奈曼凹陷白堊系九佛堂組物源分析

王　瑩　侯中健　劉紅巖

文章編號：1006-6535(2009)02-0034-03

摘要：為了確定奈曼凹陷白堊系九佛堂組沉積物源及古氣候條件，采用薄片鑒定、X射線衍射分析、掃描電鏡等手段，對奈曼凹陷白堊系九佛堂組砂巖碎屑及粘土礦物含量變化規律進行了分析，確定了目的層砂巖的巖石學特征及物源特征。研究表明，奈曼凹陷九佛堂組主要沉積于火山帶內的局部盆地，沉積物源為侏羅紀東北地區大規模火山噴發所形成的火山巖，沉積具有埋藏快速、物源集中等特征，沉積期古氣候較濕潤。

關鍵詞：奈曼凹陷；九佛堂組；物源分析；三角圖；古氣候

中圖分類號：TE121.3

文獻標識碼：A

前 言

碎屑物源分析是物源區分析中巖石沉積屬性分析的一種，是目前物源區分析中發展最快、最可靠的方法。該方法能夠判斷古陸或侵蝕區的存在，還原古陸地形特征，恢復古河流體系，確定物源區母源性質及構造背景^[1]。奈曼凹陷構造復雜、勘探程度低，對凹陷內九佛堂組采用Dickinson碎屑砂巖三角圖解法，綜合沉積背景、薄片鑒定、分析化驗等資料開展沉積物源分析，為沉積體系研究、區域地層對比及儲層評價預測等提供了有力支持。

1 地質概況

奈曼凹陷為海西期褶皺基底上發育起來的中新生代凹陷，其形成主要受紅山—八里罕斷裂和西拉木倫河斷裂控制，為西陡東緩的不對稱箕狀，總體形態為NE向長條形，為開魯盆地西南側的一個次級負向構造單元。凹陷平面上由西向東分為西部斜坡帶、中央洼陷帶和東部緩坡帶3個二級構造帶。中央洼陷帶沉積地層發育最全、埋藏深度最大，為凹陷主力生油洼陷。九佛堂組沉積巖性以紫灰或黃綠色粉砂質頁巖、頁巖、粉砂巖及砂巖為主，含有介形蟲、雙殼類、葉肢介、植物及孢粉等化石^[2]，與下伏義縣組呈假整合接觸，與上覆阜新組呈整合接觸。

2 物源分析

2.1 碎屑礦物組成

2.1.1 砂巖成分分析

奈1-52-50井巖心薄片鑒定顯示：九佛堂組砂巖礦物成分中巖屑含量最高(51%～86%)，長石含量次之(11%～35%)，石英含量較低(4%～14%)，反映近源快速堆積特征^[3]。巖屑、石英、長石的含量還隨深度呈規律性變化，可劃分為3段：1 718.5～1 593.4 m，石英、長石含量整體增加，巖屑含量相應減少，反映沉積環境水體不斷加深；1 593.4～1 444.8 m，石英、長石含量整體減少，巖屑含量相應增加，反映湖盆萎縮，反映沉積環境水體變淺；1 444.8～1 442.0 m，石英、長石含量急劇增加，巖屑含量迅速減少，反映沉積環境水體快速加深(圖1)。

2.1.2 砂巖巖石類型

為確定九佛堂組砂巖類型，將奈1、奈3、奈4和奈1-52-50井巖心砂巖成分含量投點于砂巖三角圖中(圖2)。由圖2可以看出，九佛堂組砂巖以巖屑砂巖為主，其次為長石巖屑砂巖。另外，大部分樣品點落在斜率為0.8的直線上，反映物源相對集中，物源類型單一，同時反映源巖易風化、剝蝕，搬運距離較短、沉積速度較快。

2.2 物源分析

第2期王 瑩等：奈曼凹陷白堊系九佛堂組物源分析 奈曼凹陷古基底增生于華北陸緣，由于西拉木倫河斷裂帶俯沖引起強烈巖漿侵入作用，使大陸邊緣過渡型地殼轉化為穩定陸殼，至白堊世已經形成斷陷盆地^[4]。為確定九佛堂組沉積物源，將奈1、奈3、奈4和奈1-52-50井巖心礦物成分投點于Dickinson QFL三角圖(圖3)^[5]，反映九佛堂組沉積于未切割島弧區。未切割的島弧區，火山巖風化后形成的碎屑物由火山成因高地沿活動島弧或陸緣流出，可能沉積于海溝、前弧盆地、邊緣海等位置，也可能沉積于火山帶內的局部盆地^[5]。結合奈曼凹陷發育史分析認為，九佛堂組應為火山帶內的局部盆地沉積，而其沉積物源為侏羅紀大規模火山噴發形成的火山巖。

3 古氣候分析

粘土礦物形成于地表風化作用，不同氣候條件，特別是不同的溫度和濕度條件，形成粘土礦物的礦物組合和結構不同，雖然后期沉積、埋藏過程對粘土礦物特征具有一定的改造和影響，但根據粘土礦物特征，仍能夠了解其形成時的古氣候條件^[6]。

奈2井粘土礦物電鏡分析和X射線衍射分析，伊利石含量變化區間為20.1%～72.9%，伊利石/蒙脫石混層混層含量變化區間為26.3%～77.5%(圖4)。伊利石形成于溫暖或寒冷少雨的氣候條件，當氣候向濕潤轉化，伊利石將轉化為蒙脫石，因此，伊利石/蒙脫石混層代表氣候逐漸轉為潮濕，當氣候條件變為濕熱時，伊利石將轉化為高嶺石^[7]。奈2井粘土礦物中伊利石與伊利石/蒙脫石混層含量關系(伊利石減少，伊蒙混層增加)表明，奈曼凹陷九佛堂組沉積期內古氣候總體趨于濕潤，中間曾出現階段性干燥。

4 結 論

(1) 巖石類型和物源分析表明，奈曼凹陷九佛堂組沉積物源相對集中，物源類型單一，源巖為易風化、剝蝕的火山巖類，且搬運距離較短，沉積速度較快。

(2) 物源分析和沉積背景研究表明，奈曼凹陷九佛堂組為火山帶內的局部盆地沉積，沉積物源為侏羅紀火山噴發所形成的火山巖。

(3) 根據粘土礦物特征分析古氣候認為，奈曼凹陷九佛堂組沉積期內古氣候條件整體上逐漸趨于濕潤，但曾出現階段性相對干燥氣候。

參考文獻：

[1] 劉東娜.碎屑物源分析泛論[J].科技情報開發與經濟，2007，17(8)：171～173.

[2] 《中國地層典》編委會.中國地層典·白堊系[M].北京：地質出版社，2000：54～55.

[3] 汪彥，彭軍，劉建鋒，等.新疆油田七區侏羅系八道灣組物源分析[J].特種油氣藏，2008，15(1)：13～16.

[4] 王成善，李祥輝.沉積盆地分析原理與方法[M].北京：高等教育出版社，2003：86～114.

[5] 曾允浮，夏文杰.沉積巖石學[M].北京：地質出版社，1986：252～260.

[6] 張乃嫻.粘土礦物與風化作用[J].建材地質，1992，(13)6：1～6.

[7] 陳濤，王歡，張祖青，等.粘土礦物對古氣候指示作用淺析[J].巖石礦物學雜志，2003，22(4)：416～420.

編輯 董志剛