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鄂爾多斯盆地西緣中段構(gòu)造特征與油氣勘探前景

2016-09-27 11:05龐崇友張亞東武鐵嶺
現(xiàn)代地質(zhì) 2016年2期
關(guān)鍵詞:古生界前緣鄂爾多斯

龐崇友,張亞東,王 靜,武鐵嶺

(1.中國石油集團(tuán) 川慶鉆探工程有限公司 地球物理勘探公司,四川 成都  610213;2.中國石油 長慶油田分公司勘探部,陜西 西安 710018)

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鄂爾多斯盆地西緣中段構(gòu)造特征與油氣勘探前景

龐崇友1,張亞東2,王靜1,武鐵嶺2

(1.中國石油集團(tuán) 川慶鉆探工程有限公司 地球物理勘探公司,四川 成都 610213;2.中國石油 長慶油田分公司勘探部,陜西 西安710018)

鄂爾多斯盆地西緣中段是西緣構(gòu)造帶的重要組成部分,關(guān)于該區(qū)的地下構(gòu)造模式由于受地下構(gòu)造復(fù)雜與地震資料品質(zhì)差的影響長期以來缺乏清晰的認(rèn)識。通過地表地質(zhì)、大量地震資料的綜合研究,縱向上以下古生界類復(fù)理石濁積巖系、上古生界煤系區(qū)域性滑脫層為界,將該區(qū)劃分為上部的逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)和下部的原地系統(tǒng)。前者斷裂、褶皺發(fā)育,由6個逆沖席組成,橫向分帶性特征明顯,自西向東劃分為逆沖推覆構(gòu)造主體、前緣過渡帶、前緣帶三個帶;后者構(gòu)造變形較弱,總體為西傾單斜,局部地區(qū)發(fā)育完整背斜圈閉。前緣過渡帶、前緣帶及原地系統(tǒng)勘探目的層眾多,油氣成藏地質(zhì)條件好,勘探前景較好;逆沖推覆構(gòu)造主體目的層已裸露,油氣生成與保存條件較差,勘探潛力欠佳。

構(gòu)造模式;滑脫層;逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng);原地系統(tǒng);勘探前景

0 引 言

鄂爾多斯盆地西緣構(gòu)造帶在區(qū)域構(gòu)造位置上介于鄂爾多斯地塊與六盤山構(gòu)造帶之間,是一個多期發(fā)育形成的復(fù)合構(gòu)造帶,構(gòu)造特征極其復(fù)雜。自20世紀(jì)50年代以來,不同的專家、學(xué)者從不同的角度對該區(qū)進(jìn)行過大量的研究和探討[1-13],取得了豐富的地質(zhì)成果,發(fā)現(xiàn)了馬家灘、李莊子、擺宴井等中生界小型油田[14]。但由于表層黃土覆蓋嚴(yán)重、地表出露老地層的傾角較陡以及地下地質(zhì)構(gòu)造極其復(fù)雜,地震資料品質(zhì)普遍較差,前人依據(jù)地質(zhì)露頭、重力異常、航磁異常、遙感圖像等資料對西緣地區(qū)的斷裂系統(tǒng)、構(gòu)造的分區(qū)分帶性與成因機(jī)制進(jìn)行研究,這些研究缺乏高品質(zhì)地震資料和鉆井資料的支撐,對該區(qū)地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征尚缺乏清晰的認(rèn)識,從而導(dǎo)致構(gòu)造解釋模式存在爭議[12-13]。因此,建立可靠的構(gòu)造解釋模式,準(zhǔn)確落實(shí)構(gòu)造圈閉,是該區(qū)油氣勘探迫切需要解決的難題。近年來,隨著盆地周緣油氣勘探的重要性日益顯現(xiàn),高精度地震勘探技術(shù)被大量投入與應(yīng)用,該區(qū)的地震資料品質(zhì)獲得極大提高;同時,區(qū)域地質(zhì)調(diào)查以及有限的探井也為認(rèn)識該區(qū)地下構(gòu)造特征提供了寶貴的第一手資料。

本文通過對西緣中段近幾年采集的高密度寬線地震資料的連片精細(xì)處理、解釋,結(jié)合已完鉆井資料及區(qū)域地質(zhì)資料,重點(diǎn)開展了西緣中段的構(gòu)造特征研究,重新建立了該區(qū)的構(gòu)造解釋模式,并簡要分析了油氣勘探前景,旨在為該區(qū)下一步的油氣勘探提供參考。

