鄂爾多斯盆地延長組長10期沉積環(huán)境與沉積體系①

完顏容 李相博 劉化清 魏立花 廖建波 黃軍平 黃思靜

(1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院 成都 610059;2.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院 蘭州 730020)

鄂爾多斯盆地延長組長10期沉積環(huán)境與沉積體系①

完顏容1,2李相博2劉化清2魏立花2廖建波2黃軍平2黃思靜1

(1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院 成都 610059;2.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院 蘭州 730020)

三疊系延長組為鄂爾多斯盆地主要含油層位,其中長10油層組是盆地油氣勘探新層系。依據(jù)大量野外露頭、巖芯觀察、粒度分析及古地貌恢復(fù)等資料,對(duì)盆地延長組下組合長10油層組沉積相特征、沉積環(huán)境與沉積體系進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究結(jié)果表明:①長10油層組主要發(fā)育沖積扇相和河流相,其中河流相是盆地主要沉積相類型;②長10期,河流沉積體系主要受西部和北部物源體系控制,南部物源體系影響很弱;③長10期,鄂爾多斯地區(qū)發(fā)育曲流河和辮狀河兩種河流類型,其中辮狀河沉積體系主要分布在盆地中西部地區(qū),曲流河沉積體系主要分布在盆地東南部地區(qū)。④長10期,現(xiàn)今的鄂爾多斯地區(qū)為一“泄水區(qū)”,當(dāng)時(shí)的“匯水區(qū)”可能位于豫西-東秦嶺地區(qū),其古地理環(huán)境可能與現(xiàn)今密西西比河地區(qū)類似。⑤長10河道砂體與上覆長9湖相油頁巖匹配,在縱向上可以形成“上生下儲(chǔ)”式成藏組合。

沉積體系 延長組 長10油層組 石油地質(zhì)意義 鄂爾多斯盆地

0 引言

鄂爾多斯盆地是我國第二大含油氣盆地。盆地基底為太古代、元古代變質(zhì)巖結(jié)晶基底,其上有古生代、中生代、新生代蓋層沉積,具明顯的二元結(jié)構(gòu)。其中上三疊統(tǒng)延長組是盆地的主要含油層位,前人按沉積旋回將延長組自下而上劃分為10個(gè)油層組(從長10到長1)[1],其沉積特征總體反映了大型坳陷湖盆形成、發(fā)展和消亡的全過程[2]。

以往延長組勘探層系主要集中在長8以上,但近年來在盆地內(nèi)部陜北地區(qū)長10發(fā)現(xiàn)了豐富油氣顯示,有的井(如高52井)甚至在長10獲得了高產(chǎn)純油流。這些勘探成果充分說明延長組下部長10油層組具有較大的勘探潛力,可能是該盆地未來儲(chǔ)量接替新領(lǐng)域,但以前對(duì)延長組下組合尤其是長10油層組的地質(zhì)研究不夠重視,同時(shí)也由于鉆遇長10層位的井相對(duì)較少,可利用的資料十分有限,編制的沉積相圖基本上以延長組長9油層組以上物源研究結(jié)果為依據(jù),由此推斷得出了現(xiàn)今鄂爾多斯盆地中央地區(qū)長10期存在匯水區(qū)并發(fā)育湖相沉積的認(rèn)識(shí)[2～5]。

顯然,前人對(duì)10油層組沉積相(環(huán)境)的認(rèn)識(shí)缺乏直接證據(jù),影響了長10油層組勘探區(qū)帶和目標(biāo)的選擇,重新開展該層段沉積相的研究十分必要。近年來,隨著打穿長10鉆井資料的不斷補(bǔ)充,為這一問題的解決提供了可能。本文在前人研究工作的基礎(chǔ)上,通過大量野外地質(zhì)調(diào)查、鉆井巖芯觀察和室內(nèi)分析測(cè)試,根據(jù)長10油層組巖石礦物特征、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征、沉積微相組合特征以及古地貌背景分析等多項(xiàng)指標(biāo),對(duì)鄂爾多斯盆地延長組早期長10層段沉積環(huán)境(相)提出了新的認(rèn)識(shí)。

