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论"玄武岩与石油"的关系

发布时间: 2023-11-15

要说石油与玄武岩有什么关系,好像风马牛不相及。但是当把地矿部的巨著“各省区域地质志”与石油部巨著“中国石油地质志”融合在一起阅读,会发现石油与玄武岩有十分密切的关系。所有存在有机生油地质条件的沉积盆地,必须有玄武岩相伴才能形成油气藏。所谓有机生油条件,是指水盆地必须具有稳定沉降的构造运动,湿润的气候与强还原的环境,及充足的有机质供给等。

以黑龙江省为例,在白垩纪有巨大的湖泊沉积区,中生代又有海相超基性美铁熔岩,陆上有基性橄榄石安粗岩,盆地周边有玄武岩喷发,相应在松辽盆地形成大庆油田。

与黑龙江省相邻的吉林省,中生带在太平洋板块俯冲作用下形成许多断陷湖盆,伴随裂隙式玄武岩安山岩喷发,形成白垩纪烃源层与众多油田。

河北省玄武岩分布与油田关系更为典型,冀中坳陷与黄骅坳陷第三纪玄武岩面积各为 12500平方千米、5000平方千米,与早第三系生油区及华北油田、大港油田的面积基本一致。在两油区外,火成岩也很广泛,其中 97%为中酸性岩,基性岩只占2.87%,因而仅有一些金属矿产伴生,未发现油气。(见图1)

图1

内蒙古区岩浆活动频繁,从古生代到侏罗纪都是中酸性熔岩喷发,到白垩纪出现玄武岩,分布很广。 在西部阿拉善地区玄武岩与氧化环境的褐红色砂岩互层没有石油。 在东部二连湖盆、地面与井下均发现玄武岩,形成二连含油区。 在第三纪、第四纪也有玄武岩,它们与氧化陆相粗碎沉积、冰川沉积相伴,未形成油气资源。

辽宁省除新生代外,侵入岩浆均为中酸性,中生代喷出岩也为中酸性,仅在辽西白垩纪出现少量玄武岩。 第三纪以玄武岩喷发为主,钻井揭示古新统有很厚玄武岩层,同期沉积了下第三系以沙河街组为主的烃源层,形成辽河油田。

山东省各地质时期岩浆活动很少,第三纪出现基性与超基性岩喷出,同期在济阳坳陷形成胜利油田。

湖北省古生代为海区,无玄武岩活动。 白垩纪至第三纪东部有玄武岩喷出。 在被第四系覆盖的中部地区沉积了白垩纪渔洋组、第三纪潜江组、新沟组生油岩,形成相应含油区。

河南省在前寒武纪有基性岩,古生代、中生代均为中酸性火山岩,到第三纪有玄武岩分布。 在东濮凹陷沉积早第三纪沙河街组生油层,在南襄盆地沉积核桃园组生油层,共构成河南油气区。

陕西省绝大部分被黄土覆盖,岩浆活动主要集中在秦岭、巴山、陇山区,以花岗岩类为主,仅在奥陶系,志留系有少量酸性夹基性熔岩。 但在黄土区有许多三叠纪、侏罗纪油气田。 是否黄土覆盖下也有火山岩? 没有这方面资料。

甘肃省石炭纪、二叠纪、侏罗纪、白垩纪均有玄武岩喷出,形成以侏罗纪、白垩纪为主,石炭系、二叠系为副的生油层,在酒西、酒东和其他小盆地有众多中小油田。

云南省火山岩资料不详,只知在晚二叠纪有溢流玄武岩,但生油岩很多,如绥江地区古生代有生油岩,楚雄盆地三叠纪也有生油岩,并形成一些油田,后地壳抬升只有残留痕迹。

广西地区未见到火山岩资料,在桂平盆地古生代均能生油,在十万大山盆地石炭纪、二叠纪、三叠纪均有生油岩,后被剥蚀仅剩下含油痕迹。 百色盆地在第三纪生油,有百色油田。

广东省在古生代、中新生代多为中酸性火山岩,但在省中部三水盆地第三纪有五次玄武岩碎屑喷发,形成布心组生油层与三水油田。 此外在雷州半岛有第三纪玄武岩,同期形成油气藏。

与雷州半岛隔海相望的海南岛北部福山凹陷地表有玄武岩,地下有石油,南部地表没有玄武岩,未发现油气资源。

台湾省白垩纪前均为变质火山岩,称大南澳群。 白垩系在澎湖白沙岛油田钻井中见30米玄武岩夹层,下第三系在省西部、西北部石油井中也多见玄武岩,同期在上述区域内发现长康、宝山、白沙岛、青草湖、出磺坑等油田。

四川从震旦纪到石炭纪岩浆活动很少,晚二叠纪至三叠纪有大量玄武岩喷发,侏罗纪演变为安山岩,这三个时期是四川主要生烃阶段和油气形成期。

新疆准噶尔盆地古生代各时期地层中几乎都有玄武岩出现,如彩南油田石油源自具玄武岩夹层的石炭系,克拉玛依油田石油源自具玄武岩夹层的二叠系,而且在第一油气区还以玄武岩为储层,面积30平方千米,厚300-1100米。

