重新认识鄂尔多斯南部早奥陶世马家沟期碳酸盐台地沉积模式

地层、沉积岩组合及古地貌特征显示,鄂尔多斯盆地南部地区早奥陶世马家沟期为3个沉积单元区,即:北东部区为白云岩-蒸发盐组合;南部区为白云岩-少量蒸发盐组合;西部区以石灰岩为主。相应地北东部区以发育台内盆地-盆缘坪为主;南部区发育洼地-台坪-台地边缘-海槽;西部区则发育台地边缘-海槽。野外剖面与钻井岩心观测以及区域资料研究表明,鄂尔多斯盆地南部边缘大致在洛南瓦窑沟—西安—宝鸡一带。马家沟期研究区沉积模式总体上为:横向上"西槽、南洼、东坪、北盆",纵向上"咸-淡交替";灰岩-白云岩-蒸发岩横向上呈带状展布,纵向上则为不等厚交替沉积。     

贺西地区板块构造分区及晚古生代盆地形成与演化

贺西地区以阿拉善陆块为主体,太古界裸露地表、花岗岩发育,在南北缝合带之间还有六条形成期早、演化时期长的深大断裂,对早古生代壳块分区,晚古生代盆地形成、分布起着控制和分割作用。晚古生代在前陆盆地率先接受了上泥盆统、下石炭统沉积;步入晚石炭世、沉积范围继续扩大至碰撞裂谷盆地后,又扩大到鄂尔多斯西缘并与华北海(陆表海)连为一体。进入海西旋回中晚期,受蒙兴海槽、秦祁海槽会聚、收缩、对接碰撞构造背景和构造运动的影响,使曾经是石炭纪南海北陆的古构造格架、古地理面貌,被全面海退后二叠纪的陆相沉积所代替。晚海西—早印支运动,使上古生界全面发生挤压变形,形成多种类型断裂、褶皱构造与圈闭,并受到了普遍的隆起剥蚀和缺失。晚印支期断裂活动,构造将晚古生代形成的两类盆地解体为八个断陷和五个隆起区,又使新的盆岭构造格局在此基础上形成、发育和演变。     

鄂尔多斯盆地奥陶纪“L”状边缘隆起演化过程及其构造背景

将鄂尔多斯盆地简化为近似直角梯形的等厚各向同性弹性薄板模型进行应力—应变场数值模拟,力图揭示鄂尔多斯地区奥陶纪发育的“L”状边缘隆起的形成背景及演化过程。模拟中Z轴方向应变(zε)正值区对应于盆地内部的隆起区,故zε正等值线形态对应于隆起形态。设定的多种不同的边界条件中,只有在南、西边界分别施以大小相同的边界应力时,εz正等值线形态才出现与实际地质情况相类似的“L”状,该边界条件下的模拟再现了盆地奥陶纪“L”状隆起的形成过程:在盆地南、西边界首先产生两个月牙状隆起,随着应力传递,南、西边界处的两个隆起扩展而连接,形成一个“L”状隆起,随后该隆起不断向盆地内部延伸。模拟结果证实由于奥陶纪鄂尔多斯盆地南缘秦岭海槽的向北俯冲及西缘贺兰海槽和秦祁海槽的东西向扩张,鄂尔多斯盆地南、西边界同时受到挤压作用,正是因为两边界所受挤压力大小相似,“L”状隆起才于盆地南西边界发育。     

鄂尔多斯盆地南部砂岩型铀矿成矿预测

鄂尔多斯盆地是我国北方重要的产铀盆地之一,但其南部地区的铀矿地质工作相对比较薄弱。笔者从铀源、构造、沉积建造、沉积相、层间氧化作用及物化遥等方面总结了鄂尔多斯盆地南部地区的铀矿预测要素特征,在GIS平台上采用MRAS软件和特征分析法,圈定并优选出Ⅰ、Ⅱ级远景区各1处;认为店头-瑶曲地段、彬县-旬邑地段是盆地南部砂岩型铀矿找矿的有利地区。     

鄂尔多斯盆地西缘的构造分区性探讨

鄂尔多斯盆地西缘东邻鄂尔多斯地块,西北部、北部与弧形展布的阿拉善地块以新生代的断陷相隔,西部紧邻北北西-北西西向弧形分布的六盘山褶皱冲断带,西南部则与秦祁褶皱带相接,中部恰好处于阿拉善和六盘山及秦祁褶皱弧形构造相交处.盆地西缘处于稳定的块体（鄂尔多斯地块）和多期活动、内部整体性较差的块体（阿拉善地块）边部,多期活动的褶皱造山带（秦祁褶皱带）的交汇复合部位.     

