第一章区域地质概况

第一章区域地质概况1.1研究区位置研究区位于大庆长垣上，研究范围是整个杏北地区高三组油层，地震工区面积约342.7Km2，重点研究高三组储层及成藏条件（图1-1）。图1-1研究区位置图1.2区域构造演化1.2.1松辽盆地区域构造演化松辽盆地是一个晚侏罗世和白垩纪时期的断坳盆地，发育于晚侏罗世，受断陷控制，沉积了巨厚的火山岩和陆源碎屑岩，后期抬升遭受剥蚀，形成晚侏罗世与早白垩世之间的区域不整合。早白垩世后，受盆地坳陷作用控制，整体下沉，沉积范围广布全盆地。松辽盆地演化经历了完整的兴衰过程，包括隆起、断陷、坳陷和萎缩四个演化阶段。（1）隆起阶段（T—J2）古生代末期的海西运动使中亚海槽收缩回返，三叠纪-中侏罗世地幔上拱，处于隆起剥蚀状态，盆地初始形成。（2）断陷阶段（J3—K1d）断陷早期火石岭组沉积，受燕山运动二幕影响，产生一系列北北东向断裂，由于主断裂发育，导致了大规模的火山喷发，此期间各断陷相对独立，水体较浅，主要为中基性安山岩、玄武岩喷发和火山碎屑岩沉积；断陷中期沙河子组和营城组沉积时期，断裂活动进一步加强，水体扩大、加深，形成沉降中心，沉积了一套暗色泥岩为主的含煤陆源碎屑岩及滨浅湖-半深湖相富含有机质的生油岩建造；断陷晚期-登娄库组沉积时期（也称为断坳转化期），受燕山运动三幕影响，基底断裂重新活动，形成了中央断陷带、中央隆起带和东部断陷带两堑一隆的构造格局，构成了松辽盆地的雏形，属快速充填补偿式沉积，为盆地进入坳陷式沉积奠定了基础。此期间地壳以整体沉降为主，水域扩大，沉积物覆盖了侏罗世诸断陷，随着地壳下降、坳陷发育，完成了断陷向坳陷的转化。（3）坳陷阶段（K1q—K1n）松辽盆地发育的鼎盛时期，也是松辽盆地主要的生油和聚油期，该期盆地发育为统一巨型坳陷盆地。泉头组沉积时期，沉积范围逐渐扩大，为披覆式沉积，以河流相红色泥岩为主；青山口组-嫩江组沉积时期为非补偿式沉积，湖盆发育、水体扩大、变深，青山口组一段和嫩江组一、二段沉积时期是湖盆两次兴盛期，以半深湖—深湖相沉积为主，形成主要生油层和区域盖层；姚家组一段和嫩江组三、四、五段沉积时期是湖盆两次衰退期，湖盆面积缩小，以三角洲相沉积为主。（4）萎缩和消亡阶段（K2s—N）受燕山运动四、五幕影响，盆地整体抬升，松辽盆地大部分地区尤其是东部地区整体抬升遭受剥蚀，古湖盆趋于消亡，水体变浅，主要为河流相沉积，间有小范围湖相沉积。1.2.2研究区构造演化特征本次研究的目的层为高三油层，隶属于松辽盆地演化的坳陷阶段，具有坳陷期的演化特征。坳陷阶段（K1q—K1n）是松辽盆地发育的鼎盛时期，也是松辽盆地主要的生油和聚油期，该期盆地发育为统一巨型坳陷盆地。泉头组沉积时期，沉积范围逐渐扩大，为披覆式沉积，以河流相红色泥岩为主；青山口组-嫩江组沉积时期为非补偿式沉积，湖盆发育、水体扩大、变深，青山口组一段和嫩江组一、二段沉积时期是湖盆两次兴盛期，以半深湖—深湖相沉积为主，形成主要生油层和区域盖层；姚家组一段和嫩江组三、四、五段沉积时期是湖盆两次衰退期，湖盆面积缩小，以三角洲相沉积为主。1.3区域地层特征松辽盆地基底为前古生界、古生界的变质岩、火成岩等岩系，上部沉积盖层从侏罗系开始，至新生界均有不同程度的发育，总厚度可达11000m以上，但以白垩系为主，白垩系厚达7000m以上，是盆地内的主要含油层系。地表均为第四系未固结的松散粘土所覆盖。松辽盆地自下而上为前古生界、下古生界、上古生界、侏罗系、白垩系、第三系、第四系。白垩系地层自下而上发育有沙河子组、营城组、登娄库组、泉头组、青山口组、姚家组、嫩江组、四方台组、明水组地层。松辽盆地深部含油组合为农安油层，下部含油组合为扶余、杨大城子油层，中部含油组合为萨尔图油层、葡萄花油层和高台子油层，上部含油组合为黑帝庙油层。