近年来，国内围绕山前带油气勘探陆续获得重大突破，如塔里木盆地库车前陆冲断带陆续发现克拉2、大北1、迪那2等油气田，四川盆地龙门山冲断带陆续发现中坝、彭州等气田，准噶尔盆地克拉美丽山前冲断带已发现独山子油田、吐谷鲁油田、呼图壁油田等，鄂尔多斯盆地西缘逆冲断裂带则陆续发现了马家滩、大水坑、摆宴井等中生界油田^[1-4]。吐哈盆地北部山前带经过20多年的快速勘探，先后在侏罗系、古近系发现了鄯勒、玉果、七泉湖、柯柯亚等油气田，勘探成效显著。然而，在继20世纪90年代柯柯亚、鄯勒等构造带中下侏罗统勘探突破以来，山前带一直未有油气新发现，勘探陷入瓶颈，截止目前，已发现油气田和含油气构造主要集中在山前带的中央背斜带上，冲断带尤其是冲断带之下的掩伏带是否具备成藏条件、勘探潜力如何成为当前山前带油气勘探亟需解决的问题。学者们和油田工作者对吐哈盆地山前带基本石油地质条件已进行过大量的研究，目前形成的共识主要包括：柳波等^[5]认为山前带具有纵向分带、横向分区的的构造格局；纪友亮等^[6]、袁明生等^[7]认为山前带紧邻胜北、丘东、小草湖等生烃洼陷，烃源条件优越；杨占龙等^[8-9]认为山前带发育近南北向大型走滑断裂系，是油气优势运移通道，山前带各类圈闭具有近源优先捕获油气且满足深层浅找的条件，而争议较大或者尚没有明确结论的问题主要集中在山前带水西沟群物源、构造样式和是否存在本地烃源岩。

从轻、重矿物物源分析入手，明确了山前带水西沟群物源方向及沉积体系展布特征；在基于露头带帽的时频电磁资料分析结合地震资料分析评价的基础上，重新解剖并划分了山前带地质结构，并结合露头、钻井、地震、非地震和数模实验调研建立了2个山前带典型构造模型，进一步明确了山前带构造样式及演化特征；对控制山前带水西沟群成藏可能的烃源岩系进行了野外露头地质考察和取样分析，基本明确了山前带是否具备本地烃源条件的问题。最后综合考量源、储、圈等成藏条件指出北部山前带水西沟群油气勘探方向。

北部山前带紧邻胜北、丘东、小草湖水西沟群生烃洼陷，同时也处于桃东沟群主力生烃洼陷内，山前带也是一个已经勘探证实了的含油气构造带，但山前带预测资源量与实际探明差距巨大，说明北部山前带是具有勘探潜力的，因此，有必要进一步深入探讨山前带基本石油地质条件，明确下步油气勘探方向。

北部山前带位于吐哈盆地博格达山前，东西长约400 km，南北宽度为5~20 km ^[5]，发育的有前侏罗系、侏罗系和新生界等沉积地层，部分地区缺失上侏罗统和白垩系。中下侏罗统特别是水西沟群发育齐全且保存较为完整，是吐哈盆地台北凹陷一个重要的含油气构造单元。水西沟群自下而上可划分为八道湾组、三工河组和西山窑组等3个组，其中西山窑组是主要勘探目的层。