鄂尔多斯盆地西缘煤田构造演化及其控制因素

鄂尔多斯盆地西缘位于华北陆块和秦祁昆山造山带两个一级大地构造单元之间的过渡带内,特定的大地构造背景使其具有复杂的构造演化历程及特殊的煤田构造格局。鄂尔多斯盆地西缘由贺兰山逆冲推覆构造系统和六盘山东麓逆冲推覆构造系统组成,具有"南北分段、东西分带"的特点。为了进一步探讨鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成演化及区域构造控制因素,本文基于野外地质调查和煤田勘查资料,恢复了本区自晚古生代以来的沉降抬升史和古构造应力场特征。印支期:研究区北部最大主压应力方向为北西-南东向,南部最大主压应力方向为北东-南西向;燕山期:北部最大主压应力方向为北西西-南东东向,南部最大主压应力方向为北东东-南西西向;喜马拉雅山期:北部受北西西-南东东向拉张应力,南部最大主压应力方向为北东-南西向。采用有限元数值模拟,探讨了鄂尔多斯盆地西缘煤田构造格局的形成与区域构造的演化的关系,强调北段贺兰山逆冲推覆构造系统的形成与阿拉善地块的向东挤出逃逸密切相关。     

鄂尔多斯地区西部和南部奥陶纪海槽边缘沉积特征与天然气成藏潜力分析

鄂尔多斯地区自中—晚元古代至早古生代继承性地发育区域性海相沉积,大体经历了中—晚元古代大陆裂谷及拗拉槽、寒武纪陆表海台地、奥陶纪局限海台地及构造转换等三个主要演化阶段。分析认为,奥陶纪在盆地西部和南部存在对天然气成藏较为有利的海槽/台地边缘沉积相带。中—上奥陶统平凉组—背锅山组是盆地西部和南部下古生界天然气成藏的主要烃源层;奥陶系礁滩体岩性圈闭是最主要的圈闭类型。盆地西部的天环北段和南部的麟游北为两个近期天然气勘探的有利目标。     

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。     

华北地台区古近纪—新近纪岩相古地理特征

华北地台区古近系—新近系在渤海湾盆地非常发育,在南华北地区也有较大厚度,而在鄂尔多斯盆地则不甚发育,仅在西北部有少量沉积。渤海湾盆地古近纪以断陷型沉积为主,主要为滨浅湖相沉积,物源来自多个方向,如北部的燕山褶皱带、西部的太行山隆起、南部的鲁西隆起、东部的辽东隆起区以及盆地内部的沧县隆起和埕宁隆起等。南华北地区古近纪发育大小不一多个沉积中心,以河流相沉积为主;鄂尔多斯盆地古近纪仅在西北部出现沉积,发育河流相,缺失古新统—始新统沉积。新近系沉积区主要位于渤海湾盆地、南华北地区以及鄂尔多斯盆地外围的地堑中,主要为河流相和滨浅湖相沉积。新近纪早期渤海湾盆地大面积隆升,导致湖盆收缩,部分地区遭受剥蚀夷平,中晚期盆地整体形成统一坳陷,主要为河流相沉积,局部发育滨浅湖相;南华北地区进入裂谷期后坳陷发育阶段,大面积接受沉积,主要发育河流相沉积。华北地台区西部沿鄂尔多斯盆地周缘形成了一套以河流相与滨浅湖相为主的山前盆地沉积。华北地台区古近纪—新近纪油气的有利勘探区域为渤海湾盆地。     

鄂尔多斯盆地热演化程度异常分布区及形成时期探讨

鄂尔多斯盆地在中生代晚期存在一期构造热事件,本文在对大量的镜质体反射率、火成岩年龄、磷灰石裂变径迹等资料分析的基础上,对构造热事件发生的时间、存在的地区及形成机理进行了深入的研究。鄂尔多斯盆地中生代晚期地热异常区主要分布在盆地南部的吴旗—庆阳—富县一带,构造热事件主要发生在中生代晚期早白垩世约140～100Ma,构造热事件持续时间约在10～40Ma之间。鄂尔多斯盆地中生代晚期构造热事件发生的根本原因在于中生代晚期岩石圈深部的热活动增强,盆地南部岩石圈深部热活动性更强,早白垩世鄂尔多斯盆地处于一种弱拉张的构造环境,地幔发生底侵作用,岩石圈减薄,发生岩浆侵入和喷发。异常地温场形成可能与秦岭造山带燕山晚期强烈的构造活动导致鄂尔多斯盆地岩石圈深部活动有密切的关系。     

