鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化与油气勘探

鄂尔多斯盆地古生代中央古隆起形成演化对该地区构造格局和油气勘探具有重要意义.通过对古生代构造背景、地层体残余厚度、奥陶系顶面构造演化等特征分析,刻画中央古隆起在不同沉积期构造演化特点,大体分为3个演化阶段:初始演化阶段:相对独立的中央古隆起形成于中晚寒武世:发育阶段:中央古隆起在早奥陶世马家沟期反映最为明显,为隆升剥蚀...     

鄂尔多斯盆地四大古隆起演化及其油气控藏意义的差异*

鄂尔多斯盆地在地质历史上曾存在中央古隆起、乌兰格尔古隆起、渭河古隆起及乌审旗古隆起4个主要的隆起构造。作者通过沉积地层分布及构造演化过程剖析等方法,系统分析了4大古隆起构造演化的差异性及其对油气成藏控制作用的差异,并首次提出“渭河古隆起”的概念。研究表明,4大古隆起分别形成于不同的地质时代和区域构造环境,并经历了不同的演化过程: 中央古隆起形成于早古生代拉伸构造环境,在印支期发生构造反转而转化为坳陷沉降区; 乌兰格尔古隆起则是自盆地基底形成以来就已存在的长期继承性隆起,但在白垩纪及新生代发生差异隆升—沉降而分化为现今构造的不同单元; 渭河古隆起形成于白垩纪的区域挤压构造环境,也是在新生代发生差异隆升—沉降而分化为今构造的不同单元; 乌审旗古隆起是前寒武纪即已存在的古地形高地,早古生代并无进一步的发展,因而仅是在寒武纪海侵沉积时突显、奥陶纪开始沉积后即快速消隐。古隆起的控藏差异主要表现为: (1)古生代及之前形成的古隆起对盆地油气成藏多具有控相、控储及控制源—储配置等积极作用,且后期“由隆转坳”的古隆起对油气的成藏演化极为有利; (2)白垩纪以来的较晚期隆起对油气成藏总体以破坏性作用为主,尤以对古生界天然气藏的影响最为显著。     

鄂尔多斯盆地四大古隆起演化及其油气控藏意义的差异*

鄂尔多斯盆地在地质历史上曾存在中央古隆起、乌兰格尔古隆起、渭河古隆起及乌审旗古隆起4个主要的隆起构造。作者通过沉积地层分布及构造演化过程剖析等方法,系统分析了4大古隆起构造演化的差异性及其对油气成藏控制作用的差异,并首次提出“渭河古隆起”的概念。研究表明,4大古隆起分别形成于不同的地质时代和区域构造环境,并经历了不同的演化过程: 中央古隆起形成于早古生代拉伸构造环境,在印支期发生构造反转而转化为坳陷沉降区; 乌兰格尔古隆起则是自盆地基底形成以来就已存在的长期继承性隆起,但在白垩纪及新生代发生差异隆升—沉降而分化为现今构造的不同单元; 渭河古隆起形成于白垩纪的区域挤压构造环境,也是在新生代发生差异隆升—沉降而分化为今构造的不同单元; 乌审旗古隆起是前寒武纪即已存在的古地形高地,早古生代并无进一步的发展,因而仅是在寒武纪海侵沉积时突显、奥陶纪开始沉积后即快速消隐。古隆起的控藏差异主要表现为: (1)古生代及之前形成的古隆起对盆地油气成藏多具有控相、控储及控制源—储配置等积极作用,且后期“由隆转坳”的古隆起对油气的成藏演化极为有利; (2)白垩纪以来的较晚期隆起对油气成藏总体以破坏性作用为主,尤以对古生界天然气藏的影响最为显著。     

鄂尔多斯盆地基底演化及其对盖层控制作用

基底演化过程与其上覆沉积盖层的发展密切相关,因而可以通过盖层与基底的构造格局对比分析来推断基底演化的主要阶段,并进一步讨论盆地基底演化与盖层变形之间的相互作用。研究发现,鄂尔多斯盆地基底演化与自身结构和受力方式均有密切关系,同时对盖层变形有重要控制作用。早古生代在南北向洋-陆碰撞背景下,基底受自身组成结构制约在盆地内部发育了北东向隆坳相间的构造格局,晚古生代受南北向陆-陆碰撞的影响而在早期北东向展布的隆坳构造基础上叠加了南北向的中央古隆起,由于此时厚度较小,盖层的整体格局与局部形态都受控于基底的构造格局。至中生代燕山期,盆地受到了东西向挤压作用,基底内部形态基本保持不变,盆地基底边缘有明显的垂向活动,具体表现为东升西降;此时盖层发育已较为完整,因此更多地体现了相对孤立演化的特征,但其“跷跷板”式的运动总体上仍受到基底边缘升降活动的控制。     

