物源与沉积相对鄂尔多斯盆地东南部上古生界砂体展布的控制

近几年鄂尔多斯盆地东南部上古生界陆续发现新的天然气区带,显示出巨大的勘探潜力,因此在盆地东南部上古生界进行物源、沉积相、砂体展布规律的研究具有重要价值。以钻测井、岩芯及周边露头资料为基础,通过露头剖面古流向测定、重矿物分析及相带分析的方法,确定了研究区二叠系的物源方向;分析了上古生界沉积相类型,揭示了骨架砂体平面展布特征。研究认为:山西组与石盒子组物源可分为北北东、北北西及南部三个方向;本溪组主要发育障壁岛—潟湖及潮坪沉积,海侵方向来自东部,由沉积相控制的本溪组障壁岛砂体呈北北东向展布;山2、山1、盒8段主体发育不同来源方向的三角洲前缘沉积,受物源方向及沉积相控制,以延安为中心区域主体属于汇水区,骨架砂体分别由四个向延安区域汇聚的北北西、北北东、南南东向及南部三角洲前缘水下分流河道朵体组成,在汇水区不同方向来源砂体在不同层段具有相互叠置特征;山2段南部物源砂体较发育,盒8段北部物源砂体较发育,反映研究区古构造从南高北低转换为北高南低,指示鄂尔多斯盆地在山西组与石盒子组之间发生了南北向构造反转。     

鄂尔多斯盆地东南部中侏罗统延安组物源分析

中侏罗统延安组是鄂尔多斯盆地东南部的一套重要的含油气层系.通过对砂岩中碎屑岩成分、重矿物组合、石英的阴极发光及其泥岩微量地球化学等特征的研究,结合露头剖面古水流方向的测定,分析了鄂尔多斯盆地东南部中侏罗统延安组物源区的母岩性质、物源方向及其构造环境.结果表明,研究区延安组古水流和主要物源方向来自北东、北西方向.母岩主要为北缘阴山、东北缘吕梁山和西北缘阿拉善地区太古代及早元古代的花岗岩类、片麻岩系和浅变质岩系,并且推断这些地区从晚古生代开始,就长期为全盆地的沉积提供稳定的物源.这将对盆地的油气进行进一步勘探及开发和周缘地质构造研究具有重要的意义.     

鄂尔多斯盆地本溪组沉积物物源探讨及其构造意义

鄂尔多斯盆地在经历了古生代抬升剥蚀之后,在晚古生代晚期开始沉降并沉积了海陆过渡相本溪组碎屑岩。为阐明该套碎屑岩的物源体系特征,基于露头、岩芯、分析化验等多种分析测试手段,分析了本溪组砾岩分布、轻矿物碎屑组分、石英阴极发光、重矿物特征及碎屑锆石U-Pb年龄分布特征,识别了本溪组平面上不同物源体系,继而确定了不同物源体系的母岩类型及本溪组沉积时期盆地南部构造演化特征;研究表明本溪组沉积时期,鄂尔多斯盆地整体南北双向供源,其中北部物源供给相对较强,进一步划分为四个子物源体系,西北物源母岩主要为变质岩和少量火山岩,东北部地区母岩主要为酸性侵入岩,西南部地区物源主要为高级变质岩、部分岩浆岩和少量沉积岩,东南部地区主要为高级变质岩。同时在本溪组沉积时期,南部物源影响范围可达盆地中部地区,北秦岭陆块该时期已与华北板块南缘发生碰撞是南部物源体系重要组成部分。     

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组长9-长101物源分析

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组沉积早期是一个大型的内陆汇水盆地,厘定物源方向对于恢复沉积盆地岩相古地理具有重要意义.通过古水流方向及轻重矿物的组合特征及展布等分析,发现延长组长9-长101沉积期有4个物源方向,即东北、东、南和西北方向.其中东北、西北方向物源占明显优势,影响范围较大;东部、南部物源影响范围较小.纵向上,长101沉积期到长9沉积期,东部物源影响范围略有扩大,西部物源影响范围有所减小,南部物源从西南方向迁移至正南方向.     

