大興安嶺地區突泉盆地侏羅系充填序列及暗色泥巖發育特征

丁秋紅，陳樹旺，鄭月娟，王杰，李永飛，張健，蘇飛，李曉海，郜曉勇

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

大興安嶺地區突泉盆地侏羅系充填序列及暗色泥巖發育特征

丁秋紅，陳樹旺，鄭月娟，王杰，李永飛，張健，蘇飛，李曉海，郜曉勇

（沈陽地質礦產研究所，遼寧沈陽110034）

突泉盆地的侏羅系火山－沉積地層充填序列劃分為3個級別的火山－沉積旋回，包括2個一級旋回，5個二級旋回.主要發育于紅旗組的暗色泥巖具有一定的生烴潛力，綜合評價為中等—好烴源巖，萬寶組暗色泥巖生烴潛力較差.上古生界二疊系暗色泥巖具有較大的生烴潛力，是今后進一步加強油氣基礎調查的工作方向.

暗色泥巖；充填序列；侏羅系；突泉盆地；大興安嶺

近年來，隨著油氣勘探領域的不斷擴展［1］，松遼外圍地區中新生代盆地群與油氣有關的基礎地質調查工作逐步深入，筆者在大興安嶺油氣地質工作程度較低的重點盆地區開展的油氣基礎地質調查工作也取得了一定的成果.本文主要根據近2年來對突泉盆地的地質調查工作，結合煤田部門的鉆孔資料，對突泉盆地的侏羅系充填地層序列特征進行了研究，對暗色泥巖的有機質性質、成熟度及生烴潛力進行了初步探討，為研究盆地的演化、區域構造、尋找有力烴源巖和勘探目的層系提供重要依據.

1 區域地質特征

突泉盆地地處大興安嶺中段東麓，位于大興安嶺隆起帶與松遼沉降帶之間，呈北東向展布，面積約為2160 km2，為典型的陸內盆地.晚三疊世前為盆地基底演化階段.盆地內東西向構造主要發育在晚古生代地層中，尤其是東西向褶皺構造均發育在中二疊統哲斯組（P2z）中，東西向構造形跡普遍遭到強烈的破壞，致使形跡連續性較差,是本區形成早的構造，被多次改造.北東、北西向構造在本區較為發育，其構造形跡遍布全區，地質體無論老新均遭其切割，山脈、河谷的展布均受其影響.盆地區內的褶皺和斷裂構造較為發育.

盆地內的侏羅系以陸相火山－沉積巖系發育為特征，尤其晚侏羅世火山活動強烈、頻繁，經歷了2次完整的火山－沉積作用旋回.早、中侏羅世含煤地層發育，晚侏羅世火山巖、火山碎屑巖發育，在盆地內沉積了巨厚的中生代火山－沉積地層（圖1）.

2 盆地充填物及其沉積巖相

盆地內侏羅系自下而上包括紅旗組、萬寶組、巨寶組［2］、付家洼子組、滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組，為厚度達916～5469 m的陸相碎屑沉積巖－火山巖－火山碎屑巖充填（圖2）.

（1）下侏羅統紅旗組（J1h）

厚63～820 m.其底界不整合在古生代變質火山巖、砂板巖之上.根據巖性和巖相特征可以分為上下兩段.下部礫巖段（J1h1）厚20～220 m，為灰白色礫巖夾薄層砂巖；上部含煤段（J1h2）厚43～600 m，為砂巖、粉砂巖、泥巖及數層可采煤層組成.產植物、雙殼類等化石［3］.主相序為河流沖積扇相－沼澤相－濱、淺湖相－半深湖相－沼澤相及河流相.下段由2個沉積成因單元構成，沉積主相序由下至上依次為①沖積相：雜色、黃褐色、灰綠色礫巖、細礫巖，礫石物質成分復雜，有輕變質砂巖、板巖、變質凝灰巖、花崗巖、石英巖等，粒徑一般2～5 cm，大者25 cm，礫石分選磨圓均較差，砂質膠結；②河流－沼澤相：灰色、灰黑色砂巖、細礫巖、粉砂巖、泥巖.上段由3個沉積成因單元構成，沉積主相序由下至上依次為①河流－沼澤相：灰色、深灰色砂巖，含1～2層，局部可采，具斜交層理，含植物化石；②濱、淺湖相-半深湖－沼澤相：以黑色泥巖、粉砂巖為主，含可采煤層13～15層，具水平層理、波狀層理，含植物、雙殼、孢粉化石；③河流相：灰色、灰綠色礫巖夾薄層狀砂巖、泥巖，具平行層理.

