王　瑩　侯中健　劉紅巖

文章編號(hào)：1006-6535(2009)02-0034-03

摘要：為了確定奈曼凹陷白堊系九佛堂組沉積物源及古氣候條件，采用薄片鑒定、X射線衍射分析、掃描電鏡等手段，對(duì)奈曼凹陷白堊系九佛堂組砂巖碎屑及粘土礦物含量變化規(guī)律進(jìn)行了分析，確定了目的層砂巖的巖石學(xué)特征及物源特征。研究表明，奈曼凹陷九佛堂組主要沉積于火山帶內(nèi)的局部盆地，沉積物源為侏羅紀(jì)東北地區(qū)大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)所形成的火山巖，沉積具有埋藏快速、物源集中等特征，沉積期古氣候較濕潤(rùn)。

關(guān)鍵詞：奈曼凹陷；九佛堂組；物源分析；三角圖；古氣候

中圖分類號(hào)：TE121.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

前 言

碎屑物源分析是物源區(qū)分析中巖石沉積屬性分析的一種，是目前物源區(qū)分析中發(fā)展最快、最可靠的方法。該方法能夠判斷古陸或侵蝕區(qū)的存在，還原古陸地形特征，恢復(fù)古河流體系，確定物源區(qū)母源性質(zhì)及構(gòu)造背景^[1]。奈曼凹陷構(gòu)造復(fù)雜、勘探程度低，對(duì)凹陷內(nèi)九佛堂組采用Dickinson碎屑砂巖三角圖解法，綜合沉積背景、薄片鑒定、分析化驗(yàn)等資料開展沉積物源分析，為沉積體系研究、區(qū)域地層對(duì)比及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)等提供了有力支持。

1 地質(zhì)概況

奈曼凹陷為海西期褶皺基底上發(fā)育起來的中新生代凹陷，其形成主要受紅山—八里罕斷裂和西拉木倫河斷裂控制，為西陡東緩的不對(duì)稱箕狀，總體形態(tài)為NE向長(zhǎng)條形，為開魯盆地西南側(cè)的一個(gè)次級(jí)負(fù)向構(gòu)造單元。凹陷平面上由西向東分為西部斜坡帶、中央洼陷帶和東部緩坡帶3個(gè)二級(jí)構(gòu)造帶。中央洼陷帶沉積地層發(fā)育最全、埋藏深度最大，為凹陷主力生油洼陷。九佛堂組沉積巖性以紫灰或黃綠色粉砂質(zhì)頁巖、頁巖、粉砂巖及砂巖為主，含有介形蟲、雙殼類、葉肢介、植物及孢粉等化石^[2]，與下伏義縣組呈假整合接觸，與上覆阜新組呈整合接觸。

2 物源分析

2.1 碎屑礦物組成

2.1.1 砂巖成分分析

奈1-52-50井巖心薄片鑒定顯示：九佛堂組砂巖礦物成分中巖屑含量最高(51%～86%)，長(zhǎng)石含量次之(11%～35%)，石英含量較低(4%～14%)，反映近源快速堆積特征^[3]。巖屑、石英、長(zhǎng)石的含量還隨深度呈規(guī)律性變化，可劃分為3段：1 718.5～1 593.4 m，石英、長(zhǎng)石含量整體增加，巖屑含量相應(yīng)減少，反映沉積環(huán)境水體不斷加深；1 593.4～1 444.8 m，石英、長(zhǎng)石含量整體減少，巖屑含量相應(yīng)增加，反映湖盆萎縮，反映沉積環(huán)境水體變淺；1 444.8～1 442.0 m，石英、長(zhǎng)石含量急劇增加，巖屑含量迅速減少，反映沉積環(huán)境水體快速加深(圖1)。

2.1.2 砂巖巖石類型

為確定九佛堂組砂巖類型，將奈1、奈3、奈4和奈1-52-50井巖心砂巖成分含量投點(diǎn)于砂巖三角圖中(圖2)。由圖2可以看出，九佛堂組砂巖以巖屑砂巖為主，其次為長(zhǎng)石巖屑砂巖。另外，大部分樣品點(diǎn)落在斜率為0.8的直線上，反映物源相對(duì)集中，物源類型單一，同時(shí)反映源巖易風(fēng)化、剝蝕，搬運(yùn)距離較短、沉積速度較快。

2.2 物源分析

第2期王 瑩等：奈曼凹陷白堊系九佛堂組物源分析 奈曼凹陷古基底增生于華北陸緣，由于西拉木倫河斷裂帶俯沖引起強(qiáng)烈?guī)r漿侵入作用，使大陸邊緣過渡型地殼轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定陸殼，至白堊世已經(jīng)形成斷陷盆地^[4]。為確定九佛堂組沉積物源，將奈1、奈3、奈4和奈1-52-50井巖心礦物成分投點(diǎn)于Dickinson QFL三角圖(圖3)^[5]，反映九佛堂組沉積于未切割島弧區(qū)。未切割的島弧區(qū)，火山巖風(fēng)化后形成的碎屑物由火山成因高地沿活動(dòng)島弧或陸緣流出，可能沉積于海溝、前弧盆地、邊緣海等位置，也可能沉積于火山帶內(nèi)的局部盆地^[5]。結(jié)合奈曼凹陷發(fā)育史分析認(rèn)為，九佛堂組應(yīng)為火山帶內(nèi)的局部盆地沉積，而其沉積物源為侏羅紀(jì)大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)形成的火山巖。

3 古氣候分析

粘土礦物形成于地表風(fēng)化作用，不同氣候條件，特別是不同的溫度和濕度條件，形成粘土礦物的礦物組合和結(jié)構(gòu)不同，雖然后期沉積、埋藏過程對(duì)粘土礦物特征具有一定的改造和影響，但根據(jù)粘土礦物特征，仍能夠了解其形成時(shí)的古氣候條件^[6]。

奈2井粘土礦物電鏡分析和X射線衍射分析，伊利石含量變化區(qū)間為20.1%～72.9%，伊利石/蒙脫石混層混層含量變化區(qū)間為26.3%～77.5%(圖4)。伊利石形成于溫暖或寒冷少雨的氣候條件，當(dāng)氣候向濕潤(rùn)轉(zhuǎn)化，伊利石將轉(zhuǎn)化為蒙脫石，因此，伊利石/蒙脫石混層代表氣候逐漸轉(zhuǎn)為潮濕，當(dāng)氣候條件變?yōu)闈駸釙r(shí)，伊利石將轉(zhuǎn)化為高嶺石^[7]。奈2井粘土礦物中伊利石與伊利石/蒙脫石混層含量關(guān)系(伊利石減少，伊蒙混層增加)表明，奈曼凹陷九佛堂組沉積期內(nèi)古氣候總體趨于濕潤(rùn)，中間曾出現(xiàn)階段性干燥。

4 結(jié) 論

(1) 巖石類型和物源分析表明，奈曼凹陷九佛堂組沉積物源相對(duì)集中，物源類型單一，源巖為易風(fēng)化、剝蝕的火山巖類，且搬運(yùn)距離較短，沉積速度較快。

(2) 物源分析和沉積背景研究表明，奈曼凹陷九佛堂組為火山帶內(nèi)的局部盆地沉積，沉積物源為侏羅紀(jì)火山噴發(fā)所形成的火山巖。

(3) 根據(jù)粘土礦物特征分析古氣候認(rèn)為，奈曼凹陷九佛堂組沉積期內(nèi)古氣候條件整體上逐漸趨于濕潤(rùn)，但曾出現(xiàn)階段性相對(duì)干燥氣候。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 董志剛