1 巖石類型與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

巖石類型及其結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征是水動(dòng)力條件、搬運(yùn)距離和沉積環(huán)境特征的綜合反映。盆地內(nèi)鉆達(dá)長10的探井?dāng)?shù)較少,本次研究收集了44口鉆遇長10取芯井的薄片資料,統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示長10層段巖石類型主要為巖屑長石砂巖,長石砂巖及長石巖屑砂巖次之(圖1)。長石含量一般13.8%～60%,平均38.5%;石英含量10.5%～41.5%,平均26.2%;巖屑含量4.8%～33.2%,平均16.4%,巖屑成分有板巖、千枚巖、石英巖、酸性噴出巖及變質(zhì)砂巖等,并含有一定數(shù)量的黑云母,說明巖石成分成熟度較低。從長10砂巖粒度看,明顯偏粗,為中一粗粒、含礫粗砂巖、細(xì)粒砂巖,磨圓度較差(以次棱角狀為主),分選中等-較好,反映結(jié)構(gòu)成熟度總體偏差。此外,長10砂巖填隙物中雜基(水云母)含量總體較低,平均僅有1.3%。

成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度低反映了砂巖沉積時(shí)水流急、堆積快等特點(diǎn);填隙物中雜基含量低說明沉積時(shí)水動(dòng)力條件強(qiáng)。

長10砂巖中沉積構(gòu)造也非常發(fā)育。在中粗粒砂巖中常見大型槽狀與板狀交錯(cuò)層理、平行層理以及大量反映流水沖刷與搬運(yùn)成因的泥礫及高等植物莖桿化石等;在粉細(xì)砂巖及泥巖(常含煤線)中常見沙紋層理及大量垂直蟲孔等生物遺跡構(gòu)造等。沉積構(gòu)造特征總體反映了河流相沉積環(huán)境,與上述巖石類型及成熟度反映的沉積環(huán)境一致。

圖1 長10砂巖三端元分類圖Fig.1 Triangular diagram showing Chang 10 sandstone classification

2 沉積相類型及特征

在充分借鑒前人[2]研究成果的基礎(chǔ)上,通過對(duì)鄂爾多斯盆地周緣20余條露頭剖面及盆地內(nèi)近30口鉆井取芯井段巖芯的系統(tǒng)觀測(cè)描述與測(cè)試分析,研究認(rèn)為延長組長10段主要發(fā)育沖積扇和河流2類沉積大相、5個(gè)亞相及若干個(gè)微相(表1),其中河流相發(fā)育廣泛,是盆地主要沉積相類型,可明顯劃分出曲流河和辮狀河兩種類型。沖積扇沉積僅在盆地西部邊緣局部地區(qū)可見。

2.1 沖積扇

長10期的沖積扇沉積體系主要分布于盆地西緣北段的賀蘭山區(qū)水磨溝-哈托烏溝,河西走廊肅南馬良溝以及北部伊盟隆起等地區(qū),盆地內(nèi)部則少見。一般由兩個(gè)以上的扇體側(cè)向相連成裙,見有快速堆積-篩狀沉積-泥石流沉積-漫流沉積-辮狀河道沉積[6]。

2.2 河流相

2.2.1 辮狀河亞相

長10層段的辮狀河亞相主要由河道底部滯留沉積、心灘和泛濫平原微相組成。

河床沉積:一般發(fā)育于辮狀河層序的底部,與下伏沉積呈沖刷接觸(圖2a,b;圖3a)。其巖性主要為灰色、淺灰色砂質(zhì)礫巖或含礫砂巖。沉積構(gòu)造有塊狀層理或不明顯平行層理、大型槽狀或板狀交錯(cuò)層理(圖2a,b;圖3a)。河床沉積的厚度從不足1 m到3 ～5 m不等,在垂向剖面上向上一般都逐漸過渡為心灘。在電測(cè)曲線上,自然電位或視電阻率呈高幅度的箱形或齒化箱形。

心灘沉積:主要為中粗砂巖及砂礫巖。砂巖成分成熟度低,不穩(wěn)定礦物含量高,以巖屑長石砂巖和長石砂巖為主,顆粒分選中等-好,磨圓以次棱角狀為主,填隙物含量一般不超過15%,孔隙式膠結(jié)為主。主要發(fā)育大型槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理和塊狀層理(圖2a,b;圖3a,b)。在電測(cè)曲線上,呈高幅度的齒化箱形、漏斗形、鐘形等。

泛濫平原沉積:主要為暗色泥巖或粉砂質(zhì)泥巖,局部夾粉砂巖薄層。發(fā)育水平紋理,含大量植物碎屑。在電測(cè)曲線上,其自然電位或視電阻率曲線呈平直形夾脈沖形[7]。

表1 延長組長10油組主要沉積相類型Table1 M ajor types of sedimentary facies in Chang 10 oil-bearing interval of Yanchang Formation

圖2 延長組部分鉆井長10取心井段沉積相a。耿150,辮狀河;b。高52,辮狀河;c。寧36,曲流河Fig.2 Sedimentary facies of some Chang 10 core drillings in Yanchang Formation

