微量元素分析在沉积环境识别中的应用--以鄂尔多斯盆地东部二叠系山西组为例

在对研究区191个泥质岩样品中Sr、Ba、Ga、Ru、B、K等微量元素含量测定的基础上,通过图解分析、统计分析等多种分析手段,找出它们与沉积环境之间的关系.并且在前人研究的基础之上,选定Sr/Ba,B、Ga、Rb三元素含量相对关系来判断鄂尔多斯盆地东部上古生界二叠系山西组的沉积环境.依据所获得的地球化学资料并结合地层古生物特征,证明了鄂尔多斯盆地山西组确有海相地层存在.     

鄂尔多斯盆地东部山西组海相沉积环境分析

以地球化学指标为主,结合地层古生物和原生沉积构造等各方面的证据,进一步分析了鄂尔多斯盆地东部山西组的沉积环境。泥岩样品的地球化学特征表明,由于受潮汐和海侵作用的影响,整个山西期盆地东部的沉积水体以混合水为主,其中硼元素反映了基准面长期旋回的变化特征,而Sr/Ba则是超长期的变化指标;从沉积构造和海相化石分布特征可知,在山西早期中等强度的潮汐作用直接影响了研究区的东南部,对三角洲沉积进行改造,到了山西中晚期三角洲进积作用增强,潮汐作用范围逐渐退至研究区东南缘;此外,地层的分布特点和沉积相也说明在整个山西期盆地东部地层和晋西地层联片沉积且属于同一三角洲沉积体系,东部的水下隆起还不足以阻隔水体形成湖盆,所以鄂尔多斯盆地东部山西组是发育在浅海陆棚基础上的三角洲沉积。     

鄂尔多斯盆地延安地区山西组沉积特征

采用等离子体质谱仪(ICP-MS)等分析方法,运用地球化学资料和沉积构造特征对鄂尔多斯盆地延安地区山西组沉积环境进行了分析.由泥岩样品的古盐度、w(B)/w(Ga)、w(Sr)/w(Ba)、w(V)/w(Ni)等比值以及B-Rb-Ga三端元图解分析得知,研究区山西期沉积水体以混合水为主,其中山2段受海水影响较大.沉积构...     

鄂尔多斯盆地榆林地区山西组泥岩封盖能力研究

油气在圈闭中富集成藏的过程中,盖层的封盖能力是重要的控藏因素之一.泥质岩盖层封盖质量的好坏主要反映在宏观展布面积、厚度和微观封闭能力的强弱两个方面.通过对泥岩岩性、成岩演化、厚度及其排替压力等参数来评价榆林地区山西组泥岩盖层封盖能力.研究结果显示,榆林地区山西组泥岩的封盖能力相对较好,并与山2段内产气井的分布显示较好的相关性,表明山西组泥岩对榆林气田的保存起到重要作用.     

鄂尔多斯盆地东南部延长组早期物源与沉积环境特征

物源分析是盆地分析和古地理分析的基础内容,对构造、沉积等各方面都具有指示意义,进而可以为识别沉积体系和油气储层展布提供帮助。对鄂尔多斯盆地东南部延长组早期地层的砂岩和泥岩样品进行了轻、重矿物分析、阴极发光测试、微量及稀土元素测试等,结果表明：延长组早期,研究区物源供给较稳定,分别来自盆地东北缘阴山古陆和南缘古秦岭,源岩主要是上地壳太古宙以后的长英质岩石地层,兼有少量沉积岩和太古宙古老地层岩石混入,当时研究区内处于弱氧化弱还原—氧化的淡水沉积环境,气候温暖湿润。     

