鄂尔多斯盆地沉积及构造

鄂尔多斯盆地沉积——构造演化及油气勘探新领域

2002年9月

目录

前言

一．地质背景与构造演化

（一）地质背景 (1)

（二）构造演化 (2)

二．鄂尔多斯盆地古生代—中生代沉积演化

（一）奥陶系沉积体系划分及岩相古地理演化 (4)

（二）石炭—二叠纪沉积体系划分及岩相古地理演化 (10)

（三）中生界沉积体系划分及岩相古地理演化 (18)

三．鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系生、储、盖特征及天然气富集规律（三）烃源岩特征 (25)

（四）储集岩特征 (33)

（五）盖层特征 (44)

（六）天然气富集规律……………………………………………………四．尔多斯盆地上古生界生、储特征及天然气富集规律

（一）烃源岩特征 (55)

（二）储集岩特征 (56)

（三）天然气富集规律 (69)

五．鄂尔多斯盆地中生界生、储特征及石油资源评价

（一）烃源岩特征…………………………………………………………

（二）储集岩特征…………………………………………………………

（三）石油成藏规律………………………………………………………

前言

本课题以新理论、新思路为指导，以收集、综合分析和总结已有成果为主，重点野外调查和岩芯观察为辅，深化、综合、总结前人研究成果，研究盆地沉积演化历史，确定生储盖组合、结合研究和总结石油地质规律和油气勘探新领域。

为了完成有关研究内容，课题组成员自合同鉴定之后进行了大量的资料收集，露头剖面观测，钻井岩芯观察等工作，完成了大量工作量，具体见表1。

表1 完成工作量一览表

通过一年的工作取得了如下认识

1．确定了奥陶系、石炭—二叠系、中生界三叠—侏罗系沉积体系类型，其中奥陶系主要为碳酸岩沉积，包括4大沉积体系，石炭—二叠系主要为陆源碎屑岩沉积，包括6大沉积体系，中生界侏罗系包括三大沉积体系。

2．详细讨论了各时期岩相古地理特征及演化

3．深入论述了奥陶系、石炭—二叠系及中生界生储留特征，特别是详细讨论了各时代储集岩特征

4．在上述基础上分别讨论了奥陶系、石炭—二叠系及中生界的油气有无勘探目标区，认为今后不同时代油气勘探具有重要的指导意义。

一、地质背景与构造演化

（一）地质背景

鄂尔多斯盆地位于华北地区的西部，地理位置处于东径106︒20'~110︒30'，北纬35︒~40︒30'，横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区，构造位置处于我国东部构造域和西部构造域的过度带。东部以晋西挠褶带与吕梁古陆相接，西部经掩冲构造带与六盘山、银川盆地相邻；南部以渭北隆起带与渭河地堑分隔，北部以乌兰格凸起带与河套地堑云带，南、北长700km，东西宽400km，总面积25万km2（图1-1）根据盆地的地质演化史及其中生界地质构造特征，将盆地划分为伊盟起区、渭背挠褶区、伊陕斜坡、天环坳陷和缘掩冲带六个构造单元（图1-1）。

图1-1 鄂尔多斯盆地古生界构造区划图

（二）构造演化

本区的地质发展史按其构造演化可划分为如下几个阶段。

1．盆地在中晚元古代时，正处于坳拉谷发育阶段，由于晋宁运动的影响，贺兰、秦晋坳拉谷充填粒合而关闭，从而奠定了盆地发展演化的基础。古构造反映为东北高，并向西南倾斜，中部相对平缓，发育隆坳相间分布的格架，接受了厚达1000m的裂谷沉积。此时的盆地实际上是一个被夹持于南北大洋与贺兰裂谷之间的陆块。

2．早古生代，盆地处于浅海台地发展阶段，由于南北受加里东地槽制，东西被残存的坳拉谷夹持，中部则发育一醒目的正向构造单位，即中古隆起。据不同学者研究（赵重远1993，张军1994，张庆龙1997），该隆起雏形于寒武纪，发育于奥陶纪，分布于盐池、定边、庆边、庆阳、黄陵一带，北端走向近南北，向南变为北西西，南端在宁县一带向东转折至黄陵，平面呈“L”型，面积5000km2。其形成，普遍认为是由于奥陶纪裂谷扩张引起的均衡作用，导致裂谷肩处发生翘升而形成的一个大型隆起。相应在其东侧因均衡调节而伴生一南北向边侧坳陷，二者相互协调，长期并存，不仅控制了下古生界的沉积，而且对古岩深的发育及非构造气藏的形成也具有重要的影响（图1-2）。

