第33卷 第2期1998年4⽉
SC IEN T I A GEOLO G I CA S I N I CA
V o l .33N o.2
A p r .,1998
张⽂朝，男,1951年10⽉⽣,⾼级⼯程师，从事⽯油地质及沉积相研究。
1996211211收稿,1997208225改回，沈丽璞编辑。
⼆连盆地下⽩垩统沉积相及含油性
张 ⽂ 朝
(华北⽯油管理局勘探开发研究院 任丘 062552)
摘 要 根据⼤量钻井剖⾯、地震剖⾯、岩芯观察、野外出露剖⾯和岩⽯分析资料，研究了⼆连盆地近3
0个凹陷的下⽩垩统沉积相，并以勘探程度较⾼的阿南、吉尔嘎朗图等7个凹陷为重点，恢复了早⽩垩世的岩相古地理环境，总结了下⽩垩统的沉积特征、主要沉积体系和油⽓分布规律，并指出今后的油⽓勘探⽅向。 关键词 ⼆连盆地 沉积特征 砂体成因 沉积相 油⽓分布
1 引⾔
富迪探索者
⼆连盆地是我国⼗⼤含油⽓盆地之⼀，其⼤地构造位置处于亚洲板块与西伯利亚板块缝合带上，东西分别与⼤兴安岭隆起和索伦⼭隆起为界，南北挟持在温都尔庙隆起和巴彦宝⼒格隆起之间。东西长约1000km ，南北宽20—40km ,⾯积约10万km 2，是⼀个发育在海西褶皱基底上的中新⽣代断陷盆地，盆内发育五坳⼀隆，凸凹相间共有49个凹陷，约
515万km 2(图1)。
下⽩垩统⾃下⽽上发育有阿尔善组、腾格尔组、都红⽊组和赛汉塔拉组(叶得泉等,1990)，主要产油层是腾格尔组、阿尔善组和古⽣界。⽬前，已在阿南等10个凹陷发现了近20个油藏，展现了⼆连盆地⼴阔的油前景。
研究结果表明,⼆连盆地不是⼀个统⼀的⼤盆地,⽽是由许多具有相似发育史的、分散的⼩湖盆构成的盆地。它的沉积特征、演化历史、储集性能、构造活动特点，以及含油性等⽅⾯独具特⾊，即不同于中国东部第三纪断陷盆地，更不同于中⽣代⼤型坳陷式含油⽓盆地,⽽与蒙古2兴安早⽩垩世盆地具有近的沉积构造性质和⽯油地质条件。因此，深⼊研究⼆连盆地的沉积相和沉积环境，对⼆连盆地乃⾄东北裂⾕盆地的油⽓⽥勘探和沉积学理论发展，具有重要的现实意义。 2 沉积特征
211 相对独⽴的⼩湖盆
⼆连早⽩垩世断陷盆地，具有凹陷多、湖盆⼩和分割性强等特征。单个凹陷⾯积⼀般较⼩，其中⼩于1000km 2的就在半数以上，最⼩的仅250km 2,⼤于2000km 2的凹陷仅14个，绝⼤多数凹陷为长条状或带状分布，长宽⽐例⼤,⼀般4∶1—6∶1。⼤量钻井和地
图1 ⼆连盆地构造单元略图
中国证监会微博
——马尼特坳陷; ——乌兰察布坳陷; ——川井幼陷; ——乌尼特坳陷; ——腾格尔坳陷
F ig .1 Tectonic unit of E rlian basin
震资料表明，在下⽩垩统沉积过程中，凸凹相间的构造背景维持始终，每个凹陷形成清晰的边缘相和独⽴的沉积体系，具有湖盆多、⾯积⼩、⽔体浅和连通差的特点，较好地再现了⼆连盆地是由许多⼤⼩不等、强烈分隔的⼩湖盆构成的⾮统⼀汇⽔盆地①。① 张⽂朝，王洪⽣,1987,⼆连盆地沉积环境分析。
212 具有多物源、近物源和低成分、低结构成熟度的特征
