泥底辟/ 泥火山等特殊地质体形成演化与油气及天然气水合物等矿产资源的成矿成藏均存在密切的成因联系，不仅是揭示地球深部构造运动的窗口和地球深部流体活动特点的表征，也是指示油气及其他矿产资源存在与分布的重要标志和指示，故具有非常重要地球科学意义和油气地质意义。

▲泥底辟/ 泥火山初步划分与分类(据Kholodov，2002)

以中国科学院大学岗位教授何家雄先生等为首的油气地质及海洋地质研究团队，自20世纪80 年代始即开展了泥底辟形成演化与油气运聚成藏的分析研究工作，曾完成多个中海油科技攻关研究项目，并通过了国家及部级鉴定验收，并获“总体国内领先，部分国际先进” 的好评。发表过多篇有关泥底辟形成演化与油气运聚成藏及其资源效应的相关论文。

何家雄教授通过三十多年来在南海北部的油气勘探实践与研究，获得了丰富的油气地质及海洋地质调查资料和重要的油气地质综合研究成果，而且对南海北部泥底辟/ 泥火山等特殊地质体形成演化机理及动力学特点，尤其是与油气及水合物成矿成藏的系统分析研究等仍在不断深入。这次集中汇聚凝练而成的《南海北部泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及水合物成藏》 一书，既深入分析了南海北部大陆边缘主要盆地泥底辟/ 泥火山形成演化的基本地质地球物理特征，也阐明了其与常规油气及非常规油气(天然气水合物) 的运聚成藏关系和成因联系，并指出了有利油气勘探区带和天然气水合物富集区，为该区进一步的油气勘探部署及天然气水合物勘查中有利成矿区带优选等提供了指导和借鉴。

中国工程院院士

2017 年8 月23 日

《南海北部泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及水合物成藏》（何家雄等著.北京: 科学出版社，2019. 6）一书通过深入分析研究南海北部大陆边缘主要区域(莺歌海盆地、琼东南盆地南部深水区、珠江口盆地南部深水区、台西南盆地南部海域及陆缘) 泥底辟/ 泥火山发育演化特征与油气及天然气水合物的运聚成藏关系，根据含油气系统理论从烃源到含油气圈闭(油气藏) 和高压低温稳定带天然气水合物矿藏的“源-汇-聚” 成藏基本原则，综合剖析了这种特殊地质体形成演化与油气及天然气水合物运聚成藏的时空耦合配置关系，进而建立和总结不同类型泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及天然气水合物运聚成藏模式，并阐明其分布富集规律与控制影响因素。在此基础上，综合评价有利油气勘探区带和天然气水合物有利富集区，指出重要的油气及天然气水合物勘探新领域。

本书的主要成果及认识可以总结概括为如下几点:

▌(1) 通过对大量地质地球物理资料及油气勘探成果的深入分析研究，判识南海北部主要盆地及深大拗陷中泥底辟/ 泥火山发育展布规模，阐明泥底辟/ 泥火山及其伴生构造形成演化特点与分布规律。

研究表明，南海北部大陆边缘盆地泥底辟/ 泥火山主要集中分布于4个主要区域，即莺歌海盆地东南部拗陷(莺歌海拗陷) 规模巨大的中央泥底辟带、琼东南盆地南部深水区(中央拗陷带及南部拗陷带)、珠江口盆地南部深水区(珠二拗陷白云凹陷及东沙西南部)、台西南盆地南部拗陷深水区(海域及东部陆缘部分)。前3 个区域泥底辟/ 泥火山及热流体上侵活动强烈，泥底辟/ 泥火山及气烟囱等地震畸形模糊杂乱反射现象普遍，亦见有少量火山岩浆底辟；第4 个区域即台西南盆地南部拗陷深水区及东南部相邻陆缘，泥火山异常发育均喷出海底或出露陆上地表且分布普遍。总体上，南海北部泥底辟/ 泥火山形成演化及区域展布，均主要集中在盆地快速沉降沉积中心附近及构造转换带周缘和断层裂隙发育区与地层破碎薄弱带。

▲台西南盆地海域及陆地泥底辟/ 泥火山形成演化

与发育展布模式(据Sun et al. ，2010 修改)

