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鄂尔多斯盆地下古生界层序地层及岩相古地理研究鄂尔多斯盆地下古生界层序地层及岩相古地理研究一、引言鄂尔多斯盆地是中国著名的陆相沉积盆地之一，其存留着丰富的中生代沉积地层及构造变形的应力古地理记录。
本文旨在通过对鄂尔多斯盆地下古生界层序地层及岩相的研究，探讨其演化历史以及古地理意义。
二、地层与岩相鄂尔多斯盆地下古生界地层可划分为下奥陶统、上奥陶统、早泥盆世以及晚泥盆世四个地层单元。
而各个地层单元内部则见有多套层序发育，形成地层层次丰富的地层序列。
1. 下奥陶统在下奥陶统中，主要出露了梁家河组、黄沙峪组、北山组等。
梁家河组为典型的河流沉积，表现出粗糙的岩石碎屑岩及颗粒溢流沉积的特征。
黄沙峪组则由砂岩、泥岩及碳酸盐岩组成，记录了浅水海洋的沉积环境。
北山组则主要由泥岩和弱成岩砂岩构成，显示了深水海洋试沉积环境。
2. 上奥陶统在上奥陶统中，主要有四家子组和下杆门组。
四家子组由泥岩和砂岩交替组成，反映了深水海洋环境下的细粒沉积。
下杆门组则以砂岩和泥岩为主，显示了浅水海洋的沉积特征。
3. 早泥盆世早泥盆世以南笼河组和永不显组为主。
南笼河组为泥岩和湖泊相砂岩的组合，揭示了湖盆沉积的特点。
而永不显组则由风化残积及沉积物填积形成的块状岩石组成。
4. 晚泥盆世晚泥盆世主要有须家河组、南河组以及下托机组。
须家河组主要由黄色石英砂岩和泥岩组成，记录了较浅的湖泊相沉积环境。
南河组主要由沙岩和灰岩组成，显示了较深的湖泊相沉积。
下托机组则由长石石英砂岩和泥岩交替组成。
三、演化历史与古地理意义鄂尔多斯盆地主要经历了早奥陶、中奥陶及晚奥陶三个阶段的沉降、变形和抬升过程。
其中，早奥陶阶段是鄂尔多斯盆地大量碎屑物和有机质的沉积阶段，反映了来自北部地区的碎屑沉积和陆源有机质输入的特征。
中奥陶阶段则是沉降速度缓慢的阶段，沉积物主要来源于盆地内部的构造隆起带。
晚奥陶阶段则伴随着盆地内部的断裂活动，形成了不规则的断块，加速了盆地的抬升过程。
通过对鄂尔多斯盆地下古生界层序地层及岩相古地理的研究，可以了解到鄂尔多斯盆地在古生代时期以来的演化历史。
图1-1 研究区地理位置及构造区划简图1 区域地质概况1.1 研究区位置鄂尔多斯盆地西北部研究区范围大致为：北至伊盟隆起、南抵吴旗、东到城川—额尔和图一线、西达盆地西界，面积约9万km 2（图1-1）。
鄂尔多斯盆地跨越陕、甘、宁、蒙、晋五省区，北起阴山、大青山，南抵秦岭，西至贺兰山、六盘山，东达吕梁山、太行山，总面积37万平方公里。
该盆地属华北克拉通的西缘部分，也是其中最稳定的一个地块，四周以构造断裂与周边构造单元相接连，盆地东部以离石断裂带与吕梁山隆起带相接，南面与渭河地堑以其北界断裂相连，西缘则以桌子山、惠安堡—沙井子断裂带分别与河套弧形构造带西南翼和六盘山弧形构造带东翼相接，北边与河套地堑为界，是一个矩形构造盆地，也是我国第二大沉积盆地。
研究区位于鄂尔多斯盆地西北部，包括：西缘逆冲带、天环凹陷、伊陕斜坡和伊盟隆起四大构造单元。
鄂尔多斯盆地是从侏罗纪末燕山运动中期以后，由大华北盆地逐渐收缩而成的内克拉通盆地，其形成经历了多次演化。
盆地基底先后受迁西、阜平、五台及吕梁—中条四次主要构造运动影响发生了强烈的变质作用，形成麻粒岩相、角闪岩相及绿片岩相为主的复杂变质岩系。
盆地演化过程依先后次序历经中、新元古代的大陆裂谷及坳拉槽发育阶段，早古生代的陆表海盆地、晚石炭世-中三叠世时期的克拉通盆地、晚三叠世-早白垩世的类前陆盆地以及新生代的周缘断陷盆地等形成阶段。
早奥陶世末的加里东运动，华北地块整体抬升，经历了1.4亿年的沉积间断，大部分地区缺失中奥陶世至早石炭世的沉积，但在盆地西北部地区不同程度发育中晚奥陶世的碳酸盐岩沉积，局部有碎屑岩和蒸发岩的沉积。
