页岩气是以吸附和游离状态赋存于泥页岩中的非常规天然气，为自生自储的成藏模式，页岩气生成和保存的地质条件是其能否成藏的关键要素。成功的勘探经验表明其主要赋存于地质历史时期构造活动相对较弱的地台区。对比北美地台页岩气赋存的地质和构造条件，中国的扬子地台古生界泥页岩具有巨大的勘探潜力。

但另一方面，扬子地台与北美地台的构造演化背景也存在一定的差别，北美地台长期处于稳定沉降区，后期构造活动较弱，对泥页岩层的破坏程度较小，而扬子地台经历古生代较稳定的海相沉积之后，中、新生代以来发生了多期较强烈构造运动，这些构造活动相对较强。

更为重要的是，扬子地台横跨中国中部，西边的上扬子区与东边的下扬子区构造演化差异性明显，这种差异势必会对两者页岩气赋存富集的地质条件产生不同的影响，本文通过对比分析上扬子区和下扬子区古生界泥页岩发育的构造地质背景，以及后期构造对页岩气保存条件的改造作用，为进一步筛选中国最有利的页岩气勘探靶区提供参考依据。

一、区域地质背景

扬子地台是中国三大古老的地台之一，位于南岭山脉和秦岭之间，是从红河断裂向东到南黄海的巨大构造单元，地台的西部和北部分别为川滇西部造山带和秦岭-大别造山带，东南边沿绍兴-萍乡-钦防一线与华南造山带邻接(下图)。

地台分上、中、下3个部分，分别对应于长江上、中、下流域，其中上扬子区是指南秦岭南缘断裂以南、垭都-紫云-罗甸断裂以北、龙门山断裂系以东、雪峰山以西的广大地区;下扬子区位于扬子地台对应的长江下流域，西以郯庐断裂带与秦岭-大别造山带相隔，北为苏鲁造山带，南邻武夷造山带。

扬子地台基底岩系多为元古宙的变质岩，变质年龄为1700~2300Ma，约800Ma前后发生的晋宁运动形成了扬子地台的统一基底，早古生代起出现广布全地台的海相沉积盖层，一直延续到中三叠世，地台古生代相对稳定的沉积层(寒武系-二叠系)厚度大于5000m，具有巨大的页岩气勘探潜力。

二、沉积-构造演化与富有机质页岩特征

1 沉积-构造演化

扬子地台在晋宁运动之后形成了统一的结晶基底，随着罗迪尼亚超大陆的裂解，在震旦纪末至寒武纪初，快速海侵作用使扬子地台整体开始接受稳定的海相沉积，直至古生代末期。

上扬子区，早寒武世中北部广大地区为浅海碳酸盐台地相，与北边秦岭海槽相接，南部为半深海-深海陆棚相，与东南部滇-黔-桂-湘边缘海相连，周缘分布有松潘、康滇、江南等古陆。

这时期整体上构造活动较弱，地台平稳沉降，周缘裂陷槽发育，自北向南水体逐渐变深，与下寒武统筇竹寺组页岩呈由北向南逐渐增厚的趋势相符;早古生代末，受加里东运动持续影响，上扬子区地壳整体缓慢抬升，周缘古陆范围不断扩大，至早志留世，上扬子呈北面向次深海敞开、东西南三面受古陆围限、陆棚广布的沉积格局，广大区域沉积浅海碳酸盐台地相，其物源主要来自周缘古陆的剥蚀作用;

加里东运动后，上扬子区以相对稳定的整体进入海西构造阶段，从泥盆纪到晚石炭世，上扬子整体处于伸展构造环境，即南北边缘扩展裂陷和断陷、中部隆起的格局，为继承性隆起陆块，海水由边缘向克拉通内部渐进侵入，沉积体系受深大断裂、海平面变化与古地貌等因素控制，至二叠世，上扬子区浅海相广布，边缘则发育陆棚-次深海盆地，沉积相以灰岩、泥灰岩、硅质页岩等为特征，这时期是上扬子泥页岩广泛发育阶段;

早三叠世上扬子缓慢隆升，处于被动大陆边缘环境，以碳酸盐岩和陆源碎屑岩沉积为主，晚三叠世受周边板块汇聚作用影响，上扬子陆块整体处于挤压应力场，周缘以砾岩、碎屑岩沉积为主，中部以暗色泥页岩为主夹粉砂岩、泥灰岩、鲕粒灰岩和生物碎屑灰岩的陆棚相沉积为主，显示整个上扬子地台处于整体隆升状态，并且一直持续至早侏罗世;

晚侏罗世开始，上扬子周缘造山带构造活动再次加剧，上扬子河流相为主的沉积取代了之前的湖相沉积，周缘处于强烈构造逆冲推覆环境，至早白垩世，上扬子大部分地区进入抬升剥蚀阶段。中生代以来的强烈构造变形和抬升对页岩气的形成是不利的因素。

下扬子区，早古生代开始，下扬子区出现了3个向NE方向打开的拗拉槽，分别位于浙西、皖南和巢滁地区，西北边以郯庐断裂与华北地台相隔，东南边为江绍断裂与华南地槽，江南隆起位于下扬子区中部，除了拗拉槽为深水陆棚沉积之外，广大区域发育碳酸盐台地相为主;

