下扬子区隶属扬子准地台东部, 西邻涟黄大断裂, 东连南黄海, 北至鲁苏隆起, 南以华夏隆起为界, 范围包括陆上的江苏-皖南地区(含苏北盆地)和海域中的南黄海盆地。全区共发现油气显示424处，具有良好的油气勘探前景^{[1, 2]}。但历经50多年的勘探，区内海相油气勘探迄今未获实质性突破。近几年，在下扬子海相上组合晚期成藏理论的指导下，下扬子区开展了选层、选带工作，优选上组合(上古生界及中生界)作为重点勘探层系，沿江中部复向斜带为重点区带，开展地震攻关及目标钻探，取得了黄桥地区上古生界龙潭组致密砂岩油藏的突破、句容地区印支-燕山不整合面上下的油藏突破^[3-6]，但下古生界受各项资料的限制，勘探工作未取得实质性的进展。

近几年，中石油在上扬子区震旦系取得重大突破，安岳气田磨溪区块主体构造龙王庙组探明天然气地质储量4403.8×10⁸m³，有望获得超1万亿方三级储量的大气田^[7-9]，中石化也在上扬子区获得北美之外的第一个页岩气商业发现——志留系焦石坝页岩气田^{[10, 11]}。前人评价得出，下扬子区下古生界油气资源量为34.3×10⁸t，占全区海相中、古生界总资源量的86.62%，天然气资源量初步预测达10260×10⁸m^3[12]。虽然印支运动对下扬子海盆沉积实体构造改造严重，对油气藏有一定程度的破坏作用，但由于下志留统高家边组巨厚泥岩的封闭覆盖，保存条件优越，下古生界仍具有较大的油气勘探潜力^[1]。因此，下扬子区下古生界勘探也应提上勘探日程，但盆地原型下的油气如何在多期构造改造后保存？有利勘探区带在哪里？是下古生界勘探工作面临的首要问题。

1.   区域构造和沉积背景

下扬子区先后经历了古生代和中生代4次挤压运动和3次拉张构造运动^[13-15]，受多重构造影响，该区形成了海相盆地和中生代前陆盆地叠合的改造型残留盆地^[16-19]。多期的构造运动不仅使早期形成的油气藏遭到改造和破坏，同时也制约了地震资料品质。其中以印支及早燕山运动影响最大, 该时期以构造挤压、抬升剥蚀、支解残留为主要形式，影响着油气保存、有效烃源岩与有效成藏组合的发育^{[1, 2, 6]}。近两年，中石化华东油气分公司针对该区进行了新一轮的区域普查工作，实施MT测线5条，共1636点/km，针对下古生界地震攻关实施二维测线600km，获得了下古生界连续反射波组(图 1)，为开展构造区划提供了依据，并综合区域其他资料开展了有利构造及沉积单元评价。

图  1  常州区块2015CZ-NW4280(NW02)地震解释剖面

5~6s(12000~15000m)反映基底的反射波组，初步认为南华系底界；2~3s(3500~6000m)反映震旦-奥陶系的反射波组；0.2~0.8s(200~1500m)反映上古生界的反射波组

Figure  1.  The interpreted seismic profile of 2015CZ-NW4280(NW02) in Changzhou block

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下扬子区共经历了两大构造、沉积演化阶段：晋宁—加里东期北东向同生断层控制了下古生界原生沉积和构造格架；印支-燕山构造运动造就了现今构造格架。

晋宁期-加里东期：依据目前资料进一步证实前人认识，下扬子区发育江南、泰州—巢湖和马乌3条北东向同生断层，控制了下古生界沉积和构造格架，形成了“两槽两台”原型盆地格局^[20]。由北向南分别发育滁州-盐城盆地相区、南京-安庆台地相区、无锡-黄山盆地相区、余杭台地相区(图 2)。盆地相区主要为泥岩、硅质岩发育区，古生物以发育浮游的球类子类的三叶虫为主，沉积速率大；台地相区为碳酸盐岩发育区，古生物发育以底栖—半游泳的三叶虫为主，沉积速率小。

图  2  下扬子震旦纪-中奥陶世沉积区划简图

(据文献[19])

Figure  2.  Sinian to Middle Ordovician depositional areas of Lower Yangtze basin

