The discovery of light oil in the overlap-erosion zones of the northwestern Junggar Basin and its significance
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摘要:
含油气盆地超剥带的勘探以重质油-油砂为主。在准噶尔盆地西北缘超剥带的中生代油砂中发现了轻质油，报道了其基本特征与成藏模式，并探讨了勘探意义。结果表明，轻质油呈黄绿色荧光，与呈黄褐色荧光的重质油共生。油砂连续抽提发现，重质油充注在前（颗粒吸附烃/包裹体烃），轻质油充注在后（孔隙游离烃），油源均来自研究区玛湖凹陷下二叠统风城组，典型生标特征为Pr/Ph值小于1，伽马腊烷/C30藿烷为0.43~0.82，C20、C21、C23三环萜烷呈上升型分布。油砂无机地球化学研究发现，2期原油充注明显，形成了2期方解石胶结物，早期MnO和FeO含量在1%~1.5%之间，晚期大于1.5%。白垩纪前，风城组生源成熟油在充注过程中遭受降解，形成重质油-油砂；白垩纪至今，风城组生源高熟轻质油沿横断裂直接运移至超剥带，在断裂“纵横交叉”之处最富集。据此认为，研究区横断裂沿线是这类轻质原油勘探值得考虑的领域。超剥带的勘探可能不仅局限于传统认为的重质油-油砂，若存在有利的成藏条件，亦有可能形成轻质油气的聚集。
Abstract:The heavy oil and oil sand constitute the primary target of exploration in the overlap-erosion zones of petroliferous basins. Here the authors present the first discovery of light oil in Mesozoic oil sands in the overlap-erosion zones of the northwestern Jung-gar Basin, report the basic characteristics and accumulation model of the light oil and investigate their implications for exploration. The results show that the light oil fluoresces yellowish green light and coexists with heavy oil with dark fluorescence. Reservoir sequential extraction of oil sands shows that the heavy oil (grain adsorbed and/or inclusion oils) charged reservoir before the light oil (pore free oils) and the oil sources were both from the Lower Permian Fengcheng Formation in the Mahu sag. Representative bio-marker evidence includes Pr/Ph < 1, gammacerane/C30 hopance=0.43~0.82 and tricyclic terpanes C20 < C21 < C23. Inorganic geochemi-cal studies support this two-stage oil charging events. The MnO and FeO values of diagenetic calcites are 1%~1.5% and >1.5%, respectively. Before the Cretaceous, the Fengcheng-sourced mature oil charged to the overlap-erosion zones of the study area and was biodegraded, and formed oil sand. Since the Cretaceous, the Fengcheng-sourced highly-mature and light oil has migrated from the Mahu sag to the overlap-erosion zones of the study area along transverse faults. As a result, the light oil accumulated mostly in the cross points of reverse and transverse faults. Accordingly, the zones along transverse faults are potential for light-oil exploration. The exploration in overlap-erosion zones of petroliferous basins might not be merely confined to heavy oil and oil sand. Light oil and gas could accumulate if favorable reservoir forming conditions exist.
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Keywords:
- overlap-erosion zone /
- oil sand /
- light oil /
- transverse fault /
- Mahu sag
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1. 大洋板块地层的概念