早古生代末，受加里东运动影响，下扬子地台地壳稳定抬升，之前发育的拗拉槽消亡，取而代之的是西边的克拉通浅海盆地和东边的前陆磨拉石盆地;

晚古生代下扬子区进入海西构造阶段，磨拉石的沉积作用和克拉通前陆盆地结束，全区经历了夷平和抬升作用，从晚泥盆世开始重新接受沉积，晚泥盆世以滨浅海相沉积为主，石炭世浅海碳酸岩相发育，二叠世则发育深水陆棚相，反映了下扬子地壳平稳沉降过程，二叠世末开始，地壳开始隆升，海水逐渐退出，下扬子地区以长江为中心，北侧发育潟湖相，南侧发育海湾相，直至中三叠世，下扬子都处于这种相对稳定的陆表海沉积阶段，为二叠系的泥页层系形成打下了基础;

中三叠世开始，古生界的泥页岩大部分处于生气阶段，但这时期下扬子构造活动强烈，下扬子微板块与华北板块碰撞，产生强烈的造山运动，在下扬子区形成以长江为中心的对冲体系，晚侏罗世-早白垩世燕山运动又叠加了一期NNE向走滑构造的左行简单剪切以及拉分断陷构造作用的改造变形，下扬子区出现了一系列陆相火山岩盆地，如宁芜盆地、庐枞盆地、繁昌盆地和溧水盆地等，这一期的火山活动遍布整个中国东部构成了环太平洋火山岩带的一部分。

这时期的拉张作用和火山活动对正处于生气高峰的页岩气形成来说显然是不利的，可能会造成部分页岩气藏的破坏。以上对上、下扬子区古生代沉积-构造演化分析可以看出，2个地区具有古生代统一的构造动力学背景，即垂向的地壳平稳升降，构造活动较弱，沉积以克拉通浅海相为主，局部发育深水陆棚相，为泥页岩层的发育提供了有利环境，但进入到中生代，尤其是印支运动之后，上、下扬子区都处于抬升剥蚀状态，对于正在生气阶段的页岩层来说具有一定的破坏作用。

2 富有机质页岩特征

统一的构造动力学背景造就了上、下扬子区相似的沉积-构造演化过程，而岩相的发育则受海平面升降、古陆、海底地形、物源供给等因素的影响，如活动期碎屑岩发育，构造平静期以碳酸盐岩为主;深水陆棚区泥页岩较发育，浅水区则以碳酸盐台地相为主。上、下扬子区泥页岩的发育层位较为相似，主要位于下寒武统、下志留统以及二叠系(下图)。

上扬子区页岩层位下寒武统和志留系以及下二叠统，总体上埋藏深度介于1000~6000m之间，单层厚度为30~100m。其中，下寒武统筇竹寺组下部总体为黑色页岩，层位稳定，厚度可达70~90m，由于早寒武世水深自北向南逐渐加大，北边广大区域为浅海相，南边则以深水陆棚沉积环境为主，因此下寒武统筇竹寺组泥页岩厚度亦自北向南不断增厚，在贵州及其邻区发育较为完整。

下志留统龙马溪组泥页岩是又一组古生界重要的页岩气储层，受当时地壳抬升影响，海相范围缩小、古陆面积增大，该组泥页岩主要分布于川南地区以及川东南地区，最大厚度大于100m，主要发育在海湾深水陆棚沉积体系中，埋深较浅，一般小于1000m，由黑色、灰黑色及深灰色含钙质和硅质的页岩、砂质页岩组成，矿物成分主要为石英、碳酸盐矿物、黏土矿物、白云母和黄铁矿等;

晚二叠世上扬子区海相面积广布，龙潭组泥页岩分布范围大，厚度在100~600m之间，最大厚度主要分布于上扬子区北部和南部深水陆棚区。

下扬子区的泥页岩发育与上扬子区相似，主要位于下寒武统和下志留统以及二叠系。其中，下寒武统幕府山组主要分布于皖南地区和浙西地区，发育硅质岩、黑色泥岩以及炭质页岩，指示为深水陆棚相，最大厚度为245m;

下志留统的泥页岩主要发育于高家边组，主要分布于下扬子区的东部，范围广，以浅灰色-深灰色泥页岩为主，底部为黑色泥岩，指示浅海-半深海相，最大厚度达1510m;二叠系的泥页岩在下扬子区分布较广，栖霞组、孤峰组、龙潭组以及大隆组都有泥页岩发育，中间还夹有煤层，指示二叠系下扬子区从海相深水盆地向滨海相、三角洲相过渡的环境，二叠系泥页岩最厚超过300m。

以上分析表明，古生代，上扬子区与下扬子区具有相似的沉积-构造演化背景，沉稳的构造环境为泥页岩发育提供了良好条件，两区层位、环境等具有一致性。

为了解上扬子区、下扬子区泥页岩的储层特征，本文对近几年前人的采样数据进行了对比分析(下表)，结果表明，上扬子区和下扬子区泥页岩的有机碳含量、有机质类型等特征表现差异性明显，这可能与沉积-构造演化过程中水深、物源等因素有关。