▌(2) 根据南海北部主要盆地不同类型泥底辟/ 泥火山地质地球物理及地球化学特征，全面深入系统地分析研究泥底辟/ 泥火山形成演化特点及其控制影响因素。

南海北部泥底辟/ 泥火山和气烟囱及含气陷阱等，在二维多道地震反射剖面与地震速度谱上均具有明显的低速异常，或导致地震反射波组中断，或地震反射波畸变出现空白模糊杂乱反射的现象。而且常具有不连续、杂乱模糊反射、弱振幅或空白杂乱反射及同相轴下拉(速度下拉) 等异常地震反射特点及畸形地震反射特征。由于泥底辟/ 泥火山本质上均是饱含流体的巨厚欠压实泥页岩发生塑性流动而产生强烈底辟刺穿和上拱侵入的结果，故导致泥底辟两侧围岩及上覆地层产状均发生明显改变，因此地震剖面上其地层产状改变非常明显；气烟囱及含气陷阱本质上均属地层含气或强烈气侵所致，但其含气及气侵强烈程度及充注能量差异明显，可能造成一些假象但均不能改变原始地层产状。因此气烟囱在地震剖面上基本表现为模糊杂乱的空白反射，而含气陷阱则多为同相轴下拉的模糊反射，一般均可根据其隐隐约约的反射波组痕迹进行追踪或通过精细处理恢复原始地层产状。

▌(3) 泥底辟/ 泥火山形成演化及其展布与控制影响因素，主要取决于其内因与外因的相互作用，两者缺一不可。

南海北部主要盆地快速沉积充填的巨厚欠压实泥页岩(泥源层) 的塑性流动即底辟上侵是形成泥底辟/ 泥火山的物质基础和先决条件，属于内因；而构造应力转换带和断层裂隙活动发育带及地层破碎薄弱带等，则是泥底辟/ 泥火山形成演化及展布所必须具备的基本构造地质环境和动力学条件，即外因。两者相互作用和时空耦合配置方可导致泥底辟/ 泥火山形成与发育展布。尚须强调指出，泥底辟与泥火山成因机制相同，形成演化特征相似，控制影响因素相同。因此，泥底辟/ 泥火山形成的基本地质条件，可总结为主要是由深部密度较小快速沉积充填的高塑性巨厚欠压实泥页岩等细粒沉积物，在密度倒置的沉积动力学体系下，产生重力差异作用促使泥源物质塑性流动而强烈上侵挤入和底辟上拱，进而导致围岩及上覆地层褶皱拱起或刺穿围岩及上覆地层薄弱带或喷出海底和陆地地表而形成泥底辟/ 泥火山。其中塑性泥源层底辟喷出海底和陆地地表者为泥火山，而未能底辟刺穿喷出海底和陆地地表的则为泥底辟。

▌(4) 南海北部大陆边缘主要盆地古近系陆相断陷沉积和新近系海相拗陷沉积形成的欠压实异常高压泥页岩等细粒沉积物(底辟泥源层) 非常发育，尤其在新近纪中晚期以来快速沉降沉积的地质背景下，极易在某些地层薄弱带及断层裂隙发育区形成大量泥底辟/ 泥火山。

同时，泥底辟/ 泥火山形成演化之伴生热流体上侵活动，也往往导致所在区域大地热流场及地温梯度普遍偏高。因此，泥底辟/ 泥火山发育区这种高热流场的强热力作用不仅促进了泥源层有机质热演化生烃且能与黏土矿物演化脱水系统构成巨大高温超压潜能，进而为泥底辟/ 泥火山及其伴生构造形成与展布提供原动力，同时也为深部油气等流体大规模纵向运聚输送乃至在浅层富集成藏等，提供流体运聚输导的强大驱动力及运聚动能。

▌(5) 根据南海北部主要盆地泥底辟发育区油气勘探所获油气地球化学数据和台西南盆地东南部陆上泥火山发育区采集的泥火山伴生气、温泉气及地火气天然气样品的地球化学分析结果，综合判识确定该区泥底辟/ 泥火山伴生天然气主要以烃类气为主，伴有少量N及CO等非烃气，但部分区域局部区块(断块) 及层段CO 等非烃气异常富集。