大洋板块地层的英文全称为Ocean Plate Stratigraphy，缩写为OPS，由日本地质学家Isozaki在1990年首先提出来[1]。Wakita等[2]认为，OPS除在洋壳基底之上形成的各种建造外，还应包括陆缘海盆地沉积。Kusky等[3]认为，OPS是在大洋板块从洋中脊到海沟运移过程中形成的一套岩石组合，包括蛇绿岩残片、洋岛海山岩石组合、洋内弧火山岩、含铁锰结核的远洋泥硅质岩、海沟相滑塌堆积、斜坡相浊积岩、超高压高压变质岩岩片(块)等，在构造特征上强烈变形，使基质具有强烈透入性面理化的非史密斯地层，在剖面上呈现叠瓦构造(图 1) [3]。张克信等[4]认为，外国学者提出的OPS中缺少了裂离的陆壳碎块，并将OPS的范围扩大化，认为活动陆缘也应划归OPS范畴。笔者认为，应该按照Kusky等[3]的定义，简言之，OPS就是在大洋板块运动中形成的一套无序岩石组合，其主要组分是洋壳残片(蛇绿岩组分残片)、洋岛海山岩石组合、含铁锰泥硅质岩、远洋放射虫硅质岩、深海远洋浊积岩、海沟相滑塌堆积、斜坡相浊积岩、超高压高压变质岩岩片(块)、裂离陆壳残块等，在构造上遭受强烈的透入性面理化，并重新定向。实际上，就是常称的“俯冲增生杂岩”，或“俯冲增生楔”。
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图 1 大洋板块地层(OPS)形成环境、物质组成及构造特征示意图[3]A—大洋板块地层(OPS)物质组成随大洋板块从洋中脊向海沟俯冲带运移及时间的变迁而变化，右侧表示增生楔中的叠瓦构造和强烈变形；B—大洋板块地层各种组成物质的形成环境、构造特征及形成的动力学条件Figure 1. A model showing formation environment, components and structural features of OPS2. 大洋板块地层形成的构造环境
OPS主要形成于以大洋岩石圈为基底的大洋盆地环境，不包括活动陆缘环境，因为活动陆缘各类火山-沉积的基底是大陆岩石圈或减薄的大陆岩石圈或陆壳；海沟是二者的界线，沿海沟大洋岩石圈板块向大陆岩石圈板块之下俯冲。海沟是大洋岩石圈消亡之处，也是大洋岩石圈之上的各类火山-沉积建造，包括部分洋壳被拆离刮剥之处，是OPS最终形成的环境(图 2)。由此可见，OPS形成的具体构造环境应包括大洋中脊及其下伏的岩浆房、洋底高原(或远洋深海环境)、洋岛海山、海沟和海沟斜坡。裂离的陆壳碎块在超大陆裂离过程中存在于洋盆中，其上可能有少量浅海碳酸盐岩沉积。
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图 2 大洋板块地层形成环境及物质组成示意图Figure 2. A model showing formation environment and components of OPS3. 大洋板块地层的物质组成
由于形成的具体构造环境不同，因此，OPS的物质组成或岩石组合也不相同，概述如下。
3.1 洋中脊环境(包括洋中脊之下的岩浆房)形成的岩石组合
各种不同类型的蛇绿岩，最主要的是MOR(洋中脊)型蛇绿岩和SSZ (俯冲带)型蛇绿岩，是洋中脊环境形成的主要岩石组合。
MOR型蛇绿岩由尖晶石二辉橄榄岩、方辉橄榄岩、超镁铁质堆晶岩、镁铁质堆晶岩、镁铁质岩墙、玄武岩及其上的放射虫硅质岩或碳酸盐岩组成；在镁铁质堆晶岩中橄长岩和长橄岩是不可缺少的组分，也是MOR型蛇绿岩的主要岩石学特征。在此类蛇绿岩中常有大洋斜长花岗岩以岩床或岩墙形式出现在堆晶岩中。洋中脊玄武岩以低钾和斑晶组合中普通辉石为唯一的辉石，以及2个世代的橄榄石区别于岛弧、洋岛和大陆环境的拉斑玄武岩。
SSZ型蛇绿岩在组成中没有尖晶石二辉橄榄岩和镁铁质堆晶岩中的长橄岩和橄长岩。玄武岩一般为岛弧玄武岩(IAB)。SSZ型蛇绿岩生于弧后扩张环境，弧后洋盆也有俯冲作用，形成自己的大洋板块地层(OPS)。如北祁连走廊弧后洋盆，沿九个泉—寺大隆一带俯冲，形成含低级蓝闪石片岩的大洋板块地层，其中含有远洋硅泥质岩、蛇绿岩、洋内弧玻安岩等。此外还有CM型(大陆边缘型)、P型(地幔热柱型)和VA型(火山弧型)蛇绿岩(图 3)。CM型蛇绿岩的岩石组合为蛇纹石化橄榄岩+蛇纹石化角砾岩(或蛇纹石碳酸盐岩) +辉绿岩墙+橄榄辉长岩+枕状熔岩+硅质岩。P型蛇绿岩的岩石组合为亏损的地幔橄榄岩+辉长岩+超镁铁质岩墙+块状熔岩+角砾岩+玄武岩。VA型蛇绿岩的岩石组合为强烈亏损的地幔橄榄岩+辉石岩+辉长岩+玄武岩+安山岩+流纹岩+火山碎屑岩+花岗闪长岩+英云闪长岩。
上述3种蛇绿岩岩石组合，除P型蛇绿岩外，其余2种类型因与俯冲作用无关，不属于OPS范畴的岩石组合。
3.2 洋岛海山岩石组合
通过图 4可以了解洋岛海山环境及其各个部位的岩石组合，以及整个洋岛海山的岩石组合。在阐述洋岛海山环境所形成的岩石组合之前，必须掌握鉴别洋岛海山的标准[3]岩石组合：玄武岩+礁灰岩(前寒武纪为碳酸盐岩)(图版Ⅰ-A)。①洋岛海山相斜坡沉积角砾岩(图版Ⅰ-B)及同沉积“Z”形褶皱，这套斜坡相沉积在厚度上变化大。②洋岛海山岩石组合常与深水远洋浊积岩、蛇绿岩及超高压高压岩石伴生，并遭受强烈变形，重新定向。③海山玄武岩在岩石地球化学特征上显示高TiO2(大于1.5%)，中到高的轻稀土元素和重稀土元素特征，富Nb，Nb/Lapm＞1，Nb/Thpm＞1。在同一地幔柱(地幔热点)形成的海山链中，可以出现不同时代的海山，晚期的海山较早期的更富不相容元素。
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图 4 洋岛海山形成环境及物质组成示意图[3]Figure 4. Sketch map showing formation environment and components of oceanic island and sea mountain![]()
图版ⅠA—甘肃省北山地区牛圈子一带洋岛海山碳酸盐岩+火山岩组合(张克信提供, 2014年)；B—甘肃省牛圈子一带的海山斜坡相角砾岩(张克信提供, 2014)；C—湖北大洪山地区和白云岩共生的玄武岩(图片左上角为白云岩)；D—湖北大洪山地区具有细微层理的玄武质凝灰岩；E—云南景洪一带沿澜沧江一带俯冲增生杂岩带中的含铁锰结核泥硅质岩(图片中褐色者为铁锰结核)；F—云南景洪一带沿澜沧江一带俯冲增生杂岩带中的远洋深水浊积岩图版Ⅰ.根据上述鉴别标准，可以识别洋岛海山形成的岩石组合。洋岛海山形成的主要岩石组合是玄武岩+礁灰岩，在前寒武纪碳酸盐岩取代了礁灰岩的位置，主要形成于洋岛海山的主体部位。在洋岛海山的斜坡上，形成碎屑灰岩及海山斜坡相角砾岩，此类角砾岩的组成，以灰岩角砾为主，其中有少量的玄武岩角砾。此外，还有远洋泥硅质岩参与其中。在洋岛海山的斜坡坡底，实际上是洋底高原，其上形成的沉积以远洋放射虫硅质岩为主，其上有少量凝灰岩及浊流形成的砂岩。
