鄂尔多斯盆地西缘北段中生代构造演化

鄂尔多斯盆地西缘构造带处于独特的大地构造位置,具有复杂的构造特征。长期以来,不同学者对北段构造特征和属性、构造演化和形成机制等开展了大量的研究工作,观点不尽相同。本文在系统研究西缘北段构造带几何学的基础上,通过沉降史分析与岩石类型分析等方法,对其运动学进行解释。研究认为西缘构造带的冲断活动以及盆地的沉降与青藏高原地体增生事件以及伊泽奈琦板块的俯冲关系非常密切。盆地西缘南北向逆冲推覆带在晚三叠世——白垩纪时期内构造基本定型,相应的西缘发育陆内前陆盆地,并发育多套同构造的粗碎屑的沉积。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷迁移演化与坳陷西翼油气成藏

鄂尔多斯盆地是我国陆上最重要的含油气盆地之一,本文以鄂尔多斯盆地西缘为研究对象,以地震反射资料为基础,主要采用地震剖面"层拉平"与"平衡剖面恢复"等技术手段,对天环坳陷形成与迁移演化历史进行了动态分析。研究结果表明:1)天环坳陷最早形成于晚侏罗世,后期由于受燕山晚期及喜马拉雅山期构造运动影响,坳陷核部逐渐向东迁移至现今位置,前后累计迁移距离约30 km;2)当坳陷核部向东迁移至有效烃源岩范围附近时,原先已形成的油气藏发生重新调整,油气向坳陷西翼高部位运移、聚集,从而形成了次生构造油气藏。     

鄂尔多斯盆地西部晚三叠世构造属性探讨

有关鄂尔多斯盆地西部晚三叠世的构造属性问题,前人的观点大多认为该时期为(类)前陆盆地,笔者对此提出置疑,主要有3个方面的依据:首先,对西缘汝箕沟、石沟驿和崆峒山地区晚三叠世延长组的3套粗碎屑沉积进行了重新认识。汝箕沟延长组确实为边缘相沉积,但其附近层位板内玄武岩的出现,表明该区晚三叠世为拉张环境下的沉积。最新研究表明,石沟驿地区延长组沉积厚度并不大,不超过1500m。崆峒山砾岩沉积可能受西南部的秦祁造山带影响所致,不能作为盆地西部沉积的代表。其次,通过编制晚三叠世延长组地层等厚图及一系列东西向地层剖面对比,发现该时期以往认为的盆地西部从南至北的巨厚沉降带并不存在。最后,通过地震剖面、平衡剖面和裂变径迹测试数据分析,指出西部现今存在的横山堡后冲构造带和马家滩大型逆冲推覆构造带并未形成于晚三叠世,其最早形成于晚侏罗世。故鄂尔多斯盆地西部晚三叠世构造属性并非为前陆盆地,而是残延克拉通内叠合盆地的组成部分。该认识对盆地西部的油气勘探具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地中西部中新生代构造抬升及演化

通过磷灰石裂变径迹（AFT）分析与热史模拟的方法,探讨了鄂尔多斯盆地中西部地区中新生代构造热演化过程及地质响应。不同构造单元及不同层位样品的AFT年龄结果表明,研究区中生代以来经历2次构造抬升：晚白垩世末—古新世早期（79~65 Ma）和始新世—中新世早期（56~15 Ma）;AFT年龄空间对比图表明,研究区抬升冷却具有南早北晚、后期整体抬升的特征。热史模拟结果表明,研究区整体于晚白垩世末期快速冷却抬升,古新世—中新世晚期为缓慢抬升,中新世末以来抬升速率明显加快。研究区中新生代的构造演化过程与周缘构造单元的相互作用密不可分,晚白垩世以来的构造抬升可能与秦岭造山带构造演化有关,新生代以来的构造抬升与盆地周缘裂陷的演化具有一致性,中新世晚期以来的快速抬升可能与青藏高原隆升的远程效应有关。     