1 地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地西緣構(gòu)造帶具有明顯的東西分帶、南北分段的區(qū)域構(gòu)造特征。依據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、斷裂展布方向的不同,西緣構(gòu)造帶在南北方向上劃分為北、中、南三段。研究區(qū)位于中段,地理位置上位于馬家灘—甜水堡一帶;構(gòu)造位置上西臨銀川地塹,東接天環(huán)坳陷(圖1)。區(qū)內(nèi)地表出露的最老地層為位于青龍山一帶的中元古界薊縣系王全口組薄層-中厚層含硅質(zhì)條帶白云巖;古生界為海相碳酸鹽巖與碎屑巖沉積,總體上看西側(cè)為巨厚的類復(fù)理石建造,向東過渡為碳酸鹽巖-碎屑巖建造,缺失志留系、泥盆系,羅山一帶出露的奧陶系已輕度變質(zhì);上古生界石炭系—下二疊統(tǒng)太原組為海陸交互相含煤建造,是一套區(qū)域性滑脫層;中二疊統(tǒng)及中生界均為河湖相砂泥巖沉積;第三系為一套紅色碎屑巖-含膏鹽建造;第四系風(fēng)積黃土、沖洪積沉積物分布廣泛。

2 構(gòu)造特征

前人對于研究區(qū)構(gòu)造特征的論述較多,這些研究均認(rèn)為該區(qū)發(fā)育逆沖推覆構(gòu)造,其中石炭系—二疊系煤系是主要的滑脫層,逆沖推覆構(gòu)造主要是由5條主干逆掩斷裂沿石炭系—二疊系煤系滑脫層自西向東滑脫、逆掩形成的典型疊瓦狀構(gòu)造構(gòu)成,具有橫向分帶、縱向分層的基本構(gòu)造特征[1-3,6-9,12-13],但這一認(rèn)識無法很好地解釋靠近惠安堡—沙井子斷裂上盤的石炭系—二疊系煤系以上地層層系的斷裂、褶皺及滑脫推覆作用并不發(fā)育這一地質(zhì)事實(shí),也同樣無法解釋靠近西側(cè)的深大斷層均收斂于基底頂面附近而不是收斂于石炭系—二疊系煤系滑脫層的這一現(xiàn)象,而大量高品質(zhì)地震剖面的精細(xì)解釋結(jié)果表明下古生界類復(fù)理石濁積巖系可能是靠近西側(cè)的地層發(fā)生強(qiáng)烈逆沖推覆的底板滑脫層;此外,西側(cè)發(fā)育的逆沖斷層不僅卷入層位多(下古生界—新生界均卷入),斷面傾角也陡,與東側(cè)所發(fā)育的低緩逆掩斷層主要存在于中新生界地層的情況明顯不同。前人對于同一逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)內(nèi)部的分帶性特征差異及其成因的關(guān)注與研究則相對很少,能否合理解釋這些問題是判斷該區(qū)構(gòu)造模式建立是否正確的關(guān)鍵所在。

圖3 L1測線地震解釋剖面圖(測線位置見圖1)Fig.3 Seismic interpretation section of section L1 ( seeing Fig.1 for section’s location )

在對該區(qū)的區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造資料、已完鉆井資料等綜合分析的基礎(chǔ)上,通過對大量高品質(zhì)地震剖面的精細(xì)解釋,建立了西緣中段的構(gòu)造解釋模式(圖2),在縱向上以下古生界類復(fù)理石濁積巖系、上古生界石炭系—二疊系煤系兩大區(qū)域性滑脫層為界,由上部的逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)與下部的原地系統(tǒng)垂向疊置而成。從地震剖面可以清晰地看出(圖3—圖8),該區(qū)在縱向上發(fā)育下古生界類復(fù)理石濁積巖系、上古生界石炭系—二疊系煤系兩大滑脫層,兩大滑脫層同屬西緣中段逆沖推覆構(gòu)造的區(qū)域性滑脫層,在惠安堡—沙井子斷裂以東的地區(qū)以石炭系—二疊系煤系為主要滑脫層,惠安堡—沙井子斷裂以西地區(qū)的滑脫層由石炭系—二疊系含煤巖系向下過渡到下古生界類復(fù)理石濁積巖系,基底巖系基本未受擾動。區(qū)域性滑脫層以上地層組成逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng),斷裂、褶皺變形強(qiáng)烈;區(qū)域性滑脫層以下地層為原地系統(tǒng),構(gòu)造形態(tài)相對簡單。

