鄂尔多斯盆地上三叠统延长组凝灰岩夹层Th元素的富集特征

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组凝灰岩夹层分布广泛,能谱测井资料解释凝灰岩夹层Th元素含量为25×10~(-6)～35×10~(-6),元素地球化学测试结果Th含量在15×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均36.6×10~(-6),明显高于与其互层的泥岩或炭质泥岩的平均值,也高于地球各圈层的平均值,属于Th富集状态。延长组凝灰岩夹层中Th的富集可能主要有2个方面的原因,其一是原始岩浆中Th含量较高,因其性质相对不活泼,未发生明显的迁移;其二是凝灰岩经历了较强烈的水解蚀变作用,蚀变产物以粘土矿物为主,从而可能吸附了上下地层中的Th,最终导致了凝灰岩夹层中Th的富集。Th的富集可以作为研究区识别凝灰岩夹层的标志,有利于进行更精细的地层对比。同时,Th/U比值反映出的延长期凝灰岩沉积作用所引起的元素迁移和古环境变化,可能对延长组优质烃源岩的发育有重要作用。     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统层序地层学研究

高分辨率层序地层学是对地层记录中反映基准面变化旋回的时间地层单元的二级划分。鄂尔多斯盆地南部上三叠统成油体系可明显的划分为1个中期地层层序和10个短期地层层序,它们在时空上的演变反映基准面、可容纳空间变化对沉积物沉积厚度、堆积方式有明显的控制作用,三角洲水下分流河道砂体的储集物性变化也明显受基准面、可容纳空间变化的影响,上升旋回的水下分流河道砂体物性随基准面上升变差,下降旋回的水下分流河道砂体物性随基准面下降变好,且下降旋回砂体物性好于上升旋回的砂体物性。     

鄂尔多斯盆地西南地区上三叠统延长组沉积相及石油地质意义

鄂尔多斯盆地三叠系延长组主要发育东北和西南两大沉积体系,东北的河流三角洲体系已为大量的勘探研究资料所证实,而西南体系因受勘探程度限制,目前研究不够。本文通过最新钻探成果,结合盆地西南部露头资料,确立盆地西南地区三叠系延长组为冲积扇-扇三角洲沉积体系,发育冲积扇、扇三角洲、湖泊（浊积）相。冲积扇以西南缘平凉崆峒山和汭水河剖面为代表,扇三角洲及湖泊（浊积）相为区内钻井剖面所证实。长6-长8为区内主力油层组,地层保存完整,钻探程度相对较高。扇三角洲前缘砂体类型以水下分流河道为主,局部发育河口坝,浊积体以厚层块状为主。长8亚期为扇三角洲前缘亚相最发育期,横向形成自西南向东北延伸的三支前缘砂体带,是石油聚集的重要区带;长7亚期随着湖盆沉降,周边抬升强烈,湖岸较陡,大量发育浊积体系;长6亚期湖退导致扇三角洲再次发育,但规模较长8亚期弱。扇三角洲前缘砂体单层厚度大,砂岩粒度较粗,颗粒分选及物性好,是石油富集的最有利相带。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组三角洲沉积及演化

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组广泛发育曲流河三角洲沉积,其总体沉积特征为：沉积体系及相带发育完整;成分成熟度及结构成熟度较高;发育各种沉积构造、动植物化石及生物遗迹构造。曲流河三角洲平原的分流河道具有复杂分支与决口历史,因此常呈交织状,受分流河道冲蚀作用的影响,河口坝不发育。曲流河三角洲主要形成于湖盆坳陷回返期。通过对岩相组合、骨架砂体的几何形态及盆地古地理背景的综合分析,认为延长组的环境演化反映了浅水台地型三角洲逐渐转变为陆上平原的过程。曲流河三角洲可形成良好的储层,是油气勘探的有利相带。     

鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组物源方向分析与三角洲沉积体系

首次利用稀土元素和微量化学元素,分析鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组母岩类型和物源方向。研究表明盆地中部延长组砂岩和泥岩的稀土元素地球化学特征、REE分配模式及微量化学元素蜘蛛图解相同,表现为轻稀土富集,重稀土亏损,铕、铈元素亏损;REE分配模式均呈“右倾斜、LREE富集、HREE平坦”型;微量化学元素蜘蛛图解具“四峰三谷一平台”型,曲线呈阶梯状分布;砂岩和泥岩的地球化学特征、REE分配模式及微量化学元素蜘蛛图解与盆地东北缘的太古代、元古代变质岩相一致,而与火成岩的重稀土富集、轻稀土亏损、“V”字型REE分配模式和“三峰两谷”型、曲线呈“W”字型分布的蜘蛛图解的特征有显著的差别。说明延长组母岩是盆地东北缘的太古代、元古代变质岩,主要物源方向为北东向。依据物源方向、沉积环境、砂岩岩石学特征、砂岩稀土元素和微量化学元素的地球化学特征,将鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组沉积划分为两大三角洲沉积体系,即北东向的安塞三角洲沉积体系、志靖三角洲沉积体系、安边三角洲沉积体系和北西向的盐定三角洲沉积体系。在三角洲沉积体系划分的基础上,详细阐述了不同三角洲沉积体系的岩石学特征、稀土元素和微量化学元素的地球化学特征及延长组长6-长2期三角洲沉积体系的演化过程。     