鄂尔多斯盆地西南部汭水河地区上三叠统碎屑锆石U Pb年代学特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地西南部延长组物源及其演化是进行区域原盆恢复和认识区域构造演化及华北克拉通西部破坏的关键。本文以鄂尔多斯盆地西南部汭水河地区晚三叠世延长组砂岩为研究对象,采用锆石LA-ICP-MS测年方法,通过砂岩样品中碎屑锆石U-Pb年龄及其变化,结合区域背景及古水流资料,系统地研究了盆地西南部延长组物源及其演化。研究认为,晚三叠世早期(231～225Ma),盆地西南部延长组沉积物源主要为盆地东北部阜平杂岩及盆地北部的海西期岩浆岩,部分搬运来的物质与来自秦祁造山带的剥蚀物质一起经宝鸡—武都裂陷槽流入松潘—甘孜地区;晚三叠世中期(225～218Ma),来自秦岭造山带的挤压开始增强,盆地西南部延长组地层中来自南缘秦岭造山带的物源开始增加,盆地西南部沉积物源开始与松潘—甘孜地区出现明显差别,宝鸡—武都裂陷槽开始关闭;至晚三叠世晚期(218～210Ma),秦岭与祁连造山带完成拼贴,宝鸡—武都裂陷槽最终完全关闭。     

上扬子西南部晚三叠世古隆起演化及其构造意义

在大量野外地质调查和资料分析的基础上,通过不同剖面的沉积特征和地层对比分析,识别出上扬子西南部存在晚三叠世古隆起;并结合区域构造背景,探讨了古隆起的构造属性、演化和大地构造意义。研究结果表明,上扬子西南部普遍缺失上三叠统,这一地层的缺失不是后期剥蚀造成的,而是由于上扬子西南部在晚三叠世存在一个与上扬子西南缘近平行的古隆起。该古隆起的发育与金沙江-哀牢山-马江-八布洋、甘孜-理塘洋的关闭及之后的碰撞造山作用密切相关。在早三叠世末,金沙江-哀牢山-马江-八布洋关闭,上扬子西南部南缘的右江和楚雄盆地成为前陆盆地,形成的前缘隆起共同组成了该古隆起;至晚三叠世诺利期,甘孜-理塘洋关闭,上扬子西南部西缘发育西昌前陆盆地,其前缘隆起与右江、楚雄前陆盆地的前缘隆起一起组成古隆起;至瑞替期末,由于右江前陆盆地停止发育,古隆起仅由楚雄和西昌前陆盆地的前缘隆起组成。这一古隆起的发现对研究四川盆地晚三叠世盆地原型和上扬子西南部构造演化具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷南段侏罗系原油油源分析

天环坳陷南段位于鄂尔多斯盆地西南部,跨西缘冲断带和天环坳陷两个构造单元,地质条件复杂。近年来针对该区侏罗系低幅度构造岩性油藏的勘探取得了重大突破,钻遇多口工业高产油流,但目前对侏罗系油气的来源问题仍存在不同的认识,制约了勘探的进一步深入。应用色谱/质谱和碳同位素等分析方法和手段,对侏罗系原油与三叠系延长组长4+5段、长6段和长7段3套烃源岩从生物标志化合物、碳同位素等方面进行对比研究,并结合侏罗系油气成藏特征,探讨了侏罗系原油的油源。结果表明:天环坳陷南段侏罗系原油和长6段、长7段烃源岩在母源性质、沉积环境、成熟度等方面具有相近似的特征,二者具有较好的亲缘关系;区域性不整合面、裂缝成为沟通侏罗系储层与长6段、长7段油源的运移通道;侏罗系原油主要来源于长6段和长7段烃源岩。     

鄂尔多斯盆地天环北段白云岩体成因及储集性能

鄂尔多斯盆地西缘天环北段白云岩体总面积约1×104km2,最大厚度431m。马家沟组中每个地层段均不同程度地发育有白云岩。富晶间孔的粉细晶白云岩及其充填物中Fe、Mn含量显著高于其它碳酸盐岩,而Sr含量平均值低于其它碳酸盐矿物。δ18O的值出现较大负值,并且跨度较大,说明白云岩体的成因并非单一模式。据碳氧同位素值计算的古盐度指数均小于120,说明在白云岩形成期间有淡水的加入。该白云岩体的成因应具有双重因素,即早期的混合水成因和晚期的热水成因。据推测:热水成因白云岩约占60%,混合水成因白云岩约占40%。     