广西宜州裂陷槽晚古生代演化与早石炭世沉积锰矿分布*

滇黔桂地区晚古生代浅水碳酸盐岩台地与深水硅泥质盆地共存的古地理格局,是在加里东期褶皱基底上发生裂陷及差异沉降而发展起来的。广西宜州—柳州一带既是晚古生代上扬子碳酸盐岩地台南缘1条重要的沉积相分界线,也是晚古生代桂中和桂北地层分区、古生代—中生代雪峰山南段构造体系和桂中坳陷构造体系的分界线。文中通过对宜山—柳州一带晚古生代地层的区域对比和成因分析,恢复了桂中宜山—柳州地区晚古生代沉积盆地的演化历史。狭长型宜州裂陷槽盆地西起丹池断裂,向东经龙头、北牙、宜州延伸至柳州。自中泥盆世开始,首先在东西两端开始裂陷下沉,至早石炭世发展成型。受北侧来自江南隆起带陆源碎屑物质充填影响,其表现为南北不对称并在早石炭世晚期被填平。在宜州裂陷槽内发育多处早石炭世沉积型碳酸锰矿,含矿地层分布、地层序列及其沉积背景明显与裂陷槽演化有关。它们既是盆地演化历史的见证,也体现了桂中地区裂陷海槽的特色,值得在后续锰矿成因研究中予以重视。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起的地质结构与成因机制

克拉通盆地内古隆起是了解板内变形机制的重要窗口,也是油气、煤、盐、铀等矿产勘查的主要对象,一直是盆地分析的热点领域。本文以鄂尔多斯盆地中央古隆起为例,利用新的高精度反射地震剖面与深探井资料,解剖古隆起的地质结构,刻画构造演化过程,探讨其形成机制。研究表明,鄂尔多斯盆地古生代隆起带发育在华北克拉通地块中西部,自伊盟—杭锦旗、乌审旗—定边,南延至镇原—正宁一带,呈“工”字形,面积达7.5×10⁴ km²以上;伊盟凸起为基底隆起,镇原隆起为多阶段、间隙性发育的剥蚀与沉积型隆起,定边凸起为沉积型隆起。它是基底分异构造格局与周缘板块构造事件共同控制的产物,为在中元古代裂陷基础上早古生代被动大陆边缘背景下发育演化的古隆起;古生代早期,邻接周缘洋盆表现为台缘隆起;石炭纪晚期—二叠纪早期,因差异升降而具陆缘隆起性质;印支晚期—燕山期以来,隐伏于天环坳陷之下埋藏沉没。鄂尔多斯盆地中央隆起带为多机制复合成因,伊盟凸起为基底强烈伸展、长期剥露剥蚀型隆起;镇原凸起为西缘断阶迁移、南缘前缘隆起叠加的复合隆起;定边凸起为断阶迁移、挤压叠加的继承性隆起。鄂尔多斯盆地中央隆起带对盆地内部的构造—沉积分异施加了重要影响,其两翼斜坡带是油气聚集的有利区带。     

鄂尔多斯地区奥陶纪构造古地理演化与沉积充填特征

鄂尔多斯地区在奥陶纪处于华北克拉通板块的西南边缘地区。由于受秦岭—祁连—贺兰三叉裂谷系开裂—聚合作用的影响,奥陶纪鄂尔多斯地区与华北克拉通已开始出现明显构造与沉积作用的分异,突出表现为奥陶纪沉积期鄂尔多斯东部大规模膏盐岩沉积层的发育。古构造分析表明鄂尔多斯地区奥陶纪总体呈现为“三隆—两坳—一古陆”的古构造分布格局;奥陶纪经历了冶里—亮甲山期的早期边部海侵、马家沟期振荡性的整体沉降海侵以及平凉—背锅山期的西南边缘快速沉陷的古地理演化过程,表现出较强的阶段性演化特征。鄂尔多斯地区奥陶纪整体的沉积充填作用具有以下重要特征:一是受中央古隆起控制、东西向沉积分异明显;二是随时代演进,早中期以内源沉积为主,晚期则以混源或陆源碎屑沉积为主;三是西南边缘沉积巨厚,是奥陶纪最为活跃的构造沉降区。     

