（地球探測與信息技術專業(yè)論文）海拉爾盆地熱演化史與油氣成藏史研究.pdf

摘要 本論文按照盆地分析整體、動態(tài)、綜合的原則，綜合應用地質、數學、地球 物理及地球化學新方法，對海拉爾盆地熱演化史及油氣成藏歷史進行了深入的研 究，取得了些新的認識。 通過對大量的測溫資料回歸分析，認為海拉爾盆地現今地溫梯度變化不大， 平均為3 o 。c l o o m ，現今大地熱流平均為5 9 m w m 4 , 海拉爾盆地為一個中溫型盆 地。海拉爾盆地的地溫梯度的分布受大的走滑斷裂和凹陷拉張程度的控制，盆地 南部凹陷拉張量較大，地溫梯度也較高。 海拉爾盆地相同層位熱演化程度總體上具有南高北低的特點，在各個凹陷中 心部位相同層位烴源巖熱演化程度高于凹陷邊緣部位。海拉爾盆地北部絕大部分 地區(qū)大磨拐河組烴源巖未成熟，南部大磨拐河組烴源巖普遍進入低成熟生油階 段。在海拉爾盆地北部凹陷南屯組烴源巖處于未成熟一低成熟階段：南部凹陷南 屯組熱演化程度較高，普遍處于成熟生油階段，局部已處于高成熟生油階段。南 屯組是海拉爾盆地的主力生油層位，是海拉爾盆地主要找油區(qū)。 應用多種古地溫方法恢復了海拉爾盆地古地溫及古地溫梯度，盆地平均古地 溫梯度在3 4 6 t2 0 2 2 1 0 0 m 之間，明顯高于現今地溫梯度，平均古大地熱流高 于現今大地熱流值，古今她溫對比表明部分凹陷古地溫高于今地溫，烴源巖最大 古地溫是在伊敏組末達到的，烴源巖熱演化程度受古地溫場控制。 在鏡質體反射率r o 演化史和干酪根成烴演化史的基礎上分析了烴源巖成烴 過程，在部分凹陷新生代以來烴源巖有二次生烴過程。 應用飽和壓力法、儲層伊利石測年法及流體包裹體測溫法等方法并結合熱史 模擬、埋藏史，分析了海拉爾盆地油氣成藏期次。海拉爾盆地油氣成藏期次主要 分為兩大階段：第一階段在伊敏組沉積晚期；第二階段在青元崗組沉積以來。伊 敏組沉積晚期是海拉爾盆地最重要的成藏時期。青元崗組沉積以來發(fā)生過近東西 向的擠壓反轉，使已形成的油氣藏重新調整及二次生成的油氣二次注入成藏?，F 今的油氣藏是青元崗組沉積以來油氣藏重新調整的結果，這一階段油氣成藏對海 拉爾盆地油氣勘探很重要。 關鍵詞：海拉爾盆地：熱演化史；古地溫：成藏期次 秉經作靜、導黼同纛 壘文公希 a b s t r a c t b yp r i n c i p l e so f i n t e g r a t e d ，d y n a m i ca n dc o m p r e h e n s i v eb a s i na n a l y s i s ，r e s e a r c h w e r em a d ei nh a i l a e rb a s i n u s i n gg e o l o g i c a l ，m a t h e m a t i c a l ，g e o p h y s i c a l a n d g e o c h e m i c a lm e t h o d s 。p r o g r e s s e s a r em a d e a c c o r d i n g t or e s e a r c ho ft h e r m a l e v o l u t i o n a lh i s t o r ya n d o i l - g a sr e s e r v o i r sg e n e r a t i o nh i s t o r yi nt h eh a i l a e rb a s i n 。 o nt h er e g r e s s i o na n a l y s i sf r o ml a r g en u m b e r so ft h e r m o m e t r i cd a t a ，r e s u l t s s h o wt h a tt h eh a i l a e rb a s i ni sf l m i d d l e t e m p e r a t u r es t y l eb a s i n ，p r e s e n tg e o t h e r m a l g r a d i e n t sc h a n g el i t t l ei nd i f f e r e n ta r e a s ，a v e r a g ev a l u e i s3 0 c 1 0 0 m ，a v e r a g ev a l u e o ft h e r m a lf l u xi s5 9 m w m ，。t h et h e r m a lg r a d i e n td i s t r i b u t i o ni nh a l l a e rb a s i ni s c o n t r o l l e db yl a r g e s c a l es l f i k e - s l i pf a u l ta n dd e p r e s s i o ne x t e n s i o n 。