内蒙古二连盆地深层地球物理特征和上古生界的地质结构.pdf

第 3 0卷第 2 - 3期 2 0 1 1年 3月 地质通报 GEoLo GI CAL BULLETI N OF CH I N A Vo 1 3 0 NO S 2 3 M a r 201 i 内蒙古二连盆地深层地球物理特征和上古生界 的地质结构 崔永谦， 刘喜恒， 孙朝辉， 姚 欢， 韩春元 CUI Yo n g q ia n，L I U X ih e n g ，S UN Zh a oh ui， YAO Hu a n， HAN Ch un y ua n 中 国石 油华 北 油 田公 司 河 北 任 丘0 6 2 5 5 2 Hu a b e i O ilfi e l d C o m p a n y , S I NO P E C , R e n q iu 0 6 2 5 5 2 ， He b e i , C h i n a 摘要 ： 二连盆地上古生界 经历海西、 印支、 燕 山等 多期构造改造 ， 现今 残存泥盆 系、 石炭 系、 二 叠系等 ， 其分布主要 受区域深部 大 断裂的控制。针 对上 古生界重新处理地震 资料 ， 提 高深层信噪 比， 增强深层反射 能量 ， 地震反射特征较为清晰 ； 对重力资料联 片 处理 ， 整体研究 区域地质特征 ， 采用小子域滤波和 图像增强处理 ， 准确确定深大断裂的位置。 综合地球物理资料 、 地质调 查资料 。 认为二连盆地发 育近 东西 向、 北东向 5条深大断裂， 发育规模 大、 活动 时间长 ， 对二连盆地不 同时期 大地构造 演化 、 沉积建造 、 岩 浆活动、 变质作用等起 明显的控制作用 。地震资料 显示， 上古生界 在二连盆地发 育较普遍 经长期褶皱隆起剥蚀 总体表现为西 部 剥蚀 较严 重， 东部 残留厚度较 大； 泥盆 系主要分布 于贺根山断裂北部 ， 南部缺失 ； 石炭 系、 二 叠系在盆地 内分布广泛， 东部和 北 部厚度 大， 其它地区局部 残留， 厚度差异较 大， 最大厚度近 万米 。 关键词 ： 二连盆地： 地球 物理特征： 上古生界： 地质结构 中图分类号 ： P 5 3 4 4 ： P 3 1 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 1 2 5 5 2 ( 2 0 1 1 ) 0 2 0 3 - 0 2 3 5 0 8 C u i Y Q， L i u X H， S u n Z H， Y a o H， Ha n C Y T h e D e e p p h y s ic a l g e o g r a p h i c c h a r a c t e r is t i c s a n d N e o p ale o z o ic g e o l o g ic a l s t r u c t u r a l e x p l o r a t i o n o f E r l ia n b a s i n ， I n n e r Mo n g o l i a ， C h in a D 泐 Z B u l l e t in o f C h i n a , 2 0 1 1 ， 3 0 ( 2 3 ) ： 2 3 5 - 2 4 2 Abs t r a c t ：The N e o pa l e o z on ic o f Er ha n ba s in is r e bu il t b y po l y pha s e t e c t o nic mo ve m e nt s ，s u c h a s He r ni a n，I nd oCh in e s e e po c h， Y a n s h a n ia n I t r e ma in s ma n y s e ri e s o f s t r a t a( De v o n i a n ， Ca r b o n i f e r o u s ， P e r mi a n e t c ) n o w， wh ic h d is t r i b u tio n s a r e c o n t r o l l e d b y r e g i o n a l d e e p s t r uc t ur e s Aiming a t r e h a n di ing t he s e is mic da t a o f N e o pa l e oz