八道湾组（J₁b）地层主要为灰色泥岩和砂岩互层，低伽马、高电阻的煤岩发育；三工河组（J₁s）主要为灰色泥岩和砂岩、砂砾岩互层，煤层不发育，顶部为一套区域性的厚度40~60 m的黑色、灰色块状高伽马湖相泥岩，是山前带主要标志层之一；西山窑组可划分为4段，其中，西山窑组一段（J₂x₁）为灰色块状高阻砂岩、含砾砂岩、砂砾岩与泥岩互层；西山窑组二段（J₂x₂）为灰色砂岩、泥岩和煤层互层，中下部煤层发育，煤层厚度为20~80 m，测井曲线为块状、尖峰状高阻地层，是山前带另一套标志层，其上发育低速泥岩段，厚度为5~10 m；西山窑组三段为灰色砂岩与泥岩互层，夹薄层煤岩；西山窑组四段主要为灰色粉砂岩、细砂岩夹灰色泥岩，在地层归属上，一般认为西山窑组四段不属于水西沟群；三间房组（J₂s）下段发育大套红色泥岩，中上部为紫红色、灰色泥岩与浅灰色细砂岩、粉砂岩互层。

北部山前带受南北向挤压应力影响，构造样式以收缩构造样式为主。勘探实践证实，仅基于地震剖面解释和已发现油气藏的解剖工作进行山前复杂构造带的构造样式研究是不够的，而应用地震、电法相结合进行综合解释是必要的。地震、电法是不同的勘探手段，如果二者反映出相同的构造现象，说明构造可能是真实的。

受限于地震资料品质，早期对吐哈盆地北部山前带构造格局和地质结构的认识模式化严重，建立的构造模型不合理或处理技术没突破，导致处理效果不理想，存在实钻与模型矛盾、深层成像差构造无法刻画等问题，对冲断带构造格局和构造特征的认识陷入瓶颈，不能有效指导油气勘探部署，此外，受山前带复杂地质结构影响，油田近年来采集处理的二、三维地震剖面在揭示地下构造方面，尤其是在揭示掩伏带构造方面能力有限，如前期在山前带中段的鄯勒构造带钻探的勒201井，过井鄯勒深度域三维主测线Line270地震剖面显示井点附近水西沟群向北西倾伏，实钻勒201井后倾角测井资料揭示地层真实倾向为南东倾，2017年在山前带西段部署的探井果北1井，在过井的TQ93-149地震剖面上显示水西沟群为北倾，在玉果—七泉湖连片三维线叠后时间偏移数据体中的主测线L1260剖面上水西沟群地震显示同样为北倾，但实钻果北1后，地层倾角资料揭示井点附近水西沟群真实倾向为南倾。2016年吐哈油田在山前带部署了4条时频电磁测线，时频电磁法（TFEM）是一种建立在电磁感应原理的基础上在时间域和频率域观测研究响应场的人工源电磁探测方法。该方法能够消除地表条件复杂、地下地质结构横向变化大的影响, 同时获得电阻率和极化率参数，可配合地震进行储层目标油气检测、落实山前构造特征、识别隐伏构造等油气勘探、开发工作，近年来在国内外应用广泛，已成为油气勘探中一种不可或缺的重要手段^[10]。时频电磁在揭示吐哈盆地北部山前带深部构造和山前复杂构造宏观地质格局和构造样式方面，在大部分区块效果较为理想，例如果北构造带、核北构造带等，2017年CEMP电法勘探表明吐哈盆地北部山前发育逆冲推覆结构，石炭系高阻推覆体之下发育侏罗系低阻电性层^[11]，核6、果北1等井钻探结果证明相对比常规地震，电法能够准确识别山前带尤其是逆掩构造带地质结构，说明电法在识别山前复杂构造带地质结构方面有很好的适用性。

综上所述，时频电磁、地震在揭示山前带地质结构方面各有优劣，在揭示山前带掩伏构造发育区时频电磁、电法适用性强，而在相对远离山前带掩伏构造的背斜和斜坡发育区地震资料刻画的构造形态和地质结构更为可靠，因此本文基于时频资料结合地震资料，重新解剖并划分了山前带地质结构，认为吐哈盆地北部山前带可划分为冲断带、背斜带和斜坡带，其中冲断带可进一步划分为上盘冲断叠加体和下盘掩伏带（图 1）。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 吐哈盆地北部山前带构造单元划分 Fig. 1 Tectonic unit division of the northern piedmont belt of Turpan-Hami Basin