鄂尔多斯盆地黄陵、东胜地区地温场对比

鄂尔多斯盆地黄陵、东胜铀矿区分别处于盆地南部渭北隆起的北侧边缘和盆地北部伊盟隆起的东部,赋矿层位都是中侏罗统直罗组。盆地南、北铀矿区在现今地温场及古地温场都存在明显差异,南部现今大地热值及热演化程度明显高于北部。对于下侏罗统延安组和石炭—二叠系煤层,黄陵地区镜质体反射率都高于东胜地区。通过镜质体反射率资料得出同一埋深的一套地层经历的最大古地温和对应的古地温梯度也有南部高于北部的现象。由于早白垩世后期盆地普遍整体抬升使得现今地温相对古地温降低,南部黄陵地区抬升剥蚀量大于北部东胜地区,导致古、今地温差异也大于后者。盆地南部庆阳—富县一带局部构造热运动,导致南部异常地温场的形成,使得南部热演化程度高于北部。     

鄂尔多斯盆地中央古隆起板块构造成因初步研究

运用板块构造理论,对鄂尔多斯盆地西缘和南缘的地质背景和构造变形特征进行分析,认为鄂尔多斯盆地中央古隆起在早古生代由祁连海槽与鄂尔多斯盆地碰撞拼贴产生的近东西方向的侧向挤压应力作用而形成。盆地西缘近南北向的青铜峡－固原断裂是碰撞拼贴带,断裂带与中央古隆起延伸方向平行,同时,秦岭海槽由南向北推挤以及渭北构造带北界的近东西走向的草碧－老龙山－圣人桥断裂的左行走滑使中央古隆起的南端向东转折,导致中央古隆起在平面上呈现“Ｌ”形展布。     

Properties of Continental Margin and its Hydrocarbon Exploration Significance in Cambrian in the Southern Ordos Kratogen of North China

It is important to determine the properties of the tectonics in Cambrian period for the sake of prospecting deep hydrocarbon in the near future in the southern Ordos Kratogen of North China. Authors chose the marginal areas of the southern Ordos basin as the object of research, avoided the effects of both the Qinling Orogenic Belts (QOB) and Weihe River Graben (WRG) whose geological structures are too complicated. By surveying typical Cambrian outcrops and profiles in the basin edges and based on the cores of 57 wells which penetrated the Cambrian in the basin, combined with the seismic profiles, the field gammaray measuement results and the carbon isotope analysis, Authors conclude that the southern margin of the Ordos Kratogen during Cambrian was a passive continental margin which resulted from sea-floor spreading of the Ancient Qinling Ocean. Epicontinental sea carbonate sediments formed in the south Ordos continental margin during Cambrian, and were predominant as tidal flat and o litic shoal. Both transgression-regression process and the change in palaeostructure have the obvious cyclicity. Using the junction between the late Nangao age of Qiandong epoch and the early Duyun age of Qiandong epoch as a boundary, each had a full transgression cycle at the upper and lower stages. The early cycle is characterized by high energy clastic littoral facies while the late cycle is characterized by carbonate ramp on which clear water and muddy water developed alternately changing to carbonate platform last. During the early stages, An aulacogen was formed in the middle section of the southern margin. The southern Ordos margin was uplifted and denudated by the Huaiyuan Movement which occurred from the late Furongian age to the middle Flolan age and the history of the passive continental margin ended and entering into a new tectonic cycle. The unconformity surface caused by the Huaiyuan Movement, along with its neighborhood areas where dissolved pores and cavities are developed, may be another important district for good hydrocarbon reservoirs (excluding the unconformity surface on the top of the Ordovician in the Ordos basin).     

鄂尔多斯盆地白垩系粘土矿物的分布特征及其沉积-成岩环境意义

系统地分析了鄂尔多斯盆地白垩系粘土矿物的特征及其沉积、成岩环境意义。研究结果表明:白垩系砂岩、泥质岩的粘土矿物组合以I+C+I/S型、I+C型为主,具有高伊利石含量,较高绿泥石、伊/蒙混层矿物含量的粘土矿物组成特点;其中泥质岩粘土矿物主要为陆源碎屑成因,次为沉积成岩过程中形成的自生粘土矿物,而砂岩粘土矿物兼有陆源碎屑成因和沉积成岩过程自生成因的特征;白垩系沉积时气候总体特征为干旱—半干旱,但局部时段发生干—湿气候波动而处于短暂的湿热气候环境;白垩系沉积物源富含长石等硅酸盐矿物,沉积物质主要自北、南、西向盆地内部搬运沉积;白垩系沉积和埋藏成岩过程中水介质整体上具有盐度较高,偏碱性,富K+、Fe2+、Mg2+的特点,且总体上盆地南部水介质中的这些指标都高于北部。     