鸡西盆地早白垩世城子河组和穆棱组物源分析

充分利用研究区的野外露头,特别是露头所显示的砾石排列方向和各种层理构造、地震资料、岩芯重矿物资料,系统分析了能够指示物源方向的4种参数-古水流方向,地震反射特征、重矿物稳定系数及组合分异特征、鸡西盆地早白垩世沉积特征,结果表明,这4种参数的匹配情况良好,总体显示城子河组时期盆地大致存在西部和东南部两个方向的物源,其中西部物源为主要物源区,分别从西北、西部以及西南3个方向供给盆地沉积物,东南部物源区为次要物源区,影响范围较小;穆棱组时期基本继承了城子河组时期的物源体系,只是源区相对后退,反映出从城子河组到穆棱组为水进和湖盆范围变大的过程,东南部物源的影响范围较城子河组时期变大。利用重矿物组合特征进行源区对比,认为盆地西部物源区为小兴安岭-张广才岭造山带,盆地东南部物源来自延吉褶皱带。     

鄂尔多斯盆地盐池地区二叠系山1-盒8段物源分析

鄂尔多斯盆地中、北部二叠系山西组-下石盒子组已发现多个大型油气田,其勘探潜力巨大。但盆地西部盐池地区山西组、石盒子组的勘探程度较低,因而弄清其物源对该区进一步油气勘探十分重要。以研究区钻测井、岩心及盆地周边露头实测等资料为基础,应用统计学方法对区内山1、盒8段石英颗粒成因类型、岩屑类型、重矿物组合、古流向及沉积相等特征进行了全面的研究。结果表明：研究区山1-盒8期沉积物受到北部及西北部物源的共同影响,且二者物源具有较强的继承性。盐池地区物源主要受到北西向的桌子山、贺兰山地区的影响;而苏里格西部地区陆源碎屑沉积物则来自北部阿拉善-阴山古陆。区内山1、盒8段主要为三角洲前缘沉积,受物源及沉积相的影响,环县区域具有汇水区的特征。     

鄂尔多斯盆地延长组长7沉积期物源分析及母岩类型研究

通过对鄂尔多斯盆地延长组长7砂岩的类型、轻重矿物特征、重矿物聚类分析及泥岩的地化特征研究,并结合盆地周边源区露头剖面的岩性组合资料,讨论了长7沉积期的物源方向,恢复各源区母岩性质。经研究表明:鄂尔多斯盆地长7沉积期存在五个方向物源,东北、西南为主要的物源方向,西北、南部作为次要物源方向;其中东北源区母岩以中基性岩浆岩、高级变质岩为主,西南源区母岩以白云岩、浅变质岩为主,西北源区母岩以沉积岩为主,浅变质岩次之,南部源区母岩以含灰岩、碎屑岩为主,浅变质岩次之;另外经讨论证实西部存在局限的物源供给区,母岩主要为白云岩。     

鄂尔多斯盆地西南缘上三叠统延长组物源与沉积体系特征

以鄂尔多斯盆地西南缘延长组为例,通过对野外露头沉积特征、骨架颗粒、重矿物组合等分析,讨论了研究区物源与沉积体系特征。研究表明:早期沉积物源主要来自盆地西南方向,南部也有贡献。中、晚期沉积物源除来自西南方向和南部物源外,还受到来自盆地北东方向次要物源的影响。延长组长8之上与之下物源性质发生明显变化。延长组长8砂岩的岩屑以变质岩为主,少量沉积岩和火成岩;而延长组长6砂岩岩屑则以沉积岩为主,少量变质岩和火成岩,这表明长6沉积期盆地周缘、特别是盆地西缘抬升加剧,地层的剥蚀更强烈,致使大量较年轻的地层被剥蚀并加入源区母岩中。鄂尔多斯盆地延长期湖盆为北西—南东向展布,西南区主要发育辫状河和辫状河三角洲沉积体系,东北区主要发育曲流河三角洲沉积体系,在深湖区发育浊积扇沉积体系。     

