天然气地质学

鄂尔多斯盆地延长组陆相坳陷湖盆深水区欠补偿沉积特征及其成因机制

  • 惠潇 , 1, 2 ,
  • 屈童 , 1, 2 ,
  • 开百泽 3 ,
  • 刘永涛 3
展开
  • 1. 中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院,陕西 西安 710018
  • 2. 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室,陕西 西安 710018
  • 3. 东方地球物理公司研究院长庆分院,陕西 西安 710020
屈童(1994-),男,陕西咸阳人,博士,工程师,主要从事鄂尔多斯盆地石油勘探研究. E-mail:.

惠潇(1974-),男,陕西西安人,硕士,正高级工程师,主要从事鄂尔多斯盆地石油勘探地质研究. E-mail:.

收稿日期: 2025-06-19

  修回日期: 2025-08-22

  网络出版日期: 2025-08-29

基金资助

国家科技重大专项“大型岩性油气藏形成主控因素与有利区带评价”(2017ZX05001)

Characteristics and genetic mechanisms of underfilled sedimentation in the deep-water area of continental depression lake basin in the Ordos Basin

  • Xiao HUI , 1, 2 ,
  • Tong QU , 1, 2 ,
  • Baize KAI 3 ,
  • Yongtao LIU 3
Expand
  • 1. Research Institute of Exploration and Development,Changqing Oilfield Company,CNPC,Xi’an 710018,China
  • 2. National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low Permeability Oil and Gas Fields,Xi’an 710018,China
  • 3. Changqing Branch of the Research Institute of Oriental Geophysical Company,Xi'an 710020,China

Received date: 2025-06-19

  Revised date: 2025-08-22

  Online published: 2025-08-29

Supported by

The China National Science and Technology Major Project(2017ZX05001)

摘要

鄂尔多斯盆地三叠系延长组是典型的大型内陆坳陷型湖盆,传统地层方案具有全盆近似平行等厚的分布特征,但最新的地震剖面显示东北部强反射同相轴呈楔状向西南部深湖区变薄,表明现有地层划分方案并非等时地层格架。基于钻井、测井、地震及岩性等资料,对鄂尔多斯盆地延长组地层对应关系及其成因机制开展了系统分析。结果表明:盆内最具代表性的长7段和长9段湖泛面2期强反射同相轴具有等时意义,西南部长7段底部凝缩层的沉积时间与东北部长9段顶至长7段底的沉积时间对应,并首次提出了西南部湖平面快速上升与物源供应不足共同引起的泥页岩厚度极薄或部分地层缺失。结合区域构造及沉积背景分析其成因机制包括:①秦岭造山带构造转换期西南物源初始供应弱,深湖区陆源物质欠补偿;②湖广水深使得可容空间远高于物质供应量,水体阻力强、搬运难度大;③伴随火山频发而发生的湖侵作用非常快速,致使陆源响应不及时。欠补偿事件与湖泛面凝缩层关系紧密,深水区凝灰岩锆石测年数据跨度较大(226~241 Ma),指示了多期叠加和非等时性,验证了地层间断的存在,全盆地尺度的等时地层划分、沉积演化和源储组合等急需重新认识。研究成果对深化陆相沉积理论、指导油气勘探开发具有重要意义。

本文引用格式

惠潇 , 屈童 , 开百泽 , 刘永涛 . 鄂尔多斯盆地延长组陆相坳陷湖盆深水区欠补偿沉积特征及其成因机制[J]. 天然气地球科学, 2026 , 37(1) : 24 -35 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2025.08.011

Abstract

The Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin, traditionally considered to exhibit a basin-wide isopachous stratigraphy, is now revealed by seismic data to display wedge-shaped thinning from the northeast to the deep lake southwest, indicating a non-isochronous framework. Integrated analysis of drilling, logging, seismic, and lithologic data shows that the Chang 7 and Chang 9 flooding surfaces serve as key isochronous markers. The depositional period of the Chang 7 basal condensed section in the southwest corresponds to the interval from the Chang 9 top to the Chang 7 base in the northeast. The widespread condensed layers in the southwest resulted from rapid lake-level rise and insufficient sediment supply, causing thin deposition or stratigraphic gaps. Three mechanisms are identified: (1) Tectonic quiescence of the Qinling Orogenic Belt. Weak initial sediment flux during tectonic transition phases led to terrigenous under compensation in the deep lake; (2) Accommodation-dominated basin dynamics. Extreme water depths created accommodation space exceeding sediment flux, compounded by hydrodynamic resistance; (3) Volcanic-induced rapid transgressions. Episodic volcanism triggered abrupt lake-level rises, disrupting synsedimentary terrestrial input. The Zircon U-Pb dating of tuffaceous layers within condensed sections reveals significant age dispersion (226-241 Ma), confirming multistage hiatuses and diachronous deposition. These findings will enhance the basin-scale research of isochronous stratigraphy, depositional models, and source-to-reservoir configurations. This study advances lacustrine basin evolution theory and provides critical insights for hydrocarbon exploration, particularly in predicting reservoir heterogeneity and source-rock distribution in analogous continental basins.