i i 】t h es o u t h e r n d e p r e s s i o n ，t h ed e p r e s s i o ne x t e n s i o n i sl a r g ea n dt h e r m a lg r a d i e n tv a l u ei sh i g h e r a t h e r m a le v o l u t i o n a ld e g r e eo fc o n t e m p o r a r yl a y e ri nt h es o u t hb a s i ni sh i g h e r t h a nt h a ti nt h en o r t h ：i nd i f f e r e n td e p r e s s i o n ；t h e r m a le v o l u t i o n a ld e g r e ei nt h ec e n t e r p a r to fc e n t e m p o r a r yl a y e ri sh i g h e rt h a nt h a ti nt h ef r i n g ep a r t 。l a r g ed e p r e s s i o n si n n o r t h e r nb a s i n ，t h e h y d r o c a r b o ns o u r c e r o c k so fd a m o g u a i h ef o r m a t i o ni s i n i m m a t u r e s t a g e ，w h i l ei nt h es o u t h e r nb a s i n ，t h es a m eh y d r o c a r b o n s o u r c er o c k si si n t h el o w m a t u r e s t a g e 。s i m i l a r i t y ，h y d r o c a r b o ns o l l r c er o c k s o f n a n t u nf o r m a t i o ni n n o r t h e r nd e p r e s s i o n ，i t sm a t u r i t yi si nt h ei m m a t u r et ol o wm a t u r es t a g e ，p a r t l yi n h i g h m a t u r es t a g e ，b e c o m e st h em a i n o i lp r o d u c t i o nl a y e ri nt h eh a i l a e rb a s i na n d s o u t h e r nd e p r e s s i o ni st h em a i n o i l g a sp r o s p e c t i n g a r e a s a t h ea v e r a g ep a l e o g e o t h e r m a lg r a d i e n ti nt h eh a i l a e rb a s i ni sb e t w e e n3 4 6 4 、2 0 * c 1 0 0 m ，w h i c hi so b v i o u s h i 。g h e rt h a np r e s e n t t h e r m a lg r a d i e n td u et ot h er e c o v e r yo f t h e r m a le v o l u t i o n a lh i s t o r yb ym e a n so f m a n yk i n d so f p a l e o t h e r m o m e t r i cm e t h o d s ， r e s u l t sa l s oi n d i c a t et h a tt h ev a l u e so f p a l e o t h e r m a lf l u x i sh i g h e rt h a nt h a to f p r e s e n t v a l u e s ，a n dt e m p e r a t u r ec o n t r a s t sb e t w e e nh i s t o r i ca n dp r e s e n ti m p l i e st h a tt h e p a l e o t h e n n a l i n l a g e rd e p r e s s i o n s a r e h i g h e r t h a tt h e p r e s e n t 。t h e m a x p a l e o g e o t h e r m a lv a l u e so fh y d r o c a r b o n s o u r c er o c k sw e r er e a c h e di nt h el a t ey i m i n f o r m a t i o np e r i o d ，p a l e o g e o t h e r m a lf i e l dc o n t r o l l e dm a t u r i t yo fh y d r o c a r b o ns o u r c e r o c k s 。 