鄂尔多斯盆地西南部上三叠统长6油层组湖底扇特征

通过岩心观测、薄片观察和各种资料的综合分析，对鄂尔多斯盆地西南部上三叠统延长组长6油层组湖底扇的岩石类型、粒度特征、沉积构造等特征进行了详细研究。研究结果表明长6油层组浊积岩的岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和长石砂岩；浊积砂岩的矿物成分成熟度低，结构成熟度较低，杂基含量高。粒度分析表明其具有典型的浊流特征。沉积构造可见递变粒序、底层面构造、滑塌角砾，且发育鲍马序列；反映了浊积岩具有明显的韵律性和旋回性。识别出薄层浊积岩、中层浊积岩、厚层浊积岩3种类型并分别描述其特征。在此基础上进行了亚相划分，详细描述了各亚相特征，确定了浊积岩分布在庆阳、合水、固城、安置农场地区。浊积岩的形成主要受外界的触发机制、充足的物源供给、古斜坡地形等因素控制。     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组震积岩的发现及地质意义

鄂尔多斯盆地南部中生界延长组长6—长8中发育与地震有关的震积岩，通过岩心观测识别出的震积岩标志主要有微同沉积断裂、震裂缝、液化砂岩脉、振动液化卷曲变形构造、地震角砾岩、负荷构造及枕状层等。同时在塔17井中发现完整的震积岩垂向序列，序列自下而上分为下伏未震层、微断裂层、微褶皱层、碎块层及液化均一层，上覆未震层。该震积岩的发现为盆地构造演化提供了动力学解释，表明晚三叠世随着秦岭、南祁连海槽的封闭，南北向逆冲带发生强烈活动，是本区延长组震积作用的直接诱发因素。同时该震积岩的发现，为盆地西南部延长组长6—长8发育的大规模浊积岩的外界触发机制是由地震活动引起的提供了有力证据。     

鄂尔多斯盆地下三叠统刘家沟组与和尚沟组红层成色机制

鄂尔多斯盆地下三叠统刘家沟组与和尚沟组为一套规模巨大的红色砂泥岩沉积,其形成原因,仍存在疑问。以下三叠统刘家沟组与和尚沟组为研究对象,借助钻井岩心和野外剖面的观察描述、偏光显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射矿物成分分析以及主、微量元素分析等手段,结合红层上下其他颜色地层的对比,对这套红层的沉积特征和形成古气候背景进行研究,探讨其成因和成色机制。通过研究发现鄂尔多斯盆地的下三叠统刘家沟组与和尚沟组的红层是干旱炎热气候和强氧化环境的沉积产物,为原生成因,其红色主要来自作为染色剂的赤铁矿。通过上下不同颜色沉积岩对比研究发现,沉积岩出现不同的颜色主要是由于矿物组成不同,是盆地构造演化和气候环境变迁的结果。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长8段液化柱及相关软沉积物变形

笔者在鄂尔多斯盆地上三叠统延长组长8段的岩芯中首次识别出液化柱变形构造,本文从三维空间研究其宏观与微观特征。赋存液化柱的长8段的多个层位的岩芯中均发现有软沉积物变形构造,如液化流动变形、水塑性变形及脆性变形等,广泛分布于盆地不同地区的钻井岩芯中,并在垂向上重复出现。结合长8段的沉积环境和构造背景分析,笔者认为长8段的液化柱与软沉积物变形系地震触发。晚三叠世鄂尔多斯盆地以南秦岭地震造山运动与盆地沉陷是长8段软沉积物变形的构造背景。根据地震触发软沉积物变形构造的时空分布,鄂尔多斯盆地在长8段沉积的地质时期已受控于秦岭造山带动力机制的控制,而不是传统认为的仅在长8段沉积末期。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组富油因素分析

从成藏的基本地质要素出发,分析了鄂尔多斯盆地上三叠统烃源岩、沉积体系、储盖组合、储集性能、构造以及湖盆演化对油气成藏的影响及控制作用。受深湖分布控制的有效烃源岩生烃区及南北两大沉积体系是油气主要的富集及储存场所,并在完整连续的湖泊—三角洲—河流沉积体系中形成了良好的生储盖组合配置及相应的储集空间。明确了南北两大沉积体系分别控制着储集砂岩的类型、岩性、物性及其展布规律,探讨了延长组油藏的特征及油气富集规律。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组重矿物的成岩作用

