青海湖现代沉积环境研究论文

一、前言

青海湖盆地处于青藏高原东北部，盆地面积7300km2。关于该盆地有记载的地质调查是，1938年我国地质学家孙键初先生提出青海湖是“因地层断陷、倒淌河倒流而形成”的科学论断。1955年起，国家科委和中国科学院组织了青海湖综合考察队，从1961年7月开始进行了两年的野外考察，并进行7个钻孔探查，针对石油地质的有关问题进行了系统的综合研究，取得了可贵成果(表10-30-1)。

表10-30-1 青海湖盆地勘探概况表

青海湖盆地油气资源评价主体工作由中国地质科学院地质力学研究所完成。

二、地质条件

(一)构造单元划分

青海湖盆地主要是新生代发育成熟的构造盆地，新构造活动较为强烈，断裂较为发育，NNW向河西系断裂活动是形成湖盆的主导构造，对盆地整体形态及发育起着重要作用，盆地东西边界主体为NNW向，其主体之东为龙保欠山—尕海东—哈里根河断裂所限，西为黑马河—黑山东—沙沱寺断裂所限，深水湖盆中心连线亦为NNW向，但其早期的祁连山NWW向断褶带对其东北和西南边界仍有明显的制约作用，尤其黑山—海心山—将军台NWW向古断裂及其晚近活动性，对青海湖盆产生了重要影响。即青海湖湖盆中部的黑山—海心山—将军台为青海南山复背斜轴部的构造残山，它的存在，形成了湖盆中部NWW向断隆带，将青海湖盆分隔为南北两个坳陷带。即南部NWW向坳陷、中部NWW向隆起带、北部断坳斜坡带，南窄北宽、南陡北缓，中部断隆带与湖盆南缘的青海南山断隆带都遭受了后期NNW向断裂带的顺时针向错移，使之节节南错断续相循(图10-30-1)。

图10-30-1 青海湖盆区主要断裂带及盆区构造单元划分图(据青海湖综合考察队资料修编)

(二)烃源岩条件

青海湖盆地是经过新近纪构造洼地—早中更新世河湖并存外泄湖泊—晚更新世成为内陆湖泊，此时为湖盆全盛时期，只是到全新世时期随着区域气候干燥湖水入不敷出水位下降，遂由淡水湖泊变为半咸水湖泊。这一演化过程对盆区内含油气有何影响，是油气资源评价中的一个重要问题。

青海湖中现代沉积物厚度仅1m左右，厚度虽小但颇具代表性。黄第藩等将其作为现代内陆湖泊典型的沉积模式之一(图10-30-2)。

图10-30-2 青海湖底各种类型沉积物分布图(据晋慧娟)

湖底现代沉积物中，有机碳含量的分布是不均匀的，它随着湖水的加深、粒度的变细，而有规律地增大，最高值达3%左右，有两个高值区。湖积物中的沥青含量为～，平均，其分布规律与有机碳相似，沥青中油质组分平均，沥青质12%，表现出初具还原性质特征(图10-30-3，表10-30-2)。

表10-30-2 青海湖不同粒级沉积物有机碳、有机氮平均百分含量表

图10-30-3 青海湖湖底沉积物有机碳含量等值线图(据青海湖综合考察报告)

从上述青海湖中颇为丰富的近代湖泊的沉积相，及其有机地球化学的资料研究中可以得知:不论是淡水、微咸水或半淡水湖泊，其沉积物中均可以发生有利于油气生成的有机物质的聚集。并且，不论是在有机质的数量，或是在烃含量上，都不亚于海相;有机物质的丰度与沉积物的颗粒密切有关。在湖盆中部的细粒沉积物中(往往相当于深水湖相)有机质最为富集。并且，其主要生源物质来自富含脂肪和蛋白质的浮游动植物和底栖生物。

(三)其他成藏条件

湖盆处于古生代北西西向的祁连山巨型隆起带与NNW向河西系中新生代坳陷带的隆坳叠加部位，它正是日月山和青海南山两个压扭性断隆带交汇部位内侧，故从构造上看盆地封闭性能良好;从其发育历史可知区内侏罗系—古近系均不发育，仅见零星的山间河流相等沉积物，到新近系由于日月山断隆带急剧隆升。新近纪和第四纪早期为河湖共存，后期逐渐成为内陆湖盆，从倒淌河谷上游及布哈河口钻孔及其他地方均可见有新近系零星出现，因第四系覆盖，其分布情况不明，但可推知湖盆底部南、北凹陷带和古河谷地带存在着一定厚度及一定范围的新近系。

青海湖原始有机质中的油质组分约10%，湖底沉积物中约为20%，而埋深100～140m时可达60%左右。相应氯仿沥青则由9%(C/H比)、增至(C/H比)左右，杂元素含量大大减少，由、降至～，这些数据都表现出青海湖区第四纪沉积物已向石油转化方向趋近的特点。

