（毕业论文）-准噶尔盆地侏罗系沉积特征与盆地构造演化.doc

准噶尔盆地侏罗系沉积特征与盆地构造演化准噶尔盆地侏罗系沉积特征与盆地构造演化 摘要：摘要：准噶尔盆地是中国四大盆地之一，蕴藏丰富的矿产资源本文从石油角度出发，阐 述了准噶尔盆地侏罗系时期沉积－构造空间展布的规律分析了准噶尔盆地侏罗系主力生 油期的地层发育概况及其演化特征，以一级、二级、三级的 12 条等时界面，划分了侏罗系 地层高分辨率层序地层格架这一时期，准噶尔盆地的构造活动性在在侏罗系遭燕山运动 的影响较强烈，发生区域性挤压及准平原化，改变了侏罗系的沉积中心关键词：关键词：住噶尔盆地；沉积特征；侏罗世；构造演化；层序地层1.1. 区域地质概况区域地质概况准噶尔盆地位于新疆维吾尔自治区北部，是新疆境内三大盆地之一它的四周为褶皱 山 系所环绕，西北为西准噶尔山，东北为阿尔泰山，南面为天山山脉，呈现一个三角形封闭 式 的内陆盆地，面积 13×104km2，东西长 700km,南北宽 370km,沉积岩最大厚度 14000m，平 均海拔约为 500m,是我国西北地区的一个大型的油、气、煤共生盆地，特别是依罗纪煤系， 它集油、气、煤于一体，在我国各个时代的含煤地层中也是十分少见的[1]图图 1.1.准噶尔盆地构造单元划分准噶尔盆地构造单元划分2.2.侏罗系沉积体系特征侏罗系沉积体系特征 2.1 侏罗系沉积地层侏罗系是准噶尔盆地振荡演化阶段的产物,下侏罗统分为八道湾组和三工河组,中侏罗 统分为西山窑组和头屯河组,上侏罗统分为齐古组和喀拉扎组。

依据岩性、测井、地震和古 生物组合特征以及煤层的发育情况,可将侏罗系划分为中、下侏罗统水西沟群(八道湾组,三 工河组,西山窑组)煤系地层和中、上侏罗统石树沟群(头屯河组,齐古组,喀拉扎组)基本不 含煤地层[3]在盆地内，不同的区域沉积的特征有所差异 （据卢辉楠） 八道湾组总体上是由砾岩、砂岩、泥岩和煤层组成的具有明显旋回性的沉积, 底部为 灰白色底砾岩，与下伏上三叠统黄山街组不整合接触，厚 14~541m一般厚 300~800m,自下 而上由粗到细再到粗,依其旋回特征分为 3 段[4]三工河组是盆地侏罗纪最大湖侵期沉积, 以灰色泥岩、泥质粉砂岩及泥灰岩为主,夹黄绿色中、细砂岩,一般厚 100~700m,与八道湾 组整合接触,依岩性可分为 3(J1s3,J1s2,J1s1);J1s2 又可划分出被泥岩分隔的两套砂岩组合 (J1s12,J1s22),其中 J1s22 横向不稳定,盆地边缘区多被削蚀,地震剖面上表现为同相轴消失西山窑组为灰白、浅灰、灰绿色砾、砂岩夹炭质泥岩、泥岩及煤层,在大部分地区与下 伏地层整合接触,仅在盆缘为不整合接触，厚 6~545m 头屯河组底部岩性较粗,以黄绿色砂砾岩夹杂色细、粉砂岩及泥质条带为特征;中下部 主要为灰绿色砂岩、泥岩、泥灰岩夹炭质泥岩,偶见煤线;上部为灰绿色粉砂岩、泥岩互层 夹杂色泥质条带。

齐古组主要为棕红色、红褐色泥岩、粉砂岩夹紫灰色、灰色泥质砂岩以 及薄层凝灰质砂岩 喀拉扎组为灰黄色、灰绿色中—粗粒长石砂岩夹紫红色硬砂岩和粉砂岩,发育大型交错 层理头屯河组、齐古组和喀拉扎组横向变化大,三组间为过渡关系,与下伏地层呈区域性 不整合或假整合接触,与上覆白垩系呈区域性不整合接触,大部分地区无论井下还是露头都 很难区分 由于燕山中期运动的影响,盆地东西沉降速率差异大,造成侏罗系厚度西部小而东部(尤 其东南部)大的格局在盆地南缘,东部出露侏罗系全部地层(最厚可逾 4000m),西部仅出露 水西沟群的部分地层;盆地内部侏罗系厚度一般为 1500m 左右,主要缺失中、上侏罗统的部 分地层 2.2 侏罗系高分辨率层序地层 2.2.1 主要等时面及层序单元 通过对准噶尔盆地二维大剖面及已有钻井测井曲线，岩芯观察及露头等层序界面识别 特征，准噶尔盆地侏罗系沉积可识别出 12 条主要的等时界面[5]：①一级层序-超层序界面 2 条：八道湾三段底界（SB J1b3） 、白垩系吐谷鲁群底界面（SB K1tg） ，主要为盆地级区域 性古构造运动面即区域性不整合面②二级层序-层序组界面 1 条：头屯河组底界（SB J2t）为凹陷级准区域不整合面或古构造运动面。

