松遼盆地

農業種植重視平原，但油氣在盆地，工業時代重視能源和盆地，因此相關研究著作很多。

松遼盆地跨黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古三省一區，面積約26萬平方千米，松花江和遼河從盆地中穿過。在距今7000萬年以前的中生代侏羅紀和白堊紀，這裡曾是一個大型的內陸湖盆，湖中和四周繁衍著豐富的浮游生物和其他動植物。進入新生代以後，大量的沉積物堆積下來，湖盆逐漸上升、萎縮，形成了現今廣袤無際、沼澤縱橫、泡泊遍布的大平原。20世紀上半葉，美國、日本的地質工作者都曾在這一帶進行過石油調查和勘探，但沒有發現石油。1959年9月26日，松基3井是打出了 第一口噴油井。這口井的噴油標誌著大慶油田的發現，在我國石油工業的發展史上具有里程碑的意義。

松遼盆地區域地質概況；1.地理位置；松遼盆地是中國東北部的一個大型中、新生代沉積盆地；2.大地構造背景；中國東北部及其鄰區包括四個構造單元：北部是北亞大；撞作用的多重影響；前人從構造演化角度，根據塊體邊界主縫合帶構造特徵；北地；區主要構造單元劃分為(鄭瑞卿,2009):1)華；3.區域構造演化；3.1盆地基本構造特徵；據現有的研究成果，松遼盆地蓋層可分為下部

松遼盆地是中國東北部的一個大型中、新生代沉積盆地，地跨黑龍江省、吉林省、遼寧省和內蒙古自治區。在亞洲地層分區中，處於北亞陸間區和環太平洋陸緣區的交接位置。白堊紀時期是盆地發育的主要階段，沉積了厚達萬米的非海相火山岩、火山碎屑岩及正常河流相、湖泊相和沼澤相碎屑岩地層，地層剖面完整，化石豐富，是我國研究陸相白堊紀地層的理想地區之一。松遼盆地為一近北東向、北北東向的菱形盆地，周邊為丘陵和山脈所環繞，西部為大興安嶺山脈，東部為張廣才嶺，北部為小興安嶺山脈，南為康平—法庫丘陵地帶，盆地內部則是松花江、嫩江和遼河水系沖積形成的平原沼澤。地面海拔120～300m，長750km，寬330-370km，面積約26萬km2（其中在黑龍江的面積11.8萬km2），是當今世界上最大的典型陸相沉積盆地之一。

南緣為康平—法庫丘陵地帶：因此京沈高鐵遼寧段全長407公里，沿線多為山地丘陵，橋隧比高達72%。

燕山運動造就了我國東部中新生代大地構造格局，形成了北北東向的大型坳陷帶與大型隆起帶。松遼盆地就是產生在大型坳陷帶內的一個坳陷區，盆地形狀近似菱形，西臨大興安嶺，北與小興安嶺為界，東部為張廣才嶺，南接康平—法庫丘陵地帶。盆地中間是嫩江、松花江、遼河水系流經的平原沼澤區，地面海拔120～300m，長約750公里，寬330～370公里，主軸沿北北東方向展布，面積約26萬平方公里，是當今世界上最大的典型陸相沉積盆地之一。地跨黑龍江、吉林、遼寧和內蒙古等三省一區，其中在黑龍江的面積11.8萬km。盆地周圍主要出露古生代和前古生代的變質岩和火山岩。盆地內部的新生代地層下面，廣泛分佈著白堊紀地層。因此，松遼盆地既是地質上的沉積盆地，也是一個地貌盆地（圖1）。

松遼盆地形成於印支運動末期—燕山運動早期，發育於燕山運動中晚期—喜馬拉雅運動早期，萎縮於喜馬拉雅運動晚期，從形成到結束，經歷了多期構造運動。松遼盆地的演化可劃分為熱隆成穹，拉張破裂，拉張斷陷，斷坳轉化，沉積坳陷和擠壓萎縮六個時期。