圖3 延長組長10油層組露頭照片及沉積剖面a,神木窟野河,辮狀河;b,寧夏石溝驛,辮狀河;c,旬邑山水河,曲流河; d,旬邑山水河,曲流河沉積序列(據(jù)楊友運(yùn),內(nèi)部資料,有修改),圖中箭頭指照片位置Fig.3 Outcropping photos and sedimentary section in Chang 10 oil-bearing interval of Yanchang Formation

上述3個(gè)微相構(gòu)成的剖面組合中,以心灘微相最為發(fā)育,并與河床滯留沉積共同組成辮狀河道的主體,上部泛濫平原沉積往往極薄或不發(fā)育,這是鑒別辮狀河的主要標(biāo)志。此外,辮狀河亞相砂巖粒級(jí)明顯較曲流河粗,并常見由河道心灘遷移形成的各種層理,尤其是大型槽狀交錯(cuò)層理發(fā)育。

2.2.2 曲流河亞相

長10層段曲流河微相類型主要包括河道滯留沉積、邊灘沉積、天然堤及河漫灘沉積。

河道滯留沉積:底部發(fā)育沖刷面,主要由粗礫巖、礫質(zhì)砂巖組成,夾砂巖透鏡體,厚度大,常發(fā)育塊狀層理、粒序?qū)永?礫石成分主要為灰綠色、咖啡色泥巖等。

邊灘沉積(也稱點(diǎn)壩):主要由砂巖、粉細(xì)砂巖以及粉砂巖組成,厚度從幾米到數(shù)十米,主要由中細(xì)粒長石砂巖和巖屑砂巖組成,往往下部粒度粗,向上河道發(fā)育末期逐漸變細(xì),相應(yīng)的沉積構(gòu)造也隨之形成大型交錯(cuò)層理-大型板狀交錯(cuò)層理-水平紋理細(xì)砂巖-波狀層理細(xì)砂巖-具波狀或透鏡狀、水平紋理(圖2c;圖3c,d)。在測(cè)井曲線上,自然電位或自然伽馬曲線值向上變大,視電阻率向上減少,為逐漸變化的過程,呈鐘型或箱型。

河漫灘(泛濫盆地):是長10曲流河沉積體系中最主要的沉積相類型之一,研究區(qū)主要由席狀分布的漫溢越岸沉積、或分布局限的決口扇、廢棄河道、牛軛湖及河間洼地組成。沉積物較細(xì),常見巖石類型包括粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖以及泥巖,且以泥巖為主,局部夾細(xì)砂巖透鏡體及泥炭沼澤(圖2c;圖3c, d)。

天然堤岸沉積:主要由粉砂巖和泥巖互層組成,粒度明顯比河道、邊灘細(xì),沉積構(gòu)造有丘狀和爬升層理、波狀層理或透鏡狀層理,并發(fā)育植物根須,在主河道兩側(cè)保存較好,巖芯和露頭剖面上均易于識(shí)別。

上述微相組合在剖面上往往形成“下粗上細(xì)”的退積型正旋回沉積層序,且中上部細(xì)?；蚰噘|(zhì)成分占有相當(dāng)大的比重,代表著一次由強(qiáng)到弱的流水堆積過程,這是區(qū)分辮狀河與曲流河的重要標(biāo)志。

3 沉積環(huán)境與沉積體系分析

3.1 沉積環(huán)境

在上述沉積微相研究的基礎(chǔ)上,結(jié)合物源分析、粒度分析、地層結(jié)構(gòu)分析、古地貌分析及前人研究成果,認(rèn)為長10期鄂爾多斯地區(qū)總體屬于“泄水區(qū)”, “匯水區(qū)”位于河南豫西及東秦嶺地區(qū),其證據(jù)除了如前所述的巖性巖相、結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征外,還存在以下證據(jù):

(1)礦物資料顯示,長10期現(xiàn)今鄂爾多斯地區(qū)可能不存在匯水區(qū)。

在統(tǒng)計(jì)了全盆地60余口探井和十幾處露頭點(diǎn)的輕重礦物、巖屑及成巖礦物資料之后,發(fā)現(xiàn)長10期鄂爾多斯地區(qū)主要受西部和北部物源體系控制,受南部物源體系影響很弱,這可能意味著研究區(qū)不存在匯水區(qū)。

