（构造地质学专业论文）南华北盆地谭庄凹陷下白垩统构造沉积特征.pdf

摘要 本论文是在系统收集南华北地区谭庄凹陷相关地质、地震、钻井、测井、录井及各 项分析化验等资料的基础上，对谭庄凹陷下白垩统地层系统系统进行了重新的划分与对 比，确认了研究区下白垩统自下而上发育四套地层，分别为巴村组、永丰组下段、永丰 组上段和商水组。 通过对谭庄凹陷下白垩统构造特征的系统分析，将研究区划分为北部斜坡带、东部 断阶带和西部双楼田鼻状构造带。同时认为：研究区基本断裂体系为北东东和北西一北 西西两组断裂，且经历了早期张性一中期压性和超压性一后期为张性的构造演化过程； 区域上北部商水断裂和南部叶鲁断裂在不同时期以不同的活动方式控制着下白垩统和 新生界的沉积与保存。根据构造组合特征的差异，认为研究区发育逆冲推覆构造、伸展 构造、走滑构造和反转构造等四种基本构造样式。 通过对下白垩统不同组段沉积特征的系统研究，认为研究区下白垩统主要由浅水三 角洲和湖泊沉积物构成，垂向上构成2 个巨型沉积序列：每个巨型层序可以识别出正常 三角洲相、辫状河三角洲相和湖泊相( 滨浅湖) 等3 种沉积相；同时提出研究区在早白 垩世存在南北两大物源区。 通过对研究区有利沉积相带内圈闭的评价与优选，明确提出北部三角洲前缘区，中 部滑塌浊积扇带和南部靠近湖区的扇三角洲f j 缘是下一步有利勘探区。提出周参1 2 井 北断鼻构造、周1 8 井北断鼻构造为下部勘探的有利目标。 关键词：谭庄凹陷构造特征沉积特征有利区带 t e c t o n i ca n ds e d i m e n t a r yf e a t u r e so fl o w e rc r e t a c e o u si ns o u t h h u a b e ib a s i nt a n z h u a n g s a g a b s t r a c t t h ea r t i c l eb a s e do nt h em a t e r i a l so fg e o l o g y , s e i s m i c ，d r i l l i n ga n dl o g g i n gw e l l ，a n a l y s i s a n dc h e m i c a lt e s t ，a n ds oo n ，i ns o u t h - n o r t h e r nb a s i n s y s t e m a t i c a l l yc l a s s i f i e da n d c o m p a r e d s t r a t ao fl o w e rc r a t a c e o u si nt a nz h u a n gs a g ，c o n f i r m e dt h ef o u rc a s e ss t r a t at o pd o w n ， w h i c ha r et h eb ac u l l ，l o w e r - u p p e rs e g m e n to fy o n gf e n g ，a n ds h a n gs h u if o r m a t i o n t h en o r t h e r nr a m pr e g i o n ，s o u t h e r nb r o k e nm o d u l er e g i o na n dw e s t e r nb r o k e nn o s e s n u c t l l r a lr g i o no fs h u a n gl o ut i a no fl o w e rc r a t a c e o u si nt a nz h u a n gs e ga r ec l a s s i f i e d t h r o u g hs y s t e m a t i c a l l ys t u d i e dt h es t r a t as t r u c t u r a lf e a t u r e t h en e ea n dn w - n w w f o r mt h e f a u l ts y s t e m ，w h i c hd i s t r i b u t e dr e a s o n a b l yi np l a n e ，t h ef a u l te x t e n s i o n a li ne a r l ya n dl a t e r p h a s e ，c o m p r e s s i v e di nm i d d l ep e r i o d ，t h ef a u l to fs h a n gs h u ii nn o r t ha n dy el ui ns o u t h w h i c hc o n t r o lt h ed e p o s i t i o na n dc o n s e r v a t i o ni nl o w e rc r a t a c e o u sa n dc e n o z o i cb yd i f f e r e n t a c t i v i t ys t y l e s