鄂爾多斯盆地環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌恢復(fù)研究

劉瑞東，王寶清，王 博，狄 翔，郭 斌，劉 偉

（1.西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院，陜西西安 710065；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第七采油廠；3.斯倫貝謝長(zhǎng)和油田工程有限公司）

大量的勘探實(shí)踐表明，鄂爾多斯盆地前侏羅紀(jì)古地貌形態(tài)對(duì)侏羅系油藏具有明顯的控制作用［1－3］。環(huán)江油田經(jīng)過近幾年的勘探和開發(fā)，發(fā)現(xiàn)了眾多“小而肥”的侏羅系油藏，這些油藏的分布同樣與前侏羅紀(jì)古地貌具有一定的相關(guān)性，而該區(qū)原有的前侏羅紀(jì)古地貌圖已不能適應(yīng)目前侏羅系勘探開發(fā)的需要，為加大該區(qū)侏羅系油藏的勘探開發(fā)力度，有必要對(duì)其前侏羅紀(jì)古地貌進(jìn)行重新認(rèn)識(shí)。本文在前人工作基礎(chǔ)上，結(jié)合最新研究成果，從沉積學(xué)角度對(duì)環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌進(jìn)行了恢復(fù)研究。

1 區(qū)域構(gòu)造背景

鄂爾多斯盆地是西伯利亞－蒙古大陸板塊和華北－塔里木大陸陸緣區(qū)在海西晚期對(duì)接拼合之后，至印支運(yùn)動(dòng)才從中國(guó)北部大陸及陸緣構(gòu)造域中分化出來，為一重力負(fù)荷補(bǔ)償作用形成的大型坳陷盆地［4］。鄂爾多斯盆地劃分為六個(gè)一級(jí)地質(zhì)構(gòu)造單元，即西緣逆沖帶、西部天環(huán)坳陷、中部伊陜斜坡、南部渭北隆起、東部晉西撓褶帶和北部伊盟隆起。研究區(qū)位于盆地西部天環(huán)坳陷的中部，其西部跨越天環(huán)坳陷至西緣逆沖帶之東緣，東部跨越天環(huán)坳陷至伊陜斜坡之西緣（圖1），其范圍：北起甜水堡，南至肖關(guān)，東抵元城，西達(dá)毛井，面積約3371 km2。研究層位主要為鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)－中下侏羅統(tǒng)。

2 古地貌恢復(fù)方法研究

圖1 鄂爾多斯盆地構(gòu)造分區(qū)及研究區(qū)位置

2.1 侏羅紀(jì)沉積前地質(zhì)背景

環(huán)江地區(qū)位于鄂爾多斯盆地中西部，侏羅紀(jì)沉積前，印支運(yùn)動(dòng)促使鄂爾多斯盆地整體抬升，形成一個(gè)西南高、東北低的大型平緩斜坡。侏羅紀(jì)早期自西向東發(fā)育一條橫貫盆地中部的一級(jí)古河（甘陜古河），自北而南發(fā)育多條二級(jí)河谷，如寧陜古河、蒙陜古河、晉陜古河等。這些古河流強(qiáng)烈的下切侵蝕作用，使延長(zhǎng)組頂面遭受剝蝕，將盆地刻劃成了一幅北部丘陵起伏、階地層迭，南部坡系連綿、溝谷縱橫，東部平原開闊的古地貌景觀。早侏羅世富縣期地形切割差異大，以河谷下切充填沉積為主，為古地形的初期充填。中侏羅世延10期繼承了富縣組沉積時(shí)的古地貌輪廓，以辮狀河沉積為主，為超覆河谷充填，古地形差異逐漸變小。至延10末期，古地形基本上已經(jīng)被填平。延9期盆地開始大幅度下沉，盆地內(nèi)高地、殘丘等正地形消失，盆地普遍接受河湖三角洲沉積，三角洲平原上廣泛發(fā)育平原沼澤，沉積了一套含煤巖系［5－7］。

圖2 環(huán)江地區(qū)延10期古水流方向及沉積相平面分布

由于研究區(qū)內(nèi)富縣組和延10之間沒有明顯的分層標(biāo)志，且至延10末期，古地形已經(jīng)基本被填平，所以本文通過對(duì)延10＋富縣組地層沉積厚度的研究，利用古水流方向判別物源方向，并結(jié)合大量的測(cè)井資料以及巖心資料，采用沉積厚度印模法對(duì)研究區(qū)前侏羅紀(jì)的古地貌進(jìn)行恢復(fù)。

2.2 古流向及物源分析

河流一般是由高地勢(shì)流向低地勢(shì)，因此河流的古流向也是判別古地形的重要依據(jù)。古流向可以通過對(duì)指向標(biāo)志（如流水波痕、沖刷模、槽模、溝模、礫石產(chǎn)狀等）的測(cè)量統(tǒng)計(jì)、物源區(qū)分析、沉積物粒度變化趨勢(shì)分析等來進(jìn)行標(biāo)定［8］。通過對(duì)侏羅紀(jì)富縣期各條古河流的指向標(biāo)志進(jìn)行測(cè)量分析，并結(jié)合前人對(duì)古流向的分析以及所得的巖相古地理圖，表明研究區(qū)的物源方向?yàn)槲鞅狈较颍ㄈ鐖D2所示）。

