鄂尔多斯盆地延长组物源分析新解

鄂尔多斯盆地延长组物源分析新解摘要：鄂尔多斯盆地是我国重要的含油气盆地，延长组是盆地内主要的含油层系。

根据古流向、盆地周缘古陆形态、轻重矿物分布特征、岩屑分布特征和稀土元素的分布特征，确定延长期存在东北、西北、东南、西南和南部五个主要方向的沉积物源，且东北和西南物源影响范围广。

东北物源以阴山古陆太古代变质岩为主，西北物源以阿拉善古陆太古界片麻岩为主，西南、南部和东南部物源分别以陇西古陆、与盆地南部相邻的秦岭一祁连褶皱造山带和盆地东南缘的古秦岭剥蚀区，岩性以早古生界片麻岩、花岗岩类为主。

关键词：延长组；物源分析；鄂尔多斯盆地1999年毕业于江汉石油学院石油与天然气勘探专业,工程师，现在长庆油田采油五厂从事石油与天然气开发工作。

鄂尔多斯盆地是我国重要的含油气盆地,也是属于地台型构造沉积盆地，晚三叠世开始进入内陆坳陷盆地沉积期，其中晚三叠世延长组沉积时期气候温暖潮湿，发育大型陆相湖盆，并环湖发育了一系列河流一湖泊三角洲沉积体系,这些延长组三角洲体系是盆地主要的含油气体系。

环湖三角洲有利于油气的捕俘，但其展布和物性受源区及源区母岩的控制和影响[1]。

因此，弄清延长组沉积期的物源位置、阐明古物源与沉积体系的空间配置对远景区油气储层的准确预测具有重要意义。

早在2003年，魏斌,魏红红,陈全红,赵虹从重矿物分布特征和古流向资料出发，认为鄂尔多斯盆地上三叠统延长组存在东北和西南两个方向的沉积物源［2］。

此项工作为进一步研究小层对比及沉积微相划分奠定了基础，对于勘探寻找有利储层，开发提高注采效果也具有一定的现实意义。

1 地质概况鄂尔多斯盆地位于我国中央构造带中部,华北克拉通西部，是我国第二大沉积盆地,横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区，面积约28万平方千米。

分为伊盟隆起、渭北隆起、晋西挠褶带、陕北斜坡、天环拗陷及西缘冲断构造带六个一级构造单元（图1）。

图1鄂尔多斯盆地构造区划图按照前人的研究成果[3]，延长组划分为10个油层组。

其中长10-长9为湖盆拗陷初期，长8 —长7 期为湖盆深陷扩张期，长6 —长4 + 5为湖盆抬升回返早期,长3-长1为湖盆抬升收缩晚期[4]。

其中从长10沉积期到长8沉积期，盆地充填由河流沉积体系逐渐演化为大型三角洲，长7沉积期湖盆达到鼎盛时期，长6沉积期是鄂尔多斯盆地大型三角洲主的要建设时期，长8和长6是延长组主要的含油层系。

2 物源分析物源分析的主要任务是确定物源方向，浸蚀区或母岩位置等。

物源分析的方法较多，本文主要根据延长组的野外古流向资料、周缘古陆特征、轻重矿物和岩屑特征、稀土元素富集规律等物源分析方法对研究区延长组进行物源分析。

2.1 古流向测量识别物源露头区保存有一系列完整的指示古水流方向的沉积标志，如大型槽状交错层理、水流线理、砾石的叠瓦状构造、大型河道走向等，古流向测量就是对这些沉积标志所指示的古流水方向进行测量。

古流向测量是揭示古物源最直接和最有力的手段[5、6]。

2.1.1 延长组早期古流向通过对图1所示盆地周缘多个剖面延长组早期古流向的测量，得出了鄂尔多斯盆延长组沉积早期地古流向统计表（表1）。

从表1看出，延长组早期盆地东北部榆林地区的神木窟野河和佳县佳芦河剖面古流向近SSW；盆地西部的华亭汭水河剖面和灵武古窑子剖面古流向近东。

表1鄂尔多斯盆延长组沉积早期地古流向统计表综合上述古流向资料知，延长组早期，鄂尔多斯盆地一个大型的内陆汇水盆地，四周的古水流方向呈内收敛状指向盆地中心。

2.1.2 延长组中期古流向由延长组中期古流向图（图2(a)）可以看出，延长组中期盆地西北部沉积物的平均搬运方向约105°，西南部的平凉－华亭地区古流向约39°，盆地南部的宜君－铜川地区古流向约320°，盆地东部延长－宜川地区沉积物搬运方向近南西向，盆地东北榆林地区沉积物古流向约为200°。