a c c o r d i n gt ot h er e g i o n a lt e c t o n i c sb a c k g r o u n da n ds t r e s sa c t i o n ，s t r u c t u r e t y p ei nt h es t u d ya r e ac a nb ed i v i d e dt h r u s t o v e r r i d i n gs t r u c t u r a l ，e l o n g a t i o n ，s t r i k e s l i pa n d i n v e r s i o ni n v e r t b yt h em e a n so fa n a l y z i n gt h ed i f f e r e n tf o r m a t i o n sd e p o s i t i o ni nl o w e rc r a t a c e o u s ， w h i c hc o 蠲r m si tm a i n l yc o n s i s t so fs h a l l o ww a t e rd e l t aa n dl a k ed e p o s i t i o n ，i tc o n s t i t u t et w o h e a v ys e d i m e n t a r ys e q u e n c ev e r t i c a l l y n o r m a l i t yd e l t a ，b r a i d e dc h a n n e ld e l t aa n dl a k e ( b r i n k m e a r e ) c a nb ei d e n t i f i e d a tt h es a m et i m e ，i tc a nb ec o n f i r m e dt w ob i gp r o v e n a n c e sc o m e f r o mn o r t ha n ds o u t h f o l l o w i n gt h ep r e c e d i n gs t u d y , n o to n l yo p t i m i z e da n d e v a l u a t e dt r a p si nt h e a d v a n t a g e o u sd e p o s i t i o np h a s eb e l t ，p o i n t e do u td e l t af r o n tr e g i o ni nn o r t h ，s l u m ph a c k b e r r y f a c i e si nt h em i d d l ep a r ta n df a nd e l t ai ns o u t hn e a r b yt h el a k ez o n e ，w h i c ha r et h ef a v o r a b l e e x p l o r i n gz o n e si nt h en e x ts t e p ，b u ta l s op o i n t e do u tt h ef a v o r a b l ee x p l o r i n gt a r g e t s ，w h i c h a r et h eb r e a k i n gn o s es t r u c t u r ei nt h en o r t ho fz h o uc a n12w e l la n dt h eb r e a k i n gn o s e s t r u c t u r ei nt h en o r t ho fz h o u18w e l l a tt h es a m et i m e ，p r o p o s e dd e p l o y i n g3 ds e i s m i c 10 0 k m 2i nt h es h u a n gl o ut i a nr e g i o n a n dp r o s p e c t i n gw e l li nt h en o r t ho fz h o uc a n12w e l l k e y w o r d ：t a nz h u a n gs a g s t r u c n i r a lf e a t u r e d e p o s i t i o n a lf e a t u r e f a v o r a b l er e g i o n 西北大学学位论文知识产权声明书 本人完全了解西北大学关于收集、保存、使用学位论文的规定。学 校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人 允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或 部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制 手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构 将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库或其它相关数据库。