重礦物:盆地大部分地區(qū)礦物成分成熟度低(圖4,左圖),以含有較高綠簾石為特征,其含量分布在10%～23%之間,尤其盆地西北部高綠簾石不穩(wěn)定重礦物組合帶延伸較遠(yuǎn),末端抵達(dá)華池以南地區(qū),表明此時(shí)西部物源區(qū)沉積體系異常強(qiáng)盛。指示礦物成熟度較高的鋯石-石榴子石組合分布范圍非常有限,呈零星狀態(tài)穿插分布在盆地北部、南部及盆地中央地區(qū)的不穩(wěn)定礦物組合區(qū)中,這與長9期以及延長組中期穩(wěn)定重礦物位于湖盆中央、不穩(wěn)定重礦物位于四周的特征顯然不同,說明該時(shí)期沉積物可能主要受單向水流影響。至于少量穩(wěn)定重礦物組合呈零星狀態(tài)與不穩(wěn)定礦物穿插分布的現(xiàn)象,可能與河漫湖或局部積水洼地的回流作用有關(guān)。

圖4 延長組長10油層組輕礦物(右)與重礦物(左)分布圖Fig.4 The graph showing lightmineral(right)and heavymineral(left)in Chang 10 oil-bearing interval of Yanchang Formation

輕礦物:長10輕礦物組分可以明顯劃分出高石英、高巖屑與高長石、低巖屑兩個(gè)組合區(qū),前者主要位于盆地中西部地區(qū),后者位于盆地東北部、西南部及東部洛川-宜川地區(qū)(圖4,右圖)。從圖4可以看出,西北體系與東北體系的分界線大致位于吳旗-志丹連線附近,該線以南地區(qū)巖屑相對(duì)含量有所增高,說明受西北體系影響明顯。

尤其值得一提的是,高巖屑分布帶從盆地西北邊部一直延伸到華池以南地區(qū),并且覆蓋了盆地西北部及中西部廣大地區(qū)(圖4,右圖)。不穩(wěn)定輕礦物成分延伸距離如此之遠(yuǎn),分布范圍如此之廣同樣與受單向水流影響作用有關(guān)。

成巖礦物:除碎屑物質(zhì)外,一些成巖礦物如膠結(jié)物形成被認(rèn)為與母巖有關(guān),如白清華等[8]最新研究表明,延長組中濁沸石的形成與盆地北部陰山造山帶凝灰?guī)r和火山碎屑有關(guān)。

濁沸石是延長組中最常見的成巖礦物,其中長10砂巖中因普遍含濁沸石(常呈斑點(diǎn)狀分布于砂巖中,俗稱麻斑砂巖或愚人花崗巖)而成為地層對(duì)比的標(biāo)志之一(圖5)。但濁沸石分布在盆地中具有明顯分區(qū)分帶性,大致以鎮(zhèn)原-合水-宜川-薛峰川一線以北從長10到長1均有分布,以南部只有長10有分布(參見圖8)。為什么長10濁沸石砂巖分布如此普遍而長9層段以上只有北部物源才有呢?前人一直未對(duì)其分布規(guī)律做出合理解釋。筆者研究認(rèn)為,可能是由于長10期整個(gè)鄂爾多斯地區(qū)沉積物主要來自北部物源,而無南部物源供給所造成。長10期,源遠(yuǎn)流長的北部河流體系帶來了豐富的火山碎屑物質(zhì),后期經(jīng)過成巖變化而形成濁沸石砂巖。長9期以后盆地內(nèi)部形成了匯水區(qū),沿鎮(zhèn)原-合水-宜川-薛峰川一線以南屬于南部物源供給區(qū),北部火山碎屑物質(zhì)無法到達(dá)該區(qū),因此,這一地區(qū)長9后普遍缺少濁沸石膠結(jié)。

長10濁沸石砂巖的普遍分布清楚地表明沉積物主要受單向水流和來自北部物源的影響,這與從輕重礦物研究得出的結(jié)論是完全一致的。

(2)粒度分析顯示,長10期鄂爾多斯地區(qū)為河流相沉積環(huán)境,不存在匯水區(qū)。

圖5 延長組長10油層組麻斑砂巖露頭照片a,盆地西北,石溝驛,長10,麻斑砂巖;b,盆地東南,金鎖關(guān),長10,麻斑砂巖; c,盆地東北,窟野河,長10,麻斑砂巖;d,盆地東南,薛峰川,長10,麻斑砂巖Fig.5 The outcropping photos of granulitic sandstones in Chang 10 oil-bearing of interval Yanchang Formation