a n a l y s i n gg e n e r m i o nh y d r o c a r b o np r o c e s so fh y d r o c a r b o ns o u r c e r o c k so n r e f l e c t a n c eo fv i t r i n i t ee v o l u t i o n a l h i s t o r y a n dc a s e a t e g e n e r a t i o nh y d r o c a r b o n h i s t o r y ，h y d r o c a r b o ns o u r c er o c k si nm o s to fd e p r e s s i o n sh a v ee x p e r i e n c e dt w oo i l a n dg a s g e n e r a t i o np e r i o d s 。r e s e a r c hw e r em a d e0 nt h eo i l f i l l i n g h i s t o r yo ft h e h a i t a e rb a s i n ，u s i n gt h em e t h o d so ft h ed a t i n go fi l l i t e ，s a t u r a t i o n p r e s s u r e a n d h o m o g e n i z a t i o nt e m p e r a t u r e s f l u i di n c l u s i o n c o m b i n i n g w i t ht h e r m a le v o l u t i o n a h i s t o r ya n db u r i a lh i s t o r yr e s e a r c h 。r e s u l t ss h o wt h a tt h ef o r m i n gt i m e o fo i l g a s r e s e r v o i r sh a v et w os t a g e s ：t h ef i r s ti si nt h el a t ey i m i nf o r m a t i o ns e d i m e n t a r ys t a g e t h es e c o n di sf r o mq i n y u a n g a n gf o r m a t i o ns e d i m e n t a r yt on o w at h ef i r s ts t a g ei st h e m o s ti m p o r t a n to i la n dg a sg e n e r a t i o ns t a g ei nh a i l a e rb a s i n 。s i n c eq i n y u a n g a n g f o r m a t i o ns e d i m e n t e d ，o i la n dg a sh a v eh a p p e n e dt ob ea d j u s t e da g a i nd u et ot h e e a s t w e s td i r e c t i o n a le x t r u s i o na n dr e v e r s i o n ，a n ds e c o n d a r yg e n e r a t i o no i la n dg a s p o u r e di n t ot h et r a p sa n df o r m e d n e w o i l - g a sr e s e r v o i r s 。p r e s e n to i l ”g a ss e s e r v o i r sa r e t h ea d j u s t i v er e s u l ts i n c eq i n y u a n g a n gf o r m a t i o ns e d i m e n t e d ，t h i ss t a g ei si m p o r t a n t f o ro i la n d g a se x p l o r a t i o n i nh a i l a e rb a s i n 。 k e y w o r d s ：h a i l a e rb a s i mt h e r m a le v o l u t i o n a lh i s t o r y ；p a l e o g e o t h e r m a lt e m p e r a t u r e t h ef o r m i n gt i m eo f o i l g a sr e s e r v o k s 獨創(chuàng)性聲明 y 6 2 3 6 8 5 本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及取得的 研究成果。據我所知，除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其 他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 酉j b 太堂 或其他 教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任 何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示感謝。 