向中国地质学会百年华诞献礼!我国中—新元古界地质学研究成果历时六年再汇集

Menchikoff(1949年)和Pruvost(1951年)最早提出“底寒武系(Infracambrian)” 的地层术语,其涵盖下伏于已知含三叶虫的寒武系地层,通常又不整合上覆于变质岩基底之上的沉积地层,其中包括中—新元古界,加之部分下寒武统。直到20世纪50年代,一般认为,发育于沉积盆地、地向斜和地台中的底寒武系或前寒武系沉积岩是“不可能” 具有烃类沉积的。在这些底寒武系中,前古生代早期生命的“缺失” 是最经常提出来的理由,以此回应为什么石油地质家们“应该” 无视前寒武系领域。

▲ 中国中—新元古代构造单元及地层分布图

最近半个多世纪以来,伴随着对于地球早期生命的研究进展,中—新元古代时期的生物多样性已经得到证实,对于中—新元古界含油气性的物质基础,业已提供了科学的证据。与之同时,全球中—新元古界地质学也取得长足进展,并且在油气勘探实践中也获得了重要的突破性发现。事实证明,底寒武系沉积地层中,不仅确实富含有机质,而且还具有为数有众多的油苗和(或)气苗,以及大型沥青脉。特别是自20世纪70年代以来,全球一些地区(如俄罗斯西伯利亚克拉通,我国四川川中隆起、阿曼和印度等盆地)总计业已发现数十个油气田,探明的油、凝析油和(或)天然气的储量可达亿吨级至数十亿吨级油当量的规模,并且具备日产百万立方米级的单井天然气产能。

当前中—新元古界油气资源潜力已经引起国际地质界的密切关注,以至于召开一系列专题性的学术会议或研讨会,出版一系列与会议相关的论著,并激起国际石油地质家与油气勘探家们对底寒武系地质学与油气资源的兴趣。

中国是全球中—新元古界沉积地层发育最为完整的国家之一,也是系统研究中—新元古界最早的国家。例如,早在1924年李四光先生在长江三峡地区以及1934年高振西先生在燕山地区天津蓟县,分别研究并建立了我国南方和北方的“震旦系” 地层剖面,在国际上产生很大影响。此后,在相当长的一个时期内,这两条地层剖面成为国际前寒武系地层划分与对比的标志性剖面。特别是,20世纪70年代以来,中国的地质家们在各个地球科学学科领域与交叉学科领域,诸如生物地层学、层序地层学、年代地层学、古海洋学、古冰川学、寒武纪生物大爆发事件、活动论构造-古地理学,以及石油地质学与地球化学等,均取得重要的科研进展。就沉积地层层序而言,建立了中国统一的中—新元古界地层框架[包括七个系一级的地层单位,自下而上为长城系(Pt¹₂)、蓟县系(Pt²₂)、华北下马岭组(Pt³₂x)、华南“玉溪系”(Pt4₂)、青白口系(Pt¹₃)、南华系(Pt²₃)和震旦系(Pt³₃)],以及与相关的地层对比关系,并有利于在此地层框架内进行中—新元古界油气资源研究与评价。此外,古海洋、沉积古地理和区域构造研究,也有助于对中—新元古界油气资源形成、演化与保存的机理,以及生-储-盖层组合发育背景等方面的研究与理解。

▲ 中国中—新元古界沉积盆地分布图

近80 年来,一连串中—新元古界油气的相继发现与研究成果,即1942 ~1965 年威远气田的勘探与发现(天然气P1 储量约408. 61×108 m³);1966 ~2015 年大型龙门山沥青脉的调查与发现(沥青预测储量约8×106 m³);1978 ~1979 年和2007 ~2010 年燕山地区为数众多的“活油苗”、沥青、沥青砂(沥青砂岩)以及相关古油藏的勘查研究;还有2011 ~2016 年安岳大气田连同相关的古油藏的发现(天然气P1 储量约8488×108 m³,3P 储量约1. 2×10¹² m³),不断地激励着中国石油地质学家和油气勘探家们,长期持续探索底寒武系的油气资源。

然而,与类似的国际研究相比较,中国的中—新元古界研究,不仅要面对更加古老的地层与超过1. 3 Ga的巨大地质年龄跨度,而且有相当大的一片中—新元古界分布地区,属于复杂地质构造带,或处于高度热演化的地质条件下,致使其原生油气的研究与勘探面临诸多困难。因此,如何评价中国中—新元古界规模性油气资源的时空分布,确实是一个重要的科学问题。

