[摘 要] 裂谷盆地是最常见的，也是最早发生的一种伸展性盆地，作者在广泛收集资料，进行文献资料系统调研的基础之上，介绍了裂谷盆地的一般特征和类型，形成机制，构造、地层特征及与油气运移和成藏的关系等基本内容。

[关键词] 裂谷盆地；油气运移；形成机制；构造特征

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 21. 077

[中图分类号] P618.130.2+5 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）21- 0180- 05

1 前 言

伸展盆地是指与岩石圈（先） 伸展（后） 减薄或（先） 减薄（后） 伸展作用有关的一类盆地 。其中裂谷（伸展断陷盆地）是最常见的类型。Burke等对裂谷定义曾做如下补充和修改：“裂谷是由于整个岩石圈减薄和遭受伸展破裂而引起的， 并且常常是一侧为正断层限制的断陷盆地”。在中国， 大多数石油地质学家将裂谷称之为箕状断陷盆地， 或者是伸展断陷盆地 ， 或者是裂陷盆地 。除了裂谷外，坳陷、坳拉槽和被动大陆边缘也属于伸展盆地。图1表示了裂谷与只经过区域沉降但缺乏大型伸展断层的坳陷、坳拉槽。

和被动大陆边缘的主要区别。在真正的裂谷中，由于岩石圈上隆、减薄或区域应力场产生的张性偏应力足以克服岩石的破裂张度，从而形成断层。如果张性偏应力不足以造成脆性破裂，那么隆起或沉降作用就会在无断裂的情况下进行。如果热源供应中断并不再有新的热源，那么岩石圈就会发生热收缩作用并引起热沉降。当裂谷继续伸展，在扩展中心形成新的洋壳时，就开始了裂谷系向被动大陆边缘演化阶段，即裂谷-漂移阶段。被动大陆边缘楔状沉积体记载了岩石圈对其持续不断的冷却作用及大量沉积物本身负载的响应。

裂谷型盆地是中国东部重要的含油气盆地，其形成和演化对沉积层序、构造特征以及油气的形成、运移和聚集起着重要的控制作用。

2 裂谷的一般特征和类型

裂谷的形成与伸展作用有关。在威尔逊旋回的各个阶段和各种不同的板块构造环境中均可以见到裂谷的形成。它们是：①与大陆漂移作用有关的裂谷；②与俯冲作用有关的裂谷；③与大陆碰撞作用有关的裂谷。

与大陆裂开和漂移作用有关的裂谷可分成大洋的、大陆间的和大陆内部的裂谷三种类型。

现代大洋裂谷是沿大洋中脊延伸并受正断层限制的裂谷。谷底和谷肩均为洋壳。大洋中脊及其裂谷为转换断层所横切。其他特征主要是：①浅震；②活动的火山作用；③呈对称状正、负交替的磁异常；④高热流值。实例是大西洋、印度洋中脊上发育的裂谷，大洋裂谷和大洋中脊一样，随着时间改变位置和分叉，常常是一个分支丧失其活动性后，即成为巨大补偿凹陷的中心，可以举大西洋北部的形成作为实例。大西洋中脊裂谷体系在中生代分布在加拿大的拉布拉多海中格陵兰岛之间。到新生代，裂谷系开始在现在的大西洋北部地方发育，而在巴芬湾-拉布拉多海，裂谷阶段为宽的坳陷阶段所代替，裂谷本身迅速地为坳陷沉积物所覆盖。

现代大陆间裂谷是裂谷的下面为洋壳，谷肩是陆壳，它们是大陆裂谷演化为大洋裂谷的过渡产物，例如，在印度洋附近的亚丁湾和红海南部。

现代大陆间裂谷的下面为陆壳，谷肩也为陆壳。但裂谷下面陆壳厚度要比周围薄一些，现代大陆内裂谷作用的特征是：①负布格重力异常；②高热流；③火山活动（表1）。东非裂谷是典型的大陆裂谷系，其特征是在两个大的隆起区发育，即北部的埃塞俄比亚和东南的东非隆起，在北非还发现了其他窟窿隆起，例如在Tibesti和Hoggar区的隆起。这些隆起常常与广泛分布的火山活动相伴生，但缺乏裂谷，其他裂谷系是美国西部的RioGrande裂谷，欧洲的莱茵地堑和中亚的贝加尔裂谷。

一般将裂谷作用归为两类，即主动裂谷和被动裂谷作用。在主动裂谷作用中，地表变形与热柱或热席对岩石圈底部的撞击作用相伴生。来自地幔柱传导加热作用，来源于岩浆生成的热传递作用或者是来源于对流加热作用均可以使岩石圈变薄。如果来自于软流圈的热流很大，大到可以使大陆岩石圈迅速地减薄，这将引起均衡隆起，为隆起产生的张应力于是引起裂开作用。主动裂谷的实例是东非裂谷在被动的裂谷作用中首先是大陆岩石圈的张应力引起它破裂，其次才是热的地幔岩贯入岩石圈。地壳窟窿作用和火山活动仅是次要过程，McKenZie（1978）所提出的有关沉积盆地成因的模式属于这类被动裂谷作用，首先产生裂谷作用，随之发生窟窿作用，因此裂谷作用是区域应力场的被动响应。Rio Gande被动裂谷作用产生的。

