鄂尔多斯盆地构造与多种矿产的耦合成矿特征

多种能源矿产共存富集的盆地动力学问题正在成为地质学家期待解决的前缘科学问题.鄂尔多斯盆地是在古生代华北克拉通盆地基础上发育形成的中新生代多旋回沉积盆地,盆地构造与多种能源矿产时空配置关系的研究表明,油-气-煤-铀等多种沉积能源矿产虽然赋存于盆地的不同构造单元和古生界至中生界的不同地质层位,但它们在空间分布和成矿时间上却表现出相互关联,共存富集的统一性,促使它们统一成矿、共存定位的峰值时代主要发生在盆地重大变革的燕山中晚期(140～120 Ma±)和后期改造过程的早喜山期(60 Ma±),明显受控于盆地中新生代的构造演化关键时期的构造转换及其耦合成矿作用.因此,探索研究鄂尔多斯盆地不同演化阶段的古构造面貌、关键变革时期的构造应力场环境及其叠加转换关系,有助于客观认识多种能源矿产共存富集可能受控的统一构造动力学环境及其耦合成矿效应.

鄂尔多斯盆地陇东地区长4+5油层组致密砂岩储层成岩作用及成岩相

运用铸体薄片鉴定、扫描电镜、X-衍射及高压压汞等测试方法,系统分析了鄂尔多斯盆地陇东地区长4+5油层组砂岩储层的成岩作用特征及其对储层物性的影响,进而对储层成岩相特征及有利成岩相的分布进行了研究。结果表明:研究区长4+5储层成岩阶段总体处于中成岩阶段A-B期,压实作用与碳酸盐胶结作用造成原始孔隙的大量损失,使储集层物性变差;早期绿泥石薄膜的发育有利于原生孔隙的保存;溶蚀作用使物性得到明显改善。根据成岩作用对物性的影响,划分出绿泥石薄膜-粒间孔相、高岭石胶结-长石溶蚀相、伊利石胶结-长石溶蚀相、碳酸盐胶结相、硅质-伊利石胶结相等5种成岩相带,优质储集层与成岩相密切相关,绿泥石薄膜-粒间孔成岩相的砂体物性、含油性最好,是研究区长4+5储集层石油最富集的成岩相带。

鄂尔多斯盆地中新生代峰值年龄事件及其沉积-构造响应

通过锆石-磷灰石裂变径迹年龄分布及其与粗碎屑沉积建造和地层不整合关系的综合分析,提供了鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的年代学约束及其沉积响应特点。印支期构造事件主要发生在230～190Ma,包含215Ma和195Ma两个峰值年龄,在盆地西南缘发育晚三叠世粗碎屑类磨拉石建造及其与上覆地层的平行不整合。燕山期构造事件主要发生在燕山中晚期的150～85Ma,包含145Ma、120Ma和95Ma等3个峰值年龄,在盆地西南缘发育燕山中期的晚侏罗世和早白垩世的粗碎屑类磨拉石建造及其地层间的角度不整合。喜山期构造事件主要表现为盆地区域的多旋回构造隆升,至少包含55Ma、25Ma和5Ma等3个幕次的峰值年龄事件。其中,锆石和磷灰石叠合分布的峰值年龄(145Ma)和其相关的角度不整合、逆冲推覆和区域岩浆活动等,共同指示了鄂尔多斯盆地中新生代的一次关键构造变革事件。

核磁共振岩心实验分析在低孔渗储层评价中的应用

根据核磁共振（ NMR）岩心实验分析的基本原理、方法和相关参数模型的研究进展，对鄂尔多斯盆地东部ZC油田3062井延长组长6油层组低孔渗砂岩样品进行了储层物性、孔隙结构和束缚水饱和度等参数的NMR岩心实验分析，并将其与常规岩心测试参数进行了分析与对比，探讨了低孔渗储层NMR岩心实验分析的精度及其应用效果。结果表明，3062井长6油层组砂岩属于典型的低孔渗储层，孔隙度在8．6％～13．0％，渗透率在（0．07～1．27）×10^-3μm2；低孔渗砂岩样品NMR岩心实验所分析的孔隙结构、孔隙度、束缚水饱和度数据与其常规岩心分析结果基本一致，且系统偏差较小，但基于NMR实验参数的储层渗透率预测模型尚存在较多的不确定性，核磁共振渗透率预测结果与常规岩心分析渗透率数据存在较大偏差。

