原油有部分來自于Nufun群是肯定的（Grosjean et al., 2009），這與華南上揚子四川盆地西北部地表廣泛分布的瀝青脈-油苗震旦系（陡山沱組）—寒武系（筇竹寺組）母源混淆具有相似性。

3.3 拉張作用對阿曼盆地下組合油氣地質條件的控制作用

3.3.1 拉張槽發(fā)育對Buah組—Birba組（潛在）白云巖儲層發(fā)育的控制作用

克拉通內地貌普遍較為平坦，僅易沉積Khufai組與Shuran組頂部微晶灰?guī)r，并不利于優(yōu)質儲層的形成。拉張槽的存在為古地貌的差異提供了條件。伴隨著臺坳（凹）地貌的產生，拉張槽與周緣存在地貌差異形成古地貌高地。臺隆地區(qū)屬于淺水帶，控制了該期微生物邊緣礁、灘沉積，形成了一些邊緣帶。加之熱隆升剝蝕作用是主動拉張槽形成的序幕。因此，拉張槽的形成與古喀斯特儲層的發(fā)育關系密切。古地貌高地常暴露地表，經大氣淋濾和交代作用，有利于Buah組—Birba組形成孔洞發(fā)育的白云巖優(yōu)質儲層。此外，拉張槽控制著鄰近儲層內烴類充注的強度和儲層瀝青含量。烴類充注是深層優(yōu)質碳酸鹽巖儲層保持的最重要機制。油氣充注可以使儲層先期孔隙得以保存，并對儲集空間進行一定的改善作用。

3.3.2 拉張槽發(fā)育對烴源巖展布、油氣成藏效率的控制與影響

張性構造的形成使原平坦的臺地地貌上產生沉積差異。拉張槽主拉張期沉降作用最大，致使水體較深且相對寧靜，有利于較大厚度的烴源巖發(fā)育。而遠離拉張槽區(qū)域，如法胡德鹽盆-哈巴鹽盆間烴源巖厚度可能快速減薄，巖性變粗?！氨卑⒙瓘埐邸眱仁窍潞浣y(tǒng)（Ara群A4段—下Haima超群Nimr群）的沉積中心，具備更穩(wěn)定的黑色巖系分布。在北阿曼地區(qū)，拉張槽內Ara群A4段、A6段Dhahaban組、下Haima超群Nimr群烴源巖最厚，生烴強度最大，生烴量最多（上Haima超群也可生成一定的烴量），形成了阿曼盆地北部（5區(qū)）下組合的生烴中心。

在此基礎上，“北阿曼拉張槽”提高了油氣成藏的效率和規(guī)模。Buah組、Birba組（A0-A3段）以及上Haima超群內等地層以下寒武統(tǒng)底部（A4-A6段）為主要烴源巖，與其分別構成新生古儲（油氣近源充注）、古生新儲（油氣遠源充注）的源儲組合。從源儲配置關系來看，如果缺失拉張槽兩側的輸導系統(tǒng)，下寒武統(tǒng)底部生成的油氣難以大規(guī)模向下倒灌充注Buah組內，同時垂向上也很難跨過Nimr群向上輸導至上Haima超群中，其油氣成藏的效率低，規(guī)模較小?！氨卑⒙瓘埐邸钡男纬筛淖兞藷N源巖與儲集層之間的疊置關系。對于Buah組，拉張槽內的A4段、A6段Dhahaban組烴源巖與臺地邊緣帶的Buah組—Birba組盡管在時間上屬于新生古儲，但在空間關系上受拉張槽的影響事實上變成了下生上儲或旁生側儲的特征，加上烴源層與儲集層為直接接觸關系，極大地提高了油氣運移效率和成藏規(guī)模。

4 油氣勘探地質意義

阿曼盆地北部5區(qū)塊深層勘探活動始于20世紀80年代，目前僅有1口探井鉆至二疊系Gharif組，未鉆至下組合Haima超群。阿曼盆地北部（5區(qū)）深層下組合是否具有成藏潛力？根據阿曼盆地北部含油氣系統(tǒng)演化分析（圖8），Ara群A4-A6段烴源巖在中晚寒武世—中奧陶世初始排烴，晚二疊世—早三疊世為主生烴期，晚三疊世—早中白堊世原油開始裂解，下組合油氣藏歷經早期古油藏成藏、古油藏裂解、古氣藏形成與現今氣藏調整四個過程。根據油氣藏成藏演化和調整形式，預測阿曼盆地北部下組合主要具備以下兩類型油氣藏：

