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鄂尔多斯盆地东南部二叠系山西组沉积体系研究

田雯  
【摘要】:鄂尔多斯盆地东南部二叠系山西组的沉积物源环境和砂体发育状况,不仅是近年来这一地区二叠系油气勘探备受关注的热点问题,同时也是鄂尔多斯盆地沉积-构造演化及其与相邻秦岭造山带关系研究一直存有争议的重要基础地质问题。本文在野外剖面勘测和钻井剖面解释的基础上,重点采用沉积岩石学、地球化学和锆石U-Pb年代学分析方法,系统开展了鄂尔多斯盆地东南部山西组小层划分对比基础上的沉积物源、沉积体系和沉积岩相环境研究,分析揭示了山西组砂体展布特征、储层物性条件。主要取得以下研究进展和成果认识:(1)进行研究区山西组的地层划分与对比,将山西组划分为山1段和山2段的基础上,重点将山2段进一步划分为3个小层,由此建立了研究区山西组的小层划分对比格架,并通过小层厚度分析揭示了研究区山西组各小层呈现南薄、北厚的沉积充填特征。(2)古水流、轻、重矿物、阴极发光、稀土元素与锆石U-Pb年代学的综合分析结果表明,研究区山西组各小层单元沉积时期均呈现为南物源为主、北物源为辅的双向混合物源特征,且南、北物源的分界主要位于富县-宜川近东西一带;南部沉积物源主要来自北秦岭构造带偏南一侧的北秦岭前寒武纪变质杂岩和商丹带近邻的海西期侵入岩及加里东期花岗岩类,由此限定研究区南部沉积边界大致位于商丹俯冲碰撞造山隆起带以北。(3)采用微量元素B和Sr/Ba环境判别与沉积构造标志、砂岩粒度分析相结合的研究方法,精细刻画了山西组各小层规模的沉积环境及其演化。认为研究区山西组底部的山2~3段沉积期存在海相沉积环境,其上的山2~(1+2)和山1段沉积期处于陆相沉积环境,由此认为研究区山西组沉积期总体属于残余陆表海-近岸湖盆沉积环境。(4)测井相解释与砂地比分析相结合,系统分析揭示了山西组各小层规模的沉积亚相和微相特征,认为山西组底部山2~3沉积期主要发育陆表海环境下的潮坪亚相、渴湖亚相和小规模的三角洲前缘亚相,山2~(1+2)和山1沉积期主要发育近岸湖盆环境下的浅湖亚相和较大规模的三角洲前缘亚相,尤其是山1期碎屑沉积物源供给更为充足,南、北部三角洲前缘水下分流河道在富县一带交汇。(5)砂体厚度平面编图和剖面对比分析结果表明,研究区山西组山2~1段和山1段沉积砂体主要由南、北两大沉积古流体系控制的三角洲前缘砂体组成,各小层砂体中以山1段砂体的连续延伸规模最大,山2~(1+2)段砂体的延伸规模次之,山2~3段砂体存在南、北沉积古流体系控制的小规模的三角洲前缘沉积砂体及多个土豆状潮坪沉积砂体,砂体较山1段及山2~(1+2)段发育较差。(6)砂岩岩石薄片和扫描电镜的对比分析结果表明,研究区山西组的砂岩类型主要为石英砂岩、岩屑质石英砂岩和岩屑砂岩,发育粒间孔、晶间孔,物性数据显示,山1段物性最好,山2~(1+2)段次之。沉积体系对储层物性的影响主要包括物源及沉积相两个方面。物源区的母岩性质决定砂岩类型及成分成熟度,影响了砂岩物性,物源供给强弱影响着沉积相的规模与空间分布,而沉积相控制了砂体展布形态、砂岩粒度及成岩作用,进一步对储层物性进行影响。


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