鄂尔多斯盆地中生代构造演化及其油气分布规律

鄂尔多斯盆地中生代构造演化及其油气分布规律

1盆地构造演化鄂尔多斯盆地发育于中国北方的克拉通上，位于中国西部的几个旋转盆地中。新元古代末，结晶基底硬化，进入华北克拉通稳定的沉积覆盖层发育阶段。中生代中生代受到印支构造运动的影响，导致华北地台的解体。此外，由于挤压和切割的影响，鄂尔多斯盆地弯曲、倾斜，并沿西缘折叠带衰落，经历了不同阶段的构造发展。今天的鄂尔多斯盆地是一个构造盆地，由一个非常简单的向西深、东平原平、南低北高斜组成。依据现今构造形态,鄂尔多斯盆地可划分为6个一级构造单元,依次为北部的伊盟隆起,东部的晋西挠褶带,南部的渭北隆起,西缘相邻产出的天环拗陷和西缘逆冲带,以及中部的陕北斜坡带(图1).盆地内发育的中生界地层主要有三叠系下统的刘家沟组、和尚沟组,中统纸坊组、铜川组和上统延长组;侏罗系下统的富县组、延安组,中统直罗组、安定组,上统芬芳河组及其上覆的白垩系地层.三叠系延长组的长7油层组的暗色泥岩是盆地的主力生油岩层,三叠系延安组的长6、长4+5、长2油层组及侏罗系延安组的延10、延9、延8油层组为主要的储集层(表1).2盆地形成阶段鄂尔多斯盆地在中生代的区域构造背景上,经历了印支和燕山两大构造旋回和复杂的多幕构造运动印支运动奠定了中生代盆地的形态和构造格局,特别是晚三叠世沉积的延长组暗色湖相泥岩地层是中生代生油岩.燕山运动基本继承和发展了盆地的构造特征,燕山运动早期西缘逆冲推覆带发育,前陆盆地形成,此时沉积的下侏罗统富县组地层、中侏罗统延安组地层是油气的重要储集层.晚侏罗世的燕山运动中期,盆地西缘断裂活动强烈,在西缘形成长达600km以上的逆冲、逆掩断裂带,火山大规模活动,是全区的一次重要构造热事件,延长组的生油岩进入生排烃高峰.白垩纪的燕山运动晚期盆地整体抬升,此时,盆地整体呈西北低、东南高的的斜坡构造形态.至早白垩世末期,盆地内地层埋深达最大,延长组地层埋深基本都在2100m以上,鄂尔多斯盆地的构造格局形成.根据鄂尔多斯盆地中生代的演化特征,将其划分为6个阶段:早-中三叠世盆地格架奠定期、晚三叠世盆地生油岩形成期、早-中侏罗世构造稳定期、晚侏罗世生排烃高峰期、早白垩世盆地整体抬升期及晚白垩世盆地消亡期2.1盆地构造格局三叠纪的鄂尔多斯盆地属于华北内陆盆地的重要组成部分,盆地的早、中三叠世基本继承了二叠纪的构造格局和沉积特点,古构造面貌上表现为南北高、中部低,以近东西向构造为主的特点.盆地内沉积了一套以河流相、沼泽相为主的红色、杂色砂岩、泥岩地层.鄂尔多斯盆地早、中三叠世地层厚度变化不大,在600~1000m之间.差异沉降基本上不超过400m,以均衡沉降为特征.中三叠世末发生了早印支运动,导致盆地断裂活化,差异运动明显,从而奠定了盆地形态的基本格局.2.2晚三叠世盆地生油岩形成期晚三叠世时,沉积格局同早、中三叠世差别不大,沉积环境稳定,构造活动较弱,地层厚度变化不大.受南北向物源的影响,沉积厚度在盆地内部南北方向变化不明显.盆地沉降中心位于南部的安塞—铜川一线,呈北西向展布,是受秦岭洋关闭所产生的挤压作用影响所致.总体而言,晚三叠世,拗陷湖盆水体增深,湖泊-三角洲沉积成为主体.晚三叠世盆地发展经历了长10—长8形成、长7扩张、长6萎缩、长4+5再扩张、长3—长2再萎缩的演变过程,纵向上发育3套(长8—长7、长6—长4+5、长3+2—长1)储盖组合,形成长8、长6、长2三个勘探目的层.延长组主要发育河流、三角洲、湖泊三大沉积类型,沉积体系控制砂体形态及空间展布.横向分布稳定,连片性好.西南三角洲砂体呈带状展布.尽管盆地内部构造运动不十分明显,但在鄂尔多斯地块西、南缘已发生了断裂逆冲.