準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶侏羅系末剝蝕量的估算

張快樂，孫曉楠

(西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西西安710069)

0 前言

不整合面是多期沉積盆地中普遍存在的現(xiàn)象。當(dāng)其剝蝕量較大時(shí)，則會(huì)對(duì)盆地中油氣的生成、運(yùn)移和聚集等產(chǎn)生影響，這時(shí)就要對(duì)剝蝕量進(jìn)行估算。估算地層剝蝕厚度是定量研究盆地演化史和進(jìn)行油氣資源定量評(píng)價(jià)的重要工作。

準(zhǔn)噶爾盆地南緣及鄰區(qū)在燕山Ⅱ幕構(gòu)造作用下，結(jié)束了中晚侏羅世艾維爾溝群沉積期強(qiáng)烈的沖斷構(gòu)造，并在早白堊世開始以拗陷沉降為主體的構(gòu)造體系，形成了下白堊統(tǒng)清水河組與上侏羅統(tǒng)喀拉扎組之間的不整合面(距今約142 Ma)。針對(duì)盆地沉積歷史及區(qū)域構(gòu)造特點(diǎn)，利用地震資料分析，選用地層對(duì)比法對(duì)盆地侏羅系末的剝蝕量進(jìn)行估算。

1 地層剝蝕厚度估算方法的選擇

地層剝蝕厚度估算方法有泥巖壓實(shí)趨勢(shì)外推法、地層對(duì)比法、鏡質(zhì)體反射率(Ro)法和沉積速率法等多種(Dow，1977;Van Hinte，1978;Magara，1978;Guidish，1985;Naeser et al.，1989;李偉等，1996)。這些方法各有優(yōu)點(diǎn)，都有其適用的前提。必須結(jié)合具體研究區(qū)的沉積背景和地層埋藏特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際資料情況綜合分析，篩選合適的方法使用。

準(zhǔn)噶爾盆地燕山期多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，喜山期持續(xù)沉降使得準(zhǔn)噶爾南緣沖斷帶的原始孔隙度、壓實(shí)、古地溫、Ro規(guī)律破壞，消除了地層的壓實(shí)印記，且一定程度上發(fā)育側(cè)向壓實(shí)。由于以上原因?qū)е露鄶?shù)方法不能使用，所以這里利用地震剖面進(jìn)行地震地層學(xué)解釋，劃分地層沉積層序，選用地層對(duì)比法對(duì)侏羅系末剝蝕量進(jìn)行估算。

2 地層對(duì)比法

對(duì)準(zhǔn)南沖斷帶地震剖面進(jìn)行地震地層學(xué)解釋，劃分地層沉積層序，利用沉積層序邊界的關(guān)系，分析層位是否存在剝蝕，或有無沉積作用的沉積間斷。當(dāng)下部地層對(duì)著上部邊界的突然消失并趨向于保持平行，這種現(xiàn)象就是剝蝕間斷的證據(jù)，當(dāng)上下地層存在假整合現(xiàn)象時(shí)，其間地層的缺失，可以通過沉積相的變化規(guī)律來確定是否存在剝蝕。通過解釋剝蝕的存在與否，提供被剝蝕層的殘留厚度。地層對(duì)比法是利用剝蝕地層和未剝蝕地層在橫向變化趨勢(shì)上的相關(guān)性，進(jìn)行剝蝕量的估算，這里將地層對(duì)比法分為本層對(duì)比法和鄰層對(duì)比法兩類。

2.1 本層對(duì)比法

本層對(duì)比法是在考慮厚度有規(guī)律遞變的原則下，將這一巖性層段剝蝕的地區(qū)與鄰區(qū)該巖性段未被剝蝕的地區(qū)進(jìn)行對(duì)比，求得被剝蝕巖層的厚度，如圖1A、B兩點(diǎn)。

2.2 鄰層對(duì)比法

鄰層對(duì)比法(牟中海等，2002)是在剖面上分析緊鄰剝蝕層的殘余地層，求取相鄰未被剝蝕地層厚度在側(cè)向上的變化規(guī)律，當(dāng)該地層和剝蝕層在同一構(gòu)造層內(nèi)，地層的沉積具有繼承性和持續(xù)性，所以被剝蝕地層與相鄰未被剝蝕地層的厚度在橫向變化趨勢(shì)上具有一定的相關(guān)性，以鄰層作為參考層，如圖1C、D兩點(diǎn)，剝蝕層在LCD內(nèi)的變化率與參考層在LCD內(nèi)的變化率一致，從而估算C點(diǎn)剝蝕量:

圖1 本層對(duì)比法和鄰層對(duì)比法示意圖

2.3 地層對(duì)比法的應(yīng)用

地層對(duì)比法方法簡(jiǎn)單與盆地的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)次數(shù)和升降幅度無關(guān)且以地震資料為依據(jù)，控制點(diǎn)多，只需要地震時(shí)間域的厚度資料和被剝蝕層的層速度，易于平面成圖，但由于其精確度問題，適應(yīng)與大范圍剝蝕厚度恢復(fù)。

在準(zhǔn)噶爾盆地南緣沖斷帶選取12條南北地震剖面為基干剖面(見圖2)，分別進(jìn)行地震地層學(xué)解釋，劃分沉積序列，通過地層對(duì)比法分別估算各個(gè)剖面侏羅系末的剝蝕量;以2條東西剖面為連絡(luò)剖面，估算各個(gè)剖面侏羅系末的剝蝕量，要求橫縱剖面在相交點(diǎn)處剝蝕量一直，即橫縱剖面閉合，從而恢復(fù)期平面展布。

3 地層剝蝕特征

準(zhǔn)南沖斷帶侏羅系地層經(jīng)歷了侏羅紀(jì)末和新近紀(jì)末—第四紀(jì)兩期剝蝕，山前由于喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度最大，并且其包含的3幕逐漸增強(qiáng)，致使侏羅系全部剝蝕。侏羅紀(jì)末期山前剝蝕量與沖斷帶侏羅系未經(jīng)歷第四紀(jì)剝蝕區(qū)域剝蝕量一致。依據(jù)上述地層對(duì)比法在平面上勾畫出侏羅系末的剝蝕厚度(見圖2)。

圖2 侏羅系末剝蝕厚度平面圖

(1)四棵樹凹陷蝕量較少，在0～400 m之間，烏蘇和奎屯地區(qū)剝蝕量最少可達(dá)100 m以下，Gq1井附近剝蝕量較大可達(dá)400 m。

(2)霍瑪吐背斜帶剝蝕量較大多在500 m之上，越靠近山前剝蝕量越大，部分可達(dá)1 000 m，Q1與Qi6井之間存在剝蝕低值區(qū)可達(dá)400 m以下。

4 結(jié)語

侏羅系地層經(jīng)歷侏羅紀(jì)末和新近紀(jì)末—第四紀(jì)兩期剝蝕，新近紀(jì)末—第四紀(jì)剝蝕使得山前侏羅系全部剝蝕;侏羅系末的剝蝕量在四棵樹凹陷蝕量較少，在0～400 m之間，霍瑪吐背斜帶剝蝕量較大多，在500 m之上，山前部分可達(dá)1 000 m。

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