鄂尔多斯盆地北部晚古生代物源区分析及其地质意义

从构造演化、古地理变迁、源区母岩性质、陆源碎屑组分标型特征等方面对鄂尔多斯盆地北部晚古生代物源区进行研究发现：区域上的南北隆起、中部坳陷的古地理格局决定了晚古生代鄂尔多斯盆地北部物源主要来自于北缘的阴山古陆，二叠纪呈NNE向自北而南展布的河流三角洲及古流向，反映出陆源碎屑物质主要来自北部古陆，鄂尔多斯盆地内部及其北部的结晶基底以太古界和元古界地层为主，在盆地北部基岩分布及类型具有明显的分区特征并导致了东西部地区砂岩储集体岩性的差异，物源与有利储层的发育密切相关。     

鄂尔多斯盆地燕山运动及其与油气关系

鄂尔多斯盆地是中国中西部重要的含油气盆地之一。燕山期是盆地油气运移和聚集的主要时期。通过晚中生代及其周缘地区沉积格局、构造变形、晚侏罗世—早白垩世的岩浆及热事件的分析 ,认为晚侏罗世以前盆地主要受特提斯构造域的控制 ,古太平洋板块对盆地格局的影响在晚侏罗世晚期以后才有所表现。深部地幔蠕散是盆地古地温场变化的主要原因。它不但导致了盆地地温梯度的急剧升高 ,而且还对后期盆地周缘的地壳浅层次构造变形有一定的影响 ,也是造成晚中生代山西地区与鄂尔多斯盆地差异的重要因素 ,还对油气的运移和聚集起着控制作用。综合燕山期盆地古应力场、古地温场及构造变形特点 ,可以认为燕山期构造运动对鄂尔多斯盆地的油气分布至关重要     

对中国海相盆地油气资源战略选区的思路

中国古大陆的地质构造演化、盆地性质和盆山转换过程以及资源分布，决定了我国油气勘探战略方针应为两个并举：海域区勘探和陆上区勘探同时并举；陆上区应为古生代海相盆地和陆相盆地同时并举。中国陆地上的海相油气盆地主要分布在特提斯构造域中，具克拉通基底的塔里木、鄂尔多斯和四川盆地三大海相盆地是当前我国油气资源重要勘探开发区，具有巨大的资源潜力。中国古大陆发育有两个构造层次的海相盆地，早古生代海相盆地沉积了海侵和海退序列两套烃源岩。晚古生代一早印支期的早期海侵序列以储集层为主、烃源岩次之；海平面下降期的盆地具生储双重性。油气勘探开发的实践证明，三大海相盆地在生烃、储集、成藏上具有三个共性：(1)原型盆地演化和沉积序列相同，具五个层系的烃源岩；(2)加里东构造运动形成夭折前陆盆地，造就了古隆起和构造掀斜，形成浅海深水盆和古暴露面；(3)古岩溶碳酸盐岩与上覆晚古生代海侵地层组成了储集成藏体系。     

鄂尔多斯盆地山西组沉积环境讨论及其地质启示

鄂尔多斯盆地晚古生代经历了巨大的海陆变迁,并发生多次海侵。其中,关于本溪组-太原组的陆表海沉积环境经长期研究已达成广泛共识,而对处于海陆转换关键时期的山西组沉积环境问题至今存在较大争议。鉴此,本文在前人研究基础上,根据地层与古生物、沉积构造、岩性特征、成岩作用等地质依据,结合硼元素法所计算的古盐度、Sr/Ba比值以及硼、镓、铷三元素含量关系等不同地球化学测试分析结果,对早二叠世山西期沉积环境进行了较为深入的研究。认为山西期为陆表海背景下的海陆过渡沉积演化阶段,发育大面积分布的海陆过渡三角洲体系,到下石盒子期才完全进入陆相湖盆的沉积演化阶段。通过盆地山西组东西向与南北向地球化学基干剖面的建立,呈现古盐度和Sr/Ba比值由南向北、自西向东、层位自下而上总体减小的变化趋势,于山1晚期这种差异性基本消失,表明鄂尔多斯盆地山西期由南向北、层位自下而上受海水影响的规模与范围愈来愈弱。在此基础之上,将晚古生代鄂尔多斯盆地划分为3大沉积演化阶段,并建立了该时期盆地的基准面旋回层序地层格架。该成果认识对扩展和深入鄂尔多斯盆地油气勘探具有重要指导意义。     

Temporo-spatial Coordinates of Evolution of the Ordos Basin and Its Mineralization Responses