圖8 阿曼盆地北部（M1井）下寒武統(tǒng)Dhahaban組含油氣系統(tǒng)埋藏—熱演化Fig. 8 Buried-thermal evolution of Lower Cambrian Dhahaban petroleum system in the North Oman Basin

（1）碎屑巖巖性（地層超覆）型油氣藏

發(fā)生在古隆起區(qū)繼承性弱變形構造帶，由于構造變形弱，晚期調整后的油氣基本就在原來的局部背斜圈閉中聚集成藏。5區(qū)東南70余千米的Khulud氣田2009年在奧陶系—寒武系Haima超群Amin組砂巖獲致密氣發(fā)現。Haima超群碎屑巖致密氣藏與Ara群烴源巖為下生上儲成藏組合?？碧阶C實Amin組巖性為細?！辛r屑砂巖和石英砂巖，沖積扇、河流相席狀砂體儲層平均厚度170 m，氣柱高度超過275 m，蓋層為AI Bashair頁巖及Miqrat粘土巖。然而，致密砂巖儲層受深層烴源巖排烴后輸導效率的影響，Haima超群形成原生油藏規(guī)?？赡茌^小（儲層瀝青豐度低），現今氣藏規(guī)模仍具有不確定性。

（2）碳酸鹽巖構造型油氣藏

阿曼盆地東北部氣田在寒武系Amin組碎屑巖儲層中獲氣，除證實深層—超深層烴源的存在外，增強了本區(qū)超深層碳酸鹽巖油氣藏成藏潛力。深層海相碳酸鹽巖油氣藏更需要優(yōu)質儲層發(fā)育?！氨卑⒙瓘埐邸钡陌l(fā)育，有利于東側古地貌高地（臺緣高能帶）埃迪卡拉系（震旦系）Buah組-Birba組形成優(yōu)質白云巖儲層。拉張槽區(qū)域的下寒武統(tǒng)Ara群A4-A6段烴源層與Nufun群Buah組、Ara群Birba組可形成旁生側儲源儲組合，具備形成規(guī)模構造型油藏的基本地質條件。油氣演化分析表明：A4-A6段烴源巖在古生代末期大量排烴，至晚白堊世油藏進入原油裂解生氣高峰期。根據埋深與地溫推算，目前埃迪卡拉系頂不整合面下部碳酸鹽巖油藏應當已完全裂解成氣，屬原生油藏→原生氣藏模式，是規(guī)模資源勘探的最有利區(qū)域。

5 結論

（1）晚新元古代多幕次的裂解事件對阿曼盆地從非洲板塊（增生陸緣的一部）分離裂解產生深遠影響。早古生代初期游離于原特提斯洋的華南板塊向東岡瓦納大陸北緣的俯沖聚合控制了阿曼盆地晚埃迪卡拉世—早寒武世的構造—沉積格局；

（2）阿曼盆地下組合地層與時間框架解析表明其與四川盆地（上揚子區(qū)）具有相似性。近東西向深層地震剖面揭示位于Cadomian島弧東側的阿曼盆地北部（5區(qū)）同樣具有典型的張性構造特征，暫命名為“北阿曼拉張槽”；

（3）對比“綿陽-長寧”拉張槽，早寒武世“北阿曼拉張槽”在拉張規(guī)模、動力學機制、充填地層厚度與巖性等特征上具有相似性與獨特性。黑色巖系（頁巖、硅質巖）分布于E-C過渡地層Ara群A4段以上，地層與時間框架上屬下（早）寒武統(tǒng)（世）。有機碳同位素證據指示北阿曼的Huqf型、Q型與寒武系烴源巖具有更高的耦合度；

（4）拉張作用指示阿曼盆地北部深層具有較好的油氣勘探前景。拉張槽的發(fā)育有利于東側古地貌高地Buah組中上部形成孔洞發(fā)育的白云巖優(yōu)質儲層，增加了拉張槽內Ara群A4段、A6段Dahahaban組優(yōu)質烴源巖的排烴效率，控制了下組合優(yōu)質烴源巖—優(yōu)質白云巖儲層旁生側儲（下生上儲）成藏組合的形成。