Segnor和Burke（1978）讨论了裂开作用和热窟窿火山活动的相对时间，并根据它推测主动或被动。但实际上难以确定裂谷究竟属于主动裂谷或被动裂谷，因为对于小的地幔热流来说，隆起量可能是很小的。

主動裂谷与热点有关的现象是地壳大面积呈窟窿上升和呈三联破裂，红海-苏伊士-亚喀巴湾裂谷系.红海-亚丁湾-埃塞俄比亚裂谷系（图2）鲁瓦湖-马拉维-鲁瓦哈、鲁菲吉裂谷系均属于这种三联裂谷系的实例。三联裂谷中每支裂谷发育不平衡如红海-亚丁湾-埃塞俄比亚裂谷系，其中红海南部和亚丁湾两臂已发育为陆间裂谷，而另一臂埃塞俄比亚裂谷仍处于大陆内裂谷状态，发育不足（图3）。

大西洋被动大陆附近的尼日尔盆地也是这样一种三联裂谷系中发育不足的一臂演化结果。原为三联裂谷，演化中其他两臂发育为大洋，另一臂由大陆内裂谷发展为与海岸线近乎垂交的坳拉槽。大的河流沿坳拉槽搬运碎屑物质进入大洋，形成前积的三角洲和海底扇沉积体系。

Segnor，Burket和Dewey（1973）还划分出一种在形态上与坳拉槽相似的碰撞谷，这种裂谷的发育与大陆碰撞有关。两个大陆在其碰撞时除了产生平移断层外，还在与碰撞垂直相交的方向形成拉张应力，产生碰撞谷。Paul Tapponiert和PeterMolnar（1975）在讨论碰撞作用形成走向滑移断层的同时，曾指出贝加尔地堑系和山西地堑系是由于喜山运动时印度板块与亚洲大陆碰撞时所产生的拉张应力场引起的。

莱茵地堑系也是这种类型裂谷的实例，由于在平面上这种碰撞裂谷与造山带近乎垂交很像前述的坳拉槽。Burke可以根据其地质发展历史区别它们。其方法是确定和重塑裂谷的形成时期和历史。如果它是与大洋张开期同时期开始的，那么它应为坳拉槽。如果阿尔卑斯褶皱带垂直相交。莱茵地质历史的开始是与中始新世阿尔卑斯碰撞事件同时发生的，而波兰坳陷是坳拉槽。Grenville造山运动的碰撞也被援引为是北美大陆裂谷形成的原因。

弧后裂谷和弧后边缘海盆地与俯冲作用有关，虽然也属伸展盆地，但与聚敛性板块活动有关。主要为两种类型，一种类型常常是早期弧后裂开，晚期演化为弧后边缘海，为小洋盆，具洋壳。与西太平洋主动大陆边缘有关的边缘海属此类型。另一种类型是弧后盆地与安第斯型主动大陆边缘有关，分布于“山弧”后方，在大陆壳上发育。由于它们的形成机制不太清楚，有可能为俯冲诱发热对流作用，也可能为仰冲大陆板块牵引翘曲作用产生，因而难以肯定它们究竟属于主动裂谷，还是被动裂谷。

3 裂谷盆地的形成机制

盆地的形成研究首先要涉及盆地的沉降机制。沉降是盆地形成的前提，盆地的构造沉降量的大小直接与岩石圈的拉薄程度、热衰减、重力均衡等作用有关。

由于裂谷盆地是地球表面广泛发育的、重要的煤油气盆地类型，长期以来受到地质学者的重视，在盆地动力学的研究方面积累了大量的成果，是近二十多年来取得突出进展的领域。

上面已指出，从内陆裂谷到被动大陆边缘存在一系列与拉伸作用有关的盆地类型，如现代的东非裂谷、莱茵地堑、大西洋被动大陆边缘等，它们具有一些共同的特征：

（1）处于大陆离散、裂解或拉伸的地壳或岩石圈变薄带。

（2）高的热流值（80-115mW2m）。

（3）基性、中基性火山岩、岩浆活动。

（4）负布格重力异常。

（5）伴生过区域隆起。

3.1 主动裂谷盆地成因

裂谷盆地的形成主要是由于深部热地幔上升导致岩石圈表面的变形和裂陷而形成的。东非裂谷被看作是主动裂谷的典型例子，有广泛的隆起、裂谷系，火山作用明显。

热柱、热地幔羽（thermalplume）在岩石圈的底部上拱、快速的加热减小岩石圈的密度，导致区域性的均衡上隆，上隆作用派生的拉张应力造成裂谷作用。来自地幔羽的传导热、岩浆侵入热或对流热可引起岩石圈受到拉伸的变薄。

