马家沟组
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鄂尔多斯盆地中奥陶统马家沟组沉积环境与岩相发育特征摘要鄂尔多斯盆地位于华北地台西部,中奥陶统马家沟组含硬石膏的白云岩是盆地中主要的储层与产层之一。
奥陶纪由于西侧贺兰裂谷再次开启,裂谷肩部发生抬升,以及南侧逆冲断层的左行走滑作用,在盆地西部和南部形成一“L”形隆起,又称中央隆起。
在隆起东侧由均衡补偿作用伴生一西缓东陡的边侧坳陷(盆地),称(内)陆棚盆地亚环境。
通过沉积相研究,建立了两个马家沟组的沉积模式。
其一为东西向穿越(内)陆棚盆地中心的陆棚沉积模式,该模式中的(内)陆棚盆地与中央隆起之间为水下凸起—洼地亚环境,其东为开阔内陆棚亚环境。
马一时、马三时、马五时(内)陆棚盆地发育为含白云岩的硬石膏岩石盐岩盆地,盆缘主要发育白云岩—硬石膏岩坪,马五时西缘硬石膏岩—白云岩坪发育,是天然气藏主要分布区。
以上表明沉积时气候干热,海平面下降,具深坳陷海水浓缩成盐特征。
马二时、马四时气候湿热,海平面上升,(内)陆棚盆地发育成石灰岩白云岩盆地,周围盆缘发育为(含)白云岩—石灰岩坪。
水下凸起—洼地亚环境于马三时和马五时发育白云岩;马四时发育石灰岩,南延则过度为白云岩石灰岩的浅滩。
东侧的开阔内陆棚亚环境,主要发育微晶—亮晶颗粒石灰岩夹硬石膏岩、风暴岩。
马六时,中央白云岩隆起以东根据残留地层推测应属于石灰岩陆棚环境。
中央古隆起以西地区,除较早期在西北角因有陆源碎屑注入发育成混积陆棚和斜坡环境外,其余时期主要发育为石灰岩、白云岩陆棚,各类重力流碳酸盐岩斜坡及碳酸盐碎屑和陆源硅质碎屑混积的浊积岩和深水泥岩海槽环境。
其二为鄂尔多斯盆地南部在马家沟期一直处于继承行缓坡环境,为此建立了末端变陡的缓坡模式。
早期为含硬石膏岩的白云岩缓坡,中、后期演化为交替发育的石灰岩—白云岩缓坡,或白云岩—石灰岩缓坡与白云岩缓坡环境。
关键词鄂尔多斯盆地马家沟组沉积模式内陆棚盆地海水浓缩陆棚缓坡1概述鄂尔多斯盆地位于华北地台西部,为一矩形构造盆地,面积约25万km2(参见附录一)。
鄂尔多斯盆地东部马家沟组含钾蒸发岩系沉积机制及保存条件鄂尔多斯盆地位于中国北部,是我国东北、华北和西北三大地质区域的交界处。
该盆地大部分为盆山结合区,地质构造复杂,资源十分丰富,其中含钾蒸发岩系被誉为中国含钾盆地四大蒸发岩系之一。
马家沟组位于鄂尔多斯盆地东部,是盆地中一组重要的含钾蒸发岩系,该组岩石主要包含卤水石、明矾石和石膏等热水矿物。
据研究发现,马家沟组的沉积主要发生在中晚奥陶世至志留世间,在50万年到2000万年之间。
其沉积过程主要经历了海侵-蒸发-湖盆封闭-再次蒸发等四个阶段。
在海侵阶段,马家沟组形成于陡坡边缘等海上高能环境。
在高能环境的作用下,海水反复侵蚀着蒸发岩层,不断地进行深度差异的沉积。
此后,海水逐渐退去,过程中留下了大量的海水残余物,最终形成了蒸发矿物。
在蒸发阶段,盐水逐渐浓缩,形成了一层层不同类型的盐矿,在形成的过程中,氯离子是最容易被浓缩的离子,所以石膏和明矾石含氯量比较高,而卤水石则变成了一种含氯量很低的矿物。
在湖盆封闭阶段,湖泊的水位愈加低下,逐渐变得浅、小,对过长的时间,沉积而成的盐矿层会很容易被风化或水侵蚀而丧失殆尽。
为避免这种情况的发生,湖泊进入了沉寂状态,在阳光、风力、水力等方面的侵蚀下,盐矿层逐渐变成了一种固体盐矿,这也保护了盐矿层的保存。
在再次蒸发阶段,湖泊的水位再度下降,这一过程使得已经固化的盐矿重归活性,重新开始了一轮轮的构造沉积。