③三级层序—层序界面 9 条：八道湾二段 底界（SB J1b2） 、八道湾一段底界（SB J1b1） 、三工河三段底界（SB J1s3） 、三工河二段底 界（SB J1s2） 、三工河一段底界（SB J1s1） 、西山窑二段底界（SB J2x2)、西山窑一段底界 （SB J2x1） 、头屯河二段底界（SB J2t2） 、头屯河一段底界（SB J2t1） ，齐古组底界（SB J2q） ，为局部构造运动面或相转换面或区域气候转换面在地震剖面上，各界面在前陆盆 地不同构造沉积区界面所显示的反射结构特征、振幅、频率和连续性差异较大钻井揭示 的界面上、下沉积相和副层序的叠积样式明显不同，测井曲线和合成地震记录速度均具明 显的突变，且在露头剖面上，界面上发育底砾岩或侵蚀或暴露间断的标志 2.2.2 高分辨率层序地层格架通过横跨盆地东西、南北的区域联井剖面，结合侏罗纪盆地的古构造地理单元划分， 准噶尔盆地侏罗系充填沉积为中央隆起边缘沉降的大型复合类前陆盆地，侏罗系沉积容纳 空间的变化和层序发育主要受控于南缘的主冲撞造山带及其西北及东北缘被动冲断造山带， 沉积坡折围绕主冲断接触带和古中央隆起边缘－如陆梁隆起和车莫隆起边缘分布，从而形 成准噶尔盆地特有的大型复合类前陆盆地的层序地层格架。

南缘、西缘冲断断坡带和盆地 中央陆梁和车莫隆起边缘坡折带控制了准噶尔盆地侏罗系各层序发育时的低位湖区（或低 位域区） ，同时也是湖扩和高位期深湖－半深湖可能分布区，是低位域砂体堆积和烃源岩的 发育的重要部位 低位期，低位体系域的充填沉积主要限于古隆起的边缘（中央陆梁和车莫隆起的缓坡 边缘）和边缘冲断带前渊的凹陷内或深凹的斜坡区，沉积坡折沿控制冲断带和盆内隆起的 下伏隐伏基底大断裂分布，并形成 3 个相互分隔的低位湖区，即昌吉低位湖区、玛湖低位 湖区和乌伦古低位湖区，盆缘冲断坡折带发育低位扇三角洲，中央隆起边缘的斜坡带和深 洼内发育大型低位辨状三角洲或低位辫状三角洲的分支朵叶体，如中一区块侏罗系各层序 中均主要发育此类低位砂体，而隆起梁上（包括陆梁和车莫古隆起）的宽广地区为暴露剥 蚀区或过路沉积区，局部发育下切水道 湖扩期，初始湖泛面迅速越过中央陆梁和车莫隆起梁上，形成三大低位湖区相连的宽 广湖盆，且隆起梁上为滨浅湖沉积，三大凹陷区（昌吉、玛湖和乌伦古凹陷）为浅湖或较 深水沉积区，其中最大的凹陷－昌吉凹陷可能有深湖、半深湖沉积，为侏罗系的有利烃源 岩分布区 高位期，中央梁的广大地区为宽缓的三角洲平原区或滨岸平原区，而凹陷内为三角洲 朵叶体和前三角洲沉积，尤其位于东侧的克拉美丽山，西北侧乌尔禾物源和西侧克拉玛依 物源沿梁上深入腹部凹陷的大型进积的辫状三角洲更为明显。

准噶尔盆地侏罗系层序地层格架为大型复合类前陆盆地的层序地层格架，南缘、西缘 冲断断坡带和盆地中央陆梁和车莫隆起边缘坡折带控制了准噶尔盆地侏罗系各层序发育时 的低位湖区（或低位域区） ，同时也是湖扩和高位期深湖－半深湖可能分布区，是低位域砂 体堆积和烃源岩的发育的重要部位 另外，鲍志东等对准噶尔盆地的层序地层有不同的划分方案 表表 1.1.准噶尔盆地侏罗系层序地层的划分方案（据鲍志东等，准噶尔盆地侏罗系层序地层的划分方案（据鲍志东等，20022002））2.3 侏罗系沉降速率演化特征2.3.1 平面演化 王敏芳等[6]在对准噶尔盆地的侏罗系沉积进行模拟时，对全盆地二维地震测线进行侏 罗系目的层位(自下而上依次为八道湾组 J1b、三工河组 J1s、西山窑组 J2x 和头屯河组 J2t)的 解释、追踪和闭合工作，在每条测线上布置模拟点 654 个，并利用时—深转换公式得到模 拟值，得到准噶尔盆地侏罗系沉降演化特征图图 2.2.准噶尔盆地侏罗系剥蚀厚度平面分布（据王敏芳，准噶尔盆地侏罗系剥蚀厚度平面分布（据王敏芳，20072007）） 在模拟点数据采集和参数选取的基础上,对准噶尔盆地侏罗纪沉降史进行了模拟,并编 制了侏罗纪各沉积时期的沉降速率平面图。

