松辽盆地南部埋藏史郭 巍1,于文祥2,刘招君1,马 琳11.吉林大学地球科学学院,长春 1300262.长春市国土资源局,长春 130026摘要:盆地沉降史和埋藏史分析是油气评价的重要组成部分,根据松辽盆地南部测井资料,在地层剥蚀量计算的基础上,开展了沉积速率、沉降速率和埋藏史研究。

沉积速率和沉降速率模拟结果表明:沙河子组、营城组沉积速率和沉降速率最高,泉头组、明水组较高,而登娄库组、青山口组、姚家组、四方台组较低。

埋藏史研究结果表明:沙河子组 营城组时期,具有快速沉降、快速沉积和快速埋藏特征;营城组末期遭受剥蚀,地层缺失和剥蚀自西向东有增大的趋势;登娄库组 明水组时期,埋藏史特征表现为较快速的沉降、沉积和埋藏;姚家组以下的地层保存相对完整,嫩江组上部 明水组地层剥蚀较大,东南隆起区基本缺失嫩江组三段 明水组;古近纪 新近纪,总体特征是缓慢抬升,之后缓慢下降、缓慢沉积、缓慢埋藏。

关键词:松辽盆地南部;埋藏史;剥蚀量;沉积速率;沉降速率中图分类号:P618.13 文献标识码:A 文章编号:1671 5888(2009)03 0353 08收稿日期:2008 09 27基金项目:国家重大油气专项(ZP-Y -01)作者简介:郭巍(1960 ),男,内蒙古包头人,副教授,博士,主要从事沉积学与石油地质学研究,E mail:guow ei jldx @ 。

The Burial History of the Southern Songliao BasinGU O Wei 1,YU Wen xiang 2,LIU Zhao jun 1,MA Lin 11.Colle ge of E arth S cience s ,Jilin Univ e rsity ,Chang chun 130026,China2.B ure au of the L and an d Resourc es of Chan gchu n,Chan gchu n 130026,Ch inaAbstract:T he analysis of basin subsidence history and bur ied histo ry are im po rtant part of hydro car bon appraisement.According to the w ell lo gg ing data of south Songliao basin,on the basis of fo rmatio n denude,the authors ev olved the research o n deposition r ate,subsidence rate and buried history.T he simulatio n of deposition rate and the subsidence rate indicate that the deposition rate and the subsidence rate of the Shahezi For matio n,the Yingcheng For mation is the rapidest,the Quantou Formation,the Mingshui Form ation is high,and the Denglouku Formation,the Qingsankou For mation,the Yao jia Form ation,the Sifangtai Form ation is low ;the finding of the buried history m ake know n the sig nificance that fast depo sition,fast subsidence and fast burial fro m the Shahezi Form ation to the Yingceng Form ation.The str ata is denuded in the Late Yingcheng For matio n,stratigraphic break and denudation present in creasing ly tendency fr om w est to east;the sig nificance of buried history is the m ore fast depositio n,sub sidence and interm ent.From the Denglouku For matio n to the M ingshui Formation,the subsidence stay entire fr om the Yaojia Fo rmatio n,the strata fro m upper the Nenjiang Fo rmation to the M ingshui Forma tion denudation acutely.T he strata basically absent in the so utheast uplift of the basin from T he Neng jiang Fo rmation to the M ing shui For matio n.From the Paleogene to the N eo gene,the overall sig nificient present that strata uplift slow ly,then fall slo w ly,depo sitio n slo w ly,bury slo w ly.第39卷 第3期2009年5月吉林大学学报(地球科学版)Jour nal of Jilin U niver sity(Ea rth Science Editio n)Vo l.39 No.3M a y 2009Key words:the southern Song liao basin;buried histo ry;denudation;deposition rate;subsidence rate0引言松辽盆地是中国东部大型中新生代具有断坳双重结构的复合沉积盆地。

其南部系指松辽平原嫩江、第一松花江及拉林河以南盆地部分,地跨吉林、辽宁、内蒙古三省区,现今仍为地貌盆地。

松辽盆地南部根据其基底性质和盖层的区域地质特征,可进一步划分为4个一级构造单元,即西部斜坡区、西南隆起区、东南隆起区、中央坳陷区(图1)。

图1松辽盆地南部构造分区图Fig.1Tectonic indifferent location of the southern of Songliao basin盆地南部构造演化经历了伸展断陷、坳陷、构造反转和新生代断坳等4个阶段。