2.1逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)

圖4 L2測線地震解釋剖面圖(測線位置見圖1)Fig.4 Seismic interpretation profile of section L2 ( seeing Fig.1 for section’s location )

圖5 L3測線地震解釋剖面圖(測線位置見圖1)Fig.5 Seismic interpretation profile of section L3 ( seeing Fig.1 for section’s location)

圖6 L4測線地震解釋剖面圖(測線位置見圖1)Fig.6 Seismic interpretation profile of section L4 ( seeing Fig.1 for section’s location )

圖7 L5測線地震解釋剖面圖(測線位置見圖1)Fig.7 Seismic interpretation profile of L5 ( seeing Fig.1 for section’s location )

圖8 L6測線地震解釋剖面圖(測線位置見圖1)Fig.8 Seismic interpretation profile of section L6 ( seeing Fig.1 for section’s location )

馬家灘斷裂是逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)的前緣斷裂,黃河斷裂為后緣斷裂,其間自西向東還依次發(fā)育了羅山東、青龍山—平?jīng)?、惠安堡—沙井子、煙墩山、積家井等西傾東沖逆斷層,斷層呈近等間距排列,走向近北北西向,略呈向北東方向凸出的弧形。每條沖斷層的鋒端形成窄陡背斜或高斷塊;在背斜的后方由于斷層的牽引作用向下凹進(jìn)而形成寬緩向斜,兩條逆沖斷層之間的向斜和背斜共同構(gòu)成逆沖席。

根據(jù)斷裂與褶皺的變形強(qiáng)度、卷入層位的新老、滑脫層系的變化等特征將逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)自西向東劃分為逆沖推覆構(gòu)造主體、前緣過渡帶、前緣帶三個帶(圖2—圖8)。

2.1.1逆沖推覆構(gòu)造主體

逆沖推覆構(gòu)造主體發(fā)育于惠安堡—沙井子斷裂的上盤,呈西厚東薄的楔狀,以基底頂界附近的下古生界類復(fù)理石濁積巖系為底板滑脫層,其西界為黃河斷裂,其間還發(fā)育了羅山東斷裂、青龍山—平?jīng)鰯嗔?,形成了羅山逆沖席、韋洲逆沖席、石溝驛逆沖席,這些沖斷層與逆沖席一起共同構(gòu)成逆沖推覆構(gòu)造主體。

逆沖推覆主體的斷裂發(fā)育規(guī)模大,延伸長,卷入地層多;斷面西傾,呈淺部陡、深部緩的產(chǎn)狀特征,向下逐漸歸并到一起,剖面上呈帚狀分布,東傾西沖斷層不發(fā)育,擠壓沖斷特征明顯。前人均認(rèn)為這種擠壓沖斷層體系屬于逆沖推覆構(gòu)造體系的一部分[1,3,6-9],但對于這些沖斷層的底板滑脫層的研究卻相對較少。從地震剖面上可以清晰地看出,這些斷裂的斷面在基底頂面附近明顯變緩,滑脫特征清晰,表明基底頂面附近可能存在一個重要的區(qū)域性滑脫層。地面地質(zhì)調(diào)查資料表明[15],惠安堡—沙井子斷裂以西的下古生界寒武系—奧陶系地層為一套巨厚的類復(fù)理石濁積巖建造,其中的泥質(zhì)巖類已變質(zhì)為板巖、千枚狀板巖、千枚巖(圖9)。在能干性較弱的板巖、薄層硅質(zhì)巖和薄層灰?guī)r中,因擠壓剪切而發(fā)生塑性變形,野外地質(zhì)露頭可清晰見到不對稱固態(tài)流變褶皺、平臥褶皺、腸狀褶曲以及復(fù)式背斜,表明下古生界的類復(fù)理石濁積巖系在深埋條件下表現(xiàn)為較強(qiáng)的塑性軟弱層,可以成為沖推覆構(gòu)造主體的底界滑脫層。正是在這一深層滑脫層的作用下,逆沖推覆構(gòu)造主體才向東發(fā)生了較大距離的移動。根據(jù)多條地震測線的測算結(jié)果,該區(qū)水平推移距離達(dá)13~25 km,地層縮短率為31%~35%。

