【doc】陕甘宁盆地中部马古1潮缘碳酸盐岩沉积旋回及其成因探讨

【doc】陕甘宁盆地中部马古1潮缘碳酸盐岩沉积旋回及其成因探讨 陕甘宁盆地中部马古1潮缘碳酸盐岩沉积旋 回及其成因探讨 第18卷第3期 2000年9月 ,7一/沉积 ACTASED1MENTOLOG1CAS1NICA vd.18No.3 S.200o 文章编号:1000—055ol2oo0)03—0419—05 陕甘宁盆地中部马五1潮缘碳酸盐岩 沉积旋回及其成因探讨 孟万斌张锦泉 弋雨两砩成葡画, 摘要陕甘宁盆地中部马五l段由多个向上变浅的潮缘碳酸盐岩沉积序列重复叠置组成,并可分为十三种沉积一 成岩微相和六个沉积相带.这种沉积序列的韵律性重复叠置的形成方式为潮缘进积楔的简单遇覆和阶段式退覆,其 餐篓耋趣鍪觯退覆阶段退覆自蕉回趁,囊关键词丝壁墼垫堂豇熟简单退覆阶段退覆自蕉回他l—』第一 作者简介孟万斌男1968年出生助研博士古生物学与地层学(含古人类学)'' 中酚类号麟.文献标识码P? 1研究区位置及区域地质概况 陕甘宁盆地中部气田形成于陕甘宁克拉通盆地中 央古隆起东北侧的奥陶系顶部碳酸盐岩风化壳内,西 起内蒙城川,东至陕西双城,北抵巴拉素,南达陕西志 丹,富县,东西宽100km,南北长170km,面积逾 10O00km2. 早古生代寒武纪和奥陶纪盆地经历了两次海侵与 海退其中奥陶纪海侵在古隆起东西侧存在着明显的 差异,西侧为深水区,东侧为永,形成人范围潮坪 相沉积.马家沟期,古隆起东侧主要沉积环境为局限 的潮间坪及泻湖一膏盐湖环境,而且反复出现向上变 浅的沉积序列…(图1).加里东运动使盆地整体抬 升,遭受l2亿年的风化剥蚀,马家沟组在准平原化背 景上形成了古岩溶地貌,为风化壳碳酸盐岩储层的发 育奠定了古水文地质基础. 据前人研究,马家淘组自下而上可分为马一至马 六段其中马五段自上而下又可划分为l0个岩性段, 马五1进一步划分为马五:一马五{四个小段. 2沉积一成岩微相划分及其特征 根据岩心观察和薄片鉴定,盆地中部马五,段岩 石类型主要有白云岩类,灰岩类和泥岩类及三者过渡 类型.由于本区沉积物所经历的长期而复杂的成岩作 用,给沉积相的研究带来了很大困难.为了便于研究, 本文采用沉积一成岩微相概念来综合描述马五的岩 石学特征. 收穑日期:1999-02.03收修改穑日期:1999-05.10 图L陕甘宁盆地马五期岩相古地理困(据杨俊杰,1996) F.1Lithofaciesandpaec~geography.fM5 peinsh?gam;ngbas 碳酸盐岩沉积一成岩微相是既能反映沉积特征又 能反映成岩作用特征的碳酸盐岩石类型的物质组成, 结构及其成岩作用等特征的总和.根据研究区六口井 岩心中马五l段的沉积特征和成岩作用特征可划分十 三种沉积一成岩微相类型(以下简称微相),分别用 SFI,SF2…-?,SFl3 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示. 420沉积第l8卷 (1)微晶云岩微相(SFI) 灰色薄至中层,具水平纹层,干裂,鸟眼等构造,局 部含石膏假晶. (2)微—粉晶云岩微相(SF2) 灰色,多为中厚层,具水平纹层及藻纹层构造,局 部石膏假晶发育. (3)粉晶云岩微相(SF3) 灰色,多为中厚层,偶见石膏假晶及水平纹层. (4)豆状孔微晶一粉晶云岩微相(sF4) 灰色薄一中厚层,见石膏假晶,藻迹,大量发育针 状孔,芝麻状孔,豆状孔等. (5)残余颗粒微,粉晶云岩微相(sF5) 灰色,颗粒类型以鲡粒,球粒,砂屑等为主,见介形 虫,腹足类等生物碎屑,其原岩应多为亮晶或泥晶颗粒 灰岩,沉积环境多属潮间坪下部或潮下浅滩亚相. (6)角砾状(含泥)微,粉晶云岩微相(sF6) 角砾大小不均,类型单一,无分选,磨圆,成分多为 微晶,粉晶云岩. (7)含泥微晶云岩微相(SF7) 深灰色,薄层,具水平纹层,岩芯上见水平层理,波 状层理及透镜状层理等. (8)泥质微晶云岩微相(sF8) 深灰色,薄层,纹层状构造,岩性致密. (9)云质泥岩微相(sF9) 灰黑色,薄层,纹层状构造,岩性致密. (t0)凝灰质泥岩微相(sFl0) 黑色,薄层,往往顺层裂开呈薄片状,鳞片状,纹层 状构造,分布于马五{底部,为马五和马五2分界的区 域标志层. (11)含灰或灰质微,粉晶云岩微相(sHI) 灰质含量不等,方解石呈粗晶或连生晶,晶体中大 量残留微晶一粉晶白云石. (12)(含云)次生灰岩微相(sF12) 方解石晶体中普遍残留微至粉晶白云石.实为含 灰或灰质微晶,粉晶白云石进一步去云化的产物. (13)含灰含泥云岩微相(sF13) 深灰色,薄层,方解石为去云化的产物,常见纹层 状构造,透镜状及波状层理等. 3沉积一成岩微相组合及沉积相特征 3.1沉积一成岩微相组合及特征 根据微相特征及其不同组合关系,结合古地理,可 将马五.段分成六个沉积相: (1)潮上含膏灰泥坪相:由SF1+SF2+SF7或 SF2+SF3组成.