丁秋紅，陳樹旺，鄭月娟，王杰，李永飛，張健，蘇飛，李曉海，郜曉勇

（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧沈陽110034）

大興安嶺地區(qū)突泉盆地侏羅系充填序列及暗色泥巖發(fā)育特征

丁秋紅，陳樹旺，鄭月娟，王杰，李永飛，張健，蘇飛，李曉海，郜曉勇

（沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，遼寧沈陽110034）

突泉盆地的侏羅系火山－沉積地層充填序列劃分為3個級別的火山－沉積旋回，包括2個一級旋回，5個二級旋回.主要發(fā)育于紅旗組的暗色泥巖具有一定的生烴潛力，綜合評價為中等—好烴源巖，萬寶組暗色泥巖生烴潛力較差.上古生界二疊系暗色泥巖具有較大的生烴潛力，是今后進一步加強油氣基礎(chǔ)調(diào)查的工作方向.

暗色泥巖；充填序列；侏羅系；突泉盆地；大興安嶺

近年來，隨著油氣勘探領(lǐng)域的不斷擴展［1］，松遼外圍地區(qū)中新生代盆地群與油氣有關(guān)的基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作逐步深入，筆者在大興安嶺油氣地質(zhì)工作程度較低的重點盆地區(qū)開展的油氣基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查工作也取得了一定的成果.本文主要根據(jù)近2年來對突泉盆地的地質(zhì)調(diào)查工作，結(jié)合煤田部門的鉆孔資料，對突泉盆地的侏羅系充填地層序列特征進行了研究，對暗色泥巖的有機質(zhì)性質(zhì)、成熟度及生烴潛力進行了初步探討，為研究盆地的演化、區(qū)域構(gòu)造、尋找有力烴源巖和勘探目的層系提供重要依據(jù).

1 區(qū)域地質(zhì)特征

突泉盆地地處大興安嶺中段東麓，位于大興安嶺隆起帶與松遼沉降帶之間，呈北東向展布，面積約為2160 km2，為典型的陸內(nèi)盆地.晚三疊世前為盆地基底演化階段.盆地內(nèi)東西向構(gòu)造主要發(fā)育在晚古生代地層中，尤其是東西向褶皺構(gòu)造均發(fā)育在中二疊統(tǒng)哲斯組（P2z）中，東西向構(gòu)造形跡普遍遭到強烈的破壞，致使形跡連續(xù)性較差,是本區(qū)形成早的構(gòu)造，被多次改造.北東、北西向構(gòu)造在本區(qū)較為發(fā)育，其構(gòu)造形跡遍布全區(qū)，地質(zhì)體無論老新均遭其切割，山脈、河谷的展布均受其影響.盆地區(qū)內(nèi)的褶皺和斷裂構(gòu)造較為發(fā)育.

盆地內(nèi)的侏羅系以陸相火山－沉積巖系發(fā)育為特征，尤其晚侏羅世火山活動強烈、頻繁，經(jīng)歷了2次完整的火山－沉積作用旋回.早、中侏羅世含煤地層發(fā)育，晚侏羅世火山巖、火山碎屑巖發(fā)育，在盆地內(nèi)沉積了巨厚的中生代火山－沉積地層（圖1）.

2 盆地充填物及其沉積巖相

盆地內(nèi)侏羅系自下而上包括紅旗組、萬寶組、巨寶組［2］、付家洼子組、滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組，為厚度達916～5469 m的陸相碎屑沉積巖－火山巖－火山碎屑巖充填（圖2）.

（1）下侏羅統(tǒng)紅旗組（J1h）

厚63～820 m.其底界不整合在古生代變質(zhì)火山巖、砂板巖之上.根據(jù)巖性和巖相特征可以分為上下兩段.下部礫巖段（J1h1）厚20～220 m，為灰白色礫巖夾薄層砂巖；上部含煤段（J1h2）厚43～600 m，為砂巖、粉砂巖、泥巖及數(shù)層可采煤層組成.產(chǎn)植物、雙殼類等化石［3］.主相序為河流沖積扇相－沼澤相－濱、淺湖相－半深湖相－沼澤相及河流相.下段由2個沉積成因單元構(gòu)成，沉積主相序由下至上依次為①沖積相：雜色、黃褐色、灰綠色礫巖、細礫巖，礫石物質(zhì)成分復雜，有輕變質(zhì)砂巖、板巖、變質(zhì)凝灰?guī)r、花崗巖、石英巖等，粒徑一般2～5 cm，大者25 cm，礫石分選磨圓均較差，砂質(zhì)膠結(jié)；②河流－沼澤相：灰色、灰黑色砂巖、細礫巖、粉砂巖、泥巖.上段由3個沉積成因單元構(gòu)成，沉積主相序由下至上依次為①河流－沼澤相：灰色、深灰色砂巖，含1～2層，局部可采，具斜交層理，含植物化石；②濱、淺湖相-半深湖－沼澤相：以黑色泥巖、粉砂巖為主，含可采煤層13～15層，具水平層理、波狀層理，含植物、雙殼、孢粉化石；③河流相：灰色、灰綠色礫巖夾薄層狀砂巖、泥巖，具平行層理.