下奥陶统顶部马家沟组地层由于经受了长期的风化剥蚀、淋滤作用，风化壳及溶蚀孔缝发育，是鄂尔多斯盆地下古生界的重要储层，也是目前主要的产气层。
1.2 盆地古构造特征及演化概况鄂尔多斯盆地自显生宙以来，经历了加里东、海西、印支、燕山和喜山等五大构造旋回和多阶段的拉张—扭动及其反转作用，总体上表现为：中新元古代断裂、早古生代海相台地升降、晚古生代海陆过渡、中生代内陆平原、新生代盆地周边断陷等五个阶段。
适用标准文案鄂尔多斯盆地堆积——结构演化及油气勘探新领域2002年 9月目录序言一．地背景与结构演化（一）地背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1（二）结构演化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2二．鄂多斯盆地古生代—中生代沉演化（一）奥陶系沉系统区分及岩相古地理演化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4（二）石炭—二叠沉系统区分及岩相古地理演化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯10（三）中生界沉系统区分及岩相古地理演化⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18三．鄂多斯盆地下古生界奥陶系生、、盖特色及天然气富集律（三）源岩特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯25（四）集岩特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33（五）盖特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44（六）天然气富集律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯四．多斯盆地上古生界生、特色及天然气富集律（一）源岩特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯55（二）集岩特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯56（三）天然气富集律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯69五．鄂多斯盆地中生界生、特色及石油源价（一）源岩特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（二）集岩特色⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯（三）石油成藏律⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯前言本课题以新理论、新思路为指导，以采集、综合剖析和总结已有成就为主，要点野外检查和岩芯察看为辅，深入、综合、总结古人研究成就，研究盆地堆积演化历史，确立生储盖组合、联合研究和总结石油地质规律和油气勘探新领域。
为了达成相关研究内容，课题构成员自合同判定以后进行了大批的资料收集，露头剖面观察，钻井岩芯察看等工作，达成了大批工作量，详细见表1。
表 1达成工作量一览表序号项目单位数目序号项目单位数目1古人研究报告资料采集本207蒲片判定片5002古人学术论文篇308粒度剖析片2003露头剖面采集条509物性剖析件1004钻井岩心剖面采集条20010报告插图幅5野外观察剖面条3011岩相古地理图幅6钻井岩芯观察井20012研究报告份1经过一年的工作获得了以下认识1．确立了奥陶系、石炭—二叠系、中生界三叠—侏罗系堆积系统种类，此中奥陶系主要为碳酸岩堆积，包含4大堆积系统，石炭—二叠系主要为陆源碎屑岩堆积，包含 6 大堆积系统，中生界侏罗系包含三大堆积系统。
