李扬鉴说,我国地质构造复杂多样,近些年,他把大陆层控构造学说与流体地球观相结合,研究找油找气问题,对与地幔流体息息相关的油气资源的形成及分布提出了许多独到的见解。
地幔流体中的碳和氢可以合成石油
李扬鉴认为,没有地幔流体,便没有油气资源,这和金属热液矿床一样,形成石油、天然气藏的也是热液体作用,甚至可以认为石油、天然气实质上就是超临界的地幔流体—幔汁沿深部断裂上升减压降温的相变产物。根据新的流体地球观,地球物理测定的中地壳低速低阻层及上地幔软流层,实际上都是气储层、气源层。无机成因的石油,是高温的地幔流体所带来的氢、碳和起催化作用的金属元素,在中地壳塑性层中合适的温压条件下,进行费—托合成反应形成的,或进入上地壳与碳酸盐岩合成反应的产物。根据国内外学者研究,在温度300~400摄氏度、压力约200兆帕的中地壳低速低阻层中,地幔流体中的碳和氢可以合成无机成因的石油。
李扬鉴认为,所谓有机成因的石油,也是由于地幔流体对地层中的有机质加氢、加热和催化合成的。石油中氢原子数为碳原子数的1.8倍,然而所谓的生油母质干酪根或地层中的有机质中大约93%是碳。所以2002年我国学者提出,有机质或干酪根演变成石油,需要大量加氢。2005年我国学者指出,生油岩中的碳也与地幔流体活动有关。演变成有机质的生物大量繁殖,也离不开地幔流体提供的各种养分;而且许多黑色页岩实际上还是内生碳交代矿床或内生碳喷流的产物。
“由此可知,地幔流体的聚集、上升和侧迁,是形成包括有机成因、无机成因在内不同成因类型油气资源共同的前提。与地幔流体侵入有关的中地壳低速低阻层,则成为地幔流体富集程度的标志。”李扬鉴说,研究一个地区控制地幔流体活动及其中地壳低速、低阻层赋存状况的构造类型及演化,对认识该地区油气资源的远景和分布规律具有重要的意义。在传统勘探理论的指导下,以往只注重盆地内部构造和沉积物性质及其相互关系,强调的只是生、储、运、盖、圈、保等有关油气藏形成的条件,但是,盆地下面深部构造和地幔流体对油气资源形成的作用却未能引起足够的重视。李扬鉴说,而今深部地质和地幔流体研究取得了大量成果,拓宽了人们的视野,把盆内构造研究与盆下构造研究相结合,把盆内沉积物性质及其组合与地幔流体活动相联系,从而建立起一个研究范围更广泛、认识更加深入的新的理论体系,已经成为当务之急。大陆层控学说在这方面将是一个有用和有效的工具。
多一个视角寻找油气资源
李扬鉴介绍说,从流变学角度,把大陆岩石圈构造分成薄皮构造、厚皮构造、过渡壳构造(伏地槽)和板块构造等四个层次。大陆构造主要为厚皮构造和过渡壳构造。在地质历史时期,来自地球深部具有高度挥发性的碱型地幔流体,在岩石圈的屏蔽下,对上地幔进行交代、致熔、积累,最终形成玄武岩浆。前中生代,这种碱交代作用只形成规模较小、分异不充分的异常地幔。直到中—新生代,玄武岩浆才逐渐汇集成规模巨大、分异充分的软流层。若没有软流层,便没有海底大规模扩张、大洋岩石圈和板块构造。所以,与地幔流体息息相关的油气资源,有五分之四是产生于软流层形成以来的中—新生代,而且一半以上的油集中在地幔流体大规模上涌的古赤道纬向拉张带南新特拉斯地槽。
按大陆层控构造观点,由于油气资源与地幔流体息息相关,故盆—山系油气的产生始于地幔流体作用下出现的玄武岩浆活动期,集中于富含地幔流体的中地壳塑性层变厚、上拱的断隆山(古潜山)及其上履盖层,如分布于具有海洋侧向应变空间的中国大陆东部中—新生代盆—山系。冲叠造山带前陆盆地油气,以有利于地幔流体上涌的仰冲型溃叠造山带较佳,如鄂尔多斯盆地中、西部;俯冲型冲叠造山带次之,如秦岭印支造山带南缘。厚皮纵弯隆起带核部巨大的潜在虚脱空间强烈的吸入作用,引起地幔流体大规模上涌,为其隆起顶部和周边前陆盆地油气资源的形成,提供丰富的物质和热能来源,如青藏高原和天山地区。