依据天然气碳同位素及伴生稀有气体氦氩同位素分析，泥底辟/ 泥火山伴生天然气中烃类气主要为成熟-高熟热解气，并伴有少量生物成因天然气混入，其成因类型依据生源母质类型属成熟-高熟偏腐殖型混合气。莺歌海盆地泥底辟伴生烃类气主要来自新近纪海相拗陷沉积巨厚的底辟泥页岩；而泥底辟伴生的CO非烃气，则主要属壳源型岩石化学成因类型，亦有少量壳幔混合型，其气源主要来自海相拗陷沉积巨厚泥页岩(泥源层) 与泥底辟伴生高温热流的物理化学综合作用的结果。其他地区泥底辟/ 泥火山伴生天然气成因亦与莺歌海盆地类似，均主要来自泥底辟/ 泥火山热流体上侵活动与泥源层烃源岩的物理化学综合作用。

▲莺歌海盆地中央泥底辟带中深层及浅层天然气

运聚充注过程及幕式运聚成藏模式

▌(6) 泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及天然气水合物运聚成藏的地质意义在于以下几点:

①泥底辟/ 泥火山是南海北部大陆边缘主要盆地颇具特色的地震地质异常体，其形成演化过程及发育展布特点，均与油气及天然气水合物运聚成藏乃至分布富集规律等，具有密切的成因联系和时空耦合关系；

②形成泥底辟/ 泥火山的物质基础和先决条件即巨厚欠压实塑性细粒沉积物(泥页岩) 泥源层物质本身就是烃源岩，具有较大的生烃潜力，故构成了非常好的泥底辟生烃灶；

③泥底辟/ 泥火山发育演化及强烈上侵活动形成的众多底辟伴生构造圈闭及其所构成的泥底辟/ 泥火山隆起构造带，由于处在泥底辟生烃灶位置及其附近，具有“近水楼台” 的区位优势，故成为油气及水合物运聚成藏的最佳聚集场所和有利富集区；

④泥底辟/ 泥火山上侵活动导致围岩及上覆地层上拱褶皱变形，除了形成一系列伴生构造圈闭可作为油气聚集的极佳富集场所外，同时，也为油气藏含油气储集层形成发育及储集物性改善等创造了较好的构造地质环境和条件；

⑤泥底辟/ 泥火山发育演化伴生强烈的热流体上侵活动所产生的高温超压潜能，不仅促进了烃源岩有机质快速成熟生烃，而且也为深部油气大规模向浅层纵向运聚提供强大的驱动力，促使油气及其他流体源源不断地从深部向浅层具备储盖组合及圈闭的有利聚集场所运移而富集成藏或将深部烃类气源输送至深水海底浅层高压低温稳定带形成水合物；

⑥泥底辟/ 泥火山发育演化及上侵活动形成的底辟活动通道及大量伴生断层裂隙构成了非常好的油气纵向运聚网络系统，起到了连通和沟通深部油气源与浅层常规含油气构造圈闭和深水海底浅层高压低温稳定带(水合物赋存区) 等聚集场所之间的“桥梁通道” 作用，进而为深部油气大规模向浅层圈闭运聚成藏和在深水海底浅层高压低温稳定带形成天然气水合物矿藏等提供了极佳的高效运聚输导条件。

▌(7) 根据南海北部主要盆地油气地质条件和油气勘探及天然气水合物勘查成果，结合地质地球物理资料分析解释，深入分析研究琼东南盆地南部深水区、珠江口盆地白云凹陷及周缘深水区和台西南盆地南部深水区天然气水合物分布特征、气源供给方式及其成矿成藏的主控因素。

根据含油气系统理论“从烃源到圈闭中聚集成藏” 的“源-汇-聚” 基本原则，深入剖析了目前勘探所获天然气水合物成因类型及气源供给输导系统与供烃方式。在此基础上，结合不同区域具体油气地质条件和地震地质分析解释成果，综合分析研究其气源供给输导系统类型及其展布特点，总结和建立天然气水合物成矿成藏主要运聚富集模式，阐明天然气水合物成矿成藏的分布规律与主要控制影响因素。