总体上，上扬子区和下扬子区3套泥页岩有机质丰富，有机碳含量在2%~8%之间，有机质类型多属Ⅰ型或Ⅱ型，为优质泥页岩，并已达到高成熟或过成熟。这与两区古生代稳定的沉积-构造演化过程密切相关，同时也说明上扬子区和下扬子区都具备了形成页岩气的烃源岩条件。

三、后期构造改造及页岩气形成和保存条件

如果说古生代上扬子区、下扬子区经历的较稳定沉积-构造发展史为页岩气的生成提供了良好泥页岩，中、新生代的后期活动构造则是页岩气能否形成和保存的重要条件。古生代上扬子区和下扬子区沉积-构造发展史较相似，基本上长期以稳定的克拉通盆地和大陆边缘盆地为主，中生代以来两者的构造则表现较大的差异(下图)。

中生代印支运动改变了扬子地台稳定的海相沉积环境，随着北面秦岭洋的闭合以及东面太平洋板块的俯冲，扬子地台处于南北挤压构造背景之下，三叠纪末海水大规模退出地台，沉积转为陆相环境，盆地类型为前陆盆地;

侏罗纪开始的燕山运动使上扬区子与下扬子区的构造环境发生了分异，上扬子区继续受周缘造山带影响，从前陆盆地向坳陷盆地过渡，下扬子区则受太平洋板块斜向俯冲以及郯庐断裂走滑作用影响，从前陆盆地向拉分盆地过渡，早中生代是烃源岩生气的关键时期，这时期的构造变形对页岩气的形成具有一定的破坏作用;

新生代的喜马拉雅构造运动继承燕山运动的构造变形特征，上扬子区周缘火山活动强烈，转为火山型盆地，下扬子区则持续地受地壳向东南伸展减薄作用影响，转为伸展型盆地，晚中生代以来是页岩气保存的阶段，其构造变形对页岩气的最终成藏有重要影响。

中生代以来的强烈构造运动对扬子地台的页岩气保存有重要的影响。在地台的边缘，由于强烈的逆冲推覆作用，古生代的很多地层被推至地表，页岩储层被剥蚀，因而失去了页岩气形成的条件，而对于地台的中部，构造变形虽强烈但泥页岩层没有遭受破坏，是否对泥页岩的生气产生影响还有待进一步的研究。

印支运动对上扬子区和下扬子区的古生代地层影响较相似。穿过上扬子区和下扬子区的区域大剖面(下图)分析表明，在地台边缘逆冲推覆作用强烈，在地台中部则主要引起地层的褶皱变形，古生界泥页岩并未遭受严重破坏;

燕山运动以来，上扬子区一直处于龙门山、秦岭和雪峰山围限的弱挤压环境中，地台内部断裂构造以逆断层为主，逆断层具有较强的封闭性，对页岩气的保存有利。

下扬子区燕山运动以来一直处于拉张伸展环境，岩石圈地壳向东南方向减薄，下扬子区发育多个NE向的伸展盆地，如南陵盆地、宣城盆地、无为盆地等，地台内部发生了构造反转，在印支期挤压构造基础上，发育一系列深大断裂，以正断层为主，这些正断层封闭能力较差，可能连通古生界页岩层和地表，对页岩气的保存很不利。

本文研究对下扬子区西北部地台边缘以及地台中部长江一侧的后期构造活动进行了考察，西北部地台边缘逆冲推覆构造发育，古生界广泛出露并遭受剥蚀，局部还发生倒转，但逆冲推覆区仍有正断层发育，说明这些地区经历了先挤压后拉张的构造演化过程;

下扬子区中部长江沿岸是印支运动SN向挤压的中心，也是燕山运动以来伸展作用的中心，这里亦有古生界出露，NE向大型正断层发育，陡坎、断层角砾岩是其主要标志，这些正断层从深部延伸至地表，印证了前面所述的岩石圈伸展减薄的构造背景。

四、结论

(1)页岩气的形成与富集除了与有机质页岩、有机地球化学、页岩储集体的物性、矿物组成等因素有关外，构造活动性亦是关键要素。沉积-构造演化分析表明，扬子地台古生代长期处于构造活动较弱的海相沉积环境，富含有机质的泥页岩发育，为页岩气的形成奠定了基础，因此上扬子区与下扬子区都具有有利于页岩气形成的条件。

(2)早中生代印支期的强烈构造运动对古生界泥页岩有一定的破坏作用，这时期是页岩气形成的关键时期，这种构造变形对页岩气的形成不利，尤其是地台周缘遭受剥蚀后失去了形成页岩气的条件。

(3)后期强烈构造活动的差异使上扬子区与下扬子区处于不同的构造环境中，上扬子区自晚中生代以来一直处于弱挤压构造背景中，有利于页岩气的保存，下扬子区燕山期以来发生构造反转，处于伸展构造背景中，不利于页岩气的保存，从这角度来说，上扬子区比下扬子区具有更大的页岩气勘探潜力。