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名：尊牌指导教师签名：匡阻 矽降6 其| 1 日 哆年彳月伽 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：朔士寡锋 渺f 年易只l _ e t 西北大学学位论立 第一章绪论 11 选题目的及主要研究内容 ，。“鼍、1 ，j j i ，“渤黼岛 i 联i i 嚣； ，纛鼢一船，一。；静蠢鼬i 嗽豸z - 。；w 搿搿羔蠢爱，j 骝 ! ；溺酝。墼强 一，、，： 甥、暨? 。! w 蕊、：一踊； 麓乏：警羹莞纛纛。：。、茹一j ? 、 第一章序论 利凹陷。故开展谭庄凹陷下白垩统构造沉积特征研究就具有重要的实际意义。 本论文研究的主要地质任务是： ( 1 ) 综合前人已有研究成果，结合最新开展的地质、物探研究，重点开展研究区 下白垩统构造与沉积特征方面的研究。 ( 2 ) 紧密结合实际生产需要，落实油气勘探的有利构造区域、有利沉积相带及其 内部所发育的有利勘探目标。 1 1 2 主要研究内容 ( 1 ) 通过钻井一地震结合，完善并细化下白垩统地层系统 谭庄凹陷内下白垩统地层发育完全。在对研究区已有钻井的地层、古生物等方面的 研究成果总结的基础上，实现钻井地震结合，细化并完善本区下白垩统地层系统，建 立谭庄凹陷下白垩统的地层格架。 ( 2 ) 通过对地质一地球物理剖面的解剖，分析研究区构造样式和构造演化特征 叶鲁断裂和商水断裂在不同时期以不同的活动方式控制和影响着谭庄凹陷下白垩 统新生界的沉积与分布，区内构造比较发育，构造样式较多。通过对地质、地球物理 剖面解剖，进行构造样式研究，为查明油气成藏及分布规律提供基础资料。 ( 3 ) 详细观察与描述岩芯，结合测井响应特征，划分沉积相类型 对下白垩统岩心、钻井、测井等资料进行深入研究，明确测井相与沉积相之间的对 应关系，进行沉积岩的组分、结构、沉积构造、沉积层序、测井相标志的研究，开展单 井相分析，并结合地震相，由点线面，开展剖面和平面沉积相研究。 ( 4 ) 开展下白垩统层序地层格架内的沉积体系空间展布及组合特征研究 2 西北大学硕士学位论文 在地震层位标定的基础上，拟选择过井地震横剖面或地质横剖面建立地层格架，结 合测井剖面，识别地震层序及准层序界面；对研究区内及边缘钻遇下白垩统的井进行筛 选，结合露头剖面建立测井露头地层联井对比剖面，分析地层层序、沉积体系和沉积 相展布规律，建立研究区沉积格局和沉积相模式。 ( 5 ) 进行有利勘探目标的评价与优选 结合地层、构造、沉积相研究成果，分析在构造控制下的有利沉积相带的发育与分 布特征，确定在有利构造区内的有利沉积相带。在此基础上，对有利勘探目标进行评价 和优选。 1 2 前陆盆地冲断带、层序地层国内研究现状及进展 1 2 1 前陆盆地冲断带国内外研究现状及进展 前陆冲断带油气勘探从1 9 世纪中叶开始，已有半个多世纪的历史。早期都是围绕 油气苗进行浅探，如阿巴拉契亚山、落基山、喀尔巴阡山、乌拉尔山、阿尔卑斯山、比 利牛斯山等前陆冲断带，但是大规模的油气勘探则是在数字地震技术面世之后( 贾承造， 2 0 0 0 ) 。 前陆盆地( f o r e l a n db a s i n ) 的概念在板块构造问世以后，最早由( p r i c e ，1 9 7 3 ) 和 ( d i c k i s o n ，1 9 7 4 ) 提出。指位于造山带与克拉通之间呈线性收缩的狭长地带，是大陆 岩石圈上叠逆冲推覆体加载引起挠曲变形而形成的边缘坳陷盆地( 图1 3 ) 。盆地夹持于 变形的造山带和未变形的前陆隆起之间，呈长条带状展布，其长轴方向和逆冲断裂系统 平行；盆内沉积物主要来相邻的造山带；随着逆冲推覆运动的继续，盆地沉降中心和前 陆隆起逐渐向克拉通方向迁移，形成递进式沉积演化序列。 图1 - 3 传统前陆盆地示意图( d e c e l l e s ，1 9 9 6 ) 近年来，又先后提出了前陆盆地系统( d e c e l l e s & g i l e s ，1 9 9 6 ) 以及复合式前陆盆 地( m u n o z j i m e n e ze t a l ，1 9 9 7 ) 概念，认为次山前推覆带的楔形沉积也与前渊沉积相 连，应属于前陆盆地充填单元。依次可划分为楔形项( w e d g e t o p ) 、前渊( f o r e d e e p ) 、 前陆隆起( f o r e b u l g e ) 和隆后( b a c k b u d g e ) 盆地四部分( 图1 4 ) 。 3 第一章序论 图卜4 前陆盆地系统示意图( d e c e l l e s ，1 9 9 6 ) 对于前陆盆地的分类，d i c k i s o n ( 1 9 7 6 ) 的方案比较有代表性，根据大地构造背景 和盆地变形改造特征的不同，将其分为周缘前陆盆地、弧后前陆盆地和分裂前陆盆地。 