由此可见，洋岛海山环境所形成的岩石组合以玄武岩+礁灰岩为主，其次有海山相角砾岩和少量的放射虫硅质岩及由洋流所形成的深水浊积岩。前寒武纪洋岛海山岩石组合中的礁灰岩则被碳酸盐岩所取代。
图版Ⅰ-A展示了甘肃北山牛圈子一带的洋岛海山岩石组合，碳酸盐岩+火山岩。图版Ⅰ-B展示了该地区特有的海山斜坡相角砾岩，其特征是在以碳酸盐岩角砾为主的角砾岩中含有火山岩角砾。该角砾岩是在海山斜坡上形成的。图版Ⅰ-C展示了湖北大洪山地区碳酸盐岩岩块构造卷入到玄武岩中，可能属于解体的洋岛海山组合。
甘肃省肃南县熬油沟一带可能存在前寒武纪洋岛海山岩石组合(图 5)，在熬油沟内大面积出露白云岩和玄武岩组合，除此之外，没有陆源碎屑沉积。此类俯冲增生杂岩可能经历了后期的构造改造，其构造形式较复杂。
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图 5 甘肃省肃南县熬油沟剖面[6]Q—第四系松散沉积物；CP—石炭系-二叠系；O1-2—下中奥陶统；Pz2—中元古代朱龙关群；g—辉长岩；ophi.M—蛇绿混杂岩。1—石炭纪-二叠纪灰岩+钙质砂岩；2—硅质岩；3—白云质大理岩；4—枕状熔岩；5—强透入性面理化凝灰质碎屑岩类及凝灰岩；6—基性火山岩；7—蛇绿混杂岩；8—辉长辉绿岩；9—断层(箭头示断裂上盘运动方向，虚线为推测部分)Figure 5. Profile along the Aoyougou creek of Su' nan County, Gansu Province3.3 洋底高原形成的岩石组合
洋底高原形成的岩石组合主要是放射虫硅质岩+含锰结核的硅泥质岩+远洋深水浊积岩。图版Ⅰ-D展示湖北大洪山地区具有细微层理的玄武质凝灰岩，形成于靠近洋岛海山的洋底高原环境。图版Ⅰ-E展示云南景洪沿澜沧江一带俯冲增生杂岩中的含铁锰结核的硅质岩，形成于洋底高原环境。图版Ⅰ-F展示云南景洪沿澜沧江一带俯冲增生杂岩带中的远洋深水浊积岩，同样形成于洋底高原环境。
3.4 海沟相滑塌堆积的岩石组合
海沟相滑塌堆积形成于海沟环境，在强烈面理化的泥硅质基质及凝灰质基质中包含大小不等的滑块，滑块的岩石类型有大理岩、变质砾岩、硅质岩等(图 6)，以蓝闪石片岩为基质的海沟相滑塌堆积表明，清水沟一带的海沟相滑塌堆积也经历了深俯冲作用，富含镁铁质火山凝灰物质的基质发生了高压变质，形成以蓝闪石+绿帘石为主的蓝闪石片岩。
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3.5 俯冲带折返的超高压高压岩石组合
有学者认为，大洋岩石圈的深俯冲必然导致大陆岩石圈的深俯冲，超高压变质岩(即含有柯石英和金红石的榴辉岩)应该是大陆岩石圈深俯冲的产物；更何况大别和苏北超深钻揭示的超高压变质岩都赋存在花岗质片麻岩中或大理岩中，而不是斜长角闪质片麻岩中，超高压变质岩的围岩属于大陆岩石圈的物质组成，这就为大陆岩石圈深俯冲提供了又一佐证。李荣社等[7]在最近的项目成果研究报告中指出，柴北缘和阿尔金超高压高压变质岩带都存在大陆岩石圈俯冲的证据。没有超高压变质岩的俯冲增生杂岩带只是大洋岩石圈深俯冲所成。
由此可见，OPS地层根据其是否含有超高压变质岩可以划分成2类：一类是含有超高压变质岩的OPS地层。此类OPS地层是大洋岩石圈深俯冲最后导致大陆岩石圈深俯冲，因此形成超高压变质岩类，一般出现在演化跨度时间漫长的大洋盆地中。另一类是仅含有高压变质岩的OPS地层，此类OPS地层仅是大洋岩石圈俯冲及深俯冲所致。此类洋盆一般是弧后洋盆或地块之间的小型洋盆。
3.6 裂离大陆碎块的岩石组合
中国境内的OPS地层(或俯冲增生杂岩)都不同程度地含有裂离的大陆地壳的残块。例如班公湖-双湖-怒江、柴北缘、北祁连及额尔齐斯俯冲增生杂岩带中都含有裂离的陆壳碎块。这些裂离的陆壳残块都是变质岩，其岩石组合一般为长英质片麻岩、斜长角闪质片麻岩，或高绿泥石相变质岩类。一般都发生过多期变质变形作用。
3.7 大洋岩石圈俯冲过程中卷入的构造岩片的类型及其岩石组合
大洋岩石圈板块俯冲过程中，在海沟地带常常卷入有弧前或岛弧的碎块或碎片。弧前盆地中的含凝灰物质的浊流沉积、碳酸盐岩、岛弧火山岩、火山碎屑岩都可以成为构造岩片或构造岩块卷进俯冲增生杂岩中，成为OPS地层的组成部分。
岛弧火山岩从初始岛弧的高镁安山岩、高镁安山岩+拉班玄武岩，中期岛弧以安山岩为主的岩石组合，到晚期以英安岩+流纹岩为主的组合，一直到含有白榴石的橄榄玄武岩组合，似乎都可以成为构造岩片出现在俯冲增生杂岩中，成为OPS地层的一部分。
4. 大洋板块地层的构造特征
伴随大洋岩石圈的俯冲，在大洋盆地各种不同环境形成的各种类型的地层在海沟俯冲带发生拆离，形成以断裂分割的构造岩片的堆积。岩片构造叠置的空间配置关系是时代老的在上，新的在下。如果此后俯冲增生杂岩折返到地表，则成为逆冲叠瓦构造。如青海祁连县玉石沟剖面显示出典型的倒转叠瓦构造(图 7)。
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图 7 青海省祁连县玉石沟奥陶纪蛇绿岩剖面倒转叠瓦构造特征[6]CP—石炭系-二叠系；Ⅰ—枕状熔岩及少量火山凝灰岩；Ⅱ—镁铁质及超镁铁质堆晶岩(超镁铁质堆晶岩构造上覆于镁铁质堆晶岩之上)；Ⅲ—地幔橄榄岩类；Ⅳ—含球接子的寒武纪钙泥质岩；d—韧性剪切带。1—未卷入倒转叠瓦构造的地层；2—倒转褶皱；3—一般褶皱；4—韧性剪切带；5—倒转产状；6—逆冲断层；7—逆掩推覆构造(虚线为推测部分)Figure 7. Sketch map showing overturned imblication in profile along the Yushigou creek of Qilian County, Qinghai Province青海省祁连县清水沟剖面也显示出叠瓦构造特征(图 8)，可能也属于倒转叠瓦构造。总体上出露于剖面北端的火山岩类变质程度比南端的高。而且清水沟剖面出露的岩片组合特征可能还反映大洋岩石圈在俯冲过程中发生过向洋迁移的现象，因为出现过数个洋壳物质(超镁铁质岩及镁铁质岩)的拆离现象。不排除在折返过程中的构造错位，以及后期的构造改造。