鄂尔多斯盆地庆阳地区山西组流体包裹体特征分析

通过单偏光观察和显微冷热台测温观察等方法,对鄂尔多斯盆地庆阳地区山西组内流体包裹体进行系统分析研究,归纳流体包裹体岩相学、均一温度和冰点温度等特征,结合盆地埋藏史分析推测储层内烃类充注史。研究发现:鄂尔多斯盆地庆阳地区山西组内盐水包裹体均一温度范围为100℃~170℃,综合分析结果显示其内天然气运移成藏是一个漫长且连续的过程,并以早白垩世为天然气的主要充注期。     

鄂尔多斯盆地泾川地区三叠系延长组烃源岩特征及其沉积环境

泾川地区位于鄂尔多斯盆地西南缘,烃源岩发育情况尚不明确。通过野外地质调查和钻井岩心观察,结合烃源岩测试及元素地球化学资料,对长10—长7烃源岩进行评价,在环境分析的基础上研究影响烃源岩发育的主要因素。结果表明：研究区延长组烃源岩以长73泥页岩为最好,有机质类型以Ⅰ型和Ⅱ1为主,TOC为 0.42%～29%;长10—长7泥岩有机质以Ⅱ2型为主,平均TOC含量低于 2%;Ro为 0.47%～1.08%,有机质基本已成熟。长10—长7烃源岩形成于温暖潮湿的环境,弱还原弱氧化的淡水介质条件,水深相对较浅。古生产力、沉积速率及水介质环境影响烃源岩发育。热水活动促进了古生物的繁盛,P、Cu含量及 P/Ti值越高,有机质 TOC含量越高。（La/Yb）N值越高,沉积速率越低,有机质越富集。Cu/Zn值越高,V/Cr值越高,Th/U值越低,水体还原性越好,有机质丰度越高。总之,热水活动提高了古生产力水平,相对较低的沉积速率有利于有机质的富集,还原性较强的水介质条件可使有机质得到良好的保存。陇县一带烃源岩因受陆源植物输入的影响,且形成环境不利,烃源岩品质相对较差。     

鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县地区山西组山2 3亚段海陆过渡相页岩岩相与沉积环境变化

鄂尔多斯盆地东缘大宁–吉县地区二叠系山西组山₂ 3亚段海陆过渡相页岩是未来非常规油气勘探的重点目标,通过野外露头观察、岩心描述、薄片鉴定,结合全岩衍射、特征微量元素测试等手段,划分出硅质页岩相、硅质黏土质页岩相、钙质硅质(或硅质钙质)页岩相、黏土质页岩相4种页岩岩相类型。岩石学特征、地球化学指标表明,山₂ 3亚段继承了太原组沉积晚期地形平缓的陆表海格局,大规模海侵导致本区在山₂ 3沉积早期快速演化为海湾环境,沉积环境由氧化转为还原,水体盐度接近正常海水,有机质保存有利,形成了该亚段下部富有机质页岩相,其中钙质硅质(或硅质钙质)页岩相是相对优质的富有机质页岩岩相,具有高有机质含量、高脆性矿物含量、低黏土含量的特点,为页岩气开发有利层段。进入山₂ 3沉积晚期,区内逐渐演化为障壁岛沉积体系,在潟湖、滨岸沼泽环境中发育硅质黏土质页岩相、黏土质页岩相,虽多次受海侵影响,但海水影响程度总体上逐渐减弱,水体盐度呈降低趋势,沉积环境趋于氧化,有机质的保存条件变差,导致有机质含量总体偏低,同时脆性矿物含量偏少,不利于勘探开发。      

鄂尔多斯盆地西北部二叠系山西组古地理特征

本文以高分辨率层序地层学为理论基础,将山西组划分为6个中期旋回层序,并以此为编图单元编制了相应的砂体等厚图、地层等厚图及砂地比等值线图。基于基准面和可容空间的变化,分析了研究区古地理演化特征。研究表明,山₂³期至山₂¹期,沉积作用以进积-加积为主,发育较大规模三角洲,沉积砂体较厚;山₁³期至山₁¹期,沉积作用以进积-加积-退积为主,湖岸线向北推进,湖泊具有扩大的趋势;山₂期三角洲平原规模较三角洲前缘大,山1期三角洲前缘有缩小的趋势。     

鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境模式

中奥陶统马家沟组是鄂尔多斯盆地的主要天然气储集层之一。奥陶纪由于西边贺兰裂谷和南面秦岭裂谷发生扩张裂离,在盆地西缘和南缘产生裂谷肩翘升,形成 L 形隆起带。在均衡补偿作用下,隆起带东侧伴生一西缓东陡不对称的(内)陆架盆地。研究建立的东西向穿越(内)陆架盆地中心的沉积模式表明:当高海平面时期,L形隆起带沉没于海平面之下,(内)陆架盆地海水环境正常,气候湿润,石灰岩沉积遍及整个盆地;包括隆起带上,仅(内)陆架盆地风暴浪基面之下中心位置有少量灰质白云岩和白云岩沉积。低海平面时期,气候干旱,L 形隆起带接近或有时出露海平面之上,(内)陆架盆地海水补给主要来自东方,(内)陆架盆地处于半局限和局限环境,盆地中心沉积了硬石膏岩和白云岩,盆缘硬石膏岩白云岩坪为白云岩沉积区。极低海平面时期,气候极为干旱,L 形隆起带成为剥蚀区,(内)陆架盆地仅能从东面获得少量已浓缩的海水补给,盆地海水中 CaSO_4和 NaC1高度浓缩,盆地中心沉积石盐岩,盆缘白云岩硬石膏岩坪则沉积硬石膏岩,夹石盐岩和白云岩。L 形隆起带以西毗邻贺兰海槽陡斜坡带,发育各类重力流碳酸盐岩沉积环境,海槽内沉积碳酸盐和硅质碎屑混积型浊积岩。L 形隆起带以南,即渭北隆起地区,整个马家沟期发育为末端变陡的缓坡沉积环境。     

鄂尔多斯盆地南部二叠系山西组及下石盒子组盒8段沉积相

鄂尔多斯盆地南部指环县-延安-蒲县以南、西安以北地区，其山西组和下石盒子组盒8段是重要含气层。通过古水流方向、超稳定重矿物含量和长石含量分析以及古水系恢复，认为山西期和下石盒子期的鄂尔多斯盆地南部发育6个古水系，对应于6个长石含量分区和6个沉积相区。分别为石板沟-环县分区，平凉分区，淳化-耀县分区，韩城-澄城分区，大宁-Pu1井分区和华池-永宁分区。在此基础上重点分析了沉积相分布规律，认为山2期发育小型三角洲沉积，主要分布在西南部平凉、南部淳化-耀县和韩城-澄城一带； 山1期三角洲沉积分布范围比山2期明显扩大，北部延安-大宁发育三角洲前缘，湖泊相分布范围缩小。盒8期主要发育辫状河三角洲相，分布范围十分广泛，湖泊仅分布在镇原-环县-华池-正宁一带和大宁-Ji1井一线。实践证明有效地区分不同的古水系，有利于沉积相带展布规律的预测。     

鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区二叠系山西组及下石盒子组盒八段岩相古地理

以测井资料和岩心观察为基础，对鄂尔多斯盆地北部苏里格庙含油气区的二叠系山西组及下石盒子组盒八段识别出了辫状河、曲流河、三角洲和湖泊等4种沉积相类型。利用层序地层学原理，将山西组和下石盒子组盒八段划分5个三级沉积层序，建立了苏里格庙含油气区层序地层格架。编制了以体系域为单位的山西组和下石盒子组盒八段沉积期岩相古地理图，探讨了层序地层格架内的山西组和下石盒子组盒八段沉积期岩相古地理特征及演化规律。山西期古地理格局呈南北向相分异的曲流河-三角洲沉积；盒八段沉积期冲积体系大范围向研究区南部迁移，形成了以辫状河沉积为主的河流-三角洲沉积。河道砂体是苏里格庙含油气区有利的砂质储集体类型，主要发育在低位体系域。实践表明，以体系域为单位编制的岩相古地理图，可以清楚地展示不同沉积时期的沉积微相展布与迁移变化，是有利储层预测的一种有效方法。     

