鄂尔多斯盆地西缘晚三叠世“古脊梁”隆升地质证据及盆地原型西部边界的确定

鄂尔多斯盆地西缘"古脊梁"晚三叠世的构造特征是一意义重大而又长期争论的基础地质问题。通过区域角度不整合及"古脊梁"东西两侧沉积岩岩性、岩相综合特征分析,提出了"古脊梁"为一动态的隆升和下沉的构造演化带的新认识。认为,鄂尔多斯盆地西缘"古脊梁"晚三叠世为构造隆升带,上三叠统延长组长1~长7油层组沉积期,"古脊梁"构成鄂尔多斯盆地的西部边界,且为盆地西部沉积的物源区。     

晚三叠世鄂尔多斯盆地西部边界的确定

鄂尔多斯盆地西部晚三叠世原型盆地具体边界的确定，是目前该盆地西缘亟待解决的重大科学和生产实践问题之一。笔者着重从盆地西缘地区基本地质事实出发，充分汲取前人的有益研究成果，历史地分析西缘构造应力场及地球动力学特点，紧密结合该时期西缘盆-山转换的沉积响应，合理利用地震资料及其他第一手资料，认为鄂尔多斯盆地晚三叠世原型盆地西界向西越过六盘山，连接六盘山盆地，直逼河西走廊、靖远、景泰莫亦山附近，甚至在祁连山区也能找到其遗迹；还认为鄂尔多斯盆地西缘的所谓“银川古隆起”及“西缘古陆梁”在印支期是不存在的，更不存在一个统一的南北走向的前陆盆地与沉降中心；燕山主期盆地西缘可能隆起，使得六盘山盆地和鄂尔多斯盆地具一定的分割性，但随后在早白垩世又被夷平，鄂尔多斯盆地又与包括六盘山盆地在内的西部白垩纪盆地连通，现在鄂尔多斯盆地具分割性、隆起性的西界真正形成的时间应在喜山晚期。     

鄂尔多斯盆地西部环县地区三叠系延长组物源分析

鄂尔多斯盆地西缘三叠系物源认识对油气石油勘探具有重要指导作用。本文通过大量的野外、井下采样，室内分析化验对比研究，发现西部环县地区与六盘山盆地、河西走廊地区延长组有着相似的重矿物组合，砂岩骨架组分普遍有较高的石英含量，稀土、微量元素特征也较为相似，具有属同一沉积体系的特征，花岗岩类是环县三角洲沉积体系的主要物源之一。认为现今概念的鄂尔多斯盆地西部晚三叠世与六盘山盆地及走廊地区不具明显的分割性，盆地很可能向西开口延伸。     

鄂尔多斯晚三叠世盆地构造属性及后期改造

基于60多条地表露头考察及300多口重点探井资料分析,并结合前人研究成果,运用板块构造和地球动力学原理,对晚三叠世鄂尔多斯盆地发育的构造环境、盆地构造属性以及盆地后期改造等几个构造问题进行了探讨。研究认为:(1)晚三叠世鄂尔多斯盆地构造属性具有三分性:主体为克拉通坳陷盆地,南(西南)缘具前陆盆地性质,西北缘具裂陷盆地性质,这一格局与鄂尔多斯盆地特殊的地质边界条件以及晚三叠世特殊的受力方式有关;(2)晚三叠世原型盆地主要经历了4期多种方式的后期改造作用,造成盆地面积与改造前相比缩小了约30×104km2;(3)依据残存烃源岩分布,指出除现今鄂尔多斯盆地内部及西缘冲断带下盘外,与鄂尔多斯盆地西缘相邻的六盘山盆地以及南缘渭河盆地也是今后值得探索的勘探新区域。      

宁夏地区构造单元划分及油气勘探有利区评价

通过对宁夏地区28条区域地震剖面的收集和解释,厘定了该地区主要的8条区域断裂的具体位置,规模和断裂性质,在此基础上自东向西划分了鄂尔多斯盆地本部、西缘冲断带、六盘山弧形冲断带、六盘山断陷带及定西盆地等二级构造单元。并通过地震资料和钻井资料摸清了该地区三叠系延长组及侏罗系延安组地层残留厚度,结合构造、沉积、烃原岩等因素圈定了红井子、彭阳、同心东南等勘探有利区。     

六盘山弧形冲断体系构造新认识

地层分布、重力、磁力、地震、CEMP 多种资料综合分析认为,鄂尔多斯盆地西缘冲断构造带由六盘山弧形冲断体系和桌子山-贺兰山冲断体系组成,它们是互为独立的冲断推覆构造; 明确指出,六盘山弧形冲断体系为祁连地体拼贴到华北陆缘地体(鄂尔多斯地块西部) 之上的冲断推覆构造,具有独特的双层地体叠置结构。主张将华北地台的西界移至中卫-海原-宝鸡一线,并推断六盘山盆地深部发育华北地台的基底和古生界的盖层。这为在鄂尔多斯盆地以外地区勘探和鄂尔多斯盆地类似的古生界天然气赋存层系提供了线索,具有重要的理论和现实意义。     