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图 8 青海省祁连县清水沟寒武纪—奥陶纪俯冲增生杂岩剖面[6]1—第四系；2—斜长角闪片岩；3—石英钠长片岩(原岩为富钠质酸性火山岩)；4—绿泥片岩；5—海沟相滑塌堆积；6—含蓝闪石的绿泥片岩；7—蓝闪石片岩；8—层面上有蓝闪石、红帘石的变硅质岩；9—变质岩滑块；10—富钠质火山岩及火山凝灰岩；11—辉长辉绿岩；12—蛇纹石化超镁铁质岩；13—纯橄岩；14—辉长岩；15—榴辉岩；16—逆冲断层；17—俯冲增生杂岩构造岩片编号Figure 8. The Cambrian - Ordovician subduction accretional complex in profile along the Qingshuigou creek of Qilian County, Qinghai ProvinceOPS地层系统的构造样式，宏观上是一种倒转叠瓦构造，或复式的倒转叠瓦构造，经历了折返和后期构造改造，其构造样式更趋复杂化。
平面地质填图显示，OPS地层系统的构造特征呈渔网状或网结状，不同的岩块镶嵌在强烈透入性面理化基质中。岩块的成分一般为榴辉岩、辉长辉绿岩、硅质岩或放射虫硅质岩、碳酸盐岩、二辉橄榄岩、玄武岩、大洋斜长花岗岩、高级变质岩等；基质成分则为泥硅质岩、远洋浊积岩、火山凝灰岩等。
各岩片内部的构造因岩石的物理性质不同而显示出较大的差别，能干性强的岩石一般表现为岩块，除内部组成矿物显示出定向，构成线理外，一般不显示透入性面理。能干性差的岩石几乎无所例外都遭受了强烈的透入性面理化。
5. 大洋板块地层在区域地质矿产调查中的作用
在区域地质矿产调查中正确识别OPS具有十分重要的意义。OPS或称俯冲增生杂岩是大洋板块消亡的地质记录，因此只要在野外地质调查中能够识别出OPS的存在，就可以确定这里曾经有过大洋盆地。以前研究大陆造山带是否存在板块构造，主要从蛇绿岩入手，往往忽略了OPS或俯冲增生杂岩的存在，特别是蛇绿岩不完整的俯冲增生杂岩，因此漏掉了一些大洋盆地，导致对于区域构造格架、构造演化的错误判解。这必然影响到对矿产资源的正确预测和普查。例如关于华南早古生代构造格局长期以来存在争议[4, 8-11]，究竟是陆内造山格局，还是洋陆格局？其关键就在于对OPS的鉴别和确认。2009年以来，由中国地质调查局实施的全国重要矿产资源潜力评价项目，围绕成矿地质背景对长期以来有争议的区带进行了实地调查。针对华南大地构造与成矿的关键地质背景问题，选择江绍和政和—大浦—信宜—贵子坑带进行了重点调查，肯定了OPS和与其相关的岩浆弧的存在，确认华南在早古生代存在一个以多岛弧盆系为特征的大洋盆地，这个洋盆以江绍-郴州-钦防俯冲增生杂岩带与扬子克拉通(陆块)为界，占据了整个华夏地域[10]。
众所周知，现代的大洋盆地是富含各种矿产资源的宝库，除油气资源和可燃冰外，还富含金、钒、铀、铁、锰、铬、镍、钴、铂等金属矿产资源；而OPS作为大洋盆地消亡的地质记录，除能源资源不复存在外，大多数金属矿产资源得以保留和再次富集，如金、锰、铀、铬、镍、钴、铂等。例如，北祁连的OPS或俯冲增生杂岩带是一个金、锰、铬等矿产的富集带[12]。近年来，关于油气的成因问题，除有机生油外，有些学者[13]提出无机生油，认为油气的生成，地幔气有相当大的贡献，类似工业上“费托合成油气(Fischer-Tropsch Synthesis)”的机理在成油气过程中很可能存在；例如蛇绿岩蛇纹石过程中发生“去H2作用”与沉积岩和火山岩“脱碳酸盐岩化产生的CO2”可合成碳氢化合物(烃类)。同时即便是生物地层中产生的油、气，也需要幔流热源和加氢催化合成油气(肖序常面告，2017)。从大型油气田的分布看，也存在空间上的联系，如中国的塔北油田、克拉玛依油田、柴达木北缘和南缘油气田、四川盆地油田等在空间上都伴有相当规模的俯冲增生杂岩带或OPS；中东地区世界规模的油气田与横跨欧亚的扎格罗斯俯冲增生杂岩带(或蛇绿混杂岩带)，与扎格罗斯OPS在空间上相伴随；现在的南海，除海生物发育外，很可能因为存在扩张洋脊，造成油气资源和天然气水合物(可燃冰)的大规模富集。因此，在寻找油气资源过程中，应该考虑OPS的历史贡献和现今空间位置与油气的关系。
6. 讨论与小结
大洋板块地层(OPS)一词最初由日本学者在1990年提出，国外学者对此表示赞同，并对其含义不断进行规范，以Kusky等[3]的定义较完善。Kusky等[3]认为，OPS是大洋板块在从洋中脊到海沟运移过程中形成的一套岩石组合，这套岩石组合包括蛇绿岩残片、洋岛海山岩石组合、洋内弧火山岩、含铁锰结核的远洋泥硅质岩、海沟相滑塌堆积、斜坡相浊积岩、超高压高压变质岩岩片(块)等，在构造特征上强烈变形，基质具有强烈透入性面理化的非史密斯地层，在剖面上呈叠瓦构造[3]。简言之，OPS是形成于大洋盆地环境不同背景条件下的各类岩石组合，通过大洋岩石圈的俯冲作用被构造叠置在一起的一套非史密斯地层系统。
张克信等[4]认为，OPS中应该包含裂离的大陆地壳碎块，因为OPS是通过大洋岩石圈板块在海沟俯冲带的俯冲作用最终形成的一套非史密斯地层，大洋是超大陆裂离作用所造成的具有洋壳基底的大型沉积盆地，其中不乏大陆裂离的碎块，也就是陆壳碎块，在大洋岩石圈俯冲作用过程中这些陆壳碎块必然卷入到OPS中，成为OPS的组成部分；其次在大洋岩石圈的俯冲作用过程中同样会构造卷入弧前、甚至岛弧的物质成分，例如安山质火山岩、弧前火山凝灰岩、弧前盆地中的碳酸盐岩等，所有这些都成为OPS的组成部分[4]。由此可见，OPS不能简单地归结为：从洋中脊到海沟运移过程中形成的一套岩石组合，而是大洋盆地中各类沉积物通过大洋岩石圈的运移和俯冲作用形成的一套既包括大洋盆地各类沉积，又包括裂离的陆壳碎块、弧前及岛弧岩石组合构造岩块(片)的一套非史密斯地层；是大洋盆地沉积作用和大洋岩石圈俯冲增生作用共同造就的一种特殊的岩石构造组合。这套岩石构造组合以前称作“俯冲增生杂岩” [6, 14]。俯冲增生杂岩的组成可以分为两大部分：岩块和基质。