鄂尔多斯盆地怀远运动期不整合类型及其分布特征

加里东早期的怀远运动是早古生代的重要构造运动,它在华北古陆主要表现为区域性不整合。基于野外露头、地质图、钻井与最新的地震资料,研究鄂尔多斯盆地怀远运动期不整合的标志、类型及其时空分布。结果表明:(1)鄂尔多斯盆地怀远运动不整合面附近发育砂砾岩、风化壳,测井曲线具高声波时差、高伽马、高微量元素(U、Th、K)含量、高钍铀比值及低电阻率、低密度特征,地震响应特征为强相位,表现为不整合面上、下波组振幅强度,频率、连续性存在明显差异,局部可见削截点反射。(2)怀远运动期鄂尔多斯盆地形成平行、低角度削截2种不整合,前者广泛分布于盆地及周缘,后者分布于盆内古隆起附近。(3)鄂尔多斯盆地及周缘受到怀远运动3幕活动影响,依次表现为:中寒武世张夏组沉积期盆地东南部最先发生抬升,而后向西北部推进;晚寒武世三山子组沉积末期,盆内古隆起发育并遭受剥蚀;晚寒武世末期—奥陶纪马家沟组沉积前,受全球海平面下降的影响,盆内马家沟组底部的碳同位素呈负漂。上述认识可为鄂尔多斯盆地下古生界油气勘探新领域研究提供参考依据。

鄂尔多斯盆地乌审旗隆起东北侧怀远运动不整合特征及其对岩溶储层形成的意义

怀远运动(加里东期Ⅰ-Ⅱ幕)是鄂尔多斯盆地早古生代一次较大的构造活动,其影响仅次于加里东期(Ⅲ幕)—海西运动,存在长时间的沉积间断,在古隆起附近形成了较为有利的岩溶储层。怀远运动不整合面在乌审旗隆起东北侧表现为奥陶系马家沟组一段与寒武系三山子组之间的平行不整合接触。不整合面上、下均为碳酸盐岩地层,但在测井电性、岩石矿物、元素以及同位素分析上都存在很大的差异。三山子组为细晶白云岩,在测井响应上具有低伽马值、高电阻率的特征,发育不规则状溶蚀孔隙,是岩溶储层发育段。三山子组储层多属于相对高能的近隆浅滩、正常海水环境,白云化作用为浅埋藏期渗透回流白云岩化。马家沟组一段是怀远运动后的首套沉积地层,由于靠近乌审旗古陆,岩性复杂,呈现出膏-云-泥-砂混杂沉积的特征,沉积时虽然也属于海相环境,但其与三山子组沉积时相比已发生了较大变化,属于海侵早期靠近古陆的混积潮坪沉积环境,气候相对干旱,以海源碳酸盐沉积为主,又常有间歇性的陆源碎屑补给,白云岩则是准同生期萨布哈白云岩化作用的产物。三山子组储层受相对高能原始相带以及怀远运动相关白云岩化作用和岩溶作用共同控制,储层多为白云岩化作用和表生岩溶作用叠加形成,分布于乌审旗隆起、镇原隆起和吕梁隆起附近。

鄂尔多斯盆地怀远运动不整合面特征及油气勘探意义

怀远运动不整合面是华北地台上一个重要的区域性不整合面。在对华北地台怀远运动表现形式与地质特征调研分析的基础上,基于大量的露头、岩心观察和地震资料解释工作,对鄂尔多斯盆地怀远运动不整合面存在的证据、特征及其与储层和油气成藏的关系进行了深入分析,并取得了新认识。研究认为:①鄂尔多斯盆地奥陶系深层存在由怀远运动形成的区域不整合面,并可能发育大型喀斯特岩溶沟谷地貌体系;②该区域不整合面及相关沟谷地貌体系为上覆马家沟组中-下组合(马四段—马一段)沉积提供了古地貌背景,并控制了其沉积格局与有利储集相带展布,同时也控制下伏下奥陶统—寒武系—长城系白云岩化与风化壳储层发育;③该区域不整合面为不同来源天然气的区域性横向运移提供了有利通道,是油气运移的“高速公路”,同时也为油气聚集提供了有利场所,其中不整合面附近的上、下层位有利于天然气的大规模聚集与成藏,可能是继奥陶系顶面风化壳领域后又一勘探新领域,值得重视。目前对盆地内部怀远运动不整合面的认识还比较薄弱,建议加强三维地震勘探部署,以推动鄂尔多斯盆地的地质认识创新和勘探新发现。

鄂尔多斯盆地怀远运动不整合面与深层天然气勘探领域

为了明确鄂尔多斯盆地怀远运动不整合面的油气成藏意义及勘探前景,基于前人的研究成果,通过野外露头/岩心观察、测井资料分析,结合二维、新三维地震资料解释成果,研究了该盆地不整合面的时空分布特点、结构面特征及其与油气成藏的关系。研究结果表明:①该不整合面主要形成于早奥陶世弗洛期,广泛存在于中下奥陶统马家沟组下伏的贾汪组底部、三山子组顶部;相关构造作用持续时间约30 Myr;②盆地边部不整合面之上主要发育厚度不超过1 m的底砾岩、砂岩,盆地腹部不整合面之上主要发育薄层泥岩、泥质云(灰)岩及泥灰岩;③不整合面具有3层结构特征,自上而下为底砾岩层、古土壤层、碳酸盐岩风化及半风化层,其中碳酸盐岩风化及半风化层厚度介于20~90 m,发育溶蚀缝洞,可形成优质储层;④不整合面发育一系列大型沟谷地貌,下切下奥陶统-上寒武统;⑤不整合面可作为良好的烃类运移通道,并且在鄂尔多斯盆地古隆起范围与加里东运动不整合面汇合,有利于该盆地西侧地区不同来源的烃类再次沿其向东运移并聚集成藏。结论认为,与怀远运动不整合面相关的下古生界深层有望成为鄂尔多斯盆地一个重要的天然气勘探新领域。

对怀远运动的再认识

怀远运动是华北地台早古生代一次重要的区域性构造运动。以往的地质研究仅局限于其构造剥蚀面。依据鲁西及邻区的区域地质调查成果 ,认为怀远运动经历了一个较长时期(中寒武世张夏期→早奥陶世大湾期 )的发展过程 ,可分为三山子组白云岩形成→隆起剥蚀→马家沟组底部同生构造角砾岩的形成→滑褶带的产生等四个阶段 ,文中对该运动的形成机制作了探讨。