羅山逆沖席由羅山隆起帶組成,地表大面積出露已變質(zhì)的奧陶系地層,構(gòu)成羅山背斜帶的核部。由于受地表出露灰?guī)r以及地層傾角較大的影響,該逆沖席所在部位的地震資料品質(zhì)較差,但根據(jù)地震剖面仍然可以對其邊界斷層(黃河斷裂、羅山東斷裂)的位置及其產(chǎn)狀進(jìn)行準(zhǔn)確界定,地層界面產(chǎn)狀則參考地面地質(zhì)資料和地震剖面綜合解釋。

韋洲逆沖席位于羅山東斷裂和青龍山—平?jīng)鰯嗔阎g,由韋洲向斜與青龍山背斜帶組成,變形地層為三疊系—薊縣系。韋洲向斜為西翼陡、東翼緩的不對稱向斜,自北而南由L2、L3線僅見到向斜的東翼逐漸變寬、變完整;從淺到深,向斜的構(gòu)造形態(tài)基本一致。青龍山背斜在L5、L6剖面上構(gòu)造形態(tài)完整,向南由于受青龍山—平?jīng)鰯嗔训膹?qiáng)烈切割、抬升而呈現(xiàn)為不完整的單邊構(gòu)造,中元古界薊縣系地層已被強(qiáng)烈逆沖出露在三疊系地層之上(圖9)。

石溝驛逆沖席位于青龍山—平?jīng)鰯嗔雅c惠安堡—沙井子斷裂之間,由石溝驛向斜與太陽山背斜帶組成。從剖面上看,石溝驛向斜總體為西翼陡、東翼緩的不對稱向斜,主要形成于上二疊統(tǒng)及其以上層系。下二疊統(tǒng)及其以下地層的基本形態(tài)為東傾的單斜。太陽山背斜同樣呈現(xiàn)為不完整的單邊構(gòu)造。

2.1.2前緣過渡帶

前緣過渡帶位于惠安堡—沙井子斷裂的下盤、石炭系—二疊系煤系滑脫層以上,東界為馬家灘斷裂,主要由上古生界—中生界地層組成,斷裂作用、表皮褶皺十分強(qiáng)烈。

前緣過渡帶自西向東依次發(fā)育了煙墩山、積家井、馬家灘等3條西傾東沖逆掩斷層,相應(yīng)地形成了煙墩山逆沖席、積家井逆沖席、馬家灘逆沖席。這些西傾逆掩斷層在剖面上均表現(xiàn)為上陡下緩、向下逐漸收斂的特征,并沿石炭系—二疊系煤系順層滑脫,形成底板沖斷層;斷距表現(xiàn)為淺部大、深部變小的特征;上盤常常發(fā)育一系列呈疊瓦狀展布的東傾逆斷層并多被西傾逆沖斷層所限制或切割,在地震剖面上東傾斷層與西傾逆沖斷層形成“y”字形斷層組合。分析認(rèn)為這些東傾西沖逆斷層可能具有兩種成因:(1)逆沖推覆早期的前緣帶形成的反沖斷層,在逆沖推覆作用不斷向前擴(kuò)展過程中被后期形成的西傾東沖逆斷層所切割而形成,東傾斷層的斷距往往大于西傾逆沖斷層;(2)由西傾逆沖斷層作用所伴生的反向調(diào)節(jié)逆斷層??傮w上看,各斷層的水平斷距和垂直斷距自西向東逐漸變小,斷層規(guī)模也逐漸變?nèi)?,說明該區(qū)斷層是受自西向東的擠壓應(yīng)力呈前展式向東擴(kuò)展而形成的。

