油砂成矿条件

1.充足的油源

油砂油有3种来源:①古油藏中的原油通过不整合、断层等运移通道运移至地表或浅部有效圈闭中形成油砂;②古油藏构造抬升，出露地表，地层遭受剥蚀，原油经水洗作用或生物降解作用形成沥青;③盆地中烃源岩生成的原油通过裂缝、断层、不整合或其他疏导层直接运移至盆地的隆起区或构造斜坡上。

丰富的烃源岩是形成油砂矿的物质基础。地球化学证据(Deroo，McCrossan等)表明阿尔伯达(Alberta)油砂的烃源岩为富含有机质的白垩系页岩。委内瑞拉盆地重油和油砂的油源为上白垩统海相生油岩，包括马拉开波盆地的LaLuna层和东委内瑞拉盆地Guayuta组的Querecual和SanAntonio层，这些生油岩是在厌氧或近厌氧条件下沉积的。

油砂油的形成过程中无论是原油的长距离运移，还是到地表或浅部原油的散失等都会造成原油的大量损失。因此，形成具有一定规模油砂矿的盆地均发生过较大规模的油气聚集。所以，油砂的形成必须要有充足的油原供给。

油砂油富集区，通常位于大型含油气盆地的隆起区或边缘的油气运移聚集长期指向区，油源供给充足。如准噶尔盆地西北缘，松辽西斜坡，塔里木盆地的库车坳陷、塔西南坳陷和巴楚－柯坪地区等。

2.优势运移通道及动力机制

烃类的运移通道及动力机制影响油砂成矿的规模与分布的地理位置。通常情况下，运移通道包括断层、裂缝、不整合面或其他疏导层。油气通过优势运移通道，向特定区域汇集—散失，形成油砂油。

不整合面、严重岩溶化通道及河流相砂体是加拿大阿尔伯达烃类运移形成油砂矿的主要运移通道。白垩纪落基山山前挤压形成了大量的不整合面，并且使泥盆系灰岩发生强烈的岩溶化作用，为烃类的运移提供了良好的运移通道。并且白垩系McMurray组河道砂体也是烃类运移至浅部的重要通道。正是这些良好的烃类疏导体系，使烃类远距离运移，使阿尔伯达油砂矿成为可能。同时，足够的烃类运移动力也是必不可少的。烃类从源岩通过不整合面和河道砂体运移至少360km到达阿萨巴斯卡，运移至少80km到达皮斯河(图3－6)。其运移动力主要来源于落基山山前挤压，使白垩系埋深加大，流体压力场出现差异。并且，严重岩溶化不整合面下部的泥盆系灰岩提供了一个十分活跃的水动力系统，使早期形成的黏度低、密度小的烃类开始长距离运移，最终形成油砂矿。

图3－6西加拿大盆地综合剖面图(据Jardine，1974)

3.生物降解作用、氧化作用及水洗作用

石油进入储层后在特殊条件下将发生稠变过程，实质上是一个由深层向浅层，由与地表水不连通的系统到与地表水连通系统周期性运移的过程。这一过程表现为运移、聚集、再运移、再聚集。石油随之变得愈来愈重、愈稠，甚至最终成为固体沥青。

东委内瑞拉盆地奥里诺科重油带原油来自北部海相生油岩，烃类在运移过程中，轻组分烃类首先被分离，当烃类运移到浅部时，受到雨水带入的细菌降解，原油黏度及密度升高。在奥里诺科重油带，重油及油砂随着生物降解程度增加，去甲基三萜烷和菲的分布发生变化，原油和油砂遭受了严重的生物降解。该重油带特重油聚集在低于1066m的浅层油藏，在奥里诺科北缘，GreaterOficina地区南部及Temblador和Jobo地区，部分降解和严重降解的原油聚集在914～1524m之间的油藏。东委内瑞拉盆地的北部(Quiriquire，Manresa和Orocuat油田)和该盆地东北部的Quanoco地区还有一些重油和特重油聚集。石油卟啉不受地下生物降解作用的影响，而在Guanoco油砂中却发现了这些分子在地表受到破坏。因此可以推测，该地区受到了一定程度的氧化作用的影响。