我国地质学家通过总结中亚和我国中西部地区中、新生代前陆盆地的特点，提出了与周 缘前陆盆地、弧后前陆盆地并列的第三类前陆盆地，但称谓颇多，如类前陆盆地( 陈发 景，1 9 9 2 ：1 9 9 6 ) ，再生前陆盆地( 刘和甫，1 9 9 5 ) ，陆内前陆盆地( 刘和甫，2 0 0 0 ：高 长林，2 0 0 0 ；刘池阳，2 0 0 2 ；孙肇才，2 0 0 2 ；刘和甫，2 0 0 4 ) ，晚期前陆盆地( 何登发， 1 9 9 6 ；贾承造，2 0 0 0 ) 。笔者建议称之为陆内前陆盆地( i n t r a c o n t i n e n t a lf o r e l a n db a s i n ) 。 一般认为周缘前陆盆地和弧后前陆盆地为经典前陆盆地类型，周缘前陆盆地位于陆 陆碰撞造山带外弧地区，在逆冲带前的俯冲板块之上，是大陆碰撞后由于板块自身重力 作用造成陆内俯冲而形成的岩石圈挠曲盆地。弧后前陆盆地位于大洋岩石圈俯冲形成的 岩浆弧之后，在大陆边缘岩浆弧内侧的仰冲板块之上，与陆内a 型俯冲作用有关。而第 三类前陆盆地形成机制主要受再旋回造山作用所产生的地壳缩短和地貌载荷影响，缺乏 同期的岩浆弧和蛇绿混杂岩带，常与古特提斯构造阶段造山带在新特提斯构造阶段活动 有关。 1 2 2 层序地层国内研究现状及进展 层序地层学在中国发展了近2 0 多年，在经历了萌芽、快速发展、成熟发展的几个 阶段后，层序地层学以其一套科学、完备的理论体系被众多地质学家所接受。层序地层 学核心是在等时地层格架中综合考虑构造沉积、海平面升降和沉积物供给等因素来研究 等时格架中地层的充填演化，建立起沉积相和沉积体系的三维配置关系。由于层序地层 学最初建立于被动大陆边缘海相沉积，在陆相地层的实践中存在一定的问题，如层序界 面的识别与划分、层序研究的级别等。针对上述问题国内大批学者致力于陆相层序地层 学的研究并提出了不同观点，如以李思田、解习农为代表的学者主张将构造作为层序形 成的主控因索，认为进行层序分析时，先要分析其构造层序，在构造层序分析的基础上， 划分其体系域和沉积建造；纪友亮等学者考虑到陆相层序及其成因的复杂性，在陆相湖 盆分类的基础上，讨论了沉积基准面和可容空间的变化，认为地层展布样式受控于可容 4 西北大学硕士学位论文 纳空间和新增可容空间的形成速率。 层序地层学有关层序的划分理论众多，如以v a il 为代表，以地层不整合或可与之对 比的整合界面为层序的边界；以g a l l o w a y 为代表，采用最大洪泛面及其对应的沉积间断 面作为层序的边界；以j o h n s o n 为代表，采用地层不整合或海进冲刷不整合为界面的海 进一海退旋回。以c r o s s t a 为代表，以基准面旋回与成因层序形成的过程响应为原理 的高分辨率层序地层学。其中高分辨层序地层学由邓宏文教授于1 9 9 5 引入中国，并在 国内掀起研究的热潮，成果众多。高分辨层序地层学的重点在于，研究可容纳空间与沉 积物供给比值变化过程中，基准面旋回变化的过程。在基准面旋回变化过程中，发生相 同沉积体系域或相域中沉积物分异作用和相分异作用，导致沉积物的保存程度、地层堆 积样式、相序、相类型及岩石结构和相组合类型发生变化的地质作用，实践中研究以上 地质作用过程反演基准面旋回变化，最终通过各级次的基准面旋回的对比建立高分辨率 等时地层格架。高分辨率层序地层学对应于基准面旋回的高频层序分析突破了以往传统 地震层序百万年级的研究精度，综合利用测井、岩心、露头使层序地层分析精度提高到 一个新水平，目前此项技术已广泛应用于矿产资源勘探与开发的各个阶段。 1 3 谭庄凹陷研究现状及存在问题 1 3 1 谭庄凹陷勘探现状 谭庄凹陷油气勘探始于1 9 5 5 年，先后进行了航磁、重力、化探普查等非地震物化 探工作，但主要物探、钻井工作均集中在上个世纪7 0 8 0 年代。1 9 9 1 1 9 9 3 年，谭庄凹 陷双楼田鼻状构造带三维地震覆盖面积2 9 0 0 7 5 k m 2 ( 已重新处理和解释其中的1 5 0k m 2 左右) ；2 0 0 1 2 0 0 2 年完成周参1 2 井以东二维地震测线1 0 5 0k m ，测网密度2 x 2 k m ，2 0 0 7 年1 0 月底完成3 4 6 测线以西2 1 0 0k m 二维地震测线的重新处理，测网密度2 x 4 k m 。 谭庄凹陷共钻探井9 口，含报废井1 口( 周1 4 井) ，迸尺7 8 3 1 4 2 m ，油气显示7 口，其中已完钻探井中有6 口井钻遇下白垩统，而揭露层系比较全、各种资料也较为丰 富的有周参1 2 、周1 5 、周1 8 井、巴1 井和周2 1 井。位于凹陷边缘并钻穿下白垩统的 井有周2 3 井。 1 3 2 谭庄凹陷研究现状 ( 1 ) 地层特征 关于谭庄凹陷下白垩统岩石地层单元的划分及组合特征已有相对统一的认识，自下 而上依次是巴村组、永丰组( 永丰组下段和上段) 、商水组。各岩石地层单元的岩性组 5 第一章序论 合特征如下： 巴村组是一套灰紫、深灰色泥岩夹细砂岩的岩性组合，厚度大于7 3 7 m ；永丰组下 段是一套深灰、灰色泥岩夹含砾砂岩、钙质砂岩的岩性组合，厚5 6 6 9 1 4 m ；永丰组上 段是一套灰、深灰色泥岩，钙质泥岩夹钙质砂岩及砾岩的岩性组合，厚4 9 0 5 8 2 m ；商 水组是一套紫红色砂岩、含砾砂岩夹钙质泥岩的岩性组合，厚8 5 7 9 9 m 。 