反映了同一时期不同地区沉降速率的变化趋势 及不同时期沉降中心的迁移状况 在早侏罗世早期八道湾组沉积期,整个准噶尔盆地的沉降速率表现为由北向南逐渐增大 的趋势,沉降速率一般为 40 —100m/Ma,在盆地南缘达到 120m/Ma，在早侏罗世晚期三工河 组图图 3.3. 准噶尔盆地侏罗纪各沉积期沉降速率等值线（据王敏芳，准噶尔盆地侏罗纪各沉积期沉降速率等值线（据王敏芳，20072007））沉积期,盆地沉降基本继承了早期的特征,即由北向南沉降速率逐渐增大,只是沉降速率较早 期有所减小，一般为 20—50m/Ma，在盆地南缘达到 60m/Ma;在中侏罗世早期西山窑组沉积期,整个准噶尔盆地的沉降中心发生了显著的变化，由原先仅发育单一沉降中心(位于盆地 南缘)演化为同时发育多个沉降中心(分别位于盆地西缘、东北缘和南缘，沉降速率较早侏 罗世晚期又有所加强，主要为 10~100m/Ma,总体上仍表现出北低南高的特征；到了中侏罗 世晚期头屯河组沉积期，盆地的 3 个沉降中心依旧存在，只是西缘沉降中心的沉降速率变 小，3 个沉降中心仍然表现为南缘最强、东北缘次之、西缘最弱的分布特征，其沉降速率 为 10~100m/Ma，与西山窑组沉积期有很好的一致性。

2.3.2 垂向演变 在早侏罗世早期(J1b 沉积期)总沉降速率和构造沉降速率最大,沉降量曲线最陡,构造 沉降量占总沉降量的 50%以上,说明早侏罗世早期沉降主要以构造沉降为主;在早侏罗世晚 期图图 4.4. 准噶尔盆地侏罗纪准噶尔盆地侏罗纪 2 2 号测线第号测线第 2525 号模拟点沉降量和沉降速率（据王敏芳，号模拟点沉降量和沉降速率（据王敏芳，20072007））(J1s 沉积期)总沉降速率和构造沉降速率骤然降低,且均达到最低值,构造沉降量占总沉降 量的比率低于 50%,沉降量曲线变缓;在中侏罗世早期(J2x 沉积期)总沉降速率和构造沉降速 率又有所增强,沉降量曲线斜率突然增大,反映出早、中侏罗世沉降特征明显不同,此时构造 沉降量占总沉降量的份额达到最大,说明在这一时期必定存在着重要的构造运动,这恰好与 本时期发育的燕山运动 I 幕相吻合;在中侏罗世晚期(J2t 沉积期),构造沉降速率和总沉降 速率又有所减缓,沉降量曲线斜率降低,构造沉降量占总沉降量的比率也相应降低[6] 从准噶尔盆地侏罗纪沉降速率的垂向演变特征可以看出,早、中侏罗世的沉降特征明显 不同,早侏罗世晚期与中侏罗世早期之间有明显的沉降特征转换。

此外,在沉降速率较大的 时期(早侏罗世早期和中侏罗世早期),构造沉降总是起着重要的作用 2.4 侏罗世沉积演化史 八道湾组沉积时期初期 后峡地区的八道湾组底部发育 1 期厚约 80 m 的冲积扇沉积, 向上渐变为 3~4 期扇三角洲沉积八道湾组总体以发育辫状河—滨浅湖沉积为特征,气候潮 湿,形成含煤的粗碎屑沉积,中晚期湖水变深,盆地南缘以发育辫状河—滨浅湖相沉积为主, 凹陷中央发育半深湖—深湖相,克拉美丽山的巨大物源体系在盆地东北部形成辫状河—曲流 河—三角洲沉积 三工河组沉积时期 准噶尔盆地经历了两次大规模的湖侵,是盆地湖侵范围最大的时期,以 湖泊和三角洲沉积为主,三角洲沉积较为发育,克拉美丽山物源形成巨大的辫状河三角洲沉 积,储层发育良好(张冬玲等, 2005)盆地南缘也以发育辫状河三角洲沉积为特征随着快 速湖侵,湖平面迅速上升,煤层不发育,盆地大部分地区被湖泊覆盖,物源供给较少,局部地区 发育泛滥平原,盆地南部边界可能进一步南迁,甚至可能与吐哈盆地水体相连(方世虎,2004)图图 5.5. 三工河组三维沉积厚度（据曲国胜三工河组三维沉积厚度（据曲国胜[7][7]等，等，20092009））西山窑组沉积时期 湖平面下降、车排子—莫索湾低凸。