沉积体系发育特征在断陷期具近源、多源、多沉积体系特点;坳陷期受3个主要的物源控制,形成冲积扇 河流 (扇)三角洲 湖泊沉积体系组合。

盆地埋藏史的模拟现已成为含油气盆地资源评价的关键技术之一。

目前,盆地埋藏史恢复的计算机模型主要有正演和反演2种模型,二者均是基于沉积压实原理[1]。

而应用沉积压实原理恢复盆地埋藏史的方法主要有沉积速率法、物质平衡法、回剥法等,其中反演回剥法是较精确的方法[2]。

本文以回剥法为基础,探讨了松辽盆地南部埋藏史。

1埋藏史恢复的基本原理1.1埋藏史计算模型一般认为地层在埋藏成岩过程中,骨架颗粒的总体积保持不变,成岩中岩石体积减小主要是孔隙度减小所致。

孔隙度的减小主要受压实、胶结作用的控制,其中压实作用是主要作用,通常可以忽略胶结作用的影响,将孔隙度的减小近似地看作压实量。

假定地层的横向位置在沉积过程中不变,变化的仅是纵向位置。

根据质量守恒法则,随着埋藏深度的增加,地层厚度变小,但骨架厚度始终不变[3],其数学表达式为h s =!Z 2Z1[1- (Z)]d Z 。

(1)式中:h s 为地层骨架厚度,m;Z 1、Z 2为现今地层的顶界和底界埋深,m; (Z)为地层的孔隙度 深度曲线函数。

不同岩性有不同的孔隙度 深度曲线,因此整个地层的孔隙度 深度曲线是不同岩石的孔隙度 深度354吉林大学学报(地球科学版) 第39卷曲线的百分组合[4]。

考虑到火石岭组和营城组火山岩发育的特殊地质条件,在模型中加入火山岩体,并认为火山岩体在埋藏过程中孔隙度保持不变。

建立了综合岩性孔隙度 深度解析数学表达式为(Z)=P s 0s ex p(-C s Z)+P m 0m ex p(-C m Z)+P v v0。

(2)式中:P s为砂岩含量(%);P m为泥岩含量(%);P v 为火山岩含量(%); 0s为砂岩原始孔隙度(%); 0s=42.7%; 0m为泥岩原始孔隙度(%); 0m=64.5%; 0v为火山岩原始孔隙度(%), 0v=10%;C s,C m分别为砂岩和泥岩的压实系数(m-1);其中C s=0.000076,C m=0.00034。

由于在埋藏史恢复中,最终得到的是地层的古埋藏深度底界,因此z2才是最终需要的变量,把(2)式代入(1)式中,得到关系式:z2=(h s+Z1)-P s 0s/C s[ex p(-C s Z2)-exp(-C s Z1)]-P m 0m/C m[exp(-C m Z2)-ex p(-C m Z1)]-0.1P v。

(3) z2是所求的地层古埋深底界,Z1和Z2分别是现今地层埋藏深度的底界和顶界。

依据测井原理,利用声波时差数据计算得到的孔隙度能较真实地反映地层的实际情况。

利用声波时差数据计算孔隙度公式为= t- t mst f- t ms。

(4)式中: t为声波时差; t ms为声波在孔隙度为零的岩石中传播的时差,为常量; t f为声波在液体中传播的时差,为常量。

尽管测井中由于井壁断裂、泥饼的影响,声波时差在局部不能完全反映地层孔隙度的真实大小,但并不影响整体上声波时差反映孔隙度大小的准确性。

在计算得到孔隙度后,利用回归拟合的方法剔除异常的孔隙度数据并得到孔隙度 深度函数[5]。

1.2剥蚀量计算埋藏史恢复时一个重要参数就是地层剥蚀量。

计算剥蚀量的方法有很多种,但是各有不同的适应条件,根据研究区的地质状况选择了声波时差法。

研究结果表明,在具有均匀小孔隙度的地层中,声波的传播速度和孔隙度大小存在正比例线性关系。

因此,不同的声波时差变化与不同孔隙度变化可以类比,即在正常压实情况下可以用指数函数来表示声波时差数据与深度的关系:T=T0ex p(-bx)。

(5)式中:T为声波传播时间,即声波时差;T0为声波在地表的传播时间,一般为常量;b为指数衰减常数。