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加里东运动末期：下扬子板块受华夏古陆俯冲碰撞的影响加强，快速隆升转变为类前陆盆地。志留纪早期快速沉积了巨厚的碎屑岩地层，物源主要来自于华夏板块，表现为东南粗碎屑的前缘沉积、中部地区的陆棚相沉积及北部地区盆地相沉积。晚期该区小幅隆升进入短暂剥蚀期，缺失上志留与中下泥盆统沉积。

印支-燕山运动中期：此时期为挤压改造期，下扬子现今的复杂构造局面即由此期运动所决定。印支期，主要体现为扬子板块向华北板块俯冲碰撞，苏北发育由北向南逆冲基底式构造，受印支运动主导的递进变形，由北向南，呈紧闭冲断褶皱→宽缓滑脱褶皱，构造变形由强→弱。西北部志留系遭受剥蚀，下古生界油藏油气保存条件较差。早燕山期，华夏板块俯冲至扬子板块，南部发育一系列由南向北逆冲推覆构造样式。总体看，受此期构造运动影响，下扬子南北两侧、郯庐断裂处推覆挤压最为强烈，发育一系列冲断构造，下古生界卷入褶皱，抬升剥蚀量在4000m以上，志留系遭受剥蚀，保存条件差。而中部地区受构造应力相对弱，构造相对稳定，主要发育薄皮构造，以志留系为滑脱层，形成双重结构：下古生界宽缓褶皱、上古生界褶皱冲断。

晚燕山至喜山期：本区应力场发生重大转折的时期，表现为沿原有逆冲断层走滑反转。下扬子构造趋于稳定，整体进入补偿沉降阶段。其中，苏北地区沉降最大，形成现今苏北陆相盆地。中部、南部地区沉降相对较小，仅接受局部中、新生界沉积覆盖。

2.   有利勘探区带评价

依据物探、露头资料，从沉积、构造角度将下扬子分为4个二级构造单元，由北向南依次为苏北冲断带、南京-安庆断褶带、无锡-黄山断隆带及余杭冲断带(图 3)。

图  3  下扬子区构造区划图

Figure  3.  Tectonic map of Lower Yangtze basin

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苏北冲断带：早古生代为裂陷盆地相-陆棚相发育区；海西期平稳沉积上古生界；印支-早燕山期强烈逆冲挤压，发育基底构造，下古生界普遍卷入形变，西北部志留系及其以上地层遭受剥蚀；晚燕山-喜山期构造强烈反转，发育新生界断陷盆地，埋深达4000~8000m。

南京-安庆断褶带：江南-茅山断裂带以西，早古生代为台地相沉积；海西期平稳沉积上古生界；印支-早燕山期，受大别影响，挤压应力集中，发育基底构造；晚燕山-喜山期走滑、反转，发育火山岩，局部发育中、新生界凹陷。

无锡-黄山断隆带：早古生代受江南、马乌断裂影响，发育盆地相, 北部为台地边缘相沉积；海西期平稳沉积上古生界；印支-早燕山期，挤压变形较弱，隆升幅度3700m，志留系保存完好，下古生界构造宽缓，上古生界为凹凸相间格局，局部残留；晚燕山-喜山期后构造运动弱。其中该带以泾县-湖州走滑断裂为界, 西南部遭受强挤压隆升幅度大，形成江南隆起, 剥蚀超过5000m, 出露Z-O，保存差。东北部形变弱、隆升幅度小，形成无锡-黄桥低褶带，剥蚀在1700~3300m。志留系以泥岩为主的地层, 厚度2000~25000m, 后期晚燕山、喜山构造运动弱, 对早期油气藏的影响小，保存相对有利。

余杭冲断带：马乌裂陷以东，早古生代为台地相沉积；海西期平稳沉积上古生界；印支-早燕山期，遭受强挤压剥蚀，晚燕山-喜山期走滑、反转，沉积中生界，后期隆升，局部残留中生界凹陷。

无锡-黄山断隆带具有3层结构：基底稳定、下古生界宽缓褶皱、上古生界褶皱冲断(图 1)，其中的无锡-黄桥低褶带评价最有利。一是基底稳定，具有构造稳定、后期构造改造弱、隆升幅度小且下古生界上部志留系保存完整的的特点，二是晚燕山-喜山期构造运动亦较微弱，其对早期形成的古生代油气藏的改造破坏作用较小。