在下⽩垩统沉积过程中，湖盆的碎屑物质主要来⾃巴⾳宝⼒格、温都尔庙、苏尼特和⼤兴安岭4⼤隆起区。另外，坳陷内部⼀些
⼤⼩不等的古凸起、古⿐⼦和古残⼭，也是湖盆内部的碎屑物质来源。
在湖盆两岸，各类扇体成分布，隔⽔对峙，单个砂体规模⼀般较⼩，向湖盆中⼼延伸5—7km 便快速消亡，平⾏湖岸延伸长度约
10km ,⾯积多数在50—70km 2左右，少数达⼏
百平⽅公⾥。⼤量岩⽯薄⽚鉴定资料表明，下⽩垩统各组段碎屑岩成分复杂，岩屑含量⾼,⼀般为20%—50%，最⾼达70%—90%，并以中基性喷出岩屑、或酸性喷出岩、凝灰岩、花岗岩和变质岩屑为主。⾃下⽽上，阿尔善组以岩屑砂岩和长⽯砂岩为主；腾格尔组以混合砂岩和岩屑长⽯砂岩为主；都
红⽊组和塞汉塔拉组以岩屑长⽯砂岩和长⽯砂岩为主。在砂砾岩的结构成熟度⽅⾯，尽管砂体成因和搬运距离有别，但总体显⽰出低结构成熟度，分选性中等偏差，砂岩普遍含砾，砾岩以多砾级砾岩为特征，杂基⽀撑和混合⽀撑为主。磨圆度以次棱⾓2次圆状为主，棱⾓状和次圆状次之，从⽽形成⼤量低孔低渗型储层。213 沉积速率⼤，时间短，抬升时期长
受晚古⽣代褶皱基底构造性质和中⽣代拉张断陷构造应⼒场的作⽤,⼆连盆地经历博尔赫斯刀疤
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02 2期张⽂朝:⼆连盆地下⽩垩统沉积相及含油性
602地 质 科 学1998年
了多次断陷运动和多次成湖期。每个凹陷或洼槽形成早晚不⼀，沉积环境、沉积厚度和沉积速率相差较⼤，但总体表现为沉积速率⼤,⼀般为0108—012mm a，最⼤达017mm a。在沉积时间上，受早⽩垩世晚期整体隆升构造运动的作⽤，绝⼤多数湖盆在都红⽊末期就开始抬升，这样，本区湖盆只经历了⼤约25M a的沉积历史，早⽩垩世以后则持续了长达113M a的抬升时间，它不仅使早期油藏遭受破坏，部分油⽓向上逸散，氧化成稠油或沥青，也使成熟⽣油岩中的有机质停⽌或减慢向烃类转化，提供了低熟油的形成条件。
214 发育3次成湖期
早⽩垩世,⼆连盆地经历了阿尔善期、腾格尔期和都红⽊期3⼤成湖期，它们的沉积中⼼主要位于北部坳陷带各湖盆。其中阿尔善期湖域⼩，以滨浅湖为主，暗⾊泥岩厚200—500m，属盆内第1套⽣油岩系；腾格尔期湖⼴、⽔深、持续时间最长，暗⾊泥岩厚300—700m，最厚达2000m，属盆内第2套⽣油岩系；都红⽊期为⼴阔的滨浅湖相沉积，暗⾊泥岩厚300—600m，主要构成盆内良好的盖层①。
3 主要沉积体系
⼆连盆地的沉积、构造背景决定了其沉积体系的形成和展布，主要发育⾼能环境下、快速沉积的中⼩型扇三⾓洲、辫状河三⾓洲、近岸⽔下扇和湖底扇砂体②,⽽⼤型湖盆中长源三⾓洲砂体和沿岸滩坝砂则很少见到，这正是⼆连断陷盆地与东部第三纪断陷湖盆和松辽等⼤型坳陷型湖盆的重要区别标志。
311 扇三⾓洲体系
系指近临⾼地直接进⼊稳定⽔体中的冲积扇。它是在区域抬升构造背景和特⼤⼭洪爆发时期，属陡地形、近物源、快速沉积的⼀套粗碎屑岩(中国⽯油学会⽯油地质委员会编,1988；冯增昭等,1994)。主要发育在都红⽊组和阿尔善组，分布在断陷湖盆陡岸，具有扇三⾓洲平原、扇三⾓洲前缘和前扇三⾓洲的3层结构，垂向上属⼀套下粗上细的正旋回叠置层。与辫状河三⾓洲相⽐,⾯积⼩(30—50km2)，wrc2011
