鄂尔多斯盆地沉积——构造演化及油气勘探新领域2002年9月目录前言一．地质背景与构造演化（一）地质背景 (1)（二）构造演化 (2)二．鄂尔多斯盆地古生代—中生代沉积演化（一）奥陶系沉积体系划分及岩相古地理演化 (4)（二）石炭—二叠纪沉积体系划分及岩相古地理演化 (10)（三）中生界沉积体系划分及岩相古地理演化 (18)三．鄂尔多斯盆地下古生界奥陶系生、储、盖特征及天然气富集规律（三）烃源岩特征 (25)（四）储集岩特征 (33)（五）盖层特征 (44)（六）天然气富集规律……………………………………………………四．尔多斯盆地上古生界生、储特征及天然气富集规律（一）烃源岩特征 (55)（二）储集岩特征 (56)（三）天然气富集规律 (69)五．鄂尔多斯盆地中生界生、储特征及石油资源评价（一）烃源岩特征…………………………………………………………（二）储集岩特征…………………………………………………………（三）石油成藏规律………………………………………………………前言本课题以新理论、新思路为指导，以收集、综合分析和总结已有成果为主，重点野外调查和岩芯观察为辅，深化、综合、总结前人研究成果，研究盆地沉积演化历史，确定生储盖组合、结合研究和总结石油地质规律和油气勘探新领域。

为了完成有关研究内容，课题组成员自合同鉴定之后进行了大量的资料收集，露头剖面观测，钻井岩芯观察等工作，完成了大量工作量，具体见表1。

表1 完成工作量一览表通过一年的工作取得了如下认识1．确定了奥陶系、石炭—二叠系、中生界三叠—侏罗系沉积体系类型，其中奥陶系主要为碳酸岩沉积，包括4大沉积体系，石炭—二叠系主要为陆源碎屑岩沉积，包括6大沉积体系，中生界侏罗系包括三大沉积体系。

2．详细讨论了各时期岩相古地理特征及演化3．深入论述了奥陶系、石炭—二叠系及中生界生储留特征，特别是详细讨论了各时代储集岩特征4．在上述基础上分别讨论了奥陶系、石炭—二叠系及中生界的油气有无勘探目标区，认为今后不同时代油气勘探具有重要的指导意义。

一、地质背景与构造演化（一）地质背景鄂尔多斯盆地位于华北地区的西部，地理位置处于东径106︒20'~110︒30'，北纬35︒~40︒30'，横跨陕、甘、宁、蒙、晋五省区，构造位置处于我国东部构造域和西部构造域的过度带。

东部以晋西挠褶带与吕梁古陆相接，西部经掩冲构造带与六盘山、银川盆地相邻；南部以渭北隆起带与渭河地堑分隔，北部以乌兰格凸起带与河套地堑云带，南、北长700km，东西宽400km，总面积25万km2（图1-1）根据盆地的地质演化史及其中生界地质构造特征，将盆地划分为伊盟起区、渭背挠褶区、伊陕斜坡、天环坳陷和缘掩冲带六个构造单元（图1-1）。

图1-1 鄂尔多斯盆地古生界构造区划图（二）构造演化本区的地质发展史按其构造演化可划分为如下几个阶段。

1．盆地在中晚元古代时，正处于坳拉谷发育阶段，由于晋宁运动的影响，贺兰、秦晋坳拉谷充填粒合而关闭，从而奠定了盆地发展演化的基础。

古构造反映为东北高，并向西南倾斜，中部相对平缓，发育隆坳相间分布的格架，接受了厚达1000m的裂谷沉积。

此时的盆地实际上是一个被夹持于南北大洋与贺兰裂谷之间的陆块。

2．早古生代，盆地处于浅海台地发展阶段，由于南北受加里东地槽制，东西被残存的坳拉谷夹持，中部则发育一醒目的正向构造单位，即中古隆起。

据不同学者研究（赵重远1993，张军1994，张庆龙1997），该隆起雏形于寒武纪，发育于奥陶纪，分布于盐池、定边、庆边、庆阳、黄陵一带，北端走向近南北，向南变为北西西，南端在宁县一带向东转折至黄陵，平面呈“L”型，面积5000km2。

其形成，普遍认为是由于奥陶纪裂谷扩张引起的均衡作用，导致裂谷肩处发生翘升而形成的一个大型隆起。

相应在其东侧因均衡调节而伴生一南北向边侧坳陷，二者相互协调，长期并存，不仅控制了下古生界的沉积，而且对古岩深的发育及非构造气藏的形成也具有重要的影响（图1-2）。