0 引言

鄂尔多斯盆地位于华北地台南缘,是典型的大型内陆坳陷型盆地,三叠系延长组是最主要的含油层系。基于盆地内部构造稳定的背景,长期以来关于鄂尔多斯盆地延长组沉积演化有2条基本认识:一是盆地构造非常稳定,在“等厚加积”思想指导下,长1—长10段各油层组呈平行整合接触关系1,即各地层单元之间为近似等厚的叠置方式;二是长7段底部和长9段顶部发育了最主要的2期湖泛面,沉积了2套代表性的半深湖—深湖相泥页岩段,是盆地内地层对比主要标志层(李家畔页岩、张家滩页岩)2,也是最主要的烃源岩。
近年来笔者对陇东三维地震发现的延长组前积现象开展了大量研究,地震同相轴分布形态与传统的等厚垂向加积模式差异较大,前积型强反射连续同相轴为湖泛面凝缩层沉积,各地层单元呈“薄—厚—薄”的楔状体组合向深湖中心进积3-4。这一现象在盆地多个区块也得到了验证,表明延长组各地层平行整合接触关系并非全盆适用。这一现象与海相盆地的未沉积事件(Non-deposition)较为相似5-6,指沉积物停止堆积的时间段,地层既未增加也未减薄,代表了极低的沉积速率导致一段缺失的历史记录,海相盆地研究比较成熟,陆相盆地相关文献较少7-10
本文通过地震和连井对比等资料发现了延长组7段和9段沉积期2期湖泛面之间发育大规模“楔状减薄”地层结构,该“楔状减薄”的地层结构是否真实准确,是否存在沉积间断和地层不连续?盆地范围内如何展布?其成因机制和地质意义是什么?本文在论证了该特殊地层单元的真实性及分布规律的基础上,首次提出鄂尔多斯盆地延长期大型坳陷湖盆陆源物质欠补偿形成了沉积速率极低、粒度极细、单层很薄的泥页岩凝缩层段,其成因机制受构造背景、湖盆底形、陆源供给等多因素共同影响,对地层对比、湖盆演化和成藏富集规律等意义重大。研究成果丰富了陆相盆地沉积理论,对油气勘探开发具有重要的指导作用。

1 地质背景

鄂尔多斯盆地为典型的克拉通内盆地,位于中国的中部,周围被山系环绕,其南部为秦岭山系、北部为阴山山系、西部为贺兰—六盘山系、东部为吕梁山系,盆地本部面积约为25×104 km2图1(a)]11-13。三叠系延长组主要发育河流—湖泊相为主的陆源碎屑岩系13,地层厚度约为1 200~2 000 m,按照沉积旋回自上而下可划分为5个岩性段,分别为T3 y 1—T3 y 5段,油田单位进一步细分为长1—长10油层组14图1(b)]。
图1 鄂尔多斯盆地延长组长7沉积相图(a)及延长组地层柱状图(b)

(a)长7段沉积相图(据朱筱敏等11,2013,修改);(b)延长组地层柱状图(据杨迪等14,2025,修改)

Fig.1 Sedimentation facies(a) of Chang 7 and stratigraphic column(b) of Yanchang Formation in the Ordos Basin

中生代印支运动使扬子与华北两大板块发生强烈的挤压碰撞,导致秦岭造山带大规模隆升,在此基础上盆地在三叠纪逐渐演化为独立的大型内陆坳陷湖盆15,其中延长组沉积期(中—晚三叠世)主要特征包括:
(1)大型陆相湖盆形成且极具特色。延长期盆地虽为典型内陆坳陷,但水域范围大(>10×104 km2),规模大甚至超过了许多海相盆地面积16,而且湖盆水体较深(超过200 m),烃源岩条件非常优越(TOC>15%),兼具了“陆海复合型”的沉积特征。
(2)构造稳定但邻区火山活动频繁。鄂尔多斯盆地一直被认为是中国最稳定的地块,近年来研究表明紧邻秦岭造山带的盆地南部延长期构造活动相对活跃,火山作用非常强烈17-18,在钻井取心和露头剖面中发现了大量的构造变形、风暴事件沉积等现象,特别是火山凝灰岩非常普遍,在盆地南部的钻井取心和露头剖面上发现了富集的凝灰岩层19
(3)多物源体系共存但沉积底形差异大。在盆地周缘存在多个物源区,其中东北部物源来自阴山山系,坡降较缓,陆源碎屑供应充足,延伸距离远,形成了大型曲流河—三角洲沉积体系。盆地西南部和西北部物源分别来自秦岭和阿拉善古陆,地形较陡,主要发育冲积扇和辫状河三角洲沉积体系17-18。盆地具有底形西陡东缓、水体南深北浅、沉积厚度南厚北薄等特点。
(4)演化过程完整且发育多期湖泛面。延长组整体上记录了一个完整的水进—水退旋回,湖盆经历了从形成发展、震荡充填到萎缩消亡的完整演化阶段20,其中早期和晚期沉积水体较浅,以河流、三角洲、滨浅湖相为主,发育多个小型沉积中心;延长组沉积中期快速沉降,湖盆大面积扩张,水体深度快速增大,深水区欠补偿具有“深水区未沉积”特征。湖泛面主要形成于延长组中段,岩性以稳定分布的泥岩为主,凝灰岩常见,测井曲线具有高自然伽马、高声波时差等显著特征。“深水区未沉积”区域的形成与构造活动、物源供应、湖盆形态和湖泛面密切相关。
横跨西南和东北两大物源体系的地震格架剖面显示,东北部的TT7和TT9 2条反射同相轴之间的厚度向中心逐渐减薄,并在B226井附近汇合尖灭后与西南部的TT7同相轴相接[图2(a)]。根据单井合成记录显示,西南部长7段底部凝缩层与东北部长7段底和长9段顶2套凝缩沉积层对应[图2(b)],即西南部长7段底部凝缩层的沉积时间与东北部长9段顶至长7段底的沉积时间对应,表明现有的传统分层格架中的长8段在西南部沉积时间早于凝缩层沉积时间,在东北部沉积时间与凝缩层沉积时间一致,传统分层并非等时地层格架,以往仅仅注意到湖盆中部地区长7段底部泥岩厚度和连续性的变化,对于此类特殊的地层界面交汇现象未引起重视。
图2 地震剖面、单井合成记录与地层结构示意