多期次油气成藏流体包裹体间接定年——以鄂尔多斯盆地东北部二叠系油气藏为例

多期次油气成藏年代学是多旋回叠合盆地油气成藏动力学研究的热点问题。运用流体包裹体测温与其宿主岩层磷灰石裂变径迹(AFT)热史模拟相结合的研究方法,探讨了鄂尔多斯盆地东北部二叠系多期次油气成藏的温度和时间序列。结果表明,研究区二叠系不同含油气层段中生代—新生代总体经历了2～3期油气成藏事件:①二叠系各层段在中生代早中期多旋回沉降埋藏增温阶段经历了2期原生油气成藏事件,成藏温度主要分布在78.9～89.3℃和120.7～124.5℃,成藏时间分别为距今162～153 Ma和140～128 Ma;②上二叠统在晚白垩世以来抬升改造阶段经历了1期油气次生成藏事件,成藏温度主要集中在98.6℃,成藏时间接近30 Ma。对于多旋回叠合含油气盆地复杂成岩-成藏系统而言,多井段样品、多类型定年数据与其宿主岩石构造热演化史相结合的系统分析,有可能是更为客观地全面认识多旋回叠合盆地油气成藏期次和时间及其多期次油气动态成藏过程的重要途径。

准噶尔盆地东北部DB1井中生界碎屑锆石LA-ICP-MSU-Pb定年

对准噶尔盆地东北部Db1井中生界晚三叠世-中晚侏罗世三组砂岩样品,共计199颗锆石进行了显微结构和LA-ICP-MSU-Pb定年分析.根据锆石矿物特征,阴极发光图像和年龄分布特征,结合区域沉积古流体系的地质约束,对研究区晚三叠世-中晚侏罗世的沉积物源环境及其地质构造意义进行了讨论.结果表明:碎屑锆石主要物源可能包括准噶尔盆地内部、准北周缘造山带,碎屑锆石U-Pb年龄以较宽的时域分布在150～1 224 Ma,并在统计分布上存在4个主要的538～360 Ma,354～271 Ma,267～208 Ma,185～150 Ma年龄区间及对应的510,490,410,330,290,250,162 Ma7个峰值年龄.碎屑锆石出现162 Ma的峰值年龄,反映了燕山运动对准噶尔地区的影响.

鄂尔多斯盆地中生代构造事件及其沉积响应特点

以鄂尔多斯盆地中新生代构造演化的区域动力学环境分析为基础，重点通过锆石和磷灰石裂变径迹年龄数据的统计分析，提供了鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的年代学约束，并结合地层不整合关系和沉积建造特征讨论了中生代构造事件的沉积响应特点．讨论结果表明：印支期构造事件主要发生在230-190Ma，在盆地西南缘发育晚三叠世粗碎屑类磨拉石建造．燕山期构造事件主要发生在燕山中晚期的150-85Ma，包含145Ma±、120Ma±和95Ma±三个峰值年龄组，锆石和磷灰石裂变径迹年龄叠合分布的峰值年龄（140-150Ma±，平均145Ma±），指示了鄂尔多斯盆地中新生代构造演化过程中最为关键的一次构造变革事件，并在盆地西南缘发育上侏罗统芬芳河组和下白垩统志丹群等多套粗碎屑类磨拉石建造．

唐王陵昭陵组砾岩碎屑锆石U-Pb年代学分析

唐王陵砾岩的时代归属及其沉积物源环境一直是鄂尔多斯盆地南缘新元古界—下古生界沉积地层学研究和油气地质勘探备受关注且长期存有争议的问题。采用LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学方法,定量分析探讨了唐王陵昭陵组砾岩的时代归属和物质来源。结果表明：昭陵组砾岩的碎屑锆石U-Pb测年数据主要分布在744～943 Ma（n=6）、1 005～1 412 Ma（n=15）、1 449～2 209 Ma（n=255）和2 274～2 696 Ma（n=49）四个年龄区间,相应的峰值年龄集中在815 Ma、1 182 Ma、1 811 Ma、2 454 Ma,最年轻的单颗粒锆石年龄为744 Ma。它与盆地西缘贺兰山地区震旦纪正目观组的碎屑锆石U-Pb年龄谱非常相似,但明显有别于盆地南缘晚奥陶世平凉组,尤其是缺少平凉组碎屑锆石主要集中在454 Ma的峰值年龄,由此限定昭陵组砾岩的沉积时代主要发生在晚前寒武纪或震旦纪。锆石U-Pb年龄谱的区域对比揭示,昭陵组砾岩的沉积物源主要来自于华北（鄂尔多斯）地块的古元古代变质基底岩系和其南缘北秦岭构造带的晚前寒武纪岩浆岩—变质杂岩,呈现稳定地块与活动带双向混合物源特征。

鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的峰值年龄及其沉积响应

通过锆石-磷灰石裂变径迹的峰值年龄与地层不整合事件的综合分析,提供了鄂尔多斯盆地中新生代构造事件的年代学约束及其沉积响应特点.印支期构造事件主要发生在230～190 Ma,包含215 Ma±和195 Ma±两个峰值年龄,在盆地西南缘发育晚3叠世粗碎屑类磨拉石建造.燕山期构造事件主要发生在燕山中晚期的150～85 Ma,包含145 Ma±、120 Ma±和95 Ma±3个峰值年龄,在盆地西南缘发育燕山中期的芬芳河组和志丹群的粗碎屑类磨拉石建造.喜山期构造事件主要发生在65～5 Ma,包含55 Ma±、25 Ma±和5 Ma±3个峰值年龄.其中,锆石和磷灰石叠合分布的峰值年龄(145 Ma±),指示了鄂尔多斯盆地中新生代的一次关键性构造变革事件.

用自生伊利石定年确定鄂尔多斯盆地东北部二叠系油气成藏期次

运用含油气砂岩自生伊利石K-Ar定年方法,探讨分析了鄂尔多斯盆地东北部上古生界二叠系油气成藏的期次和时间。结果表明,二叠系不同含油气层段均不同程度地经历了与烃源岩两次主生烃作用相应的(175～155 Ma和145～115 Ma)原生油气成藏事件,峰值年龄主要集中在中侏罗世晚期的165 Ma和早白垩世早期的130 Ma。其中,下二叠统油气成藏期以较宽的时域分布(178～110 Ma),中、上二叠统则相对较晚地分布在(160～108 Ma),且上二叠统的起止时限主要集中在(160～125 Ma);二叠系样品年龄的空间分布总体呈现其油气成藏过程具有自南(178～122 Ma)向北(131～108 Ma)年龄逐渐减小的渐次运聚成藏特点。因此,包括上二叠统在内的二叠系不同层段均不同程度地经历了早-中侏罗世和早白垩世的两期原生油气成藏作用,上二叠统气藏现今显示的次生成藏特点很可能是在原生油气成藏基础上后期叠加改造或次生成藏的结果。

鄂尔多斯盆地东北部二叠系油气成藏的时间和期次

油气成藏年代学是多旋回叠合盆地油气成藏动力学研究的热点问题.运用钻井岩心样品的自生伊利石同位素定年和流体包裹体间接定年方法,探讨分析了鄂尔多斯盆地东北部二叠系多期次油气成藏的时间和期次.含油气砂岩自生伊利石年龄以较宽的时间域分布在178～108Ma,测年数据的统计分布特征指示二叠系原生油气成藏时间主要集中在175～155Ma和145～115Ma两组主值年龄区间,相应的峰值年龄为165Ma和130Ma.流体包裹体测温数据的统计分析与其宿主砂岩磷灰石裂变径迹热史模拟路径的投影关系表明,二叠系不同层段共同经历了与90～78℃和125～118℃两组统计峰温相应的162～153Ma和140～128Ma两期原生油气成藏事件,其中的上二叠统则还经历了统计峰温接近98C、峰值年龄接近30 Ma的一期次生油气成藏事件.由此认为,鄂尔多斯盆地东北部二叠系不同层段在中生代早—中期的多旋回沉降增温过程至少经历了165～153Ma和140～128Ma的两期原生油气成藏作用,上二叠统则在晚白垩世以来盆地后期抬升改造阶段的构造动热转换过程经历了接近30 Ma的一期次生油气成藏作用.

