鄂尔多斯盆地延长地区上古生界物源分析及意义

论文摘要

鄂尔多斯盆地位于华北板块西部,介于南侧的秦岭-祁连山造山带与北侧的阴山-燕山造山带之间,通常认为其于晚古生代兴蒙海槽闭合与秦岭海槽消减时形成雏形,华北板块与秦岭微板块及西伯利亚板块对接、碰撞,强烈的造山作用及风化剥蚀等过程在鄂尔多斯盆地内留下了良好的沉积记录,成为研究盆地演化乃至盆山关系的关键。碎屑沉积物是记录这些地质过程的良好载体,尤其是作为砂岩主要组分的骨架矿物、稳定性较强的重矿物,以及保留有物源区母岩性质的岩屑等,包含了物源区的大量信息,可以用来综合判别物源区性质,指示物源方向等,是盆地物源分析的基础手段。而碎屑锆石具有极强的稳定性,并且广泛分布于碎屑沉积岩中,对砂岩碎屑锆石开展微区原位U-Pb同位素定年与物源示踪研究,可以准确提取沉积物年龄的信息,结合区域地质概况及周缘山系基底出露情况可以对盆地不同时期的沉积物源区进行示踪。论文通过对鄂尔多斯盆地延长地区上古生界岩心观察、铸体薄片鉴定、粒度分析、碎屑锆石U-Pb定年等分析测试手段,对石千峰组、盒8段、山西组砂岩储层的岩石学特征及轻、重矿物特征、组合及其在纵向、平面上的分布规律、碎屑锆石年代学等进行了系统的研究,讨论了其物源区、源区母岩性质及其对优质储层的影响。结果显示,鄂尔多斯盆地延长地区石千峰组、盒8段、山西组砂岩的轻、重矿物特征及组合分为四个区域：延安-延长为中心区域,砂岩的颗粒较均匀,细粒,成熟度较高,石英含量也很高,变质岩、沉积岩、岩浆岩岩屑均含有,重矿物以含铁矿物+钻石为主；安塞-子长为西北区域,砂岩颗粒为中-粗粒次棱角状,石英含量较高,以火成岩岩屑和变质岩岩屑为主,重矿物主要为含铁矿物+绿泥石+锆石,指示源岩为火成岩和变质岩；绥德-清涧为东北区域,砂岩颗粒为中粒次棱角状,以石英为主,其次是岩屑,几乎不含长石,含变质岩岩屑、火成岩岩屑及沉积岩岩屑,重矿物以绿泥石+含铁矿物+锆石为主,指示源区为沉积岩及变质岩；甘泉向南为南部区域,砂岩以石英为主,长石含量高于以上区域,岩屑以沉积岩和变质岩岩屑为主,少量岩浆岩重矿物以绿泥石+含铁矿物+锆石为主,指示源区主要为变质岩、沉积岩和岩浆岩。结合碎屑锆石年龄分析可知本区物源主要来自北部阴山地块基底岩系中早元古代晚期（2300Ma-1800Ma）孔兹岩带和早元古代早期（2600Ma-2300Ma） TTG片麻岩及海西期岩浆活动产物及少量南部秦岭造山带中秦岭群（1987-2267Ma）和宽坪群（1142-986Ma）深变质岩系及古生代变质岩系和岩浆活动的产物（1000-400Ma）,极少量是来自（2500Ma-1900）陇山TTG片麻岩、阴山地块太古代古老变质岩系。陆源碎屑源于物源区的母岩,并构成沉积盆地内砂岩的骨架,砂岩的储集性能与陆源碎屑成分相关,并取决于源区的岩性和风化程度。本区的陆源碎屑物质主要来自于孔兹岩、片麻岩及花岗岩,由于温湿的古气候条件,源区风化作用特别是化学风化作用强烈,不稳定的长石和岩屑物质被改造贻尽,中部区域砂岩石英含量最高,平均孔隙度、渗透率较高,物性较好,是该地区的主要富气区域；而南、北部的长石及岩屑含量稍高,其储集性能相对较弱。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 前言
• 1 研究目的及意义
• 2 研究现状
• 3 研究内容、研究思路及技术路线
• 4 完成的主要工作量
• 5 主要研究成果
• 第一章 区域地质概况
• 1.1 区域地质概况
• 1.2 研究区沉积体系与沉积相展布
• 1.3 研究区古水流特征
• 1.4 盆地周缘基底概况
• 第二章 砂岩骨架矿物与重矿物特征及物源方向
• 2.1 砂岩类型与矿物成分特征
• 2.2 砂岩类型及其骨架矿物成分的平面分布规律
• 2.3 砂岩碎屑矿物岩屑的类型及分布特征
• 2.4 砂岩的骨架矿物纵向上的分布规律
• 2.5 砂岩轻矿物指示的物源特征
• 2.6 重矿物及其组合特征
• 第三章 LA-ICP-MS碎屑锆石微区U-PB定年物源示踪研究
• 3.1 样品来源
• 3.2 样品制备
• 3.3 样品测试
• 3.4 样品测试结果
• 3.5 碎屑锆石U-PB年龄谱系的物源分析
• 第四章 物源对优质储层的影响
• 4.1 优质储层物性平面分布特征
• 4.2 砂岩有利储集相带分布预测
• 4.3 有利储集砂岩形成条件分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