on ic ，we c a n impr o ve t he d e e p S N r a ti o ，e n ha nc e de e p e ne r g y r e fl e c ti o n，S O t ha t t he s e is mic r e fle c tion f e a t u r e s a r e mor e c l e a r l y W e c a n d e t e r min e t he l o c a t ion o f de e p s t mc mr e s a c c ur a t e l y t hr o ug h c a r r y o n t h e g r a v i t y d a t a o v e r l a p p i n g p r o c e s s ， r e s e a r c h r e g i o n a l g e o l o gi c a l c h a r a c t e ris t ic s i n t e g r a l l y ， u s e s ma l l s u b fie l d fil t e rin g me t h o d s a nd ima g e e nh a n c e me n t t e c h no l ogy I nt e g r a t e d g e o ph -y r s ic al d a ta a n d t he g e ol og ic a l s u r v e y da t a we t h i1 1 k t h e Er l ia n b a s in g r o w fi ve d e e p s t r u c t u r e s o f E W NE， wh ic h h a v e c o n t r o l l e d c l e a r l y t h e g e o s t r u c t u r e e v o l u ti o n ， t h e s e di me n t a r y f o r ma tio n ， t h e ma g ma t ic a c tiv i- t y，t he me t a m o r p hi s m f u nc ti on ，be c a us e t he y h a v e a wid es c a l e gr o wth a nd m o ve f o r a l o ng t ime I t S di s pl a y e d by s e is mic da t a t h a t t h e Ne o p a l e o z o n ic o f E r l ia n b a s in g r o ws g e n e r a ll y t h r o u g h l o n g t e r m d r a p e u p l if t a n d e r o s io n ， t h e r e is a mo r e s e ri o u s e r o s io n a t we s t ， a c o n s id e r a b l e r e mn a n t s t h ic k n e s s a t e a s t in a l 1 Th e De v o ni a n d is t ri b u t e s p r ima ri l y a t n o r t h o f He g e n mo u n t a in s t ru c t u r e s wh il e mis s e d a t s ou t h，Ca r bo n if e r ou s a nd Pe r mia n d is t r ibu t e wid e l y t hr ou g hou t t he ba s in，whic h ha ve a l a r ge t h ic kne s s a t e a s t a nd no r t h，a n d in o t he r z o ne s ， 山 e y ha ve a t hi c k ne s s di ve r s it y o f l oc al r e s id ue wh ic h t he ma x imu m c l os e s t o 1 00 0 0 m e t e r s Ke y wo r d