（2）中侏羅統萬寶組（J2w）

厚240～688 m.平行不整合于紅旗組之上的一套陸相含煤地層.根據巖性和巖相特征可以分為上下兩段.下部礫巖段（J2w1）：灰黃色、灰色礫巖夾砂巖，灰白色、灰色中、細砂巖為主，夾粗砂巖及角礫巖薄層，局部夾凝灰巖；上部含煤段（J2w2）：灰黑色和黑色細砂巖、粉砂巖、泥巖夾凝灰質砂巖及可采煤層1～5層.產植物、孢粉和雙殼類化石.由2個沉積成因單元構成，沉積主相序由上至下依次為①洪、沖積－河流相：底部灰色、灰白色礫巖，礫石成分以輕變質砂巖、板巖、石英巖礫、泥巖礫為主，下部礫石一般5～10 cm，最大者達35 cm，上部礫石一般2～3 cm，最大者達7 cm，次圓狀，無分選，泥質膠結；②濱、淺湖相－湖沼相：灰色、灰黑色細砂巖，粉砂巖，黑色泥巖，具水平層理，發育泥質結核.

（3）中侏羅統巨寶組（J2j）

厚300～1425 m.現定義為整合于萬寶組之上的一套酸性火山碎屑巖.下部和上部為酸性凝灰巖，中部為凝灰質砂、礫巖.底界以厚層狀灰色凝灰巖與萬寶組分界，其頂界以付家洼子組雜色凝灰質礫巖出現分界.

該組由噴發相的空落堆積及間歇性的火山沉積物組成.由3個成因地層單元構成，由下至上依次為①噴發-沉積相：灰色、淺灰色凝灰巖、晶屑凝灰巖，凝灰質粉砂巖，平行層理發育，巖質致密堅硬，具有沉積特點，產植物化石碎片.局部發育凝灰質礫巖、角礫巖；②河流、湖泊相：灰綠色、灰黃色凝灰質礫巖、砂巖，礫石成分以變質砂巖、凝灰巖為主，磨圓好，分選差，粒度0.5～3 cm，凝灰質膠結；③噴發-沉積相：黃褐色、灰白色晶屑凝灰巖.

（4）侏羅統付家洼子組（J3f）

厚度15～500 m.介于巨寶組與滿克頭鄂博組之間的特定層位［4］，巖性為紫色、紫灰色礫巖、凝灰質礫巖、砂礫巖、砂巖夾灰綠色、暗灰色凝灰質砂巖、粉砂巖和頁巖.其底界以凝灰質礫巖與巨寶組凝灰巖分界，與下伏地層巨寶組平行不整合接觸，上部被滿克頭鄂博組凝灰質熔巖或凝灰質砂巖所覆蓋，呈整合接觸.

該組以紫色火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖為特征.總體為1個成因地層單元，以河流－湖泊相沉積為主，間有火山噴發－沉積相.下部以紫灰色、淺灰色凝灰質礫巖、砂巖為主，厚層狀，致密堅硬（可用為建筑石材）?吉林省煤炭工業管理局煤田地質勘探公司.吉林省洮南縣萬紅區找礦地質報告.1965.，水平層理發育；中部以晶屑巖屑凝灰巖為主；上部紫色凝灰質細、中砂巖，具交錯層理.

（5）上侏羅統滿克頭鄂博組（J3mk）

厚58～488 m.本次工作在突泉盆地劃分的滿克頭鄂博組為吉林區調隊（1977）在1∶20萬突泉幅劃分的付家洼子組的酸性熔巖及其火山碎屑巖段部分?吉林省地質礦產局.1∶20萬突泉幅區域地質調查報告（地質部分）.1977..將突泉縣閻家屯－夏家屯付家洼子組剖面中巖石成分以酸性和酸性偏堿性為主的1～8層劃歸滿克頭鄂博組，寶石－大黑山付家洼子組的另一條剖面的1～5層亦劃歸滿克頭鄂博組.滿克頭鄂博組在突泉盆地巖性為偏堿性流紋巖、偏堿性流紋質熔結角礫巖、凝灰質角礫巖、中酸性熔結凝灰巖夾含角礫中酸性巖屑晶屑凝灰巖，平行不整合在付家洼子組之上，被瑪尼吐組紫灰色安山巖整合覆蓋.