砂岩中重矿物在埋藏成岩环境中会发生溶蚀甚至形成新的重矿物胶结物。利用重矿物特征进行物源分析是鄂尔多斯盆地上三叠统延长组物源分析的最重要方法之一,但石榴子石、榍石和绿帘石这3种重矿物在成岩作用期间发生了明显的后生变化。研究表明,延长卡中石榴子石发生溶蚀形成粒内溶孔和刻面石榴子石,部分被方解石、绿泥石或硅质交代;见自生榍石晶体及榍石次生加大,且榍石的生长具有多期次性;见自生绿帘石晶体及绿帘石次生加大,部分绿帘石被绿泥石或硅质交代;相对稳定性强的石榴子石部分被溶蚀,而相对稳定性弱的碎屑状榍石、绿帘石并未见到溶蚀现象,这与以往研究中对于重矿物稳定性的认识是不一致的,希望能引起未来研究者的重视。     

鄂尔多斯盆地上三叠统长7段泥页岩储集性能

页岩气的成功勘探开发引发了全球海相页岩研究的热潮, 然而对处于生油窗内的陆相页岩储集性能的研究尚需加强.基于光学薄片、场发射扫描电镜、环境扫描电镜、纳米CT、图像分析、GRI物性、气体吸附等方法对长7段泥页岩储集性能进行系统研究.结果表明: 长7段泥页岩形成于陆相半深湖-深湖环境, 面积为10×104 km2, TOC＞2%, R_o=0.8%~1.0%, HI=124~480 mg/g, 生烃潜力高; 脆性矿物含量为45%~59%, 孔隙度为0.6%~3.8%, 渗透率为0.000 72×10-3~0.002 30×10-3 μm2; 主要发育粒内孔、粒间孔和有机质孔, 以伊蒙混层等粘土矿物粒内孔为主, 有机质孔较少; 孔隙直径为30~200 nm, 孔喉系统连通性中等, 具备储集能力; 伊蒙混层等粘土矿物含量与比孔容相关性优于热演化程度与烃指数等, 表明长7页岩微观孔隙主要受控于成岩作用, 有机质生烃作用对储集空间贡献相对较小; 滞留烃主要以吸附态和游离态存在于黄铁矿晶间孔、伊蒙混层粒内孔、伊利石粒内孔与长石粒间孔.      

鄂尔多斯盆地北部铀矿床铀矿物赋存状态及富集机理

为了进一步深化铀矿物的富集机理.利用α径迹放射性照相、扫描电镜、电子探针等方法对鄂尔多斯盆地北部铀矿床中铀矿物的赋存状态进行了系统研究.发现该区铀矿物主要为铀石，少量沥青铀矿和含铀钛矿物.沉积-成岩期碎屑铀矿物赋存在碎屑颗粒内部，吸附在锐钛矿周围，为铀储层中预富集的铀.成矿期铀矿物大部分赋存在碎屑颗粒填隙部位，与黄铁矿、碳质碎屑相伴生，与石英颗粒及方解石胶结关系密切；部分吸附在包裹碎屑颗粒的蒙脱石薄膜上.另外发现了，沥青铀矿-赤铁矿-黄铁矿的矿物组合，以及硒铅矿（PbSe）和白硒铁矿（FeSe₂）与铀矿物相伴生，并伴有REE含量明显升高.分析得出，沥青铀矿形成于成矿早期，氧化酸性流体与还原碱性流体的过渡界面，偏向于氧化酸性一侧；而铀石主要形成于成矿晚期的还原碱性环境.双重铀源供给、丰富的还原介质、多源流体的耦合，局部的热液流体叠加改造，共同造就了鄂尔多斯盆地北部大矿、富矿的形成.      

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组浊沸石分布及其成因分析

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组砂岩中广泛分布着浊沸石胶结物,其形成的次生溶蚀孔隙已成为油气的主要储集空间。通过薄片观察、包裹体测温、扫描电镜及能谱分析、黏土矿物X衍射和电子探针等微观分析和宏观统计研究,初步认为延长组浊沸石主要分布于物源来自盆地东北部老山的三角洲中,其成因与盆地北部阴山造山带火山活动形成的凝灰岩和火山碎屑的成岩变化有关,它们呈孔隙式充填或交代碎屑长石,形成具有多期性。     

鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组物源分析及热演化

本文以鄂尔多斯盆地南部旬邑地区上三叠统延长组为例系统研究了其物源区属性及热演化。采用碎屑锆石LA-ICP-MS定年的方法,通过分析砂岩样品中碎屑锆石U-Pb的年龄结构及组成,明确了其物源区属性。研究表明:长7碎屑锆石存在225～264 Ma、276～408 Ma、413～458 Ma、727～851 Ma、1249～1749 Ma和1868～2469 Ma 6个年龄区间,分别对应于印支期、海西期、加里东晚期、Rodinia超大陆裂解、晋宁运动早中期和古元古代的构造热事件,研究区物源复杂,主要来自于北秦岭西段、秦祁造山带、西秦岭、祁连造山带东段及天山—兴蒙造山带,阿拉善地块和盆地北部山区也可能为本区提供物源,古水流分析表明研究区的物源方向为近南部。通过磷灰石裂变径迹年龄分析及热史模拟,明确了研究区在100 Ma左右的早白垩世经历了重要的构造热事件,是油气藏形成的重要时期。自此以后,又经历了4次比较明显的热演化,100～43 Ma为缓慢抬升阶段,进入部分退火,冷却速率大概在0.44℃/Ma,43～36 Ma为一快速抬升阶段,冷却速率达到4.3℃/Ma,36～24 Ma为又一期的缓慢抬升,冷却速率在0.52℃/Ma左右,从24～17 Ma样品又经历了一次快速的抬升过程,冷却速率在1.5℃/Ma左右。研究区43 Ma以来的抬升剥蚀明显受到印度板块与亚欧板块碰撞的影响。     

鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世构造—沉积环境分析

鄂尔多斯盆地西缘长期以来是地质学家所关注的热点,特别是晚三叠世的物源和形成构造—沉积环境颇具争议。砂岩碎屑组成、碎屑重矿物、地球化学成分、砾岩组成、古水流以及构造变形研究表明,晚三叠世西缘不同地区的物源和构造—沉积环境具有一定的差异性。北部贺兰山地区晚三叠世沉积主要形成于克拉通边缘,巴彦浩特地区为其主要物源区,阿拉善地块为次一级物源区,古流向以由西向东为主,沉积环境由扇三角洲向湖泊环境过渡,该时期为区域挤压背景下的裂谷盆地发育阶段;中部石沟驿地区上三叠统延长组沉积厚度达3 000 m左右,砂岩以长石岩屑砂岩为主,物源区以阿拉善地块为主,古流向由北西向南东,沉积环境为辫状河三角洲沉积环境,构造背景较为复杂,为整体挤压背景下的断陷盆地;南部平凉地区物源主要来自下伏地层和秦祁造山带,古水流主体由南西向北东方向,主体为冲积扇沉积环境,为前陆盆地发育阶段。可见,盆地西缘晚三叠世不同地区具有不同物源属性与构造—沉积环境,并非统一的“类”前陆盆地发育阶段。     

鄂尔多斯盆地镇泾区块上三叠统延长组砂岩绿泥石矿物特征

本文对鄂尔多斯盆地镇泾区块上三叠统延长组长8油层组砂岩中绿泥石矿物的类型、赋存状态、形成时间、晶体化学特征及成因机制进行了较为系统的研究.结果表明研究区的绿泥石以铁镁绿泥石和铁斜绿泥石为主,包括陆源碎屑绿泥石、自生绿泥石和蚀变绿泥石3种,自生绿泥石又包括颗粒包膜、孔隙衬里和孔隙充填绿泥石3种,以孔隙衬里绿泥石为主,形成时间依次为:颗粒包膜绿泥石→孔隙衬里绿泥石→孔隙充填绿泥石,蚀变绿泥石的形成可贯穿于整个成岩阶段.不同类型绿泥石的晶体化学特征、分布规律和成因机制各异.陆源碎屑绿泥石是与碎屑颗粒一起搬运沉积的产物,主要分布于水动力较弱的沉积环境中,其Fe、Mg、Mn和AlⅥ含量最高,Si、Ca和AlⅥ含量最低.蚀变绿泥石具较高含量的Fe、Mg和AlⅣ,较低含量的Si、Ca和AlⅥ,因主要由富铁镁碎屑蚀变而来,分布与其具空间上的耦合性.自生绿泥石的Fe、Mg和AlⅥ含量最低,Si、Ca和AlⅥ含量最高,孔隙衬里绿泥石较孔隙充填绿泥石含较高含量的Fe和K及较低含量的Ca和Mg,且从碎屑颗粒边缘到孔隙中心方向其Fe、Mg、AlⅥ和六次配位阳离子总数逐渐增加,K、Si、AlⅥ含量逐渐减少.颗粒包膜和孔隙衬里绿泥石主要见于辫状河三角洲前缘水下分流河道和分流河口砂坝中,其所需铁镁物质由同沉积絮凝含铁镁沉积物溶解提供;孔隙充填绿泥石的分布受控于砂岩结构,砂岩粒度越粗、孔喉结构越好越有利于其发育,所需铁镁物质由泥岩压释水提供.