s ：E r l ia n b a s in ； g e o p h y s ic a l f e a t u r e s ； Ne o p a l e o z o n ic ； g e o l o g ic a l s t r uc t u r e 收稿 日期 ： 2 0 1 0 1 1 - 2 6 ； 修订 日期 ： 2 0 1 0 1 2 2 9 资助项 目： 国土资源部油气专项 ( 第二批 ) 二连盆地上古生界石油地质特征及 战略选 区 ( 编号 ： 2 0 0 9 GY XQ1 2 0 3 ) 作者简介 ： 崔永谦( 1 9 6 6 一 ) ， 男 ， 博士 ， 高级工程师， 从事油气勘探及综合研究工作。E ma i l ：wt y _ c y q p e t r o c h i n a c o rn c n 2 3 6 地 质 通报 G E O L O G I C A L B U L L E T I N O F C H I N A 2 0 1 1年 二连盆地位于 内蒙古 中部 ， 是不 同时期 、 不 同 类型盆地叠合成的大型沉积盆地I 1 _ 4 I 。盆地演化具 有 明显的阶段性 ， 构造活动非常复杂 ， 多期构造作 用相互叠加改造 ，不 同时期构造格局不断发生迁 移改变 9 1 。以往油气勘探集 中在中生界 ， 上古生界 作 为中生界沉积的基底 ， 资源潜力研究相对较少 。 同时 ， 利用重磁 资料 、 地震资料对上古生界 地质结 构的研究 ， 也非常缺乏。2 0 0 7年 ， 盆地西部赛 5 1井 在石炭系碳酸盐岩 中发现油气藏并获高产工业油 流 证 明上古生 界是一套具有较大潜力 的油气勘 探层系 。对地球物理资料进行重新处理和解释 ， 更深入地研究深部构造 的特征 和上古生界 的地 质 结构【 1 1 】 ， 对评价二连盆地上古生界油气资源潜力具 有 重 要 意义 。 1 重力 、 磁力特征 以往二连盆地的重力 、磁力资料为不同年度采 集的 ， 不同区块 的测量精度不 同， 一致性较差 ， 分块 资料不能满足上古生界整体研究需要 。笔者对二连 盆地 6 x 1 0 4 k m2 重力 、 磁力资料进行联片处理 ， 在此 基础上利用小子域滤波方法处理研究区内的深大断 裂。此方法具有速度快、 无边界损失等优点 1 2 1 3 。由 此得到二连盆地及周边剩余重力异常图、磁力异常 图、 深部线性异常图等 ， 通过解释 ， 可 以研究 区域构 造的总体特征： 盆地区域重力场东高西低， 本区变 化梯度约为 i reg a l 2 0 k m 反映西部地区埋藏深度较 大( 图 1 ) 。 重力异常的走向具有明显的分区特点， 表明区内存在大型的调节断层 ( 见后边图 6 ) 。磁 异常遍布全 区， 主要呈东西 向、 北东 向带状分布 ， 反 映火成岩沿深大断裂分布 ( 图 2 ) 。 2 地震反射特征 二连盆地上古生界埋藏深度相对较大，且经历 了多期构造运动的改造 ， 地震地质条件复杂。 以往的 地震资料主频低 、 频带窄 、 能量弱、 信噪 比较低 ， 成像 质量不 高， 多解性强 ， 开展对上古生界分布 、 构造研 究等难度较大 。为此利用原始地震资料拼接区域大 剖面 ( 图 3 ) ，以上古生界为主要 目标进行针对性处 理， 提高深层信噪比和反射能量。利用叠前去噪、 振 幅补偿、 精确速度分析等技术， 大大提高 了深层地 震反射 的品质( 图 4 ) 。 从重新处理的地震剖面可以看出，上古生界顶 面表现为 中强振幅、 中低频 、 中等连续反射特征 ， 与 中生界形成鲜 明的对比； 石炭系顶面表现为中频 、 较 弱振幅 、 差连续反射特征 ； 泥盆 系顶面表现为中频 、 较弱振幅 、 差连续反射特征( 图 5 ) 。 3 上古 生界的地 质结构 3 1 断裂特征 对于区内的部分深大断裂，以往曾有过一些讨 论l 1 5 q 。本次根据重力异常走 向、 强度 、 形态 ， 结合地 震资料重新处理与野外地质调查资料综合分析 ， 可 对二连盆地贺根山、 西拉木伦河 、 楚鲁图、 查干敖包 、 康保等深大断裂 的位置 、 性质 、 延伸长度 、 走向等开 展研 究 ( 图 6 ) 。 ( 1 ) 贺根山断裂。位于盆地中北部 ， 走向北东东 向。由苏尼特左旗、 贺根山、 东乌珠穆沁旗延伸到大 兴安岭附近 ， 延伸长达 7 5 0 k m 以上。结合地质调查 资料和地震资料 ， 该断裂倾 向北西方 向， 为一条超岩 石圈断裂。