粒度統(tǒng)計(jì)是分析沉積環(huán)境的有效方法之一[3]。通過對(duì)全盆地峰2、高52及旺10等20口井75塊樣品的粒度分析表明,長10層段概率曲線主要有兩種類型(圖6)。Ⅰ型為單段式(如峰2井,高52井),跳躍組分占99%以上,對(duì)應(yīng)具沖刷構(gòu)造和大型交錯(cuò)層理中粗砂巖,水動(dòng)力條件較強(qiáng),為典型辮狀河特征,主要分布在盆地的中西部地區(qū);Ⅱ型為發(fā)育過渡帶的雙跳躍兩段式(如旺10井),跳躍組分也占99%以上,其中過渡帶含量可達(dá)20%～30%,對(duì)應(yīng)具交錯(cuò)層理的細(xì)砂巖,水動(dòng)力條件相對(duì)較弱,為典型曲流河特征,主要分布在盆地的東南部地區(qū)。

圖6 延長組長10油層組部分取芯井段粒度統(tǒng)計(jì)圖Fig.6 The grain-size statistical diagram of some core drillings in Chang 10 oil-bearing interval of Yanchang Formation

圖7 鄂爾多斯盆地陜北斜坡北西-南東向地震“層拉平”演化剖面Fig.7 The Northwest-Southeast seismic evolution profiles on“floor leveling”in the Shanbei slope of Ordos Basin

顯然,上述粒度分布特征表明長10層段屬于河流相沉積環(huán)境,且從西北往東南水動(dòng)力條件有減弱的趨勢(shì),表明盆地東南部接近河流下游地區(qū)。這與從沉積構(gòu)造觀察得出的結(jié)論是一致的。

(3)地層結(jié)構(gòu)特征反映,長10期鄂爾多斯地區(qū)可能為河流相沉積環(huán)境,不存在匯水區(qū)。

根據(jù)120口鉆井資料統(tǒng)計(jì)分析,長10砂地比平均約為55%,最高可達(dá)90%,砂巖單層厚度厚約6～ 22 m。而長9砂地比約為34%,砂體厚度一般小于10 m,長10砂地比和砂體單層厚度明顯大于長9,因此,從地層結(jié)構(gòu)上,長10總體是一套以砂為主的地層,反映了長10可能為河流相沉積環(huán)境,不同于長9期的三角洲-湖泊沉積環(huán)境。

(4)古地貌恢復(fù)結(jié)果顯示研究區(qū)西高東低,匯水區(qū)應(yīng)在現(xiàn)今鄂爾多斯盆地以東地區(qū)。

地震剖面“層拉平”可以快速簡便恢復(fù)構(gòu)造演化史及相應(yīng)各期古地貌特征。本文對(duì)鄂爾多斯盆地陜北斜坡以及橫跨天環(huán)坳陷的多條地震測(cè)線(如99217,98254,00145,011109,021173,01310及99201w等地震測(cè)線)進(jìn)行逐層拉平(圖7),結(jié)果都表明,天環(huán)坳陷及陜北斜坡主要形成于晚侏羅世[9,10],在晚三疊世,整個(gè)鄂爾多斯盆地表現(xiàn)為“西高東低”古地貌背景。顯然這一古地貌特征為“河水東流”提供了條件。

(5)豫西-東秦嶺地區(qū)存在湖相沉積。

那么,長10期湖盆的匯水區(qū)究竟在何處呢?這個(gè)問題或許可以從以下兩點(diǎn)得到答案:一是在豫西濟(jì)源地區(qū),前人在相當(dāng)于延長組早期的油坊莊組中發(fā)現(xiàn)了大量生物遺跡化石,其組構(gòu)特征表明該地區(qū)當(dāng)時(shí)為淺湖沉積環(huán)境[11];二是根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料[12,13],筆者通過實(shí)地考察,在大致位于東秦嶺商丹縫合線北部的南召、五里川、馬市坪、盧氏瓦穴子、雙槐樹等地區(qū)廣泛發(fā)育上三疊統(tǒng)深湖相沉積,厚度超過千米,斷續(xù)綿延幾百公里,直接覆蓋在古老結(jié)晶基底之上,湖相沉積穩(wěn)定,未見邊緣相沉積。根據(jù)晚三疊世陜北斜坡存在“西高東低”的古地貌背景條件,完全有理由相信豫西-東秦嶺地區(qū)可能是長10期湖盆匯水區(qū)的位置,現(xiàn)今的鄂爾多斯地區(qū)是位于其上游的“泄水區(qū)”,根據(jù)這一思路,粗繪了長10期巖相古地理概貌圖(圖8)。