岩块(片)一般由二辉橄榄岩、辉石岩、辉长辉绿岩、高压超高压变质岩、硅质岩、火山岩岩块、变质岩岩块等构成；而基质一般由细粒的远洋硅泥质沉积、洋底高原火山凝灰岩、深海远洋沉积的浊积岩、斜坡相浊积岩、蛇纹岩、滑石片岩等构成。按其形成的环境和类型，可以将岩块连同基质划分成：①蛇绿混杂岩，一般以蛇纹岩为基质，岩块成分为二辉橄榄岩、辉石岩、辉长辉绿岩、放射虫硅质岩、中基性火山岩、碳酸盐岩或生物碳酸盐岩。②高压超高压变质岩(带)一般以构造岩片的形式出露，也有以岩块及分散的岩片形式出露的，例如在北祁连，高压变质岩带就是以相互叠置的构造岩片形式出露的，除岩片外几乎没有基质成分，即使有，也经历了高压变质形成了蓝闪石片岩[6, 15-16]，新疆柯坪塔格的阿克苏蓝闪石片岩也是如此[17]。再如美国西海岸的佛兰西斯科混杂岩带(实际上也是俯冲增生杂岩带)，普遍经受了硬柱石化的低级高压变质作用，榴辉岩和蓝闪石片岩在佛兰西斯科混杂岩带中仅以构造岩块(片)的形式零星出露；中国柴北缘的高压超高压变质岩及阿尔金江嘎孜莎依高压超高压变质岩带中，其中的含柯石英榴辉岩、榴辉岩等也是以大小不等的岩块形式出露的，基质则是大洋盆地沉积中的各类岩石组合，其中有生物碳酸盐岩、火山岩、变质岩、硅质岩、浊积岩、石英岩等，基质则是透入性面理化的远洋泥硅质沉积或细粒的凝灰岩[7]。③狭义的俯冲增生杂岩带，指仅含有少量镁铁质及超镁铁质岩构造岩块不含高压超高压变质岩构造岩块(片)的，仅有放射虫硅质岩、生物碳酸盐岩、火山岩及远洋沉积的硅泥质沉积岩，以及形成于洋底高原的玄武质细粒凝灰岩构成的与洋壳俯冲作用有关的混杂岩，同样属于非史密斯地层。如最近在湖北大洪山地区进一步厘定为OPS的大洪山俯冲增生杂岩带。
综上所述，国外学者厘定的OPS有明显的不足之处。如果按照国外学者的定义，OPS是大洋板块从洋中脊到海沟运移过程中形成的一套岩石组合。那么这个概念就漏掉了大洋盆地中尚存在裂离的陆壳碎块，忽略了大洋岩石圈的俯冲作用及沿海沟俯冲带高压超高压变质岩的折返作用对形成OPS的重要作用；也就无从谈起OPS中在俯冲作用过程中于海沟地带的构造卷入作用，使不是形成于大洋盆地的高压超高压变质岩、弧前及岛弧岩石组合也卷入OPS中。
严格来说，“俯冲增生杂岩”的含义较“OPS”或“大洋板块地层”全面、确切。首先，在术语上“地层”并不等同于“杂岩”，杂岩较地层更确切；“俯冲增生杂岩”既强调了大洋岩石圈板块的俯冲作用(其中涵盖了大洋岩石圈板块自洋中脊开始向海沟方向的运移和沿海沟带的俯冲作用)，也强调了沿海沟俯冲带高压超高压岩石的折返作用，以及由上述作用共同造就的俯冲增生杂岩的物质组成；俯冲增生杂岩不仅是大洋盆地沉积物的构造叠置，而且有非大洋盆地沉积物(弧前、岛弧及俯冲带深部高压超高压变质岩)的构造卷入。
致谢: 野外工作得到中石油新疆油田公司实验检测研究院师天明高级工程师与西南石油大学胡广老师的帮助与指导，审稿专家和成都地质调查中心付修根老师对文章提出宝贵的修改意见，在此一并致谢。 -
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图 1 准噶尔盆地西北缘地质构造及油砂分布
（据参考文献①修改）
Figure 1. Geological structures and distribution of oil sands in the northwestern Junggar Basin
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图版Ⅰ
a.含油砂岩（DZLG）；b.沥青砂岩（WEH）；c.黄绿色荧光的高熟轻质油（DZLG）；d.黄绿色荧光的高熟轻质油与黄褐色荧光的降解油（WEH）；e.半风化环带状方解石胶结物（DZLG）（黄线为图 4中的测试线）；f.风化环带状方解石胶结物（WEH）
图版Ⅰ.
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图 2 油砂连续抽提物的生物标志物色谱图（代号含义见正文）
a—含油砂岩游离烃气相色谱图（DZLG）；b—含油砂岩包裹体烃气相色谱图（DZLG）；c—沥青砂岩游离烃气相色谱图（WEH）；d—沥青砂岩包裹体烃气相色谱图（WEH）；e—含油砂岩游离烃m/z191质量色谱图（DZLG）；f—含油砂岩包裹体烃m/z191质量色谱图（DZLG）；g—沥青砂岩游离烃m/z191质量色谱图（WEH）；h—沥青砂岩包裹体烃m/z191质量色谱图（WEH）
Figure 2. Biomarker chromatograms of sequential extraction of oil sands
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图 3 油砂样品DZLG的方解石胶结物FeO、MnO含量分布
Figure 3. Content distribution of FeO and MnO in calcite cement in oil sand sample DZLG
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图 4 油砂样品DZLG的方解石胶结物电子探针线分析
Figure 4. Electron microprobe analyses of calcite cement in oil sand sample DZLG
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图 5 准噶尔盆地西北缘超剥带轻质油成藏模式
C—石炭系；P—二叠系；T—三叠系；J—侏罗系；K—白垩系
Figure 5. Accumulation model of light oil in the overlap-erosion zones of the northwestern Junggar Basin
表 1 油砂连续抽提物饱和烃气相色谱数据
Table 1 Gas chromatography data of saturated hydrocarbons in sequential extraction of oil sands