鄂尔多斯盆地二叠纪石盒子组沉积期南部沉积边界探讨

为了确定石盒子组沉积期鄂尔多斯盆地的南部边界,在大量野外露头观测及实验测试基础上,通过岩石学对比及物 源综合分析,对鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组物源区的构造属性进行了研究,并对物源区进行了分析与对比。 研究结果表明:所研究两个地区的石盒子组的岩屑组成相似,均以浅变质岩、花岗岩为主,含少量构造岩;砂岩碎屑成分 相似,都与来源于再循环造山带源区中的碰撞造山带与前陆隆起物源区相关;并且在 SiO2/Al2O3-K2O/Na2O 和 K2O/Na2O-SiO2 及 Zr-Th,La-Th-Sc,Th-Sc-Zr/10 构造环境判别图解中两研究区物源区的构造环境基本一致,F1-F2 判别图显示物源区一致, 并且稀土元素配分模式相似。北秦岭元古界的变质岩、岩浆岩及其以南地区的再循环造山带中的低级变质的沉积岩可能为 鄂尔多斯盆地南缘和北秦岭地区石盒子组砂岩碎屑的主要风化母岩。结合构造环境分析认为,在石盒子组沉积期,鄂尔多 斯盆地的南部边界可能已经越过洛南断裂,达到北秦岭及其更南的区域。     

鄂尔多斯盆地东南部山2段物源与曲流河三角洲沉积体系

鄂尔多斯盆地东南部山2段是该盆地重要的天然气富集层位。通过重矿物分布、岩屑组分、砂岩岩屑类型及阴极发光特征分析山2段沉积物源体系,经研究认为盆地东南部山2段沉积同时受南、北部物源供源。山2段为曲流河三角洲前缘沉积亚相,碎屑颗粒分选中等偏好、磨圆较好、颗粒之间接触紧密,沉积构造主要为板、槽状交错层理、平行层理及浪成交错层理。本区山2段沉积物以跳跃组分和悬浮组分为主,水下分流河道微相粒度概率曲线呈现三段式和四段式;河口坝微相分选较好、粒度概率曲线形态为两段式和三段式。研究区北部、南部及中部志丹、甘泉等地区砂体发育较厚,剖面上河道砂体呈不对称式相互叠置,水动力条件中等-较强。通过物源体系重建、沉积特征分析与薄片特征鉴定,建立了鄂尔多斯盆地东南部山2段双物源曲流河三角洲沉积模式。该研究明确了盆地东南部山2段物源方向,明晰了山2段沉积特征,创建了典型曲流河三角洲沉积模式,为进一步勘探开发提供了理论支持。     

鄂尔多斯盆地二叠系山西组及下石盒子组盒8段南北物源沉积汇水区与古地理

在对鄂尔多斯盆地目的层段总体资料了解的基础上,对盆地南部4个露头剖面、18口井岩心的砂岩进行了切片分析,根据长石含量变化和其他岩矿特征、测井曲线与岩石组合特征、连井剖面以及露头沉积相分析,明确了山西组-下石盒子组盒8段沉积物在盆地南部的汇水区位置。“汇水区”指搬运南北物源沉积物的流水汇聚区,它大体上是南北物源沉积物分布的分界区、大致呈东西向分布。汇水区南北的长石含量存在明显差异。提出了在汇水区局部又存在南北物源沉积“交互区”的认识,“交互区”指南北物源沉积物抵达汇水区并在局部地段发生交互的地区,它是南北物源沉积物的连通区。交互区位于汇水区并分隔汇水区。在盒8段交互区发现了还原条件下形成的早期成岩矿物--菱铁矿结核。盆地南部山西期-盒8沉积期的沉积古地理受南部和北部物源沉积物的双重影响,连井剖面显示汇水区南北沉积相带具有对称分布的特征,其沉积单元和相带包括：（1）汇水区,含3个交互区;（2）汇水区南缘三角洲相带,含来自南部物源的3个三角洲;（3）汇水区北缘三角洲相带,含来自北部物源的4～5个三角洲;（4）与南、北三角洲相带过渡的河流相带。在上述认识的基础上,绘制了研究区目的层段沉积模式图。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠统沉积特征

鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界天然气资源丰富,中二叠统石盒子组是主力勘探层位,明确其沉积相及沉积特征对于该区油气勘探具有重要的意义。在野外剖面踏勘及钻井岩心观察的基础上,对研究区石盒子组地层及岩性特征、沉积相类型及沉积演化等进行系统分析。结果表明:研究区中二叠统石盒子组主要发育粗粒陆源碎屑岩系。中二叠世研究区仍存在间歇性局部海侵,石盒子组主要以陆相沉积体系为主,包含冲积扇沉积相、河流沉积相、湖泊沉积相、三角洲沉积相等,同时发育障壁海岸沉积体系。研究区自北向南石盒子组依次发育冲积扇、河流、三角洲、滨浅湖等沉积,南缘、西南缘发育浅水三角洲沉积,南缘、东南缘障壁海湾中发育潟湖和障壁沙坝沉积。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠统沉积特征*

鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界天然气资源丰富,中二叠统石盒子组是主力勘探层位,明确其沉积相及沉积特征对于该区油气勘探具有重要的意义。在野外剖面踏勘及钻井岩心观察的基础上,对研究区石盒子组地层及岩性特征、沉积相类型及沉积演化等进行系统分析。结果表明: 研究区中二叠统石盒子组主要发育粗粒陆源碎屑岩系。中二叠世研究区仍存在间歇性局部海侵,石盒子组主要以陆相沉积体系为主,包含冲积扇沉积相、河流沉积相、湖泊沉积相、三角洲沉积相等,同时发育障壁海岸沉积体系。研究区自北向南石盒子组依次发育冲积扇、河流、三角洲、滨浅湖等沉积,南缘、西南缘发育浅水三角洲沉积,南缘、东南缘障壁海湾中发育潟湖和障壁沙坝沉积。     

新疆西北部和什托洛盖盆地早中生代沉积特征及构造演化

和什托洛盖盆地为新疆西北部地区出露较好的一个早中生代盆地。对盆地内不同构造位置沉积剖面的岩相和相组合分析结果表明,盆地内部发育多种沉积相带并具有显著的空间变化。盆地北部或北东部边缘,以发育冲积扇相、扇三角洲相和湖相为主。盆地的南部或南西部,以发育冲积扇相和河流相为主。古水流和物源分析结果指示,盆地沉积物主体来自北部山区,部分来自盆地南部或西南部地区。通过对盆缘断裂两侧地层的分布特征和其自身要素的分析,结合平行和垂直于盆地长轴、边缘断层的地震剖面,本文认为和什托洛盖盆地的形成和发展,主要受控于盆缘两侧断裂,尤其是盆地南缘达尔布特断裂的左行走滑运动。该盆地是独立于准噶尔盆地之外发展演化的。     

鄂尔多斯盆地及邻区晚石炭世本溪期构造—沉积环境及原型盆地特征

原型盆地恢复有助于盆地构造—岩相古地理的研究和揭示盆山耦合,对油气勘探与开发具有重要的指导意义。本文利用最新的钻井、测井及露头资料,以沉积相为研究实体,运用盆—山结合的思路,由点—线—面进行分析,重建了鄂尔多斯盆地晚石炭世本溪组沉积时期的构造—沉积环境,研究了原型盆地特征及性质。本溪组沉积期,鄂尔多斯盆地沉积具有东西分异的特征：淳化—庆阳—吴起地区及北部伊盟地区为暴露剥蚀区,东部为克拉通内坳陷盆地,西部为克拉通边缘裂陷盆地。乌达—呼鲁斯台及鄂尔多斯—神木地区发育三角洲相,并向南逐渐推进;鄂西石嘴山、环县及鄂东府谷、延安地区以环带状潮坪—泻湖相为主,受间歇性海侵影响;吴忠、柳林—吉县地区发育低能的泻湖相;中卫—中宁、韩城及以东地区发育不同深度的陆棚及开阔台地。该时期盆地构造环境表现为南北向双向俯冲、贺兰拗拉槽再活化,格局经历了南隆北倾向北隆南倾的转变。受此影响,鄂尔多斯盆地构造古地理格局开始由东西分异逐渐向南北分异转变,受东西两侧海侵影响沉积相带呈环带状展布,但在盆地北部发育潮控三角洲,表现出近缘特征。晚石炭世鄂尔多斯盆地构造—沉积环境与原型盆地特征与其对周缘大地构造运动的响应。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统沉积特征