青海湖底沉积物有机碳含量为2%，而埋藏到一定深度则稳定在。

青海湖底沉积物中正烃烷的OEP值为，而埋深至135m(即第四纪中晚期)沉积物中则下降为，这证明在还原条件下随着埋藏加深，有机质逐渐向石油方向转化。

根据湖盆地区已有钻孔资料揭露，湖盆区第四纪沉积物中有四个还原层段。除全新统还原层段外，更新统有三个还原层段(表10-30-3)。

表10-30-3 青海湖盆地更新统还原层段厚度对比表

早中更新世是青海湖发育由河湖并存到闭塞时期，区内类黄土组是一种水成沉积物，属山前倾斜平原冲积物与湖相沉积交替发育的产物，其分布面积较广，且地层和三级夷平面有5°～11°倾角背山产出，这一时期生、储盖均较发育。中晚更新世二郎尖组沉积时，随着湖盆闭塞日益显著，导致水位上升，气候温暖潮湿，是青海湖发育全盛时期，湖水显著加深，沉积物变细，湖面广阔，南缘黄土冲积平原为湖水所淹没，同时湖盆中部有北西西向断片潜山，其南北两侧为两个北西西向坳陷带，从北部坳陷带的哈达湾青3孔第四纪(Q4)湖相沉积只有30m布哈河组粒度较粗，且直接伏于新近系红层之上，属于南部坳陷的东南湖湾青4孔。第四纪湖相沉积三组厚度超过178m(未见底)，沉积物较细，还原层厚达100m左右，属浅—深湖相，故南部坳陷比北部沉降的更为强烈。现在青海湖面积为4635km2，全新世时古青海湖的大致范围比目前约大三分之一，湖水水位高出现在100m，当时湖水面积约6000km2左右。估计其面积应当在4000km2左右。现在的海心山为3266m，只比湖面高出70m，故中晚更新世时海心山仍在湖面以下30m，海心山上中晚更新世时应有沉积物，现今只保留有上新世黄土沉积。由此可知中上更新统二郎尖组还原层段之上的盖层虽然不厚，但有粉砂质淤泥层泥质粉砂层和马兰黄土层存在，有可能均为有利的盖层(图10-30-4)。

图10-30-4 全新世初古青海湖与现代青海湖大小比较图

据Hubbert(1953年)研究几英寸的泥岩就可以封盖住几百米高的油柱。当然，对于有利油气区来说，至少应该有一个区域性盖层，其展布面积只有大于油气藏分布范围才能形成有效封闭，即盖层大范围内连续分布有利于油气保存。从青海湖盆第四纪沉积物分布来看:布哈河组线层天然气层具有一定封闭性，二郎尖组还原层段厚度较大在青5孔，青4孔所在的湖盆南部坳陷区的滨湖—线湖沉积区有较好的盖层存在。北部坳陷情况不明，因这时期为湖盆发育的全盛时期，故应有与南部坳陷的相应沉积。共和类黄土层上部还原层段厚度不大，在湖盆周边山前斜坡平原冲积带上已被剥蚀。(共和青海湖水16孔)而在盆内二郎尖组广泛展布区应具有较大面积的盖层和储层，对于类黄土组中下部还原层段而言，不仅厚度较大，且其上的盖层和储层都较好，具有区域性。故二郎尖组还原层段和类黄土组中下部还原层段是本区油气的希望所在。

总之，盆地内烃源岩为第四系下部所夹褐黄色、黄绿色淤泥质亚黏土夹粗砂透镜体和锰质结核，属湖相沉积，厚度仅77m。南部坳陷盆地有效烃源岩面积约1858km2，占盆地面积的。盆内第四系属河湖相、湖沼相夹风成黄土，储层平均厚约180m，储层埋深平均大于200m。盆内构造较为简单，第四系直接不整合于志留系—下中三叠统之上，第四系本身无明显间断和构造变形。盆内第四系中烃源岩厚度不大，虽有储层，但无盖层，现代沉积仅0～2m。

三、油气资源评价方法与参数

(一)油气资源评价方法的选择

由于青海湖盆地勘探程度较低，钻孔未达Q1+2下部及古近系和新近系，故未提交探明储量，不具备统计法的应用条件。因此，主要采用类比法和成因法分别计算油气资源量，然后用特尔菲法加权得到盆地油气资源量(表10-30-4)。

表10-30-4 评价单元基本情况表

(二)主要参数的获取

1.类比法主要参数

面积资源丰度是类比法的重要参数。根据油气成藏条件的相似性，青海湖盆地选择柴东作为刻度区，其油气面积丰度由柴北缘的面积丰度与该盆地的类比系数相乘得到。根据盆地和运聚单元类比法评价的评分标准，得到青海湖盆地在成藏条件方面的得分情况及相应的依据，总得分为分(表10-30-5)。

表10-30-5 青海湖盆地类比参数、评分标准和评价得分表

2.成因法主要参数

根据柴达木盆地产烃率模拟实验和运聚系数研究成果，类比得到所评价盆地的平均产烃率和油气运聚系数(表10-30-6)。青海湖盆地天然气运聚系数为。

表10-30-6 青海湖盆地成因法主要参数计算结果表

3.可采系数

根据新一轮油气资评项目办《油气资源可采系数取值标准及计算方法》的要求，确定本项目评价盆地可采系数取值的依据:

(1)按照陆上中新生代前陆盆地类型评价单元取值标准;

(2)按照储层物性低渗碎屑岩(渗透率＜50mD)取值标准;

(3)按照低勘探程度的小盆地、不区分经济可采系数和技术可采系数，取值为相应评价单元类型经济可采系数标准中的低值。

青海湖盆地油气天然气可采系数为50%(表10-30-7)。

表10-30-7 青海湖盆地油气可采系数计算表

四、油气资源评价结果

(一)油气资源评价结果

经过对各种方法得到的资源量结果进行比较和取舍，得到油气资源评价结果，其中包括远景、地质和可采三个资源系列，以及分层、深度分布、地理环境和资源品位评价结果。

表10-30-8给出了青海湖盆地不同层系石油和天然气资源类比法计算结果。类比法计算青海湖盆地石油地质资源量为0，天然气资源量为×108m3。

表10-30-8 青海湖盆地油气资源类比法计算结果表

表10-30-9为成因法生烃量和资源量计算结果。成因法计算青海湖盆地石油地质资源量为0，天然气资源量为×108m3。

表10-30-9 青海湖盆地油气资源成因法计算结果表

青海湖盆地所有的石油和天然气地质资源量和可采资源量均为待探明。

(二)油气资源分布

青海湖盆地油气资源以天然气为主(表10-30-10)，石油资源几乎为零。

青海湖盆地油气资源主要分布在新生界储集层系。

青海湖盆地的油气资源主要分布在浅层。

表10-30-10 青海湖盆地天然气资源评价结果表

青海湖盆地具有湖沼地貌特征，油气资源全部分布在湖沼环境下。

青海湖盆地的油气资源量品位估算，是分常规与低渗按资源量概率加以配置的，油气资源以常规为主。

前面仅对南部坳陷的第四系可能的生油岩系进行了初步评价。但对中部断隆带以北的北部坳陷工作程度低，资料欠缺，未资评，更重要的是对盆内Q1+2之下是否有古近系和新近系尚不清楚，从天峻、共和、刚察、晏水等地来看，盆地下部应有新古近系和新近系存在，据物探资料分析湖盆下部新近系厚度可能在300m左右。

五、勘探建议

鉴于青海湖盆地形成发展和周缘中、新生代沉积物展现，在新近系以来湖盆接受了广泛的上新世和更新世沉积，更新世上部和中部有三个还原层段，即上部旋回在青4孔和青5孔分别有80m和31m的还原层段，中下部有两个还原层段，下旋回顶部间断面以下保留有19m和11m的还原层段，共和青海湖水16孔中下部77m的还原层段，且在布哈河口全新统中已发现天然气等资料分析，该盆地第四纪沉积物中有生油气的可能，在生油条件方面，更新统上旋回层及全新统看，盖储条件略差，生油转化尚未成熟，但天然气方面应有一定前景。而下旋回中两个还原层段具较好生、储、盖条件，且向生油转化已渐趋成熟，故有油藏存在的可能性较大，而更重要的是在湖盆主要沉积区的一些钻孔均终孔于第四系中未打穿第四系更未达古近系和新近系，故湖盆区古近系和新近系的厚度、岩性及生油条件均属未知，影响对本区新近系以来油气前景评价。

总之湖盆烃源岩系厚度不大，储层条件也较差，虽有成油的可能，但无良好的盖层，故成藏条件欠佳，是否有局部天然气藏值得进一步研究。

今后应在南部靠近湖盆坳陷中心地带钻进达变质基底，以便了解中下更新统及新近系生油条件极其分布范围，在湖盆北部坳陷区则不仅要通过钻探了解新近系及第四系的生储条件，还应注意深部是否有侏罗系、白垩系及古近系，岩性厚度以及它们的生油气条件，目前仅知北部边缘有厚约200m的侏罗纪河湖相含煤岩系零星出露，且被白垩系河流相红色砂砾岩微不整合覆盖，一些沟谷中见有紫红、砖红色砂砾岩厚仅几十米，可能属古近系，对这些零星出露的岩层亦需做一些地表地质工作了解的分布和沉积条件，为分析盆内下部岩系提供一些可借鉴的依据。如能在两个坳陷的中心地带进行打钻工作效果将会更好。

六、小结

鉴于青海湖盆地较深部位及北部坳陷的研究程度较差，加之对已有资料的收集不够齐全，此次评价仅根据20世纪60年代在青海湖盆地中央隆起带南部坳陷湖边的三个钻孔资料———即综考队青4、青5孔(均终孔于Q1－2中上部)和青海省地矿局“共和县青海湖水16孔”(Q1－2中下部共242m，有约80m还原层段，无化学分析数据，Q1－2不整合于变质基底之上)对湖盆南部坳陷有效烃源岩1850km2进行了初步评价，作出了仅有少量气、无油的结论。该结论未能反映整个盆地的情况，目前评价条件尚不成熟。

青海湖盆地天然气远景资源量为×108m3，地质资源量为×108m3，可采资源量为×108m3。