在进一步明确山前带构造单元的基础上，开展山前带构造样式研究。构造样式是指在剖面形态、平面展布和应变机制上相互间有着密切联系而构成的特定的构造组合，它是油气聚集的单元，研究其形态和成因对于认识油气富集规律、油气藏形成特点和提高钻探成功率等方面有着实用价值，构造样式及其组合是受区域应力场性质限制的，相同的构造应力场将会产生形态、成因相同的构造样式，并分布于类型相同的盆地或同一盆地的相同的构造部位^[12]。

以断层相关褶皱理论为指导，结合钻井合成记录标定、地质露头带帽、地震和时频电磁等资料重新构建了山前带玉果—果北构造带、柯柯亚—柯北构造带构造模型（图 2），从地质露头揭示的地层组合排列方式结合时频电磁揭示的地质结构分析认为，吐哈盆地北部山前带存在西山窑组煤系、三叠系郝家沟组泥岩、二叠系桃东沟群泥岩等3套塑性地层，受早、中、晚燕山构造运动影响，发育3期滑脱冲断型单斜或者向斜构造（第1期为早燕山运动造成的挤压作用形成沿西山窑组煤系的滑脱冲断，七泉湖露头揭示自南向北的地层由西山窑组老地层变到三间房组新地层，第2期为受中燕山运动挤压应力影响沿郝家沟组泥岩滑脱冲断，核6向斜区露头揭示自南向北地层由三叠系变到侏罗系，第3期为受晚燕山运动影响形成的沿桃东沟群泥岩的滑脱冲断，照壁山、柯柯亚等向斜区露头揭示自南向北地层由二叠系老地层变到上侏罗统新地层再到中侏罗统老地层），燕山运动之后，受早、晚喜山运动影响，在早期形成的叠加冲断体之上，山前带又叠加了2期逆冲断裂，从而形成现今的逆冲冲断体叠加山前掩伏构造的山前带复杂构造样式，掩伏带下构造形成相对较早，构造雏形形成于晚印支期，原生背斜构造保存相对较好，目前已经发现的油藏集中在远离掩伏构造的中央背斜带上，如玉果—七泉湖三间房组油藏、恰勒坎三间房组油气藏、鄯勒西山窑组油气藏和柯柯亚组西山窑组油气藏等，掩伏带下油气勘探基本空白。2017年吐哈油田针对掩伏带部署了1口探井果北1井，钻后分析认为果北1井仅钻遇了掩伏带之上的冲断叠加体，未钻达掩伏背斜带，此外，野外露头考察及地质图也证实山前带冲断带上盘的冲断叠加体以向斜、单斜发育为特点，山前带露头区从西向东依次发育七泉湖单斜区、核6向斜区、柯柯亚向斜区、二塘沟向斜区、照壁山向斜区等（图 3），背斜等正向构造不发育，造成冲断叠加体单斜、向斜发育的原因是滑脱冲断时滑脱面与冲断面几乎平行，因此，首先冲出地表的是老地层，露头由南到北表现为地层变新，冲断后再受北部挤压形成多个向斜叠加。果北1井失利不反映掩伏带的含油气性，不能降低对掩伏带含油气性的评价。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 吐哈盆地北部山前带构造模型 F1.早燕山期断裂；F2.中燕山期断裂；F3.晚燕山期断裂；F4.早喜山期断裂；F5.晚喜山期断裂；f1—f15.印支期及后期活化断裂 Fig. 2 Tectonic model of the northern piedmont belt of Turpan-Hami Basin

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 吐哈盆地地质图 Fig. 3 Geologic map of Turpan-Hami Basin

对构造样式进行拆离分析，结合山前带露头揭示的3次自南向北的地层由老变新，推测吐哈盆地北部山前带主要经历了3期滑脱2期冲断，逆冲断裂带下掩伏背斜构造发育，且成排成带分布，勘探潜力巨大。

