鄂尔多斯盆地志丹地区地层埋藏史与油气成藏关系

2015-12-29孙明,刘玲

延安大学学报（自然科学版） 2015年1期

孙明，刘玲

(延长油田股份有限公司西区采油厂，陕西志丹717500)

摘要：通过对鄂尔多斯盆地志丹地区晚三叠世以来地层埋藏史的恢复，探讨地层埋藏演化特征对油气生成的影响。结果表明：在鄂尔多斯盆地晚三叠世以来经历的4期沉降—抬升循环演化过程中，都对研究区产生了影响，一方面印支运动大部分地区缺失了长1段的地层，同时导致长2+3地层遭受了不同程度的剥蚀，另外剥蚀地层呈现趋势性变化，越往东北部和东部，长2+3残存地层越少，剥蚀厚度相对也大。侏罗纪末期和白垩纪末期的燕山运动造成中侏罗统和早白垩统遭到不同程度剥蚀。喜山运动造成古近系和新近系在研究区均缺失。另一方面本地区油气生成从中侏罗世(约170 Ma)开始，至130 Ma进入生油高峰。随着早白垩世的快速沉积和埋深增大，以及构造热事件的作用，油气生成在早白垩世末期达到最高峰。

关键词：地层埋藏史；油气成藏；志丹地区；鄂尔多斯盆地

中图分类号：TE122.3

文献标识码：A

文章编号：1004-602X(2015)01-0061-03

收稿日期：2014-11-25

作者简介：孙明(1985—)，男，湖北荆州人，延长油田股份有限公司助理工程师。

Abstract：Through the burial history recovery,since late Triassic stratigraphic in Zhidan region of Ordos Basin.We discussed formation burial evolution characteristics and the inflerence of oil and gas generation.The results showed that:Ordos Basin experienced four period subsidences uplifting circulation in the evolution process since late Triassic,which both had an impact on the study area.On the one hand the Indosinian movement led to most area lack Chang1 formation,and Chang 2+3 formations suffered varying degrees of erosion.And erosion formations showed a trend of change,Chang2+3 formations remained fewer,so eroded thickness was relatively large in the father of the northeast and east.Yanshan movement happened in the late Jurassic and cretaceous period which caused the middle Jurassic and the early Cretaceous to suffer different degree of denudation. Himalayan movement caused the Paleogene and Neogene to miss in the study area.On the other hand the oil and gas of the study area generated from the Middle Jurassic (about 170 Ma) and entered the oil peak in 130 Ma.With the rapid deposition and the buried depth increasing rapidly of the early cretaceous, and the effect of tectonic thermal events, the oil and gas generating peaked in the late early Cretaceous.

志丹地区位于鄂尔多斯盆地中南部地区，属于陕北斜坡的一部分[1]。鄂尔多斯盆地共经历四次大的构造运动[2]，导致烃源岩生烃、油气运移及油气保存等成藏条件发生变化。陈瑞银等通过地层剥蚀量估算，认为鄂尔多斯盆地自三叠纪以来的构造运动为一掀斜过程，掀斜构造演化导致油气运移指向盆地东部及东南地区[3]。其中印支运动使鄂尔多斯盆地大幅沉降，形成中生界重要的烃源岩[4]。但是鄂尔多斯盆地后期构造阶段的抬升作用又导致烃源岩上部地层剥蚀和古地温下降，引发生烃作用减弱[5]。因此，研究这种构造背景控制下的地层埋藏史与油气成藏关系，对于了解油气藏的形成过程和机制，总结成藏规律极为重要。

油气生成主要受控于烃源岩所遭受的古温度和地质时间，在较高古温度作用下，油气在较短的地质时间内就可以生成；或者在较低的古地温较长的地质时间内，油气也可以生成。因此，通过地层埋藏史与温度史相结合，可以分析判断油气什么地质年代生成，什么地质年代达到生油气高峰等。

1不整合与剥蚀厚度

本地区自晚三叠世延长组沉积之后，历次遭受了三叠纪末期印支运动、侏罗纪末期和晚白垩世燕山运动，以及古、新近纪喜山运动的影响[6]。

1.1　三叠纪末期的不整合与剥蚀厚度

三叠纪末期的印支运动在本地区主要表现为整体抬升和地层剥蚀，以及宽缓的褶皱变形。通过地层划分与对比当把长4+5段作为沉积基准面拉平后发现，不论是在北东-南西方向还是在近东西方向上，长2+3顶部(代表延长组顶部)均呈现出高低起伏不平的特点，表明在三叠纪末期，本地区遭受了印支运动的影响，导致大部分地区缺失了长1段的地层，同时长2+3地层遭受了不同程度的剥蚀。另外剥蚀地层呈现出趋势性变化，越往东北部和往东部，长2+3残存地层越少，剥蚀厚度相对也大。根据何自新(2003)对鄂尔多斯盆地延长组末期整体剥蚀厚度分布估计，本地区三叠纪末期的地层剥蚀厚度约在100~200 m之间。

1.2　侏罗纪和白垩纪末期的不整合与剥蚀厚度

侏罗纪末期和白垩纪末期，本地区主要受燕山运动影响，形成了侏罗纪与白垩纪、白垩纪与古近纪(本地区缺失古近纪和新近纪，实际上为第四纪)之间的不整合。这两次不整合分别代表燕山运动I幕和燕山运动II幕。燕山运动在本地区表现为整体升降运动，造成中侏罗统和早白垩统遭到不同程度剥蚀。考虑到燕山运动导致上侏罗统在鄂尔多斯盆地沉积范围有限，仅仅存在于盆地西部地区，因此，本地区仅残存部分中侏罗统，厚约340~170 m。根据区域中侏罗统300~400 m的沉积厚度来看，本地区其剥蚀厚度约为100~200 m。