晚三叠世火山活动对鄂尔多斯盆地长7优质烃源岩发育的影响

岩芯和露头剖面观察结果表明,鄂尔多斯盆地长7优质烃源层中广泛分布薄层和纹层状凝灰岩,薄层凝灰岩的SiO2含量介于49．37％-72．45％之间,以中、酸性为主。岩石薄片的镜下观察结果表明,常见晶屑凝灰岩、玻屑凝灰岩和双屑凝灰岩,并可见到呈有序结构（成分和粒度）的凝灰岩纹层,同期喷发、大气降落沉积特征明显。根据其岩石类型、主元素和微量元素组成、锆石U—Pb年龄等的对比,以及凝灰岩的平面分布特征判断,盆地内长7优质烃源层中的凝灰岩可能主要来自秦岭地区的同期火山喷发活动。扬子与华北陆块碰撞、秦岭造山的区域构造活动的活跃是引起长7最大湖泛的主要动力因素,为优质烃源岩发育提供了基本的地质条件,同期频繁的火山喷发活动与湖底热液活动等共同促进了优质烃源岩的大规模发育。     

鄂尔多斯盆地天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征及成熟演化史

为研究天环坳陷北段下古生界天然气成藏规律,利用探井资料和有机地球化学方法,评价了天环坳陷北段奥陶系烃源岩特征并恢复其成熟演化史。天环坳陷北段奥陶系乌拉力克组和克里摩里组烃源岩有机碳含量和生烃潜量相对较高,烃源岩有机质丰度以中等—好为主,少部分为差烃源岩;三道坎组和桌子山组烃源岩以差为主。干酪根组分鉴定表明,天环坳陷北段奥陶系烃源岩主要为Ⅱ₁～Ⅰ型干酪根,热演化程度高,处于生干气阶段。成熟演化史模拟显示,古生代—中生代早期地温梯度低,地层埋藏浅,烃源岩成熟演化程度低。燕山期,由于构造热事件,地温梯度迅速升高,早白垩世烃源岩经历的最高温度超过200℃,达到生气高峰期,早白垩世是油气成藏的主要时期。早白垩世之后,鄂尔多斯盆地整体抬升,地温梯度减小,生烃作用停止。     

Evidence of Oil Sources and Migration in Triassic-Jurassic Reservoirs in the South Tianhuan Depression of the Ordos Basin,China Based on Analysis of Biomarkers and Nitrogen-Bearing Compounds

Abstract: The Ordos Basin is an important intracontinental sedimentary basin in western China for its abundant Mesozoic crude oil resources. The southern part of the Tianhuan Depression is located in the southwestern marginal area of this Basin, in which the Jurassic and Triassic Chang-3 are the main oil-bearing strata. Currently, no consensus has been reached regarding oil source and oil migration in the area, and an assessment of oil accumulation patterns is thus challenging. In this paper, the oil source, migration direction, charging site and migration pathways are investigated through analysis of pyrrolic nitrogen compounds and hydrocarbon biomarkers. Oil source correlations show that the oils trapped in the Jurassic and Chang-3 reservoirs were derived from the Triassic Chang-7 source rocks. The Jurassic and Chang-3 crude oils both underwent distinct vertical migration from deep to shallow strata, indicating that the oils generated by Chang-7 source rocks may have migrated upward to the shallower Chang-3 and Jurassic strata under abnormally high pressures, to accumulate along the sand bodies of the ancient rivers and the unconformity surface. The charging direction of the Jurassic and Chang-3 crude oils is primarily derived from Mubo, Chenhao, and Shangliyuan, which are located northeast of the southern Tianhuan Depression, with oils moving toward the west, southwest, and south. The results show that an integration of biomarker and nitrogen-bearing compound analyses can provide useful information about oil source, migration, and accumulation.     