吐哈盆地北部山前带北部紧邻博格达山，南部与胜北洼陷、丘东洼陷和小草湖洼陷相接，受博格达山隆升期不明确和南物源无法越过胜北、丘东、小草湖等现今沉降中心思想的影响，部分学者和油田工程师认为吐哈盆地北部山前带侏罗系—新近系沉积储层受北物源控制，近年来已有学者认识到早—中侏罗世山前带北物源不发育，但对南北物源的转换期仍存在争议，樊太亮等^[13]采用重矿物ZTR指数，岩石类型、砂岩百分比和地震剖面分析等方法对吐哈盆地水西沟群物源和砂体展布规律进行了研究，认为吐哈盆地北部山前带中、下侏罗统主要受北物源控制，发育北物源扇三角洲沉积体系^[13]，孙国智等^[14]、李文厚等^[15]采用地磁资料、钻井地层厚度统计、砂岩百分比、岩屑类型及含量等分析，认为博格达山在晚二叠—早三叠世初次隆升，西山窑组晚期博格达山再次隆升，并向吐哈盆地提供物源^[14-15]，张传恒等^[16]、旷理雄等^[17]、汪新伟等^[18]认为博格达山初始隆升发生在侏罗纪末—白垩纪初，晚侏罗世之后山前带才有北物源发育^[16-18]，章慧等^[19]认为博格达山可能于西山窑组沉积期末发生隆升，在水西沟群沉积期吐哈盆地与三塘湖盆地、准噶尔盆地等是连通的，物源体系以南物源为主，自南向北发育冲积扇—辫状河—辫状河三角洲—湖泊沉积体系。

物源分析对于确定沉积物源、沉积物的搬运路径、整个盆地的沉积作用和构造演化等有着重要的意义。常用的方法有碎屑岩类分析法和重矿物组合分析法等^[20-22]，本文在对盆地内重点钻井井震联合统层的基础上，从吐哈盆地重点探井轻矿物含量、重矿物组合、绿帘石含量等方面着手，重新厘定了吐鲁番坳陷中、下侏罗统物源方向，认为水西沟群沉积早期山前带主要受南物源控制，晚期（西山窑组三段沉积期）则主要受北物源控制，西山窑组二段沉积期是南北物源的转换期。①J₁b—J₂x₂沉积期轻矿物组合、成分成熟度、结构成熟度和母岩类型均表现为远源的南物源特征，J₂x₃₊₄则表现为北物源近源特征（图 4）。②绿帘石含量在J₂x₂厚煤层上下明显改变（图 5），标志着该煤层上下母岩类型、沉积物源体系发生转变，因此，在水西沟群内部必然存在一个物源转换期。③以J₂x₂厚煤层为界，水西沟群内部重矿物组合特征发生明显改变，J₁b—J₂x₂以重矿物成熟度指数较高的锆石+白钛矿+石榴石组合为主，J₂x₃₊₄则以重矿物成熟度指数低的磁铁矿+赤铁矿+绿帘石组合为主（图 6）。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 山前带水西沟群轻矿物含量柱状图 Fig. 4 Histogram of light mineral content of Shuixigou group in piedmont belt

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 山前带重点探井绿帘石含量随深度变化 Fig. 5 Epidote content variation with depth in key exploration wells in piedmont belt

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 吐哈盆地北部山前带J1b—J2x2（a）及J2x3+4—J2s（b）重矿物组合分区 Fig. 6 Heavy minerals combination distribution of J1b-J2x2 (a) and J2x3+4-J2s (b) in northern piedmont belt of Turpan-Hami Basin