（2）中侏羅統(tǒng)萬寶組（J2w）

厚240～688 m.平行不整合于紅旗組之上的一套陸相含煤地層.根據(jù)巖性和巖相特征可以分為上下兩段.下部礫巖段（J2w1）：灰黃色、灰色礫巖夾砂巖，灰白色、灰色中、細砂巖為主，夾粗砂巖及角礫巖薄層，局部夾凝灰?guī)r；上部含煤段（J2w2）：灰黑色和黑色細砂巖、粉砂巖、泥巖夾凝灰質(zhì)砂巖及可采煤層1～5層.產(chǎn)植物、孢粉和雙殼類化石.由2個沉積成因單元構(gòu)成，沉積主相序由上至下依次為①洪、沖積－河流相：底部灰色、灰白色礫巖，礫石成分以輕變質(zhì)砂巖、板巖、石英巖礫、泥巖礫為主，下部礫石一般5～10 cm，最大者達35 cm，上部礫石一般2～3 cm，最大者達7 cm，次圓狀，無分選，泥質(zhì)膠結(jié)；②濱、淺湖相－湖沼相：灰色、灰黑色細砂巖，粉砂巖，黑色泥巖，具水平層理，發(fā)育泥質(zhì)結(jié)核.

（3）中侏羅統(tǒng)巨寶組（J2j）

厚300～1425 m.現(xiàn)定義為整合于萬寶組之上的一套酸性火山碎屑巖.下部和上部為酸性凝灰?guī)r，中部為凝灰質(zhì)砂、礫巖.底界以厚層狀灰色凝灰?guī)r與萬寶組分界，其頂界以付家洼子組雜色凝灰質(zhì)礫巖出現(xiàn)分界.

該組由噴發(fā)相的空落堆積及間歇性的火山沉積物組成.由3個成因地層單元構(gòu)成，由下至上依次為①噴發(fā)-沉積相：灰色、淺灰色凝灰?guī)r、晶屑凝灰?guī)r，凝灰質(zhì)粉砂巖，平行層理發(fā)育，巖質(zhì)致密堅硬，具有沉積特點，產(chǎn)植物化石碎片.局部發(fā)育凝灰質(zhì)礫巖、角礫巖；②河流、湖泊相：灰綠色、灰黃色凝灰質(zhì)礫巖、砂巖，礫石成分以變質(zhì)砂巖、凝灰?guī)r為主，磨圓好，分選差，粒度0.5～3 cm，凝灰質(zhì)膠結(jié)；③噴發(fā)-沉積相：黃褐色、灰白色晶屑凝灰?guī)r.

（4）侏羅統(tǒng)付家洼子組（J3f）

厚度15～500 m.介于巨寶組與滿克頭鄂博組之間的特定層位［4］，巖性為紫色、紫灰色礫巖、凝灰質(zhì)礫巖、砂礫巖、砂巖夾灰綠色、暗灰色凝灰質(zhì)砂巖、粉砂巖和頁巖.其底界以凝灰質(zhì)礫巖與巨寶組凝灰?guī)r分界，與下伏地層巨寶組平行不整合接觸，上部被滿克頭鄂博組凝灰質(zhì)熔巖或凝灰質(zhì)砂巖所覆蓋，呈整合接觸.

該組以紫色火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖為特征.總體為1個成因地層單元，以河流－湖泊相沉積為主，間有火山噴發(fā)－沉積相.下部以紫灰色、淺灰色凝灰質(zhì)礫巖、砂巖為主，厚層狀，致密堅硬（可用為建筑石材）?吉林省煤炭工業(yè)管理局煤田地質(zhì)勘探公司.吉林省洮南縣萬紅區(qū)找礦地質(zhì)報告.1965.，水平層理發(fā)育；中部以晶屑巖屑凝灰?guī)r為主；上部紫色凝灰質(zhì)細、中砂巖，具交錯層理.