前震旦紀及古生代地層主要出露在松遼盆地四周，在盆地內部構成基底。盆地內中、新生代地層發育，僅白堊系厚達5000m以上。松遼盆地基底是晚古生代末期至早中生代初期所固結的大陸地殼，由於盆地基底性質很穩定，故稱為克拉通盆地基底。盆地的基底由三個復背斜和兩個復向斜組成，盆地南部基底岩性主要是石炭—二疊紀變質岩及同期岩漿岩。據測井資料分析，大致以通榆—長春為界，南部為變質程度較深的片麻岩和變質岩，為早古生代吉林加里東褶皺系；北部為變質程度較淺的板岩、蝕變火山岩，伴有大量的花崗岩侵入體，為晚古生代吉林海西褶皺系。他們均是西伯利亞地台和中朝准地台之前的古生代中亞海槽收縮回返的產物。

三疊紀至中侏羅世地幔上拱，本區處於隆起剝蝕狀態。晚侏羅世至早白堊世登婁庫組沉積時期為盆地發育的早期。盆地內深層斷裂十分發育，在古太平洋板塊向歐亞板塊俯衝消減作用下，區域的拉張作用產生了4條北北東向裂谷帶，即西部的嫩江—白城裂谷帶、東部依蘭—伊通裂谷帶、中部的孫吳—雙遼裂谷帶和海倫—伏龍泉裂谷帶。其中嫩江—白城裂谷帶和東部依蘭—伊通裂谷帶為深斷裂，控制著松遼盆地的東、西邊界，孫吳—雙遼裂谷帶和海倫—伏龍泉裂谷帶控制著盆地內一、二級構造單元和盆地充填形式，並決定了盆地內的構造—沉積特徵的東西分帶的特點。北西向斷裂有五條，它們對盆地內部隆起、坳陷和沉積格局起著重要作用，並形成南北分塊的格局。在裂谷帶發育了眾多大小不等互相獨立的北北東向盆地，接受自上侏羅統到下白堊統登婁庫組沉積，根據物探及鑽井資料確定的19個侏羅系斷陷，各自獨立自稱系統，沉積岩最大厚度可達800m。受燕山運動III幕影響，侏羅系褶皺隆升，遭受一定程度的剝蝕。繼而基底斷裂重新活動，宏觀上形成了中央斷陷帶、中央隆起帶和東部斷陷帶的兩塹一壘的構造格局。登婁庫組沉積覆蓋了諸斷陷，地層最大厚度達3200m，是快速過補償式充填沉積，為盆地進入坳陷沉積奠定了基礎。

下白堊統泉頭組至嫩江組沉積時期為松遼盆地的重要發育時期。由於地幔物質活動及其圍岩冷縮導致盆地大面積沉降，發展為統一的巨型坳陷盆地，該階段形成盆地內的重要生儲蓋組合，個組段地層逐層向盆地邊緣超覆，沉積範圍可達20km以上，晚白堊世的四方台期至第三紀末是盆地的萎縮消亡期，盆地大部分地區，尤其是東部整體抬升，盆地應力場性質由張扭轉為壓扭，產生輕微擠壓褶皺，構造上表現為上、下白堊統之間和上白堊統與第三系之間的不整合接觸，以及盆地內眾多反轉構造的形成，該期間為盆地局部構造的定型期，沉積上表現為湖盆萎縮至消亡。根據中淺層構造地質特徵，考慮深層構造和基底性質，將松遼盆地劃分成7個一級構造單元，即西部斜坡區、北部傾沒區、中央坳陷去、東北隆起區、西南隆起區和開魯坳陷區。