在重新厘定物源方向的基础上，用物源分析结果反推沉积构造背景，本次研究认为博格达山初次隆升期在西山窑组二段沉积期，基于此，对吐哈盆地北部山前带水西沟群沉积环境进行了初步恢复，认为水西沟群早—中期的J₁s—J₂x₂沉积时期，山前带中东段主要受南物源辫状河三角洲沉积体系控制，西段则由布尔加古凸起供源，长期发育西北物源辫状河三角洲沉积体系（图 7）。水西沟群晚期也就是J₂x₃₊₄沉积期，博格达山成为物源供给区，山前带受北物源控制，发育近源的冲积扇—扇三角洲沉积体系。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 吐鲁番坳陷西山窑组1+2段及三工河组沉积体系平面图 Fig. 7 Sedimentary map of Sangonghe Formation and Lower-Middle Xishanyao Formation in Turpan Sag

烃源岩发育程度和规模决定了盆地油气发现的规模和级别，是盆地油气勘探的物质基础，前人对吐哈盆地烃源岩做了大量研究工作，已经有了相对客观的评价，认为吐哈盆地主要发育3套烃源岩系，分别是中二叠统桃东沟群湖相泥岩、中下侏罗统水西沟群煤系地层和中侏罗统七克台组湖相泥岩^[23]。油源对比和勘探实践证实，鲁克沁前侏罗系稠油油田油源来自桃东沟群烃源岩，玉果、葡北、神泉、丘陵、鄯勒、温吉桑、红台等三间房组稀油油田油源来自水西沟群煤系烃源岩，雁木西、大墩等白垩系—古近系油田则与七克台组烃源岩相关，对水西沟群煤系源岩和七克台组湖相源岩的认识已经成功指导了盆地内一批油田的发现，但桃东沟群烃源岩主力生烃凹陷在博格达山前的共识^[24-26]并没能有效指导在吐哈盆地北部山前带发现前侏罗系原生油藏或者以桃东沟群为源的次生油藏，2017年针对前侏罗系部署实施的风险井鄯探1井和甩开预探井葡19井因未钻遇桃东沟群烃源岩而相继失利，北部山前带前侏罗系—中下侏罗统是否具备本地烃源岩并且具备近源优先捕获油气的条件这一问题再次被提上议程。在对山前带水西沟群沉积体系恢复和露头地质“戴帽”构造建模的基础上，选取不在原地但能间接代表掩伏带下烃源岩品质的典型露头开展了烃源岩取样和实验分析，以期由露头烃源岩推导原地烃源岩是否具备生烃条件。

本文系统采集了北部山前带能间接反映掩伏带烃源岩质量的冲断带上的典型露头如二塘沟、照壁山、塔尔郎沟、柯柯亚等前侏罗系—三工河组的烃源岩样品，并对烃源岩质量进行了评价，重点对北部山前带没有钻井钻遇的塔尔朗组（P₂t）和伊尔希土组（P₁y）暗色泥岩进行了采样和实验分析，将实验结果（表 1）与陆相烃源岩有机质丰度评价标准和有机质热演化程度评价标准对照^[27]，对山前带野外露头采集样品烃源岩质量进行了初步评价。

表 1(Table 1)