总体上看，谭庄凹陷的下白垩统主要为一套厚度很大的湖泊相砂、泥岩层沉积，构 成一个完整的沉积旋回，表现为河流相浅湖相较深湖相河流相旋回性沉积特征。较深 湖相的暗色泥岩发育于巴村组上部永丰组下部；而永丰组上部商水组，则以半咸水相 富含碳酸盐沉积为特征。 ( 2 ) 下白垩统沉积体系与沉积相类型 谭庄凹陷的下白垩统主要发育山麓冲积扇沉积、三角洲沉积、水下冲积扇沉积和湖 泊沉积。山麓冲积扇沉积：以周1 5 井为代表，由杂色角砾岩、砾岩、砾状砂岩夹薄层 泥岩组成。三角洲沉积：主要沿凹陷长轴和缓坡方向分布，发育三角洲平原相、三角洲 前缘相和前三角洲相。水下冲积扇沉积：以周参1 2 并发育最好，可分为扇根、扇中和 扇端三个带。湖泊沉积：主要为浅湖及较深湖相的细、粉砂岩和暗色泥岩。 大量研究认为谭庄凹陷的下白垩统具有典型的陆源碎屑湖泊型沉积特征，其泥质岩 和砂岩分布最广，其次为砾岩和角砾岩，个别地区见有少量薄层泥灰岩、灰岩夹层。 岩石碎屑组成中含有大量的火山碎屑，且火山岩砾石是粗碎屑岩中常见的砾石组 成。砂岩中的火山碎屑含量一般2 0 左右，多时可达6 0 7 0 。砂岩类型多为长石砂岩 和岩屑砂岩，岩石结构成熟度普遍偏低。岩石碎屑组成中的长石多为颗粒新鲜的中性斜 长石，显示近源特点。所有碎屑岩的结构成熟度属不成熟或欠成熟类，粒度分选差，磨 圆度低，多为次棱角状，且杂基含量高，多为泥质、凝灰质。砂岩层面多见波痕，冲届i j 面及槽、沟模，多为水流及涡流成因。层理构造有块状、递变、交错及波状或透镜状层 理。泥质岩不纯，粉砂含量高，颜色杂，反映出沉积环境的变异较大。发育均匀层理， 水平层理，平行层理和生物搅动构造，具有浅水沉积和较深水沉积特点。 ( 3 ) 谭庄凹陷下白垩统主力烃源岩研究现状 谭庄凹陷发育石炭系二叠系、下白垩统、古近系、中下侏罗统四套烃源岩。其中， 下白垩统烃源岩为该凹陷的主力烃源岩，石炭一二叠系和中下侏罗统在该区埋藏深度较 大，分布不清；谭庄凹陷古近系未熟低熟烃源岩的厚度小、分布范围有限，无论从品 质上还是在厚度上远不及舞阳襄城凹陷。 6 西北大学硕士学位论文 烃源岩分布特征：谭庄凹陷下白垩统暗色泥岩的最大厚度为1 0 9 7 m ( 周参1 2 井，平 均厚约5 6 1 m ，分布面积约5 0 0 k m 2 ，其较深湖区范围较小，约1 0 0 k m 2 。泥岩烃源岩主要 分布在周参1 2 井、周2 1 井、周1 8 井区，且周参1 2 井( 6 6 1 m ) 发育最好。从层位上看， 永丰组下段发育最好，最厚 5 0 0 m ，应是下白垩统主力烃源岩发育层段，其次为巴村组 和永丰组上段，商水组最差( 仅在西部周2 1 井( 4 3 m ) 和周1 4 井( 7 0 r e ) 见到) 。谭庄 凹陷下白垩统烃源岩呈近东西向分布，与凹陷长轴方向一致，其中双楼田穆庄一带， 最厚 6 0 0 m 。在凹陷内厚度 l o o m 的烃源岩分布面积约3 0 0 k i n 2 。 ( 4 ) 下白垩统的构造特征研究现状 早白垩世的谭庄凹陷为n w w 向展布地狭长条型盆地。凹陷中心部位下白垩统沉积 最厚达5 6 0 0 m 。凹陷西部保留了早白垩世的构造面貌，具有南断北超的箕状结构型式， 而凹陷东部因受早白垩世末逆掩推覆作用的改造，盆地结构较复杂。晚白垩世凹陷整体 处于抬升剥蚀状况，致使凹陷缺失上白垩统。 1 3 3 目前主要存在问题 ( 1 ) 地震资料分辨率和信噪比低，剖面质量有待于提高 本工作涉及的研究区范围达1 4 0 0 k m 2 之大，全部为第四系覆盖区。但三维地震覆盖 区仅2 9 0 0 7 5k r a 2 左右，由于采集覆盖次数低( 2 0 次) 和处理方法的限制，资料分辨率 和信噪比较低。 研究区内已有二维地震3 1 5 0 k m 。2 0 0 1 2 0 0 2 年完成了周参1 2 以西二维地震测线1 0 5 0 k m ，测网密度达2 x 2 k m 。2 0 0 7 年1 0 月底完成3 4 6 测线以西2 1 0 0 k m 二维地震测线的重 新处理，测网密度达到2 x 4 k m 。 研究区内二维地震品质东西差异较大，2 0 0 1 2 0 0 2 年完成的周参1 2 井以西地区的 1 0 5 0 k m 二维地震测线，其品质划分以3 3 6 测线以西的主测线较好，反射较强，连续性 较好，而3 3 6 测线以东的主测线以及所有联络测线反射比较紊乱，连续性差；3 4 6 测线 以西2 1 0 0 k m 二维地震测线的重新处理也期待品质有所提高。3 4 6 测线以东地区并非数 字剖面，剖面品质较差。 ( 2 ) 钻遇下白垩统的探井和测井资料有限 钻遇下白垩统的探井和测井资料有限，尤其是缺少v s p 测井资料，给地震资料的 层位标定带来了困难。研究区内8 口井钻遇下白垩统的井中，其中周参1 2 、周1 5 、周 1 8 井、周参2 1 、周2 3 井等5 口探井所揭露地层相对比较全、资料也较丰富。