3.   下古生界油气成藏条件

晋宁期后下扬子全区处于陆缘海环境，板块边缘的拉张裂陷，泰州-巢湖、江南、马乌3条同生断裂控制早古生代两盆两台的沉积格局，盆地烃源岩发育，台地及台地边缘储层发育。

3.1   烃源岩特征

震旦纪陡山沱组时期，南部黄山-宁国一带、北部滁州-盱眙一带为盆地相泥岩及硅质岩沉积，厚100~300m，TOC为1.8%~3.2%，Ro为2.2%~4%，为良好烃源岩。

早寒武世荷塘组时期，为下古生界最大海进期，南、北盆地及陆棚区是烃源岩有利区。其烃源厚度普遍大于100m，最大可达300m，TOC值普遍大于2%, Ro为2%~5%，为一套优秀的区域性烃原层系，同时也是下扬子下古生界最主要的供烃层系。

奥陶纪时期，全区维持寒武纪沉积特征，整体海平面上升，盆地缩小，台地进一步扩大。无锡-宁国一带为盆地相碳质-硅泥岩，盆地两侧分别发育台地边缘相及斜坡相。其中盆地相发育宁国组—胡乐组硅质炭质泥岩，总厚度为150~300m、TOC普遍分布在0.58%~3.35%，Ro为2%~3.5%。

志留纪时期，高家边组陆棚及盆地是烃源和盖层的有利分布区。高家边组砂泥岩500~2500m, 其中暗色泥岩厚50~150m。TOC为1%~2%，Ro为2%~2.5%。主要发育在中部地区，受后期构造影响，残留分布面积43201km²。

3.2   储层特征

从区域沉积相研究来看，东深1井主要的储层有3套，一是震旦系灯影组风化壳、滩相白云岩储层，二是晚寒武世观音台组台地边缘滩相储层，三是奥陶世台地边缘礁滩相储层。

震旦系灯影组，岩性主要为砂屑藻屑白云岩，局部见泥质灰岩、泥质云岩，厚度为200~300m，平均孔隙度2.92%。震旦系灯影组储层由于普遍遭受抬升暴露，在不整合面附近容易遭受溶蚀，提高储层的孔隙度。颗粒白云岩粒间孔、粒内孔颗粒形状呈不规则状，填隙物中, 或颗粒内为溶解作用造成，晶间孔呈棱角次棱状，为藻礁各类填隙物中重结晶和溶解形成。

晚寒武世观音台组在无锡-常州地区处于台地边缘滩相沉积，岩性主要为灰色厚层-块状砂屑粉晶灰岩，砾屑灰岩、藻屑灰岩、核形石、鲕粒粉晶灰岩(或白云岩)，生物粉晶灰岩。厚度为400~600m, 平均孔隙度2.96%。

下奥陶统仑山组、红花园组在无锡-常州地区为台地边缘礁滩相沉积，岩性主要为一套浅灰色生屑灰岩、白云岩、灰质白云岩。结晶粗大，大量发育砂屑、鲕粒及角砾状结构，生物屑结构，呈巨厚层-块状产出；仑山组下段为浅灰色、灰白色厚层白云岩，白云质灰岩，厚度大约220m；上段为浅灰色、灰白色厚层灰岩夹云灰岩；红花园组为灰色砂屑灰岩、鲕粒灰岩及结晶灰岩，厚度约70~200m。根据邻区昆3井，下奥陶统物性测试平均孔隙度为1.6%，其中白云岩的孔隙度、渗透率较好，主要是成岩白云石晶间孔隙，最高孔隙度5.54%，渗透率0.42%~15.21%。

3.3   盖层特征

发育下寒武统泥岩、高家边组泥岩两套区域性盖层。其中志留系高家边组砂泥岩厚500~2500m, 分布在中部地区，为最重要的一套盖层。通过岩心、露头资料的分析。志留系泥页岩盖层总体上表现为低孔、低渗特征，除少数几个存在明显可观察到裂缝的样品之外，孔隙度为0.61%~10.86%，平均3.03%±2.3%；密度为2.44~2.77cm³/g，平均(2.67±0.06)cm³/g；渗透率为0.005~0.5mD，平均(0.05±0.1)mD。突破压力差异性很大。突破压力大于20MPa的样品数占46%，介于5~10MPa的样品数占21%，小于5MPa的样品数占33%，其中大于5MPa的占67%。也就是说，从突破压力这个参数看，下扬子中部地区志留系泥页岩盖层总体上封闭性较好，具有封闭天然气的能力。