烃类 样品号 碳数分布 主峰碳 ∑C21-/∑C22+ OEP CPI Pr/Ph Pr/nC17 Ph/nC18 孔隙游离烃 DZLG nC15~nC36 nC18 0.53 1.33 1.20 0.66 0.56 0.60 HSL nC15~nC37 nC29 0.35 1.19 1.18 0.80 0.48 0.41 KLMY nC14~nC41 nC18 0.30 0.81 1.14 0.92 0.48 0.34 WEH nC15~nC36 nC18 0.27 1.34 1.20 0.86 0.52 0.42 颗粒吸
附烃/包
裹体烃DZLG nC15~nC35 nC20 0.70 0.97 1.43 0.68 0.58 0.69 HSL nC15~nC35 nC29 0.30 1.09 1.09 0.78 0.57 0.68 KLMY nC14~nC35 nC25 0.24 1.17 1.12 0.80 0.60 0.72 WEH nC16~nC35 nC29 0.61 1.20 1.21 0.72 0.49 0.56 
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表 2 油砂连续抽提物萜烷和甾烷类分析数据
Table 2 Terpane and sterane parameters of sequential extraction of oil sands
烃类 样品号 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 孔隙游离烃 DZLG 0.86 0.76 0.02 0.44 0.30 0.97 0.51 0.54 HSL 0.61 0.79 0.04 0.47 0.30 0.94 0.47 0.50 KLMY 0.73 0.73 0.05 0.43 0.33 0.93 0.58 0.66 WEH 0.36 0.14 0.03 0.82 0.23 0.96 0.50 0.52 颗粒吸附烃/包裹体烃 DZLG 0.45 0.40 0.07 0.52 0.84 0.73 0.48 0.49 HSL 0.77 0.79 0.05 0.53 0.87 0.75 0.49 0.50 KLMY 0.68 0.59 0.06 0.57 0.83 0.78 0.49 0.48 WEH 0.61 0.47 0.03 0.57 0.88 0.77 0.49 0.49 注：R1=C20-三环萜烷/C21-三环萜烷；R2=C21-三环萜烷/C23-三环萜烷；R3=Ts/Tm；R4=伽马腊烷/C30藿烷；R5= ααα C27-20R/ ααα C28-20R；R6= ααα C28-20R/ ααα C29-20R；R7=C29甾烷20S /(20S+20R)；R8= C29甾烷ααα /（αββ + αββ）
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贾承造, 何登发, 雷振宇, 等.前陆冲断带油气勘探[M].北京:石油工业出版社, 2000. 何登发, 贾承造.冲断构造与油气聚集[J].石油勘探与开发, 2005, 32(2):55-62. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKYK20050200D.htm 宋岩, 方世虎, 赵孟军, 等.前陆盆地冲断带构造分段特征及其对油气成藏的控制作用[J].地学前缘, 2005, 12(3):31-38. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200503004.htm 赵传鹏, 罗良, 漆家福, 等.山前带地质及油气成藏特征探讨[J].现代地质, 2013, 27(5):1033-1040. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XDDZ201305005.htm 康晏, 乔俊, 刘军锷, 等.盆缘超剥带成藏规律分析——以坨154块为例[J].西部探矿工程, 2011, (12):95-102. doi: 10.3969/j.issn.1004-5716.2011.12.037 宋明水, 赵乐强, 龚亚军, 等.准噶尔盆地西北缘超剥带圈闭含油性量化评价[J].石油学报, 2016, 37(1):64-71. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYXB201601006.htm 臧春艳, 单玄龙, 李剑, 等.准噶尔盆地西北缘中生代油砂分布特征及开发前景[J].世界地质, 2006, 25(1):49-53. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SJDZ200601009.htm 梁峰, 刘人和, 拜文华, 等.风城地区白垩系沉积特征及油砂成矿富集规律[J].大庆石油学院学报, 2010, 34(4):35-39. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQSY201004008.htm 王祝彬, 肖渊甫, 孙燕, 等.准噶尔风城油砂矿床成矿模式及主控因素分析[J].金属矿山, 2010, (4):114-117. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-JSKS201004033.htm 郝玉鸿, 张银德, 周文, 等.准噶尔盆地西北缘风城油砂分布特征及成矿条件[J].物探化探计算技术, 2013, 35(6):675-682. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-WTHT201306008.htm 阿布力米提, 曹剑, 陈静, 等.准噶尔盆地玛湖凹陷高成熟油气成因与分布[J].新疆石油地质, 2015, 36(4):379-384. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJSD201504002.htm 张鸾沣, 雷德文, 唐勇, 等.准噶尔盆地玛湖凹陷深层油气流体相态研究[J].