學位論文作者簽名 桎甜 簽字日期：年月日 日h舌 盆地熱演化史與油氣成藏史是含油氣盆地研究的熱點問題。沉積盆地內蘊藏 著豐富的石油、天然氣、煤炭、地熱等資源，沉積盆地熱演化史不僅直接控制和 影響著油氣生成運移和聚集，而且在大陸動力學、盆地動力學恢復方面曰益顯示 其重要性。 1 、論文選題 海拉爾盆地是一個中新生代多旋回、疊合式、斷陷一坳陷型盆地，以德爾布 干斷裂為界，西面屬于薩彥一額爾古納褶皺系，其下部為早加里東期的興凱運動 褶皺，鑲嵌在西伯利亞地臺邊緣，東面屬于內蒙大興安嶺褶皺系，海拉爾盆地 即處在兩個褶皺系的接壤部位。其構造位置特殊、后期改造強烈、熱演化歷史復 雜、油氣多期成藏，是大慶油田重點勘探的外圍盆地。近兩年，我系統(tǒng)參加了導 師主持的大慶油田專項基金研究課題海拉爾盆地熱演化史與油氣運移聚集條件 研究，以此為基礎進行了論文選題，重點開展海拉爾盆地熱演化史與油氣成藏 史研究，并從構造熱演化的角度探討盆地主要烴源巖層系的成熟程度及其油氣成 藏期，為海拉爾盆地油氣勘探提供重要的基礎和信息。 2 、盆地熱演化史與油氣成藏史研究現狀 沉積盆地熱演化史由于與油氣生成、運移、聚集有著密切關系，臼益受到人 們的重視。自七十年代以來盆地熱演化史一直是地球科學研究的重要方面，匡i 際 上舉辦了多次盆地熱演化史研究的專題會議，并出版了相應的專著，研究十分活 躍。盆地熱史的研究不僅在石油地質方面有重要的應用價值，而且也是盆地動力 學、板內變形研究的重要方面。 盆地熱史的真實恢復是進行油氣資源評價十分重要的基礎，也是油氣藏形成 期次研究的重要內容。現今地溫場是古地溫場演化的最后一幕，是盆地古地溫恢 復的基礎。盆地構造演化史與盆地熱演化史密不可分，因次將盆地埋藏史、構造 演化史、巖漿活動史及深部地質與盆地熱演化史相結合，劃分盆地構造演化史階 段，應用多種古地溫研究方法，恢復盆地熱演化史，確定熱演化史與油氣生成的 關系。 油氣成藏史研究始終是石油地質研究的重要方面，近年來在成藏年代學研究 方面取得了重要進展，總結出了多種研究方法。如圈閉形成史分析法、生排烴史 分析法、飽和壓力法、儲層自生伊利石年測年分析法及流體包裹體測溫法等。不 同方法所確定的成藏年代意義不同，其中圈閉形成史分析法，生排烴史分析法所 確定的是成藏最早的極限時間，而飽和壓力法，包體測溫法及儲層自生伊利石年 代學分析法可以確定成藏的年齡。但這些方法由于影響因素的差異，分析精度存 在一一定差別，相對而言，儲層自生伊利石年代學分析法所確定的成藏年齡精度較 高。本論文采用以儲層自生伊利石年代學分析法為主，與其它方法相結合的綜合 方法來詳細研究海拉爾盆地油氣藏成藏期次。 3 、海拉爾盆地研究現狀及問題 海拉爾盆地自1 9 8 2 年開始勘探以來，已走過2 0 年的勘探歷史，雖然有一定 的突破，但仍有很大的潛力需要進步挖掘。在海拉爾盆地石油地質勘探過程中， 對熱演化史雖有研究，但研究程度不夠，尤其在成藏史方面研究更加薄弱。隨著 人們對含油氣盆地熱演化史和油氣成藏史的再認識以及研究手段的進一步提高， 很有必要對海拉爾盆地熱演化史與油氣成藏史進行系統(tǒng)的研究。 4 、論文研究內容與方法 根據海拉爾盆地多旋回復雜改造的地質實際與目前面臨的油氣勘探問題，結 合目前含油氣盆地動力學的前沿研究動態(tài)，提出海拉爾盆地熱演化史與油氣成藏 史研究的主要內容與方法：以含油氣盆地研究的“整體、動態(tài)、綜合”原則為指 導，綜合解析中新生代海拉爾盆地不同階段的熱演化史，在此基礎上重點應用鏡 質體反射率法( r o ) 、流體包裹體測溫法、磷灰石裂變徑跡法( a f t ) 等古地溫 溫標法和儲層自生伊利石年代學分析測試新方法，開展中新生代海拉爾盆地古今 地溫場研究，恢復海拉爾盆地熱演化史并確定油氣成藏歷史，為海拉爾盆地構造 演化研究、油氣資源評價和油氣勘探提供重要的基礎和信息。 5 、完成的工作量 為了全面、系統(tǒng)、深入地研究海拉爾盆地熱史和成藏史，作者先后五次深入 大慶油田，工作時間總共長達六個月，系統(tǒng)收集和整理有關海拉爾盆地油氣賦存 條件研究報告6 0 多份、查閱學術論文1 0 0 多篇、專著8 部。針對研究內容目標 進行了相關圖件編制和以古今地溫場特征及成藏史研究為重點的樣品數據收集 2 整理與測試分析、綜合研究。論文涉及的主要工作量： ( 1 ) 收集整理6 8 口井試油測溫數據、3 0 口井連續(xù)測溫數據、8 5 口井鏡質體 反射率r o 值，統(tǒng)計了2 5 多口白堊系有油氣產出或顯示井的試油資料； ( 2 ) 分析測試情況如下：包體成分分析氣相、液相共1 1 塊，包體測溫、鹽度、 壓力、流體密度等測定2 4 塊，裂變徑跡分析1 5 塊，伊利石測年1 2 塊，x 衍射 2 0 塊，掃描電鏡1 1 塊，生熱率樣1 0 塊，熱導率樣8 塊，火成巖樣6 塊。 ( 3 ) 編制各類圖件10 0 多張，其中現今溫度( t ) 與深度( h ) 關系圖2 6 張， 鏡質體反射率( r o ) 與深度關系圖1 3 張，古地溫恢復圖、古地溫與今地溫對比 圖5 0 多張，編制各凹陷熱演化程度平面、剖面對比圖1 8 張，完成海拉爾盆地現 今地溫梯度及現今地層溫度平面分布圖4 張，熱演化史與油氣關系圖4 張，海拉 爾盆地油氣成藏期次對比圖3 張。 