(a) G2022-x测线地震剖面;(b) 单井合成记录柱状图与地层结构示意

Fig.2 Seismic profiles, single well synthetic records, and schematic diagram of stratigraphic structure

2 分布特征与成因机制

2.1 “楔状减薄”地层主要分布在东北沉积体系影响范围

根据盆地钻井密度高、井距小(约3 ~ 5 km)、高品质地震资料缺的现状,本文查阅了上千口测录井资料,开展了大范围的高密度连井对比工作。结合图2(b)中的单井合成记录,TT7和TT9等强反射同相轴与岩性组合对应较好,表明地震层位解释准确,其分布形态可以反映该横切面上长9段和长7段湖泛面的接触关系。地震强反射轴对应高自然伽马、高声波时差的厚层(>10 m)泥岩段,泥岩连续厚度越大,同相轴反射越强。
为了验证地震剖面反映的“楔状减薄”是否存在,在盆地范围内展开大范围的多井对比,建立了北部、中部和南部3条典型剖面,图3为精简后的连井剖面,剖面中各井之间均有多口资料井约束。3条剖面均显示,在长7段和长9段之间的地层于西南部深湖区出现与地震剖面类似的“楔状减薄”结构,北部剖面上2期湖泛面之间的地层减薄于C63井—YE2井之间[图3(a)],测井曲线可反映出2期湖泛面之间约20 m的地层;中部剖面上地层减薄于Y425井—L235井之间[图3(b)],2期湖泛面近于重合;南部剖面尖灭于Z106井—Z104井之间[图3(c)]。
图3 鄂尔多斯盆地延长组长7段与长9段湖泛面连井对比剖面

(a) 盆地北部地层对比剖面(176 km);(b) 盆地中部地层对比剖面(206 km);(c) 盆地南部地层对比剖面(209 km)

Fig.3 Wells cross-section of the lake flooding surfaces between Chang 7 and Chang 9 members of the Yanchang Formation in the Ordos Basin

从连井对比剖面上看:①东北部的地层单元楔状结构明显,构成了完整的斜坡形态,斜坡上端平缓稳定、砂地比高,末端泥岩含量高、水体深。西部和西南部的楔状地层特征不明显,仅残留部分形态。②盆地西缘楔状地层厚度自北向南逐渐减小,而东侧楔状地层厚度逐渐增大且坡度变陡,图3(c)中W9井长7段与长9段2期湖泛面之间厚度高达170 m。③地层减薄区主要分布于西南部的深湖中心,即厚层泥页岩发育段,连井剖面中表现为明显的高自然伽马和高声波时差特征。
平面上(图4),在盆地西部和东南部地层受后期侵蚀出露于地表,总体而言,该楔状地层与物源供给关系密切,与深湖沉积区形态基本吻合[图1(a)],地层厚度约为5~15 m,主要分布于西南部环县—庆城—旬邑一带;湖盆西北部的2期湖泛面比较明显,二者之间的地层厚约为20 m,以泥质沉积为主,含极少量砂岩。从深湖中心向外围地层厚度逐渐增加,形成了连续的斜坡形态(Clinoform)。其中盆地东北部为该楔状地层单元的主体,整体表现为东厚西薄、南厚北薄的特征,盆地内东南部洛川地区地层单元厚度最大、坡度最陡。
图4 盆地延长组MFS长7与MFS长9之间地层厚度分布

Fig.4 The wedge-shaped strata unit thickness of between MFSch7 and MFSch9

综合以上分析,地层凝缩带处于东北与西南两大物源交汇区,与深湖长轴方向基本一致,主要为东北沉积体系的陆源碎屑入湖后快速卸载堆积形成三角洲前缘沉积斜坡,向深湖方向陆源碎屑供给减弱后,转变为前三角洲沉积亚相,沉积中心位于盆地西南部,以泥质岩类沉积为主,沉积速率极低,地层厚度极薄。

2.2 西南部沉积间断为深水欠补偿成因

地层尖灭的本质是沉积不连续或沉积速率突变形成了沉积间断,主要有2类:一是由于水平面突然性大规模下降,长时间暴露地表而形成的风化暴露面导致地层缺失;二是由于水平面突然性大规模上升,外源物质供应匮乏而形成的地层不连续,二者的共性是既未遭受剥蚀,也无正常的物质堆积,却代表了长时间的沉积间断21
结合本文讨论的情况,笔者根据以上2种地层尖灭的成因类型,简要刻画了不同地层结构示意图(图5)。由图5可以看出,楔状地层的末端位于盆地西南部的庆城地区,其地层较厚的起始端位于东北部的陕北地区,图5(a)表示该地层尖灭于庆城深湖区,深水区陆源碎屑欠补偿沉积是其主要控制因素;图5(b)表示该地层尖灭位于庆城隆起带,西南部基本无陆源物质供应,志丹—华池地区为相对深湖沉积中心,地层厚度较大。
图5 盆地延长组长7段与长9段湖泛面之间地层结构示意