地质学报, 2015, 89(5):957-969. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201505010.htm 吴庆福.哈萨克斯坦板块准噶尔盆地板片演化讨论[J].新疆石油地质, 1985, 6(1):1-7. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-XJSD198501001.htm 肖序常, 汤耀庆, 冯益民, 等.新疆北部及其邻区大地构造[M].北京:地质出版社, 1992. 赵白.准噶尔盆地的形成与演化[J].新疆石油地质, 1992, 13(2):191-196. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJSD199302002.htm 张义杰. 新疆准噶尔盆地断裂控油气规律研究[D]. 中国石油大学 (北京) 博士学位论文, 2002. 隋风贵.准噶尔盆地西北缘构造演化及其与油气成藏的关系[J].地质学报, 2015, 89(4):779-793. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201504010.htm 张恺, 罗志立, 张清, 等.中国含油气盆地的划分与远景[J].石油学报, 1980, (4):5-22. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DGYK198702005.htm 李德生.中国含油气盆地的构造类型[J].石油学报, 1982, (3):1-11. doi: 10.7623/syxb198203001 陈发景, 汪新文, 汪新伟.准噶尔盆地的原型与构造演化[J].地学前缘, 2005, 12(3):77-89. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200503012.htm 何登发, 贾承造, 周新源, 等.多旋回叠合盆地构造控油原理[J].石油学报, 2005, 26(3):1-9. doi: 10.7623/syxb200503001 张朝军, 何登发, 吴晓智, 等.准噶尔多旋回叠合盆地的形成与演化[J].石油地质, 2006, (1):47-58. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KTSY200601007.htm 庞雄奇, 周新源, 姜振学, 等.叠合盆地油气藏形成演化与预测评价[J].地质学报, 2012, 86(1):1-101. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201201003.htm 李玮, 胡健民, 瞿洪杰, 等.准噶尔盆地西北缘中生代盆地边界讨论[J].西北大学学报, 2009, 39(5):821-830. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XBDZ200905027.htm 陈石, 郭召杰, 漆家福, 等.准噶尔盆地西北缘三期走滑构造及其油气意义[J].石油与天然气地质, 2016, 37(3):322-331. doi: 10.11743/ogg20160304 邵雨, 汪仁富, 张越迁, 等.准噶尔盆地西北缘走滑构造与油气勘探[J].石油学报, 2011, 32(6):976-984. doi: 10.7623/syxb201106007 沈扬, 林会喜, 赵乐强, 等.准噶尔盆地西北缘超剥带油气运聚特征与成藏模式[J].新疆石油地质, 2015, 36(5):505-509. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XJSD201505002.htm 叶松, 张文准, 张志坚, 等.有机包裹体荧光显微分析技术简介[J].地质科技情报, 1998, 17(2):76-80. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKQ802.014.htm 刘文斌, 姚素平, 胡文蠧, 等.流体包裹体的研究方法及应用[J].新疆石油地质, 2003, 24(3):264-267. http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW201410015026.htm 胡文瑄, 金之钧, 张义杰, 等.油气幕式成藏的矿物学和地球化学记录——以准噶尔盆地西北缘油藏为例[J].石油与天然气地质, 2006, 27(4):442-450. doi: 10.11743/ogg20060402 Jin Z J, Cao J, Hu W X, et al. Episodic petroleum fluid migration in fault zones of the northwestern Junggar Basin (northwest China):Evidence from hydrocarbon-bearing zoned calcite cement[J]. AAPG Bulletin, 2008, 92(5):1225-1243. https://www.researchgate.net/publication/249897983_Episodic_petroleum_fluid_migration_in_fault_zones_of_the_northwestern_Junggar_Basin_nortwest_China_Evidence_from_hydrocarbon-bearing_zoned_calcite_cement
郝芳, 邹华耀, 杨旭升, 等.油气幕式成藏及其驱动机制和识别标志[J].地质科学, 2003, 38(3):413-424. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKX200303017.htm Karlsen D A, Nedkvitne T, Larter S R, et al. Hydrocarbon composition of authigenic inclusions:application to elucidation of petro-leum reservoir filling history[J]. Geochimica et Cosmochimica Ac-ta, 1993, 57:3641-3659. doi: 10.1016/0016-7037(93)90146-N