印支运动在鄂尔多斯盆地和四川盆地启动时间的讨论：来自生长地层的证据

造山带的形成、演化与周缘盆地受统一构造事件影响,"盆"与"山"在构造和沉积方面相互耦合,沉积盆地存在造山事件的响应,如生长地层、包卷层理等。生长地层为同构造或同变形阶段沉积,其沉积时代可以有效约束构造事件时代。中央造山带近东西向展布,北侧为鄂尔多斯地块,南侧为扬子地块。中央造山带的形成主要源于原—古特提斯洋的闭合,原特提斯洋在早古生代闭合,古特提斯洋在中生代闭合,后者改造前者并响应全球印支运动。印支运动的启动,一方面促使现今中国大陆雏形的形成,另一方面响应Pangea超大陆的最终汇聚,具有重要的大地构造意义。古特提斯洋闭合,华南地块和华北地块汇聚拼贴,并在鄂尔多斯盆地和四川盆地沉积地层中保留了很好的记录。笔者在鄂尔多斯盆地南缘上三叠统识别出一套生长地层,通过最年轻碎屑锆石与区内相同地层凝灰岩锆石对比,限定印支运动启动时间为233 Ma左右;在四川盆地北缘上三叠统须家河组识别出一套生长地层,通过对比分析,推测印支运动启动时间为216 Ma左右。     

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。     

鄂尔多斯地块西部构造研究中几个值得注意的问题

基于20世纪70—80年代对鄂尔多斯地块西部构造的研究,所得出的地块西部南北统一的东西挤压逆冲推覆构造模式,随着目前该区油气勘探实践发展及研究的逐渐深入,已经越来越难以解释地质实际问题。同时,地块西部统一的东西向运动及南北成带的构造模式值得认真推敲;该区不存在大规模的前陆盆地;关于横向构造带、南北分区以及南北运动模式等问题的相继提出,说明随着研究的不断深入,地块西部区域构造的复杂性和多样性值得重新审视。在分析总结该区构造特征及发育模式时需要不断地加强全面研究,并对原有的认识进行不断的补充、修订和完善。     

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。     

鄂尔多斯盆地构造应力场特征及其构造背景

通过大量断层和褶皱的野外观测以及构造形成序列的确定,同时考虑盆地形成演化过程中板块动力学背景,并结合前人的研究成果,开展了鄂尔多斯盆地古构造应力场的研究。研究表明盆地区域主压应力场方向在加里东期呈NNE-SSW向和近SN向,主要是晚奥陶世以来秦岭洋盆向北俯冲并与华北板块碰撞的结果;印支期主要呈NW-SE向和NNE-SSW向、SN向,主要受中特提斯构造动力体系中羌塘地块与欧亚大陆碰撞拼贴产生的远程构造效应影响;燕山期主要呈NW-SE向,主要受古太平洋大陆板块与欧亚大陆板块碰撞远程构造效应影响,盆地西南缘呈NE-SW向;喜马拉雅期呈NNE-SSW向,主要受新特提斯构造动力体系和今太平洋构造动力体系联合作用影响,即今太平洋板块和印度板块与欧亚板块俯冲碰撞有关。     

鄂尔多斯盆地西缘(部)中生代构造属性

鄂尔多斯盆地西缘构造带独特的大地构造位置、复杂的构造特征、活跃的新构造运动和良好的矿产赋存条件,长期以来为诸多地质学和矿产学者所关注;并从不同角度对该区带的区域地质构造特征和构造属性进行了程度不同地探讨,提出了不尽相同的认识。近年来,有不少研究者将其中生代构造属性划归“前陆盆地”。在地质历史上,适于前陆盆地发育的地球动力学环境,在时间和空间上均是相当有限的。鄂尔多斯盆地西缘(部)处于多个性质不同大地构造单元的结合部位,构造特征因地而异,演化过程十分复杂。本文根据最新勘探资料和测试结果,通过对区域背景、盆山关系、沉积响应、构造特征、原盆面貌、演化过程、发育时限和后期改造等方面的综合研究认为,鄂尔多斯盆地西部在中生代整体上不具前陆盆地属性,为大型残延克拉通内盆地的组成部分;仅在晚侏罗世以来盆地发育晚期和之后的有限时期和局部地段,存在有与前陆盆地结构“貌似”的剖面组合特征。