2.3 巖性分析及砂體展布

富縣組巖相復(fù)雜、巖性及厚度變化很大，可以分出“粗富縣”、“細(xì)富縣”等沉積碎屑組合。所謂“粗富縣”是由沖積扇、礫砂質(zhì)河道及邊灘相的含礫粗砂巖、中粗粒砂巖等粗碎屑組成，為干旱環(huán)境下山間谷地的河床充填沉積，具有洪水期近源迅速堆積的特征，厚度變化大，多發(fā)育于富縣組下部?！凹?xì)富縣”由河漫灘、洪泛平原相的灰黑色、灰綠色、紫紅色及雜色的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖等細(xì)碎屑組成，厚度變化相對(duì)較?。?－10］。研究區(qū)內(nèi)“粗富縣”主要分布在東南部，其余地方多為“細(xì)富縣”沉積。

延10期的巖性以淺灰白色砂礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖為主，夾有泥巖，整體向上變細(xì)，頂部為泥巖與煤層沉積。其中砂巖成分以石英為主，長(zhǎng)石及暗色礦物次之，含黃鐵礦結(jié)核，顆粒呈次圓狀，分選差－中等，泥質(zhì)膠結(jié)，疏松。在高地殘丘處缺失沉積，溝谷處沉積厚度大，在河床向高地的斜坡處呈超覆沉積。沉積厚度變化大，一般16～121 m。

延9段為一套深灰色泥巖、碳質(zhì)泥巖與灰白色粉細(xì)砂巖互層沉積，頂部煤層發(fā)育。砂巖較粗，多為粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖，以中砂巖為主。泥巖質(zhì)純，較硬。砂巖巖性為長(zhǎng)石石英砂巖，以石英為主，長(zhǎng)石及暗色礦物次之，顆粒次圓狀，分選中等，泥質(zhì)膠結(jié)，膠結(jié)較疏松－致密。延9巖性具下粗上細(xì)特征，頂部煤層分布穩(wěn)定，可作為區(qū)域?qū)Ρ葮?biāo)準(zhǔn)層。泥巖含砂，夾有薄層細(xì)砂巖和粉砂巖，且富含碳化植物莖、葉和碎片。

富縣＋延10期砂體主要分布在研究區(qū)東北－東南部，西南部?jī)H呈零星分布，其展布明顯受古地貌形態(tài)控制。研究區(qū)北部和東部有較大范圍砂厚大于20 m。

延9期除西南角外，大部分地區(qū)均有砂體分布，砂體呈北西－南東向展布，接受河湖三角洲沉積。砂體分布范圍較延10期大，但砂體厚大于20 m的范圍較小，且分散。大于20 m厚的砂體往往被薄砂體包圍。

圖3 環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌圖

3 古地貌恢復(fù)及其構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/h2>

通過地層對(duì)比，結(jié)合沉積相、砂體展布、古流向物源等分析資料，對(duì)延10＋富縣組地層沉積厚度進(jìn)行研究，采用印模法對(duì)研究區(qū)前侏羅系的古地貌進(jìn)行恢復(fù)；并根據(jù)現(xiàn)有的試油資料，在圖中標(biāo)出了已發(fā)現(xiàn)的油藏位置（圖3）。

在恢復(fù)出古環(huán)境和古地形地貌的基礎(chǔ)上，根據(jù)古地形相對(duì)高差、沉積前遭受剝蝕情況及沉積后早期沉積地層厚度，并結(jié)合沉積相與沉積體系發(fā)育特點(diǎn)及古地貌特征，將環(huán)江地區(qū)古地貌劃分為以下幾種單元類型：

（1）高地剝蝕區(qū)：是主要的剝蝕地區(qū)，與低山丘陵相鄰，主要分布于研究區(qū)中部。延10＋富縣的地層沉積厚度約為15～50 m。

（2）坡地與殘丘：系古水系侵蝕切割而成，發(fā)育在高地剝蝕區(qū)周緣，其外為河谷。向高地砂層沉積厚度逐漸變小，為邊灘相砂體的主要沉積場(chǎng)所。

（3）古河谷：地形上為低洼地帶，延10＋富縣組地層厚度在60 m以上，主要為辮狀河充填沉積，分布于研究區(qū)東西兩翼。

（4）河間丘：被河谷包圍的、地勢(shì)相對(duì)較高的地帶，僅在研究區(qū)羅13井附近有分布。

古地貌斜坡地帶具有良好的物性和構(gòu)造相對(duì)較高的位置，是侏羅系油藏的主要分布地帶。從圖3中可以看出，已發(fā)現(xiàn)的侏羅系油藏大部分都分布在前侏羅紀(jì)古地貌斜坡地帶，只有少量油藏分布在古河谷和高地地帶。通過以上研究認(rèn)為環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌是控制富縣期、延安早期沉積相的分布及油藏分布的主要因素，且古地貌斜坡地帶最有利于油藏的形成。

4 結(jié)論

（1）在環(huán)江地區(qū)地震勘探資料相對(duì)缺乏的情況下，進(jìn)行大量的古地質(zhì)、巖相古地理、古水流方向等的調(diào)查研究，掌握研究區(qū)在侏羅紀(jì)沉積前的沉積背景、構(gòu)造格局及物源方向，是恢復(fù)環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌的基礎(chǔ)。

（2）環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌分為高地剝蝕區(qū)、坡地與殘丘、古河谷和河間丘。整個(gè)研究區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌呈現(xiàn)西高東低的形態(tài)。

（3）環(huán)江地區(qū)前侏羅紀(jì)古地貌是控制富縣期、延安早期沉積相分布及油藏分布的主要因素；古地貌斜坡地帶最有利于油藏的形成。

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