前緣過渡帶的褶皺較為發(fā)育,由背斜和向斜組成,總體表現(xiàn)為背斜陡窄、向斜寬緩的不對稱特征。背斜主要形成于西傾逆掩斷層上盤,是逆掩斷層在向前擴(kuò)展過程中引起的地層褶皺,軸線大致與斷層線走向平行,兩翼不對稱呈東翼陡、西翼緩特征,并常常被一系列呈疊瓦式展布的東傾斷層所改造成為高斷塊,或后期遭受抬升剝蝕使背斜形態(tài)不完整;向斜則是由于斷層的牽引導(dǎo)致地層向下凹而形成的,形態(tài)寬緩。

2.1.3前緣帶

前緣帶位于前緣過渡帶以東,是推覆體向東擴(kuò)展受到鄂爾多斯剛性地塊阻擋而形成的表層褶皺帶。從全區(qū)來看,前緣帶的斷裂與褶皺構(gòu)造并不發(fā)育,地層較為平緩,但在研究區(qū)中南部大水坑—擺宴井一帶的前緣帶以一組高角度東傾反沖斷層為特征,由反沖斷層及其伴生的褶皺組成。前緣過渡帶與前緣帶之間形成前緣三角帶。根據(jù)構(gòu)造特征的不同,前緣帶的構(gòu)造樣式可分為2類:反沖斷層型前緣、反沖斷層切割型前緣。

(1)反沖斷層型前緣:以反沖斷層出現(xiàn)為特征(圖10),反沖斷層也呈疊瓦式排列,上陡下緩,向下歸并到石炭系—二疊系煤系地層中,斷層的上盤常發(fā)育低幅度褶皺構(gòu)造。

(2)反沖斷層切割型前緣:這類前緣是由于反沖斷層被西傾東沖斷層的前緣分支斷層切割形成的(圖11)。推測前緣分支斷層的形成時間要略晚于反沖斷層,但也有可能屬同期構(gòu)造產(chǎn)物,分支斷層切割反沖斷層,構(gòu)成反沖斷層切割型前緣。

兩種不同的前緣帶構(gòu)造樣式是逆沖推覆構(gòu)造向前擴(kuò)展的不同階段的終端產(chǎn)物,從分支斷層型前緣、反沖斷層型前緣到反沖斷層切割型前緣真實(shí)反映了逆沖推覆作用不斷向前延展的過程。

圖10 反沖斷層型前緣構(gòu)造樣式Fig.10 The frontal structural style of recoil-fault type

圖11 反沖斷層切割型前緣構(gòu)造樣式Fig.11 The frontal structural style of recoil-fault-cut type

前緣帶的褶皺構(gòu)造主要分布于中生界地層的反沖斷層上盤,是因反沖斷層向上擴(kuò)展引起的地層褶皺而形成,兩翼不對稱,靠近反沖斷層上盤的西翼較陡,東翼較緩。背斜的形態(tài)在形成初期較為完整,局部地段被后期的西傾逆掩斷層切割改造。

2.1.4逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)分帶特征差異的成因探討

通過對逆沖推覆構(gòu)造主體與前緣過渡帶的構(gòu)造變形特征對比分析可以看出,兩者之間存在明顯的差異:(1)逆沖推覆構(gòu)造主體的斷層規(guī)模大,擠壓沖斷性質(zhì)明顯,褶皺作用弱,而前緣過渡帶斷層規(guī)模相對較小,滑脫逆掩性質(zhì)更加突出,褶皺作用強(qiáng)烈;(2)逆沖推覆構(gòu)造主體的卷入層位多,下古生界類復(fù)理石濁積巖系滑脫層以上的地層層系均卷入變形,而前緣過渡帶的構(gòu)造形變主要發(fā)育于石炭系—二疊系煤系滑脫層以上的上古生界—中生界地層中。

