奈曼凹陷鹽巖沉積特征及成因分析

■閆瑞萍

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院　遼寧　盤錦　124010）

奈曼凹陷鹽巖沉積特征及成因分析

■閆瑞萍

（中國石油遼河油田分公司勘探開發(fā)研究院遼寧盤錦124010）

奈曼凹陷九佛堂組整體發(fā)育近源的辨狀河三角洲-扇三角洲-湖泊沉積體系，南部地區(qū)發(fā)育有洪積扇和河流相,沉積了淺灰色厚層凝灰質(zhì)砂巖夾深灰色薄層凝灰質(zhì)泥巖和含灰泥巖。其中扇三角洲砂體、濁積巖體是本區(qū)油氣主要儲集巖體[1]。根據(jù)奈曼凹陷九佛堂組下段鹽巖的沉積特征，暗色泥巖與鹽巖密切共生，認為奈曼凹陷的鹽巖是蒸發(fā)成因的，為深盆淺水成因的蒸發(fā)巖。

奈曼凹陷鹽巖九佛堂組凝灰質(zhì)

1　概況

奈曼凹陷位于開魯盆地西南側(cè)的一個次級負向構(gòu)造單元。是在海西褶皺基底上發(fā)育起來的中生代殘留型斷陷。主要目的層為九佛堂組，整體發(fā)育近源的辨狀河三角洲-扇三角洲-湖泊沉積體系，沉積了淺灰色厚層凝灰質(zhì)砂巖夾深灰色薄層凝灰質(zhì)泥巖和含灰泥巖，粒度較細，厚度大。近期奈10井鉆遇到鹽巖地層，這在遼河外圍勘探屬于首次發(fā)現(xiàn)。

2　鹽湖形成條件

鹽湖形成的構(gòu)造條件往往與斷陷盆地和山間盆地有關(guān)（李思田，1996）。在九佛堂早期，凹陷形成處于深陷階段，受紅山—八里罕斷裂活動的影響，西側(cè)邊界斷裂較東側(cè)活動強烈，形成西陡東緩的半地塹結(jié)構(gòu)，凹陷四周為古隆起，凹陷處于封閉半封閉環(huán)境。奈曼凹陷陡坡一側(cè)，由于剝蝕區(qū)不斷抬升，地形高差大，水流急，湖水相對較深，往往發(fā)育由粗粒碎屑物組成的扇三角洲和重力流沉積；而在其緩坡的一側(cè)，由于地形起伏小，水流緩，湖水也較淺，以發(fā)育河流、三角洲沉積為特征。細粒碎屑沉積物和鹽類化學(xué)沉積則主要分布于凹陷中央部分，并逐漸向湖盆邊緣變薄。

干旱和半干旱的氣候條件是鹽湖形成的最基本條件。利用孢粉資料推測各個地質(zhì)歷史時期的古氣候是國內(nèi)外普遍應(yīng)用的有效方法。遼河外圍中生代多個凹陷在九佛堂時期發(fā)現(xiàn)有少量指示熱帶、亞熱帶干旱氣候的耐干旱鹽堿的克拉梭粉，由此推測九佛堂時期存在干旱氣候。

足夠的鹽類物質(zhì)來源也是形成鹽湖的基本條件之一。海水是與海相有關(guān)的鹽湖沉積中鹽類物質(zhì)的主要來源。但對于內(nèi)陸鹽湖來說，鹽類物質(zhì)來源則是多源的，既可有海水的影響，又可有鹽湖周圍基巖的風(fēng)化產(chǎn)物，還可有深部鹵水的來源。而本區(qū)進入中生代以后結(jié)束了海相盆地沉積階段，開始了中生代陸相盆地沉積。

3　沉積特征

3.1巖性特征

通過對奈10井的巖心描述，鹽巖在地層中主要以3種形式發(fā)育:①純石鹽層:單層沉積厚度一般為1～4m,最厚達13 m，常呈灰白色。純石鹽一般夾于深水暗色泥巖中間，間或夾有具水平層理的泥巖或含灰泥巖或頁巖夾層。②巖鹽—膏巖—碳酸鹽—泥巖薄互層:常表現(xiàn)為灰白色石巖、灰黑色巖鹽和灰黑色泥巖互層，巖鹽晶體常呈長條狀、放射狀，泥巖一般為深灰、灰黑色，與膏鹽巖漸變接觸，局部見有機質(zhì)殘體，黃鐵礦。③巖鹽充填裂縫:由于巖鹽易溶，易變形，當(dāng)砂泥巖因構(gòu)造應(yīng)力作用形成裂縫后，巖鹽常在裂縫中重結(jié)晶而充填縫隙空間。