鄂尔多斯盆地东部山西组山2段储层孔隙类型及成因分析

研究了鄂尔多斯盆地东部上古生界山西组山2段储层的孔隙类型和次生孔隙成因。其结果显示山2段储集空间以残余原生粒间孔和溶蚀孔为主。电子探针分析表明,被溶蚀物质主要为杂基和假杂基,溶蚀作用的强弱受岩石类型和沉积作用等条件的影响。在靠近湖盆生烃中心的三角洲砂体中,溶蚀作用强,孔隙发育。     

鄂尔多斯盆地西缘石沟驿地区晚三叠世沉积构造环境及其地质意义

对鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世大地构造环境和区域应力场与石沟驿地区上三叠统沉积速率、碎屑组分和盆地充填样式等构造环境判别的综合分析,认为晚三叠世石沟驿地区为逆冲挤压构造环境,冲断带挤压挠曲作用形成前陆前渊拗陷,物源区为再旋回活动的褶皱冲断带.与典型前陆盆地相比,位于冲断带前缘的鄂尔多斯盆地为具石沟驿等前渊拗陷的类前陆盆地.晚三叠世石沟驿地区逆冲挤压和六盘山地区整体隆升的构造背景揭示,牛首山一罗山一带的西缘逆冲带构成晚三叠世鄂尔多斯原型盆地的西南部边界,石沟驿地区上三叠统是盆地延长组边缘相沉积.上述认识有助于扩大鄂尔多斯西缘中生界和古生界的油气勘探远景.     

鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积演化及其与早印支运动关系的探讨

鄂尔多斯盆地延长组下部（长8-长10油层组）沉积特征与中、上部（长1-长7油层组）存在较大的差异。延长组下部沉积时,盆地西部和西南地区地形相对较平坦,以辫状河、辫状河三角洲及滨浅湖沉积为主,碎屑岩中化学性质不稳定的组分含量较高;长7沉积期,沉积格局发生重大变革,盆地西缘、西南缘地区发育冲积扇、扇三角洲沉积体系,拗陷幅度急剧增大,半深湖-深湖区范围可达10×10.4 km2以上,而且湖盆中心向西南迁移了几十公里,碎屑岩成分成熟度增高,岩矿组合具有显著的东西分异性。此外,从延长组凝灰岩的分布特征分析,长7底部沉凝灰岩分布稳定,为同期火山作用的产物,厚度由盆地西南向东北方向逐渐减薄至不发育。上述分析表明,长8沉积末期为湖盆沉积演化的重要转折期,盆地西缘和西南缘存在一次强烈的构造地质事件,火山活动频繁,为印支运动第一幕重要的表现形式。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系地球化学特征及其沉积环境意义

鄂尔多斯盆地西缘斜坡相沉积是海相烃源岩的有利发育区。本文从元素地球化学入手，结合岩石、古生态特征，通过不同地区、不同层位元素赋存与迁移规律、沉积水体的变化及氧化－还原条件的分析，系统探讨了该区奥陶系元素地球化学与沉积环境、烃源岩分布及海底热流体活动的关系。认为水体深度、还原性、生物量及海底热流体的存在是海相生烃岩发育的重要条件。西缘北段桌子山组及南段三道沟组等台地相沉积及其以下地层，其沉积水体浅、开阔，还原性差，使有机质难以保存，不利于生烃岩的发育；而北段克里摩里组、乌拉力克组及南段的平凉组第一段等斜坡相沉积，其水体深而闭塞，还原性强，并且存在海底热流体活动，可形成有机质丰度较高的海相生烃岩。从而为评价该区奥陶系天然气成藏条件，提供了地球化学依据。     

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。