由此,鄂尔多斯盆地东部马家沟组含钾蒸发岩系得以保存下来,成为了我国重要的钾矿资源之一。
总之,鄂尔多斯盆地东部马家沟组含钾蒸发岩系的沉积机制主要经历了海侵-蒸发-湖盆封闭-再次蒸发等四个阶段,其中保护盐矿层的固化过程起到了重要的作用。
这些信息对于我国的地质工作者和钾矿开发商都具有重要的参考价值。
三马家沟组(奥陶系中统)总厚度700~800m。
为一套海相碳酸盐岩地层,主要出露于淄博向斜盆地的东、南、西三面以及沂源县中东部。
与寒武系呈假整合接触。
自下而上依次划分为东黄山段、北庵庄段、土峪段、五阳山段、阁庄段、八陡段及新汶段等七个岩性段,各段之间均为整合接触。
1、东黄山段(OM d):主要岩性为黄色薄层泥质白云岩、泥灰岩、角砾状灰岩夹薄层灰岩,厚约17~75m。
2、北庵庄段(OM b):主要岩性为深灰色厚层灰岩,夹多层灰黄色薄层白云岩,厚约110~250m。
3、土峪段(OM t):主要岩性为薄层泥质白云岩、角砾状白云岩。
4、五阳山段(OM w):为灰色中厚层质纯灰岩,厚度大于200m。
5、阁庄段(OM g):主要为黄灰色中薄层泥晶白云岩,局部夹角砾状白云岩,厚度50~130m。
6、八陡段(OM bd):主要为厚层泥晶-细晶质纯灰岩,夹白云质灰岩、泥灰岩。
7、新汶段(OM x):主要分布于博山山头镇、黄家峪乡及淄川西河、龙泉-寨里一带。
岩性为浅玫瑰色中厚层状、角砾状白云岩、泥质灰质白云岩。
四月门沟群(石炭系上统、二迭系下统)主要分布于淄博盆地、沂源盆地、鲁村盆地等构造盆地内。
该群为淄博地区极为重要的含煤地层,主要岩性为深灰色粉砂岩、泥岩夹砂岩、灰岩、铝土矿、煤层等。
自下而上分为本溪组、太原组及山西组。
1、本溪组(CyB):厚26~50m。
底部为一层3~5m厚的铝土页岩(G层),或铁质页岩(山西式铁矿),与下伏奥陶系地层呈假整合接触。
G层以上为紫色页岩、粘土页岩及砂岩,中间夹两层石灰岩,下层称草埠沟灰岩,厚0~3m,不稳定;上层称徐家庄灰岩,厚6~10m。
本组主要矿产有G层铝土矿、硬质耐火粘土,现已大规模开发。
2、太原组(C-PyT):厚160m。
岩性为灰及灰黑色页岩、泥岩、粉砂岩夹砂岩、多层灰岩和煤层(或煤线),本组含有煤层十多层,区内一般有五层可采煤,厚度较薄,但较稳定,可采性高,是区内主要的可采煤层及各大煤田的开采对象。
马家沟组(OM)马家沟组为不整合于石炭纪本溪组之下、寒武――奥陶纪三山子组顶部怀远运动间断面之上的一套地层,岩性为一系列碳酸岩组合,以白云岩和灰岩交互出现为特征,自下而上以灰岩和白云岩分别集中及层位关系分为六个岩性段。
依次为东黄山段、北庵庄段、土峪段、五阳山段、阁庄段、八陡段,总厚579.6米。
马家沟组大部分为第四系所覆盖,露头极少。
主要出露于峰山、虎山一带。
东黄山段:上部为黄灰色角砾白云岩,下部为层纹状-薄层泥云岩,底为10~15cm不稳定砾岩。
该段生物化石贫乏,以发育角砾状白云岩和风化后成土状的泥云岩为其主要岩石组合。
与下伏三山子组平行不整合接触,厚62.70米。
时代为早奥陶世大湾期,沉积环境为闭塞台地相带。
北庵庄段:以青灰色厚层泥晶灰岩,藻凝块灰岩为特点。
夹层为云斑灰岩、砂屑灰岩,上部夹白云岩。
北庵庄段岩性质纯,是主要的水泥灰岩层位。
厚181.6米。
时代为早奥陶世大湾期,沉积环境为开阔台地相带。
土峪段:以土黄――灰黄色泥质白云岩、粉晶白云岩为主,夹假角砾状白云岩和泥晶灰岩凸镜体。