The Ordos basin was developed from Mid-Late Triassic to Early Cretaceous, and then entered into its later reformation period since the Late Cretaceous. Its main body bears the features of an intra-cratonic basin. The basin also belongs to a multi-superposed basin which has overlapped on the large-scale basins of the Early and Late Paleozoic. Currently, Ordos basin has become a residual basin experienced reformation of various styles since the Late Cretaceous. It＇s suggested that there were at least four obvious stages of tectonic deformations existing during the basin＇s evolution, dividing the evolution and sedimentation into four stages. The prior two stages were of the most prosperous, during which the lake basin was broad, the deposition range was more than twice larger than the current residual basin, resulting in major oil- and coal-bearing strata. The two stages were separated by regional uplift fluctuations in the area. At the end of the Yan＇an Stage, the depositional interruption and erosion were lasting for a short period of time. The third one is the Mid- Jurassic Zhiluo-Anding stage, in which the sedimentation extent was still broad but the lake area was obviously reduced. In the Late Jurassic tectonic deformation was intensive. A thrust-nappe belt was formed on the basin＇s western margin while conglomerate of different thickness were accumulated within the foredeep of the eastern side. The central and eastern parts of the basin were subject to erosion and reformation. A regional framework with ＂uplift in the east and depression in the west＂ took shape in the area west of the Yellow River. In the Early Cretaceous sediments were widely distributed, unconformably overlapping the former western margin thrust belt and the ridges on the northern and southern borders. There are abundant energy resources such as oil, natural gas, coal and uranium deposits formed in Ordos Basin. The main stages of generation, mineralization and positioning of the multiple energy resources have obvious responding co     

Migration of Depocenters and Accumulation Centers and its Indication of Subsidence Centers in the Mesozoic Ordos Basin

Based on the integrated study of structure attributions and characteristics of the original basin in combination with lithology and lithofacies, sedimentary provenance analysis and thickness distribution of the Mesozoic Ordos Basin, it is demonstrated that the depocenters migrated counterclockwise from southeast to the north and then to the southwest from the Middle-Late Triassic to the Early Cretaceous. There were no unified and larger-scale accumulation centers except several small isolated accumulation centers before the Early Cretaceous. The reasons why belts of relatively thick strata were well developed in the western basin in several stages are that this area is near the west boundary of the original Ordos Basin, there was abundant sediment supply and the hydrodynamic effect was strong. Therefore, they stand for local accumulation centers. Until the Early Cretaceous, depocenters, accumulation centers and subsidence centers were superposed as an entity in the southwest part of the Ordos Basin. Up to the end of the Middle Jurassic, there still appeared a paleogeographic and paleostructural higher-in-west and lower-in-east framework in the residual basin to the west of the Yellow River. The depocenters of the Ordos Basin from the Middle–Late Triassic to the Middle Jurassic were superposed consistently. The relatively high thermal maturation of Mesozoic and Paleozoic strata in the depocenters and their neighborhood suggest active deep effects in these areas. Generally, superposition of depocenters in several periods and their consistency with high thermal evolution areas reveal the control of subsidence processes. Therefore, depocenters may represent the positions of the subsidence centers. The subsidence centers (or depocenters) are located in the south of the large-scale cratonic Ordos Basin. This is associated with flexural subsidence of the foreland, resulting from the strong convergence and orogenic activity contemporaneous with the Qinling orogeny.     

鄂尔多斯盆地中生代沉积和堆积中心迁移及其地质意义

通过对鄂尔多斯盆地中生代构造属性、原盆面貌、岩性岩相组合、物源分析和厚度分布特征等的综合研究表明,从中晚三叠世至早白垩世,盆地沉积中心由东南向北、再向西南发生逆时针迁移;在盆地西部,早白垩世沉积前没有统一或规模较大的堆积中心,仅存在孤零分布或彼此分割、规模不大的局部堆积中心。盆地西部多个时期出现的地层较厚分布区带,是该区距盆地西界较近,物源供给充足、水动力作用强所致,故代表局部堆积中心。早白垩世,沉积、堆积和沉降中心才在盆地西南部“三位一体” 叠合分布。直到中侏罗世末,在黄河之西的今盆地残留区,总体仍呈西高东低的古地理—构造格局。盆地中晚三叠世—中侏罗世各期的沉积中心在位置上大体一致,上下大部重叠;该沉积中心及近邻,古生界和中生界的热演化程度为盆地最高,显示该区深部作用较为活跃。综合分析认为,中生代各期沉积中心的叠置及其与高热演化地区的重合,反映为总体受沉降中心控制所致,可作为盆地沉降中心的代表。大型鄂尔多斯克拉通内盆地中生代各期沉积(沉降)中心在位置上偏于盆地南部,与秦岭造山带同期强烈的会聚造山活动产生的前陆挠曲沉降相关。     