普遍发育石膏假晶及水平纹层,藻纹 层等. (2)潮上灰泥坪相:由sF3+sF7+sF8或SF3+ SF7组成.发育水平泥质纹层,局部含石膏假晶. (3)潮间灰泥坪相:由SF3+SF7+SFll组成. (4)潮间含膏灰泥坪相:由SF3+SF4ASF7或SF2 +SF3+SF4组成.含石膏假晶及溶蚀形成的膏模孔, 水平纹层,波状层理及透镜状层理等. (5)潮下灰泥坪相:由SF8+SF9+SF10组成,发 育泥质纹层等. (6)颗粒滩相:由SF3+sF5+SF8组成. 3.2马五.段沉积相总体特征 沉积相的纵向变化及平面展布,是储层不均一性 的主要控制因素之一.马五期,陕甘宁盆地中区总体 上为潮坪沉积,且类型单一,横向变化较小.但由于潮 缘地形本身的复杂性,其沉积时古地理环境有斜坡和 浅洼之别,沉积物也自然存在相应的差异.基于马五 期的古构造和古地理背景,根据单井剖面及四条联井 剖面(图2),马五.段沉积相具如下特点:(1)纵向上, 从马五{到马五j,沉积环境由潮下,潮间变为潮上坪, 并在潮间云坪和潮上云坪相中出现了石膏晶体和结 核,它们的后期溶解与白云岩中次生孔洞的发育和储 层段为潮间坪相,岩 层段的形成关系密切.(2)马五} 相横向稳定,物性好,为主力气层.而马五{,马五{受 潮水进退控制,岩相横向变化相对较大.由潮间一潮 上云坪或潮间,潮上灰泥坪相互交替组成,造成储层的 不均一性.马五{则为潮下环境,沉积物中泥质含量 高,不具储集性能. 4潮坪沉积序列重复叠置的形成机制 探讨 如上述,马五.段由一个向上变浅的沉积序列组 成,若考虑马五2至马五4,则从马五4至马五1,由潮间 一潮上一潮间半旋回形成具一定韵律性的重复叠置 (图3).每一半旋回中都有(含)膏云坪相,其中石膏 的后期溶解及其对白云岩溶解能力的影响强烈地影响 了碳酸盐岩储层的发育.而沉积相横向不连续性是控 制储层非均质性的重要因素之一.因此,对碳酸盐岩 潮缘向上变浅序列的成因模式及其重复叠置的机制进 行研究,将有助于对储层发育规律的认识. 4.1潮缘向上变浅序列的成因模式 目前,对于潮缘向上变浅序列有三种成因解释模 (prograding蜘),同期加积席(sill乜. 式:进积楔 neou~ysheet),和潮坪群岛(tidalflatislands)[2J. 进积楔模式指从陆地由一个中心开始向海(或从 台缘建隆向太陆架)沉积,最终形成一个向上变浅的沉 ? I ?, 第3期盂万斌等:陕甘宁盆地中部马五l潮绿碳酸盐岩沉积旋回及其成因探讨421 口田田田口田 ?上寺膏童坭坪帼?上燕坭蚺柑嚏嬲坪相?阿古膏鬟撑坪相囊下勰相—洲日 国2陕62陕106井横剖面岩相图 Fig.2section0fwd]Shah62一Shan106i]]ustrating]ithofadeschm~. ge 谰间泥蕊坪 潮上泥坪 谰上告膏泥耳 谰古膏泥藏牟 潮F泥越坪 嗣上膏i蚪 潮问宙膏泥血坪 图3陕95井马五段潮坪沉积旋回剖面 F3da1sed~nentafionsectionofM5inweLLShah95 积楔状体.通常有两种沉积方式,即简单退覆(simple offlap)和阶段退覆(staggeredoffiap).前者指在水文 条件相对稳定条件下,沉积作用连续进行,形成连续的 楔状体;后者指由于障壁的阻挡使沉积作用不连续,发 生"跳跃式"的前进,形成的沉积体横向不连续. 同期加积席模式认为,原地碳酸盐不断生成,沉积 物由海底稳定向上加积至海面,最后形成向上变浅的 序列.它要求台地本身具有生成相当数量沉积物的能 力. 潮坪群岛模式认为沉积作用发生在有岛屿和潮间 堤的台地上,当水文条件变化时,沉积体系随时间发生 纵向和横向迁移,形成横向上明显不连续的潮缘序列. 根据研究区的古构造与古地理,马五期斜坡向东 南倾伏,沉积作用从中央古隆起到富县,黄睦古隆起边 缘开始,逐渐向海推进.马五{期,潮缘局部发育颗粒 滩相,沉积物于其后不断向上加积,当加积至海面时便 跳过颗粒滩,并在另一颗粒滩后重新开始加积充填作 用,从而,整个潮缘沉积跳跃式地向海推进.并且由于 海水相对较深,主要发育潮下沉积.马五{期,由于潮 缘不发育起隔挡作用的障壁滩,此时沉积作用以简单 422沉积第l8卷 退覆的方式向海进积.马五}一马五;期,潮缘颗粒滩 再度发育,于是沉积作用再次变为阶段退覆,只是此时 由于沉积物的快速堆积和海平面变化相对缓慢,使潮 缘水体总体来说变浅,沉积作用以潮间和潮上为主. 根据上述分析,可用图4所示的模式来解释马五. 潮缘向上变浅序列的形成过程. B 进积跃进 图4马五t潮缘向上变浅层序沉积模式图 Fig4Delx~tionalmodelofperitidalshaLlo~fingupward successionofM5t 4.2潮缘沉积序列重复叠置的形成机制 对于古代潮缘碳酸盐岩向上变浅序列带有韵律性 重复叠置的形成机制主要有两种观点:即"自旋回"和 "他旋回"机制【. "白旋回"机制认为,假定其它条件合适,当海平面 处于相对静止或缓慢变化时,碳酸盐的高生产率能够 产生足够的沉积物使潮坪加积至海面.