厚24.10米。
时代为早奥陶世牯牛潭期,沉积环境为闭塞台地相带。
五阳山段:以灰色厚层泥晶――粉晶灰岩、云斑灰岩为主,夹中薄层白云岩,云斑藻凝块灰岩。
下部常含黑色燧石结核。
厚221.2米。
时代为早奥陶世牯牛潭期,沉积环境为开阔台地相带。
阁庄段:以黄灰色中厚层粉――细晶白云岩为主,夹灰质白云岩,具微波状层理,泥质白云岩具微细水平层理,粉晶灰岩中见角石化石碎片。
厚86.13米。
时代为中奥陶世庙坡期。
沉积环境为闭塞台地相带。
八陡段:岩性为灰色厚层泥晶灰岩。
八陡段岩层因长期遭受风化剥蚀作用,残余甚少。
局部残留厚3.5米,时代为中奥陶世宝塔期,沉积环境为开阔台地相带。
鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩特征及成因机理分析
鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩分布广泛,属于一种变质岩石。
其主要特征是呈现出白色或灰白色的颜色,具有大量的微观结晶和层状结构。
我们对其形成成因机理进行了分析如下。
首先,这种白云岩是在地壳岩石经历强烈热力的变质作用后形成的。
由于地球内部的高温和高压,使得原来的沉积物发生了变化,经过多个化学反应后形成了白云岩。
该过程中需要有足够的温度和压力,同时还需要有各种化学物质的参与才能形成白云岩。
其次,白云岩的形成还与地质构造有关。
据测量显示,鄂尔多斯盆地南部的地质构造复杂,其中包括多条断层和褶皱等。
这些断层和褶皱的作用使得地层的深度发生了变化,导致原来的地层结构发生变化。
在这种地质条件下,白云岩的形成更为容易。
最后,对于白云岩的形成还与周边环境有关。
鄂尔多斯盆地南部是一个高原地带,年均气温较高,且属于干旱地区。
这种干旱环境下的雨水、河流等水体在流经地层时,会将一定的化学元素带入石灰岩层中,进而影响白云岩的形成。
总之,鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩的形成具有多种复杂的成因机理。
这种变质岩石不仅是地质学家研究地球演化过程的重要材料,同时也对该区域的经济开发产生了重大的影响。
第6 7卷 第3期2 (〕2 1年5月地质论评G E O L O G I C A LRE V I E W\〇l . 67 No . 3 M ay , 2 0 2 1鄂尔多斯盆地马家沟组二氧化碳地质封存有利区优选路萍白勇2),刘伟刚2),陈曦2),郑化安2),刘杰2>,陈永振2),高建平2)1)西北大学地质系/大陆动力国家重点实验室,西安,710069;2)陕西省能源化丁研究院,西安,7丨0069内容提要:CO :地质封存(CCS )技术是目前国际上实现C 0:大规模低成本减排的最佳选择之一,而CU :地质封 存的首要M 题是C 02封存有利区优选:针对鄂尔多斯盆地马家沟组C 02地质封存有利区优选研究不足的现状,本 文借助大M 的地质、钻井、地球物理及测试分析,对鄂尔多斯盆地马家沟组地层水矿化度条件、温压条件、储层条件、 构造条件及盖层条件进行研究分析,从而对c o :地质封存区域边界进行确定。