新完成的 7 第一章序论 巴1 井进行了v s p 测井，其他各井均没有进行v s p 测井，这对于测井地震资料的协调 利用带来了困难。 ( 3 ) 地震资料品质较差，存在许多不确定性 地震资料品质较差，下白垩统构造特征研究存在许多不确定性，鉴于研究区地震资 料的现状，使得下白垩统内主要构造界面构造特征的研究明显滞后，主要表现为永丰组 下段顶面构造图和商水组底面构造图只能基于二维地震资料，使得构造落实难度大。 1 4 研究思路和技术路线 1 4 1研究思路 谭庄凹陷北部发育商水断裂，南部发育叶鲁断裂，并且在不同时期以不同的活动方 式控制和影响着谭庄凹陷下白垩统新生界的沉积与分布。本文在系统收集前人研究成 果并消化、吸收的基础上，以构造控制沉积理论为指导对谭庄凹陷断裂和褶皱构造样式 进行详细解析。运用砂岩碎屑组分、砂岩重矿物组分、砂岩+ 砾岩地层比率、地震相、 岩石组合、岩屑成分和物源分析等方法对谭庄凹陷巴村组、永丰组下段、永丰组上段、 商水组物源进行分析；通过单并相分析，研究下白垩统沉积相特征。在此基础上，结合 地层沉积和构造运动特点，对沉积相时空展布与演化特征进行研究恢复。最后对油气地 质条件和构造对油气的控制作用进行剖析。 1 4 2技术路线 ( 1 ) 对研究区下白垩统沉积类型进行细致的划分，并结合录井、测井及地震资料， 进行沉积微相划分； ( 2 ) 按层序地层框架和成因地层单元，结合钻井、测井和地震等综合信息，按层 序或更小成因单元编制沉积体系、沉积岩相平面分布图； ( 3 ) 综合运用地震相分析技术、多属性分析技术，建立符合本区地质特点的不同 时期沉积体系模型和地质模型。 ( 4 ) 在沉积微相研究的基础上，合理选取有利相带，利用地震资料对有利沉积相 带进行预测性研究，优选有利沉积相分布区； ( 5 ) 主要利用二维地震资料开展下白垩统构造特征的研究，编制下白垩统内部主 要构造界面的构造图： ( 6 ) 在综合各项基础地质研究成果的基础上，开展有利沉积相带分布规律及有利 油气聚集区带的评价与优选，优选谭庄凹陷下白垩统有利勘探目标标( 图1 1 ) 。 8 西北大学硕士学位论文 向期资料的收集、整理和综合分析，制定工作方案i l i 构造、地层单元划分与对比i l 构造层识别、划分与构造特征i嘲面层序识别、划分与沉积特征i l i 构造、沉积特征综合研究 l 构造地质特征研究| 、沉积相类型研究 上上上- l_ l j 一 构构构沉物沉 造造造积 源积 样组演体方演 式 厶 化 系 向化 口 ttt 。r 下 t _ 构造特征编图眩序、沉积特征编图 ii l 隋利区带评价、优选有利勘探目标l 图l - l研究技术路线和流程 1 5 主要完成工作量 本项目在研究过程中进行了文献查阅、资料收集及整理、岩心观察与描述、各种图 件的制作及规律性总结等多项工作( 表1 - 1 ) 。具体工作量如下： 1 5 1文献查阅 收集和整理了上世纪八十年代以来有关本地区相关文献及科研成果2 0 余份套，对 谭庄凹陷的地层、沉积、构造、储层等进行了初步研究。查阅了大量国内外相关研究领 域的文献资料，了解了该研究领域的最新进展和发展趋势。 表1 - 1论文研究工作量 完成t 作数量 文献调研 相关地区2 0 余篇、相关领域5 0 余篇 岩心观察及分析7 口井，2 0 7 3 3 m ，照相3 0 0 余张，取样1 2 0 块，系统描述 薄片制作及分析 制作普通薄片( 5 0 ) 、铸体薄片( 7 0 ) 、包裹体( 2 0 ) 、阴极发光( 3 0 ) 化验共计1 5 0 块：x 一衍射( 5 0 块) 及扫描电镜( 5 0 块) 分析 地层平面分布图4 张 沉积相平面分布图4 张 构造平面图l o 张 典型井沉积特征及沉积相图2 0 张 综合评价图 2 张 沉积模式及沉积格局图 若干张 报告、多媒体各1 份 1 5 2资料的收集与整理 现场查阅和收集了与研究区相关的地质背景资料，包括构造、沉积、储层及油气显 9 第一章序论 示等资料，收集研究区相关层系的钻测井资料、地震资料、岩心资料及室内分析化验资 料，具体资料收集与整理情况见表卜1 。 1 5 3岩心观察及分析 系统观察和描述7 口井岩心，共计2 0 7 3 3 米，照相共3 0 0 余张，取样1 2 0 余块。 1 5 4薄片制作与分析化验 制作普通岩石薄片( 5 0 ) 、铸体薄片( 5 0 ) 、包裹体薄片( 2 0 ) 、阴极发光薄片( 3 0 ) 共 计1 5 0 块，并对其进行了系统的鉴定、分析和照相。对5 0 块样品进行了x _ 衍射粘土矿 物分析和对5 0 块样品进行了扫描电镜分析。 1 5 5典型地震相识别与解释 对谭庄凹陷3 0 余条二维地震测线进行了典型地震相的识别及对应的沉积相解释。 1 5 6图件绘制 完成了地层平面分布图( 4 张) 、沉积相平面分布图( 4 张) 、各类构造图件( 1 0 张) 、 典型探井沉积相柱状图( 2 0 张) 、综合评价图( 2 张) 、圈闭类型图( 2 张) 及各类岩性 特征图的编制。 在上述工作的基础上，完成了论s 文的编写。 