油页岩与火山岩的关系研究

第一章基础地质概况一、构造地质特征鄂尔多斯盆地西南缘地区南接秦岭-祁连造山带，西接六盘山构造带，研究区位于秦岭-祁连纬向造山带与贺兰山-六盘山径向构造带交汇十字的东北角，横跨鄂尔多斯盆地伊陕斜坡、渭北隆起、天环坳陷和西缘逆冲推覆带四个构造单元（图1-1）。

图1-1 研究区区域构造简图秦岭-祁连造山带属中央造山带的重要组成部分，主要由前寒武纪结晶基底组成，包括秦岭群、陇山岩群深变质地层和中元古代宽坪岩群、斜峪关岩群、草滩沟群及葫芦河岩群等，被不同性质、不同成因类型的岩浆侵入体侵入。

鄂尔多斯盆地位于西北和华北两大地理地貌和地质构造单元过渡区，地处中国东西部两种不同大地构造动力学机制和不同地壳构造演化背景结合部位，其地质构造演化既继承了华北地块古生代碳酸盐岩台地稳定构造演化特征，又叠加了西部中生代盆山活动构造演化的地域特色。

鄂尔多斯盆地内部出露地层主要为三叠系至白垩系，在盆地范围内二叠纪地层与下伏早古生代地层呈平行不整合接触关系，上三叠统延长组与中侏罗统延安组呈平行不整合接触，大部分地区缺失早侏罗统富县组。

三叠纪地层与侏罗纪地层一起褶曲变形，形成轴向北西宽缓向斜构造，并与上覆白垩纪地层以角度不整合接触，白垩纪地层仅见挠曲及小规模脆性断裂；说明海西－印支构造旋回在华北陆块以地壳隆升为主；而燕山构造运动是鄂尔多斯盆地具褶皱或造山性质的一次构造变形事件。

鄂尔多斯西缘逆冲构造带以八渡-虢镇断裂和黄堆断裂分别与六盘山构造带和渭河盆地相隔，广泛分布中元古代至早古生代的陆表海碳酸盐岩、晚古生代和中生代碎屑岩沉积，在盆地南缘渭北隆起构造带发育东西向展布的褶皱及脆性断裂，奥陶系平凉组粉砂质页岩中可见破劈理，代表加里东运动构造形迹。

汾渭盆地为新生代断陷盆地，活性断裂和隐伏断裂发育，滑坡及断层地貌特征明显，反映了喜山运动的构造变动形迹。

二、地层鄂尔多斯盆地西南缘分布的地层自上而下依次是第四系，白垩系下统泾川组、罗汉洞组、环河－华池组、宜君－洛河组，侏罗系中统直罗组、下统延安组，三叠系上统延长组，中统纸坊组，下统和尚沟组和刘家沟组，二叠系上统石千峰组，中统石盒子组、山西组，石炭系、奥陶系、寒武系和蓟县系。

其中石炭系和奥陶系地层在西部和东南部分布特征差异明显。

研究区地层特征见表1-1.表1-1 研究区地层特征简表1. 第四系第四系主要由灰黄色黄土与砂砾石组成，呈松散状，基本未成岩，直接不整合覆盖在白垩系泾川组之上。

2. 白垩系鄂尔多斯盆地西南缘出露的白垩系地层主要有下白垩统泾川组、罗汉洞组、环河-华池组、洛河-宜君组，厚度一般超过1300m。

泾川组以紫红、灰绿、灰黄、粉红色等杂色泥岩、砂质泥岩和粉细砂岩为主，夹有灰、蓝灰色泥质灰岩薄层，以蓝灰色泥岩和泥灰岩的出现与下伏罗汉洞组为界，泾川组与下伏罗汉洞组呈整合接触关系。

罗汉洞组岩性主要为灰绿色粗-中粒砂岩夹薄层棕红色泥岩，以灰绿色粗-中粒砂岩与下伏环河组棕红色细砂岩明显区分，罗汉洞组与下伏环河-华池组呈整合接触关系。

环河组-华池组上部岩性为灰绿色泥岩、砂质泥岩与薄层－中厚层棕红色细砂岩互层，中部为浅棕红色、棕红色细砂岩、泥质砂岩夹薄层灰绿色泥岩、砂质泥岩，底部为深灰色、灰色泥岩夹灰白色、浅灰色细砂岩和泥质砂岩。