特别是中三叠世末或晚三叠世初,随着古特提斯海的扩张,扬子板块向北推挤加剧,封闭了残余的秦岭海槽,在其北侧产生了中生代差异沉降盆地,沉积中心偏于盆地南部,最大沉积厚度约2700m.这一时期鄂尔多斯仍是大华北盆地的一部分,但其主体拗陷和沉积中心显而易见2.3层序界面流相早侏罗世富县期沉积时,盆地整体为在三叠纪末高低不平古地貌上的填平补齐式沉积,厚度、岩性变化大,地层厚度0~190m不等.盆地西部仅局部发育,且厚度与盆地内部无明显的差异,表明西部构造活动较弱.沉积环境主要以河流相为主.延安期沉积的地层,厚度一般在200~300m之间,地层等厚线呈椭圆形展布,方向性不明显,反映当时沉积作用受构造运动的影响相对不很明显.盆地为在构造运动相对稳定的背景下的沉积,主要为一套河流-湖泊相沉积,为盆地的主要成煤期,同样为构造活动较弱时期.下侏罗统延安组的延10、延9、延8地层,是鄂尔多斯盆地石油主要储层.中侏罗世直罗和安定组沉积时,盆地西缘的构造活动并不强烈,其地层厚度变化不大.西部地层厚度稍大于东部,这与东西部构造活动差异有关.由盆地东部隆起逐渐扩大,沉积范围向西收缩,盆地东界西移.现今盆地东部地层缺失,是后期剥蚀的结果,致使现今地层分布范围局限在盆地中西部,呈南北向展布.该期沉积相以河流和湖泊体系为主.2.4盆地内部生烃环境晚侏罗世,鄂尔多斯盆地西部逆冲活动强烈,西缘构造活动较前期增强,造成大部分地区的侏罗系与白垩系之间的高角度不整合接触.上侏罗统芬芳河组主要为一套盆地边缘山麓沉积,主要分布于盆地西南隅及西部,即千阳草碧沟、芬芳河、环县甜水堡等地区.盆地中东部地区由于抬升隆起没有接受沉积.砾岩分布范围较为局限,厚度变化较大,在陇县芬芳河厚度可达1174m,在盐池厚度仅为127.3m,铁克苏庙现有地震剖面显示,厚度可达1500多米,但粒度较芬芳河细.这种岩性和厚度分布显示,盆地西缘己发生较强烈的隆升,逆冲构造活动强烈.特别是在马家滩地区尤为明显,形成了一系列由西向东典型的逆冲构造.贺兰山地区也发生逆冲推覆作用,小松山断层逆冲推覆作用强烈,形成了一系列飞来峰构造.横山堡地区剖面显示该时期也发生强烈的逆冲活动,但为由东向西的逆冲,由于构造分区作用和后期银川地堑的断陷,其特征不如马家滩地区典型晚侏罗世时燕山运动晚期的构造热事件不仅是重要的生烃事件,也是重要的排烃、成藏事件.侏罗纪末到早白垩世,由于盆地西缘构造应力推挤,盆地整体快速下沉,沉积了巨厚的白垩系地层.此时,盆地整体呈西北低、东南高的的斜坡构造形态.至早白垩世末期,盆地内地层埋深达最大,延长组地层埋深基本都在2100m以上,晚三叠世深湖相泥岩有机质热演化成熟,大量生烃研究区发生了强烈的构造热事件,它不但为烃源岩提供了强大排烃动力,而且使岩石产生了众多断裂、裂缝,如西缘贺兰山之小松山地区暗色泥岩和煤岩由于构造挤压而严重片理化.所以,这些由构造应力产生的断裂、裂缝和片理无疑成为排烃的极好通道2.5早白垩世盆地西缘早白垩世盆地内接触线区内下白垩统仅发生轻微的褶皱和断裂.鄂尔多斯盆地整体抬升,下白垩统与古近系的接触关系在盆地西缘为角度不整合,在桌子山至平凉间呈微角度不整合,再向东到天环向斜内变为假整合接触.早白垩世沉积西部厚度较大,沉积了一套紫红色至杂色的陆相沉积2.6白亚统盆地晚白亚统消失期白垩纪晚期的燕山运动已较前期减弱,使全区普遍隆起,缺失晚白垩世沉积.大型鄂尔多斯盆地消亡,发育结束3晚侏罗世盆地构造热运动鄂尔多斯盆地中生代演化分为早-中三叠世盆地格架奠定期、晚三叠世盆地生油岩形成期、早-中侏罗世构造稳定期、晚侏罗世生排烃高峰期、早白垩世盆地整体抬升期及晚白垩世盆地消亡期等6个阶段.上三叠统延长组的长10、长9、长8地层的暗色泥岩是盆地主要的生油岩系,延长组的长6、长4+5、长2及下侏罗统延安组的延10、延