鄂尔多斯盆地晚三叠世深湖区同沉积变形构造特征及成因

通过对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组野外露头、岩心剖面的细致研究,发现深湖区发育有类型多样的同沉积变形构造。露头剖面中见有同沉积砂岩墙、砂泥岩脊、砂岩脉、微断层和褶皱变形构造等,岩心中也观察到砂岩揉皱构造,砂泥质角砾,微断层和砂岩脉等变形构造,在对其特征描述和层系结构分析的基础上,结合三角洲前缘砂体向深湖区滑塌形成富含火焰状构造的鲍马层系,指出同沉积构造成因与古地震作用关系密切。时间上同沉积变形构造与火山灰沉积物几乎同期发育,相伴而生,且略早于广泛发育的长7浊积岩; 古地震、邻区火山作用或深部热作用导致盆地基底沉降、山体隆升,有利于滑塌浊积岩的形成。空间上同沉积变形构造主要分布于盆地南部和西南部,并且从南西至北东方向有强度减弱的趋势。综合对比同期周邻造山带的演化历史及深湖区同沉积变形构造的分布特征后认为,同沉积变形构造是对盆地南部秦岭碰撞造山和盆地内深部热作用的耦合响应,指示了深湖盆发育期对应于盆地构造相对活动的动力学背景,对同期优质烃源岩的发育有重要贡献。     

Petrography and Geochemistry of the Upper Triassic Sandstones from the Western Ordos Basin,NW China: Provenance and Tectonic Implications

Petrographic and geochemical characteristics of the Upper Triassic sandstones in the western Ordos Basin were studied to provide insight into weathering characteristics, provenance, and tectonic implications. Petrographic features show that the sandstones are characterized by low-medium compositional maturity and textural maturity. The CIA and CIW values reveal weak and moderate weathering history in the source area. The geochemical characteristics together with palaeocurrent data show that the northwestern sediments were mainly derived from the Alxa Block with a typical recycled nature, while the provenance of the western and southwestern sediments were mainly from the Qinling-Qilian Orogenic Belt. The tectonic setting discrimination diagrams signify that the parent rocks of sandstones in the western and southern Ordos Basin were mainly developed from continental island arc, which is closely related to the evolution of the Qinling-Qilian Orogenic Belt. However, the sandstones in the northwestern Ordos Basin show complex features, which may be resulted from a typical recycling process. Overall evidence from petrography, geochemistry and sedimentology, together with previous researches suggest the Kongtongshan and Helanshan areas were the southwestern and northwestern boundary of the Ordos Basin, respectively, and there was no clear boundary between the Hexi Corridor Belt and Ordos Basin, where a large, uniform sediment dispersal system developed during the Late Triassic.     

鄂尔多斯盆地天环北段白云岩成因分析

鄂尔多斯盆地天环北段白云岩体主要发育于马家沟组马四段中，主要沿定探1井～鄂6井呈南北向展布，西部延伸至布1井～天2井一线，东部则到城川1井区，南北长约200km，东西宽约40-80km，总面积约10000km^2，最大厚度迭431m。通过岩相古地理环境分析、电子探针雾心亮边分析、碳氧同位素分析、包裹体分析以及微量元素分析。认为白云岩体形成的两个主要阶段为混合水白云岩化阶段和深埋藏热水白云岩化阶段。混合水来源主要是大气淡水与海水。热水的来源主要是早期封存在地层中的混合水以及后期构造运动引起的沿断裂和不整合运移的深部热液流体。     

Characteristics and Natural Gas Origin of Middle−Late Triassic Marine Source Rocks of the Western Sichuan Depression, SW China