圖8 鄂爾多斯-華北南部地區(qū)長10期巖相古地理概貌圖1-深湖,2-淺湖,3-濱湖,4-水下隆起,5-辮狀河,6-曲流河,7-三角洲,8-水下扇,9-沖積扇, 10-山脈,11-火山口,12-湖灣,13-地名,14-露頭剖面;方框代表現(xiàn)今鄂爾多斯盆地范圍Fig.8 The lithofacies palaeogeography overview map of Chang 10 stage in the Ordos-Southern North China

有趣的是,該地區(qū)長10期的沉積環(huán)境可能與現(xiàn)今密西西比河盆地中下游地區(qū)類似。密西西比河地區(qū)除東南角與海洋溝通外,其余周緣都被分水嶺包圍而形成盆地,但盆地中央并不存在匯水區(qū)域(圖9)。整個(gè)密西西比河地區(qū)流域面積達(dá)322萬平方千米,共匯集了約250多條支流,其中以發(fā)源于西北部落基山脈的支流為多,東北部支流相對(duì)少,匯集形成的主河道最終流入到了東南部的墨西哥灣中。

圖9 密西西比河地區(qū)河流分布圖Fig.9 The distribution map of rivers in the Mississippi River area

3.2 沉積體系

在沉積特征及古沉積環(huán)境研究的基礎(chǔ)上,以砂巖與地層厚度比等值線為依據(jù),繪制了今鄂爾多斯地區(qū)長10期的沉積體系圖(圖10),主要特征如下:

(1)現(xiàn)今鄂爾多斯地區(qū)長10期以西部(西北)河流沉積體系為主,東北沉積體系影響較弱,無南部沉積體系。

沉積體系圖顯示(圖10),在“西高東低”古地貌背景控制下,各分支河流體系逐步匯集成主河道,最終流向東南部的豫西-東秦嶺地區(qū)匯水區(qū)。從整個(gè)流域面積看,來自西北部物源的沉積體系向盆內(nèi)延伸遠(yuǎn),影響范圍大,基本控制了志丹-宜川一線以南廣大地區(qū)的沉積,東北河流體系影響有限,僅限于志丹-宜川一線以北的地區(qū)。

圖10 鄂爾多斯盆地延長組長10上部沉積體系圖Fig.1 0 The depositional system in the upper of Chang 10 of Yanchang Formation,Ordos Basin

(2)中西部地區(qū)主要發(fā)育辮狀河沉積體系,東南部以發(fā)育曲流河沉積體系為主。

根據(jù)地層結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造和微相組合特點(diǎn),大致可以將長10的河流類型劃分為曲流河和辮狀河兩種類型,它們分布在不同地區(qū)。

就曲流河體系而言,其主河道砂地比值一般在50%左右,主要發(fā)育在東南部,其原因是長10油組沉積時(shí),古地形西高東低,尤其是盆地東南部由于靠近下游豫西“匯水區(qū)”,地形平緩開闊,變化相對(duì)穩(wěn)定,有利于形成曲流河沉積體系。就辮狀河體系而言,其主河道砂地比值一般在50%～80%,主要發(fā)育在中西部地區(qū),與曲流河相比,辮狀河道發(fā)育的古地形較陡,河道不斷巡回遷移游蕩,橫向構(gòu)成寬敞的辮狀河平原(圖10)。

4 石油地質(zhì)意義

沉積相對(duì)油氣聚集成藏具有重要控制作用,有利的沉積相帶是油氣運(yùn)移聚集的有利載體?，F(xiàn)有資料表明,在長9期,由于湖盆沉積沉降中心向西遷移,從而在鄂爾多斯地區(qū)形成了廣泛湖侵,并發(fā)育了面積較為廣泛的李家畔油頁巖[14,15],但由于同期三角洲多為破壞性的[2],面積小、物性差,給長9自身油氣勘探帶來了困難。長10期河流相砂體發(fā)育時(shí)間長,厚度大,面積廣,物性好,與上覆長9油頁巖匹配可以形成“上生下儲(chǔ)”式成藏組合,因此,長10期沉積環(huán)境(相)研究及河道砂體的確定對(duì)延長組下部組合(長9 +長10)的油氣勘探具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

需要說明的是,對(duì)長10油氣勘探而言,由于河道砂體物性普遍較好,所以其油氣藏類型并不是簡單的巖性油氣藏,勘探目標(biāo)選擇除了考慮巖性外,還應(yīng)該考慮構(gòu)造因素。

5 結(jié)束語

(1)長10期,鄂爾多斯地區(qū)主要發(fā)育沖積扇和河流2種沉積相,其中河流相是盆地主要沉積相類型。進(jìn)一步可以識(shí)別出辮狀河和曲流河2種河流沉積體系,前者主要分布在盆地中西部地區(qū),后者主要分布在盆地東南部地區(qū)。