3.2巖性組合特征

奈曼凹陷九佛堂組自下而上共發(fā)育7套鹽巖（300m以上），第一套鹽巖層厚度42m，該套鹽巖層以薄互層為主，為鹽湖的起始形成階段，鹽湖鹽度相對較小，無純的石鹽析出。第二套鹽巖層厚度65m，該套鹽巖層下部發(fā)育厚的膏鹽巖層，蒸發(fā)作用強烈；上部則以泥膏巖為主，蒸發(fā)作用較弱，主要以水流的補給作用為主，鹽湖鹽度較小，水位較深，泥質(zhì)多。第三套蒸發(fā)巖層厚度51m，該套蒸發(fā)巖層下部發(fā)育薄層泥灰?guī)r層，中部以連續(xù)的泥膏巖、膏鹽巖為主，上部則以泥巖和間斷的泥膏巖為主，該時期上下部蒸發(fā)作用較弱，主要以水流的補給作用為主，而中部蒸發(fā)作用強烈，有較純的膏鹽巖析出。第四套蒸發(fā)巖層96m，該套蒸發(fā)巖層發(fā)育巨厚膏鹽巖層，為鹽湖鼎盛階段。這一時期鹽湖鹽度大，蒸發(fā)作用劇烈。第五、六套蒸發(fā)巖層合計厚度28m，這兩套蒸發(fā)巖層發(fā)育較薄的膏鹽巖，蒸發(fā)序列簡單，為短暫的強烈蒸發(fā)階段。第7套蒸發(fā)巖厚度44m，下部發(fā)育泥膏巖，蒸發(fā)作用較弱，上部以膏鹽巖為主，蒸發(fā)作用強烈。

4　鹽巖成因分析

根據(jù)現(xiàn)有資料及奈曼凹陷九下段鹽巖的沉積特征，暗色泥巖與鹽巖密切共生，推測奈曼凹陷的鹽巖是蒸發(fā)成因的，為深盆淺水成因的蒸發(fā)巖。主要證據(jù)如下:（1）蒸發(fā)巖只分布在凹陷北部的沉積中心；（2）鹽巖和石鹽與暗色泥巖(生油巖)在橫向上呈相變關(guān)系，在垂向上呈頻繁韻律互層（圖1）；（3）化石組合與整個凹陷一致，僅某些層位化石偏少，沒有發(fā)現(xiàn)海相化石。（4）奈10井發(fā)育2套共22m淺紅色泥巖，說明在鹽巖和膏鹽巖發(fā)育段有較薄的紅層、偶見沉積間斷，局部發(fā)育干旱氧化環(huán)境；（5）這些膏鹽巖在平面上和橫向上都具有像干旱環(huán)境成因的蒸發(fā)巖那樣的完整的碳酸鹽—硫酸鹽—石鹽組合序列，在每一沉積序列的開始，為暗色泥巖與薄層碳酸鹽巖韻律互層；之上為薄層石膏或暗色泥巖夾薄層石膏或暗色泥巖中含各種石膏晶體，最上部為10～30cm厚的鹽巖。由于碳酸鹽的溶解度低，只要湖水稍微濃縮，碳酸鹽就開始沉淀，此時，仍可能有陸源碎屑物質(zhì)的供給，因此易形成碳酸鹽巖與暗色泥巖互層。當(dāng)水體濃縮到10%時，石膏開始沉淀，主要形成石膏紋層，由于此時黑色泥巖含石膏晶體。當(dāng)水體濃縮到5%時，鹽巖開始沉淀，由于鹽巖的溶解度高，其沉淀的速度也快，因此往往形成厚層的鹽層。而與之互層的暗色泥巖具有深水成因的標(biāo)志，水平層理發(fā)育。深湖相泥巖含蒸發(fā)鹽，說明湖平面變化引起了深水與淺水的交替，深水時形成暗色泥巖，淺水時形成蒸發(fā)鹽。認為暗色泥巖為高水位期的沉積，鹽巖和石巖為低位期的鹽湖沉積，砂巖為低水位三角洲砂體。

5　結(jié)論

（1）根據(jù)奈10井巖心資料，本區(qū)共發(fā)育7套鹽巖，巖性以3種形式發(fā)育：純石鹽層、巖鹽—膏巖—碳酸鹽—泥巖薄互層、巖鹽充填裂縫。（2）分析了鹽巖的成因，認為奈曼凹陷的鹽巖是蒸發(fā)成因的，為深盆淺水成因的蒸發(fā)巖。

[1]黃耀華.奈曼旗凹陷九佛堂組沉積層序地層研究 [博士學(xué)位論文].北京,中國地質(zhì)大學(xué).2008.

[2]屈紅軍,李文厚,苗建宇等.東濮凹陷濮衛(wèi)洼陷鹽巖發(fā)育規(guī)律及成因探討.中國地質(zhì), 2003,30(3):309-313.

P2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-9-51-1