青海省侏罗纪有安山玄武岩喷发,第三纪为碱性玄武岩,第三系是主要生油系,侏罗纪为次要生油期,形成22个含油盆地。 仅柴达木盆地进行勘探,发现一些有气藏。

在西藏地区三叠纪、侏罗纪、白垩纪、第三纪均有玄武岩喷发,同时沉积四套生烃层。 已知在西藏中部伦坡拉盆地有以第三系为生储层的含油区,在羌塘盆地地表也有多处侏罗纪油苗。

在国内有些地区有玄武岩但因不具备有机生油条件,没有油气资源。 例如山西省侏罗纪、白垩纪有玄武岩,但沉积为含煤火山岩建造,未构成生油条件。 第三纪有玄武岩地表喷发,但处于多次沉积间断时期,也不具备成油环境。

福建省早石炭纪、早侏罗纪为海陆交互相,处于弱还原环境,有玄武岩仅能成煤。 第三纪为山间盆地,充填粗碎屑岩与玄武岩,只沉积了煤与油页岩。

江西省石炭纪有玄武岩,但处于成煤环境,中、新生代以中酸性岩浆喷发为主,玄武岩很少,是成煤环境,均与油无缘。

浙江省火山岩中酸性占93.84%,仅白垩系、第三系有很少玄武岩。 在白垩纪某些盆地中,曾发生过生油过程,但后期地壳上升,过程中断。 第三纪时也因地壳上升不具备成油条件。

安徽省有侏罗、白垩纪粗面玄武岩喷发在火山岩盆地中,第三纪玄武岩喷发处于地壳抬升剥蚀时期,均不能形成油。

宁夏地区岩浆活动很弱,火山熔岩分布仅2km²,在贺兰山北段三叠系有长8km,宽0.2至0.5km玄武岩,全区未发现石油。

贵州省西南部有大陆溢流峨眉山拉斑玄武岩,呈岩被在二叠系茅口灰岩之上,二者之间有几十公分的红色风化壳黏土,上覆地层为煤系。

湖南省在四个时期共有10.7平方千米玄武岩。 侏罗纪分为四个点,地层为近源快速沉积层;白垩纪分为12个点,地处地层剥蚀期;第三季有一个点,地层为红色沉积偶夹煤与油页岩。 均不具备形成石油的条件。

在中国中东部古生代大部分地区是海相环境,许多地方具备有机生油条件。 以湖南省为例,在泥盆纪时中南部全被海水覆盖,还有约6万km²的海盆地,灰岩与黑色泥灰岩沉积厚度可达千米,生物礁发育。 有的礁体长达5 千米,高126米,生物质含量40-50%,还有外源有机质供给,遗憾是没有形成油气藏。是因为没有玄武岩匹配吗?(见图2)

图2

从上述可以看出,石油与玄武岩有密切关系,若有玄武岩不能生成石油,还可能导致形成弱还原环境成煤。例如山西,江西,福建,贵州。贵州最典型六盘水煤矿与玄武岩分布区完全一致。

目前对全球火山岩资料了解甚少,但据各褶皱带含油气状况显示,也与玄武岩有明显相关性。

世界各大地槽沉降时均有大量玄武岩喷发,所以回返上升期形成的沉积盆地基本都会形成油气藏。例如与古生代地槽相关的伏尔加-乌拉尔盆地、东委内瑞拉盆地、马来开波盆地、阿巴拉契亚盆地、秘鲁与智利西部盆地、北极北坡盆地等,与新生代地槽相关的盆地有更多知名的含油气区。(见图3)

图3

为什么玄武岩能促成石油生成? 最简单的解释是,玄武岩喷发所带大量高温水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳、甲烷等进入沉积盆地能改变局部气候,可提高生物繁殖率,并能促进大气水循环,使有机质快速搬运埋藏,还直接给生油层输送甲烷甚至液态石油。 在松辽盆地东侧玄武岩气孔中就充满原油,在峨眉山玄武岩气孔中也充满碳化有机质。 但这样的回答并不能解惑。 因为各地史时期,玄武岩喷发量与中酸性熔岩相比很有限,似乎不能产生控制石油生成那样巨大的能量。

同时令人不解的是中酸性岩浆喷发也带有大量水、二氧化碳、一氧化碳、氢等,在喷出过程中也具有相似的高温高压条件,为什么其中的氢不能与碳结合成甲烷,为什么这种喷发不能促使石油生成呢?

总之,为什么玄武岩能促使石油生成还需科研人员给予解释。 如果科学承认了玄武岩能促使油气生成,那么石油的生成应是无机作用和有机作用共同完成的。 同时,委内瑞拉奥里诺科3350亿吨超重油的成因也就可理解了。


(本文作者系 大庆油田原总工王衡鉴教授   中国地质大学王君恒教授)



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