图1-2 裂谷发育过程中裂谷肩的均衡翘升及补偿性边侧盆地形成模式图（引自张吉森等，1995）3．晚古生代时，盆地进入滨海平原发展阶段。

其古构造特征，基本继承了奥陶纪时的面貌，仍为西隆东坳格局，但构造细节变化较大，不同时期的隆起形态，规模及分布均有差异（图1-3）。

石炭纪南北隆起较高，而定边至铁格苏庙之间，由于西侧坳陷的楔入，相应出现鞍状特征。

二叠纪，盆地转入陆相沉积，南部和北部的沉隆代替了前期（石炭纪）东部和西部的沉降，中部古隆起亦趋于消亡。

4．中生代时，盆地处于内陆盆地发展阶段，古构造特征仍然保持了西隆东坳格局。

晚三叠世未，盆地西部发生了强烈的由西向东逆冲推覆，并在其前渊形成坳陷。

相应在盆地东部形成志丹—铜川坳陷，表现出隆、坳形态的位置明显西移。

中侏罗世，强烈的燕山运动使盆地西冲东抬，南北隆升，内部则平缓向西倾斜的构造特征一直延续至今，构成了现今区域构造的基本格局。

图1-3 鄂尔多斯盆地中央古隆起从奥陶纪至二叠纪剖面几何形态图(引自张吉森等，1995)三、鄂尔多斯盆地古生代—中生代沉积体系及岩相地理（一）奥陶系沉积体系及岩相古地理演化1．沉积体系类型依据沉积层序及岩石、古生物标志，结合测井、地震及区域地质特征，将本区奥陶系沉积体系划分为4大类，并可进一步划分为7亚类和40个微相类型（表2-1）。

并在此基础上重塑了各期岩相古地理面貌。

表2-1 奥陶系沉积体系类型划分2．岩相古地理演化1）早奥陶世岩相古地理（1）早奥陶世岩相古地理寒武纪末的兴凯运动，使鄂尔多斯地区抬升为陆，直以早奥陶世冶里期，海水才从东、南、西三个方向入侵，开始了奥陶纪的沉积。

但由于海侵范围仅局限在原先裂谷系的基础上，而鄂尔多斯广大地区仍为一个统一的古陆（附图2-13、14）。

因此早奥陶世冶里期的沉积，主要分布于鄂尔多斯东、南缘和西部的贺兰山地区。

其中东、南缘沉积厚度30~60m，最大120m；西部贺兰山地区厚度110m。

沉积物主要以黄灰色，灰色薄层泥晶云岩、粉—细晶云岩为主，间夹砂屑白云岩透镜体。

底部起伏不平，代表了海侵初期的沉积特征。

可分为三个主要相带，东部为白云岩陆棚环境，南部为向南倾斜的白云岩缓坡环境。

西部贺兰山地区则为云灰坪环境，发育叠层石及水平纹层。

（2）早奥陶世亮甲山期早奥陶世亮甲山期，几乎完全承袭了冶里期的古地理面貌。

海侵范围大体相同，但水体深度略有增加，鄂尔多斯古陆依然存在，分布范围与冶里期基本一致（附图2-15、16）。

东部沉积厚度50~140m，南部沉积厚度20~160m并且由古陆向海槽方向依次增厚；西部贺兰山地区沉积厚度约150m左右。

岩性以含燧石和硅质条块为主要特征，沉积环境与治里期相似，东部为白云岩陆棚，南部为白云岩缓坡，西部贺兰山地区则为云灰坪环境。

2）中奥陶世岩相古地理（1）中奥陶世马家沟一期亮甲山组沉积后，由于怀远运动的影响，使亮甲山期的沉积区露出水面而遭受风化剥蚀，至马家沟一期，又开始了奥陶纪的第二次海侵。

这次海侵较前期规模增大，其前缘已延伸到鄂尔多期中东部地区的陕参1井，陕15井一带（附图2-17、18）。

海侵主要来自东南方向，次为正东向。

由于鄂尔多斯东侧补偿盆地的西部和北部均为陆地包绕，南部的宜探1井马一段底部白云岩中夹多层薄层砂岩，东边的柳林三川河剖面夹十多层薄层和透镜状细砂岩，粉砂岩和页岩，砂岩成份除石英和硅质岩屑外，亦含一些再沉积的白云岩砂。

