(三)一个晚三叠世以来的陆内前陆盆地

2025-03-30 00:00:12

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回答1：

代表西秦岭-东昆仑印支期的羌塘碰撞，鄂尔多斯盆地自晚三叠世以来，改变了古生代的结构，以一个陆内或弧后前陆盆地原型(Ratroarc foreland Basin)(Moore等1986)，支配了整个中生代期间的盆地演化(中澳合作澳方的意见)。它具有前陆盆地所具有的以下通性：

1.具有4种结构

具有简单型前陆盆地所具有的外来系统前陆盆地活动翼(由西缘推覆体构成的马家滩断褶带)、前渊或称深坳陷(天环向斜)、稳定前陆斜坡(陕北大单斜)和前隆(北部隆起或伊盟隆起)组成的4种结构。注意，“西缘断褶带”作为一个由推覆构造形成的非原地系统(allochthonous)它与天环向斜之间所存在的后者对前者的陆内俯冲(或A—subduction)在地震剖面上是清楚的、典型的(图3-21a，图3-23)。

图3-23 鄂尔多斯盆地西部冲断构造带横剖面

(据杨俊杰，2002)

2.具有典型的前陆盆地时期的前渊迁移(foredeep migration)现象

1964年，笔者在《鄂尔多斯盆地形成和中生代沉积坳陷发展演变》一文中，曾详细论述了该盆地三叠纪、侏罗纪和白垩纪沉积坳陷(沉降中心)的迁移规律。具体讲，假如引用国际上流行的“沉积中心”概念，将一个时间地层单元最大厚度轴(不论粗细)一律当作沉积中心去考察，那么，在鄂尔多斯中生代前陆前渊或沉积中心演化上的以下规律是清楚的(见图2-15)。

上三叠统延长组的“沉积中心”(沉降中心)在东经107°以西的贺兰山中段—石沟驿—华亭南北一线上。3个点上，同期地层厚度超过3000m。而在盆地本部同期地层厚度在1400m以内，盆地北部不足500m。

侏罗系的“沉积中心”(沉降中心)向东转移，是在桌子山东侧—铁克苏庙—马家滩南北一线上。3个点的厚度分别达到1750m、3500m和1000m。在广大盆地内部，侏罗系厚500m左右。

白垩系的沉积中心、沉降中心一致，但进一步向东迁移，这就是今天的天环向斜。

实际上，由于前陆盆地的发生，代表碰撞山链因岩石圈加厚，在重力负载下，导致前陆发生挠曲的所谓耦合效应；加上前陆活动翼(掩冲带)是与碰撞山链演化有关的由递进推覆形成的迁移体系(见案例二)，因而在几乎所有的多旋回的前陆盆地中，都有一个因递进推覆而应运产生的前渊迁移现象(川西北、库车、塔西南、准噶尔)。

3.空间上的格局

鄂尔多斯中生代前陆沉积体系，在空间上是一个西厚东薄、南厚北薄，总体向北北东方向减薄的楔形体。如果将一个变形的前陆沉积体系予以平衡恢复，由于前陆盆地特别是它的深坳陷一侧，因邻近造山带，物源来自一种内流横向流水体系，在导致沉降中心和沉积中心不一致同时，或沉积体系自前渊向斜坡方向超覆尖灭的同时，前陆沉积在空间上几乎全都有一个从窄相带到宽相带的厚度上的空间楔形形态。以延长组的沉积为例，厚度超过3000m的边缘相，在川西的华亭—石沟驿—贺兰山中南段已发现，但以湖泊至深湖相占有显著地位的沉积中心也是本区最重要的生油坳陷则位于庆阳—铜川一线上，但地层厚度减至1400m左右。在定边、吴旗、志丹、安塞、延安五大三角洲发育的河湖交汇地带，大体在定边至延安一线上，地层厚度进一步减薄至不超过1000m。再向东北，伴随着延长组下部地层在北纬38°以北尖灭和岩相上以河流沉积占主导，至作为前陆隆起的伊克昭盟地区，仅有厚度小于200m的延长组上部地层得到保存。这种厚度上的楔形，会使我们立刻联想到川西北的须家河，联想到塔里木的南北缘，因为它们都是前陆盆地(图3-24，图3-25)。

4.中生代湖相生油坳陷的演化从大到小

与生油坳陷直接相关的中生代前陆时期的烃源岩相带分布，有一个由大到小、静水湖相沉积范围逐渐缩小到消失的规律。延长组二段(T₃y²)是这个盆地中生代前陆时期最广阔的一次水进加大时期，湖水乃至较深湖泊的范围淹没了现代长城以南的整个盆地南半部，面积达到10×10⁴km²；到了延安组的水进加大时期，湖水或深湖水范围仅限于盆地东部延安—志丹为半径的范围内，面积缩小到不足3×10⁴km²。笔者未对白垩系沉积相作深入研究，从非系统的资料来看，它的湖相沉积无论在空间上和时间上又比侏罗系进一步缩小，变得极不重要。

图3-24 鄂尔多斯盆地上三叠统厚度图

图3-25 鄂尔多斯西南缘晚三叠世地层原型剖面

(据李思田等，1997)