鄂尔多斯盆地西缘中-晚三叠世构造-物源-古地貌体系演化——来自碎屑锆石、地球化学和岩石学的证据

构造-物源-古地貌体系研究是明确盆地演化的重要手段,是油气资源潜力精确评价的基础。鄂尔多斯盆地西缘中-晚三叠世存在物源、古地貌不清的问题。利用碎屑锆石测年、地球化学等方法对鄂尔多斯盆地西缘及邻区中-晚三叠世开展了构造、物源、古地貌系统分析。研究结果表明：中三叠世时河西走廊和鄂尔多斯盆地西缘有统一物源;晚三叠世时物源差别很大,河西走廊物源来自于祁连和柴达木地块,盆地西部物源则来自于西华北地块。物源分析结果结合地层对比和岩石学、地球化学数据表明中三叠世晚期河西走廊和鄂尔多斯盆地有短暂沟通,晚三叠世时存在分隔两地的小规模水下古隆起。这种物源和古地貌演化与华北-扬子板块在中-晚三叠世的自东向西碰撞过程相适应,反映了挤压主应力点西移的事实以及在此背景下盆内由挠曲向抬升的地貌演化过程。     

鄂尔多斯盆地西缘构造演化特征

鄂尔多斯盆地西缘构造运动复杂，构造类型多样，以青铜峡-马家滩地区的转换带为界，西缘形成了南北2个截然不同的逆冲体系。分析鄂尔多斯西缘古生界储层形成及演化，其西部构造演化大致可以分成古生代地台演化阶段和晚三叠后前陆盆地演化阶段。前者控制着古生代沉积体系及岩相古地理展布特征，而前陆盆地构造运动强烈影响了古生界地层的埋藏演化史。由于地史演化过程中经历了多次构造运动，早期形成的断裂受到后期构造运动的影响而重新活动，从而使断裂活动具有继承性发育的特征，断裂活动对油藏的形成起了重要的控制作用。     

鄂尔多斯盆地周缘延长组露头剖面砂岩组分及地质意义分析

鄂尔多斯盆地周缘延长组露头剖面发育,地层出露齐全,是研究陆相湖盆沉积特征和生油特征的有利地区。该文对周缘延长组露头剖面作了系统采样和测定,显微镜下观察了砂岩碎屑组分,并采用计点法对组分进行了统计。根据碎屑组分与重矿物组合特征,结合盆地内部钻井剖面碎屑组分特征,对延长组物源进行了探讨。研究认为：鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组沉积期存在东北、东南、西南、西部、西北及北部等多个不同方向的物源,其中东北、西部和西北物源控制的沉积体系延伸远、分布范围广;不同物源控制沉积体系及同一沉积体系不同沉积期砂岩的碎屑组分、重矿物组合及填隙物成分和组合存在较大差异。综合研究表明,盆地周缘延长组露头剖面砂岩组分特征研究对盆地物源分析和沉积体系划分、砂体展布、有利储层预测、钻井剖面地层对比及井位部署和储层改造均具有重要意义。     

华北板块东南缘原型沉积盆地类型与构造演化

华北板块东南缘原型沉积盆地类型受构造演化控制,古生代至中三叠世华北与扬子两大板块由"开"到"合",华北板块东南缘也经历了从震旦纪至中奥陶世的被动大陆边缘,到晚奥陶世至早石炭世早期的抬升剥蚀;早石炭世晚期-中三叠世由于板块的拼合,在大陆边缘形成前陆复理石沉积盆地;晚三叠世-早侏罗世,两大板块碰撞造山形成秦岭一大别造山带,与造山耦合形成磨拉石沉积盆地;中侏罗世-早白垩世,在造山期后造山带内部拆沉的同时,造山带边缘拆离,形成后缘伸展与前缘冲断的复杂构造类型;后期受古太平洋板块和太平洋板块活动控制,形成伸展断陷和坳陷盆地。     

华北地区晚三叠世岩相古地理特征

由于前人对华北地区晚三叠世岩相古地理的系统研究较少,其沉积格局及演化规律尚不明朗。基于层序地层学理论,根据华北地区上三叠统整体发育特征,将其划分为卡尼阶和诺利-瑞替阶共 2 个等时地层单元,并以优势相法分别编制了岩相古地理图。晚三叠世华北地区整体上东高西低,地层东薄西厚,以陆相沉积为主。主要沉积区位于鄂尔多斯盆地和南华北地区,前者为开阔的内陆坳陷湖盆,岩相北粗南细,厚度北薄南厚,沉积中心偏南,上三叠统油气资源主要分布于盆地中西部地区;后者由一系列小型湖盆组成,沉积中心位于西北部,以济源地区上三叠统最为发育,其他地区仅为零星分布,储层物性总体较差,上三叠统油气资源匮乏。通过对华北地区晚三叠世岩相古地理的研究,明确了盆地演化、沉积体系、烃源岩、储集层的时空分布规律及其相互关系,认为主要存在自生自储、上生下储和下生上储等 3 种生储盖组合类型,指出了鄂尔多斯盆地盐定三角洲、环县三角洲、甜水堡三角洲和环县-甘泉地区以及济源盆地为其油气勘探的有利方向。     