中國東北部及其鄰區包括四個構造單元：北部是北亞大陸區，由西伯利亞地塊和中西伯利亞地塊組成；南部是中朝大陸區，由塔里木一中朝地塊組成；中部是北亞陸間區；東部為環太平洋區。而中國東北地區就處在西伯利亞、華北和太平洋三大板塊所夾持的區域，由多個微板塊主體在前中生代拼合成統一的複合板塊，並在中新生代時期，在板塊的東緣受到環太平洋板塊拼貼和洋殼俯衝作用，北緣受到蒙古一鄂霍茨克海縫合帶俯衝一碰撞作用的多重影響。區域構造變形經歷了前中生代不同時期、不同方向的板塊拼合造山作用及其之後的中、新生代板內構造作用改造，具有不同的構造指向和複雜的變形樣式。

前人從構造演化角度，根據塊體邊界主縫合帶構造特徵和塊體內部構造演化，將東北地區主要構造單元劃分為(鄭瑞卿,2009) : 1)華北板塊北緣;2)松嫩-張廣才嶺微地塊;3)大興安嶺微板塊：甘南逆沖拆離構造及華力西期板塊俯衝帶和烏奴爾逆沖拆離構造帶;4)額爾古納微板塊：喜桂圖旗逆沖拆離構造帶和額爾古納基底隆起帶;5)興凱徽板塊;6)佳木斯徽板塊;7)那丹哈達增生地體。松遼盆地主體就位於松嫩-張廣才嶺微地塊，盆地南部坐落在華北板塊北部陸緣增生帶。

3.1 盆地基本構造特徵

據現有的研究成果，松遼盆地蓋層可分為下部斷陷沉積層序（包括火石嶺組、沙河子組和營城組），中部坳陷沉積層序（包括登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組和嫩江組）和上部反轉期沉積層序（包括四方台組、明水組和新生界）。以斷陷期層序和坳陷期層序為主，二者在沉積特徵和構造特徵上又有很大差別，但都表現為受先存基底構造的嚴格控制。盆地演化過程中，規模較大的區域性深大斷裂或基底斷裂控制了盆地的邊界、軸向、沉降沉積中心和構造單元分區，基底斷裂的多期活動也直接影響了蓋層斷層發育、沉積建造和局部構造的形成。

3.2 松遼盆地區域構造演化

松遼盆地主要經歷了 5 個構造演化階段，即成盆先期褶皺階段、初始張裂階段、裂陷階段、沉陷階段和萎縮平衡階段（圖 1.2）。

圖 1.2 松遼盆地形成及演化示意圖

1）成盆先期褶皺階段：古生代末期歐亞板塊向南東方向運動，與古太平洋板塊碰撞，使大陸受到強烈擠壓，中國東北和日本諸島發生大規模褶皺，松遼板塊大範圍抬升，伴隨強烈岩漿活動，有大規模的花崗岩漿侵入，深部莫霍面可能發生起伏。三疊紀早期經過侵蝕夷平，略具準平原化。

2）初始張裂階段：中、晚侏羅世，地表經前期剝蝕，岩石圈較薄，深部莫霍面拱起已達較高程度，上地幔造成局部異常，產生熱點，導致了盆地早期的初始張裂，形成規模不等的裂陷，沿斷裂發生強烈的岩漿活動。此時盆地西部地殼破裂較強，火山活動強烈，而東部地殼破裂不完全，以產生裂陷為主，充填了巨厚的裂谷式補償沉積。

3）裂陷階段：早白堊世早期，盆地中部莫霍面拱起異常，地幔作用明顯，造成持續拉張。此時，孫吳—雙遼地殼斷裂活躍，中央斷裂帶隆起上升，兩側形成拉張斷陷，斷陷沉降速度快、物源多、水動力強，沉積補償作用好，因而沉積物以較粗屑類復理石建造為主，並形成目前盆地的雛形。沙河子組形成時期盆地以伸展為主，伴隨大規模的火山活動，形成一系列新的北東、北北東向展布的斷陷盆地。營城組形成時期，松遼盆地受到古太平洋板塊向西擠壓，初始裂谷未能繼續擴展，導致斷陷趨於萎縮，伸展率減小，構造沉降幅度降低，盆地周緣開始隆起。