鄂尔多斯盆地东部山西组山_2~3亚段砂岩判别图版、砂岩分布规律及成因探讨

勘探实践表明鄂尔多斯盆地东部山西组山32亚段含气性与岩性存在直接关系,石英砂岩储层往往是高产层。因此,寻找石英砂岩储层是该区勘探开发的重点。在岩心刻度测井的基础上,利用测井参数建立了3种类型砂岩的测井判别蛛网图版,并回归了石英相对百分含量与测井参数之间的关系式,利用此关系式对山32亚段砂岩类型进行识别,判识准确率达到80%。同时结合岩石薄片鉴定等资料,绘制了研究区砂岩类型平面分布图。单井结合平面图分析发现研究区存在3个环带状石英砂岩分布区域。从大地构造环境、物源、沉积环境等方面对该区山32亚段石英含量普遍较高和平面环带状分布原因进行了探讨,认为受海退影响的海岸线频繁变迁是形成石英砂岩分布的主要因素。

鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入岩热演化史与隆升过程分析

运用LA-ICP MS锆石U-Pb定年、角闪石和黑云母40 Ar-39 Ar定年、锆石和磷灰石裂变径迹(FT)分析等构造热年代学研究方法,探讨分析了鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入岩的热演化历史及其抬升冷却过程.紫金山侵入岩主要由次透辉二长岩和正长岩组成,锆石U-Pb测年给出的岩浆侵位-结晶年龄为136.7 Ma,角闪石和黑云母40 Ar-39 Ar测年获得的岩浆结晶-固结年龄集中在133.1～130.4 Ma,表明紫金山侵入岩主要形成于早白垩世的136.7～130.4Ma.侵入岩T-t轨迹与磷灰石FT模拟热史路径综合揭示了鄂尔多斯盆地东缘紫金山侵入岩抬升冷却的三个构造热演化阶段:1)136～120 Ma侵位岩浆结晶-固结阶段,岩体平均冷却速率高达52℃/Ma;2)120～30Ma岩体相对缓慢抬升冷却阶段,平均抬升冷却速率为2.5℃/Ma;3)30Ma以来岩体快速抬升冷却阶段,平均抬升冷却速率3.6℃/Ma,尤以近10Ma以来的快速抬升冷却最为显著,抬升冷却速率接近7℃/Ma.结合区域构造动力学环境分析认为,鄂尔多斯盆地东缘的紫金山岩浆活动与华北克拉通早白垩世构造体制转换过程的大规模岩浆活动属于相同时期、统一构造作用的产物,早白垩世末期以来由慢到快的差异抬升过程主要受控于华北克拉通东部(古)太平洋体系与其西南部特提斯体系之间相互联合、彼此消长的构造作用.

鄂尔多斯盆地构造与耦合成矿关系思考

目的探索多种矿产耦合成矿的盆地构造动力学问题。方法综合剖析鄂尔多斯盆地构造与油、气、煤和砂岩型铀矿等多种矿产共存富集的时空配置关系。结果鄂尔多斯盆地多种矿产相互关联、共存富集于古生界和中生界的不同地质层位,促使它们耦合成矿的时代主要发生在晚侏罗—早白垩世的燕山中晚期,主体受控于中新生代多构造演化及其关键变革时期的构造转换过程。结论探索、研究鄂尔多斯盆地中新生代构造动力学演化及其叠加转换关系,有助于客观认识多种矿产共存富集可能受控的统一盆地动力学环境及其耦合成矿效应。

鄂尔多斯盆地黄陵油田延长组长6储层致密成因

鄂尔多斯盆地黄陵油田延长组长6段为一套特低孔、特低渗储层,孔隙结构以小孔微喉及小孔微细喉型为主。受东北和南部物源影响,储层填隙物含量高,为压实作用提供了物质基础。长6储层在埋藏成岩过程中经历了较大的埋深和较强的压实作用,视压实率为75%,处于强压实程度。胶结作用主要以碳酸盐胶结为主,其中铁方解石为主要的碳酸盐胶结物,胶结物对粒间体积的丧失率为20%-50%,极大地降低了储层的储集性能。强烈的压实作用和胶结作用是导致黄陵油田延长组长6储层致密的重要原因。

