鄂爾多斯盆地環江地區前侏羅紀古地貌恢復研究

劉瑞東，王寶清，王 博，狄 翔，郭 斌，劉 偉

（1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西西安 710065；2.中國石油長慶油田分公司第七采油廠；3.斯倫貝謝長和油田工程有限公司）

大量的勘探實踐表明，鄂爾多斯盆地前侏羅紀古地貌形態對侏羅系油藏具有明顯的控制作用［1－3］。環江油田經過近幾年的勘探和開發，發現了眾多“小而肥”的侏羅系油藏，這些油藏的分布同樣與前侏羅紀古地貌具有一定的相關性，而該區原有的前侏羅紀古地貌圖已不能適應目前侏羅系勘探開發的需要，為加大該區侏羅系油藏的勘探開發力度，有必要對其前侏羅紀古地貌進行重新認識。本文在前人工作基礎上，結合最新研究成果，從沉積學角度對環江地區前侏羅紀古地貌進行了恢復研究。

1 區域構造背景

鄂爾多斯盆地是西伯利亞－蒙古大陸板塊和華北－塔里木大陸陸緣區在海西晚期對接拼合之后，至印支運動才從中國北部大陸及陸緣構造域中分化出來，為一重力負荷補償作用形成的大型坳陷盆地［4］。鄂爾多斯盆地劃分為六個一級地質構造單元，即西緣逆沖帶、西部天環坳陷、中部伊陜斜坡、南部渭北隆起、東部晉西撓褶帶和北部伊盟隆起。研究區位于盆地西部天環坳陷的中部，其西部跨越天環坳陷至西緣逆沖帶之東緣，東部跨越天環坳陷至伊陜斜坡之西緣（圖1），其范圍：北起甜水堡，南至肖關，東抵元城，西達毛井，面積約3371 km2。研究層位主要為鄂爾多斯盆地上三疊統－中下侏羅統。

2 古地貌恢復方法研究

圖1 鄂爾多斯盆地構造分區及研究區位置

2.1 侏羅紀沉積前地質背景

環江地區位于鄂爾多斯盆地中西部，侏羅紀沉積前，印支運動促使鄂爾多斯盆地整體抬升，形成一個西南高、東北低的大型平緩斜坡。侏羅紀早期自西向東發育一條橫貫盆地中部的一級古河（甘陜古河），自北而南發育多條二級河谷，如寧陜古河、蒙陜古河、晉陜古河等。這些古河流強烈的下切侵蝕作用，使延長組頂面遭受剝蝕，將盆地刻劃成了一幅北部丘陵起伏、階地層迭，南部坡系連綿、溝谷縱橫，東部平原開闊的古地貌景觀。早侏羅世富縣期地形切割差異大，以河谷下切充填沉積為主，為古地形的初期充填。中侏羅世延10期繼承了富縣組沉積時的古地貌輪廓，以辮狀河沉積為主，為超覆河谷充填，古地形差異逐漸變小。至延10末期，古地形基本上已經被填平。延9期盆地開始大幅度下沉，盆地內高地、殘丘等正地形消失，盆地普遍接受河湖三角洲沉積，三角洲平原上廣泛發育平原沼澤，沉積了一套含煤巖系［5－7］。

圖2 環江地區延10期古水流方向及沉積相平面分布

由于研究區內富縣組和延10之間沒有明顯的分層標志，且至延10末期，古地形已經基本被填平，所以本文通過對延10＋富縣組地層沉積厚度的研究，利用古水流方向判別物源方向，并結合大量的測井資料以及巖心資料，采用沉積厚度印模法對研究區前侏羅紀的古地貌進行恢復。

2.2 古流向及物源分析

河流一般是由高地勢流向低地勢，因此河流的古流向也是判別古地形的重要依據。古流向可以通過對指向標志（如流水波痕、沖刷模、槽模、溝模、礫石產狀等）的測量統計、物源區分析、沉積物粒度變化趨勢分析等來進行標定［8］。通過對侏羅紀富縣期各條古河流的指向標志進行測量分析，并結合前人對古流向的分析以及所得的巖相古地理圖，表明研究區的物源方向為西北方向（如圖2所示）。

2.3 巖性分析及砂體展布

富縣組巖相復雜、巖性及厚度變化很大，可以分出“粗富縣”、“細富縣”等沉積碎屑組合。所謂“粗富縣”是由沖積扇、礫砂質河道及邊灘相的含礫粗砂巖、中粗粒砂巖等粗碎屑組成，為干旱環境下山間谷地的河床充填沉積，具有洪水期近源迅速堆積的特征，厚度變化大，多發育于富縣組下部。“細富縣”由河漫灘、洪泛平原相的灰黑色、灰綠色、紫紅色及雜色的泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖等細碎屑組成，厚度變化相對較小［9－10］。研究區內“粗富縣”主要分布在東南部，其余地方多為“細富縣”沉積。