4）沉陷階段：早白堊世晚期，岩石圈逐漸冷卻，產生熱收縮，盆地大幅度沉降，沉降速度和規模不斷擴大，在上地幔拱起最高地帶，形成中央深坳陷。隨後分別在青山口組和嫩江組發生了兩次大規模的湖侵，使松遼盆地在 27Ma（92～65Ma）內形成了厚達3000m 的河流、湖泊、三角洲相沉積的砂、泥岩互層含油建造。由於地殼沉陷的不均一性，使松遼盆地在發育的前期形成東部和中部兩個沉降中心，中、後期東部沉降中心逐漸消失，造成東部發育早期斷陷，中部多數發育中期坳陷，西部為長期斜坡帶。早白堊世末，由於蒙古鄂霍茨克洋的關閉，中國東北拼貼板塊（包括松遼地塊）與西伯利亞板塊碰撞，產生強烈擠壓，同時日本海開始擴張，向西的推擠波及盆地，即所謂的“嫩江運動”，產生壓扭應力場，地殼普遍抬升，盆地東部地區抬升比較明顯。因此形成了盆地的二級構造單元，從而結束了沉陷階段。

5）萎縮平衡階段：嫩江運動以後，盆地深部地質結構逐漸趨於均衡，盆地全面上升，湖盆收縮，僅為前期的四分之一。擠壓運動一方面使先期地層發生褶皺；另一方面，擠壓也使盆地邊緣產生差異性隆起，而盆地中心則發生了差異性沉降。因此，在總體上升的背景下，盆地東部差異性抬升，沉積中心再次西移，沉降速度緩慢，盆地東、中部構造幅度進一步加大，西部形成一批淺層

構造。在擠壓應力作用下，形成一種特殊類型的疊加構造—反轉構造。反轉構造分為斷裂型正反轉構造，即下部為正斷層，上部為逆斷層、如弧店、大安、林甸、任民鎮斷層等；另一種為背斜型反轉構造，即下部為斷陷式向斜構造，上部為背斜構造，如大慶長垣。新生界是在侵蝕夷平的基礎上沉積的一套磨拉石建造，此時盆地活動性很弱，呈現出漸趨消亡的特徵。

松遼盆地基底為前古生界、古生界的變質岩、火成岩等岩系，上部沉積蓋層從侏羅系開始，至新生界均有不同程度的發育，總厚度可達11000m以上，但以白堊係為主，白堊系厚達7000m以上，是盆地內的主要含油層系。地表均為第四系未固結的鬆散粘土所覆蓋。松遼盆地自下而上為前古生界、下古生界、上古生界、侏羅系、白堊系、第三系、第四系。

白堊系地層自下而上發育有沙河子組、營城組、登婁庫組、泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方台組、明水組地層。

松遼盆地深部含油組合為農安油層，下部含油組合為扶余、楊大城子油層，中部含油組合為薩爾圖油層、葡萄花油層和高檯子油層，上部含油組合為黑帝廟油層。研究區目的層段位於松遼盆地中生界白堊系地層之內，松遼盆地中生界含油組合地層特徵如下。

松遼盆地是我國最主要的含油氣盆地，勘探始於1955年，半個多世紀的油氣勘探歷程可分為四個階段：

一、1955年~1964年：實踐陸相生油理論，發現大慶油田。

1955年~1958年，完成盆地的重磁力、電法和淺井、基準井鑽探普查。1959年，位於高檯子構造的基準井松基3井在青山口組日產油14.93立方米，一舉揭開大慶長垣特大型油田發現的序幕。1960年~1964年，開展大慶會戰，初步圈定長垣南部葡萄花地區200平方千米的含油麵積，先後在長垣北部喇、薩、杏構造和盆地南部扶餘地區獲得突破，發現並基本探明油田高產主體區，新增石油探明地質儲量22.68×108噸，並投入開發。期間，淺層氣獲得突破，1960年喇嘛甸喇72井於薩爾圖薩零組首獲工業氣流，1961年杜6井在薩爾圖油層獲日產37.3×104立方米高產氣流，發現阿拉新氣田，喇嘛甸氣頂氣藏新增天然氣探明地質儲量54.67×108立方米。