（5）上侏羅統(tǒng)滿克頭鄂博組（J3mk）

厚58～488 m.本次工作在突泉盆地劃分的滿克頭鄂博組為吉林區(qū)調(diào)隊（1977）在1∶20萬突泉幅劃分的付家洼子組的酸性熔巖及其火山碎屑巖段部分?吉林省地質(zhì)礦產(chǎn)局.1∶20萬突泉幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告（地質(zhì)部分）.1977..將突泉縣閻家屯－夏家屯付家洼子組剖面中巖石成分以酸性和酸性偏堿性為主的1～8層劃歸滿克頭鄂博組，寶石－大黑山付家洼子組的另一條剖面的1～5層亦劃歸滿克頭鄂博組.滿克頭鄂博組在突泉盆地巖性為偏堿性流紋巖、偏堿性流紋質(zhì)熔結(jié)角礫巖、凝灰質(zhì)角礫巖、中酸性熔結(jié)凝灰?guī)r夾含角礫中酸性巖屑晶屑凝灰?guī)r，平行不整合在付家洼子組之上，被瑪尼吐組紫灰色安山巖整合覆蓋.

該組以酸性火山熔巖、酸性火山碎屑巖、火山碎屑沉積巖為主，總體由1個成因地層單元構(gòu)成.以火山噴發(fā)－沉積相為主，火山噴發(fā)間隙發(fā)育湖泊環(huán)境沉積.由流紋巖、巖屑晶屑凝灰?guī)r、熔結(jié)角礫巖、凝灰質(zhì)中砂巖構(gòu)成2個酸性火山噴發(fā)旋回.

（6）上侏羅統(tǒng)瑪尼吐組（J3mn）

厚度100～779 m.本次工作在突泉盆地劃分的瑪尼吐組為吉林區(qū)調(diào)隊（1977）在1∶20萬突泉幅劃分的付家洼子組粗面安山巖、安山巖段部分.將突泉縣閻家屯－夏家屯付家洼子組剖面中巖石成分以中性和中性偏堿性為主的9～25層劃歸瑪尼吐組，寶石－大黑山付家洼子組的另一條剖面的6～28層亦劃歸瑪尼吐組.瑪尼吐組在突泉盆地巖性為中性和中性偏堿性火山熔巖，巖性包括粗面安山巖、火山碎屑巖夾沉積巖和少量酸性火山巖的地層，與上覆白音高老組為整合接觸.

該組以中性和中性偏堿性火山熔巖為主，總體由1個成因地層單元構(gòu)成.以火山噴發(fā)－溢流相為主，火山噴發(fā)間隙發(fā)育湖泊環(huán)境沉積.由粗面安山巖、安山質(zhì)凝灰角礫溶巖、層凝灰?guī)r構(gòu)成2個中酸性火山噴發(fā)旋回.

（7）上侏羅統(tǒng)白音高老組（J3b）

厚度140～769 m.在洮安萬紅盆地至突泉地區(qū)，吉林省區(qū)測隊（1977）稱為寶石組，吉林省地礦局（1997）在《吉林省巖石地層》［2］一書中統(tǒng)一改稱為白音高老組.白音高老組在突泉盆地巖性為灰綠色、灰黃色、灰白色等火山碎屑沉積巖、沉積火山碎屑巖及少量火山碎屑巖，局部夾正常碎屑沉積巖、中酸性、酸性凝灰質(zhì)熔巖及磁鐵礦砂巖薄層.產(chǎn)昆蟲、葉肢介化石.

白音高老組以火山碎屑沉積巖、沉積火山碎屑巖為主，總體由1個成因地層單元構(gòu)成.以湖泊沉積環(huán)境為主，間夾火山噴發(fā)－沉積.

3 火山－沉積地層充填序列

目前，對陸相盆地地層充填序列的研究較多［5-9］，相對于海相地層，陸相盆地地層充填序列更具復雜性和控制因素多樣性.根據(jù)突泉盆地火山－沉積充填物的演化特點，充分考慮了構(gòu)造運動、巖漿活動的控制因素，在對突泉盆地進行巖石地層劃分的基礎(chǔ)上，依據(jù)巖石組合、巖性及巖相演化特點、沉積構(gòu)造、構(gòu)造界面的觀察和研究，將突泉盆地的侏羅系火山－沉積地層充填序列劃分為3個級別的火山－沉積旋回.其中，包括2個一級旋回，5個二級旋回和12個三級旋回（圖2）.

