论文摘要
中生代鄂尔多斯盆地为叠加在早、晚古生代华北克拉通大型盆地之上,历经多期不同形式改造的残留克拉通内盆地。有关该盆地中生代原始沉积面貌的探讨,长期以来深受关注但认识不一。侏罗纪延安组沉积期是盆地发展演化的重要阶段,为油、气、煤等矿产形成转化的主要时期,但研究程度较弱。本文在广泛吸收和客观分析前人研究成果的基础上,以“整体、动态、综合”的三项原则和改造型盆地研究理论为指导,从今鄂尔多斯盆地及周邻地区残存沉积建造和盆地构造演化特征两方面实际出发,通过系统的地层划分与对比、沉积相分析、物源综合分析、边缘相的识别、地震剖面解释、沉积速率对比和裂变径迹测年等综合研究方法,取得对原始盆地沉积面貌的认识。受后期强烈而不均匀的剥蚀改造的影响,鄂尔多斯盆地延安组与周邻地区同期地层的分布和厚度发生了较大的改观:在今盆地本部,延安组大范围整体分布,主体厚度在160～300m之间,呈东薄西厚和南薄北厚的特征;在盆地周邻的山西、河南、内蒙古及宁夏贺兰山、六盘山等地区均有同期可对比的地层零星分布。根据鄂尔多斯盆地延安组孢粉、古植物和双壳类等化石,划分其时代属于中侏罗世早期。根据岩性颜色、标志层分布、沉积旋回及煤层发育特征将延安组划分为4段10个油层组,除东部露头区外盆地内大部分地区只发育延10～延4层,盆地周邻地区同期地层同样可以与延安组进行分段式岩性及古生物对比。通过对盆地内大量岩心、野外露头剖面观察和钻、测井资料分析解释并结合岩矿鉴定、粒度分析等多种方法,识别出了鄂尔多斯盆地延安组主要以曲流河、辫状河、三角洲和浅湖相沉积体系为主,盆地边缘局部发育有冲积扇沉积体系。鄂尔多斯盆地侏罗纪富县期至延安期经历了由填补、区域沉降-沉积到缓慢抬升的演化过程,相应的沉积体系划分为富县期至延10期的冲积扇-河流沉积体系,延9～延6期的三角洲-湖泊沉积体系,以及延4+5期的交织河-湖泊沉积体系。对周邻地区同期地层的沉积相分析表明,义马地区义马组以冲积扇、河流、湖泊相发育为特征,济源地区杨树庄组发育滨、浅湖沉积体系。山西地区大同至宁武一线大同组自北向南由含煤的河流-三角洲相为主的沉积序列变为不含煤或含煤性差的湖泊相为主的沉积序列。汝箕沟煤田延安组的岩性、岩相、含煤性及地层的分段性与盆地西缘完全有可比性。石拐地区五当沟组自身就构成一个完整的冲积扇-河流-滨浅湖-深湖相的沉积旋回。通过沉积相、古水流、轻、重矿物含量、石英阴极发光和稀土元素含量研究发现,鄂尔多斯盆地延安期存在多个物源区,而西部、西北部又为盆地的主要物源区。从古流向平面分布看,山西地区大同组古流向皆以指向今盆地东部延安及其以东地区为主,显示与今盆地东部露头具统一汇水中心。贺兰山汝箕沟煤田延安组古流向亦指向盆地本部,与盆地西缘的石沟驿古流向一致。河南义马盆地义马组、内蒙古石拐盆地五当沟组古流向均具有指向今鄂尔多斯盆地内部的趋势。首次采用了最新的测井和露头资料,系统的编制了鄂尔多斯盆地富县组和延安组各层段厚度等值线图和底面构造图,发现现今残余地层厚度在古河道发育区明显增厚。通过采用Surfer8软件的三维建模技术,真实直观的重塑了富县组和延安组各层段底面的构造面貌,以及六条古河道的河谷阶地和分布位置,盆地呈现出东高西低的西倾单斜的构造格局,东北缘和南缘微微翘起。综合分析研究认为,鄂尔多斯盆地延安期的原始沉积边界大致为:向东在今太行山脉以西,包括了大同、宁武、义马和济源盆地。西北边界为贺兰山西侧的贺兰山西缘断裂带;西南边界为六盘山西侧的六盘山西缘断裂带。北部边界位于黄河断裂以南的乌兰格尔-罕台川一线,即伊盟隆起的北部一带。南部边界大致位于陇县-千阳-麟游-彬县-旬邑-宜君一线,即渭河盆地以北。