在此基础上,出于c o :地质封存技术 性和经济性考虑,进一步再优选出储层条件优越、距离c o :捕集装置较近、勘探程度较高、地层埋深合适且对其他矿 产开发影响甚微的地区进行c o 2地质封存结果表明:①确定鄂尔多斯盆地适宜c o :地质封存的地K 位于摆宴 井一沙井子断裂以东、渭北隆起北缘断裂以北、黄河断裂以西、伊盟隆起以南的广大地IX ,主要包括伊陕斜坡和天环 坳陷内的除中央古隆起缺失K 以外的马家沟组分布地区;②乌审旗一靖边一延安岩溶斜坡K ( I ,)为盆内最佳C 0: 地质封存丨X :;③榆林一米脂岩溶盆地区(I 2)是c o 2地质封存的有利场所。
关键词:C 0:地质封存;有利K 优选因素;君溶斜坡K ;马家沟组;郭尔多斯盆地W W W.geojoumals .cn/georev近年来,以co2为主的温室气体过量排放导致 全球气候变暖,同时引发一系列生态环境问题 (B e c k e r et a l . , 2012; A h m e d et a l . , 2019),甚至影 响地球生物的生存状况(B a r h u J O O O )。
奥陶系马家沟组地层划分1. 认识奥陶系和马家沟组嘿,大家好,今天咱们来聊聊一个有点“地质味”的话题——奥陶系马家沟组的地层划分。
听起来有点高深?别担心,我会把它说得通俗易懂,让大家像喝水一样轻松。
首先,咱们得了解一下奥陶系。
这可是个古老的地质时代,大约在四亿多年前的一个时候,地球上已经出现了许多生物,海洋里游来游去的都是当时的“明星”,像是古代的海洋生物。
这一时期的地层就叫奥陶系。
说到马家沟组,听名字就觉得有点诗意,对吧?实际上,它是奥陶系中一个特定的地层单元,主要分布在中国的某些地区,尤其是西北部。
马家沟组里的岩石类型和化石都能告诉我们当时的环境和生物情况。
就好比打开一本书,里面写着那时候地球的故事!2. 马家沟组的特征2.1 岩石组成好啦,咱们接下来聊聊马家沟组的岩石组成。
这些岩石可是“身怀绝技”,一般由石灰岩和白云岩组成。
简单来说,石灰岩就像是一个古老的海洋笔记本,记录着很多生物的生活。
这里面的化石琳琅满目,从海洋生物到那些远古的“居民”,真是让人眼花缭乱。
白云岩则是石灰岩的“升级版”,经过一些化学反应,变得更加坚固,给了那些古生物一个不错的庇护所。
2.2 化石情况而说到化石,哇,真是个宝藏!在马家沟组里,化石种类繁多,比如腕足动物、三叶虫、海绵等等,简直就像是古生物的聚会。
科学家们通过这些化石,不仅能了解它们的生活习性,还能知道当时的气候条件。
有些化石甚至能告诉我们这片土地经历了多少次风风雨雨,真是像看一部精彩的历史剧。
3. 地层划分的意义3.1 地层划分的目的接下来,咱们来聊聊地层划分的意义。
地层划分就像是在给大自然做分类,把不同的岩石和化石整理得井井有条。
这样做的好处可多了,不仅能帮助我们了解地球的历史,还能为矿产资源的勘探提供线索。
简单来说,就是让咱们在这片土地上找到宝藏的机会。
3.2 对未来的影响最后,地层划分还对未来有很大的影响。
随着科学技术的发展,咱们可以利用这些历史信息来研究气候变化、自然灾害等问题。
1.1 研究目的及意义
世界许多含油气盆地均发育有碳酸盐岩古风化壳含油气层(体)。
油气勘探成果证明, 世界油气的20%~30% 与不整合面有关,且主要与古风化壳有关。
鄂尔多斯盆地是我国第二大含气盆地,气藏主要发育在靖边气田奥陶系顶部古风化壳内。
中奥陶世末,华北地块因晚加里东运动整体抬升,后经历了130余Ma 的沉积间断,盆地主体缺失晚奥陶世至早石炭世的沉积。
中奥陶统马家沟组地层顶部由于经受了长期的岩溶作用,风化壳及溶蚀孔、洞、缝发育,并伴有印支期和燕山期裂隙,成为鄂尔多斯盆地下古生界的主要天然气储、产层。