第一章區(qū)域地質概況 海拉爾盆地位于內蒙古自治區(qū)呼倫貝爾盟西南部，西起呼倫湖西岸及巴彥呼 舒一線，東至伊敏河；北自陳巴爾虎期，南至貝爾湖并向南延伸于蒙古境內。地 理位置在東經1 1 5 。3 0 1 2 0 。0 0 ，北緯4 6 。0 0 4 9 。2 07 范圍內，盆地 總面積7 0 4 8 0 k m 2 ，其中我國境內面積4 4 2 0 0 k m 2 。盆地內部平坦，大部分被第四系 覆蓋，海拔在6 0 0 7 0 0 米之間，大體上呈東高西低。 第一節(jié)區(qū)域地質特征 一、區(qū)域構造背景 海拉爾地區(qū)屬于中亞一蒙古地槽的一部分( 見圖卜1 ) ，以德爾布干斷裂為界， 西面屬于額爾古納褶皺系，其下部為早加里東期的興凱運動褶皺，鑲嵌在西伯利 亞地臺邊緣，古生代地槽向南遷移，額爾古納處于長期隆起狀態(tài)，晚古生代經海 侵形成上部地層，經海西運動強烈影響，被海西期花崗巖所吞沒，破壞了前期構 造面貌，晚古生代地層輕度變質，構造走向略呈北東向；東面屬于內蒙一大興安 圖1 - 1 中國東北地區(qū)中生代前基底結構與晚侏羅世后盆地分布圖 4 嶺褶皺系，海西運動為其主旋回，區(qū)內主要出露中晚古生界，走向呈弧形褶皺面 貌，海拉爾盆地即處在兩個褶皺系的接壤部位，當西伯利亞板塊與塔里木一中朝 板塊近南北向的相向運動，使其間的地槽縮小至封閉形成了盆地基底。基底巖性 西部主要為前古生界深變質巖，東部主要為古生界輕變質巖。晚侏羅世以后東北 地區(qū)進入地殼拉張背景和斷陷甕地形成為主的時期。海拉爾盆地是在上述大地構 造背景上發(fā)育起來的，可稱其為疊置在海西褶皺基底上中新生代斷陷盆地。 二、盆地構造演化階段的劃分 通過區(qū)域地震大剖面的解釋、構造演化特征的分析研究，海拉爾盆地是中新 生代多旋回、疊合式、斷陷一坳陷型盆地。中新生代的演化分為斷陷和坳陷兩大 發(fā)育期，9 個發(fā)育階段。 1 斷陷發(fā)育期( t 5 - t 0 4 ) 斷陷期是指從興安嶺群噴發(fā)時期至伊敏組沉積末期，在地震剖面上相當于 t 5 一t 0 4 反射層，斷陷期又可進一步分為5 個階段。 初始張裂、斷陷孕育階段( t 5 一t 4 ) 在我國東北地區(qū)，晚侏羅世早白堊世時由于地幔隆起，構造格局發(fā)生了質 的改變，從前期的壓性狀態(tài)轉化成張性狀態(tài)，以大量的興安嶺群火山巖噴發(fā)為代 表。此時海拉爾盆地部分新斷裂發(fā)生，老斷裂復活，伴隨大量火山巖噴發(fā)，尤其 是盆地兩側和北部( 如海參3 、9 、1 0 井等) ，但分布比較局限。這個時期盆地的 構造分異不大，未形成今日見到的二隆三坳的構造格局。 斷陷強烈拉張階段( t 4 - 1 3 ) 興安嶺群火山巖噴發(fā)以后，地殼一度上升遭受剝蝕，使其后形成的銅缽廟組 與下伏老地層呈不整合接觸。該時期，海拉爾地區(qū)發(fā)生了強烈拉張，造成較大的 古地貌反差，快速堆積了很厚的磨拉石沉積建造，鉆遇最大厚度8 7 5 米。 斷陷快速沉降階段( t 3 t 2 2 ) 經過上一階段強烈拉張之后，地殼發(fā)生沉降，在沉降過程中伴隨著拉張，由 于快速沉降使湖泊進一步擴大變深， 這一階段海拉爾盆地處于拉張斷裂活動強 度發(fā)生轉化時期，經過這個階段的演變，才形成了今日的二隆三坳的構造格局， 海拉爾盆地各斷陷才基本定型。 斷陷穩(wěn)定拉張階段( t 2 - 2 一t 2 ) 5 進入大磨拐河組沉積時期，海拉爾盆地的拉張強度再次加大，在拉張的過程 中伴隨著垂直振蕩。 斷陷萎縮階段( t 2 一t 0 4 ) 進入伊敏組沉積時期，海拉爾盆地整體隆升萎縮，由湖相逐漸過渡為河流相、 沼澤相，沉積了一套含煤地層。伊敏組沉積遍布全區(qū)，淹沒了部分凸起和隆起， 使不少凹陷相互連通。 2 坳陷發(fā)育期( 晚白堊世青元崗組現今) 坳陷發(fā)育期可分為四個階段：伊敏組沉積末到青元崗組沉積前為反轉階段； 青元崗組沉積時為坳陷階段；第三系沉積時為反轉階段；第四系沉積時為坳陷階 段。 三、構造單元劃分 依據盆地周緣地質條件、沉積特征、地層分布、基底起伏及盆地構造等資料 將盆地劃分為五個一級構造單元，自西向東依次為扎賚諾爾坳陷、嵯崗隆起、貝 爾湖坳陷、巴彥山隆起、呼和湖坳陷，二級構造單元共1 6 個凹陷、4 個凸起( 圖 卜2 ) ，其中凹陷面積2 4 8 7 3 k m 2 。 圖卜2 海拉爾盆地構造單元劃分圖 6 四、各構造單元構造特征 1 扎賚諾爾坳陷 扎賚諾爾坳陷是由扎賚諾爾斷裂和阿爾公斷裂控制的坳陷，發(fā)育有呼倫湖凹 陷、查干諾爾凹陷和巴彥呼舒凹陷。呼倫湖凹陷為典型的雙斷型凹陷，查干諾爾 凹陷為單斷型，巴彥呼舒凹陷為西斷東超的單斷型。 2 貝爾湖坳陷 貝爾湖坳陷由貝爾凹陷、烏爾遜凹陷、紅旗凹陷及新寶力格凹陷、赫爾洪德 凹陷組成，呈雁行狀展布。大致以扎伊斷裂為界，有南北差異，其南部貝爾、 烏爾遜凹陷缺失興安嶺群，凹陷后期抬升弱，伊敏組地層發(fā)育較齊全，張扭性明 顯。北部諸斷陷發(fā)育興安嶺群，后期抬升強，伊敏組地層發(fā)育不全，后期扭動特 征不明顯。