延10期的巖性以淺灰白色砂礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖為主，夾有泥巖，整體向上變細，頂部為泥巖與煤層沉積。其中砂巖成分以石英為主，長石及暗色礦物次之，含黃鐵礦結核，顆粒呈次圓狀，分選差－中等，泥質膠結，疏松。在高地殘丘處缺失沉積，溝谷處沉積厚度大，在河床向高地的斜坡處呈超覆沉積。沉積厚度變化大，一般16～121 m。

延9段為一套深灰色泥巖、碳質泥巖與灰白色粉細砂巖互層沉積，頂部煤層發育。砂巖較粗，多為粗砂巖、中砂巖、細砂巖，以中砂巖為主。泥巖質純，較硬。砂巖巖性為長石石英砂巖，以石英為主，長石及暗色礦物次之，顆粒次圓狀，分選中等，泥質膠結，膠結較疏松－致密。延9巖性具下粗上細特征，頂部煤層分布穩定，可作為區域對比標準層。泥巖含砂，夾有薄層細砂巖和粉砂巖，且富含碳化植物莖、葉和碎片。

富縣＋延10期砂體主要分布在研究區東北－東南部，西南部僅呈零星分布，其展布明顯受古地貌形態控制。研究區北部和東部有較大范圍砂厚大于20 m。

延9期除西南角外，大部分地區均有砂體分布，砂體呈北西－南東向展布，接受河湖三角洲沉積。砂體分布范圍較延10期大，但砂體厚大于20 m的范圍較小，且分散。大于20 m厚的砂體往往被薄砂體包圍。

圖3 環江地區前侏羅紀古地貌圖

3 古地貌恢復及其構造單元劃分

通過地層對比，結合沉積相、砂體展布、古流向物源等分析資料，對延10＋富縣組地層沉積厚度進行研究，采用印模法對研究區前侏羅系的古地貌進行恢復；并根據現有的試油資料，在圖中標出了已發現的油藏位置（圖3）。

在恢復出古環境和古地形地貌的基礎上，根據古地形相對高差、沉積前遭受剝蝕情況及沉積后早期沉積地層厚度，并結合沉積相與沉積體系發育特點及古地貌特征，將環江地區古地貌劃分為以下幾種單元類型：

（1）高地剝蝕區：是主要的剝蝕地區，與低山丘陵相鄰，主要分布于研究區中部。延10＋富縣的地層沉積厚度約為15～50 m。

（2）坡地與殘丘：系古水系侵蝕切割而成，發育在高地剝蝕區周緣，其外為河谷。向高地砂層沉積厚度逐漸變小，為邊灘相砂體的主要沉積場所。

（3）古河谷：地形上為低洼地帶，延10＋富縣組地層厚度在60 m以上，主要為辮狀河充填沉積，分布于研究區東西兩翼。

（4）河間丘：被河谷包圍的、地勢相對較高的地帶，僅在研究區羅13井附近有分布。

古地貌斜坡地帶具有良好的物性和構造相對較高的位置，是侏羅系油藏的主要分布地帶。從圖3中可以看出，已發現的侏羅系油藏大部分都分布在前侏羅紀古地貌斜坡地帶，只有少量油藏分布在古河谷和高地地帶。通過以上研究認為環江地區前侏羅紀古地貌是控制富縣期、延安早期沉積相的分布及油藏分布的主要因素，且古地貌斜坡地帶最有利于油藏的形成。

4 結論

（1）在環江地區地震勘探資料相對缺乏的情況下，進行大量的古地質、巖相古地理、古水流方向等的調查研究，掌握研究區在侏羅紀沉積前的沉積背景、構造格局及物源方向，是恢復環江地區前侏羅紀古地貌的基礎。

（2）環江地區前侏羅紀古地貌分為高地剝蝕區、坡地與殘丘、古河谷和河間丘。整個研究區前侏羅紀古地貌呈現西高東低的形態。

（3）環江地區前侏羅紀古地貌是控制富縣期、延安早期沉積相分布及油藏分布的主要因素；古地貌斜坡地帶最有利于油藏的形成。

［1］郭正權，張立榮，楚美娟，等.鄂爾多斯盆地南部前侏羅紀古地貌對延安組下部油藏的控制作用［J］.古地理學報，2008，10（1）：63－71.

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