前述三种沉积 方式的不断进行都可形成潮缘向上变浅序列的重复叠 置. 对于进积楔,由于其在向海推进过程中逐渐覆盖 台地,使潮下沉积区逐渐变小并最终封闭从而沉积作 用终止.海平面再次上升,台地叉变成潮下环境+经过 一 段停滞期,沉积作用重新开始,形成新的进积楔并叠 置于以前形成的进积楔之上.同进积楔相同.在潮坪 群岛体系中,当海平面长期静止或缓慢变化时,沉积环 境也会逐渐变小并最终完全封闭,沉积作用终止.经 过短暂停滞和长期暴露后,海平面再次快速上升并不 断形成新的堆积空间,沉积作用也再次发生.这种作 用的不断重复,便会形成一系列横向不连续的沉积单 元,并在纵向上形成有一定韵律性的重复.同期加积 席沉积作用与此类似. "他旋回"机制则认为,大规模的潮缘地层型式的 形成是受基底沉降和海平面升降等外部因素的强烈控 制.一次幅度为几米的海平面上升,可为潮缘沉积提 供一个"机会窗",在海平面上升期和达到最高时发生 沉积,而当海平面下降时沉积作用停止. 由此可见,"白旋回"机制强调在海平面缓慢变化 情况下,碳酸盐自身的高沉积速率即内因对潮缘变浅 序列重复叠置的控制作用;而"他旋回"机制则强调海 平面频繁升降即外因的控制作用,但这两种机制并不 是完全对立的. 对研究区来说,奥陶纪时,华北地块为一由南北板 块的相对俯冲形成的稳定的陆表海碳酸盐台地,而陕 甘宁盆地作为华北地台的一部分,早奥陶世沉积环境 稳定,沉积作用单一,为陆表海沉积体系.尤其是经过 马五期及其以前的沉积之后,盆地内部为有利于碳酸 盐生产的广阔的陆表海潮缘环境,具有生成大量碳酸 盐的能力,从而使沉积物不断发生加积和进积,形成向 上变浅的潮坪沉积序列.同时由于台地构造活动较 弱,海平面变化相对缓慢,在这种情况下,受碳酸盐高 沉积速率的自身因素的控制,形成了多个向上变浅的 潮坪沉积序列的重复叠置,构造运动等外部因素的影 响相对较弱,即可以认为马五1潮缘向上变浅序列的 重复叠置是一种"自旋回"机制. 参考文献 】张锦泉,陈洪穗,刘文均.鄂尔多斯盆地奥陶系况积,古岩溶及储集 特征成都:科技大学出版社,1993 2Br~anRPra1t,Noe】P.FarrIes,CbtttonACowan.PefifidalCarbon. ac,Faci~Models:rer:p:msetosealevelcrIge.1992303-322 第3期盂万斌等:陕甘宁盆地中部马五l潮缘碳酸盐岩沉积旋回及其成因探讨423 OnthePeritidalCarbonateCyclicityandItsOriginofthe OrdovicianM5Sectioni11CentralOrdosBasilI MENGWan—binZHANGJing-quan (ChengduUniversityofTedmdogy,aIdu610059) Abstract ThetermperitidalcoinedbyFolkisausefulgeneralnalTleforthespectrumofnearshoreandsh orelinedeposi— tionale~.vironmentsandfaciesAncientperitidalcarbonatelithofaciesarecharacteristically organizedstratigmphi— callyintometer,todecameter—thick,shallowing— upwardsuccessions;theirverticalstackingisavaluable remrdofthedynamicsofcarbonateplatformdevelopment.Therearecurrentlythreemodelsnsedtoexplainbowa shallowing— upwardsuccesabnforms,1)8sapmgradingwedge,2)asasimultaneouslyaggradingsheetor,3)as amosaicoftidalfiatislands.Aprogradingwedgeisgeneratedbythetidalflatsprogradingintwostyles,simpleof— flapendstaggeredoftlap.Asimultaneouslyaggradingsheetaccretesverticallytosealevelandthewholeplatform becornassequentiallyintertidalandthensupratida1.da1flatislandsnucleateandaccreteaggradationand progradationandshiftinresponsetohydrographicforces.MuchdlseussionexistscurrentlyastowhatcaLl~the