环河组-华池组与下伏洛河组－宜君组呈整合接触关系。

洛河-宜君组岩性为巨厚层棕红色不等粒砂岩夹薄层棕红色泥岩，直接不整合覆盖在中侏罗统直罗组之上，其以巨厚层棕红色细砂岩与下伏直罗组顶部的灰绿色泥岩分界特征明显。

3. 侏罗系鄂尔多斯盆地西南缘地区缺失上侏罗统安定组及下侏罗统富县组，大部分地区只有中侏罗统直罗组和下侏罗统延安组，且直罗组和延安组发育不全。

直罗组岩性大致可以分为3段，上部岩性为灰绿色含砾粗砂岩、灰绿色细砂岩夹泥质砂岩和棕褐色砂质泥岩及泥岩。

中部厚层状浅灰白色砾岩、含砾粗砂岩夹少量绿色中砂岩和泥质粉砂岩。

下部为大套灰白色砾岩、含砾砂岩。

直罗组与下伏延安组呈平行不整合接触关系，二者标准层是不整合面之上的直罗组下部巨厚含砾粗砂岩。

延安组岩性为灰白色砾岩、含砾粗砂岩、中细砂岩夹灰黑色和黑色泥岩和多层煤层。

延安组与下伏三叠系延长组为不整合接触关系，二者之间缺失下侏罗统富县组。

4. 三叠系鄂尔多斯盆地西南缘地区三叠系自上而下包括延长组、纸坊组、和尚沟组与刘家沟组。

延长组与上覆侏罗系延安组为不整合接触关系，二者的差别是延长组泥岩多呈黑色或灰黑色，延安组砂岩多为白色或灰白色，夹少量棕色。

延长组与下伏中三叠统纸坊组呈整合接触。

两个组之间的区别是纸坊组以棕红、棕褐色为主色调，常以棕红色或棕褐色泥岩出现作为纸坊组的顶，而以灰绿色、灰白色砂岩的消失作为延长组的底。

延长组在盆地内部一般自上而下划分为10个段，即长1－长10油层组，而在鄂尔多斯盆地西南缘大部分地区延长组长1－长7油层组被剥蚀掉，一般仅残留长8－长10油层组。

纸坊组岩性主要为棕红色泥岩和砂岩互层，以“红层”出现作为纸坊组与上覆延长组的分界，纸坊组地层划分特征就是进入本组后，泥岩和砂岩均变为深红色，砂岩以中细砂岩为主。

和尚沟组是一套由棕红色细砂岩、粉砂岩和深灰色、棕红色泥岩组成的岩性组合，是一套以细粒碎屑岩为主的沉积体，以棕红色泥岩的出现作为它与纸坊组的分界，以厚层棕红色泥岩的大量出现和灰绿色细砂岩的开始出现作为和尚沟组与刘家沟组的分界。

和尚沟组与上覆纸坊组和下伏刘家沟组均为整合接触，刘家沟组主要为深棕色泥岩、砂质泥岩与绿灰色细砂岩、泥质砂岩，不发育中砂岩和粗砂岩，是一套棕红色为主色调的细粒碎屑岩沉积组合。

图1-2 鄂尔多斯盆地西南缘地层系统5.二叠系二叠系地层在鄂尔多斯盆地西南缘地区出露不全，自上而下包括上二叠统石千峰组、中二叠统石盒子组和下二叠统山西组。

上二叠统石千峰组是紫红色、棕红色泥岩、泥质粉砂岩夹长石砂岩组成的一套干旱内陆河湖相沉积，红色泥岩中夹钙质结核。

石盒子组岩性上两分性明显，上石盒子亚组为灰白、灰绿、棕褐、棕红色砂岩与泥岩互层，下石盒子亚组为灰白、黄绿砂岩、泥岩组合，二者差别明显。

下二叠统山西组以灰黑色、深灰色泥岩为主，间夹灰色细砂岩、中砂岩、粉砂岩和粗砂岩的旋回性层系。

山西组在研究区平凉地区野外露头出露，厚度较小（图1-3），而在南部陇县-岐山一带缺失，在盆地内部普遍缺失山1段煤层，仅存山2段粗碎屑岩和暗色泥岩沉积。

6. 石炭系石炭系在鄂尔多斯盆地西缘北段为羊虎沟组，属于祁连海沉积体系，以灰黑色泥岩和粉砂质泥岩为主，夹灰色至灰白色薄层细粒－中粒砂岩、深灰色的灰岩和薄煤层，呈现西厚东薄特征。

石炭系在鄂尔多斯盆地铜川以东以北地区为太原组，属于华北海沉积体系，而在研究区整个石炭系地层缺失。

图 1-3 鄂尔多斯盆地西南缘上古生界地层发育与对比7．奥陶系奥陶系为一套潮坪、泻湖、陆棚或台地边缘礁滩等沉积，长期以来许多研究人员对鄂尔多斯盆地(特别是西南缘分布的奥陶系野外露头)地层学、沉积学、岩相古地理和生烃性等特征进行了大量深入细致的研究工作。