由此知，延长组沉积中期，沉积物以从盆地边缘向中心搬运为主。

图2 鄂尔多斯盆地中期——早期古流向图2.1.3 延长组晚期古流向由延长组晚期古流向图（图2(b)）知，延长组晚期，古流向和中期相比，变化不大，具良好的继承性。

即盆地西北部沉积物的搬运方向近南动向，西南部古流向近北东向，南部古流向近北，东部古流向近南西向，东北部的古流向近南南西向。

综合延长组古流向资料知，鄂尔多斯盆地延长组沉积期西北部沉积物物源区在盆地的西北部，西南部平凉－华亭地区沉积物物源区在盆地的西南部，沉积物呈从盆地边缘向中心搬运的格局。

另外，盆地东北缘砂岩的粒度最粗，西南缘的沉积物粒度也较粗，结合古流向参数，可以判断在延长组沉积时，物源主要来自北部和西南部。

2.2 盆地周缘古陆特征识别物源盆地中的碎屑充填物绝大部分来源于盆地范围以外的物源区。

D i c k i n s o n[7]认为，大地构造性质不同的物源区，提供给盆地的沉积物也不同。

因此，分析盆地周缘古地貌特征也是分析古物源最直接和最有力的证据[8]。

延长期，盆地北缘及东北缘阴山和乌兰格尔地区隆起，西北缘的桌子山、贺兰山、大小罗山和西南缘的陇县—宝鸡古陆隆起，南缘秦岭-祁连褶皱带和东南缘的秦岭地区接受剥蚀（图3）。

盆地西北缘的桌子山、贺兰山、大小罗山和西南缘的陇县—宝鸡古陆除出露古老花岗岩、片麻岩外，部分地区出露震旦系石英岩、寒武-奥陶系浅变质岩及碳酸盐岩，盆地西北部及西南部延长组石英含量高，且西北部火山碎屑含量也不低，西南部电气石、金红石和碳酸岩屑含量较高，表明盆地西北部沉积物源在桌子山、贺兰山、大小罗山一带，西南部沉积物源在陇县—宝鸡古陆一带。

盆地南缘秦岭-祁连褶皱带隆起也是盆地南部的沉积物源区。

图3鄂尔多斯盆地延长期周缘古陆展布图2.3 轻重矿物和岩屑组分分布特征判识物源轻矿物、重矿物和岩屑组分分布特征是判断母岩性质和物源方向最重要的标志[9]。

从长10轻矿物分布图(图4（a）)可以看出，盆地东北部为高长石区，西南部为高长石和较高岩屑区，西北部为石英和长石近等区，反映至少存在东北、西南和西北三个方向的沉积物源。

从长10岩屑组分分布图(图4（b）)可以看出，盆地东北部为岩浆岩和变质岩岩屑含量低且接近相等，西南部为岩浆岩和变质岩岩屑含量高区，西北部为变质岩岩屑含量高区，也反映至少存在东北、西南和西北三个方向的沉积物源。

从长10重矿物分布图(图4（c）)可以看出，盆地东北部以石榴子石-锆石组合为主，西南部以石榴子石-绿帘石组合为主，西北部以石榴子石组合为主；进一步反映盆地内至少存在东北、西南和西北三个方向的沉积物源。

综合轻矿物、岩屑和重矿物组分分布特征共同反映出长10期盆地内至少存在东北、西南和西北三个方向的物源区。

.图4鄂尔多斯盆地长10轻重矿物和岩屑组分分布图同样做了鄂尔多斯盆地延长组长9——长1的轻重矿物和岩屑组分分布图，得知长9、长8、长7和长3均存在东北、西北、西南、南和东南五个方向的沉积物源，其中东北物源占优势，西南物源次之；长6、长4+5、长2和长1均存在东北、西北、西南和南四个方向的沉积物源，其中东北物源占优势，西南物源次之。

2.4 稀土元素判识物源稀土元素(REE) 是指元素周期表中从57号元素镧（La）到71号元素镥（Lu）的镧系元素和39号元素钇（Y），其中原子序数较小的稀土元素(La~Eu)为轻稀土元素(LREE)，原子序数较大的稀土元素(Gd~Lu)为重稀土元素(HREE)。