(a)深水欠补偿形成凝缩层; (b)斜坡区“路过不留”形成沉积间断

Fig.5 Schematic diagram of the stratigraphic structure between the Chang 7 and Chang 9 lacustrine flooding surfaces in the Yanchang Formation of the basin

本文讨论的地质现象属于图5(a)类,即由于湖平面快速上升与物源供应不及时共同引起的湖泛面凝缩层叠加,主要依据包括:①陆相坳陷构造背景稳定,没有任何证据表明延长期存在大规模的快速隆升,造成地貌形态急剧变化的构造机制难以解释;②地震分辨率低,测井精细对比表明陇东长7段底部厚层泥页岩为多期湖泛面集合体。从连井对比图[图3(b)]可以看出,陕北长9段顶泥岩可连续追踪至陇东长7段底界面,东北与西南物源交汇区地震剖面上TT7对应的长7段底湖泛面沉积并非完全是稳定连续的整套黑色页岩,实际上包含了多组向上变粗的岩性段,指示了陇东长7段最大湖泛面之前经历了多期小规模的洪泛事件;③楔状地层末端水体加深,从陕北向陇东依次发育三角洲前缘、前三角洲等沉积亚相,泥质含量逐渐增加,砂地比逐渐变小,高伽马泥岩连续厚度逐渐加大;④湖泛面上下岩性组合差异明显(图6),陇东长7段和陕北长9段湖泛面均为“下硬底—上软泥”的岩性突变面[图7(a)—图7(d)],湖泛面之下为浅灰色砂岩—泥岩互层,岩心中常见植物茎干和根系、虫孔、煤层等浅水环境沉积构造[图7(b),图7(d)],之上为深灰色—黑色泥页岩,发育块状重力流砂岩,包卷层理、水平韵律层、重荷模等沉积构造常见,水体较深[图7(a),图7(c)]。而陕北地区长7段湖泛面上下的岩性组合比较类似,以三角洲前缘亚相为主,湖泛面发育半深湖泥岩,整体伽马值较高、泥岩厚度大、连续性较好(图6),多期薄层砂岩叠加[图7(e),图7(f)]。
图6 延长组长7 段与长9 段湖泛面单井综合柱状图

Fig.6 Comprehensive single-well columnar chart of the lake flooding surfaces in the Chang 7 and Chang 9 members of the Yanchang Formation

图7 延长组长7 段与长9 段湖泛面附近岩心照片

(a)C96井,2 064.3 m,黑色泥页岩;(b)C96井,2 085.7 m,植物碎片层状分布,部分炭化;(c)D81井,1 767.0 m,灰黑色泥岩;(d)D81井,1 770.2 m,炭化植物茎干;(e)D81井,1 631.3 m,灰黑色泥岩;(f)D81井,1 636.0 m,灰色粉砂岩,水平纹层,含泥砾

Fig.7 Photographs of cores neighboring the Chang 7 and Chang 9 members of the Yanchang Formation

综上所述,大规模洪泛事件使得沉积水体深度从较浅—较深发生了突变,盆地东北部长9段顶与西南部长7段底的部分泥页岩为同一期湖泛面的等时沉积,陕北楔状减薄地层单元在西南部的沉积间断为深水未沉积成因。传统的地层划分方案不适用于半深湖—深湖沉积相带,陕北斜坡区和陇东深湖区的地层记录差异较大,既不等厚也非一一对应,陇东地区长7段湖泛面与陕北地区长9、长7和长6段等洪泛事件为一对多的关系。需要指出的是,本文所述的超级凝缩层是指沉积速率极低、粒度极细、厚度很薄、黑色泥页岩发育的特殊地层单元,与文献[5-6]中Non-deposition涵义一致。

2.3 凝缩沉积层受快速湖侵和欠补偿等综合因素影响

延长组凝缩沉积层主要分布在盆地西南部,其形成机制受控于构造背景、湖盆底形、陆源供给等因素的共同作用。湖盆快速扩张发生大面积洪泛事件沉积,来自阴山的东北沉积体系物源供应能力强22,陆源碎屑入湖后随着阻力增加物质供应逐渐减弱,但沉积连续无地层间断,这也是地层凝缩带与东北物源末端大致重合的原因所在;而西南部秦岭隆升造山正处于构造调整期,物源供应相对较弱,且陇东发育大面积深湖,陆源碎屑经过多期接力后才能搬运至沉积中心,在此之前易形成“深水区欠补偿沉积”的地层间断。

2.3.1 秦岭隆升构造转换期物源供应相对较弱

盆地延长期深湖中心与秦岭造山带时间上同步、空间上相邻,深湖长轴呈北西—南东向展布,与秦岭造山带走向平行,显示了构造活动与盆地沉积响应的空间耦合性23。晚三叠世印支期(约234 Ma)秦岭造山带开始隆升,其剥蚀产物主导了盆地西南部延长组沉积中—晚期物源供应24,而东北部来自阴山地区的物源在整个延长组沉积期基本保持稳定,反映了盆山耦合的时空差异性与构造事件的沉积响应机制。
以上分析表明,在盆地西南部的深湖形成时,秦岭造山带才刚开始隆升,与强烈剥蚀稳定供应期相比,物源区岩石剥蚀、聚集和搬运力度相对较弱,导致该时期盆地深湖区陆源碎屑供应较弱而可容空间很大,西南物源供给不足是形成凝缩沉积层段的基础。