(2)長10期,現(xiàn)今的鄂爾多斯地區(qū)河流沉積主要受西部和北部物源體系控制,受南部物源體系影響很弱。從古沉積環(huán)境看,當(dāng)時(shí)該區(qū)可能為一“泄水區(qū)”,而“匯水區(qū)”可能位于豫西-東秦嶺地區(qū)。

(3)長10河道砂體與上覆長9湖相油頁巖匹配,在縱向上可以形成“上生下儲(chǔ)”式成藏組合。

致謝 西北大學(xué)李文厚教授、長慶油田勘探開發(fā)研究院凌升階高級(jí)工程師在野外工作期間給予悉心指導(dǎo),甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)局左國朝教授幫助清繪了古地貌鳥瞰圖,項(xiàng)目組房世平幫助清繪了其余圖件,在此一并表示衷心感謝!

References)

1 楊俊杰。鄂爾多斯盆地構(gòu)造演化與油氣分布規(guī)律[M]。北京:石油工業(yè)出版社,2002[Yang Junjie.The Tectonic Evolution and Distribution of Oil and Gas in the Ordos Basin[M]。Beijing:Petroleum Industry Press,2002]

2 李文厚,龐軍剛,曹紅霞,等。鄂爾多斯盆地晚三疊世延長期沉積體系及巖相古地理演化[J]。西北大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2009, 39(3):501-506[Li Wenhou,Pang Jungang,Cao Hongxia,et al.Depositional system and paleogeographic evolution of the late Triassic Yanchang Stage in Ordos Basin[J]。Journal of Northwest University: Natural Science Edition,2009,39(3):501-506]

3 楊華,傅強(qiáng),付金華。鄂爾多斯晚三疊世盆地沉積層序與油氣成藏[M]。北京:地質(zhì)出版社,2007[Yang Hua,Fu Qiang,Fu Jinhua.The Sedimentary Sequence and the Oil and Gas Accumulation in the Late Triassic of Ordos Basin[M]。Beijing:Geological Publishing House,2007]

4 鄭勇,曹紅霞,曾明,等。鄂爾多斯盆地長10段沉積相研究[J]。內(nèi)蒙古石油化工,2009,(3):84-85[Zheng Yong,Cao Hongxia, Zeng Ming,et al.The research of sedimentary facies in the Chang 10 of Ordos Basin[J]。Inner Mongolia Petrochemical,2009,(3):84-85]

5 梁積偉,肖麗,高小林,等。鄂爾多斯盆地晚三疊世早期物源分析[J]。西北地質(zhì),2008,41(2):81-86[Liang Jiwei,Xiao Li,Gao Xiaolin,et al.Source analysis during the late Triassic in Ordos Basin [J]。Northwestern Geology,2008,41(2):81-86]

6 王世虎,焦養(yǎng)泉,吳立群,等。鄂爾多斯盆地西北部延長組中下部古物源與沉積體空間配置[J]。地球科學(xué):中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào), 2007,32(2):201-208[Wang Shihu,Jiao Yangquan,Wu Liqun,et al.Spatial combination of paleoprovenance and depositional lobe of mid-lower Yanchang Formation in the Northwest of Ordos Basin[J]。Earth Science-Journal of China University of Geosciences,2007,32 (2):201-208]

7 趙先超,田景春,王峰,等。鄂爾多斯盆地長武探區(qū)三疊系延長組沉積體系研究[J]。安徽地質(zhì),2008,18(1):1-7[Zhao Xianchao, Tian Jingchun,Wang Feng,et al.Study on sedimentary system of the Yanchang Formation(Triassic)in the Changwu area,the Ordos Basin [J]。Geology of Anhui,2008,18(1):1-7]

8 白清華,柳益群,樊婷婷。鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組濁沸石分布及其成因分析[J]。西北地質(zhì),2009,42(2):100-107[Bai Qinghua,Liu Yiqun,Fan Tingting,et al.Genesis and distribution of laumontite in Yanchang Formation of Upper Triassic in Ordos Basin [J]。Northwestern Geology,2009,42(2):100-107]

9 Li Xiangbo,Liu Huaqing,Wanyan Rong,et al.Tectonic evolution of the Tianhuan depression and the Western margin of the Late Triassic Ordos[J]。Acta Geologica Sinica,2009,83(6):1136-1147

