奈曼凹陷盐岩沉积特征及成因分析

2016-12-03闫瑞萍

地球 2016年9期

关键词：盐岩暗色盐湖

■闫瑞萍

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院　辽宁　盘锦　124010）

奈曼凹陷盐岩沉积特征及成因分析

■闫瑞萍

（中国石油辽河油田分公司勘探开发研究院辽宁盘锦124010）

奈曼凹陷九佛堂组整体发育近源的辨状河三角洲-扇三角洲-湖泊沉积体系，南部地区发育有洪积扇和河流相,沉积了浅灰色厚层凝灰质砂岩夹深灰色薄层凝灰质泥岩和含灰泥岩。其中扇三角洲砂体、浊积岩体是本区油气主要储集岩体[1]。根据奈曼凹陷九佛堂组下段盐岩的沉积特征，暗色泥岩与盐岩密切共生，认为奈曼凹陷的盐岩是蒸发成因的，为深盆浅水成因的蒸发岩。

奈曼凹陷盐岩九佛堂组凝灰质

1　概况

奈曼凹陷位于开鲁盆地西南侧的一个次级负向构造单元。是在海西褶皱基底上发育起来的中生代残留型断陷。主要目的层为九佛堂组，整体发育近源的辨状河三角洲-扇三角洲-湖泊沉积体系，沉积了浅灰色厚层凝灰质砂岩夹深灰色薄层凝灰质泥岩和含灰泥岩，粒度较细，厚度大。近期奈10井钻遇到盐岩地层，这在辽河外围勘探属于首次发现。

2　盐湖形成条件

盐湖形成的构造条件往往与断陷盆地和山间盆地有关（李思田，1996）。在九佛堂早期，凹陷形成处于深陷阶段，受红山—八里罕断裂活动的影响，西侧边界断裂较东侧活动强烈，形成西陡东缓的半地堑结构，凹陷四周为古隆起，凹陷处于封闭半封闭环境。奈曼凹陷陡坡一侧，由于剥蚀区不断抬升，地形高差大，水流急，湖水相对较深，往往发育由粗粒碎屑物组成的扇三角洲和重力流沉积；而在其缓坡的一侧，由于地形起伏小，水流缓，湖水也较浅，以发育河流、三角洲沉积为特征。细粒碎屑沉积物和盐类化学沉积则主要分布于凹陷中央部分，并逐渐向湖盆边缘变薄。

干旱和半干旱的气候条件是盐湖形成的最基本条件。利用孢粉资料推测各个地质历史时期的古气候是国内外普遍应用的有效方法。辽河外围中生代多个凹陷在九佛堂时期发现有少量指示热带、亚热带干旱气候的耐干旱盐碱的克拉梭粉，由此推测九佛堂时期存在干旱气候。

足够的盐类物质来源也是形成盐湖的基本条件之一。海水是与海相有关的盐湖沉积中盐类物质的主要来源。但对于内陆盐湖来说，盐类物质来源则是多源的，既可有海水的影响，又可有盐湖周围基岩的风化产物，还可有深部卤水的来源。而本区进入中生代以后结束了海相盆地沉积阶段，开始了中生代陆相盆地沉积。

3　沉积特征

3.1岩性特征

通过对奈10井的岩心描述，盐岩在地层中主要以3种形式发育:①纯石盐层:单层沉积厚度一般为1～4m,最厚达13 m，常呈灰白色。纯石盐一般夹于深水暗色泥岩中间，间或夹有具水平层理的泥岩或含灰泥岩或页岩夹层。②岩盐—膏岩—碳酸盐—泥岩薄互层:常表现为灰白色石岩、灰黑色岩盐和灰黑色泥岩互层，岩盐晶体常呈长条状、放射状，泥岩一般为深灰、灰黑色，与膏盐岩渐变接触，局部见有机质残体，黄铁矿。③岩盐充填裂缝:由于岩盐易溶，易变形，当砂泥岩因构造应力作用形成裂缝后，岩盐常在裂缝中重结晶而充填缝隙空间。

3.2岩性组合特征

奈曼凹陷九佛堂组自下而上共发育7套盐岩（300m以上），第一套盐岩层厚度42m，该套盐岩层以薄互层为主，为盐湖的起始形成阶段，盐湖盐度相对较小，无纯的石盐析出。第二套盐岩层厚度65m，该套盐岩层下部发育厚的膏盐岩层，蒸发作用强烈；上部则以泥膏岩为主，蒸发作用较弱，主要以水流的补给作用为主，盐湖盐度较小，水位较深，泥质多。第三套蒸发岩层厚度51m，该套蒸发岩层下部发育薄层泥灰岩层，中部以连续的泥膏岩、膏盐岩为主，上部则以泥岩和间断的泥膏岩为主，该时期上下部蒸发作用较弱，主要以水流的补给作用为主，而中部蒸发作用强烈，有较纯的膏盐岩析出。第四套蒸发岩层96m，该套蒸发岩层发育巨厚膏盐岩层，为盐湖鼎盛阶段。这一时期盐湖盐度大，蒸发作用剧烈。第五、六套蒸发岩层合计厚度28m，这两套蒸发岩层发育较薄的膏盐岩，蒸发序列简单，为短暂的强烈蒸发阶段。第7套蒸发岩厚度44m，下部发育泥膏岩，蒸发作用较弱，上部以膏盐岩为主，蒸发作用强烈。

4　盐岩成因分析

根据现有资料及奈曼凹陷九下段盐岩的沉积特征，暗色泥岩与盐岩密切共生，推测奈曼凹陷的盐岩是蒸发成因的，为深盆浅水成因的蒸发岩。主要证据如下:（1）蒸发岩只分布在凹陷北部的沉积中心；（2）盐岩和石盐与暗色泥岩(生油岩)在横向上呈相变关系，在垂向上呈频繁韵律互层（图1）；（3）化石组合与整个凹陷一致，仅某些层位化石偏少，没有发现海相化石。（4）奈10井发育2套共22m浅红色泥岩，说明在盐岩和膏盐岩发育段有较薄的红层、偶见沉积间断，局部发育干旱氧化环境；（5）这些膏盐岩在平面上和横向上都具有像干旱环境成因的蒸发岩那样的完整的碳酸盐—硫酸盐—石盐组合序列，在每一沉积序列的开始，为暗色泥岩与薄层碳酸盐岩韵律互层；之上为薄层石膏或暗色泥岩夹薄层石膏或暗色泥岩中含各种石膏晶体，最上部为10～30cm厚的盐岩。由于碳酸盐的溶解度低，只要湖水稍微浓缩，碳酸盐就开始沉淀，此时，仍可能有陆源碎屑物质的供给，因此易形成碳酸盐岩与暗色泥岩互层。当水体浓缩到10%时，石膏开始沉淀，主要形成石膏纹层，由于此时黑色泥岩含石膏晶体。当水体浓缩到5%时，盐岩开始沉淀，由于盐岩的溶解度高，其沉淀的速度也快，因此往往形成厚层的盐层。而与之互层的暗色泥岩具有深水成因的标志，水平层理发育。深湖相泥岩含蒸发盐，说明湖平面变化引起了深水与浅水的交替，深水时形成暗色泥岩，浅水时形成蒸发盐。认为暗色泥岩为高水位期的沉积，盐岩和石岩为低位期的盐湖沉积，砂岩为低水位三角洲砂体。