通过大量的野外剖面观察和盆地内钻井岩心的详细描述,综合测井资料,从岩石类型、结构、沉积构造、古生物化石及测井曲线响应特征等方面对鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统太原组和山西组沉积相特征进行了全面分析研究。结果表明,太原组主要发育陆棚、海岸、冲积扇和三角洲等沉积相,海岸沉积相包括障壁岛、潟湖和潮坪沉积,三角洲沉积相可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积。山西组主要发育冲积扇、河流、曲流河三角洲、湖泊和海岸沉积相,其中河流沉积相包括辫状河和曲流河沉积,曲流河三角洲沉积相可划分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘和前三角洲沉积,而湖泊沉积相以浅湖沉积为主,海岸沉积主要为潟湖沉积。太原期,海相沉积占主导,主要分布于银川-榆林北部一线以南广大地区,并且从东西两侧至中部地区由浅海陆棚沉积和滨浅海过渡为潟湖沉积和潮坪沉积,其间发育障壁岛。盆地西北缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,北部广大地区以三角洲沉积为主,自北向南依次为三角洲平原和三角洲前缘沉积。山西期,海水从盆地东南部退却,整体演变为海陆过渡相沉积,盆地北部乌达-杭锦旗-鄂尔多斯一线发育冲积扇沉积,向南至靖边一带依次发育辫状河和曲流河沉积,靖边以南至延安以北地区以三角洲平原沉积为主,向南至同心-庆阳一线发育三角洲前缘沉积,盆地南部彭阳-泾阳地区主要为浅湖沉积,再向南发育物源来自南部的三角洲沉积,在东南部武乡-义马一带为潟湖沉积。     

鄂尔多斯盆地西南缘二叠系山西组山1段-下石盒子组盒8段物源分析

针对鄂尔多斯盆地西南部上古生界山1段与盒8段沉积物来源以及这两个层段物源是否发生改变等问题,依据物源分析方法,对研究区古水流特征、重矿物特征、镜下长石、岩屑特征以及稀土元素特征进行系统分析。通过古水流特征可初步判断研究区山1段与盒8段为多物源;重矿物组合可将研究区盒8段分为四个区域,分别为研究区北部,西南,东南和中部,且根据锆石和白钛矿的含量又可将研究区北部分出两个小的区域;沉积物碎屑以及稀土元素等特征反映出研究区北部具有远源沉积的特征,南部具有近源沉积的特征;山1段物源与盒8段物源分析结果比较类似。综合以上分析结果得出:山1段时期,盆地北部的阴山古陆为研究区北部提供沉积物来源;研究区西南部沉积物质来源于西秦岭与祁连山古陆的中北部;东南部地层沉积物来源于盆地南缘的北秦岭地区,汇水区位于环县、华池一带;盒8段时期阴山古陆继续为本次研究区北部提供碎屑沉积物,研究区西南部碎屑沉积物来自当时的祁连古陆的中北部盒秦岭古陆的西部,东南部物源来自北秦岭古陆,沉积物交汇区同样位于环县、华池一带;山1与盒8两个时期的沉积物物源没有发生改变,二者沉积物源具有继承性;另外根据REE特征,可判断出沉积时期除汇水区地势较低外,研究区东南部也存在一处规模较小的洼陷。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统沉积特征*

通过大量的野外剖面观察和盆地内钻井岩心的详细描述,综合测井资料,从岩石类型、结构、沉积构造、古生物化石及测井曲线响应特征等方面对鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统太原组和山西组沉积相特征进行了全面分析研究。结果表明,太原组主要发育陆棚、海岸、冲积扇和三角洲等沉积相,海岸沉积相包括障壁岛、潟湖和潮坪沉积,三角洲沉积相可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积。山西组主要发育冲积扇、河流、曲流河三角洲、湖泊和海岸沉积相,其中河流沉积相包括辫状河和曲流河沉积,曲流河三角洲沉积相可划分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘和前三角洲沉积,而湖泊沉积相以浅湖沉积为主,海岸沉积主要为潟湖沉积。太原期,海相沉积占主导,主要分布于银川—榆林北部一线以南广大地区,并且从东西两侧至中部地区由浅海陆棚沉积和滨浅海过渡为潟湖沉积和潮坪沉积,其间发育障壁岛。盆地西北缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,北部广大地区以三角洲沉积为主,自北向南依次为三角洲平原和三角洲前缘沉积。山西期,海水从盆地东南部退却,整体演变为海陆过渡相沉积,盆地北部乌达—杭锦旗—鄂尔多斯一线发育冲积扇沉积,向南至靖边一带依次发育辫状河和曲流河沉积,靖边以南至延安以北地区以三角洲平原沉积为主,向南至同心—庆阳一线发育三角洲前缘沉积,盆地南部彭阳—泾阳地区主要为浅湖沉积,再向南发育物源来自南部的三角洲沉积,在东南部武乡—义马一带为潟湖沉积。     

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。