Pan C C, Yang J Q, Fu J M, et al. Molecular correlation of free oil& inclusion oil of reservoir rocks in the Junggar Basin, China[J]. Organic Geochemistry, 2003, 34:357-374. doi: 10.1016/S0146-6380(02)00238-3
曹剑, 胡文瑄, 姚素平, 等.准噶尔盆地西北缘油气成藏演化的包裹体地球化学研究[J].地质论评, 2006, 52(5):700-706. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP200605023.htm Brooks J D, Gould K, Smith J W. Isoprenoid hydrocarbons in coal and petroleum[J]. Nature, 1969, 222(5):90. https://www.researchgate.net/publication/232782580_Isoprenoid_Hydrocarbons_in_Coal_and_Petroleum
Powell T G, Mckirdy D M. Relationship between ratio of pristane to phytane, crude oil composition and geological environment in Australia[J]. Nature, 1973, 243(124):37-39. https://www.researchgate.net/publication/232801496_Relationship_between_Ratio_of_Pristane_to_Phytane_Crude_Oil_Composition_and_Geological_Environment_in_Australia
Didyk B M, Simoneit B R T, Brassell S C, et al. Organic geo-chemical indicators of palaeoenvironmental conditions of sedimen-tation[J]. Nature, 1978, 272:216-222. doi: 10.1038/272216a0
Boudou J P, Duran B, Oudin J L. Diagenetic trends of a Tertiary low-rank coal series[J]. Geochimica et Cosmochem Acta, 1984, 48:2005-2010. doi: 10.1016/0016-7037(84)90381-8
Koopmans M P, Koster J, Kaam-Peters HME. Diagenetic and Cata-genetia products of isorenieratene:Molecular indicators for photic zone anoxia[J]. Geochimica et Cosmochem Acta, 1996, 60:67-96. https://dspace.library.uu.nl/bitstream/handle/1874/4280/2072.pdf?sequence=2
苗建宇, 周立发, 邓昆, 等.新疆北部中二叠统烃源岩有机质与沉积环境的关系[J].地球化学, 2004, 33(6):551-559. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQHX200406001.htm 陈建平, 王绪龙, 邓春萍, 等.准噶尔盆地烃源岩与原油地球化学特征[J].地质学报, 2016, 90(1):37-67. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201601003.htm 陈建平, 王绪龙, 邓春萍, 等.准噶尔盆地油气源、油气分布与油气系统[J].地质学报, 2016, 90(3):421-450. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201603002.htm 曹剑, 胡文瑄, 姚素平, 等.准噶尔盆地储层中的锰元素及其原油运移示踪作用[J].石油学报, 2009, 30(5):705-710. doi: 10.7623/syxb200905012 何登发, 尹成, 杜社宽, 等.前陆冲断带构造分段特征-以准噶尔盆地西北缘断裂构造带为例[J].地学前沿, 2004, 11(3):91-100. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DXQY200403013.htm 陶国亮, 胡文瑄, 张义杰, 等.准噶尔盆地西北缘北西向横断裂与油气成藏[J].石油学报, 2006, 27(4):23-28. doi: 10.7623/syxb200604006 吴孔友, 瞿建华, 王鹤年.准噶尔盆地大侏罗沟断层走滑特征、形成机制及控藏作用[J].中国石油大学学报, 2014, 3(5):41-47. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SYDX201405007.htm 朱光, 谢成龙, 刘国生, 等. 达尔布特断裂形成与演化特征研究. 中石化胜利油田公司内部科研报告. 2013.
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