3.2 被动裂谷盆地成因

岩石圈首先受到拉张、破裂和变薄，造成热地幔上隆，地壳的隆升和火山作用是随后出现的，裂谷作用是拉伸作用的响应。典型的例子是Rio Grande裂谷（美国西部）。被动裂谷作用得到广泛的接受。但巨大的拉张应力的成因（如板块漂动的动力）是争论的焦点。

3.3 断陷盆地的构造特征与油气的关系

箕状断陷盆地可分为早、中、晚期断陷，坳陷和萎缩隆升五个演化阶段。不同阶段，其变形和沉积充填特征不一。断陷早期，构造坡折带不发育，以干旱的冲积—滨浅湖沉积体系为主；断陷中期，发育单断式构造坡折带，以比较湿润的冲积—滨浅湖—半深湖沉积体系为主；断陷晚期是断陷湖盆扩张的鼎盛时期，发育多断式构造坡折带，以湿润的滨浅湖—深湖相沉积体系为主；坳陷期，构造稳定，地势平坦，相类型比较齐全；萎缩阶段，湖盆遭受强烈的剥蚀，沉积基本缺失。

研究表明，并不是每个箕状断陷都要经历上述五个演化阶段。事实上，箕状断陷可经历不同的演化阶段，这种演化是不可逆的，据此，可将箕状断陷分为非成熟、成熟和过成熟三类。不同类型的箕状断陷，其含油气系统特征不相同。中期断陷、晚期断陷和坳陷期三个演化阶段是盆地烃源岩和储集砂体发育的黄金时期，经历了这三个演化阶段的成熟和过成熟箕状断陷的油气勘探前景较好。因此，各个过成熟断陷由于烃源岩极为发育，加上各种类型的构造坡折带控制的不同类型的储集体也极为发育，其含油气前景就最好；成熟断陷由于没经历后期断陷演化阶段，其含油气前景则次之；而非成熟断陷的含油气前景最差。这已由东部地区几十年的勘探成果所证实。另外，对于勘探程度相对较高的老区油气勘探来说，目前大多已进入隐蔽油气勘探阶段，研究不同构造演化阶段，构造坡折带的形成和演化与分布，进而预测沉积砂体的分布，寻找有利的隐蔽油气藏也有重大的意义。

3.4 断陷盆地的岩性、地层油藏的成藏特征

油气总是由高势区向低势区运移，处于低势区的正向构造带有利于油气聚集，是主要的勘探方向，这一规律已为勘探实践所证实，并形成“环洼聚油理论”。因此，在以往构造油藏的勘探中，特别注重各种类型的正向二级构造带；但在近几年岩性、地层油藏的勘探实践中发现，岩性、地层油藏既可分布在低势区，也可分布于高势区，吉尔嘎朗图凹陷洼槽区岩性油藏的勘探充分地说明了这一点。

从图6可以看出，油气主要从高势区向低势区运移，即由生油洼槽向正向构造带运移聚集。按照油气主要从高势区向低势区运移，并在正向构造带聚集的认识，以往的勘探主要围绕低势区———正向构造带展开，发现了以构造油藏为主的锡林稠油油田、宝饶稀油油田及罕尼构造油藏。但随着构造油藏勘探程度的提高，勘探难度越来越大。近两年，立足比较丰富的剩余资源基础，转变找油思路，加强高势区隐蔽油藏的勘探，发现了一批岩性油藏，初步展示了满洼含油的态势，基本实现了不同类型油藏在不同构造单元、不同区带、不同层系、不同类型砂体中的叠合连片分布（图7） 。

除此之外，目前华北油田所发现的岩性油藏多发育于构造负向区、洼槽区及正向构造带的翼部等相对高势能区。这与盆地的沉积特征和岩性、地层油藏的成藏特征有着密切关系。

陆相断陷小湖盆具有多物源、多沉积相类型的特点。在洼槽区，经常分布有湖底扇、濁积扇相的砂砾岩体以及各类三角洲前缘相的河口坝、席状砂、楔状砂等沉积砂体。这些储集砂体往往直接夹于或邻近主力烃源层，易于形成岩性、地层圈闭。对岩性、地层圈闭而言，自生自储成藏组合“就近聚集”为最佳成藏方式，因此不论是在低势区还是在高势区都能够成藏。

4 结 语

箕状断陷盆地可分为早、中、晚期断陷，坳陷和萎缩隆升五个演化阶段。不同阶段，其变形和沉积充填特征不一。中、晚期断陷和坳陷期演化阶段是盆地烃源岩和储集层发育的黄金时期，这三个阶段形成的构造坡折带附近发育的各种砂体是箕状断陷盆地或凹陷的有利勘探领域。

岩性、地层油藏的分布具有自身的特征，即：岩性、地层油藏主要沿“湖泛面、不整合面、断面”分布。既可分布于低势区，也可分布于高势区；既可发育于低位域，也可发育于高位域。岩性油藏的分布主要受控于沉积体系，地层油藏的分布主要受控于削截带和超覆带，而富集主要受控于有利沉积储集相带。在岩性、地层油藏的勘探中，一定要转变勘探观念，突破构造带聚油、环洼聚油、低位域聚油等认识。

主要参考文献

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