綜合分析認(rèn)為,這一構(gòu)造形變特征的差異是該區(qū)地質(zhì)體的物理性質(zhì)(內(nèi)因)與后期受到的構(gòu)造擠壓應(yīng)力(外因)共同作用的結(jié)果。中晚元古代—早古生代早中期以及晚古生代早期,鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)曾長期處于拉張應(yīng)力場環(huán)境,并發(fā)育了一系列近南北走向、傾角較陡的西傾正斷層,斷層上盤由于水體較深沉積了巨厚的類復(fù)理石濁積巖建造。從該區(qū)的地震剖面可以清晰看出惠安堡—沙井子斷裂西側(cè)的下古生界及其更老地層的厚度明顯大于斷裂東側(cè),青銅峽—固原斷裂以西地區(qū)早古生代類復(fù)理石建造的地質(zhì)體物質(zhì)密度較小,加上西側(cè)地層埋藏較深使得巖石塑性增強(qiáng),物質(zhì)抗壓強(qiáng)度變??;在后期強(qiáng)大的擠壓應(yīng)力作用下后期斷層首先沿早期正斷層部位這樣的應(yīng)力薄弱點(diǎn)發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn),斷層性質(zhì)由正轉(zhuǎn)逆,而且西側(cè)更靠近力源,擠壓應(yīng)力更大,并沿基底頂界附近的下古生界類復(fù)理石濁積巖系滑脫層順層滑脫,因此斷層規(guī)模更大、卷入層位更多、擠壓沖斷性質(zhì)明顯,從而形成了青銅峽—固原、羅山東、青龍山—平?jīng)觥⒒莅脖ぁ尘拥壬畲髷嗔?,這些斷裂向下歸并到基底頂界附近的下古生界類復(fù)理石濁積巖系滑脫層。前緣過渡帶所在區(qū)域在地質(zhì)歷史時期基本為繼承性的西傾斜坡,沉積物穩(wěn)定、單一,無論是基底還是后期沉積物其密度與抗壓強(qiáng)度均較大,并沒有發(fā)育形成西側(cè)早期正斷層這樣的應(yīng)力薄弱點(diǎn),其應(yīng)力薄弱部位主要集中于石炭系—二疊系的軟弱巖層,因此在后期的擠壓應(yīng)力作用下首先沿石炭系—二疊系的煤系軟弱層發(fā)生順層滑動,滑動層面之上地層不斷向東位移。在擠壓作用不斷向東擴(kuò)展過程中,由于受到鄂爾多斯地塊的阻擋,在推覆體的前緣形成反沖斷層,但強(qiáng)大的擠壓應(yīng)力源源不斷地自西向東傳遞而來,構(gòu)造作用不斷向東延展,這些反沖斷層也不斷被西傾的逆沖斷層切割、突破,在突破反沖斷層的同時也發(fā)育了一些調(diào)節(jié)斷層,從而形成前緣過渡帶現(xiàn)今的構(gòu)造面貌。

2.2原地系統(tǒng)

原地系統(tǒng)位于惠安堡—沙井子斷裂的下盤、石炭系—二疊系滑脫層之下,主要由下古生界地層組成,在掩沖推覆過程中被動地承受擠壓,是被推覆體掩覆的掩沖帶基盤。原地系統(tǒng)總體為大型平緩的西傾單斜,巖層變形相對較弱,斷裂不發(fā)育。但由于逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)在強(qiáng)大的、自西向東擠壓作用力下整體向東位移,而原地系統(tǒng)與鄂爾多斯地塊剛性基底一起則相對向西移動,并向秦祁褶皺帶深部塑性區(qū)發(fā)生A型俯沖,與來自西側(cè)的作用力對擠,從而在對擠作用較強(qiáng)的馬家灘—大水坑一帶發(fā)育了近南北向展布的低幅度背斜構(gòu)造帶和鼻隆帶,背斜帶上形成多個背斜構(gòu)造,形態(tài)完整,兩翼對稱,如馬家灘北、李莊子、苦水等背斜構(gòu)造。

3 油氣勘探前景

研究區(qū)目前已在中生界、上古生界、下古生界發(fā)現(xiàn)了多個含油氣層系,但仍然是一個有利而尚未詳探的油氣復(fù)合型勘探區(qū)。通過對油氣成藏條件的綜合分析,認(rèn)為逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)的前緣過渡帶、前緣帶及原地系統(tǒng)是油氣勘探的有利區(qū),逆沖推覆構(gòu)造主體的勘探潛力欠佳。