鄂尔多斯盆地延长期湖盆演化及其成因分析

鄂尔多斯盆地中- 上三叠统延长组沉积时期 ,湖盆中心存在向西南方向逐渐迁移的特征: 早 期湖盆中心在吴旗-富县一带 ,中晚期向南迁移至华池- 黄陵一带。受湖盆底形变化影响 ,延长组 发育的西南沉积体系与东北沉积体系具有此强彼弱不对称发育的特点 ,即西南沉积体系在延长组 沉积早期向盆内延伸距离远 ,长 7期以后显著退缩 ,而东北沉积体系则反之。印支晚期西秦岭强烈 的造山活动对盆地产生的自西南向北东方向的挤压力 ,以及阴山地区垂向构造隆升作用引起盆地 东北部的翘升 ,可能是导致湖盆中心迁移及延长组南、北沉积体系不对称发育的根源     

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组湖侵期沉积特征

鄂尔多斯盆地晚三叠世延长组沉积阶段经历了长9段沉积期、长7段沉积期、长4+5段沉积期3次主要湖侵期。运用钻井、测井等资料,综合分析了湖侵期储集砂体的沉积相类型、沉积演化规律,认为在湖盆西侧储集砂体主要为半深湖—深湖相浊积砂,东侧主要为深水型三角洲前缘水下分流河道砂。各湖侵期砂体展布特征具有差异性,长9段砂体规模大,分布范围广,单层砂体厚;长7段三角洲砂体规模较小,浊积砂体发育,局部地区具有叠合连片特征;长4+5段盆地东北三角洲砂体延伸较远,横向连片性好,三角洲前缘水下分流河道砂体单层厚度薄,纵向多层叠加。研究还表明,湖侵期发育优质烃源岩,砂体具有较好的储集空间,生储配置关系好,易形成原生油藏,是下一步勘探的目标领域。图8表1参14     

鄂尔多斯盆地西部逆冲推覆构造带特征及其演化与油气勘探

该带以青铜峡-固原断裂为界,以东为南北向构造带,以西为六盘山弧形构造带。逆冲带由一系列向东或北东逆冲的叠瓦状断层所组成,中生代是其主要形成和发育时期。本区含油远景以韦州-马家滩地区的原地岩体及南北向构造带的前缘外带北段为最好。     

鄂尔多斯盆地大路沟地区长6 油层组沉积相特征研究

上三叠统延长组长6 油层组是鄂尔多斯盆地大路沟地区重要的勘探开发目的层。文章依据野外露头、岩心、测井及相关测试资料,对大路沟地区三叠纪长6 期的沉积类型、沉积微相特征及时空演化进行了系统分析。结果表明：大路沟地区三叠纪长6 油层组发育三角洲沉积体系,主要包括三角洲平原亚相和三角洲前缘亚相,缺前三角洲亚相;分流河道和水下分流河道砂为储集层骨架砂体;长6 油层组各微相经历了从三角洲前缘、三角洲平原到混合载荷高弯度河的沉积演化过程。同时对长6 油层组各小层沉积微相的时空展布特征进行了分析,认为油气聚集受沉积微相的控制,三角洲前缘亚相的水下分流河道微相和三角洲平原亚相的分流河道微相是砂岩储层分布和发育的最有利相带,也是今后勘探开发的方向。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组层序界面成因类型及控制因素分析

利用野外露头和岩心,结合测井曲线、地震资料,应用层序地层学理论,结合层序界面的成因与盆地的演化,对鄂尔多斯盆地上三叠统延长组层序界面进行分析．识别出区域不整合面、沉积环境转换面、河道冲刷面、地层结构转换面以及岩性颜色变化面和湖泛面6种成因界面类型。在详细讨论各类型界面特征的基础上,对研究区的层序界面的控制因素进行了分析,认为层序界面的形成和发育受3个因素控制,即构造沉降、湖平面变化、古气候。     

鄂尔多斯盆地南部长6和长7油层浊流事件的沉积特征及发育模式

在鄂尔多斯盆地西南部及南部长6和长7油层组中的半深湖—深湖亚相中发育了典型的浊积岩,构成了该地区的主要储层类型,并成为该地区油气勘探的重要领域。物源分析表明,西部、南部及西南物源是盆地浊积岩的主导物源。浊积岩的类型包括远源、近源浊积岩和厚层块状、薄层、微层浊积岩。盆地浊积岩具有典型的浊流沉积特征,为低Eh值的还原环境产物。该地区浊积岩为低密度流的湖相浊积岩,为盆地西南部辫状河三角洲前缘垮塌成因。对于大型拗陷型陆相湖盆,一旦条件成熟,就有可能形成浊流沉积。建立了该地区浊积岩形成发育模式。