A scientific exploration well(CK1) was drilled to expand the oil/gas production in the western Sichuan depression, SW, China. Seventy-three core samples and four natural gas samples from the Middle–Late Triassic strata were analyzed to determine the paleo-depositional setting and the abundance of organic matter(OM) and to evaluate the hydrocarbon-generation process and potential. This information was then used to identify the origin of the natural gas. The OM is characterized by medium n-alkanes(n C_(15)–n C_(19)), low pristane/phytane and terrigenous aquatic ratios(TAR), a carbon preference index(CPI) of ～1, regular steranes with C_(29) C_(27) C_(28), gammacerane/C_(30) hopane ratios of 0.15–0.32, and δD_(org) of-132‰ to-58‰, suggesting a marine algal/phytoplankton source with terrestrial input deposited in a reducing–transitional saline/marine sedimentary environment. Based on the TOC, HI index, and chloroform bitumen "A" the algalrich dolomites of the Leikoupo Formation are fair–good source rocks; the grey limestones of the Maantang Formation are fair source rocks; and the shales of the Xiaotangzi Formation are moderately good source rocks. In addition, maceral and carbon isotopes indicate that the kerogen of the Leikoupo and Maantang formations is type Ⅱ and that of the Xiaotangzi Formation is type Ⅱ–Ⅲ. The maturity parameters and the hopane and sterane isomerization suggest that the OM was advanced mature and produced wet–dry gases. One-dimensional modeling of the thermal-burial history suggests that hydrocarbon-generation occurred at 220–60 Ma. The gas components and C–H–He–Ar–Ne isotopes indicate that the oilassociated gases were generated in the Leikoupo and Maantang formations, and then, they mixed with gases from the Xiaotangzi Formation, which were probably contributed by the underlying Permian marine source rocks. Therefore, the deeply-buried Middle–Late Triassic marine source rocks in the western Sichuan depression and in similar basins have a great significant hydrocarbon potential.     

鄂尔多斯盆地西南部晚三叠世辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义

鄂尔多斯盆地西南部中奥陶统马家沟组灰岩内部发育多条辉绿岩脉。辉绿岩富集高场强元素(HFSE)Nb、Ta、Ti、Zr、Hf等,具有板内拉斑玄武岩的地球化学特征,其地球化学数据显示原始岩浆经历过比较强烈的结晶分异演化。对辉绿岩的锆石进行U-Pb LA-ICP-MS测年获得的²⁰⁶Pb/²³⁸U年龄为750~195 Ma。根据峰值年龄并结合区域地质资料,本文把辉绿岩的形成年龄确定为224 Ma(晚三叠世)。辉绿岩反映鄂尔多斯盆地西南部在晚三叠世处于类似大陆裂谷的伸展构造环境,晚三叠世西邻陇山地区发生的强烈碰撞后伸展作用也可能有助于进一步强化鄂尔多斯盆地西南部的伸展构造环境。当时该地区岩石圈的稳定性相对较弱,为该地区后续的早侏罗世和早白垩世岩浆活动提供了物质基础。晚三叠世及后期的岩浆活动提高了鄂尔多斯盆地西南部的地温梯度并加快了该地区烃源岩的热演化进程,可能对该地区的油气成藏条件造成潜在影响。     

鄂尔多斯盆地晚古生代沉积岩源区构造背景及物源分析

鄂尔多斯盆地周缘物源均来自上地壳,以长英质岩石为主,主要为太古宇、元古宇的各类变火山-沉积岩组成的古老变质岩系,同时具有一定量的花岗岩和碱性玄武岩的混合,但物源成分及南北源区构造背景有所差异。在常量元素及稀土元素组成上,盆地南北物源区的沉积岩在地区及层位之间存在差异,且该变化符合大洋岛弧→大陆岛弧→活动大陆边缘→被动大陆边缘常量元素、稀土元素以及负Eu异常的变化趋势。常量元素变化分析表明盆地北部物源主要来自板块俯冲碰撞地带,与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关,少数为与活动大陆边缘相关的岛弧构造环境有关,到晚古生代中晚期才逐渐与被动大陆边缘环境和活动大陆边缘环境相关。稀土元素对比分析表明,盆地北部物源与太古宙、元古宙的花岗片麻岩、闪长片麻岩、二长花岗岩、变余岩屑砂岩及千枚岩具有亲源性;而盆地南部早—中二叠世长期受被动大陆边缘物源影响,具有高SiO2,低Na2O的特征,这与太古宙—元古宙的太华群、秦岭群、宽坪群等岩系的高SiO2含量,K2O/Na2O>1的特征一致,到晚古生代后期,逐渐与活动大陆边缘物源相关。北秦岭晚古生代山间盆地具有快速混杂堆积的沉积特点,属于盆地外缘,并与鄂尔多斯盆地呈连续过渡的状况,物源上具有继承关系;盆地晚古生代沉积岩中Gd含量及(Gd/Yb)N比值具有随时间迁移的特征,分析表明北部物源区在太原期处于构造快速活动期,而南部物源从山西期才开始进入快速活动期,这与区域构造演化背景一致,即北部物源区抬升要早于南部。     