油水界面附近边底水比较活跃，油水接触面大，长期缓慢的水洗作用使原油中的正构烷烃和其他石油组分被喜氧细菌消耗而逐渐变稠，甚至形成沥青。东濮凹陷文留油田文79南区4砂层组顶部黑油砂出现频率较低，而底部(为该砂层组的油水界面)黑油砂较多，可能与此有关。

4.储集条件及盖层对油砂成藏的作用

超大规模油砂通常沉积于三角洲、滨岸或河道砂中。这些砂体大多具有高孔高渗的特点，为形成大型油砂矿提供了储集空间。沉积环境主要为海相，但中国的油砂沉积环境主要为陆相。油砂含油性的好坏与岩性关系密切，含油率较高的油砂岩性主要是细砂岩、中细砂岩。

另外，致密盖层及局部构造遮挡作用形成了油砂富集区带，必要的保存条件减缓了烃类的进一步氧化。区域性盖层阻碍了油气的纵向运移，使烃类在古三角洲与河道砂体中发生横侧向运移。据前人研究，世界上几大重要油砂矿区域都存在区域性的盖层(例如，西加拿大的科罗拉多组，东委内瑞拉的Freites构造，或者梅尔维尔岛的侏罗系地层)。

以加拿大阿尔伯达油砂储集条件为例。阿尔伯达油砂主要分布于两类层系之中，第一类是白垩系油砂矿，第二类是白垩系底不整合面之下的古生界碳酸盐岩中的重油。下白垩统Mannville地层的McMurray组和Clearwater组对油砂成矿起了关键的控制作用。McMur-ray组是Boreal海从北部开始向陆地涌入而形成的三角洲和海湾沉积。到了Clearwater沉积时期，海侵已遍布全区，形成了海相泥岩，局部地区沉积了滨岸砂岩。以阿萨巴斯卡油砂矿为例，McMurray组底部为不整合面烃类运移通道，并且不整合面下部为严重岩溶化的泥盆系碳酸盐岩也为烃类运移的重要通道。McMurray本身分为上、中、下三段。下段5～10m厚，底部为向上粒度变细的河道砂体，顶部为薄层状的页岩和碳质页岩;中段55～65m，底部为20～30m厚向上粒度变细的河道砂体，顶部为离岸页岩夹砂岩透镜体;上段分为两部分，下部为湖相、半咸海湾相和河漫滩沼泽相沉积物，上部为向上变粗的海相砂坝沉积和海绿石砂岩沉积。在McMurray组之上的Clearwater组海侵页岩沉积。位于不整合面之上的广布砂体，为油砂成矿提供了良好的储集层，区域性海侵页岩为油砂成矿提供了良好的盖层，这是阿尔伯达油砂富集成矿的关键。

5.构造对油砂成藏的控制作用

油气的运聚、散失都与构造活动密切相关。已调查的多数油砂矿为构造改造成矿。在含油气盆地演化过程中，特别是盆地回返期，盆地边缘抬升，内部隆起带形成，油气大规模运移。如果缺少盖层，油气直接向地表运聚、散失，形成油砂矿。构造活动还会破坏已有油藏，形成油气再运聚－散失成矿，或油藏抬升破坏，残留原油成矿。

西藏伦坡拉盆地在始新世末发生了一次较大的构造运动，导致牛三段沉积层普遍抬升剥蚀，并使地层产生宽缓变形。渐新世末伦坡拉盆地遭到了强烈的改造，主要表现在南北的挤压和缩短，形成了一系列压性、压扭性断裂和构造，它们大都分布于南北两带，北部达玉山推覆带，以层层叠叠的逆掩推覆断裂为特征，在推覆带上部形成长轴线性背斜群，并普遍向南倒转;南部以压性、压扭性背斜为主。强烈的挤压作用，一方面使早期隐伏的红星梁正断层由张扭变成压扭，从而由早期的开启变为封闭;另一方面，在推覆带的前缘产生了一系列压性裂隙，这种裂隙在平行于主压应力方向即南北向是封闭的，而在垂直于主压应力方向即东、西向是开启的。因此，裂隙直接造成了伦坡拉盆地油气向地表运移，为地表油砂形成提供条件。渐新世末的构造运动对早期油藏还具有直接的破坏性，这就是由于挤压隆起，使早期油藏的盖层遭到强烈剥蚀，并风化形成地表油砂。