呈扇形，剖⾯厚度⼤(300—600m)，砂砾岩⽐例⾼，单层厚度⼤，砾岩成分杂，成分成熟度和结构成熟度低，平⾯上相带分布窄、相变快，与湖岸线垂直，并以牵引流为主，重⼒流为次的沉积构造为特征。研究表明，从扇三⾓洲平原弱状河道→扇三⾓洲前缘主⽔道→前缘楔状砂，岩性组合、砂砾岩厚度、沉积构造和⽔动⼒条件都存在规律性的连续过渡(图22a)，其地震相属多期叠加的块状2楔状相，地震反射波形的连续性逐渐变好，为杂乱弱振幅→断续变振幅→较连续中振幅的变化过程，内部可见丘状反射结构、河道充填结构和前积结构(图22b)。
312 辫状河三⾓洲体系
辫状河三⾓洲发育在断陷湖盆的缓坡，与湖盆岸线近似垂直或斜交，是辫状河进⼊停
① 张⽂朝,1992，论⼆连盆地的沉积特征与油⽓分布。
② 张⽂朝,1995，吉尔嘎朗图凹陷下⽩垩统沉积相与油⽓，古潜⼭(4)。
滞⽔体中的三⾓洲。它形成时的地形⽐较宽缓，扇体规模较⼤(50—90km 2)，呈⾆状，具有长达⼏⼗公⾥的搬运距离，并以⼴阔的辫状河三⾓洲平原和以牵引流搬运机制为主导的结构。构造特征区别于扇三⾓洲，具有长源三⾓洲所具备的三⾓洲平原、三⾓洲前缘和前三⾓洲的3层结构(图32a )
。
图2 ⼆连盆地扇三⾓洲体系沉积相模式图(a )
及扇三⾓洲体系的地震相特征(b )
F ig .2 Sedi m entary facise model of fan delat system in
E rlian basi on (a )and Seis m ic facies features of
fan delta system (b
)
图3 ⼆连盆地辫状河三⾓洲体系沉积相模式图
(a )和辨状河三⾓洲体系的地震相特征(b )
T 3——赛反塔拉组底界;T 6——都红⽊组底界;
T 7——腾格尔组底界;T 11——下⽩垩统底界F ig .3 Sedi m entary facise model of braided river delta
system in ?E rlian basin (a )and Seis m ic facies
features of braide river delta system (b
)
研究表明，从辫状河三⾓洲平原到深⽔湖盆，岩性由杂⾊块状中粗砾岩和巨砾岩逐渐变为细砾岩、含砾砂岩和⼤段深灰⾊泥岩，其单层厚度逐渐减薄，砂岩占地层百分⽐降低。沉积构造由块状层理、砾⽯定向排列和不规则楔状交错层理→平⾏层理、板状交错层理和槽状交错层理→⼩型交错层理、波状交错层理和波状层理，即⽔动⼒条件由强变弱的过
程。岩⽯结构成熟度和成分成熟度由低变⾼。地震相为杂乱弱振幅块状相和河道充填相→
⾼⾓度斜交前积结构、河道充填相和断续2较连续楔状相→⾼频较连续席状相，反映了由⾼能沉积环境逐渐变为低能沉积环境的连续过渡(图32b )。
7
02 2期张⽂朝:⼆连盆地下⽩垩统沉积相及含油性