該坳陷是盆地重要的含油氣區(qū)，其中地層發(fā)育最全，沉積厚度大，油 氣資源最豐富。 3 呼和湖坳陷 呼和湖坳陷位于海拉爾盆地東部，其南部發(fā)育呼和湖凹陷、舊橋凹陷和錫林 貝爾凸起，北部發(fā)育伊敏凹陷，它們均呈北東向展布。呼和湖凹陷為東斷西超的 箕狀凹陷，舊橋凹陷西部存在邊界斷裂。呼和湖凹陷和i 日橋凹陷均缺失興安嶺群 和銅缽廟組地層，發(fā)育南屯組、大磨拐河組，伊敏組及貝爾湖群地層。伊敏凹陷 被北西向斷層分為南北兩部分，其沉積基底為興安嶺群。 4 嵯崗隆起 嵯崗隆起是盆地的一個正向二級構造單元，呈北北東向展布，形態(tài)為長條形， 發(fā)育完整，與兩側斷陷為斷層接觸，缺失伊敏組地層。 s 巴彥山隆起 巴彥山隆起是盆地的另一個正向二級構造單元，呈北北東向展布，長條不規(guī) 則形態(tài)，發(fā)育不完整，其上由南向北發(fā)育莫達木吉、烏固諾爾、鄂溫克、東明四 個凹陷，與兩側斷陷接觸關系為過渡漸變，以超覆為主，地層發(fā)育完整。 第二節(jié)盆地地層 海拉爾盆地地層包括基底與沉積蓋層兩部分?；字饕汕肮派绾凸派?地層組成，沉積蓋層自下而上為三疊系的布達特群、侏羅系的興安嶺群，下白堊 統(tǒng)的扎賚諾爾群，上白堊統(tǒng)的貝爾湖群。而扎賚諾爾群包括銅缽廟組、南屯組、 大磨拐河組及伊敏組，貝爾湖群包括青元崗組和新生界的第三系、第四系地層( 圖 1 3 ) 。地層特征簡述如下： 地屢 巖性剖面 地震厚度 沆積建造沉積相構造演化 系i 組l 段 反射屢 ( 而 深粵塑生淺 j l 第四系 75 6 95 一 第三暮3 95 8 35 醐 芝警：， 河瀛紅色0 球尹可 0 碎廂建進。 河流相 。：三! ：曳 段 河流相 伊 墟 段一 湖沼古煤l e 造 t 7y 丫 沼豫相 組2 二二丁 段 白 一一一一- 、 虧號吲 | 崩三精洲相 大 段 瞄 芝雪 湖泊沉積古濁 古煤建造 了侈飛鄉(xiāng) 潦灌+ 垃積相 擲 一i - _ f 堊 河 投 組 南 寶薰； 三角洲相 亍亍哥 、 段 秉屯 手虧主宰 坷v 一 蛆重+ 至+ 薹i 鵬湘相 段 濁$ 湘 而三手； 、 肌1 洪積相 = 】= j = 【j = 了 陸相婁磨控石建遺 桐缽廟組 霄町一 ?？趏oo 口口口、 吐積相 。i 一 中鏨性 性 f 山巖段 爹 火d l 巖 7 、7 t 廠 央腿段 火m 碎廂巖建造噴敖沉積 系 中畦性 火山巖理 = 孽i 簍i 謄i 篷 疊布迭特群 v ”* “i “# “# 。；。；。* ”* ”* 系 古生界 圖1 - 3 海拉爾盆地地層柱狀圖 1 布達特群 巖性為一套蝕變火山巖、雜色砂礫巖及泥巖。 2 興安嶺群 區(qū)內未見侏羅紀早中期沉積。晚侏羅世興安嶺群廣泛發(fā)育，成為嵯崗隆起和 巴彥山隆起的主體，巖性主要為中基性火山巖夾煤層。 3 扎賚諾爾群 在盆地廣大地區(qū)十分發(fā)育，為一套陸相含煤系地層，由礫巖、砂巖、粉砂巖、 泥巖、頁巖、煤層組成，自下而上可分為銅缽廟組、南屯組、大磨拐河組及伊敏 組。是海拉爾盆地主要的含油地層。 ( 1 ) 銅缽廟組 主要分布在貝爾湖坳陷中北部和扎賚諾爾坳陷，盆地東部缺失，巖性以大套 雜色砂礫巖為主體，夾褐色、黑色、灰黑色泥巖、粉砂質泥巖。地層一般厚度為 5 0 0 1 0 0 0 米，紅1 井鉆遇1 3 5 3 5 米，地震預測最大厚度大于3 0 0 0 米。屬陸相磨 拉石建造的山麓洪積相沉積地層，與下伏地層呈不整合接觸。地震層位上位于 t 3 一t 5 。 ( 2 ) 南屯組 南屯組為一套湖相沉積，巖性以黑色泥巖為主，與灰白色砂礫巖、灰色砂巖 不等厚互層，局部含有油頁巖，多為下細上粗；可分為上、下兩段。一般厚度 4 0 0 1 0 0 0 米，全區(qū)廣泛分布，地震層位位于t 2 2 一b 之間。 南下段主要巖性為黑、灰黑色泥巖、局部含油頁巖及砂巖。南上段主要巖性 為灰色厚層粉砂巖、細粉砂巖、黑色泥巖，部分凹陷含煤層，其中呼和湖和呼倫 湖、查干諾爾凹陷煤質較好，探井鉆遇煤層厚度在1 7 5 - 7 l 米之間。該段一般厚 度在2 0 0 3 0 0 米之間，與下伏地層呈整合或不整合接觸。 ( 3 ) 大磨拐河組 該組地層盆地普遍發(fā)育，為一套湖相泥巖沉積，泥質巖含量一般達8 0 - 9 0 ， 多為下細上粗。可分為上、下兩段。地層一般厚度5 0 0 8 0 0 米，最大厚度大于1 0 0 0 米。地震層位上位于t 2 - t 2 _ 2 之間。 大下段主要為大段深灰、灰黑、黑色泥巖、粉砂質泥巖、粉砂巖和砂巖。一 般厚度3 5 0 4 0 0 米，與下伏地層呈不整合或假整合接觸。大上段主要為灰、深灰、 灰黑色泥巖、粉砂質泥巖與灰、灰白色泥質粉砂巖、粉砂巖、細砂巖和雜色砂礫 巖不等厚互層，夾薄煤層。巴彥呼舒、烏爾遜、五一牧場、呼和湖、呼倫湖和舊 9 橋等凹陷本段含套煤層。地層一般厚度1 5 0 5 0 0 米，與下伏地層呈不整合接觸。 ( 4 ) 伊敏組 以湖沼相沉積為主，巖性為砂泥巖、煤層呈不等厚互層，可分為三段。一般 厚度6 0 0 1 0 0 0 米，探井鉆遇最大厚度1 4 3 8 0 米，地震層為位于| i 0 4 一t 2 之間。 伊一段主要為灰、深灰、黑灰色泥巖、粉砂質泥巖與灰色泥質粉砂巖、粉砂 巖、細砂巖和砂礫巖不等厚互層，夾褐黑色碳質泥巖或煤層、煤線。