2.3.2 大面积深湖增加了陆源物质搬运阻力

前人对延长组沉积期主要洪泛期湖盆底形和古地貌开展了大量研究25,如图1(a)所示,深湖长轴垂直于物源方向呈NW—SE向展布,总体表现为东北部缓而浅,水深40~80 m,发育完整的三角洲平原—三角洲前缘—前三角洲沉积相序列;但西南部陡而深,水深大于150 m,深湖区范围较大,从湖岸线至沉积中心平面距离约为170 km,西南物源搬运入湖后受到了巨大的水体阻力就近卸载堆积,主要分布于靠近岸线附近位置,导致深湖中心欠补偿沉积。湖广水深搬运阻力较大是形成凝缩沉积层段的关键。

2.3.3 快速湖侵导致沉积中心陆源碎屑充填不及时

凝缩层界面上下具有沉积突变的特征,其下为浅水沉积环境,其上为深水极安静水体沉积环境(图3图6)。近年来前人对长7段/长8段界面沉积突变的成因已达成共识,主要为伴随着强烈的火山作用发生快速湖侵导致1626-27。大规模洪泛事件的发生具有突然性,沉积卸载区陆源供应、可容空间及底形条件等三要素之间的平衡关系被打破,水体(液态)对沉积环境和湖盆形态的变化响应几乎是瞬时的,而陆源物质(固态)响应比较滞后,特别是湖盆快速扩张增加了搬运阻力,以上因素共同作用使得深水区容易发生陆源沉积的地层间断。

3 地质意义

3.1 陕北长8段是楔状地层单元的主体,不具有全盆对比性

本文所讨论的楔状地层单元位于陕北长7段和长9段2套湖泛面之间,传统分层中属于长8油层组。在以往盆地整体研究中发现陕北长8段非常特殊(图2中G33井),例如:该时期盆地整体为浅水环境,炭质泥岩、植物化石、垂直虫孔等典型沉积构造在其他区块常见而陕北长8段普遍不发育,其水体环境较深但又未在沉积中心;发育三角洲前缘河口坝和远砂坝等沉积亚相,砂体横向迁移较快,单层厚度小(3~5 m),砂地比低(30%~50%),储层极致密(孔隙度平均为7.8%、渗透率平均为0.17×10-3 µm2),与其他区块相比各项参数均差异较大28-29
楔状地层仅分布在东北沉积体系,所以不具全盆地对比性,陕北长9段湖泛面之下的浅水“硬底”(hard-ground)地层与盆地其他区块的长8段为同期沉积,沉积相与储层特征基本类似,符合坳陷盆地沉积连续性稳定的特点。

3.2 欠补偿与湖泛面凝缩层关系紧密,指示了地层不连续及非等时

EINSELE在《沉积盆地》一书中指出30:“未沉积事件(Non-deposition)并非严格的等时界面,地层对比时需谨慎”。深湖区泥页岩凝缩层段代表了沉积时长时间陆源物质缺失,L360井高GR、高AC段厚层泥页岩呈频繁薄互层结构(图8),指示了多期湖泛面凝缩层集合体。深湖中心L360井与东北斜坡G33井、西南斜坡Y28井地层对比,以湖泛面凝缩层为等时界面,各井之间的地层厚度差别非常大,充分反映了从盆地边部向中心地层呈“楔状减薄”的结构形态。
图8 Y28井、L360井、G33井地层对比(剖面位置见图1)

Fig.8 Stratigraphic correlation of Wells Y28, L360, and G33(see section in Fig.1)

延长组沉积时期火山频发,凝灰岩大量发育,特别是在凝缩段泥页岩中非常富集31。根据前人开展的凝灰岩锆石测年资料,经统计其加权平均年龄为226~241 Ma(表12232-33,时间跨度较大。这种现象也从侧面验证了本文观点正确性,即深湖区泥页岩段包含了多期次的陆源欠补偿形成的未沉积间断,并非同期沉积。
表1 鄂尔多斯盆地西南部长7 段底部凝灰岩锆石测年数据统计

Table 1 Statistical table of zircon dating data from the bottom of Chang 73 in the southwestern Ordos Basin

岩性 年龄/Ma 测量方法 引用
沉凝灰岩 228.2±2.0 LA-ICP-MS U-Pb法 邓秀芹等32,2013
沉凝灰岩 226.5±1.6 LA-ICP-MS U-Pb法 王建强等22,2017
沉凝灰岩 229.7±2.2 LA-ICP-MS U-Pb法 王建强等22,2017
沉凝灰岩 241.3±2.4 SHRIMP U-Pb法 王多云等33,2014
沉凝灰岩 239.7±1.7 SHRIMP U-Pb法 王多云等33,2014
砂岩 239.3 LA-ICP-MS U-Pb法 王建强等22,2017
近年来诸多学者对延长组传统的等厚地层格架提出了质疑,从层序地层、地震沉积、沉积机制、充填演化、开发区直井和水平井分析等方面开展了大量的研究工作34-38,揭示了延长组全盆等厚分布的地层格架过于简单,不符合沉积规律,存在穿时现象,急需重新系统研究盆地尺度的等时地层对比、沉积演化和源储组合等。