313 近岸⽔下扇体系
主要发育在阿尔善组和腾格尔组，分布在断陷湖盆陡岸出⼭⼝，受季节性洪⽔的控制。它与扇三⾓洲和长源三⾓洲的主要区别在于扇体全部为⽔下沉积，属牵引流沉积作
⽤，按成因有河⼝扇和洪⽔扇之分。砂体规模差别很⼤,⼩者为⼏个平⽅公⾥,⼤者达350km 2，剖⾯厚度从100m 到1000m 均有，在平⾯上划分为扇根和扇中⽔道等6个微相(图42a )。阿南凹陷阿4段含油砂体，岩性较细，以含砾砂岩和粉细砂岩为主，垂向上为正
韵律叠置层，并以牵引流的沉积构造为特点，属典型的河⼝下扇成因。阿北凹陷欣苏⽊含油砂砾岩体，以厚层、块状砾岩和含砾砂岩为主，垂向上主要为块状韵律和正韵律叠置层，发育牵引流为主，重⼒流为次的沉积构造，属洪⽔扇成因。由于近岸⽔下扇属湖相泥岩中的⼀套粗碎屑岩沉积，所以在地震测线上具有独⽴的地震相单元和外形特征，内部发育河道充填结构、杂乱反射和斜交前积结构(图42b )，从扇根到扇端，岩性组合和沉积构造存在规律性变化,⽔动⼒条件逐渐变弱，地震反射波连续性相应变好。
① 张⽂朝，等,1996，从仁参1井看呼仁布其凹陷的油前景，古潜⼭(4)。
图4 ⼆连盆地近岸⽔下扇体系沉积相模式图(a )
及近岸⽔下扇体系的地震相特征(b )
F ig 4. Sedi m entary facise model of near 2sho re subaqueous
fan system in E rlian basin (a )and Seis m ic facies features of near 2sho re subaqueous fan system (b )
314 湖底扇体系
湖底扇主要发育在阿尔善组、腾格尔组和都红⽊组的湖相环境中，分布在⼤断层下降盘，或各类扇体前缘亚相中。它是碎屑物质与⽔混合在⼀起的⾼密度流，在陡地形、深⽔体和突发性地震、⼭洪爆发等地质营⼒作⽤下，形成在⼤段湖相泥岩中的⼀套粗碎屑沉积(赵澄林等,1992；洪庆⽟,1992)，这些粗碎屑物质属近临湖盆的⾼地、断崖⽼地层滑塌破碎、就近堆积⽽成(图5a )。⽬前已在吉尔嘎朗图等凹陷发现。取芯证明，岩性为砂质砾岩、含砾砂岩、粉细砂岩与泥质砂岩、粉砂质泥岩及灰⾊泥岩组成不等厚互层，砂砾岩占地层厚度10%—40%，在垂向上由⼤⼩不等的正韵律和块状韵律构成的正旋回叠置层，主要发育重⼒流
的沉积构造和鲍马序列中CD 、DB 、A E 、
AD 、A CE 、ABD 、A C 和AA 组合序列①
。湖底扇的地震相主要有⼩型丘状相、楔
状相和迭⽡状，内部可见河道充填结构和前积反射结构(图52b )。
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02地 质 科 学1998年
土司文化
4 岩相古地理环境
在下⽩垩统沉积过程中，各凹陷⼤体经历了阿尔善组充填式沉积、腾格尔组稳定沉积、都红⽊组浅⽔沉积和赛汉塔拉组萎缩衰亡沉积阶段。每个发展阶段的地形特征、古⽓候、⽔动⼒条件、沉积相带和砂体类型，存在明显差别，表现出不同的岩相古地理环境。图5 ⼆连盆地湖底扇体系沉积相模式图(a )
