典型疊合盆地構(gòu)造沉積演化特征-以鄂爾多斯盆地為例

典型疊合盆地構(gòu)造沉積演化特征-以鄂爾多斯盆地為例

摘要：盆地沉積蓋層的發(fā)育經(jīng)歷了中晚元古代大陸裂谷發(fā)育階段、早古生代克拉通盆地與邊緣坳陷階段、晚古生代－早中三疊世克拉通盆地與碰撞邊緣形成階段、晚三疊世－白堊紀(jì)大型內(nèi)陸坳陷發(fā)育階段，新生代盆地周緣斷陷發(fā)育階段等五個大的構(gòu)造演化階段，盆地現(xiàn)今的構(gòu)造格局奠基于中燕山運(yùn)動、發(fā)展完善于喜馬拉雅運(yùn)動。從區(qū)域地質(zhì)角度看，上述盆地本體隆升而周邊斷陷，正是其地殼運(yùn)動均衡調(diào)整作用的結(jié)果。關(guān)鍵詞：鄂爾多斯；構(gòu)造演化；地層展布；構(gòu)造格局1、中晚元古代大陸裂谷發(fā)育階段早元古代華北、塔里木陸塊經(jīng)過呂梁（中條）地殼運(yùn)動的拼接而穩(wěn)固化，但兩者之間卻被阿爾金平移斷裂帶所分隔。中、晚元古代，由地殼熱點(diǎn)所控制的秦祁裂谷應(yīng)運(yùn)而生，并發(fā)展為陸間裂谷系，對應(yīng)于一系列三聯(lián)點(diǎn)所產(chǎn)生的由主裂谷楔入華北陸塊的陸內(nèi)支裂谷又在其演化中夭折，自西而東有賀蘭拗拉谷，陜豫晉拗拉谷，皖蘇魯拗拉谷等。它們東北收斂、向西南張開，即向秦祁陸間裂谷沉積厚度增大、粒度變細(xì)、層位變?nèi)Ｆ渲嘘?、豫、晉拗拉谷由山西安澤向西南逐步張開，東界洛陽、許昌，西界運(yùn)城、永濟(jì)，長度260km。這是一個繼承性較強(qiáng)的陸內(nèi)裂谷。統(tǒng)一的晚太古代華北克拉通于五臺期先形成三叉裂谷系，后經(jīng)五臺運(yùn)動又關(guān)閉固結(jié)；但至早元古代晚期卻再度復(fù)活發(fā)展，形成陸內(nèi)支裂谷。再經(jīng)中條運(yùn)動變質(zhì)變形又一次與華北地塊結(jié)成統(tǒng)一基底。上元古界，下部為陸源碎屑－中性、中基性、中酸性噴出火山巖建造（6260m），中上部為碎屑巖－碳酸鹽巖建造，沉積巨厚、地層完整，變質(zhì)程度向南愈近秦嶺造山帶愈深。2、早古生代克拉通盆地與邊緣坳陷階段在此階段內(nèi)，鄂爾多斯地塊南、北分別為秦嶺海槽、興蒙海槽所持，東、西分別為晉陜拗拉谷、賀蘭拗拉谷所控制，形成北部高、南部低、中間高、東西兩側(cè)低的古構(gòu)造背景。在鄂爾多斯地塊本體內(nèi)，下古生界主要沉積厚400～1000m的淺海臺地相碳酸鹽巖；但其西南緣屬于被動陸緣，形成向秦、祁海槽傾斜的陸架，沉積了厚達(dá)4500m的碳酸鹽巖、海相碎屑巖及濁積巖。鄂爾多斯地區(qū)在早古生代經(jīng)歷了三次海進(jìn)和海退。寒武紀(jì)毛莊組時，鄂爾多斯古陸與阿拉善古陸分開；徐莊組時，鄂爾多斯古陸又與呂梁古陸分開，一度形成三陸并存的古構(gòu)造背景；到了晚寒武世，呂梁陸下沉，鄂爾多斯陸卻一分二，出現(xiàn)伊盟陸、慶陽陸與阿拉善陸相鼎立的局面。早奧陶世，鄂爾多斯陸不僅南、北貫通，而且范圍有所擴(kuò)大，僅呂梁、渭北、賀蘭地區(qū)為海域，在古拗拉谷基礎(chǔ)上，形成西南緣L型厚沉積帶和東南緣反L型薄沉積帶。至中奧陶世馬家溝期，上述兩個沉積帶擴(kuò)大并連為一體，使鄂爾多斯陸退至伊盟北部；平?jīng)銎谠俣群Ｍ耍鯛柖嗨龟戨S之?dāng)U大，至背鍋山期，更與阿拉善陸、呂梁陸連為一體，恢復(fù)了大華北古陸的面貌。奧陶紀(jì)末期的加里東地殼運(yùn)動使華北地區(qū)缺失了志留系、泥盆系及下石炭統(tǒng)沉積，沉積中斷期長達(dá)130Ma。這一長期侵蝕，在鄂爾多斯地區(qū)奧陶系頂部所形成的風(fēng)化殼古巖溶帶，對該區(qū)天然氣富集成藏具有重大實(shí)際意義。