3.1惠安堡—沙井子斷裂下盤

惠安堡—沙井子斷裂下盤的前緣過渡帶、前緣帶的中生界與上古生界的油氣成藏地質(zhì)條件優(yōu)越,主要表現(xiàn)在:(1)烴源方面,縱向上發(fā)育了長7油頁巖、石炭系—二疊系煤系以及奧陶系烏拉力克組—拉什仲組暗色泥頁巖與泥質(zhì)碳酸鹽巖等多套主力烴源巖,延長組的長9、長4+5、長1以及侏羅系延安組等輔助烴源巖也具有一定的生烴能力,總之烴源巖的生烴強(qiáng)度大、成熟度高,烴源條件極為優(yōu)越,油氣源供給較為充足。(2)儲集條件方面,儲集層系多,縱向上包括三疊系的延長組、延安組,二疊系山西組的山2段、山1段以及下石盒子組的盒8段等,各儲集層段的分流河道砂體縱向疊置、橫向連片,累計(jì)厚度大,分布較為穩(wěn)定,儲集層物性較好。(3)區(qū)內(nèi)的構(gòu)造圈閉、構(gòu)造-巖性圈閉和巖性地層圈閉發(fā)育,油氣成藏時間匹配良好。目前,在區(qū)內(nèi)已發(fā)現(xiàn)馬家灘油田(延長組)、李莊子油田(延安組)、大水坑(延安組)等一批中生界小型油田。通過近年來高精度地震勘探的開展,地震剖面品質(zhì)獲得了極大改善,圈閉、斷裂的識別精度不斷提高,近期部署的多口中生界石油勘探井、上古生界氣探井相繼獲高產(chǎn)油氣流,而該區(qū)仍然有相當(dāng)規(guī)模的圈閉未進(jìn)行過鉆探,尤其是上古生界的鉆探程度仍然很低,因此前緣過渡帶及前緣帶的中生界、上古生界仍然具有良好的勘探前景。

對于原地系統(tǒng)的下古生界,近年來逐漸受到油氣勘探工作者的關(guān)注和重視,并取得了一些新成果,發(fā)現(xiàn)一些新苗頭[16-19]。已有的研究表明,下古生界的油氣成藏地質(zhì)條件也較為有利,主要表現(xiàn)為:(1)烴源方面,奧陶系平?jīng)鼋M暗色泥頁巖和泥質(zhì)碳酸鹽巖是該區(qū)下古生界最主要的烴源巖,具有較好的生烴能力;寒武系辛集組與饅頭組的暗色泥巖、張夏組鮞粒巖具有一定的生烴能力;此外,上古生界石炭系—二疊系煤系烴源巖在局部地區(qū)與下古生界直接接觸,對成藏也具有一定的烴源供給作用。(2)儲集條件方面,寒武系張夏組—三山子組厚度較大的鮞粒灘或顆粒灘灰?guī)r、顆粒云巖,在寒武紀(jì)末期的懷遠(yuǎn)運(yùn)動時期遭受了長時間的風(fēng)化剝蝕,表生巖溶作用使灰?guī)r、云巖發(fā)生強(qiáng)烈的溶蝕、云化,地表露頭及鉆井巖心均揭示溶孔、溶洞發(fā)育,儲集性能極佳[20-23]。奧陶系桌子山組—克里摩里組具備發(fā)育臺緣礁灘儲集體的良好條件,多條地震剖面顯示研究區(qū)存在可疑礁灘儲集體的反射特征。奧陶紀(jì)末期,受晚加里東運(yùn)動的影響,奧陶系地層遭受了長達(dá)1.3~1.5億年的抬升剝蝕,桌子山組、克里摩里組均已被剝蝕出露,極易形成儲集性能較為良好的巖溶縫洞型儲集體,這已為區(qū)內(nèi)及鄰區(qū)鉆井所證實(shí)[16-19]。因此,寒武系頂部巖溶風(fēng)化殼儲集體、奧陶系礁灘儲集體與巖溶縫洞型儲集體是重要的勘探方向,具有一定的勘探潛力,應(yīng)加強(qiáng)探索與研究。