4.   下古生界有利成藏区带探讨

通过对下古生界构造沉积背景分析得出，无锡-黄桥低褶带可能具有2套烃源岩、3套储层和2套盖层。

无锡-黄桥低褶带处于早寒武世南部盆地相区，早寒武世荷塘组下部为灰黑色、黑色薄层炭质硅质岩夹炭质页岩，呈不等厚状互层，上部以灰黑色、黑色薄—中薄层炭质页岩、页岩及碳质硅质页岩、碳质硅质泥岩为主，顶部为深灰色微晶灰岩和暗色泥岩互层。烃源岩厚度为100~200m，TOC值为4%~6%，Ro为2.5%~3%^{[21, 22]}，是下扬子区下古生界最主要的供烃层系，邻近的昆2井、上海宝山县4号钻孔资料揭示该套岩性以灰黑色、黑色炭质页岩为主, 间夹钙质页岩，厚度为80~156m。志留纪时期，该带处于高家边组陆棚相分布区。高家边组砂泥岩厚500~2500m, 其中暗色泥岩厚约100m，TOC为1%~2%，Ro为2%~2.5%^[23-25]，后期受印支-燕山构造运动的影响，抬升剥蚀，残留分布面积43201km²。

通过区域沉积相研究分析，无锡-黄桥低褶带主要发育3套储层：一是震旦系灯影组风化壳、滩相白云岩储层，二是晚寒武世观音台组台地边缘滩相储层，三是奥陶世台地边缘礁滩相储层。露头资料显示碳酸盐岩基质孔渗差，平均孔隙度﹤3%，渗透率﹤1%, 可见溶蚀现象。

无锡-黄桥低褶带主要发育下寒武统泥岩、高家边组泥岩两套区域性盖层。综合分析该区生储盖条件，下古生界可划分为2套常规油气成藏组合：一套是以下寒武统、震旦系的泥页岩为烃源岩，震旦系灯影组风化壳、滩相白云岩，下寒武统荷塘组泥岩为盖层的油气成藏组合；第二套由下寒武统荷塘组及奥陶系泥岩为烃源岩，奥陶系灰岩、白云岩作为储层，下志留统高家边组泥岩为盖层的油气成藏组合(图 4)。

图  4  下扬子区下古生界生储盖组合图

Figure  4.  Source-reservoir-seal assemblages of Lower Paleozoic in Lower Yangtze Basin

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通过烃源岩、储层、盖层及有利构造区带综合分析，评价出下扬子区中部地区为有利勘探区带，其中无锡-黄桥低褶带为Ⅰ类区，面积21789km²，资源量9842×10⁸m³(图 5)。虽然无锡-黄桥低褶带在印支-早燕山期，遭受构造隆升剥蚀，剥蚀量1700~3300m，但志留系广泛分布，后期构造运动弱，气藏受调整后得以保存，为改造型气藏发育区。加里东末期，寒武系烃源中心成熟，生成油气向两侧运移，形成油藏。受后期印支、燕山、喜山多期构造运动的影响，南部余杭冲断带构造抬升剥蚀，剥蚀量约为6500m, 已出露奥陶-震旦系，气藏遭受破坏，主要为残留沥青。通过解剖泰山古气藏，推测南部暴露剥蚀沥青带资源量达(15~20)×10⁸t油当量。而无锡-黄桥低褶带处于北部油气运移指向区，虽有调整，但仍有保存。根据地震攻关成果，在该区带，初步评价出一系列有利构造，面积557km²。

图  5  下扬子下古生界有利区带综合评价图

Figure  5.  The integrated evaluation of the Lower Paleozoic favorable exploration area in Lower Yangtze basin

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5.   讨论

本文依据现有资料对下古生界有利勘探区带进行探讨，但由于下扬子区勘探程度低且不均衡，针对下古生界勘探工作更少；地震攻关虽取得重大进展，但仅获得志留系顶部地震波组，同时缺乏区域性剖面，难以开展进一步的区带评价工作，构造稳定带的划分还有进一步优化的空间。油气成藏条件的评价主要依靠露头资料，无锡-黄桥低褶带下古生界露头较少，邻区露头位置较远，沉积相为趋势预测结果，对于生、储、盖的评价有待于通过钻井验证。