及湖底扇体系的地震相特征(b )F ig .5 Sedi m entary facise model of sublake fan system in E rlian basin (a )and Seis m ic facies
features of sublake fan system (b )
411 阿尔善期
阿尔善组位于早⽩垩世湖盆发展初期，此时，在拉张翘断构造运动作⽤下,⼤⼩不同、各⽅各异的⼩型断陷湖盆应运⽽⽣，开始了以北东⾛向为主，湖相沉积为特⾊的新的发展阶段,⾼差悬殊，湖盆
处于强烈的剥蚀夷平和快速充填沉积阶段，可容沉积物空间最⼩，地层分布狭窄、横向变化
⼤，沉积洼槽多，范围⼩。厚度⼀般400—1000m ，在⽩云查⼲、额仁淖尔、阿南、布图莫吉
和乌⾥雅斯太凹陷厚度较⼤，最⼤厚度达1200—2500m 。但在平⾯上，以苏尼特隆起为界,
总体呈现为南⾼北低和南薄北厚的地层发育特征。古⽣物资料表明(叶得泉等,1990)，阿尔善组化⽯稀少，属热带、亚热带⽓候条件。在这种沉积背景下，以盆地周边的隆起为物源区，以凹陷为单元，在其陡翼古断崖、缓翼古斜坡、长轴⽅向的古断⿐上，形成⼤⼤⼩⼩、成因不同的扇体(图6)。它们以⼤段杂⾊块状砾岩、砂砾岩和含砾砂岩为主，厚度⼀般为300—700m ，少数达800—1200m ，占地层总厚度的65%—95%，突出表现为快速充填和超覆式沉积。陆上沉积分布⼴，湖域⼩、⽔体浅，洪积扇、河流、扇三⾓洲和辫状河三⾓洲是主要相类型，约占凹陷⾯积的55%，滨浅湖相约占其40%，较深湖相和湖底扇⽐重很⼩(表1)。
综观全盆地，较深湖相主要分布在北部坳陷带的⽩⽀查⼲、额仁淖尔、脑⽊更和阿南凹陷，湖盆⾯积⼤、⽔体较深，为阿尔善组的沉积中⼼;⽽南部坳陷带全部为滨浅湖发育区，湖盆⼩、⽔体浅，连通差，说明湖盆在分割的背景上具有南北分带的沉积特征。412 腾格尔期
腾格尔组是在区域拉张翘断进⼀步加强的构造作⽤和早期阿尔善组填平补齐、地形渐趋平缓的背景下开始沉积的，当时⽕⼭活动基本停⽌,⼤规模的湖侵开始形成，湖盆稳定下沉、湖⽔不断扩张，接受了⼤范围较深湖相暗⾊泥岩沉积，形成了⼴⽔域、深⽔体和连通好的沉积局⾯，最⼤沉积厚度多数为900—1400m ，仅少数次洼为500m 左右。
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02 2期张⽂朝:⼆连盆地下⽩垩统沉积相及含油性
012地 质 科 学1998年
据叶得泉等(1990)古⽣物资料，腾格尔组内反映⽓候温暖、炎热的孢粉化⽯类型繁多、含量丰富,⽽湖相介形类化⽯个体较⼩、壳体光滑，显⽰了⽔域⼴阔、阳光充⾜、⽔体较深的浅湖及较深湖相沉积环境，为有机质⽣存提供了雄厚的物质基础。
湖盆的碎屑物质仍然来⾃四⼤隆起区的古凸起和古斜坡。由于相对稳定的构造背景，逐渐变缓的地形特征和⼤规模的⽔进，导致湖盆陡缓两侧的扇体迅速向湖岸退缩，具有范围⼩、粒级细和厚度薄等特点。较深湖相在各湖盆均有分布，约占其三分之⼀到五分之⼀，其次是滨浅湖、湖底扇、浅积扇和辫状河三⾓洲相，突出表现出早⽩垩世成湖⾼湖阶段的沉积特征(表1、图6)。在平⾯上仍然南薄北厚、南浅北深的南北分带特征，沉积中⼼位于北部坳陷带的⼤湖盆中。