因REE 化学性质稳定，在风化、剥蚀、搬运、沉积及成岩过程中不易迁移而几乎被等量地转移到碎屑沉积物中，因而在分析物源方向方面得到了广泛运用。

2.4.1盆地东部和东北部REE分布模式盆地东北缘大青山太古代变质岩表现出轻稀土元素(LREE)富集，重稀土元素(HREE)严重亏损，铈、铕轻微亏损；REE配分模式表现为“右倾斜”、LREE 富集、HREE平坦型（图5（a））。

而盆地东北部延长组沉积的REE分配模式（图5（b））和东部的REE分配模式（图5（c））与大青山太古代变质岩一致，说明它们之间具有较大的亲缘关系，推测盆地东北部和东部物源来自东北部古阴山提供的稳定物源。

图5鄂尔多斯盆地延长组周缘REE分配模式2.4.2盆地西北部变质岩REE分配模式盆地西北缘大武口地区太古界黑云母斜长片麻岩与盆地西北部已钻井延长组和汝箕沟剖面中的REE分布曲线形态具有较好的对比性，它们都表现出轻稀土元素(LREE)富集，重稀土元素(HREE)严重亏损，铕轻微亏损；REE分配模式表现为“右倾斜”、LREE富集、HREE平坦，不同样品相同元素含量接近（图5(d)）。

由此推测，阿拉善古陆太古界片麻岩应该是鄂尔多斯盆地延长组西北沉积体系的主要物源供给者。

2.4.3盆地西南部和南部变质岩REE分配模式盆地西南缘陇西古陆与盆地西南部石沟驿剖面和所钻井延长组沉积岩中稀土元素分配模式曲线基本相似，均表现为轻稀土元素(LREE)富集，重稀土元素(HREE)亏损，铕轻微亏损，铥严重亏损；REE分配模式表现为“右倾斜”、LREE 富集、HREE相对平坦，不同样品相同元素含量接近（图5（e））。

表明盆地西南延长组沉积物来自于以陇西古陆为代表的盆地西南边界的早古生界片麻岩、花岗岩类。

盆地南缘的策底坡剖面的REE曲线形态与盆地南部延长组的REE曲线形态差异不大，不同之处是铥轻微亏损（图5（e）），表明物源与西南部不同，推测盆地南侧的秦岭-祁连褶皱造山带也许是物源的供应区。

2.4.4盆地东南部REE分配模式由盆地东南部外缘周至柳叶沟延长组REE分配模式可以看出，该区REE 分配模式整体表现为“比较平直”型（图5(f)），和与之相邻的东部和南部区块的“右倾斜”模式截然不同，证明肯定存在东南方向的物源，推测蚀源区应该是盆地东南段的秦岭古陆。

3 结论综合延长组古流向、盆地周缘古陆形态、轻重矿物分布特征、岩屑分布特征和稀土元素的分布特征，可以看出鄂尔多斯盆地延长组沉积时期存在东北、西北、东南、西南和南五个方向的沉积物源。

理论和事实证明，盆地内砂岩储层的展布特征受控于沉积物源，物源的确定能够间接的指明下一步的勘探方向，故鄂尔多斯盆地延长组物源研究对于储层预测和盆地内后续勘探方向的确定具有重要的现实意义。

参考文献:[1] 汪正江，陈洪德．鄂尔多斯盆地晚古生代陆源碎屑沉积源区分析[J]．成都理工学院学报，2001，28(1)：7—8．[2] 魏斌,魏红红,陈全红,等.鄂尔多斯盆地上三叠统延长组物源分析[J]．西北大学学报(自然科学版)，2003，33(4)：447-449[3] 杨俊杰.鄂尔多斯盆地构造演化及油气分布规律[M].北京:石油工业出版社,2002.[4] 杨友运.印支期秦岭造山活动对鄂尔多斯盆地延长组沉积特征的影响[J]. 煤田地质与勘探，2004，32（5）：7-9.[5] 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.[6] PETIERPE，PETJIJOHNFJ ．古流向与盆地分析[ M] ．陈发景译．北京：科学出版社，1 9 8 4 ．[7] DICKINSONWR,SUCZEKCA．Platetectonicsandstonecompositions [ J ]．AAPC,1979,6 3 :2164-2182 ．[8] 赵澄林.沉积岩石学(第三版)[M].北京:石油工业出版社,2001 :394-404[9] 郑荣才，王昌勇，李虹，等. 鄂尔多斯盆地白豹一华池地区长6油层组物源区分析[ J ]．岩性油气藏,2007,19(1):32-38.注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。