10 李相博,劉化清,陳啟林,等。鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷遷移演化與坳陷西翼油氣成藏[J]。地質(zhì)科學(xué),2010,45(2):490-499[Li Xiangbo,Liu Huaqing,Chen Qilin,et al.Migration history of the Tianhuan depression of the Ordos Basin and it's effects on the hydrocarbon accumulation in the west part of the depression[J]。Chinese Journal of Geology,2010,45(2):490-499]

11 齊永安,胡斌,張國成,等。豫西濟(jì)源地區(qū)中三疊世油房莊組遺跡組構(gòu)及其環(huán)境解釋[J]。沉積學(xué)報(bào),2007,25(3):372-379[Qi Yongan,Hu Bin,Zhang Guocheng,etal.Ichnofabricsand Their Environmental Interpretation from Middle Triassic Youfangzhuang Formation,Jiyuan Region,Western Henan Province[J]。Acta Sedimentologica Sinica,2007,25(3):372-379]

12 河南省地質(zhì)礦產(chǎn)局編。河南省區(qū)域地質(zhì)志[M]。北京:地質(zhì)出版社,1991[Bureau of Geology and Mineral Resources of Henan Prov-ince.Regional Geology of Henan Province[M]。Beijing:Geological Publishing House,1991]

13 陜西省地質(zhì)礦產(chǎn)局編。陜西省區(qū)域地質(zhì)志[M]。北京:地質(zhì)出版社,1990[Shanxi Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources.Regional Geology of Shanxi Province[M]。Beijing:Geological Publishing House,1990]

14 張文正,楊華,傅鎖堂,等。鄂爾多斯盆地長91湖相優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育機(jī)制探討[J]。中國科學(xué)D輯:地球科學(xué),2007,37(增刊Ⅰ):33-38[ZhangWenzheng,Yang Hua,Fu Suo-ang,etal.Developmentmechanism of Chang 91high-quality lacustrine source rocks of Yanchang Formation,Ordos Basin[J]。Science in China,2007,37 (增刊Ⅰ):33-38]

15 周進(jìn)高,姚根順,鄧紅嬰,等。鄂爾多斯盆地延長組長9油層組勘探潛力分析[J]。石油勘探與開發(fā),2008,35(3):289-293 [Zhou Jingao,Yao Genshun,Deng Hongying,et al.Exploration potential of Chang 9 member,Yanchang Formation,Ordos Basin[J]。Petroleum Exploration and Development,2008,35(3):289-293]

Depositional Environment and Sedimentary System of Chang 10 Stage Yanchang Formation in the Ordos Basin

WANYAN Rong1,2LIXiang-bo2LIU Hua-qing2WEILi-hua2LIAO Jian-bo2HUANG Jun-ping2HUANG Si-jing1
(1.Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059; 2.Research Institute of Petroleum Exp loration&Development-Northwest,Petrochina,Lanzhou 730020)

Triassic Yanchang Formation was themain oil bearing formation in the Ordos Basin,and Chang 10 oil layer was new layer for oil and gas exploration in the basin.According to data of outcrop,core observation,grain size analysis,and palaeogeomorphologic reconstruction,etc。,the paper systematically investigated characteristics of sedimentary facies,depositional environment and sedimentary system in the lower Yanchang 10 interval.The result indicated that①Chang 10 oil layermainly developed alluvial fan and fluvial,and fluvialwas chief types of sedimentary facies;②During Chang 10 stage,fluvial sedimentary system was typically controlled by thewestern and northernmaterial source system,butwas affected weakly by the southernmaterial source system;③In Chang 10 period,Ordos region developed two types ofmeandering and braided rivers,and braided river sedimentary system mainly distributed in themiddle-western basin,meandering river sedimentary system was chiefly in the south of basin。④During Chang 10 stage,the Ordos area todaywas“discharge zone”,then“collection area”may be located in thewestern Henan province-the East Qinling,and its ancient geographical environmentmay be similar to the present Mississippi River;⑤Channel sands of Chang 10 werematched with lacustrine oil shales of Chang 9,which may form“the source rock on the reservoir”hydrocarbon accumulation assemblage in the longitudinal direction.

sedimentary system;Yanchang Formation;Chang 10 oil-bearing interval;petroleum geological significance;Ordos Basin

完顏容 女 1965年出生 博士研究生 高級(jí)工程師 層序地層與沉積學(xué)

E-mail:wanyan_r@petrochina.com

P512.2

A

1000-0550(2011)06-1105-10

①中國石油天然氣股份有限公司項(xiàng)目《鄂爾多斯盆地有利預(yù)探區(qū)帶綜合評(píng)價(jià)及目標(biāo)優(yōu)選研究》(2008-2010年度)資助。

2010-12-02;收修改稿日期:2011-01-15