rhythmicstackingintothickstratigmphicpackagesofancientshallowing— upwardsuocesor.Twopossible mechanismsaresuggested,i,e.,allocyclicandautocyclicmechanisms.edrivingforcebehindtheautocydicityis thedynamicsofsedimentationontheplatform,whiletheallocyclicityairIphasizasthefactorsofsllbsidenceandell— stacythatcauserelativesealevelchangeHowever,thetwomechanismsarenotnecessarilymutuallyexclusive. TheOrdovicianM5sectionincentralOrdmbasinconsistsofarhythmicrepetitionofseveralshallowing—upward peritidalcarbonatesuccessionsdepositedinepe[ricsooa.Basedonthesedimentarystructureandlithologicfeaturesof studiedm-ca,withthecousidemtionofpaleotectonicsandpaleogeographyofthecentralbasin,thirteencarbonate sedimentary— diageneti0microfaciesarerecx~fizedthatmakeupsixsedimentaryfaciesefacieschang? verti— callyandI~terally1_hepaperpresentsthepossiblemechanismoftherhythmicpackage.Consideringthegeological settingsofthestudiedarca,Autocyclicitymayinterprettheformationoftherepetitionofperitidslcarbonateshal— lowing— upwardsuccessionsastheresultoftheperitidalprogradingthroughsimpleofflapandstaggeredofflap. Keyworfl~peritidalcarbonatesedimentationsimpleoffiapstaggeredofflapautocyclicity ofquartzgmns.Dissdutionofcalciteisalsoweak,andoccursonlyinceraentofostrecoclacoelomata.I11iteismain cLaymineral,andchloriteispresentonlyinminoramount.Kaolinitebasicallydisappeared.Smeetitenmstly chengedtoilliteormixed— layeredillite/smectiteVitrinitereflectance(Ro)ragesfmm0.61%to1.39%,sug— gestingthatorganicmaterialhasalreadymatured. Andentgeotemparatureishigherthancurrentgeotemparature.Diagenasisproceededtomiddlelatestage. Compactionandcementationaretheprincipleprocessescontributingtoreductionofporosity.Dissolutionof feldsparandintermediate/basicvolcanicrockfragmentsmadeporosityincreasetosomedegree.Compactionand calcitecementationpreventedgrowthofauthigenicquartzandformationofsecondaryporosityzones.Partial preservationoforiginalporesanddevelopmentoffeldspardissolutionareduetoframeworkconsistingofdastic grainsandcalcitecementofearlyprecipitation. Key word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 sreservoirroeksdiagenesisporositymodification