第一個一級旋回（Ⅰ1）由3個二級旋回組成，即紅旗組（Ⅱ1）、萬寶組（Ⅱ2）和巨寶組（Ⅱ3）火山－沉積巖系組成，為盆地的第一個火山－沉積作用階段.第二個一級旋回（Ⅰ2）由2個二級旋回組成，即付家洼子組（Ⅱ4）、滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組（Ⅱ5）火山－沉積巖系組成，為盆地的第二個火山－沉積作用階段.

二級旋回Ⅱ1，相當于紅旗組沉積巖系，按巖性特征和形成條件進一步劃分為3個三級旋回（Ⅲ1、Ⅲ2、Ⅲ3）.紅旗組為盆地內(nèi)的重要煤系地層，是在二疊系基底上發(fā)育起來的.煤系沉積初期，地形高差較大，形成了多個階段性的沖積型沉積，隨著地殼升降運動的相對穩(wěn)定和夷平作用，形成了湖泊相和沼澤相的交互沉積.旋回的演變特征為山間河流沖積相→沼澤相→濱、淺湖相-半深湖相→沼澤相→河流相.

二級旋回Ⅱ2，相當于萬寶組沉積巖系，可進一步劃分為2個三級旋回（Ⅲ4、Ⅲ5）.萬寶組為盆地內(nèi)的第二次成煤環(huán)境，但當時地殼振蕩運動頻繁，沉積均衡時期少，不利于成煤.旋回的演變特征為山間沖積、河流相→濱、淺湖相→沼澤相.

二級旋回Ⅱ3，相當于巨寶組沉積巖系，可進一步劃分為3個三級旋回（Ⅲ6、Ⅲ7、Ⅲ8）.此時附近地區(qū)可能有間歇性火山噴發(fā)，以火山凝灰物質(zhì)為主夾沉積巖.旋回的演變特征為噴發(fā)－沉積相→河流、湖泊相→噴發(fā)－沉積相.

二級旋回Ⅱ4，相當于付家洼子組沉積巖系，由1個三級旋回（Ⅲ9）構(gòu)成.為遠離火山噴發(fā)地的河流－湖泊相沉積，沉積物中有大量凝灰物質(zhì).

二級旋回Ⅱ5，相當于滿克頭鄂博組、瑪尼吐組和白音高老組火山－沉積巖系，由3個三級旋回（Ⅲ10、Ⅲ11、Ⅲ12）構(gòu)成，為一套酸性-中酸性-酸（偏堿）性火山噴發(fā)旋回，沿北北東向大興安嶺主脊斷裂噴發(fā)，在盆地內(nèi)形成北東東向展布的流紋質(zhì)、英安質(zhì)及粗安質(zhì)火山熔巖及其火山碎屑巖沉積.該旋回在全區(qū)比較穩(wěn)定，噴發(fā)沉積韻律普遍發(fā)育，由8～12個韻律組成.大量火山碎屑物質(zhì)經(jīng)流水搬運作用，沉積在湖盆內(nèi)，形成磨圓度好、水平層理和微層理發(fā)育的多層火山碎屑沉積和正常沉積，并保存有湖相生物化石.

4 暗色泥巖的發(fā)育特征

4.1 地質(zhì)特征

盆地內(nèi)的侏羅系暗色泥巖發(fā)育在紅旗組和萬寶組.紅旗組出露面積很小，在突泉北部僅見于在楊家油坊-堿土屯一帶，呈北東-南西向零星出露；在突泉南部見于葛家屯一帶.據(jù)鉆孔資料揭露的地層，紅旗組（J1h）暗色泥巖累計厚度大于90.4 m，單層最大厚度為14.7 m.萬寶組主要分布在突泉黑頂山南部，蓮花山-龍門山的西側(cè)和團結(jié)、萬寶及鬧牛山周圍.據(jù)鉆孔資料揭露，在接觸面上見有次生鐵染現(xiàn)象，故具有底礫巖的特征，不整合于紅旗組之上，并與二疊系哲斯組呈超覆接觸關(guān)系.萬寶組（J2w）暗色泥巖累計厚度大于43.3 m，單層最大厚度為24.3 m.

4.2 有機地球化學特征

突泉盆地的侏羅系暗色泥巖樣品，分別采自煤礦井和野外露頭剖面.