該組以酸性火山熔巖、酸性火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖為主，總體由1個成因地層單元構成.以火山噴發－沉積相為主，火山噴發間隙發育湖泊環境沉積.由流紋巖、巖屑晶屑凝灰巖、熔結角礫巖、凝灰質中砂巖構成2個酸性火山噴發旋回.

（6）上侏羅統瑪尼吐組（J3mn）

厚度100～779 m.本次工作在突泉盆地劃分的瑪尼吐組為吉林區調隊（1977）在1∶20萬突泉幅劃分的付家洼子組粗面安山巖、安山巖段部分.將突泉縣閻家屯－夏家屯付家洼子組剖面中巖石成分以中性和中性偏堿性為主的9～25層劃歸瑪尼吐組，寶石－大黑山付家洼子組的另一條剖面的6～28層亦劃歸瑪尼吐組.瑪尼吐組在突泉盆地巖性為中性和中性偏堿性火山熔巖，巖性包括粗面安山巖、火山碎屑巖夾沉積巖和少量酸性火山巖的地層，與上覆白音高老組為整合接觸.

該組以中性和中性偏堿性火山熔巖為主，總體由1個成因地層單元構成.以火山噴發－溢流相為主，火山噴發間隙發育湖泊環境沉積.由粗面安山巖、安山質凝灰角礫溶巖、層凝灰巖構成2個中酸性火山噴發旋回.

（7）上侏羅統白音高老組（J3b）

厚度140～769 m.在洮安萬紅盆地至突泉地區，吉林省區測隊（1977）稱為寶石組，吉林省地礦局（1997）在《吉林省巖石地層》［2］一書中統一改稱為白音高老組.白音高老組在突泉盆地巖性為灰綠色、灰黃色、灰白色等火山碎屑沉積巖、沉積火山碎屑巖及少量火山碎屑巖，局部夾正常碎屑沉積巖、中酸性、酸性凝灰質熔巖及磁鐵礦砂巖薄層.產昆蟲、葉肢介化石.

白音高老組以火山碎屑沉積巖、沉積火山碎屑巖為主，總體由1個成因地層單元構成.以湖泊沉積環境為主，間夾火山噴發－沉積.

3 火山－沉積地層充填序列

目前，對陸相盆地地層充填序列的研究較多［5-9］，相對于海相地層，陸相盆地地層充填序列更具復雜性和控制因素多樣性.根據突泉盆地火山－沉積充填物的演化特點，充分考慮了構造運動、巖漿活動的控制因素，在對突泉盆地進行巖石地層劃分的基礎上，依據巖石組合、巖性及巖相演化特點、沉積構造、構造界面的觀察和研究，將突泉盆地的侏羅系火山－沉積地層充填序列劃分為3個級別的火山－沉積旋回.其中，包括2個一級旋回，5個二級旋回和12個三級旋回（圖2）.

第一個一級旋回（Ⅰ1）由3個二級旋回組成，即紅旗組（Ⅱ1）、萬寶組（Ⅱ2）和巨寶組（Ⅱ3）火山－沉積巖系組成，為盆地的第一個火山－沉積作用階段.第二個一級旋回（Ⅰ2）由2個二級旋回組成，即付家洼子組（Ⅱ4）、滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組（Ⅱ5）火山－沉積巖系組成，為盆地的第二個火山－沉積作用階段.

二級旋回Ⅱ1，相當于紅旗組沉積巖系，按巖性特征和形成條件進一步劃分為3個三級旋回（Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3）.紅旗組為盆地內的重要煤系地層，是在二疊系基底上發育起來的.煤系沉積初期，地形高差較大，形成了多個階段性的沖積型沉積，隨著地殼升降運動的相對穩定和夷平作用，形成了湖泊相和沼澤相的交互沉積.旋回的演變特征為山間河流沖積相→沼澤相→濱、淺湖相-半深湖相→沼澤相→河流相.