4 结论

(1)地震剖面上强反射同相轴为连续性好的湖泛面泥质沉积层,地震及连井剖面均揭示,盆地东北部TT7和TT9反射同相轴呈楔状减薄于陇东深湖区,陕北地区的李家畔页岩(长9段)和张家滩页岩(长7段)对应于陇东地区的长7段底部泥页岩段,该发现与盆地内部延长组各油层组均为平行整合接触关系的传统观点差异较大。
(2)楔状地层尖灭于盆地西南部的深湖区,欠补偿沉积造成了湖泛面凝缩层叠加段,其成因机制有3个方面:一是秦岭造山带构造转换期西南物源初始供应弱,深湖区陆源碎屑欠补偿沉积;二是湖广水深的底形条件造成可容空间大,陆源物质入湖后阻力增大而近岸卸载堆积,难以搬运至深水区而形成沉积间断;三是火山作用导致快速湖侵发生,陆源沉积响应具有滞后性。
(3)盆地西南部长7段泥页岩凝灰岩锆石测年数据跨度较大,指示了多期叠加的非等时性,也验证了本文提出的凝缩层段存在。传统的延长组全盆等厚分布地层格架过于简单,不符合沉积规律,存在穿时现象,急需系统开展盆地尺度的等时地层对比、沉积演化和源储组合等研究。
[1]
谭聪, 于炳松, 阮壮, 等. 鄂尔多斯盆地西南部延长组高分辨率层序地层划分[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2016,46(2):336-347.

TAN C, YU B S, RUAN Z, et al. High-resolution sequence stratigraphy division of Yanchang Formation in southwestern Ordos Basin[J]. Journal of Jilin University (Earth Science Edition), 2016, 46(2): 336-347.

[2]
赵虹. 安塞油田上三叠统延长组高分辨率层序地层学特征及储层研究[D]. 西安:西北大学, 2004: 1-73.

ZHAO H. High-resolution Sequence Stratigraphic Characteristics and Reservoir Study of Upper Triassic Yanchang Formation in Ansai Oilfield[D]. Xi’an:Northwest University, 2004: 1-73.

[3]
李慧琼, 蒲仁海, 王大兴, 等. 鄂尔多斯盆地延长组地震前积反射的地质意义[J]. 石油地球物理勘探, 2014,49(5):985-996.

LI H Q, PU R H, WANG D X, et al. Progradational reflection from lacustrine Yanchang Formation in Ordos Basin,China[J]. Oil Geophysical Prospecting, 2014, 49(5): 985-996.

[4]
李相博, 刘化清, 陈启林, 等. 大型坳陷湖盆沉积坡折带特征及其对砂体与油气的控制作用——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组为例[J]. 沉积学报, 2010,28(4):717-729.

LI X B, LIU H Q, CHEN Q L, et al. Characteristics of slope break belt in large depression lacustrine basin and its controlling effect on sandbody and petroleum:Taking the Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin as an example[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2010, 28(4): 717-729.

[5]
RICHIANO S, SCHWARZ E, VEIGA G D, et al. Non-depositional and erosional "offshore" bioeroded hardgrounds from the Lower Cretaceous of the Neuquen Basin, Argentina; insights into their sequence-stratigraphic implications and controls[J]. Marine and Petroleum Geology, 2019,104:1-10.

[6]
JOUANNEAU J M, WEBER O, LATOUCHE C, et al. Erosion, non-deposition and sedimentary processes through a sedimentological and radioisotopic study of surficial deposits from the "Ouest-Gironde vasiere" (Bay of Biscay) [J]. Continental Shelf Research, 1989,9(4):325-342.

[7]
王志浩, 张智礼, 吴荣昌, 等. 新疆塔里木板块台地和斜坡相区奥陶系牙形刺生物地层——揭示沉积间断和大坪阶地层之缺失[J]. 地层学杂志, 2017,41(4):357-367.

WANG Z H, ZHANG Z L, WU R C, et al. Ordovician conodont biostratigraphy in the platform and slope facies of the Tarim Basin, Xinjiang: Evidence for a significant depositional gap and the absence of Dapingian strata[J]. Journal of Stratigraphy, 2017, 41(4): 357-367.

[8]
BERTON F, VESELY F F. Stratigraphic evolution of Eocene clinoforms from northern Santos Basin, offshore Brazil: Evaluating controlling factors on shelf-margin growth and deep-water sedimentation[J].Marine and Petroleum Geology,2016,78:356-372.

[9]
UENZELMANN-NEBEN G, HUHN K. Sedimentary deposits on the southern South African continental margin: Slumping versus non-deposition or erosion by oceanic currents?[J]. Marine Geology, 2009,266(1-4):65-79.

[10]
CARVAJAL C, STEEL R, PETTER A. Sediment supply: The main driver of shelf-margin growth[J]. Earth-Science Reviews, 2009,96(4):221-248.

[11]
朱筱敏, 邓秀芹, 刘自亮, 等. 大型坳陷湖盆浅水辫状河三角洲沉积特征及模式——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组为例[J]. 地学前缘, 2013,20(2):19-28.

ZHU X M, DENG X Q, LIU Z L, et al. Sedimentary characteristics and model of shallow braided delta in large-scale lacustrine:An example from Triassic Yanchang Formation in Ordos Basin[J]. Earth Science Frontiers, 2013, 20(2): 19-28.

[12]
王峰,田景春,范立勇,等. 鄂尔多斯盆地三叠系延长组沉积充填演化及其对印支构造运动的响应 [J]. 天然气地球科学, 2010, 21 (6): 882-889.

WANG F, TIAN J C, FAN L Y, et al. Evolution of sedimentary fillings in Triassic Yanchang Formation and its response to Indosinian Movement in Ordos Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2010, 21(6): 882-889.

[13]
李树同,王多云,王彬,等. 坳陷型湖盆缓坡边缘沉积坡折带的识别——以鄂尔多斯盆地三叠纪延长期沉积坡折带为例 [J]. 天然气地球科学, 2008, 19(1): 83-88.