有機地球化學分析結(jié)果表明，在煤礦樣品中，紅旗煤礦的烴源巖為黑色泥巖，其有機質(zhì)含量（TOC）均大于2%，氯仿瀝青“A”最大值為0.08%，最小值為0.015%，平均值為0.05%.綜合評價紅旗煤礦烴源巖為中等—好.牛海煤礦區(qū)的烴源巖為暗色泥巖，其有機質(zhì)含量（TOC）最大值為6.9%，最小值為1.15%，平均值為3.43%；氯仿瀝青“A”最大值為0.11%，最小值為0.029%，平均值為0.067%.綜合評價牛海煤礦烴源巖為好烴源巖.

在露頭剖面中，黑頂山剖面烴源巖為暗色泥巖，其有機質(zhì)含量（TOC）最大值為1.53%，最小值為0.99%，平均值為1.05%；氯仿瀝青“A”較低，為好烴源巖.永安剖面烴源巖的有機質(zhì)含量（TOC）和氯仿瀝青“A”較低，為差烴源巖［10］.

突泉盆地周邊的晚古生代中二疊統(tǒng)哲斯組暗色泥巖樣品，采自好田附近的野外露頭剖面，其泥巖有機碳含量（TOC）為0.54%；烴源巖熱解最高峰溫度（Tmax）為450～580℃，屬高成熟階段［11］.

5 結(jié)論

突泉盆地的侏羅系火山－沉積地層充填序列劃分為3個級別的火山－沉積旋回，包括2個一級旋回，5個二級旋回，12個三級旋回.主要發(fā)育于紅旗組的暗色泥巖具有一定的生烴潛力，綜合評價為中等—好烴源巖，萬寶組暗色泥巖生烴潛力較差.紅旗組、萬寶組沉積充填物具沉積成因的碎屑儲集巖有砂巖、砂礫巖等，具有較好的儲層條件.其上覆地層為中基性－酸性火山巖、火山碎屑巖，部分層段因裂隙發(fā)育并串通孔隙，也可構(gòu)成較好的油氣儲集層.此外，突泉盆地上古生界二疊系暗色泥巖具有較大的生烴潛力，烴源巖熱解最高峰溫度屬高成熟階段，并且具有海相沉積的優(yōu)越沉積環(huán)境，所以，古生界含油氣系統(tǒng)也應是今后進一步加強油氣基礎(chǔ)調(diào)查的工作方向.

致謝：本文所涉及的所有暗色泥巖樣品由大慶油田有限責任公司勘探開發(fā)研究院有機地球化學實驗室分析.共同參加野外工作的還有沈陽地質(zhì)礦產(chǎn)研究所的龐慶邦研究員、劉世偉教授級高級工程師，對他們的辛勤勞動和支持表示衷心的謝意！

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Abstract：According to the evolvement features,the filling sequence of the Jurassic volcanic-sedimentary strata in the Tuquan Basin,Daxinganling region can be assigned to three grades of volcanic-sedimentary cycles,including 2 cycles of Grade I,5 cycles of Grade II and several cycles of Grade III.The organic geochemical characteristics show that the melamudstone in Jurassic Hongqi formation is medium to good grade of source rock for hydrocarbon,while that in the Wanbao formation is relatively poor.The high maturity of the Permian melamudstone is favorable to the formation of Permian hydrocarbon source rocks,indicating that the Paleozoic strata should be the focal point for the future investigation.

Key words：melamudstone;filling sequence;Jurassic;Tuquan Basin;Daxinganling region

THE DEVELOPMENT OF MELAMUDSTONE AND THE JURASSIC FILLING SEQUENCE IN TUQUAN BASIN,DAXINGANLING REGION

DING Qiu-hong,CHEN Shu-wang,ZHENG Yue-juan,WANG Jie,LI Yong-fei,ZHANG Jian,SU Fei,LI Xiao-hai,GAO Xiao-yong
（Shenyang Institute of Geology and Mineral Resources,Shenyang 110034,China）

1671-1947（2010）03-0203-05

P588.2

A

2009－12－17；

2009-12-24.李蘭英編輯.

中國地質(zhì)調(diào)查局“松遼外圍中新生代盆地群油氣地質(zhì)綜合調(diào)查”項目（編號1212010782001）資助.

丁秋紅（1964—），女，博士，研究員，1990年畢業(yè)于長春地質(zhì)學院地質(zhì)系地層古生物專業(yè)，現(xiàn)從事中生代地層古生物研究及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作，通信地址沈陽市黃河北大街1號，郵政編碼110034，E-mail//sydqiuhong@cgs.gov.cn