当前中国中—新元古界油气资源的研究,既具有发育更加完整的地层层系,与深厚的前人科研积淀等有利条件,又面临复杂地质条件的严峻挑战,因此其科学创新研究的余地也更为宽阔。在这种形势下,2012 年11 月在北京召开了以“中国东部中—新元古界沉积地层与油气资源” 为议题的香山科学会议第444 次学术讨论会,与会者在会后合撰出版专著(孙枢,王铁冠 主编. 北京:科学出版社,2016. 6)。此后,在同行专家与读者们的激励与动议下,为了促进国内外的学术交流,由主编邀请部分作者进行补充修订,与时俱进,凝练科研新成果,历时六年重新撰写了这部冠名为(Meso-Neoproterozoic Geology and Petroleum Resources in China)(王铁冠等著. 北京:科学出版社,2023. 9)的中、英文版新专著。

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与2016 年专著相比较,2022 年后的中、英文版专著在涉及地域上,除了原有的华北克拉通和扬子克拉通两个最主要的中—新元古界沉积盆地之外,还新增了塔里木地块;论述内容上,新专著涵盖了区域构造划分、年代地层学框架、地层学划分与研究沿革、生物地层学与层序地层学、古冰川学、特定层位的古海洋学、岩浆作用和构造演化、油气地质学与地球化学等研究成果;此外,综述了全球中—新元古界油气资源的分布与勘探现状,还针对我国安岳大气田、龙门山沥青脉和燕辽地区油苗、沥青砂(沥青砂岩)及其古油藏作了系统详细的讨论。

本书的出版之时,欣逢中国地质学会建立100周年华诞,作为中国最早创建的十二个全国性学术团体之一,中国地质学会在1922年2月3日诞生于北京。为此,本专著的作者们就以本书的出版作为向中国地质学会百年华诞的献礼!

同时,本专著的出版也是对已故著名地质学家孙枢院士的深切缅怀与纪念,作为2016年中文版主编之一,他生前对新的英文版专著曾寄予厚望。本书中再次刊出孙枢院士撰写的2016年版“自序”,以示孙枢先生与作者们同在!

如若没有众多作者们的通力合作,本专著的完成将是极其困难的,集体的鼎力贡献使本书的完成远远超出预期的目标。在此,谨向下列领衔参与合作撰写的专家们及其科研团队成员,表示衷心的谢忱(排名不分先后,以作者单位、系统为序):翟明国、彭平安、李献华、朱茂炎(中国科学院),高林志、刘鹏举(中国地质科学院),朱士兴(天津地质矿产研究所),杜金虎、韩克猷、张水昌(中国石油天然气股份有限公司),苏犁[中国地质大学(北京)],罗顺社(长江大学)以及钟宁宁、宋到福[中国石油大学(北京)]。这里,我还应特别感谢白国平、王志欣和钟大康[中国石油大学(北京)] 对本书所做的有益的讨论、建议和帮助。

本文摘编自《中国中—新元古界地质学与油气资源》(王铁冠等著. 北京:科学出版社,2023. 9)一书“前言”,有删减修改,标题为编者所加。

审图号:GS 京(2023)1364 号

ISBN 978-7-03-076409-6

责任编辑:韦 沁

近半个多世纪以来,伴随着地球早期生命的研究进展,中—新元古代时期的生物多样性业已证实,对于中—新元古界含油气性的物质基础,业已提供了科学的证据。与此同时,全球和我国中—新元古界地质学也取得长足进展,并且在油气勘探实践中也获得了重要的突破性发现。本书系对我国中—新元古界地质学研究进展与现状的一次汇总,主要内容涉及中国中—新元古界地层划分与层序、同位素年代地层学、震旦系生物地层学、典型地区与层位的古海洋地球化学沉积环境、前寒武系烃源层与生-储-盖层组合、构造演化与多期裂谷作用、岩浆活动与围岩蚀变、全球与中国油气资源,以及对我国安岳-威远气田、燕辽裂陷带等为数众多的原生油苗与古油藏、龙门山大沥青脉等典型实例的剖析。

本书可供从事前寒武系地质学、地球化学基础性研究以及从事中—新元古界油气资源应用基础性研究的科研人员、高等院校教师和研究生参考。

(本文编辑:刘四旦)

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