鄂尔多斯盆地下古生界地层地史模拟与油气聚集的报告，800
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鄂尔多斯盆地位于新疆北部，地貌呈大小不一的环山形，主要由碎屑岩和泥岩构成。
最下层为中生代白垩系，时代大约为250-65Ma。
在早期的古生代中，鄂尔多斯盆地下面被四次侵
入海水所分割，其古生界地层构造特别复杂，经历了多次的变迁和重构。
从沉积地层构造上来看，鄂尔多斯盆地的古生界地层被统一分为三大层段：第一个是上侏罗统——中侏罗统的界线，这个层段是非常贫瘠的火山岩，能源质较弱；第二段就是中侏罗统，这个段有较高质量的碎屑岩和泥岩构成；最后是晚白垩统，它以深海沉积碎屑岩和泥岩为主，能源质较好。
针对鄂尔多斯盆地古生界地层模拟与油气聚集，研究表明，鄂尔多斯盆地古生界地层沉积及陆相环境的变化很大程度上影响了油气聚集的情况。
研究发现，上侏罗统的油气聚集条件较差，只有少量的油气可能散落在表面；中侏罗统更加有利，其岩性是油气聚集的关键因素，而晚白垩统是最有利的，其复杂的沉积环境和油气成熟度都有可能支持良好的油气聚集情况。
总体而言，鄂尔多斯盆地古生界地层的沉积环境和油气成熟度的变化对油气聚集的影响非常显著，且影响的程度会随着地层的变化而不断变化。
因此，在勘探设计中，应根据地质环境的变化情况，综合考虑多种因素，制定出有效的勘探方案。
纸坊组（T2Z）300米，上部灰绿色、浅灰色粉-细粒长石砂岩与暗棕色、一般厚度为280~~灰绿色泥岩间互。
下部为灰绿色含砾中粒长石砂岩。
和尚沟组（T1h）稳定厚度为90-120米，暗棕、灰紫、灰绿色泥岩夹浅灰色、肉红色粉-细粒长石砂岩。
本组地层一般没有取芯。
刘家沟组（T11）厚度一般为220-320米，浅灰色、灰紫色中粒长石砂岩夹暗棕、紫红色泥岩。
下部为一套成熟度低的紫灰色含砾中粒长石砂岩。
刘家沟组下部紫灰色含砾中粒长石砂岩，其泥质及岩块含量高，颜色陈旧，以灰为主。
在电性上所反映的特征是自然伽玛、电阻率曲线呈现中高值且幅度差异小，声速曲线呈低峰锯齿状。
卡准刘家沟组底部是正确划分上古生界各组地层界面和卡取上古生界气层的关键所在。
石千峰（P3q）厚度一般为250-300米，上部棕红、紫红色、紫灰色泥岩加紫红、暗紫红、浅灰色中-细粒长石砂岩，下部桔红、紫红色、浅灰色不等粒长石砂岩、底部砾状长石砂岩。
进入石千峰组后，为大段紫红色泥岩加紫红色中-细粒长石砂岩，泥岩质纯，色泽鲜艳醒目，以红为主。
在电性上自然伽玛、电阻率曲线幅度差异极为明显，声速曲线在泥岩段呈高峰锯齿状，与上覆刘家沟组在岩电上均形成鲜明对比。
该标志层在全盆地范围内均可对比，为一区域性标志层。
底部砾状长石砂岩长石含量达28-50%，酸性斜长石具清晰的钠长石双晶。
正长石颗粒破碎，大小不均，形状不规则，轮廓模糊。
砂岩孔隙主要为复合型粒间孔，中东部天然气勘探中有气显示。
下石盒子组（P2h）下石盒子组属半氧化环境下的内陆河流相沉积。
总厚120-160m左右，跟据砂泥岩组成的沉积地层旋回可分为盒5、盒6、盒7、盒8四个岩性段。
下石盒子组砂岩岩性为：绿灰色岩屑质石英砂岩、不等粒石英砂岩、浅灰色含粒粗粒石英砂岩，砂岩泥质含量少，粘土平均含量6-12%，以高岭石、伊利石、绿泥石为主，胶结类型为再生-孔隙式，其中高岭石晶间孔普遍存在，次生加大的石英起到了骨架支撑作用，使其成为最普遍的储集空间，层理构造发育，常见的有大型板状斜层理和交错层理，由于物性普遍较好而成为找气的主要目的层。