般厚度為 2 5 0 5 5 0 米，與下伏地層呈不整合接觸或整合接觸。伊二段分布于扎賚諾爾坳陷 ( 含煤) 、赫爾洪德( 含煤) 、烏爾遜、貝爾等凹陷，主要為灰、深灰色泥巖、粉 砂質泥巖，夾灰色泥質粉砂巖。一般厚度為2 0 0 。3 0 0 米，與下伏地層整合接觸。 伊三段分布局限，僅在個別凹陷發(fā)育，主要為灰、淺灰色、綠灰色泥巖、粉砂質 泥巖，夾灰色泥質粉砂巖、粉砂巖、細砂巖及灰色、雜色砂礫巖。一般厚度為 2 0 0 4 0 0 米，與下伏地層呈整合接觸。 4 貝爾湖群 包括青元崗組和新生界的第三系、第四系地層。 ( 1 ) 青元崗組 以大套紫紅色、灰色泥巖、粉砂質泥巖夾泥質粉砂巖為主，底部為灰白色砂 礫巖。一般厚度為。1 5 0 2 2 0 米，與下伏地層呈不整合接觸。 ( 2 ) 新生界地層 第三系、第四系地層分布較大。第三系為紫、灰色泥巖及黃褐色砂巖，厚度 3 9 8 8 3 5 米，與下伏地層呈不整合接觸。第四系為灰白、黃褐色粘土，+ 雜色砂礫 巖，厚度7 5 6 9 5 米。 第三節(jié)巖漿活動特征 本區(qū)巖漿活動強烈而頻繁，既有深層侵入活動又有噴發(fā)活動，主要分為海西 期和燕山期。 一、海西期巖漿活動 海西期侵入巖體非常發(fā)育，主要出露于盆地東西兩側隆起帶及盆地內隆起 區(qū)，據鉆井及基底航磁資料解釋表明，盆地內坳陷及隆起區(qū)也廣泛發(fā)育。它們侵 位于古生界及更老的地層之中，為中生代的大片火山巖和沉積巖所覆蓋，呈北東 向分布，于古生界的構造線方向一致，受北東和北西向斷裂的共同控制。巖性以 + l 口 酸性花崗巖為主，局部地段為花崗閃長巖、閃長巖、二長巖，有的甚至成為堿性 花崗巖和正長巖?；◢弾r多呈灰白肉紅色，全晶質半自形晶，中粒結構，礦物 以石英和斜長石為主，次為角閃石、黑云母等，常呈大型巖基和巖株產出。 二、燕山期巖漿活動 燕山期的侵入活動仍以中酸性為主，可分為兩期，第一期侵位于興安嶺群及 更老的地層之中，多呈巖株產出，除地表零星分布外，在嵯崗隆起中段的黃旗廟 至烏蘭陶蓋有航磁解釋的本期花崗巖體?；◢弾r體主要為肉紅色粗粒花崗巖，全 晶質自形晶，以石英、長石為主，含少量黑云母。第二期侵入體為花崗斑巖，平 面上呈北西向展布。 第二章盆地現今地溫場分布及特征 溫度是控制油氣生成、運移和聚集的熏要因素之一，現今地溫也是古地溫場 演化的最后一幕，是重建古地溫演化史的基礎。海拉爾盆地現今地溫場研究工作 十分薄弱。通過收集了6 8 口井試油測溫資料及3 0 口井連續(xù)測溫資料，在以上資 料的基礎上，分析了海拉爾盆地不同構造單元地溫梯度及平面變化，探討了現今 地溫場的控制因素及現今地溫在油氣生成中的作用。 第一節(jié)現今地溫梯度及其地溫分布 盆地地溫場是控制油氣生成、演化和消亡的主要因素之一。地溫條件與油氣 具有十分密切的關系。溫度是制約有機質向烴類轉化的基本因素。可靠的沉積盆 地成烴史追索是以可靠的溫度史為前提，因而研究地溫場已逐漸成為石油地質研 究中一個新的重要內容，所謂地溫場是指地球內部空闖各點某一瞬間的溫度分布 狀況。盡管油氣的形成和演化主要受控于古地溫場及其演變，但演變的結果導致 今地溫場的繼承與發(fā)展。 一、地溫梯度的平面分布特征 現今地溫場是古地溫場演化的最后一幕，是盆地古地溫恢復的基礎。因此在 前人研究的基礎上，本文利用大量豐富的地層連續(xù)測溫資料，對海拉爾盆地現今 地溫場作了深入研究，為海拉爾盆地古地溫恢復打下了堅實的基礎。 地層溫度值源于鉆井試油的油層溫度( 靜溫和流溫) 和測井井溫。實際資料表 明，試油溫度較非穩(wěn)態(tài)的測井溫度要可靠些，在非穩(wěn)定態(tài)測井結果中，以井底溫 度最接近真實溫度，所以我們主要采用試油溫度和測井井底溫度。海拉爾盆地已 進行了多年的油氣勘探，作了大量的地層測溫工作。通過對各井地層溫度口) 與 深度( h ) 關系作回歸線，得出了各個凹陷的現今地溫梯度及全盆地的現今平均地 溫梯度( 表2 1 ) 。海拉爾盆地的現今地溫梯度變化在2 5 0 4 0 0 c l o o m 之間，盆 地現今平均地溫梯度為3 0 1 0 0 m 。 由各井的計算結果編制了海拉爾盆地現今地溫梯度平面分布圖。地溫梯度總 體上表現為南高北低、中高側低的特點。處于盆地南部的呼和湖凹陷和貝爾凹陷 的地溫梯度明顯大于北部的東明凹陷、赫爾洪德凹陷，處于盆地中部的紅旗凹陷 和烏固諾爾凹陷的地溫梯度大于處于盆地邊緣的凹陷，具體在每一凹陷內凹陷邊 緣地溫梯度低，凹陷中心部位地溫梯度高。 二、不同凹陷地溫梯度對比分析 海拉爾盆地的現今地溫梯度變化在2 5 0 4 0 5 l o o m 之間，全盆地平均地 溫梯度為3 oo c l o o m 。海拉爾盆地不同構造單元現今地溫梯度有一定的差異性， 其中烏爾遜凹陷烏北平均3 5 4 。c 1 0 0 m ，烏南3 0 l o o m ，貝爾凹陷為3 5 1 0 0 m ，呼和湖凹陷為3 5 4 1 0 0 m ，呼倫湖凹陷為3 2 7 l o o m ，紅旗凹陷為4 0 5 l o o m ，烏固諾爾凹陷為3 8 7 1 0 0 m ( 圖2 1 ) 。與近東西向扎和廟伊敏河斷 裂、海拉爾河斷裂有關的烏固諾爾凹陷和紅旗凹陷地溫梯度最高。 