二級旋回Ⅱ2，相當于萬寶組沉積巖系，可進一步劃分為2個三級旋回（Ⅲ4、Ⅲ5）.萬寶組為盆地內的第二次成煤環境，但當時地殼振蕩運動頻繁，沉積均衡時期少，不利于成煤.旋回的演變特征為山間沖積、河流相→濱、淺湖相→沼澤相.

二級旋回Ⅱ3，相當于巨寶組沉積巖系，可進一步劃分為3個三級旋回（Ⅲ6、Ⅲ7、Ⅲ8）.此時附近地區可能有間歇性火山噴發，以火山凝灰物質為主夾沉積巖.旋回的演變特征為噴發－沉積相→河流、湖泊相→噴發－沉積相.

二級旋回Ⅱ4，相當于付家洼子組沉積巖系，由1個三級旋回（Ⅲ9）構成.為遠離火山噴發地的河流－湖泊相沉積，沉積物中有大量凝灰物質.

二級旋回Ⅱ5，相當于滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組火山－沉積巖系，由3個三級旋回（Ⅲ10、Ⅲ11、Ⅲ12）構成，為一套酸性-中酸性-酸（偏堿）性火山噴發旋回，沿北北東向大興安嶺主脊斷裂噴發，在盆地內形成北東東向展布的流紋質、英安質及粗安質火山熔巖及其火山碎屑巖沉積.該旋回在全區比較穩定，噴發沉積韻律普遍發育，由8～12個韻律組成.大量火山碎屑物質經流水搬運作用，沉積在湖盆內，形成磨圓度好、水平層理和微層理發育的多層火山碎屑沉積和正常沉積，并保存有湖相生物化石.

4 暗色泥巖的發育特征

4.1 地質特征

盆地內的侏羅系暗色泥巖發育在紅旗組和萬寶組.紅旗組出露面積很小，在突泉北部僅見于在楊家油坊-堿土屯一帶，呈北東-南西向零星出露；在突泉南部見于葛家屯一帶.據鉆孔資料揭露的地層，紅旗組（J1h）暗色泥巖累計厚度大于90.4 m，單層最大厚度為14.7 m.萬寶組主要分布在突泉黑頂山南部，蓮花山-龍門山的西側和團結、萬寶及鬧牛山周圍.據鉆孔資料揭露，在接觸面上見有次生鐵染現象，故具有底礫巖的特征，不整合于紅旗組之上，并與二疊系哲斯組呈超覆接觸關系.萬寶組（J2w）暗色泥巖累計厚度大于43.3 m，單層最大厚度為24.3 m.

4.2 有機地球化學特征

突泉盆地的侏羅系暗色泥巖樣品，分別采自煤礦井和野外露頭剖面.

有機地球化學分析結果表明，在煤礦樣品中，紅旗煤礦的烴源巖為黑色泥巖，其有機質含量（TOC）均大于2%，氯仿瀝青“A”最大值為0.08%，最小值為0.015%，平均值為0.05%.綜合評價紅旗煤礦烴源巖為中等—好.牛海煤礦區的烴源巖為暗色泥巖，其有機質含量（TOC）最大值為6.9%，最小值為1.15%，平均值為3.43%；氯仿瀝青“A”最大值為0.11%，最小值為0.029%，平均值為0.067%.綜合評價牛海煤礦烴源巖為好烴源巖.

在露頭剖面中，黑頂山剖面烴源巖為暗色泥巖，其有機質含量（TOC）最大值為1.53%，最小值為0.99%，平均值為1.05%；氯仿瀝青“A”較低，為好烴源巖.永安剖面烴源巖的有機質含量（TOC）和氯仿瀝青“A”較低，為差烴源巖［10］.

突泉盆地周邊的晚古生代中二疊統哲斯組暗色泥巖樣品，采自好田附近的野外露頭剖面，其泥巖有機碳含量（TOC）為0.54%；烴源巖熱解最高峰溫度（Tmax）為450～580℃，屬高成熟階段［11］.