5.不应忽视三套煤系地层对烃源岩的贡献

在根据生油坳陷大小和生油岩系厚薄来评价中生代不同时期坳陷的贡献时，不应忘记煤系地层或煤成烃对盆地中生界油气成藏组合作出的贡献。换句话说，鄂尔多斯有3套含煤层，分别是上古生界的石炭系、二叠系，主要是上石炭统—下二叠统。中生代三叠系延长统上部的所谓瓦窑堡煤系，以及中、下侏罗统的延安组。油气在该盆地分布上的所谓“南油北气”、“上油下气”以及侏罗系油气主要分布在靖边—志丹—直罗一线以西的现象，不能不与煤系地层作的贡献即煤成烃联系起来。作为一种风格，鄂尔多斯同时是我国最大的含煤盆地。

6.平原河流相是本区中古生代最重要的储层成员

与以往“湖泊作用”统治中亚大陆中生代的概念不同，或与传统的大湖思想不同，经过岩相古地理的详细研究，在晚古生代和中生代地层中，应把河流相的地位提到本区重要风格上来认识。它不仅是前陆沉积体系中的重要成员，而且是本区上部古生代、中生代三叠系—侏罗系中最重要的储油岩系。在长庆石油会战中，以“让开大路占领两厢”思想所取得的巨大突破，其原因之一就是认识了那条在延长组风化面上从西向东流的环(县)延(安)古河道。

7.有多个成藏期但以由西向东和向北集输的晚期成藏为主导

以往，大家都习惯于从有机质埋藏受热、导致油气逐渐加热的模式来考察油气的形成和演化。然而，近年来的研究证明，有机质的成熟和演化可以忽略作为补偿的时间因素，而只需考虑温度事件。

德国哥廷根大学赵孟为根据镜质体反射率、伊利石K-Ar法年龄和磷灰石裂变径迹资料，恢复了盆地西部天深1井(天池)和东部麒参1井的地层沉降抬升史和地热史。根据上述两井以及庆36井的资料，作者发现了该盆地的两次热事件。一次热事件发生于170～160Ma(中侏罗世末期)，当时的盆地古地温梯度达到了5.7℃/km。当时(中侏罗世末期)，作为主要源岩的三叠系中、下部湖相沉积已进入“油窗”，而石炭系和奥陶系已进入“气窗”阶段，并紧接着发生了盆地中最主要的油气初次和二次运移事件。然而根据天深1井(西)和麒参1井(东)的构造恢复，证明中侏罗世以前盆地中、西部的西倾梯度并不很大，陕北斜坡东部的下部地层甚至有极微的东倾。在此种格局下，导致成熟的天然气沿马家沟组顶部的不整合输导层从东、西两个方向向以古中央隆起为背景的中央气田集中。据磷灰石裂变径迹资料，23Ma以来，即中新世以来，鄂尔多斯又发生过一次因区域性隆升导致地层蒙受剥蚀的冷却事件。计算结果显示，天深1井(西部)剥蚀约800～1000m，而麒参1井(东部)剥蚀达到2000m，导致侏罗纪—白垩纪地层在该井剥蚀殆尽。换句话说，天深1井的抬升速度(56m/Ma)小于东部麒参1井(95m/Ma)。这种差异升降，在导致陕北斜坡继续区域性西倾的同时，发生了盆地当中自中新世以来的第二次油气主要自西向东和北东的运移事件。联系到盆地北部乌兰格尔地区白垩纪地层中的“油苗”，联系到塔巴庙地区(包括CNPC Sh—124井)和紫金山地区下古生界和上古生界的含气产出，联系到渭北印支不整合面之下的“大油苗”，我们相信，鄂尔多斯不仅有个多元多期成藏问题，也有一个主要以乌兰格尔隆起为背景的晚期成藏问题。

8.鄂尔多斯第三纪(主要是中新世)以来的隆升及鄂尔多斯高原和环鄂尔多斯地堑系(图3-26)(略)

图3-26 示鄂尔多斯新生代隆起及南北两端新生代地堑系

通过以上8个方面的分析，可以对鄂尔多斯盆地与含油气性有关的主要风格作以下概括：地质历史上受两个古隆起影响和支配的当今的鄂尔多斯盆地，是一个被外围新生代(主要是中新统以来)地堑系环绕，本身缺失第三系的，结构由活动翼(西缘推覆席)、深凹陷(天环向斜)、前陆斜坡(陕北斜坡)和前陆隆起(伊克昭盟)构成的中生代陆内前陆盆地。除了早古生代大陆边边缘上的源岩之外(以中、上奥陶统为主)，以陆相为主的3套油(气)源岩(石炭系—二叠系，上三叠统延长组，下、中侏罗统延安组)、3套煤系(石炭系—二叠系，延长组5段，延安组)构成了它丰富的资源基础和相应的三套成藏组合和一套可能含油气的潜山(基岩)组合。这里有构造油气藏，但控制盆地内部的广大地区，特别是前陆斜坡和前隆带上油气富集成藏的主导方式是非背斜(隐蔽)圈闭。

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