表 1 山前带露头烃源岩地球化学指标 Table 1 Geochemical index of source rocks in the outcrop of piedmont belt 剖面 样号 岩性 w（TOC）/% S0/（mg·g-1） S1/（mg·g-1） S2/（mg·g-1） Tmax/℃ 氯仿沥青“A”/g 总烃HC/g 样品质量/g 柯柯亚 J1s-1 泥岩 0.96 0.008 0.024 0.061 448 0.005 0.001 214.0 J1s-2 煤线 33.62 0.018 0.119 3.711 440 0.011 0.003 134.5 J1s-4 泥岩 0.70 0.011 0.099 0.057 542 0.002 0.001 213.5 J1s-6 泥岩 4.36 0.003 0.024 0.077 447 0.003 0.002 207.0 J1s-7 泥岩 2.16 0.005 0.020 0.056 540 0.002 0.001 195.0 桃树园 J1s-1 泥岩 1.34 0.005 0.023 0.179 443 0.019 0.003 201.0 塔尔朗沟 P2t-2 泥岩 2.01 0.006 0.092 0.768 445 0.065 0.022 224.5 P2t-3 泥岩 2.25 0.011 0.178 0.820 437 0.151 0.030 178.5 P2t-5 泥岩 1.86 0.008 0.342 0.839 433 0.154 0.076 213.5 P2t-7 泥岩 2.25 0.003 0.035 0.081 466 0.006 0.003 245.5 P2t-9 泥岩 3.39 0.002 0.397 10.509 450 0.123 0.074 241.5 P2t-11 泥岩 3.85 0.018 0.307 5.936 439 0.129 0.082 214.0 P2t-13 泥岩 1.47 0.009 0.185 1.260 443 0.075 0.051 230.5 P2t-14 泥岩 6.26 0.014 2.109 28.357 442 0.651 0.345 206.0 P2t-15 泥岩 11.03 0.082 3.944 49.909 439 0.466 0.209 71.0 P2t-16 泥岩 2.26 0.014 0.159 2.197 440 0.076 0.048 234.5 P2t-17 泥岩 8.11 0.013 0.516 8.295 439 0.177 0.108 227.0 P2t-20 泥岩 6.84 0.030 1.324 31.316 441 0.561 0.192 203.5 P2t-21 泥岩 8.16 0.012 1.127 44.820 441 0.272 0.107 166.5 P2t-22 泥岩 4.05 0.019 0.171 8.544 442 0.085 0.044 148.0 照壁山 P2t-2 粉砂质泥岩 0.84 0.004 0.023 0.058 533 0.005 0.002 188.0 P2t-3 粉砂质泥岩 2.21 0.000 0.048 0.087 533 0.007 0.003 194.0 P2t-4 泥岩 1.02 0.004 0.022 0.085 533 0.006 0.002 182.0 P2t-5 泥岩 0.77 0.003 0.014 0.058 533 0.004 0.001 206.0 P2t-6 泥岩 1.21 0.005 0.041 0.101 526 0.006 0.002 203.0 P1y-8 凝灰质泥岩 3.44 0.004 0.037 0.164 533 0.009 0.004 190.0 P1y-9 泥岩 1.83 0.006 0.047 0.125 528 0.010 0.004 231.5 P1y-11 凝灰质泥岩 3.75 0.004 0.026 0.160 533 0.008 0.003 221.5 P1y-12 凝灰质泥岩 2.05 0.004 0.037 0.122 528 0.005 0.003 223.0 二塘沟 P1y-2 泥岩 2.81 0.000 0.032 0.227 524 0.018 0.008 170.0 P1y-3 泥岩 1.92 0.004 0.050 0.212 526 0.013 0.006 217.0 P1y-4 泥岩 1.75 0.005 0.054 0.179 529 0.017 0.007 217.0 P1y-6 泥岩 0.73 0.003 0.037 0.075 533 0.007 0.003 233.0 P1y-7 泥岩 2.48 0.004 0.041 0.312 456 0.012 0.006 234.0 P1y-8 泥岩 0.62 0.004 0.042 0.199 452 0.010 0.006 303.0 P1y-12 泥岩 2.24 0.004 0.044 0.247 530 0.016 0.004 199.5 P1y-14 泥岩 3.87 0.016 0.128 0.610 457 0.017 0.009 197.0 P1y-15 泥岩 1.34 0.009 0.054 0.165 527 0.004 0.001 222.0 P1y-16 泥岩 1.65 0.008 0.056 0.193 535 0.005 0.002 188.0 P1y-17 泥岩 3.07 0.009 0.129 0.584 525 0.020 0.012 187.0

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三工河组（J₁s）烃源岩TOC含量高，普遍大于1%，属于中等—好生油岩，热解峰温普遍高于445 ℃，处于成熟—过成熟阶段，说明山前带三工河组生烃潜力较大，具备生烃条件。