5 結論

突泉盆地的侏羅系火山－沉積地層充填序列劃分為3個級別的火山－沉積旋回，包括2個一級旋回，5個二級旋回，12個三級旋回.主要發育于紅旗組的暗色泥巖具有一定的生烴潛力，綜合評價為中等—好烴源巖，萬寶組暗色泥巖生烴潛力較差.紅旗組、萬寶組沉積充填物具沉積成因的碎屑儲集巖有砂巖、砂礫巖等，具有較好的儲層條件.其上覆地層為中基性－酸性火山巖、火山碎屑巖，部分層段因裂隙發育并串通孔隙，也可構成較好的油氣儲集層.此外，突泉盆地上古生界二疊系暗色泥巖具有較大的生烴潛力，烴源巖熱解最高峰溫度屬高成熟階段，并且具有海相沉積的優越沉積環境，所以，古生界含油氣系統也應是今后進一步加強油氣基礎調查的工作方向.

致謝：本文所涉及的所有暗色泥巖樣品由大慶油田有限責任公司勘探開發研究院有機地球化學實驗室分析.共同參加野外工作的還有沈陽地質礦產研究所的龐慶邦研究員、劉世偉教授級高級工程師，對他們的辛勤勞動和支持表示衷心的謝意！

［1］楊建國，吳河勇，劉俊來.大慶探區外圍盆地中、新生代地層對比及四大勘探層系［J］.地質通報，2006，25（9-10）：1088—1093.

［2］吉林省地質礦產局.吉林省巖石地層（全國地層多重劃分對比研究）［M］.武漢：中國地質大學出版社，1997:194—200.

［3］楊學林，孫禮文.大興安嶺南部侏羅紀植物化石［J］.中國地質科學院沈陽地質礦產研究所所刊，1985（12）：99—114.

［4］許坤，楊建國，陶明華，等.中國北方侏羅系（Ⅶ）東北地層區［M］.北京：石油工業出版社，2003:51—60.

［5］余素玉，部金華.層序地層學方法及其在陸相湖盆研究中的應用［J］.地質科技情報，1993，12（2）：37—43.

［6］程日輝，劉招君，王東坡.陸相盆地充填層序的類型——以遼西地區中生代盆地為例［J］.沉積學報，1997，15（3）：166—170.

［7］郭勝哲.層序地層學研究方法概論［J］.遼寧地質，1999，16（1）：25—28.

［8］朱建偉，劉招君，董清水，等.松遼盆地層序地層格架及油氣聚集規律［J］.石油地球物理勘探，2001，36（3）：339—344.

［9］肖傳桃，劉莉，陳志勇.層序地層學研究現狀及有關理論問題探討［J］.石油天然氣學報，2006，28（6）：1—7.

［10］成海燕，李安龍，龔建明.陸相烴源巖評價參數淺析［J］.海洋地質動態，2008，24（2）：6—10.

［11］李艷紅，金奎勵.烴源巖成熟度評價指標及選取［J］.地質地球化學，2000，8（2）：94—96.

Abstract：According to the evolvement features,the filling sequence of the Jurassic volcanic-sedimentary strata in the Tuquan Basin,Daxinganling region can be assigned to three grades of volcanic-sedimentary cycles,including 2 cycles of Grade I,5 cycles of Grade II and several cycles of Grade III.The organic geochemical characteristics show that the melamudstone in Jurassic Hongqi formation is medium to good grade of source rock for hydrocarbon,while that in the Wanbao formation is relatively poor.The high maturity of the Permian melamudstone is favorable to the formation of Permian hydrocarbon source rocks,indicating that the Paleozoic strata should be the focal point for the future investigation.

Key words：melamudstone;filling sequence;Jurassic;Tuquan Basin;Daxinganling region

THE DEVELOPMENT OF MELAMUDSTONE AND THE JURASSIC FILLING SEQUENCE IN TUQUAN BASIN,DAXINGANLING REGION

DING Qiu-hong,CHEN Shu-wang,ZHENG Yue-juan,WANG Jie,LI Yong-fei,ZHANG Jian,SU Fei,LI Xiao-hai,GAO Xiao-yong
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,Shenyang 110034,China）

1671-1947（2010）03-0203-05

P588.2

A

2009－12－17；

2009-12-24.李蘭英編輯.

中國地質調查局“松遼外圍中新生代盆地群油氣地質綜合調查”項目（編號1212010782001）資助.

丁秋紅（1964—），女，博士，研究員，1990年畢業于長春地質學院地質系地層古生物專業，現從事中生代地層古生物研究及區域地質調查工作，通信地址沈陽市黃河北大街1號，郵政編碼110034，E-mail//sydqiuhong@cgs.gov.cn