鄂尔多斯盆地白垩系沉积对地下水形成的影响

鄂尔多斯盆地的白垩系含有丰富的地下水,文章从白垩系岩相古地理及钻井剖面的研究入手,总结了含水地层的沉积建造模型和演化规律,探讨了对地下水形成的影响及富集和赋存规律,为鄂尔多斯盆地白垩系地下水的开发利用提供了依据。     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积建造对地下水的控制

有关鄂尔多斯盆地地下水系统,前人已做过大量的研究,总结出不少的成果和规律。但从沉积建造方面研究地下水系统的不多。本文详细研究了白垩系沉积建造的特征和规律,探讨其对于研究区白垩系地下水系统的形成、富集和赋存的影响和控制,对于研究区白垩系地下水的开发和利用提供了重要的依据。     

鄂尔多斯盆地西北部石千峰组沉积特征及沉积—层序模式

根据沉积学、地球物理和地球化学等标志,确定研究区石千峰组为辫状河、曲流河、三角洲和湖泊的沉积类型。在沉积特征研究的基础上,进行层序界面的识别和划分,进而在研究区石千峰组内划分并识别出短期、中期、长期、超长期4种类型的旋回层序。通过对各级别层序特征的详细研究,表明中期基准面旋回与沉积体系有很好的响应关系,表现为辫状河和曲流河具有A1和A2型中期基准面变化特征,三角洲平原、三角洲前缘和湖泊沉积分别具有C1、C2、C3和B型的响应特征。结合研究区石千峰期由北至南发育河流—三角洲—湖泊的古地理展布特征,最终将这些丰富的地质信息以沉积—层序模式进行了概括,表现为由北至南发育河流—三角洲—湖泊的沉积类型,具有A1-A2-C1-C2-C3-B型的层序响应特征。建立的这样一套等时模式,能更详尽的了解研究区生储盖的时空配置关系,为下一步油气勘探提供地质依据。     

鄂尔多斯盆地白垩系沙漠相沉积特征及其水文地质意义

白垩纪鄂尔多斯盆地在燕山期抬升-沉降及气候演变的背景条件下,受水力、风力等地质作用,经历了早白垩世宜君-洛河期→环河期与罗汉洞期→泾川期两个沙漠沉积演化阶段。其中,洛河期和罗汉洞期是沙漠发育的两个主要时期,形成了旱谷、沙丘、丘间及沙漠湖等多类型沙漠亚相碎屑岩沉积。沙丘沉积砂岩作为白垩系沙漠相最主要的沉积岩石,具有分布稳定、厚度巨大、含盐量低、孔隙空间发育、储水性和透水性强等特点,不但具有良好的地下水赋存和循环条件,而且一般赋存着水质较好的地下水。     

鄂尔多斯盆地白垩系含水砂岩的特征

最新水文钻孔和露头剖面调查测试资料对鄂尔多斯盆地白垩系含水砂岩的组分特征和空间分布综合研究表明,宜君-洛河含水岩组广泛分布于全盆地,为最主要的区域性含水岩组,以长石石英砂岩、长石砂岩、岩屑长石砂岩发育为主;华池-环河含水岩组分布广泛,也是很好的含水岩组,主要为长石砂岩、长石石英砂岩、岩屑长石砂岩：罗汉洞-泾川含水岩组仅局限于盆地北部和西部,是一套比较局部的含水层,主要为长石石英砂岩和岩屑石英砂岩。总体上,盆地北部白垩系含水砂岩极其发育,南部含水砂岩具多层分布的特点,厚度总体较小。     

鄂尔多斯盆地白垩系含水层沉积学初探

“含水层沉积学”是沉积学、水文地质学、油气储层地质学、地球化学等相互交叉综合的产物,是以沉积学、水文地质学理论为基础,以沉积含水层为主要研究对象,以查明地下水赋存和循环条件、地下水系统结构特征、地下水水质成因与分布以及地下水富集规律为主要研究内容,最终服务于地下水资源勘查评价的一门边缘分支学科。含水层沉积学及水文地质综合研究表明,受到沉积相类型及其空间展布的明显控制,鄂尔多斯盆地白垩系地下水赋存、循环、富集条件以及地下水水质分布总体具有北好南差、盆地南部具有下好上差的宏观规律。     

鄂尔多斯盆地白垩系含水层系统分析

从地下水含水层系统的角度对鄂尔多斯盆地白垩系地下水系统进行了划分和分析。由于下白垩系统保安群为一套陆相碎屑岩建造,岩性复杂,由砂岩、粉砂岩和泥岩组成的频繁交替、重复叠置的多层层状结构,决定了鄂尔多斯白垩系自流水盆地是多层结构的地下水系统。这种重复叠置的多层层状地质结构,决定了地下水含水层系统的多层性、承压性及层与层之间的相对封闭性。根据沉积旋回和含水介质的性质,在全盆地范围内把白垩系地下水系统从上向下划分为:罗汉洞含水岩组、环河含水岩组和洛河含水岩组。通过对这3大含水岩组分别进行了分析认为,洛河含水岩组和环河含水岩组分布范围广、含水层厚度大、天然资源丰富,是盆地区具供水意义的主要含水岩组。罗汉洞含水岩组因分布面积小,含水层厚度差异大、水质变化大,除陇东地区外,大部分地区供水价值较小。     