研究区目的层段位于松辽盆地中生界白垩系地层之内，松辽盆地中生界含油组合地层特征如下。1沙河子组（K1sh）沙河子组由灰白、灰黑色砂岩、粉砂岩、泥岩及酸性凝灰岩组成。发育河流相、滨浅湖、半深湖—深湖相。该组产狼鳍鱼（Lycoptera），东方叶肢介（Eosestheria），费尔干纳蚌（Ferganoconcha）等热河生物群典型分子。也可见一定含量的早白垩世分子，无突肋纹孢（Cicatricosisporites），希指蕨孢（Schizaoisporites）等[20]。2营城组（K1yc）营城组下部以沉积岩为主，主要由灰黑、灰绿色安山玄武岩、凝灰质砂岩、火山角砾岩、砂砾岩以及灰色砂岩、砂砾岩及灰、灰绿色、灰黑色泥岩组成，局部夹红色泥岩和可采煤层；上部由酸性火山岩和火山碎屑岩组成。发育湖相，火山喷发相。营城组见到大量植物化石及孢粉化石，其它化石较少，植物化石如高腾刺蕨（Acanthopterisgothani），葛伯特茹福德蕨(Rufforidiagoepperti)，稀脉北极蕨（Arctopterisrarinervis）等早白垩世分子。该组海金砂科孢子含量较高，为典型的白垩纪分子。介形类化石有三角星介属（Triangulicypris）也属于早白垩世分子。3登娄库组（K1d）登娄库组主要岩性为灰白色块状砂岩，暗色砂质泥岩，杂色砂、泥岩和砂、砾岩成频繁互层。发育的相主要为冲积扇、河流相、泛滥平原、水下重力流相、浅湖相。该组化石较少单调，化石主要有孢粉、植物、轮藻以及少量的沟鞭藻、叶肢介，主要为陆地植物及其孢子花粉，水生生物很贫乏。孢粉中蕨类含量较高约占80%，海金砂科孢子丰富，被子植物花粉含量较低，植物化石有披针苏铁杉（Podozamiteslanceolatus），约氏楔羊齿（Sphenopterisjohnstrupii），蛹形锥叶蕨（Coniopterisnympharum）等。4泉头组（K1q）泉头组是松辽盆地坳陷期早期阶段的沉积，盆地内以河流相为主，向盆地边缘粒度变粗，按岩性可将该组分为四段：泉一段以紫灰、灰白色砂砾岩与暗紫红色泥岩互层为主，局部夹少量凝灰岩；泉二段以紫红、褐红色泥岩为主，夹紫灰色、灰白色砂岩；泉三段以灰绿、紫灰色粉、细砂岩与紫红色泥岩互层为主；泉四段为灰绿、灰白色粉、细砂岩与紫红、棕红色泥岩互层，顶部常为灰绿色泥岩。泉头组与下伏登娄库组呈整合—平行不整合接触。盆地边部常超覆于不同层位老地层之上。这一时期主要发育了洪积相、河流相、湖泛平原相、三角洲相、滨浅湖相。化石以植物、轮藻、孢粉、双壳类、介形类、沟鞭藻为主，多分布于中上部。该组植物化石中见到较多的被子植物化石，如角形菱（Trapaangulata），细齿荚蒾（Viburiphyllum），北方悬铃木（Platanusseptentrionalis），孢粉化石中被子植物花粉已具一定数量，以三沟粉（Tricolpollenites）、网状三沟粉（Retitricolpites）、棒纹粉（Clavatipollenites）等为主。泉三段以角藻类囊孢占优势，双壳类含富饰蚌（Nippononaia），褶珠蚌（Plicatounio）等化石，叶肢介为松辽似直线叶肢介（Orthestheriopissongliaoensis），介形类以女星介属（Cypridea），蒙古星介属（Mongolocypris）为主，并与蒙古介属（Mongolianella），狼星介属（Lycopterocypris），玻璃介属（Candona）等化石共生。5青山口组（K2qn）青山口组主要为一套黑色、绿色泥岩，油页岩、下部以泥岩为主，下部夹砂质岩。在全盆地岩性、岩相变化很大，在王府凹陷、三肇凹陷和古龙凹陷为深湖、半深湖相的黑色泥岩和页岩，向凹陷的边缘为浅湖相的砂岩呈不等厚互层，从盆地的边缘至沉积中心相带展布规律为：河流相，三角洲相，半深湖相，深湖相。