从地层归属上来说，吐哈盆地中二叠统桃东沟群包括塔尔郎组和大河沿组，钻井、露头等均揭示中二叠统烃源岩以暗色泥岩为主，主要发育在塔尔朗组，在平面上大致形成台北、台南、哈密、托克逊等沉积区域，总体来说台北凹陷桃东沟群烃源岩井下揭示较少，但北缘（北部山前带）露头剖面有较厚出露，如二塘沟剖面塔尔朗组暗色泥岩厚度为665 m，桃东沟剖面厚300 m，照壁山剖面暗色泥岩厚369 m，采集的露头样品塔尔朗组（P₂t）暗色泥岩TOC为0.59%~8.16%，普遍大于1%，属于中—最好烃源岩，从热演化程度来看，塔尔郎组泥岩样品热解峰温普遍大于435 ℃，表明烃源岩处于成熟—过成熟阶段，生烃条件好。

伊尔希土组（P₁y），有别于在吐哈盆地南部露头和钻井揭示的伊尔希土组均为火山岩，本次在山前带照壁山和二塘沟露头的伊尔希土组发现了暗色泥岩，实验分析结果表明，伊尔希土组TOC普遍较高，大多数样品TOC超过1%，热解峰温为452~535 ℃，处于高成熟—过成熟阶段，说明伊尔希土组也具备一定生烃条件，应引起重视。因为本次采集样品为露头样品，检测结果或多或少会受到地表风化作用影响，从而造成氯仿沥青“A”，HC等有机质丰度评价指标的含量降低，所以，本次进行烃源岩质量评价时这些可能受影响的指标未纳入考量。总体来说，山前带三工河组、塔尔朗组、伊尔希土组等3套烃源岩系均具备生烃条件，推测掩伏带下背斜、断背斜等构造圈闭烃源条件具备。

油气成藏模式是对生、储、盖、圈、运、保等基本石油地质条件的高度总结和凝练，一般来讲，建立油气成藏模式需进行的研究包括：油气成因与生成时期、油气运移输导体系类型与运移方向、油气充注过程和充注历史以及成藏各因素的配置关系等^[28]，有关吐哈盆地北部山前带油气成因与生成时期前人已进行过较多研究。本文仅在上述烃源岩评价、构造样式分析和沉积分析的基础上讨论油气运移疏导体系与运移方向、油气充注过程和充注历史、成藏各因素的配置关系等，以此为基础建立吐哈盆地北部山前带成藏模式。

北部山前带主要发育2类输导体系，包括以走滑断裂体系为主、逆冲断裂为辅的断裂输导体系和与输导砂体、不整合面等相配置的构造脊。本次对山前带露头烃源岩评价结果表明，山前带具备本地成藏条件，油气运移主要以短距离的源内或者源上运移为主。平面上，从北部掩伏带下低部位向南部构造高点和南部的洼陷深部向北部构造高部位是油气运移的主要方向。垂向上，油气主要通过断裂从中二叠统桃东沟群、水西沟群煤系、泥岩烃源岩系向上部地层运移，再通过砂体、不整合面沿构造脊向构造高部位或者过路岩性体中聚集。

吐哈盆地油气大规模运移主要发生在白垩系末与古近系—新近系，这与盆地在对应时期的燕山晚期—喜山期构造运动相匹配。北部山前带掩伏带下掩伏构造在燕山早—中期已有构造雏形，构造形成时间早于油气规模运移时间，与油气充注配置关系好，且油气在背斜等圈闭运移成藏后受后期构造运动影响小，保存条件好，利于形成掩伏带下规模整装原生油气藏。