在燕山运动I幕之后，鄂尔多斯盆地变为内陆干旱湖泊沉积，在盆地东部横山、靖边、志丹及彬县等地区分布广泛的风成砂岩。大型交错层理，新月形层理发育，如志丹县城周缘的志丹群红色风成砂岩，粒度均匀，厚度巨大，新月形层理发育(图1)。

图1志丹县城的下白垩统志丹群红色风成砂岩沉积

燕山运动Ⅱ幕导致整个鄂尔多斯盆地成为低幅度高原，遭受剥蚀。从目前其声波时差仅有290~310 μs/m的幅度值，而与近地表的理论声波时差620 μs/m的差值较大，以及前人研究成果(何自新，2003)均表明，在晚白垩世本地区遭受了较大剥蚀，估测剥蚀厚度在600~800 m之间。

1.3　古近纪至和新近纪期喜山运动与剥蚀厚度

古近系和新近系在研究区均缺失。古近纪和新近纪时期，鄂尔多斯盆地在周缘发生广泛断陷的同时，盆地本部除大部分时期主要为隆起剥蚀外，仍有浅水洼地形成，沉积了一定厚度的碎屑岩。

第四纪本地区主要为风成黄土沉积，厚度不大，一般在100~300 m之间。

2热演化和古温度梯度

根据任战利等(2007)的研究，中生代末期有构造热事件活动，其古地温梯度为4.0 ℃/100 m，现今地温梯度为2.93 ℃/100 m[7]。考虑到延长组中夹有多层凝灰岩，周缘地区可能伴随一定规模的火山活动，其地温梯度估算为3.5 ℃/100 m，低于中生代的古地温梯度。另外侏罗纪时期，鄂尔多斯盆地构造稳定，其古地温梯度估测为3.2 ℃/100 m(图2)。

图2　志丹地区古地温梯度变化曲线

3埋藏史与油气生成

本次研究选用研究区内的正482-1井和正382井作为代表开展地层埋藏史与油气生成研究。根据上述数据分别编制了正482-1井和正382井的地层埋藏史及其油气生成史。

图3　志丹正482-1井埋藏史与油气生成史图

图4　志丹正382井埋藏史与油气生成史图

由图3、图4可知，本地区自中生代以来经历了4次较大的剥蚀，分别在延长组末期、侏罗纪末期、晚白垩世和新近纪时期，相比较而言后两次构造运动对油气生成有较大影响。从热演化曲线可知，本地区油气生成从中侏罗世(约170 Ma)开始，至130 Ma进入生油高峰。随着早白垩世的快速沉积和埋深增大，以及构造热事件的作用，油气生成在早白垩世末期达到最高峰。随后由于燕山运动和喜山运动的影响，该地区持续抬升，既是有少量新生代的沉积，其埋深也没有超过早白垩世末期的最大埋深，而且从白垩纪的构造热事件之后，鄂尔多斯盆地一直处于降温的过程中，因此其烃源岩遭受到的热作用也达不到白垩纪末期的最高热演化程度，古、新近纪不再有油气生成。

4结论

(1)研究区自早古生代以来埋藏沉降史可划分为四大阶段：晚石炭世一早三叠世缓慢沉降阶段、中-晚三叠世快速沉降阶段、早侏罗世一早白垩世持续埋深阶段和早白垩世晚期以来的后期抬升阶段。

(2)三叠纪末期本地区遭受了印支运动的影响，导致长2+3地层遭受了不同程度的剥蚀，同时大部分地区缺失了长1段的地层。另外剥蚀地层呈现出趋势性变化，越往东北部和往东部，长2+3残存地层越少，剥蚀厚度相对也大。侏罗纪末期和白垩纪末期，本地区主要受燕山运动影响，燕山运动在本地区表现为整体升降运动，造成中侏罗系和早白垩统遭到不同程度剥蚀。喜山运动造成古近系和新近系在研究区均缺失。

(3)本地区油气生成从中侏罗世(约170 Ma)开始，至130 Ma进入生油高峰。随着早白垩世的快速沉积和埋深增大，以及构造热事件的作用，油气生成在早白垩世末期达到最高峰。

参考文献：

[1]赵筱艳.志丹探区义正-吴堡区侏罗系延安组储层特征研究[D].西北大学，2009.

[2]杨俊杰.鄂尔多斯盆地构造演化与油气分布规律[M].北京：石油工业出版社，2002.

[3]陈瑞银，罗晓容，陈占坤，等.鄂尔多斯盆地中生代地层剥蚀量估算及其地质意义[J].地质学报，2006，80(5)：685-693.

[4]李士祥，邓秀芹，庞锦莲，等.鄂尔多斯盆地中生界油气成藏与构造运动的关系[J].沉积学报，2010，28(4)：798-807.

[5]吴保祥，何金先，张晓丽，等.鄂尔多斯盆地地层埋藏演化与油气成藏分析[J].东北石油学院学报，2012，36(6)：8-13.

[6]何自新，费安琦，王同和，等.鄂尔多斯盆地演化与油气[M].北京：石油工业出版社，2003.

[7]任战利，张盛，高胜利，等.鄂尔多斯盆地构造热演化史及其成藏成矿意义[J].中国科学D辑：地球科学，2007，37(增刊Ⅰ)：23-32.

[责任编辑李晓霞]

Burial History of Source Rock in Zhidan Area of Ordos Baisn

and Its relationship to Reservoir Formation