图1-2 裂谷发育过程中裂谷肩的均衡翘升及补偿性边侧盆地形成模式图

（引自张吉森等，1995）

3．晚古生代时，盆地进入滨海平原发展阶段。其古构造特征，基本继承了奥陶纪时的面貌，仍为西隆东坳格局，但构造细节变化较大，不同时期的隆起形态，规模及分布均有差异（图1-3）。石炭纪南北隆起较高，而定边至铁格苏庙之间，由于西侧坳陷的楔入，相应出现鞍状特征。二叠纪，盆地转入陆相沉积，南部和北部的沉隆代替了前期（石炭纪）东部和西部的沉降，中部古隆起亦趋于消亡。

4．中生代时，盆地处于内陆盆地发展阶段，古构造特征仍然保持了西隆东坳格局。晚三叠世未，盆地西部

发生了强烈的由西向东逆冲推覆，并在其前渊形成坳陷。相应在盆地东部形成志丹—铜川坳陷，表现出隆、坳形态的位置明显西移。中侏罗世，强烈的燕山运动使盆地西冲东抬，南北隆升，内部则平缓向西倾斜的构造特征一直延续至今，构成了现今区域构造的基本格局。

图1-3 鄂尔多斯盆地中央古隆起从奥陶纪至二叠纪剖面几何形态图(引自张吉森等，1995)

三、鄂尔多斯盆地古生代—中生代沉积体系及岩相地理

（一）奥陶系沉积体系及岩相古地理演化

1．沉积体系类型

依据沉积层序及岩石、古生物标志，结合测井、地震及区域地质特征，将本区奥陶系沉积体系划分为4大类，并可进一步划分为7亚类和40个微相类型（表2-1）。并在此基础上重塑了各期岩相古地理面貌。

表2-1 奥陶系沉积体系类型划分

2．岩相古地理演化

1）早奥陶世岩相古地理

（1）早奥陶世岩相古地理

寒武纪末的兴凯运动，使鄂尔多斯地区抬升为陆，直以早奥陶世冶里期，海水才从东、南、西三个方向入侵，开始了奥陶纪的沉积。但由于海侵范围仅局限在原先裂谷系的基础上，而鄂尔多斯广大地区仍为一个统一的古陆（附图2-13、14）。因此早奥陶世冶里期的沉积，主要分布于鄂尔多斯东、南缘和西部的贺兰山地区。其中东、南缘沉积厚度30~60m，最大120m；西部贺兰山地区厚度110m。沉积物主要以黄灰色，灰色薄层泥晶云岩、粉—细晶云岩为主，间夹砂屑白云岩透镜体。底部起伏不平，代表了海侵初期的沉积特征。可分为三个主要相带，东部为白云岩陆棚环境，南部为向南倾斜的白云岩缓坡环境。西部贺兰山地区则为云灰坪环境，发育叠层石及水平纹层。

（2）早奥陶世亮甲山期

早奥陶世亮甲山期，几乎完全承袭了冶里期的古地理面貌。海侵范围大体相同，但水体深度略有增加，鄂尔多斯古陆依然存在，分布范围与冶里期基本一致（附图2-15、16）。东部沉积厚度50~140m，南部沉积厚度20~160m并且由古陆向海槽方向依次增厚；西部贺兰山地区沉积厚度约150m左右。岩性以含燧石和硅质条块为主要特征，沉积环境与治里期相似，东部为白云岩陆棚，南部为白云岩缓坡，西部贺兰山地区则为云灰坪环境。

2）中奥陶世岩相古地理

（1）中奥陶世马家沟一期

亮甲山组沉积后，由于怀远运动的影响，使亮甲山期的沉积区露出水面而遭受风化剥蚀，至马家沟一期，又开始了奥陶纪的第二次海侵。这次海侵较前期规模增大，其前缘已延伸到鄂尔多期中东部地区的陕参1井，陕15井一带（附图2-17、18）。海侵主要来自东南方向，次为正东向。由于鄂尔多斯东侧补偿盆地的西部和北部均为陆地包绕，南部的宜探1井马一段底部白云岩中夹多层薄层砂岩，东边的柳林三川河剖面夹十多层薄层和透镜状细砂岩，粉砂岩和页岩，砂岩成份除石英和硅质岩屑外，亦含一些再沉积的白云岩砂。向北至