鄂尔多斯白垩系自流水盆地沉积特征、岩性分布与盆地演化规律

鄂尔多斯白垩系含水盆地是国内特大型自流水盆地,沉积相和盆地演化是影响含水岩组发育特征以及含水性的重要因素之一.笔者从盆地边界特征、盆地结构、沉积环境背景以及沉积物特征入手,着重探讨了盆地演化与含水岩组分布规律、含水岩组沉积相与含水性之间的关系.结果发现早白垩世时,盆地以南北向为轴、东西非均衡沉降,盆地结构东缓西陡,极不对称.盆内发育的洛河、环河华池和罗汉洞3个主要含水岩组受盆地构造演化和沉积相控制,洛河组最发育,分布面积最广,环河华池组以及罗汉洞组比较局限,同时在盆地西部沉降中心区分布的地层厚度明显大于周缘抬升带.随盆地沉积环境变化,沿盆缘以冲积扇、河流相和三角洲平原分流河道相砂砾岩和砂岩沉积为主,盆内由风成沙漠相、三角洲前缘相和湖泊相砂岩和泥岩组成.其中洛河组风成沙漠相砂岩,因产状稳定、覆盖面积广、岩性组分和结构成熟度高、孔渗性能好、杂基和有害可溶组分含量低,顶底板及边界隔挡岩性空间匹配关系合理,形成了自流水盆地最理想的含水层.     

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。     

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。     

基于岩相的鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构研究

依据岩性岩相研究、孔隙度研究、物探测井解译等成果,对鄂尔多斯白垩系盆地含水层系统的结构进行了划分与研究。结果表明：盆地北部沙漠高原区为单一结构,表现为强富水与中等富水含水层在垂向上叠置与组合,无区域性连续稳定的隔水层,由下到上构成含水统一体;南部黄土高原区为多层结构,表现为含水层与隔水层上下叠置,垂向水文地质分层明显;盆地南、北含水层结构的结构类型明显不同。利用孔隙度、渗透系数、单位涌水量3个参数,对含水层的富水性级别进行了划分,盆地中共划分出7个强富水含水层、7个中等富水含水层和2个弱富水含水层。盆地南、北比较,北部含水层孔隙度大,富水性强,地下水主要富集于盆地北部地区。垂向上比较,盆地北部由上到下,孔隙度由大变小,富水性由强变弱,地下水主要富集于浅层和中层;南部上部罗汉洞组和下部洛河组孔隙度较大,富水性好,中部环河组相对较差,地下水主要富集于罗汉洞组和洛河组。     

鄂尔多斯白垩系地下水盆地湖眼的形成及其水文地质意义

在鄂尔多斯盆地北部沙漠高原区,部分湖盆的边部发育有数量不等的"湖眼"."湖眼"是分布在湖盆边部的特殊的泉,通过对湖眼的野外调查和物质成分分析,总结了湖眼的分布、结构、动态变化和物质组成特征.研究结果表明,湖眼泥浆来自湖盆底泥,其水分可来自不同循环深度的地下水;湖眼的动态变化可以反映地下水的循环深度;湖眼的分布和动态变化对于研究地下水的排泄方式具有一定的水文地质意义.     

鄂尔多斯盆地早白垩世岩相古地理与地下水水质和分布的关系

岩相古地理与地下水水质的关系研究表明，早白垩世鄂尔多斯盆地经历了干旱-半干旱→相对湿润的2个气候变化旋回和以沙漠相发育一湖泊相发育为特征的2个岩相古地理演化阶段。气候和古地理条件及其演化导致白垩纪沉积水体盐度、沉积岩含盐量和地下水循环条件的区域分布极为复杂。在岩相古地理和其他水文地质条件的综合影响下，盆地白垩系地下水水质和分布较为复杂，总体呈北好南差、盆地南部东好西差和下好上差的区域性分布规律。     

鄂尔多斯盆地西南缘早白垩世地层孢粉组合及地层意义

正鄂尔多斯盆地是中国大陆形成最早、演化历史最长的一个沉积盆地,也是我国重要的煤炭、石油、天然气矿产地。近年来,随着国家对清洁能源的需求,加大了对该盆地的砂岩型铀矿的找矿工作,但长期以来对鄂尔多斯盆地西南缘铀矿目的层白垩系志丹群的古生物化石、古环境研究相当缺乏,而对于白垩纪孢粉研究更为少见,仅在1988～1992年有过几例孢粉研究(张子福,1988,1989,1992),     

巴颜喀拉残留洋盆的沉积特征

巴颜喀拉盆地垂向沉积序列表明：盆地于早古生代被动陆缘的浅海基础上裂陷、拉开，泥盆纪贯通，早石炭世洋盆扩展为成熟大洋，晚石炭世洋盆北部开始消减、南部继续扩张，晚二叠世-中三叠世进入残留洋阶段，晚三叠世转化为周缘前陆盆地．三叠纪末完全闭合，盆地自形成到消亡为一个连续的沉积和地质构造演化过程。其主体由早中三叠世深海沉积、典型浊积岩复理石和晚三叠世浅海复理石、风暴岩沉积、海相磨拉石构成，北部零星出露了中二叠世海山型沉积，昆南结合带以北有早中三叠世岛弧沉积。以盆地为中心具有向南北两侧陆块双向相背俯冲的极性特点，东西两端的碰撞造山不迟于晚二叠世。总体反映了古特提斯晚二叠世-中三叠世的残留洋盆性质和主洋域之所在。