1 0 西北大学硕士论文 第二章下白垩统地层划分与对比 2 1 岩性特征 2 1 1以陆源碎屑沉积为主，见少量碳酸盐岩 谭庄凹陷岩芯、录井、薄片等资料表明，下白垩统主要以陆源碎屑沉积( 包括泥质 岩) 为主，少见碳酸盐岩，未见膏盐沉积。研究区分布最广的岩石类型是泥质岩和砂质 岩，其次为砾岩和角砾岩，仅在个别井部分层段见到白云岩或白云质砂泥岩，但钙质胶 结普遍( 表2 1 ，2 2 ) ，胶结物主要为方解石和白云石。本区完全缺乏反映干旱气候条件 的成层盐类沉积，因此本区晚中生代的湖泊属于典型的碎屑湖泊。下白垩统气候总体相 对潮湿，但由于构造活动性较强，地形高差大，蚀源区以物理风化作用为主，化学及生 物化学风化为辅，因此有充足的陆源碎屑物输入盆地，为形成巨厚的湖相及湖盆三角洲 砂泥沉积提供了有利条件。 纵向上平面上 组 最大值最小值平均值最大值最小值平均值 样品数 商水组 4 5 1 41 4 11 4 9 62 9 2 27 6 31 6 14 0 永丰组上段 5 4 8 31 1 41 2 3 63 6 7 76 4 21 7 6 48 3 永丰组下段4 7 5 9o 5 71 2 6 72 3 3 87 4 31 4 2 5 2 4 2 层位平均值最大值最小值样品数 商水组 1 5 8 55 1 0 00 0 01 2 9 永丰组上段 1 4 9 25 2 0 0o 0 02 1 3 永丰组下段 1 3 3 56 0 0 0o 0 05 9 4 巴村组段9 5 6 5 0 0 0 1 0 0 3 3 6 平均值段1 2 8 7 6 0 0 0 0 o o 1 2 7 2 2 1 2岩性总体偏细，以细砂岩、粉砂岩和泥质岩为主 谭庄凹陷下白垩统岩性总体偏细，以细砂岩和粉砂岩及泥质岩为主，南部部分井有 砾岩，分布在周1 4 井、周1 5 井和周1 8 井。中部和南部主要以细粒岩屑长石石英砂岩或岩 屑长石砂岩、粉砂岩和泥岩为主，如周2 1 井、巴1 井。除个别井砾岩厚度较大外，绝大 第二章谭庄凹陷下白垩统地层划分与对比 多数井泥岩厚占揭露厚度1 4 左右，高的达5 0 以上( 表2 3 ) 。巴村组数据较少，从有 数据的3 口井看，永丰组下段砾岩主要分布在周1 5 井( 厚8 9 2 m ) ，泥岩厚度小于5 0 ， 其余井均在5 0 以上。永丰上段砾岩厚度最大，分布在周1 4 、1 5 井和周1 8 井，其厚1 0 0 m 以上，周1 4 井厚度达4 2 4 5 m 。永丰上段泥岩所占地层厚度比例是各组中最低的，其中巴 1 井、周2 1 井岩性较细，以泥岩、粉砂岩为主。商水组砾岩厚度最大的是周1 4 井达 1 4 8 1 m ( 钻遇地层总厚度为2 4 8 6 m ) ，周1 5 和周1 8 井也有少量，仅周2 3 井、周1 4 井和周1 5 井泥岩厚度小于地层总厚的5 0 ；由此可见，研究区以泥、细砂、粉砂等细粒沉积物为 主，粗粒岩石分布局限。从剖面上看，永丰组上段泥岩厚度小，所占比例小，砾岩厚度 最大；巴村和永丰组下段泥岩厚度大，所占比例大，砾岩厚度薄。表明不同沉积时期物 源的主要方向及沉积物供应量是不同的，从而影响整个地区的沉积格局。 表2 - 3 研究区各层组泥岩、砂岩、砾岩厚度分布 钻遇地层厚砂岩厚度泥岩厚度砾岩厚度 井名组 度( m ) ( m ) ( i n )( m ) 周1 4 井商水组2 4 8 679 3 51 4 8 1 周1 5 井商水组5 4 8 83 1 8 62 1 1 21 9 周1 8 井商水组 3 7 4 9 01 1 2 0 02 2 8 9 0 3 4 周2 l 井商水组4 1 9 1 0 1 3 9 5 02 7 5 6 0 4 0 周2 3 井 商水组 1 4 7 4 08 0 5 06 4 9 02 0 周1 4 井永丰上段 7 0 3 5 11 3 71 4 2 o l4 2 4 5 周1 5 井永丰上段 6 0 41 3 7 51 8 92 7 7 5 周1 8 井永丰上段 5 8 5 8 02 2 7 5 02 5 7 3 0 1 0 1 周2 1 井永丰上段5 6 7 9 01 9 1 7 03 6 9 2 07 0 周参1 2 井永丰上段 4 9 0 0 02 3 2 0 02 5 4 0 04 周1 5 井永丰下段 9 7 9 94 8 2 64 0 7 88 9 5 周2 1 井永丰下段 7 6 7 o o3 3 3 0 04 3 3 o o1 0 2 1 3泥岩颜色较杂 泥岩颜色一方面反映沉积物位于不同的沉积环境，泥岩颜色的频繁变化表明既具陆 相水上沉积，又具水下沉积，但深灰色及黑灰色等代表较深水体环境的泥岩少见，多为 灰、浅灰、绿灰、褐灰及紫灰等，说明沉积时水体较浅，处于河湖过渡的三角洲沉积区 及滨浅湖区居多。另一方面通过泥岩的颜色分区及其差异，可为物源方向的确定提供有 用信息。 2 1 4砂、砾岩中含有大量火山岩碎屑及砾石 下白垩统碎屑岩成分组成的一个很突出的特点是，许多粗粒碎屑中常见火山岩砾 1 2 西北大学硕士论文 石，如周参1 2 井、周1 5 井和周1 8 井中出现的砾岩，都有安山岩、安山质凝灰岩、玄武岩 等的砾石。砂岩中亦含丰富的火山岩碎屑，南侧探井中砂岩所含火山岩碎屑物尤为突出， 一般含量可达2 0 左右，特别多的甚至可达6 0 7 0 ( 表2 4 ，图2 1 ) 。