向北至榆9井和向西到陕15井，富探1井和陕139井，马一段底只存在泥质白云岩或泥质含灰云岩。

由此反映出砂和泥是向北和向西减少的。

表明砂和泥的分布，是寒武纪未兴凯运动抬升后，造成的风化残余物。

马一期再底海侵，这些残余物被改造、聚集成层或混入白云岩沉积物中的。

这一现象也指示了海侵的主要方向是来自东南。

但从整个鄂尔多斯地区的海侵特点来看，马一期仍然承袭了寒武纪以来的西、南、东等三个主体方向，尤以东南部海侵规模较大。

古气候的研究表明，马一期整个华北地台为极度干旱炎热期，海水含盐度高。

越向华北地台西部的鄂尔多斯地区，含盐度更趋增高，除白云岩沉积外，由于中央古隆起的阻隔和消能作用，使进入边侧盆地的海水盐度不断浓缩，沉积了大量的硬石膏岩和盐岩。

形成了含白云岩的硬石膏岩、盐岩盆地。

而在边侧盆地的东侧偷11井、柳林一带，海水含盐度相对较低，发育为盆比硬石膏白云岩坪。

环陆的北部和西部，由于海水循环受阻，虽在局部可有来自古陆的少量大气淡水注入，但不足以使海水含盐度有较大的改变，因此发育为盆缘白云岩硬石膏坪。

鄂尔多斯西缘，紧贴古陆边缘，发育白云岩陆棚，其外侧为紧邻贺兰海槽的斜坡带。

南部渭北地区仍然继承了缓坡环境。

此地干旱炎热的古气候，使该区也形成了含硬石膏的白云岩缓坡。

（2）中奥陶世马家沟二期在马家沟一期海侵的基础上，马家沟二期海侵更加扩大，鄂尔多斯古陆也相应缩小（附图2-19、20）。

海水入侵方向与马一期一致，主要以东南方向为主。

沉积中心位于米脂—清涧一带，厚度为100m左右，其余地区则为50~60m。

淳探1井区沉积厚度92m，是马二时第二个沉积较厚的区带。

马二时边侧盆地内海水的含盐度远比马一时低，但与华北地台区相比，仍属相对较高的地区。

由于此时，来自开阔洋盆的海水因较长距离的运动而被沉积底质消能，使循环对流减弱。

与华北地台其它地区相比，本区马二段中白云岩的含量增多，甚至在榆9井区含有硬石膏岩和盐岩。

边侧盆地东侧的柳林剖面发育石灰岩及生物（屑）灰岩，夹少量白云岩及云质灰岩，为盆缘含白云岩的石灰岩坪环境。

而边侧盆地的南部宜探1井、陕139井一带为盆缘含硬石膏的白云岩—石灰岩坪。

边侧盆地西部的陕参1井、陕15井、富探1井一带，白云岩比例增大，并且硬石膏岩夹层增多，表明该区较东部海水含盐度增大，形成盆缘含硬石膏的石灰岩—白云岩坪。

榆9井位于（内）陆棚盆地中心位置，水体较深，循环较差，部分时期闭塞，从而发育为含膏、盐石灰岩—白云岩盆地。

鄂尔多斯西缘地区，三道坎组底部发育薄层砾岩和砂岩、任1井、任3井也在相应层位见到薄层砂岩，表明该区在马二沉积早期存在砂、砾质滨岩环境，尔后演变为混积陆棚和石灰岩陆棚环境、外侧则为石灰岩斜坡及贺兰海槽沉积。

鄂尔多斯南缘即渭北地区，与马一时沉积环境一致，仍为含硬石膏的白云岩缓坡。

（3）中奥陶世马家沟三期马三时贺兰裂谷扩张作用增强，裂谷脊也随之急据抬升，西翼倾角变陡，中央古隆起带基本定型，边侧盆地下陷成坳陷盆地。

中央古隆起的屏障作用，在马三时更为明显，海水主要来自东部、次为西部，古气候干旱炎热，边侧坳陷盆地内海水含盐度增高，特别是东部深坳陷中心更为闭塞。

榆9井位于盆地深坳陷中心，沉积了硬石膏岩、盐岩、夹少量白云岩的蒸发岩类组合，形成了含白云岩的硬石膏岩、盐岩盆地。