华北地台西缘晚石炭世-早二叠世早期海水进退及其与聚煤作用的关系

从古元古代至晚古生代,华北地台西缘经历了坳拉槽、槽后坳和坳陷发育阶段。笔者在大区域地层对比及详细的沉积环境分析基础上,对晚古生代海水进退与聚煤作用关系作了较深入研究。结果表明：晚石炭世晚期至早二叠世早期华北地台西缘主要为潮坪和三角洲沉积发育区,在空间上沉积环境具有东西有别南北分带的特点;西部由泻湖潮坪沉积环境逐渐过渡为河控泻湖三角洲和受潮汐影响的河控滨海三角洲沉积环境;东部为潮坪沉积环境,东侧边缘还出现近山滨海平原沉积环境。研究区在晚石炭世早期-早二叠世早期发生过4次2级海水进退,其中第三、第四次海侵全区发育。早二叠世早期初的第三次2级海侵是最大的一次。最大海侵前夕晚石炭世晚期末是大区域发育厚-巨厚煤层的最好时期。泻湖三角洲平原和陆源碎屑潮上泥炭坪及泥炭沼泽是最佳的聚煤场所。     

鄂尔多斯南部上古生界泥岩突破压力测井解释及区域预测

突破压力是泥质盖层封闭性能评价的关键参数,通过岩心实测数据与测井参数的相关分析,建立了声波时差与突破压力的关系,并依据此关系研究了鄂尔多斯盆地南部地区上古生界泥岩突破压力的垂向和平面分布规律。结果表明,突破压力西高东低、北高南低,且东西向压力差异显著。中二叠世早期开始,盆地南部湖相分布广泛,沉积速率快,泥质含量高,晚三叠世—早侏罗世盆地快速沉降,上石盒子组泥岩在叠加压实过程中排液受阻,发育异常高压,突破压力总体表现较低。下石盒子组沉积期及其以前,突破压力高值沿庆阳、延安及宜川呈弧形展布,低值沿南西向分布,从上石盒子时期开始,突破压力低压值的分布方向由研究区的南西向逐渐变化为南东向,高值则由东部和东北部迁移到西部及西南部。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪—白垩纪原始面貌与古地理演化

鄂尔多斯盆地位于华北地台西部。在详细分析地层接触关系、构造界面特征、地层发育特征和连续性、盆地沉积与周边构造的关系、物源区性质、沉积体系配置与相分布、古水流样式等各种要素的基础上,重建了鄂尔多斯盆地侏罗纪至白垩纪的原始面貌,并将其演化划分为4个阶段。其中,第一阶段（早侏罗世至中侏罗世早期）和第二阶段（中侏罗世Bathonian—Callovian期）沉积盆地的范围和沉积体系的配置关系大体类似,两者最为重要的区别是前者有聚煤作用发生,后者没有煤层发育,其原因是古气候变化造成的;第三阶段（晚侏罗世）盆地收缩至桌子山—石沟驿—六盘山一线东侧;第四阶段（早白垩世）盆地的范围有所扩大,但东界可能被限制于现今的吕梁山以西。     

渭河盆地新生代沉积相研究

渭河盆地位于鄂尔多斯地块南缘与秦岭造山带的交接部位,为一新生代盆地,古近系和新近系沉积厚度几千米,沉积类型多样,通过钻井及大量野外剖面的详细观察及实测,开展了地层、沉积相及岩相古地理学的研究。对渭河盆地新生代地层单位进行了重新厘定,并根据沉积特征划分为冲积扇沉积、河流沉积、湖泊沉积、三角洲沉积及风成沉积5种沉积类型。研究认为:整个沉积过程,盆地边断、边陷、边充填,纵向上极不对称,沉积中心偏南,平面上西窄东宽,盆地边部以冲积扇沉积为主,向中心由三角洲沉积逐渐过渡为湖相沉积。盆地从始新世开始沉积,渐新世后期抬升并存在沉积间断,中新世冷水沟期接着开始沉积,水体逐渐扩大,寇家村期湖泊广泛发育,至灞河期沉积范围达到最大,上新世游河期盆地存在西安、固市两大沉积凹陷区,边部开始出现风成沉积,第四纪西部隆起,湖泊沉积范围开始缩小,中更新世至全新世,盆地内湖泊萎缩成区域上的小型洼地。