姬塬地区红柳沟区块长2、长3油藏控制因素分析及有利目标预测

近年来,在针对长4+5、长8油藏大规模提交储量的同时,姬塬地区红柳沟区块长2、长3油藏也发现了多个油气显示井点,展示了良好的勘探评价前景。通过收集钻井、录井及测井资料,从地层对比、沉积相及储层特征等方面入手,分析该区长2、长3油藏控制因素,认为长2、长3储集层砂岩类型以长石砂岩为主,岩屑长石砂岩次之,储层物性相对较好;区内油藏类型可分为构造—岩性油藏和岩性—地层油藏,东西向展布的鼻隆构造与三角洲平原分流间洼地泥岩遮挡是主要的油藏控制因素;优选有利目标,开展井位部署,为下一步增储建产提供依据。

地质统计反演在苏里格气田致密薄砂体预测中的应用

苏里格气田盒8段储层岩性结构复杂、砂体薄、孔隙度低,砂、泥岩波阻抗叠置严重,常规的确定性反演结果难以满足识别高孔单砂体的需求。针对这一现状,在详细分析储层敏感参数与反演关键参数基础上,开展了地质统计反演的应用研究。研究表明,地质统计反演方法能有效综合地质、测井与三维地震数据,极大地提高预测结果的纵、横向分辨率,有效地解决了盒8段砂泥岩薄互层的单砂体识别问题;根据纵波阻抗与孔隙度的统计关系能准确刻画了高孔隙度砂体的空间展布,应用效果非常明显。应用实践证明,地质统计反演是陆相致密碎屑岩性油气藏进行储层精细描述的有效方法,具有广阔的应用前景。

镇北-环县地区长4+5油层储层特征及其控制因素

对陇东镇北-环县地区延长组长4+5油层的储集砂体进行了储层岩石学、储层物性、孔隙结构及储层控制因素的研究,结果表明:该区砂岩以长石岩屑砂岩和岩屑砂岩组成;储层孔隙类型以粒间孔和溶蚀孔为主;孔喉组合以小孔隙-微细喉道为主,压汞实验表明孔隙结构较好,主流喉道半径较大。长4+5储层物性整体相对较好,孔隙度平均11.5%,渗透率平均1.47×10-3μm2。造成储层相对高渗的原因主要是沉积作用和成岩作用,沉积作用控制了砂体的展布,在河道主体部位发育相对高渗储层,砂岩粒径及砂体成分影响储集性能;有利的成岩作用控制了相对高渗储层的分布,中-弱压实、弱胶结的成岩强度,伴随强烈溶蚀的发生,是造成镇北-环县地区储层相对高渗的重要原因。

鄂尔多斯盆地巴汗淖地区奥陶系马家沟组马五6段碳酸盐岩成岩作用地球化学特征

巴汗淖地区马五6段是近年来鄂尔多斯盆地北部奥陶系海相油气勘探关注的新层段.采用ICP-AES离子体质谱地球化学测试与成岩演化相结合的研究方法,探讨分析了巴汗淖地区马五6段风化壳型碳酸盐岩储层的主要成岩作用类型.研究结果表明,研究区碳酸盐岩的SiO2、K2O、TiO2、P2O5、Mn、Na含量略低,Al2O3、Fe的含量高,Eu、Ce显负异常,说明研究区地层经历埋藏成岩作用,且后期地层抬升到地表遭受了大气淡水的淋滤;其中,白云岩的MgO值及Na的含量与灰岩的含量相比略高,这主要是埋藏白云石化作用的结果.进一步研究表明,埋藏溶解作用、埋藏白云石化作用以及表生期大气淡水淋滤作用使得次生孔隙发育,有利于油气的储集.

镇北-环县地区长4+5油层组致密砂岩沉积相

鄂尔多斯盆地镇北-环县地区上三叠统延长组长4+5油层组致密砂岩勘探潜力巨大,但沉积相类型和特征复杂,严重制约勘探布署与开发成效。作者综合利用岩心、测井和测试分析资料并总结了前人研究成果,通过沉积相识别标志的研究,分析了长4+5油层组沉积相特征,结果表明,镇北-环县地区长4+5油层组主要为独特的河控-湖泊辫状河三角洲沉积体系。建立了辫状河三角洲沉积模式,结合取心段沉积微相分析,认为研究区最有利的储集砂体为水下分流河道及河口坝沉积。