3.2惠安堡—沙井子斷裂上盤

對于惠安堡—沙井子斷裂上盤的逆沖推覆構(gòu)造主體,羅山逆沖席與石溝驛逆沖席的地層變形強(qiáng)烈,逆沖斷裂發(fā)育,油氣成藏地質(zhì)條件總體較差,主要表現(xiàn)在:(1)下古生界碳酸鹽巖地層在晚加里東運(yùn)動時期處于區(qū)域較低部位而不利于形成巖溶縫洞型儲層,在后期構(gòu)造運(yùn)動中則遭受強(qiáng)烈擠壓并抬升出露至地表,油氣保存條件差。(2)上古生界或中生界的烴源巖在大量生排烴時期正值大規(guī)模斷裂形成時間,一方面構(gòu)造擠壓抬升使得烴源埋深變淺,不利于烴源巖油氣的生成與排出;此外,這些斷裂基本上都斷至地表,從而導(dǎo)致油氣沿著斷裂進(jìn)行逸散,不利于油氣聚集成藏。相比較而言,韋洲逆沖席在L5、L6線地震剖面所在區(qū)域的青龍山背斜形態(tài)較為完整,推測應(yīng)具有較好的油氣成藏地質(zhì)條件,是值得探索的油氣勘探區(qū)域。

4 結(jié) 論

(1)通過對大量高品質(zhì)地震剖面的精細(xì)解釋,建立了鄂爾多斯盆地西緣中段的構(gòu)造解釋模式,以下古生界類復(fù)理石濁積巖系-上古生界煤系滑脫層為界,剖面上表現(xiàn)為由上部的逆沖推覆構(gòu)造系統(tǒng)與下部的原地系統(tǒng)垂向疊置而成。前者斷裂、褶皺發(fā)育,由多個逆沖席組成,橫向分帶性特征明顯,自西向東劃分為逆沖推覆構(gòu)造主體、前緣過渡帶、前緣帶三個帶;后者構(gòu)造變形較弱,總體為西傾單斜,局部地區(qū)發(fā)育完整背斜圈閉。

(2)惠安堡—沙井子斷裂下盤的前緣過渡帶、前緣帶及原地系統(tǒng)勘探層系眾多,成藏地質(zhì)條件良好,勘探前景較好;上盤的逆沖推覆構(gòu)造主體目的層已裸露,油氣生成與保存條件較差,勘探潛力欠佳。

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Structural Features of the Middle Section and Its Petroleum Exploration Prospects in the West Margin of Ordos Basin

PANG Chongyou1,ZHANG Yadong2,WANG Jing1,WU Tieling2

(1.ChuanqingDrillingEngineeringLtdCo.,GeophysicalProspectingCompany,CNPC,Chengdu,Sichuan610213,China;2.DepartmentofExploration,ChangqingOilfieldCompany,PetroChina,Xi’an,Shaanxi710018,China)

The middle section in the west margin of Ordos basin, located between Ordos Block and Qinling-Qi-lianshan fold belt, is an important part of the west margin tectonic belt. Many studies have been carried out about the surface structural features in recent years, but the underground structural features and structural modes are not clear till now due to the complex structural deformation and poor seismic imaging quality making identification of underground structures difficult. Integrated surface geology and a mass of high-quality seismic data, given the decollement from flyschoid turbidites of Lower Paleozoic to coalmeasures of Upper Paleozoic as a detachment, two structural systems can be divided vertically which are the thrust nappe tectonic system in the upper part and the autochthonous system in the lower part. The former is constituted of six thrust sheets with intensive deformation of folds and faults, which are Luoshan thrust sheet, Weizhou thrust sheet, Shigouyi thrust sheet, Yandunshan thrust sheet, Jijiajing thrust sheet and Majiatan thrust sheet, has obvious lateral zonation characteristics and is divided horizontally into three parts from west to east in this area, such as overthrust structural body, frontal transitional zone and front zone. The autochthonous system is a west-dipping monocline with weak structural deformation, and complete anticlinal traps are developed in local area. A greater exploration prospect for oil and gas can be assumed in the frontal transitional zone, the front zone and the autochthonous system due to numerous exploration targets and good geological conditions of hydrocarbon accumulation. The Cambrian to Jurassic exploratory objectives are exposed, together with the intense deformation of faults, the generation and preservation of hydrocarbon become poor, herein making petroleum exploration potential poor in the overthrust structural body.

structural mode;decollement;thrust nappe tectonic system; autochthonous system;explorationprospect

2015-03-03;改回日期:2015-11-03;責(zé)任編輯:潘令枝。

龐崇友,男,碩士,工程師,1979年出生,石油地質(zhì)學(xué)專業(yè),主要從事油氣地震地質(zhì)綜合研究工作。

Email:pangchy2015@163.com。

P542

A

1000-8527(2016)02-0274-12

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