表2 1 海拉爾盆地不同凹陷現今地溫梯度對比 凹陷名稱今地溫梯度( l o o m )代表井 烏爾遜 南部 3 o 烏7 、烏2 6 、烏5 、巴2 凹陷北部3 5銅3 、銅1 、蘇7 、蘇9 貝爾凹陷 3 3 5貝l o 、貝7 、貝3 、德2 呼和湖凹陷 3 5 4 和1 、和3 、海參7 呼倫湖凹陷 3 2 7海參3 、禿l 查于諾爾凹鴟 3 4 海參8 赫爾洪德凹陷 3 1 7 海參1 0 紅旗凹陷 4 0 5 海參6 烏固諾爾凹陷 3 8 7海參9 巴彥呼舒凹陷 3 4舒1 海拉爾盆地的地溫梯度的分布受大的走滑斷裂和凹陷拉張程度的控制。海拉 爾盆地南部凹陷拉張量較大，地溫梯度也較高。 海拉爾盆地平均地溫梯度為3 o c l o o m ，與全國各含油氣盆地的地溫梯度 相比，海拉爾盆地的地溫梯度值處于高溫值與低溫值之間，是一個中溫型的盆地。 00 0 t ( ) 4 00 0 8 00 0 1 2 0 0 0 知1 0 0 0 。0 0 矗1 4 ejk 1t 苞2 0 0 0o o 一 鼉k o lo 、 萎2100000三0030000 0 笊4 言 j - j 占j _ 程三一8 9 5 貝爾凹陷 t ( ) 00 04 00 0 8 0 0 01 2 00 0 萎金2100000蘭00k 善 1 - | 目1 8 占2 0 0 00 0 - j 瑟二一弋8 2 3 紅旗凹陷 圖2 一l 海拉爾盆地不同構造單元地層測溫與深度關系圖 第二節(jié)現今大地熱流值及其分布 大地熱流是巖層中最主要的、普遍存在的熱源，是地殼深部熱特征的反映， 是標志區(qū)域基本地熱特征的熱量參數。我們在測試巖石熱導率的基礎，計算了海 拉爾盆地的現今大地熱值( 表2 - 2 ) 。 表2 2 海拉爾盆地大地熱流值數據表 熱導率 地溫梯度 凹陷井號井段泥巖( m ) 砂巖( m )( 大地熱流 ( w m k )q ( m w m z ) 代表值 l o o m ) 查干諾爾海參82 1 1 1 0 2 7 2 3 02 8 4 83 2 7 31 6 23 15 0 ，3 55 0 3 5 呼倫湖海參31 2 8 9 ，0 2 0 6 1 0 5 9 1 51 8 0 51 5 53 24 9 6 64 9 6 6 赫爾洪德海參1 08 4 0 0 1 3 5 3 53 5 3 61 5 9 91 4 63 55 1 1 05 l - l o 紅旗海參61 1 1 2 5 1 7 9 0 03 9 1 02 8 6 5工6 04 06 3 8 66 3 8 6 烏爾遜銅21 0 3 4 0 1 6 8 6 51 2 5 35 2 7 2 1 7 03 55 9 3 5 烏爾遜烏72 3 2 8 5 - 2 8 5 6 5 2 0 4 03 2 4 01 6 43 76 0 8 3 烏爾遜烏81 1 4 2 5 1 6 9 3 02 3 4 5 3 1 6 01 6 33 76 0 4 6 烏爾遜鳥l i1 5 7 2 5 - 1 8 2 6 02 4 7 06 51 5 1 2 84 2 1 5 烏爾遜烏1 0 1 5 3 2 5 1 7 7 7 02 0 8 53 6 01 - 5 33 14 7 5 0 烏爾遜蘇21 3 1 6 5 1 4 5 1 0 3 9 o9 5 51 6 73 55 8 4 3 5 6 烏爾遜蘇11 3 8 2 0 1 8 1 5 02 4 1 51 9 1 5 1 6 03 86 0 8 4 烏爾遜蘇4 1 7 6 1 5 - 2 2 6 1 49 4 94 0 5 0l ，7 03 15 2 5 9 烏爾遜蘇1 l1 5 8 5 5 - 2 2 2 5 0 3 6 052 7 9 0l ，6 03 45 4 3 9 烏爾遜蘇1 31 4 0 9 0 2 0 3 6 03 5 7 22 6 9 8 1 6 03 65 7 5 4 烏爾遜蘇i 0 11 4 2 4 0 2 0 1 8 51 9 0 94 0 3 61 6 63 25 3 1 6 烏爾遜蘇3 0 11 6 7 3 0 - 2 1 0 0 0 2 0 0 o2 2 7 01 6 23 65 8 “ 烏爾遜蘇71 4 5 3 0 2 0 1 5 04 4 2 21 1 9 81 5 53 55 4 1 5 烏爾遜巴11 3 5 0 o - 1 7 4 6 02 7 6 2 1 1 9 91 5 73 04 7 0 3 貝爾貝3 0 11 2 3 4 o - 1 4 8 7 08 8 51 6 4 5 1 6 53 35 4 5 7 貝爾霍31 4 9 3 0 - 2 1 9 5 53 5 3 13 4 9 4l ：6 1 3 04 8 4 45 4 貝爾海參52 2 6 4 0 2 6 0 9 01 6 8 41 7 6 61 6 23 45 5 0 8 6 l 9 烏固諾爾海參91 0 5 7 5 1 6 4 8 53 6 1 32 2 9 71 5 9 3 96 1 9 4 4 呼和湖和2 1 4 9 3 5 1 8 1 7 51 2 & l1 9 6 91 6 43 55 7 4 6 5 6 呼和湖和l 1 7 7 5 5 - 2 4 0 0 04 1 8 02 0 6 51 5 93 55 5 5 8 1 ， 從計算的大地熱流值看，海拉爾盆地現今大地熱流值在4 2 1