吐哈盆地北部山前带水西沟群早期发育南物源的源远流长的辫状河三角洲沉积体系的水下分流河道、河口坝等成熟度相对较高的储集体，晚期则发育北物源的源近流短的扇三角洲沉积体系的成熟度相对较低的储集体；滑脱冲断、逆冲推覆作用与多个古鼻隆构造背景共同形成了山前带相对复杂且数量众多的构造圈闭；山前带处于前侏罗系—水西沟群早中期的生烃中心，在白垩纪与古近纪—新近纪持续供烃；多期复活的印支期断裂配合鼻隆构造脊和砂体为山前带前侏罗系—水西沟群掩伏带下背斜圈闭群油气成藏提供了高效的油气输导体系；滑脱冲断断裂在静止期的良好封堵性能和三间房组—七克台组厚层泥岩、西山窑组煤系、三工河组“毡子”层等岩系为山前带水西沟群各类圈闭成藏提供了良好了盖层条件。以上成藏要素共同保证了山前带尤其是掩伏带具有形成大型整装构造油气藏的地质背景。

以输导体系、烃源岩、储层和圈闭发育情况为基础，结合保存条件，建立了吐哈盆地北部山前带“本地源内或源上源岩、断裂垂向输导、砂体横向调整、构造高部位聚集”的油气成藏模式（图 8）。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 吐哈盆地北部山前带成藏模式 Fig. 8 Reservoir forming model in the northern piedmont belt of Turpan-Hami Basin

叠加型再生前陆盆地具有多期成藏、晚期为主的油气聚集特征，勘探领域主要为早期前陆层序的前缘隆起和再生前陆层序逆冲前锋带，针对这些领域的勘探在中国中西部多类型的前陆盆地勘探中已经取得了丰富的勘探成果，前陆盆地是中国除岩性地层油气藏外最为重要的油气勘探领域^[29]。吐哈盆地在再生前陆盆地的逆冲前锋带即本次划分的背斜带上亦有油气发现，如鄯勒油田、玉果油田等，但早期前陆层序的前缘隆起区油气勘探尚属空白。4次资评结果表明，吐哈盆地剩余资源量较大，预测资源量与实际探明严重不匹配，勘探潜力大，吐哈盆地冲断带勘探程度整体较低，地质露头和少量钻井揭示冲断带上盘的冲断叠加体构造形态以单斜、向斜为主，正向构造不发育，不具备开展构造油气藏勘探的条件，而冲断带下盘的掩伏带大型正向构造发育且成排成带分布，同时受晚期逆冲冲断作用影响小，保存条件好，此外掩伏带处于中二叠统桃东沟群和水西沟群煤系烃源岩生烃中心，断裂配合砂体为掩伏带圈闭油气聚集成藏提供了良好的输导条件，掩伏带源、储、圈、运、保等成藏条件配置好，有利于形成整装构造油气藏，是吐哈盆地下步油气勘探的有利方向。

（1）吐哈盆地北部山前带水西沟群沉积早期受南物源控制，晚期（西山窑组三、四段沉积期）则主要受北物源控制，西山窑组二段沉积期是南北物源的转换期。

（2）吐哈盆地北部山前带可划分为冲断带、背斜带和斜坡带，其中冲断带可进一步划分为上盘冲断叠加体和下盘掩伏带，逆冲断裂带下盘掩伏背斜构造发育，且成排成带分布，山前带经历了三期滑脱两期冲断的构造演化过程。

（3）山前带伊尔希土组（P₁y）、桃东沟群、三工河组烃源岩系均具备生烃条件，推测掩伏带下背斜、断背斜等构造圈闭烃源条件具备。

北部山前带水西沟群相对前侏罗系埋藏较浅，南物源辫状河三角洲各类成因砂体发育，冲断带下掩伏背斜成排成带分布，发育三工河组、塔尔郎组、伊尔稀土组等3套烃源岩且沟通水西沟群的烃源断裂发育，同时受后期构造运动影响弱，保存条件好，掩伏带源、储、圈、运、保等油气成藏基本要素配置优越，掩伏带是吐哈盆地油气下步勘探的方向或有利领域。