该组生物第一次繁盛，种属明显增加，化石丰富。女星介属（Cypridea）、狼星介属（Lycopterocypris）、蒙古星介属（Mongolocypris）、枣星介属（Ziziphocypris）极其繁盛，另外，湖女星介属（Limnocypridea）、三角星介属（Triangulicypris）为松辽盆地白垩系最繁盛的层位。叶肢介以线叶肢介（Nemestheria）、粗强壳叶肢介（Cratostracus）为主，轮藻化石以开口轮藻属（Aclistochara）、梅球轮藻属（Maedlerisphaera）、中生轮藻属（Mesochara）、钝头轮藻属（Obtusochara）为主，植物化石中被子植物化石占重要地位，且多为进化类型，脉序规律性强，如杜尔伯特五味子（Schisandradurbudensis）、南蛇藤未定种（Celastrophllumsp.）、圆叶柿（Diospyrosrotundifolis）等，孢粉的组合特征是具有气囊的松科花粉含量很高，约占50—60%，花粉类型开始复杂化，主要为三沟粉和三孔沟粉。6姚家组（K2y）姚家组以紫红色、棕红色、灰绿色泥岩与灰白色砂岩互层为主。盆地中部可见有黑色泥岩，与下伏青山口组呈整合—不整合接触。姚家组地层在区内分布较广，但在梨树断陷一带被剥蚀。其沉积的时期为滨浅湖相。姚家组为洪积相、河流相、三角洲相或滨湖相、半深湖、深湖相。含丰富的介形类、叶肢介、双壳类、孢粉及少量鱼化石。介形类化石中女星介属（Cypridea）、蒙古星介属（Mongolocypris）、狼星介属（Lycopterocypris）、枣星介属（Ziziphocypris）最繁盛，也是松辽盆地白垩系最繁盛的层位。叶肢介以网状纹饰为主，鱼化石以大庆似狼鳍鱼（Plesiolycopteradaqinggensis）代替了青山口组的满州鱼属（Manchurichthys），孢粉化石中被子植物含量更高，类型复杂，还可见鹰粉、山龙眼粉。7嫩江组（K2n）嫩江组是盆地内分布范围最广的地层，约26×104km2，在北部和东北部已超出现今盆地边界。岩性下部主要为黑色、灰黑色泥岩、页岩，夹油页岩；上部为灰绿、深灰、棕色泥岩与粉砂岩、细砂岩互层。嫩江组与下伏姚家组呈整合接触。在嫩江组沉积末受燕山运动Ⅳ的影响，在西部斜坡部分地区嫩江组上部被部分剥蚀，德惠断陷和梨树断陷地区被完全剥蚀。发育深湖相、浊流相、河流相、浅滩相、淤积相、湖相。该组是松辽盆地白垩系生物群的第二次繁盛，也是各门类化石最繁盛的层位，以介形类、瓣鳃类、叶肢介最为常见，介形类仍以Cypridea为主，并出现较多新属，瓣鳃类假嬉蚌属（Pseudohyria），肋蛤属（Musulus）具明显特征，该组是松辽盆地腹足类最丰富的层位，以中屠螺（Mesolanistes）、盘螺（Valvata）、小旋螺（Gyraulus）发育为特征，出现以松花鱼（Sungarichthys）为代表的真骨鱼群，孢粉化石中被子植物化石占重要地位，以鹰粉型花粉占突出地位。8四方台组（K3s）该层下部岩性为砖红色含细砾的砂泥岩夹棕灰色、灰绿色砂岩和泥质粉砂岩；中部为灰白色、灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩与砖红色、紫红色泥岩互层；上部以红色、紫红色泥岩为主，夹少量灰白色、灰绿色粉砂岩及泥质粉砂岩，与下伏嫩江组为不整合接触。本时期沉积相为浅湖、浅滩及河流相沉积，主要发育河流相。生物群比较单调，化石数量较少，以轮藻、介形类、瓣鳃类、腹足类和孢子花粉为主。9明水组地层（K3m）由灰绿、灰黑、棕红色泥岩与少量灰、灰绿杂色砂岩组成，在盆地东部缺失。