LI S T, WANG D Y, WANG B, et al. Identification of sedimentary slope breaks in the margin of a down warped lake basin's ramp belt:A case from Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2008, 19(1): 83-88.

[14]
陈明君, 陈雪妮, 康毅力, 等. 鄂东缘大吉区块深层煤岩气藏储层敏感性评价及损害机理研究[J]. 河南理工大学学报(自然科学版), 2026, 45(1): 18-28.

CHEN M J, CHEN X N, KANG Y L, et al. Investigation of reservoir sensitivity evaluation and damage mechanism in deep coalbed methane reservoirs of the Daji Block in Eastern Ordos Basin[J].Journal of Henan Polytechnic University(Natural Science), 2026, 45(1): 18-28.

[15]
刘池洋, 赵红格, 桂小军, 等. 鄂尔多斯盆地演化-改造的时空坐标及其成藏(矿)响应[J]. 地质学报, 2006,80(5):617-638.

LIU C Y, ZHAO H G, GUI X J, et al. Space-time coordinate of the evolution and reformation and mineralization response in Ordos Basin[J].Acta Geologica Sinica,2006,80(5):617-638.

[16]
李相博, 刘化清, 杨伟伟, 等. 一个由干湿交替极端气候事件主导的内陆湖盆:来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组露头剖面的沉积学证据[J]. 地球科学, 2023,48(1):293-316.

LI X B, LIU H Q, YANG W W, et al. A lacustrine basin driven by extreme events of alternate dry-wet climatic cycles: Evidence from outcrops of Yanchang Formation in Upper Triassic, Ordos Basin[J]. Earth Science, 2023, 48(1): 293-316.

[17]
郑希民,郭彦如,刘化清,等. 应用自然伽玛测井曲线小波分析划分陆相坳陷盆地三级层序的方法:以鄂尔多斯盆地延长组为例 [J]. 天然气地球科学, 2006, 17(5): 672-676.

ZHENG X M, GUO Y R, LIU H Q, et al. The method of division third-degree succession of strata by gamma ray logging wavelet analysis in stationary continental facies depression basin: Taking Yanchang Formation of Ordos Basin as an example[J]. Natural Gas Geoscience, 2006,17(5): 672-676.

[18]
庞军刚, 国吉安, 宋立军, 等. 鄂尔多斯盆地延长期坳陷湖盆事件沉积记录[J]. 沉积与特提斯地质, 2012,32(1):32-37.

PANG J G,GUO J A,SONG L J,et al.The event deposits from the Yanchangian lacustrine basin in the Ordos Basin[J].Sedimentary Geology and Tethyan Geology,2012,32(1):32-37.

[19]
陈波,刘长春,李杰,等. 鄂尔多斯盆地延长组等时格架下的深水坡折带特征及其对砂体的控制作用 [J]. 天然气地球科学, 2024, 35 (10): 1764-1776.

CHEN B, LIU C C, LI J, et al. Characteristics of deep-water slope break belt and its control on sandbodies in the isochronous framework of the Yanchang Formation in the Ordos Basin[J]. Natural Gas Geoscience, 2024, 35(10): 1764-1776.

[20]
刘芬, 朱筱敏, 李洋, 等. 鄂尔多斯盆地西南部延长组重力流沉积特征及相模式[J]. 石油勘探与开发, 2015,42(5):577-588.

LIU F,ZHU X M,LI Y,et al. Sedimentary characteristics and facies model of gravity flow deposits of Late Triassic Yanchang Formation in southwestern Ordos Basin,NW China[J].Petroleum Exploration and Development,2015,42(5):577-588.

[21]
MIALL A D. Updating uniformitarianism: stratigraphy as just a set of 'frozen accidents'[J]. Geological Society London Special Publications, 2015,404(1):11-36.

[22]
王建强,刘池洋,李行,等. 鄂尔多斯盆地南部延长组长7段凝灰岩形成时代、物质来源及其意义[J].沉积学报,2017,35(4):691-704.

WANG J Q, LIU C Y, LI X, et al. Geochronology, potential source and regional implications of tuff intervals in Chang-7 Member of Yanchang Formation, south of Ordos Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2017, 35(4): 691-704.

[23]
刘池洋, 王建强, 邱欣卫, 等. 鄂尔多斯盆地延长期富烃坳陷形成的动力学环境与构造属性[J]. 岩石学报, 2020,36(6):1913-1930.

LIU C Y, WANG J Q, QIU X W, et al. Geodynamic environment and tectonic attributes of the hydrocarbon-rich sag in Yanchang Period of Middle-Late Triassic, Ordos Basin[J]. Acta Petrologica Sinica, 2020, 36(6): 1913-1930.

[24]
弓汶琪, 弓虎军, 王苏里, 等. 鄂尔多斯盆地东南部延长组中期物源分析及其对秦岭造山带隆升作用的指示[J]. 西北地质, 2025,58(1):118-134.

GONG W Q, GONG H J, WANG S L, et al. Provenance analysis of Middle Yanchang Formation in the southeastern Ordos Basin and its indications for the uplift of the Qinling orogenic belt[J]. Northwestern Geology, 2025, 58(1): 118-134.

[25]
王世虎, 焦养泉, 吴立群, 等. 鄂尔多斯盆地西北部延长组中下部古物源与沉积体空间配置[J]. 地球科学(中国地质大学学报), 2007,32(2):201-208.

WANG S H, JIAO Y Q, WU L Q, et al. Spatial combination of paleoprovenance and depositional lobe of Mid-Lower Yanchang Formation in the Northwest of Ordos Basin[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),2007,32(2): 201-208.