因此推测，南侧 的侏罗纪火山岩分布区应是这些火山岩及其凝灰岩等碎屑物的源区，南部亦可能是主要 物源区。 表2 - 4 谭庄凹陷各井下白垩统各组平均矿物组分和岩屑含量表 井号层位石英长石岩屑火成岩变质岩沉积岩胶结物 周1 5 井巴村组7 7 6 79 6 71 2 3 36 8 9 4 1l1 3 3 1 8 5 6 周2 1 井巴村组3 2 0 04 2 4 3 2 5 6 l 2 5 5 7 0 0 00 0 41 1 6 4 周参1 2 井巴村组4 9 5 01 9 5 03 1 0 01 8 2 58 8 8 3 8 81 4 3 8 周1 4 井永丰组下3 4 1 34 o o1 1 6 32 1 34 7 5 4 7 56 6 0 0 周1 8 井永丰组下5 7 0 71 9 8 31 9 0 72 8 31 1 0 0 5 2 41 8 8 6 周2 1 井永丰组下6 8 7 11 8 4 3 1 2 8 61 0 1 12 5 0o 2 51 3 8 6 周参1 2 井永丰组下2 4 2 41 9 4 24 7 4 94 2 2 72 6 9 2 5 31 5 6 7 巴1 井永丰组上4 4 8 89 6 54 5 2 42 0 8 82 4 2 4 0 1 21 3 6 5 周1 4 井永丰组上6 0 8 58 4 l1 3 7 95 0 02 7 l6 0 93 7 3 3 周1 5 井 永丰组上3 2 8 21 7 1 84 4 8 64 3 1 80 9 50 7 31 4 1 6 周参1 2 井 永丰组上1 0 6 32 5 2 75 5 0 95 1 5 91 8 l1 6 91 5 7 2 巴l 井商水组 4 1 0 08 6 73 3 0 02 6 0 07 0 00 o o1 3 1 7 周1 4 井商水组 2 0 2 71 2 71 9 7 4o 0 09 4 21 0 3 26 4 4 0 周1 5 井商水组 5 2 5 00 5 04 7 0 04 6 0 01 0 00 o o1 1 7 5 周2 1 井商水组 8 2 6 01 4 0 03 5 00 7 02 2 0o 6 08 1 0 周参1 2 井商水组 4 4 7 8 8 2 4 1 4 4 59 7 60 5 l4 1 84 2 4 8 l v t 火山岩岩屑 变质岩岩屑 沉积岩岩屑 0 0 0 l s 图2 - 1 谭庄凹陷下白垩统岩屑组分三角图 2 1 5 砂砾岩的结构成熟度中等 岩芯观察表明，砂砾岩磨园度较好，以次棱次圆状为主，分选中等差，3 2 0 块岩芯 样品的薄片分析及2 1 0 块铸体薄片显示，研究区砂砾岩中胶结类型以孔隙式占绝对优势， 磨圆度以次棱一次圆状为主，分选中好，少量差。整体显示中等程度的结构成熟度( 表 第二章谭庄凹陷下白垩统地层划分与对比 2 5 ) 。 表2 5 谭庄凹陷下白垩统岩石结构统计表 粒度主粒 圆度 分选风化定名 样 井号 深度止胶结类型 径( m m ) 数 周1 4 井商水组孔隙基底 0 1 0 5 次棱好差浅细晶泥云岩 2 5 灰质长囱自央个，寺 周1 4 井永丰组上孔隙基底 0 0 3 - 0 1 6 次棱次圆 中等 中浅 1 7 粒砂岩 周1 4 并永丰组下基底式 0 5 2 0 次棱角中等浅泥岩与泥灰岩互层 1 2 周1 5 井商水组接触 o 0 1 1 次圆 中浅 玄武岩 2 2 不等粒岩屑砂岩， 周1 5 井永丰组上接触孔隙 0 2 5 0 0 1 次圆次尖中差中浅 3 7 玄武岩 周1 5 井 永丰组下孔隙0 0 1 0 2 5次尖次圆差中中浅岩屑长石粉细砂岩 7 0 含白云质岩屑长石 周1 8 井永丰组下孔隙 0 0 3 0 5 次棱次园中好中深 2 9 粉砂岩 含灰质长石粗粉细 周2 1 井巴村组孔隙 0 0 1 0 1 次棱中差浅 1 4 砂岩 周2 1 井永丰组下孔隙 0 0 1 0 1 次圆次棱 中 中浅长石石英细砂岩 1 4 周2 3 井商水组孔隙 0 0 1 0 1 次尖好深泥质粉砂岩 1 6 周2 3 井永丰组上孔隙 o 5 0 1 次圆次尖中好 中 中粒长石岩屑砂岩 4 2 周2 3 井永丰组下孔隙 0 1 o 2 5 次尖中中细粒长石岩屑砂岩 3 4 周参1 2 井商水组孔隙 0 1 5 o 0 3 次棱次圆 中 浅含灰质粉砂岩 3 8 周参1 2 井永丰组上孔隙 0 1 3 0 2 7 次尖次圆差深岩屑长石粗粉砂岩 4 l 周参1 2 井永丰组下孔隙 o 1 o 2 5 次棱次园 中差 浅岩屑长石石英砂岩 6 9 2 1 6砂岩的成份成熟度普遍偏低，显示近源碎屑组成特点 本区绝大部分砂岩的碎屑成份以长石或岩屑为主，主要属于长石砂岩和岩屑砂岩 类，石英砂岩类相对较少( 图2 2 ) 。长石砂岩中的长石主要为斜长石，其次为钾长石， 其中尤以中性斜长石更为广见，长石颗粒大部分仍很新鲜，说明来源不远。岩屑种类虽 很复杂，而且因层位不同而异，但南部各井砂岩中一般均含较多的火山岩碎屑，常见的 有安山岩、粗面安山岩、凝灰岩等，此外还有少量不耐风化和欠稳定的碳酸盐岩碎屑， 说明物源区相距不远。 fl 图2 - 2 谭庄凹陷下白垩统矿物组分