鄂爾多斯盆地南緣重磁電剖面深部結(jié)構(gòu)特征及地質(zhì)意義

邵 偉，高煥平，徐 斌

（陜西地礦第二綜合物探大隊(duì)有限公司，陜西 西安 710016）

1 地質(zhì)及地球物理特征

1.1 地質(zhì)特征

鄂爾多斯盆地南緣的地層發(fā)育比較齊全，除志留系、泥盆系全部缺失外，從太古界至第四系均有不同程度的出露?？偟姆植继卣魇牵阂晕急北鄙铰∑鸪雎兜暮湎?奧陶系為中心，向南為第四系覆蓋區(qū)的渭河斷陷盆地，至山前秦嶺隆起的太古代、元古代變質(zhì)基巖出露；往北是鄂爾多斯盆地南部的斜坡帶，由南向北依次出露的是晚古生代的石炭系、二疊系以及中生代的三疊系、侏羅系和白堊系。兩隆起區(qū)和斷陷盆地區(qū)及斜坡帶三者結(jié)合構(gòu)成了鄂爾多斯盆地南緣地層展布的基本格局[1]。鄂爾多斯盆地南緣的構(gòu)造特征主要受渭北隆起和秦嶺褶皺帶的構(gòu)造走向所致，從而也影響了鄂爾多斯盆地南緣的構(gòu)造帶及斷陷盆地的整體特征。在區(qū)域上，秦嶺隆起的構(gòu)造走向近似東西方向，因而渭河斷陷盆地走向也近似東西方向；渭北隆起帶由近似東西方向向北東方向轉(zhuǎn)變，因此鄂爾多斯盆地南端的構(gòu)造帶走向也是北東方向。

1.2 地層巖石密度和磁性特征

研究區(qū)的密度及磁性參數(shù)資料收集比較多，但從不同單位的工作成果看其特征基本相似。厚度資料取自區(qū)域地質(zhì)志和石油地質(zhì)志[2]。為克服地表采集樣品的局限性，我們又收集了部分鉆探錄井曲線，并進(jìn)行了密度參數(shù)的轉(zhuǎn)換統(tǒng)計(jì)。從層系密度特征看，沉積地層的密度層和密度界面相近，密度差比較一致。對(duì)三疊系、石炭系等局部含煤地層因厚度有限，因此對(duì)層系的密度影響均比較小。

（1）地層密度特征。第四系：該密度層巖性為松散沉積物，密度值變化范圍為1.63-2.10g/cm3之間，斷陷盆地分布較廣，鉆探揭露渭深10井997.5m，渭深18井最厚1352m，總體是盆地中心東厚西薄，向兩翼超覆的特點(diǎn)。平均密度值為1.87g/cm3。

第三系：多為碎屑沉積巖，即泥巖和砂巖，平均密度值為2.28g/cm3。隨深度增加及壓實(shí)作用，密度呈增大趨勢(shì)。特別是底部礫石層，平均密度值為2.38g/cm3。接近白堊系地層密度。白堊系：雜色碎屑巖，泥巖、泥灰?guī)r等。密度值變化范圍2.20-2.55g/cm3之間，平均值為2.40g/cm3。侏羅系：為碎屑沉積巖，平均密度值為2.40g/cm3。三疊系：長(zhǎng)石砂巖夾頁(yè)巖、煤層等，為碎屑沉積巖，平均密度值為2.55g/cm3。上古生界二疊系、石炭系：長(zhǎng)石砂巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、頁(yè)巖、鋁土質(zhì)泥巖夾灰?guī)r及煤層，為含煤碎屑沉積巖，平均密度值為2.51g/cm3。

下古生界奧陶系、寒武系：主要為灰?guī)r、泥灰?guī)r等碳酸鹽巖，其次為砂頁(yè)巖、白云巖等，平均密度值為2.72g/cm3。上元古界薊縣系-長(zhǎng)城系，基性火山巖-碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造，主要巖性為凝灰?guī)r、白云巖、石英巖夾紫紅色頁(yè)巖，平均密度為2.70g/cm3。前長(zhǎng)城系：變質(zhì)巖系，主要為片麻巖、混合巖、變粒巖等，平均值為2.65g/cm3。

（2）地層磁性特征。弱-無(wú)磁性層：新生界-中元古界的磁化率在1-54.7×105SI之間變化，反映沉積地層呈弱或無(wú)磁性特征。磁性層：下元古界的沉積變質(zhì)巖、太古界片麻巖等磁化率值一般為100-400×10-5SI，且普遍具有弱磁性，分布比較廣泛，為區(qū)域磁性層。

太古界涑水雜巖中均發(fā)育磁鐵石英巖，671塊磁鐵石英巖的平均磁化率為65000×10-5SI，具有較強(qiáng)的磁性，超過(guò)了基性、超基性巖的磁性，易形成強(qiáng)磁異常。另外，不同時(shí)代的侵入巖有由酸性-中性-基性磁性有增強(qiáng)的規(guī)律，根據(jù)規(guī)模大小形成局部強(qiáng)弱不等的磁異常。