二、1965年~1978年：立足二級構造帶，構造油藏勘探大發展，鑽遇淺層氣。

以二級構造帶整體控油認識為指導，盆地北部長垣以東發現朝陽溝大型背斜構造油田，長垣以西發現龍虎泡、薩西、杏西、高西和葡西等油田，盆地南部發現紅崗、木頭、新北、新立等新油田；順帶鑽遇淺層氣，陸續發現白音諾勒氣田、長春嶺氣田、紅崗氣藏和扶餘二號、前旗、農安、他拉紅等含氣構造。期間，新增石油探明儲量8.5462×108噸，新增天然氣探明儲量10.1×108立方米。

三、1979年~1999年：應用勘探新技術，岩性油藏勘探獲突破，天然氣在中淺層、深層不斷有發現。

20世紀80年代開始，積極應用基於高分辨二維地震和三維地震資料的儲層橫向預測、數控測井、跟蹤射孔、大型新型鑽井、壓裂和先進地質錄井測試等新技術、新工藝，在盆地北部大慶長垣以東探明徐家圍子、榆樹林、宋芳屯、模範屯等葡萄花油層岩性油藏，長垣以西發現新站、龍西、葡西等多層位岩性油藏含油區，盆地南部探明英台、紅崗和乾安油田，岩性油藏勘探實現了由點到面的重大突破，成為盆地增儲上產的重點領域。期間，中淺層天然氣勘探新發現汪家屯、宋站、羊草、四站、新站等20個氣田(藏)和金騰、他拉哈、太和、春嶺等含氣構造；深層天然氣勘探新發現昌德、昇平中型氣田和四五家子、肇州西、汪家屯、布海、孤店等小型氣田(藏)以及萬金塔、伏龍泉、茅山等含氣構造，新發現登一砂岩氣藏、營城組和沙可子組砂礫氣藏、火山岩CO2氣藏，新增石油探明地質儲量16.4655×108噸、天然氣探明地質儲量524.45×108立方米。

四、2000年~現今：發展地質新理論，岩性油藏勘探結碩果，深層天然氣勘探大發展。

2000年以來，大型坳陷湖盆三角洲砂體控藏論、層序地層學、含油氣系統等理論廣泛應用於岩性油藏勘探實踐，不斷取得重大突破。碎屑岩勘探相繼發現盆地北部的他哈拉-常家圍子、新肇、敖南、衛星、徐家圍子、太東和盆地南部的大情字井、海坨子-花熬泡、英台-四方坨子等一批5000萬噸~1億噸級的儲量區塊，年均探明石油地質儲量1×108噸以上，2006年岩性油藏原油產量快速增加到1112×104噸。同時，加大深層火山岩勘探力度，2002年盆地北部徐家圍子徐深1井在營城組火山岩獲高產氣流，2005年盆地南部長嶺斷陷長深1井在營城組火山岩獲日產46.09×104立方米的高產氣流，分別發現徐深、長深大氣田，徐家圍子成為我國陸上東部地區第一個千億立方米大氣田。這一階段，新增石油探明地質儲量8.0504×108噸，新增天然氣探明地質儲量1257.06×108立方米。到了2012年，累計探明天然氣（烴類氣、CO2氣）地質儲量3967×108立方米、三級儲量達6675×108立方米，成為中國陸上第五大氣區。

2018年5月26日，松遼盆地國際大陸科學鑽探工程“松科二井”26日在黑龍江安達市的現場舉行工程完井儀式。在鑽探中發現盆地深部斷陷沙河子組和火石嶺組（3350米以深）地層中發現頁岩氣氣測異常43層，累計厚度102米，甲烷佔全烴組分平均含量的86%。在井深4400米—7018米發現150℃—240℃高溫乾熱岩體和2層含高放射性元素鈾異常地層。