西秦岭晚中生代-新生代构造层划分及其构造演化过程

从西秦岭晚中生代-新生代红层沉积的岩石组合、空间分布和构造变形特征分析,西秦岭晚中生代-新生代红层沉积可以分为三个构造层,分别对应于三个构造演化阶段.1)晚侏罗世-早白垩世构造层:该构造层以深紫红色、灰色砾岩、砂岩为主,并含有特征性的黑色页岩和煤层为特征;构造变形以北东东向褶皱和断裂构造变形为特征,反映了早白垩世末期(燕山运动)的构造变形动力学为北西-南东向地壳挤压收缩,可能与扬子板块与华北板块陆内斜向汇聚有关.2)晚白垩世一古近纪构造层:该构造层以砖红色、紫红色砾岩、砂岩、页岩为主,间夹有灰色、灰黄色、灰绿色泥岩和页岩层.具有不连续面状分布的特征,指示了其沉积时地壳的广泛拉伸的构造背景;古近纪末期的构造变形以与现今北西向构造线一致的宽缓褶皱和断裂构造变形为特征,可能指示了新生代初印度板块和亚洲板块碰撞的构造动力作用第一次远程构造响应.3)新近纪构造层:该构造层以近水平的产状、典型的细碎屑沉积为主要特征,特别是红粘层、淡水碳酸盐层的存在以及含有的三趾马化石特征,空间上与主夷平面的密切联系指示了新近纪早期经历一个夷平剥蚀期,这一阶段地壳构造稳定,变形以块断作用为主.西秦岭在经历了上述三个阶段构造演化过程后,开始进入了第四纪以来以块体变形和快速隆升的构造阶段,这与印度板块与亚洲板块的持续汇聚导致的周缘山系的崛起和变形相一致.     

鄂尔多斯盆地西缘前陆盆地构造-沉积响应

鄂尔多斯盆地西缘前陆地区在晚三叠世-中侏罗世经历了印支运动和燕山运动早期的影响,西缘整体抬升,西南和西北两个造山带开始显现,古地理为继承性的南湖北河格局,此时秦岭造山带的形成使西南地区由滨海相向湖沼相过渡。晚侏罗世-早白垩世是西缘地区前陆盆地形成时期,燕山中期逆冲推覆作用强烈,该区地层角度不整合发育,沉积记录的响应表现为南北向隆坳相间的前陆盆地格局,有别于前陆盆地形成始于晚三叠世的认识。晚白垩世-新生代是喜山运动的后期改造时期,地层角度不整合发育,沉积响应为平原沼泽相沉积。     

西北非构造演化与油气成藏组合特征

西北非油气资源丰富,是我国石油公司海外油气勘探的重要区块。受泛非、加里东、海西、阿尔卑斯运动的影响,西北非构造演化经历了泛非期基底形成、古生代稳定陆块演化、中生代裂陷、新生代反转隆升的复杂过程,发育三叠、伊利兹、锡尔特等多个超大型含油气盆地。主要有两套成藏组合:撒哈拉地台为主的古生代成藏组合、北部大陆边缘为主的中新生代成藏组合。