阿拉斯加北坡区域地质演化及油气资源.pdf

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1、第2O卷第4期地质力学学报Vo1．2ONO．42014年12月JOURNALOFGEOMECHANICSDec．2Ol4文章编号：1006~616(2014)04-0392—12阿拉斯加北坡区域地质演化及油气资源张春宇，赵越，王珞(1．中国石油大学地球科学学院，北京102249；2．中国地质科学院地质力学研究所，北京100081)摘要：在收集国内外资料的基础上，分析研究阿拉斯加北坡地区的构造演化过程，地层序列及演化阶段，并对本区石油勘探历史，地质特征和油气资源进行了总结。确定了4个主要地层序列，分别为富兰克林层序(密西西比系之下)，埃尔斯米尔层序(密西西比系一三叠系)，波弗特层序(

2、侏罗系一下白垩统)和布鲁克斯层序(下白垩统一第四系)。阿拉斯加北坡地区经历了比较复杂的演化过程，北坡盆地即位于此。盆地主要经历了3个演化阶段，分别为埃尔斯米尔造山阶段、同裂谷阶段和前陆阶段。本区具有石油远景的岩石大多在密西西比纪及之后的地层中，它们记录了整个被动大陆边缘、裂谷和前陆盆地构造阶段地层序列和地质方面的演化。本区油气潜力巨大，勘探历史悠久。石油和天然气的未探明储量分别为244．9X10桶和2．905×10m，页岩油约9．4×10桶，页岩气约1．19X10m。关键词：地层特征；地质演化；油气资源；阿拉斯加北坡中图分类号：TE121．3文献标识码：A美国阿拉斯加州油气资源丰富

3、，是美国第二大原油产出地，其中阿拉斯加北坡地区是阿拉斯加州主要的产油区。这一地区自然环境条件恶劣，油气勘探活动进行的相对较晚。自1967年普拉德霍湾超大油田被发现后，大量的钻井和地震等勘探活动才在这一地区进行。阿拉斯加北坡地区演化程度高，构造复杂。前人对该区域进行过许多研究，探讨了本区不同时期不同地区的地层特征、造山演化和油气的生、储、盖、运移等过程。本文在前人工作的基础上，区分了北坡地区的构造演化过程，对每个演化阶段进行了介绍，将地层分成了4个主要的层序，阐明它们之间的关系，并对本区石油勘探历史，地质特征和油气资源进行了总结。1区域概况阿拉斯加北坡地区位于北极圈北部，西边为楚克奇

4、海(ChukchiSea)，东部为波弗特海(BeaufortSea)，从布鲁克斯山脉向北延至近北冰洋沿岸地区(见图1)。东西长约1100km，南北宽100～600km。阿拉斯加北坡盆地即位于此。阿拉斯加北坡盆地是北极外围最重要的油气盆地之一，面积约30万km。南部包括布鲁克斯山脉山麓地区(Foothills)，这里有一收稿日期：2014-06—05基金项目：(CHINARE2013-04-03—09)作者简介：张春宇(1990-)，男，陕西西安人，硕士研究生，主要研究方向沉积学及石油地质学。E—mailsheep5678@163．com396地质力学学报2．1．2埃尔斯米尔层序早密

5、西西比世的碎屑岩沉积物来源于抬升的富兰克林层序内岩石的剥蚀，位于现今北方波弗特海海岸位置。这些沉积物向南运移，沉积在北极阿拉斯加盆地的沿岸和海洋环境中，一直持续到早侏罗或者中侏罗世。这套朝南的被动大陆边缘沉积本质上就是埃尔斯米尔层序。埃尔斯米尔层序一般厚度为2～4km。最下部的沉积物包括陆相的含煤砂岩、页岩和砾岩；紧接着是一套浅海相黑色页岩，在北部盆地边界则是红绿色泥岩；再向上这些页岩变为区域性的碳酸盐岩台地，即里斯本群(Lisburne)。里斯本群发育于密西西比纪至宾夕法尼亚纪，是海侵时期一套由南至北的碳酸盐岩沉积物。晚宾夕法尼亚时期到早二叠世的海退作用使里斯本群上部发育了不整合

6、界面。这个区域性不整合面将埃尔斯米尔层序分为上下2个层序，下埃尔斯米尔层序包括上述的埃迪克特群(Endicott)和里斯本群。紧接着沉积的萨德罗奇特群(Sadlerochit)主要为碎屑沉积物。由下自上分别为向北变薄的海相砂岩、泥岩，前三角洲页岩、粉砂岩，向南进积的海相和陆相砂岩、砾岩，最上部为一套正韵律的粉砂岩和泥质砂岩。随后，海侵作用开始，发育的舒布里克组(Shublik)包括富含生物化石的页岩、粉砂岩、泥岩和灰岩。在盆地边界区域，舒布里克组不整合于萨德罗奇特之上。舒布里克组既是本区重要的烃源岩，也是重要的储集层。最后，海相陆架环境下沉积了一套海退作用下形成的砂岩、粉砂岩单元，

7、即萨格河组(SagRiver)。上埃尔斯米尔层序包括萨德罗奇特群，舒布里克组、萨格河组。埃尔斯米尔层序沉积时间至少有150Ma，期间海陆沉积环境变换多次，该层序发育一系列变化多样的碎屑岩和碳酸盐岩，包括富含油气的烃源岩，高质量的储集层和盖层单元，属于自生自储型。从楚克奇海厚度最厚的汉娜海槽(HannaTrough)，米迪(Meade)、伊克皮克普克(Ikpikpuk)和乌米亚特(Umiat)次级盆地向南，埃尔斯米尔层序由于逐渐远离物源而变薄，同时由于一套上超沉积组合和