沿断裂出露海西期 、 印支期花岗岩 、 超基 性岩体及古陆核残片。其中超基性岩体是经多期构 造运动残留下来的残片， 即所谓的蛇绿岩套 其 同位 素地质年龄为 3 4 6 3 8 0 Ma ， 相应于晚泥盆世 2 。 J 。无 论在地层沉积还是生物种群划分中此断裂均是极为 重要的分界线 ， 该断裂活动对 于盆山格局变化 、 盆地 发育、沉积演化及关键的地质事件都有明显的控制 作用 。 ( 2 ) 西拉木伦河断裂。位于盆地中南部 ， 由额仁 淖尔西南向东经苏尼特右旗 ，沿西拉木伦河谷伸展 进入吉林省界 内， 延伸长达 7 0 0 k m 以上 ， 为一 总体 走向近东西、 倾 向正北的超岩石圈断裂。 断裂两侧有 明显的差别 ，推测为加里东俯冲带 ，其北侧为俯冲 带 、 弧前带 ， 南侧为岛弧带。 该断裂在晚古生代 、 中生 代为逆冲断裂， 新生代为张性断裂 。 ( 3 ) 楚鲁图断裂 。位于西乌旗北至陶斯图、 那 日 图一线 。 断裂近东西走向， 延伸近 6 0 0 k m。断裂南侧 有 巨大的海西期花 岗岩体分布。晚古生代为加里东 褶皱带与海西褶皱带的分区界线。 ( 4 ) 查干敖包断裂 位于盆地西南端满都庙至 白 音查干、 查干敖包一线 ， 延伸近 1 5 0 k m， 走 向北西西。 该断裂西端有海西期花岗岩和蛇绿岩混杂体 。在重 力、 磁力异常图上为一异常走 向分界线 ， 断裂东北侧 异常走向为北北东向， 西南侧为北东东 向。 推测该断 裂为一海西期形成的基底大断裂 ( 图 1 、 图 2 ) 。 2 4 2 地质通报 GE oL oGl C AL B UL L E Tl N OF CHI N A 2 0 1 1正 参考文献 1 裴荣富， 吕凤翔， 范继璋， 等 华北 地块北缘及其北 侧金属矿床成矿 系列与勘查 Ira1 北京： 地质出版社， 1 9 9 8 ： 1 6 - 1 7 2 】 张兴洲 ， 周建波， 迟效 国， 等 东北地 区晚古生代 构造一沉积特征 与 油气资源册 吉林大学学报， 2 0 0 8 ，3 8 ) ： 7 1 9 7 2 5 f 3 1 葛 肖虹， 任收麦， 刘永 江， 等 中国大型走滑断裂 的复位研究与油气 资源战略选 区预测 地质通报， 2 0 0 6 ， 2 5 (9 1 0 ) ： 1 0 2 2 1 0 2 7 4 1 C h e n z G， Z h a n g L C， Wu H Y， e t a 1 A r Ar a g e ， g e o c h e m is t r y a n d p e t r o g e n e s is o f L a t e M e s o z o ic v o l c a n ic r oc k s in t he n o r t h e r n ma r g in a l r e g io n o f E r lia n b a s i n , I n n e r - Mo n g o lia 1 A c ta P e t r o l o gi c a S i n i c a , 2 0 0 9 ， 2 5 ( 2 ) ： 2 9 7 5 卢进才， 魏仙样， 魏建设， 等 内蒙古西部额济纳旗及其邻 区石炭 系一 二叠系油气地质条件初探 】 _地质通报， 2 0 1 0 ， 2 9 ( 2 3 ) ： 3 3 0 3 4 0 【 6 】 于英太 二连盆地演化特征及油气分布 1 _石油学报，1 9 9 0 ，1 1 0 ) ： 1 2 - 2 0 7 】 王瑜 中国东部 内蒙古 一 燕山造 山带晚古生代晚期一 中生 代的造 山作用过程 MI 北 京： 地质出版社。 1 9 9 6 f 8 周安朝 华 北地块北缘 晚古生代盆 地演化及 盆地耦合关 系 M 北 京： 煤炭工业出版社，2 0 0 2 9 】 王成文， 金巍， 张兴洲， 等 东北及邻 区晚古生代大地构造 属性新认 识 地层学杂志， 2 0 0 8 ， 3 2 (2 ) ： 1 1 9 1 3 6 【 1 0 1 赵 贤正， 金风鸣， 赵志刚， 等 二连盆地基底石炭系碳酸盐岩油藏的 发现及地质特征U 】 海相油气地质， 2 0 0 8 ， 1 3 ( 4 ) ： 1 2 1 8 1 1 】 刘 元龙， 郑建 昌 用重 、 磁 、 地震及地质 资料研究 深部构造 及其地 质 意义f C 1 9 9 3年 中国地球物理学