3、晚古生代－早中三疊世克拉通盆地與碰撞邊緣形成階段晚古生代時，鄂爾多斯地區(qū)進(jìn)一步與華北地塊統(tǒng)一發(fā)展，僅其西南隅瀕臨古特提斯海域，并在麟游的二疊系、三疊系中見有多層潮坪海相夾層，累計(jì)厚度達(dá)到50m，這也是鄂爾多斯地塊西南瀕臨濱海環(huán)境的直接證據(jù)。在上述區(qū)域構(gòu)造影響下，北緣和南緣均相對仰沖而隆升，而賀蘭拗拉谷卻于中石炭世再度拉開，較早地接受沉積，成為晚古生代的區(qū)域性沉降帶，出現(xiàn)了烏達(dá)（1700m）、韋州（1250m）、中寧（1700m）等三個局部塌陷；并形成晚石炭世與特提斯洋連通的近南北向海灣，沉積了靖遠(yuǎn)組與羊虎溝組，巖性為黑色泥頁巖、生物灰?guī)r、煤層及灰色砂巖。早二疊世，氣候更加濕潤，但祁連海退縮、華北海進(jìn)侵，從華北經(jīng)鄂爾多斯到賀蘭山區(qū)終于形成了太原組沉積的一統(tǒng)局面，其成煤期在中國煤炭礦產(chǎn)中占有重要地位。下二疊統(tǒng)山西組為煤系地層，在銀川、環(huán)縣一帶的西部淺凹沉積物厚度150m，在綏德、宜川一帶的東部淺凹陷沉積巖厚100m，而中部古隆起區(qū)沉積厚度在75m以內(nèi)。石盒子組大體沿襲著山西組沉積背景，然而氣候轉(zhuǎn)旱，鄂爾多斯地區(qū)作為大華北盆地的組成部分沉積了河流相雜色碎屑巖，西部沉降區(qū)的厚度為350m，東部沉降區(qū)的厚度為420m，中部古隆起區(qū)的厚度為250m。石千峰組沉積時的地殼沉降發(fā)生了重大調(diào)整，由南部和北部的沉降（300～400m）代替了前期的西部與東部的沉降，中部古隆起亦趨于消亡。所以，中部古隆起消亡的過程也是鄂爾多斯沉積區(qū)逐步與大華北盆地分離并向獨(dú)立沉積盆地發(fā)展的過程。4、晚三疊世－白堊紀(jì)大型內(nèi)陸坳陷發(fā)育階段由于阿拉善地塊向東推及古六盤山向東北擠，在鄂爾多斯西緣賀蘭山蘇峪口、石炭井（香池子礫巖）、石溝驛以及平?jīng)觯ㄡ轻忌降[巖），形成了前淵沉積（3000m）。然而，當(dāng)時的沉積中心卻在鄂爾多斯腹地，形成厚達(dá)千米的河、湖相沉積；其中湖相延長組是該盆地的最重要的生油巖系，湖泊全盛期的范圍大于10×104km2。三疊紀(jì)末，受歐亞板塊、庫拉板塊和太平洋板塊南北向左旋剪切應(yīng)力的作用，華北克拉通全區(qū)抬升，隆起主體位于渤海灣區(qū)；但在鄂爾多斯地區(qū)卻是西部高、東部低的地形，于是在其延長組頂部形成丘陵起伏、階地層疊、溝谷縱橫、坡洼漫延的古地貌景觀，并在其上接受了早侏羅世的砂礫巖充填沉積。隨著古地形被漫平，上覆沉積變?yōu)楹恿鳌⒄訚上嚅g互，東界直抵太原、臨汾一帶；接著氣候轉(zhuǎn)旱，相應(yīng)產(chǎn)生了直羅組的雜色碎屑巖和安定組的紅色地層，將曲流河與牛軛湖沉積中心萎縮在陜北安定堡一帶。侏羅紀(jì)末的燕山地殼運(yùn)動在該盆地西緣發(fā)育大規(guī)模推覆與沖斷，結(jié)束了原拗拉谷地帶長期沉降的歷史，在沖斷前淵中于晚侏羅世和早白堊世堆積了巨厚的陸相粗粒碎屑巖。鄂爾多斯正是在此時成為完全獨(dú)立的沉積盆地，也給六盤山地區(qū)打上了山間盆地的印記。5、新生代盆地周緣斷陷發(fā)育階段從第三紀(jì)開始，鄂爾多斯盆地在歐亞板塊和印度板塊、太平洋板塊的相互作用下，盆地本部相對隆升，而周邊地區(qū)卻相繼斷陷形成一系列地塹，即南為汾渭地塹（5000m）、北為河套地塹（15000m）、西為銀川地塹（5000m）和清水河地塹（4000m）。這種近東西走向與近南北走向的裂陷當(dāng)然反映了加里東、燕山期地殼運(yùn)動的復(fù)活，也明顯預(yù)示了該盆地正在走向解體。Reference：[1]張威、丁曉琪、李春堂等，鄂爾多斯盆地北部杭錦旗馬家溝組馬四段碳酸鹽巖儲層分布規(guī)律（J）。石油與天然氣地質(zhì)學(xué)，2021，42（03）。[2]金之均，中國海相碳酸鹽巖層系油氣勘探特殊性問題（J），地學(xué)前緣，2005，12（3）。[3]孫爽晨，鄂爾多斯盆地中部馬家溝組中