（3）侵入巖體的物性特征。侵入巖體的密度界于碎屑沉積巖和碳酸鹽巖及變質(zhì)巖之間，但大多數(shù)侵入巖具有弱-中等磁性。就本區(qū)而言，花崗巖、花崗閃長(zhǎng)巖主要分布在秦嶺山地，盆地中有沒(méi)有隱伏，其規(guī)模、大小需要結(jié)合重、磁異常特征進(jìn)行分析研判。

（4）界面劃分及研究對(duì)象。把地層之間的密度差小于0.05g/cm3的歸為同一個(gè)密度層，繪制了密度層及磁性層參數(shù)直方圖反映出六個(gè)密度層和一個(gè)磁性層。密度層分別是第四系、第三系、白堊系-侏羅系、三疊系-石炭系、下古生界-中上元古界以及太古界；磁性層為下元古界-太古界，即前長(zhǎng)城系變質(zhì)巖系。

第一密度界面：第四系密度層1.87g/cm3與第三系密度層2.28g/cm3之間形成的界面，密度差為0.41g/cm3，厚度在0m～1300m變化。盡管密度差大但僅在新生代斷陷盆地分布，起伏小，對(duì)重力的影響存在局限性。第二密度界面：第三系密度層2.28g/cm3與白堊系-侏羅系密度層2.41g/cm3之間形成的界面，密度差為0.13g/cm3，厚度變化大，據(jù)渭深10井的揭露，在井深5217m時(shí)并沒(méi)有揭穿古近系，地震推斷新生界約7000m厚，因此第三系的厚度在0m～7000m變化。該界面因起伏大對(duì)重力場(chǎng)影響比較大，特別是第三系直接覆蓋在古生界或更老地層之上，密度差達(dá)到0.40g/cm3以上，形成明顯的重力異常。巨厚的第三系主要分布在渭河斷陷盆地，渭北隆起及鄂爾多斯盆地基本缺失。第三密度界面：白堊系-侏羅系密度層2.41g/cm3與三疊系-石炭系密度層2.52g/cm3之間存形成的界面，密度差為0.11g/cm3。該界面在鄂爾多斯盆地南緣的坳陷區(qū)、斷陷區(qū)均存在，是重力研究的重要密度界面。第四密度界面：為三疊系-石炭系密度層2.52g/cm3與下古生界2.72g/cm3之間的界面，密度差為0.17g/cm3。該界面是重力的‘基底’界面，對(duì)重力的影響尤其重大。局部重力異常主要是該界面的貢獻(xiàn)，在各個(gè)坳陷區(qū)、斷陷區(qū)普遍存在。第五密度界面：為下古生界-中上元古界2.72g/cm3與下元古界-太古界2.65g/cm3之間的界面，密度差為-0.07g/cm3。因密度差小，埋藏較深，不易識(shí)別。另外，寒武系、上元古界的泥質(zhì)碎屑巖類的密度值并不低，與奧陶系接近，在物理場(chǎng)中也不易識(shí)別。

磁性界面也是第五密度界面。重力資料因密度差異小在異常中很難識(shí)別，但磁異常能夠反演第五界面的埋深，由此可獲取沉積基底的起伏特征，這樣為研究下古生界、中上元古界沉積地層的分布奠定了基礎(chǔ)。

密度層的劃分與鄂爾多斯盆地沉積蓋層相吻合，反映了不同沉積環(huán)境下形成的不同密度層及相對(duì)應(yīng)的油氣地質(zhì)，為研究密度層分布和含油氣領(lǐng)域提供了較好的物理前提和尋找方向。

根據(jù)研究區(qū)工作任務(wù)及研究的方向，本區(qū)重點(diǎn)研究第二、第三、第四這三個(gè)密度界面和一個(gè)磁性界面。由此分割的四個(gè)密度層分別是：第四系-第三系、白堊系-侏羅系、三疊系-石炭系、奧陶系-元古界；磁性界面是沉積蓋層與變質(zhì)基巖之間的界面，也就是沉積基底。

2 綜合研究思路

重、磁力資料的綜合研究，是以重、磁力資料及物性資料為基礎(chǔ)，以地質(zhì)任務(wù)為中心，構(gòu)造地質(zhì)及石油地質(zhì)理論作指導(dǎo)，用已知的地質(zhì)、電性、地震資料和其它明確的資料做控制和參考，對(duì)重、磁力異常進(jìn)行定性、定量推斷解釋。

在綜合研究思路流程上，一切的處理手段都是圍繞地質(zhì)任務(wù)為中心，在對(duì)重、磁異常反復(fù)解釋的不斷深化中，使異常的解釋與地質(zhì)構(gòu)造認(rèn)識(shí)趨于統(tǒng)一；在不斷提高以重、磁力場(chǎng)為主的各種認(rèn)識(shí)中客觀地對(duì)異常進(jìn)行地質(zhì)推斷，進(jìn)而對(duì)地層結(jié)構(gòu)、斷裂構(gòu)造及構(gòu)造區(qū)劃進(jìn)行全面的認(rèn)識(shí)，從石油地質(zhì)特征出發(fā)對(duì)研究區(qū)的含油氣分布及油氣儲(chǔ)集構(gòu)造特征等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，為油氣研究提供科學(xué)信息和工作依據(jù)。