必须强调指出，南海北部深水区天然气水合物勘查，虽然目前仅勘探发现生物气源供给原地扩散型自生自储天然气水合物成因类型及其成矿成藏模式，但根据深水区泥底辟/ 泥火山发育演化、上侵活动特点和断层裂隙等运聚通道系统的发育展布特征，以及气烟囱及浅层气显示等信息，可以综合判识确定该区尚存在深部热解气供给断层裂隙输导下生上储“渗漏型” 和热解气供给泥底辟/泥火山及气烟囱输导“渗漏型”，或者生物气与热解气混合气源供给形成的复合型天然气水合物成因成藏模式。

总之，天然气水合物成矿成藏的主控因素亦与常规油气藏一样，仍然主要取决于必须具有充足的气源供给及良好运聚输导通道系统(即气源供给运聚系统)和具有一定规模的高压低温稳定带(圈闭富集场所) 较好的时空耦合配置。

▲台西南盆地滑塌作用(a) 与泥火山活动(b) 控制

天然气水合物形成模式(据刘伯然等，2015 修改)

▌(8) 根据泥底辟/ 泥火山发育演化特征与伴生油气和天然气水合物运聚富集规律，分析阐明南海北部主要盆地泥底辟/ 泥火山伴生油气藏及天然气水合物矿藏的资源潜力与勘探前景。

基于南海北部油气勘探及天然气水合物勘查成果，预测和优选了以下几个重要的油气及天然气水合物勘探领域及战略选区，作为近期及将来获得油气勘探及天然气水合物勘查新突破、开拓新领域的优先方向，即

①莺歌海盆地中央泥底辟带中深层中新统三亚-梅山组及黄流组下部不同类型大型泥底辟伴生构造圈闭高温超压天然气勘探领域；

②琼东南盆地南部深水区中央拗陷带及南部拗陷带，尤其是中央峡谷水道砂体下部存在大型疑似泥底辟/ 泥火山活动及气烟囱异常发育的区域，应作为勘探大型深水油气田及“渗漏型” 高饱和度天然气水合物的有利勘探靶区；

③珠江口盆地白云凹陷中东部深水区疑似泥底辟及气烟囱发育区附近的构造及非构造圈闭，是勘探寻找深部深水油气与浅层天然气和深水海底浅层天然气水合物等多种资源叠置共生、复式富集的有利勘探区域，有望获得新的突破；

④珠江口盆地东沙西南部深水区天然气水合物勘查获得了高饱和度天然气水合物的重大突破，某些局部区域尤其是与泥底辟/ 泥火山发育展布存在成因联系的地区也是天然气水合物进一步勘探的有利富集区；

⑤台西南盆地南部深水区海底大型泥底辟/ 泥火山发育区是深水油气及天然气水合物勘探的有利战略选区，其中，深水海域大型泥底辟/ 泥火山发育区及其附近应是深水油气及天然气水合物勘探的重点靶区；而陆上油气地质调查发现的泥火山伴生天然气资源也具勘探开发价值，虽然目前尚存在诸多因素困扰，但仍然值得重视与关注，是有利的油气勘探远景区。

本文摘编自《南海北部泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及水合物成藏》（何家雄等著.北京: 科学出版社，2019. 6）一书“序一”“前言”，有删减，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-058753-4

责任编辑: 焦 健 韩 鹏

本书系统分析研究南海北部主要盆地泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及天然气水合物运聚成藏的基本地质条件、主要控制影响因素、泥底辟/ 泥火山形成演化与油气及天然气水合物运聚成藏的成因联系与时空耦合配置关系、不同类型泥底辟/ 泥火山伴生油气藏及天然气水合物矿藏的运聚成藏模式与分布规律等。在此基础上，综合评价其油气资源潜力与勘探前景，这在国内外尚属首次，故对南海北部油气及天然气水合物勘查评价，尤其是对于深水油气运聚成藏机制分析及天然气水合物成矿成藏机理研究等均具有重要的指导作用和参考价值。本书可供从事油气勘探及油气地质研究的相关科研人员学习参考，亦可用作高等院校研究生教材。

（本文编辑：刘四旦）

地球为你而转！

欢迎关注并设星标：赛杰奥（sci_geo）

科学出版社地球科学订阅号

传播科学，欢迎分享“在看”▼