鄂爾多斯盆地東緣太原組橋頭砂巖成因初探
鄂爾多斯盆地東緣太原組橋頭砂巖成因初探
摘要 通過(guò)對(duì)研究區(qū)露頭剖面、鉆測(cè)井的垂向沉積序列、巖性組合等的綜合研究,指出鄂爾多斯盆地東緣太原組橋頭砂巖具有南北向延伸遠(yuǎn)、東西向呈透鏡狀、區(qū)域上分布連片的沉積特征。結(jié)合區(qū)域構(gòu)造、地層差異性壓實(shí)作用等分析,指出橋頭砂巖的發(fā)育因南北構(gòu)造帶小幅度不均勻沉降、下伏地層的差異性壓實(shí)作用等為其提供了良好的地質(zhì)背景。研究成果為鄂爾多斯盆地東緣太原組砂巖氣藏優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)指明了方向。
關(guān)鍵詞 太原組;橋頭砂巖;成因初探;鄂爾多斯盆地東緣
“橋頭砂巖”由陳鐘惠等[1]命名于山西保德橋頭鎮(zhèn),層位上于處太原組L1灰?guī)r和L2-3灰?guī)r之間(表1),為一套中-厚層狀灰白色中-粗粒石英砂巖、巖屑石英砂巖夾粉砂巖及煤線。近年來(lái)隨著鄂爾多斯盆地上古生界石油天然氣勘探與開發(fā)的深入,在東部太原組的砂巖中獲得了工業(yè)氣流,從而引起了人們對(duì)這套含氣層系的重視。“橋頭砂巖”是鄂爾多斯盆地東緣太原組主力產(chǎn)氣層段,查明該砂巖的沉積特征、空間展布及其成因?qū)ιa(chǎn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
對(duì)于橋頭砂巖沉積環(huán)境前人作了大量的研究工作[1~5],或認(rèn)為其是發(fā)育時(shí)間比較短暫的成因尚存疑義的河流-三角洲沉積[1,2]或特殊類型的河流環(huán)境的產(chǎn)物
[3],或指出其形成是由北東方向水系繼承性地向研究區(qū)作用的結(jié)果,研究區(qū)內(nèi)主要為三角洲沉積,僅在子洲—綏德一帶形成濱岸砂壩沉積①,②,亦或認(rèn)為分別是廟溝期、毛兒溝期、斜道期三期海侵作用后快速河流沉積的產(chǎn)物[4]。本文通過(guò)研究區(qū)5條露頭剖面觀測(cè)和200余口煤、油、氣鉆孔的綜合研究,對(duì)鄂爾多斯盆地東緣太原組橋頭砂巖沉積特征進(jìn)行了研究,并探討了橋頭砂巖的發(fā)育背景。
表1鄂爾多斯盆地上古生界地層表(據(jù)郭英海等2004[6])
1 區(qū)域地質(zhì)概況
研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地東緣,在現(xiàn)今的構(gòu)造格局中處在陜北斜坡和晉西撓褶帶之間。研究區(qū)晚古生代地層自老而新依次為上石炭統(tǒng)本溪組、晉祠組,下二疊統(tǒng)太原組、山西組,中二疊統(tǒng)石盒子組和上二疊統(tǒng)石千峰組。研究區(qū)內(nèi)太原組內(nèi)部的主要對(duì)比標(biāo)志層如表1所示。早二疊世太原期,受中海西運(yùn)動(dòng)的影響,興蒙海槽向南俯沖消減,導(dǎo)致區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)受來(lái)自北側(cè)的南北向的擠壓應(yīng)力控制[7],包括鄂爾多斯地區(qū)在內(nèi)的華北地臺(tái)區(qū)域構(gòu)造格局北升南降,由南隆北傾轉(zhuǎn)為北隆南傾[8]。北隆南傾的古地形決定了研究區(qū)太原組沉積相為南北向相分異的格局開始顯現(xiàn),并在區(qū)域海平面下降期在研究區(qū)東部形成了以橋頭砂巖為代表的河道下切充填沉積。研究表明[6,9~12],晚石炭世—早二疊世太原組本區(qū)為碳酸鹽潮坪—障壁瀉湖—淺水三角洲沉積,伴有河流沉積,三角洲以河控淺水三角洲為主,形成陸源碎屑巖夾碳酸鹽巖的含煤混合沉積。
2 橋頭砂巖沉積特征
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