研究表明鄂尔多斯盆地西南缘地区奥陶系地层比较复杂，因为该区为古生代三大海域即华北海、祁连海和秦岭海的汇聚地区，海进和海退导致沉积相变复杂，地层对比和岩相古地理恢复难度较大，前人对此做了很多工作，其中岩相古地理工作成果以冯增昭等（1999,2001）系列成果为代表，生物礁研究以叶剑等（1999,2000）为代表，盆地西缘与南缘地层对比以杨华等成果最为详细（图1-4所示），这些研究为奥陶系油气勘探评价奠定了非常好的基础。

从图1-4可以看出，鄂尔多斯盆地西缘北段地区（以桌子山剖面为代表）奥陶系为祁连海沉积，自上而下包括中奥陶统蛇山组、公乌素组、拉什仲组、乌拉力克组，下奥陶统克里摩里组、桌子山组和三道坎组，可以与西部地区奥陶系对比。

平凉-陇县一带为秦岭海沉积，自下而上主要有下奥陶统麻川组、水泉岭组、三道沟组，中奥陶统平凉组，上奥陶统缺失，可以与西秦岭地区奥陶系对比。

而岐山以东地区为华北海沉积，自下而上主要有下奥陶统冶里组、亮甲山组、下马家沟组、上马家沟组和峰峰组，中奥陶统平凉组，上奥陶统虽然发育，但是沉积特征比较复杂，目前存在一定争论。

本研究为了保持与油气勘探传统一致，在报告中有关奥陶系地层划分和名称均使用惯用的华北地区奥陶系地层划分方案及对应的地层名称。

8. 寒武系寒武系主要为深灰色云岩、含泥云岩、含灰云岩夹灰黑色泥岩、云质泥岩，自下而上包括毛庄组、徐庄组、张夏组和三山组。

寒武系中统毛庄组地层为一套灰褐色含灰砂岩、含灰泥岩、泥岩与浅灰色、深灰色含砂屑灰岩、含云灰岩组成。

徐庄组岩性为浅灰色、灰色、深灰色生物骨屑灰岩、含泥灰岩、含云灰岩及藻砂屑灰岩，夹灰黑色泥岩及含鲕粒灰岩。

生物碎屑主要为棘屑类和三叶虫类。

张夏组岩性为深灰色粗晶云质灰岩。

生物碎屑主要为瓣鳃类、介形虫和三叶虫碎片。

与下伏徐庄组呈整合接触。

三山组岩性为深灰色云岩、含泥云岩、含灰云夹灰黑色泥岩、云质泥岩。

9．蓟县系蓟县系在研究区多处野外露头见到，同时在几个探井中也钻遇到蓟县系，蓟县系岩性主要为浅灰白色、褐灰色条带状含硅质藻云岩与含泥藻云岩不等厚互层。

三、沉积与构造发展简史从中元古代到早古生代，鄂尔多斯盆地西南缘属于稳定的华北地台向秦岭-祁连海槽过渡的西南边缘，沉积了巨厚的陆缘海相沉积。

早古生代晋宁运动形成的古中国地台解体，秦-祁-贺三叉裂谷重新复活，该区演变为大陆边缘-斜坡环境，沉积了厚达数千米的海相碳酸盐岩夹碎屑岩沉积建造，为第二套沉积盖层，是鄂尔多斯盆地下古生界沉积最厚的地区。

受加里东运动的影响，贺兰坳拉槽和鄂尔多斯地块整体抬升遭受剥蚀，缺失上奥陶统-下石炭统，遭受了长达1.5亿年的剥蚀改造，在奥陶系顶部发育了区域性具有油气勘探意义的风化壳。

加里东构造运动在盆地西南缘表现为显著的造山特征，从早奥陶世末开始，秦岭-祁连古大洋壳向北俯冲，导致大华北陆表海盆地沉积的终结，华北区域大面积隆升；此后北秦岭发生造山运动，拼贴、增生于华北陆块南缘，形成华北陆块南缘和北秦岭造山隆起，期间经历了长达1.2亿年的风化剥蚀，缺失志留系-下石炭统，直到晚石炭世才接受沉积。

图1-5 鄂尔多斯盆地西南部构造演化模式图加里东造山运动导致盆地西南缘发生褶皱变形，形成由沉积盖层组成的加里东构造带，以陇县西北的背锅山地区和麟游-永寿-嵯峨山地区为代表。

陇县背锅山地区晚元古代、早古生代出露较全，其基本构造面貌形成于加里东期，并受到后期以断块作用为主要特征的构造叠加改造。

褶皱主要呈北西－北西西向，较宽缓，轴面向南西－南南西陡倾，是一以宽弯褶皱作用为特征的浅层次构造。

麟游－永寿－嵯峨山地区前寒武纪－早古生代地层经历了地壳浅层次强烈构造变形和轻微变质作用，二叠系以区域性角度不整合覆盖于其上。

晚石炭世晚期开始，鄂尔多斯盆地开始整体沉降，海水自东北向西南方向侵入，发育海陆交互相的晚石炭世本溪组和早二叠世太原组。