[26]
高嘉洪,金之钧,梁新平,等. 火山活动对鄂尔多斯盆地三叠系长7段淡水湖盆富营养化与沉积水体介质环境的影响[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44 (4): 887-898.

GAO J H, JIN Z J, LIANG X P, et al. The impact of volcanism on eutrophication and water column in a freshwater lacustrine basin:A case study of Triassic Chang 7 Member in Ordos Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44 (4): 887-898.

[27]
王昌勇, 张懿, 林世国, 等. 鄂尔多斯盆地镇原地区长81砂层组双坡折带的发现及其研究意义[J]. 石油与天然气地质, 2017,38(3):457-466.

WANG C Y, ZHANG Y, LIN S G, et al. Discovery of double slope breaks and its significance in Chang 81 sand group in Zhenyuan area,Ordos Basin[J].Oil & Gas Geology,2017,38(3): 457-466.

[28]
付锁堂, 王大兴, 姚宗惠. 鄂尔多斯盆地黄土塬三维地震技术突破及勘探开发效果[J]. 中国石油勘探, 2020,25(1):67-77.

FU S T, WANG D X, YAO Z H. Progress of 3D seismic exploration technologies and oil and gas exploration and development performance in the loess tableland area of the Ordos Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2020, 25(1): 67-77.

[29]
郑庆华,刘乔,梁秀玲,等. 鄂尔多斯盆地陇东地区长4+5油层组沉积相展布特征[J]. 岩性油气藏, 2019,31(6):26-35.

ZHENG Q H,LIU Q,LIANG X L,et al.Sedimentary facies dis-tribution characteristics of Chang 4+5 reservoir in Longdong area,Ordos Basin[J].Lithologic Reservoirs,2019,31(6):26-35.

[30]
EINSELE G. Sedimentary Basins[M]. Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2000:1-66.

[31]
田凯文. 鄂尔多斯盆地凝灰岩时空分布、物源特征及三叠纪初生物迟滞复苏关系探讨[D]. 太原: 太原理工大学, 2023: 1-58.

TIAN K W. Spatiotemporal Distribution, Provenance Characteristics and Relationship with Delayed Biotic Recovery of Tuff in Ordos Basin during Early Triassic[D]. Taiyuan: Taiyuan University of Technology, 2023: 1-58.

[32]
邓秀芹, 罗安湘, 张忠义, 等. 秦岭造山带与鄂尔多斯盆地印支期构造事件年代学对比[J]. 沉积学报, 2013,31(6):939-953.

DENG X Q, LUO A X, ZHANG Z Y, et al. Geochronological comparison on Indosinian Tectonic Events between Qinling Orogeny and Ordos Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2013, 31(6): 939-953.

[33]
王多云,辛补社,杨华,等. 鄂尔多斯盆地延长组长7底部凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及地质意义[J]. 中国科学(地球科学),2014, 44 (10): 2160-2171.

WANG D Y, XIN B S, YANG H, et al. Zircon SHRIMP U-Pb age and geological implications of tuff at the bottom of Chang-7 Member of Yanchang Formation in the Ordos Basin[J].Science China(Earth Sciences),2014,44(10):2160-2171.

[34]
惠潇, 侯云超, 陈修, 等. 鄂尔多斯盆地陇东地区延长组层序地层再认识及地质意义[J]. 沉积学报, 2024,42(5):1553-1567.

HUI X, HOU Y C, CHEN X, et al. New insight into sequence stratigraphy and its geological significance in the Yanchang Formation,Longdong area,Ordos Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2024, 42(5): 1553-1567.

[35]
胡英杰, 李晓光, 单俊峰, 等. 鄂尔多斯盆地南缘宁县—正宁地区延长组地层结构重建及页岩油富集模式探讨[J]. 中国石油勘探, 2024,29(5):91-106.

HU Y J, LI X G, SHAN J F, et al. Stratigraphic reconstruction and shale oil enrichment model of Yanchang Formation in Ningxian-Zhengning area, southern margin of Ordos Basin[J]. China Petroleum Exploration, 2024, 29(5): 91-106.

[36]
赵俊峰, 白斌, 郭懿萱, 等.湖盆斜坡生长研究进展[J]. 西北大学学报(自然科学版), 2022,52(6):987-996.

ZHAO J F, BAI B, GUO Y X, et al. Research advances on clinoform growth in lacustrine basins[J]. Journal of Northwest University (Natural Science Edition), 2022, 52(6): 987-996.

[37]
惠潇, 侯云超, 喻建, 等. 大型陆相坳陷湖盆深湖区前积型地震地层特征及砂体分布规律——以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组中段为例[J]. 沉积学报, 2022,40(3):787-800.

HUI X, HOU Y C, YU J, et al. Progradational seismic strata features and distribution of sandstone in the deep-water area of a large-scale lacustrine depression basin:A case study of the middle Yanchang Formation in Longdong,Ordos Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica, 2022, 40(3): 787-800.

[38]
张杰, 李青阳, 王永刚, 等. 鄂尔多斯盆地延长组地震前积反射与页岩油储层展布规律研究[J/OL].沉积学报,1-22.https://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2024.108.

ZHANG J, LI Q Y, WANG Y G, et al. Seismic progradational reflections and shale oil reservoir distribution in Yanchang Formation, Ordos Basin[J/OL].沉积学报,1-22.https://doi.org/10.14027/j.issn.1000-0550.2024.108.

文章导航

/