413 都红⽊期
都红⽊组沉积时，断块翘倾活动减弱，振荡作⽤加强，在区域抬升构造背景下，各凹陷地形更趋平缓，进⼊了以断坳为主的⼴湖盆、浅⽔体沉积阶段。以凹陷为单元，沉积厚度⼀般为400—800m，并
⾃陡侧向缓坡逐层超缺。从全盆地来看，地层厚度变化较⼩，基本改变了早期南薄北厚的地层分布特点。
都红⽊组的古⽣物化⽯丰富多样，其中孢粉化⽯为⾼含量的古型松柏花粉和半潮湿⽓候条件下的蕨类植物孢⼦，介形类化⽯个体较⼤，带瘤带脊，鱼化⽯、叶肢介和各类浮游⽣物也⼤量见到，较好地反映了成湖晚期半温热、半湿热的古⽓候环境和⽔域⼴阔、⽔体较动荡的滨浅湖相沉积特点。
都红⽊期，湖盆的碎屑物质来源⽅向，较好地继承了腾格尔期，区别在于陡缓两侧的各类扇体快速向湖盆中央推进，规模⼤、岩性粗，从⽽导致湖域缩⼩⽔体变浅，以⼤型辫状河三⾓洲和滨浅湖相为主，其次为扇三⾓洲相，代表了湖盆发育晚期的环境分布特点(表1、图6)电梯门机控制器
414 赛汉塔拉期
赛汉塔拉期，断裂活动基本停⽌,⼆连盆地整体抬升，早期地层遭受不同程度剥蚀，在剥蚀夷平后的平坦地形上，沉积了300—600m 厚的含煤粗碎屑岩建造。
赛汉组的介形类⽣物⼏乎全部绝灭，出现了类型繁多的孢粉化⽯，并以海⾦砂科占绝对优势。代表潮湿环境下的⽔龙⾻单缝孢属⾼达3016%，反映沼泽环境下的光⾯三缝孢属含量⾼达2911%,⼲旱⽓候条件的克拉梭粉属和稀指蕨孢属含量⼩于3%，说明湖盆晚期，本区属于温暖湿热的热带、亚热带⽓候环境。
赛汉塔拉组环境⽐较单⼀，河流、沼泽相是其主要环境。在巴⾳都兰等少数凹陷，发育⼩⾯积湖沼相沉积(图6)，在乌⾥雅斯太凹陷滨浅湖相⾯积为780km2，占凹陷沉积⾯积三分之⼀略强，说明向北东⽅向湖相沉积⽐重逐渐增多。这⼀切展⽰出湖盆发展晚期收缩、衰亡的环境分布特点(表1)。
5 含油⽓沉积相分析
511 北部坳陷带成油条件优于南部坳陷带
⼀个凹陷成油条件的好坏程度，主要取决于其湖盆⼤⼩和发育类型。研究表明，继承
发育的⼤湖盆具有⽣油潜量⼤，成藏条件好等特点。例如，阿南凹陷最⼤湖域为3600km 2(张⽂朝,1997),⽣油条件最好,⽬前到的探明⽯油地质储量的占⼆连盆地的80%。属这类凹陷的还有额仁淖尔,⽩云查⼲和乌⼒雅斯太等凹陷，它们是近期值得优先勘探的重点凹陷,⽽南部坳陷带则反之。
表1 ⼆连盆地7个⽼凹陷下⽩垩统沉积环境分类表(km 2)
Table 1 Sedi m entary environm ent type at low er cretaceous of seven o ld sags in E rlian basin
地层
凹 陷
洪
(冲)积扇
河流扇三⾓洲
辫状河三⾓洲近岸⽔下扇
湖沼
滨浅湖较深湖
湖域⾯积陆上⾯积
沉积⾯积
塞汉塔拉组
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