随着勘探开发的快速发展,近年来在靖边潜台及以西地区取得新的发现和突破,但有待进一步深入研究,尤其是马五41的储层分布及含气情况尚需作进一步分析,以期取得新的认识,为下一步勘探提供基础地质资料。
为此,中国石油长庆油田分公司采气一厂特设立课题《靖边气田北部马五41气藏富集规律研究》,委托西南石油大学资源与环境学院为主,采气一厂协作,对该专题进行研究。
2.1 区域地质概况
2.1.1 概述
鄂尔多斯盆地,地理位置处于
东经106°20´~110°30´,北纬35°~40°30´,横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区;构造位置则处于我国东部构造域和西部构造域的过渡带。
根据现今构造及演化历史,鄂尔多斯盆地可划为六个一级构造单元。
盆地中部是陕北(或伊陕)斜坡,向东为晋西挠褶带,向西依次为天环坳陷、西缘冲断构造带,北部为伊盟隆起,南面为渭北隆起。
研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部,即靖边气田北部,目的层位为马五41。
研究区范围东至统13井,南至陕144井,西起桃4井区,北抵陕238井,研究区东西宽为63km ,南北长43km ,面积为2709km 2(图2-1)。
在研究区的东、西两侧发育有两个醒目的中奥陶世古地貌单元,即东侧的陕北坳陷和西侧的中央古隆起,该隆起亦称“L ”型裂谷脊。
中奥陶世末,华北地块因晚加里东运动整体抬升,后经历了130余Ma 的沉积间断,盆地主体缺失晚奥陶世至早石炭世的沉积。
中奥陶统马家沟组地层顶部经受了长期的岩溶作用,风化壳及溶蚀孔、洞、缝发育,并伴有印支期和燕山期裂隙,成为鄂尔多斯盆地下古生界的主要天然气储、产层,主力产气层为马五段的马五1亚段及马五41小层。
近年来,在继续注重靖边气田中区的勘探和开发工
作的基础上,对靖边气田中区的东部和北部也进行了扩边勘探和开发。
2.2.2 马家沟组地层
中奥陶世,鄂尔多斯盆地中部和东部沉积了一套碳酸盐岩为主夹蒸发岩的地层,称之为马家沟组。
该组沉积后晚加里东运动使盆地抬升为陆,直至晚石炭世方又接受沉积,沉积中断达1.5亿年以上,马家沟组顶部遭受到不同程度的剥蚀。
马家沟组沉积期经历了三次海进、海退旋回,在纵向上构成了马家沟组的六个岩性段。
在华北地台中、东部,马一、三、五段以白云岩为主,夹硬石膏岩、硬石膏质白云岩和石灰岩,马二、四、六段则以石灰岩为主夹白云岩。
但鄂尔多斯盆地内部,由于特殊的古地理环境,马一、三、五段以白云岩、硬石膏岩和岩盐为主,夹少量石灰岩,马二、四、六段为石灰岩和白云岩,在补偿凹陷盆地还有硬石膏岩产出。
马六段又称峰峰组,在盆地中部局部残存,主要为石灰岩。
靖边气田主要的储层为马五段地层,厚度大,32.5~357米,纵向上岩性变化大,自下而上可以划分为10个亚段和若干个小层(图2-4),下面详细阐述主要的储层分布区马六段—马五5亚段:
图2-1 研究区位置示意图 (据张吉森、张均、徐黎明,1995,陕甘宁盆地气区地质
构造及勘探目标选择,内部研究报告,略作修改)
(1)马五41:上部5米左右为灰、浅灰色粉晶白云岩、角砾状白云岩,前者含小硬石膏结核溶模孔。
斑状溶蚀孔洞及裂缝发育,区域分布稳定,是主要产气层,即9号气层。
中下部7~8米为灰色泥晶白云岩与深灰色白云质泥岩、泥质白云岩或硬石膏岩互层。
底部1米左右为绿灰、浅棕色凝灰岩,即K3标志层。
电性特征表现为低电阻率、中低密度,自然电位显著偏负。
厚度为9.8~14.2米。