合肥盆地中新生界沉積物分布特征

合肥盆地中新生界沉積物分布特征

1合肥盆地油氣勘探的必要性合肥盆地位于安徽省中部，面積約2.710。合肥盆地尚處于油氣普查階段,目前油氣勘探仍未有突破,但根據(jù)我國油氣勘探實踐,一個盆地只要有較好的生油巖,就具有進一步研究和勘探的必要2中、中生代沉積物2.1代巖石學(xué)特征合肥盆地中、新生代沉積主要為侏羅系—古近系的陸相紅色碎屑巖夾火山巖2.2合肥盆地成因模式合肥盆地的沉積背景與其構(gòu)造背景密切相關(guān)。合肥盆地地處華北板塊的南緣,構(gòu)造背景是被動大陸邊緣。揚子板塊和華北板塊經(jīng)過多期次的拉分與拼合,在印支期完成了最終的碰撞,從而形成了大別山造山帶根據(jù)大地構(gòu)造及相關(guān)地質(zhì)活動的演化特點及構(gòu)造層的劃分,合肥盆地地史發(fā)展過程可分為兩個階段,即前中生代盆地基底形成演化階段和中新生代沉積盆地演化階段。大別山造山帶形成過程中,大別山隆起所產(chǎn)生的強大壓性地應(yīng)力,通過造山帶前沿深斷裂呈脈動式向北傳導(dǎo),自南向北形成一系列逆沖-疊瓦推覆構(gòu)造,在造山帶的北緣則形成了前陸盆地——合肥盆地。在盆地內(nèi)展布了近東西向的深大斷裂,如肥西-韓擺渡斷裂、蜀山斷裂、肥中斷裂等,各斷裂也發(fā)生大幅度逆掩沖斷活動,從而使區(qū)內(nèi)老地層遭受強烈擠壓、褶皺、抬升,繼而遭受風(fēng)化剝蝕,形成區(qū)域性的印支面風(fēng)化殼。2.3陸源碎屑巖盆地盆地南部的大別造山帶在中、新生代表現(xiàn)為山體的急劇隆升和快速剝蝕,剝蝕的碎屑物不斷充填給盆地,使得合肥盆地廣泛分布陸源碎屑巖1.沖積扇沉積演化合肥盆地中、新生界廣泛發(fā)育沖積扇,其多沿大別山北緣以及盆地東北緣分布,主要為旱地扇。該相主要發(fā)育于肥南中侏羅統(tǒng)鳳凰臺組、上侏羅統(tǒng)黑石渡組下部、上白堊統(tǒng)戚家橋組;肥北下侏羅統(tǒng)防虎山組底部、白堊系新莊組、邱莊組、張橋組等地層層位的底部。主要由泥石流沉積、篩積葉狀體、辮狀河和漫洪沉積物組成,但是這些沉積物的比例在不同的扇中變化很大。鳳凰臺組沖積扇發(fā)育泥石流沉積、篩積葉狀體沉積以及漫洪沉積物;戚家橋組沖積扇發(fā)育篩積葉狀體、漫洪沉積物等,而發(fā)育于其它層位底部的沖積扇,則以發(fā)育泥石流和辮狀河沉積為主。從沉積序列方面看,平面上沖積扇往下傾的方向逐漸向河流相過渡,碎屑的粒度逐漸變細(xì),縱向上沖積扇沉積可構(gòu)成若干個沉積旋回。從其沉積特征看,巖石以紫紅色調(diào)為主,單個扇體的面積有限,沉積物的分選差,結(jié)構(gòu)和構(gòu)造成熟度低,在近源部分缺乏流水產(chǎn)生的沉積構(gòu)造等。如發(fā)育于肥南上侏羅統(tǒng)黑石渡組下部的沖積扇沉積,在霍山北東約60km處的剖面上,黑石渡組底部礫巖,外觀如爐渣狀。礫石成分大部分為基性、中性火山巖,分選差,個別層位上礫徑可大于20cm,磨圓差至中等,偶夾紅棕色含礫砂巖,含礫粉砂巖。從薄片下觀察,含礫砂巖、粉砂巖以分選差為特點,碎屑成分復(fù)雜,以巖屑為主,主要含安山巖質(zhì)巖屑,其次有酸性噴出巖巖屑等,礦屑中見到正長石、斜長石晶體,雜基支撐、基底式膠結(jié),磨圓差。在霍山南東約16km處的剖面上,黑石渡組底部礫巖為一套棕紅色的混雜堆積,分選差,大礫石磨圓較好、小礫石磨圓差,無層理、礫石成分復(fù)雜,其中夾脈狀粉砂巖或透鏡狀粉砂巖。從野外踏勘可知,黑石渡組下部的沖積扇分布于山間盆地之邊緣;礫石成分復(fù)雜而且以緊鄰物源區(qū)的母巖碎塊為主;分選很差,雜亂堆積,不顯層理;偶夾紅棕色砂巖、粉砂巖,其分選也很差,雜基支撐;無生物化石等。發(fā)育于其他層位的沖積扇相基本也有類似的特征。2.樣品特征及沉積相河流相是合肥盆地最為發(fā)育的沉積相,主要發(fā)育于肥北各組地層的中上部以及肥南中侏羅統(tǒng)三尖鋪組和上侏羅統(tǒng)黑石渡組中部,以曲流河和辮狀河沉積為主。合肥盆地中、新生界曲流河沉積主要發(fā)育于肥北中侏羅統(tǒng)圓筒山組、古近系定遠(yuǎn)組和肥南上侏羅統(tǒng)黑石渡組之中。通過野外的露頭觀察和室內(nèi)的粒度分析,該相的沉積特征可概括為:①在沉積層序上,表現(xiàn)為下粗上細(xì)的正旋回沉積。底部往往發(fā)育有沖刷面,其上為河底殘留沉積的礫巖,向上依次出現(xiàn)河道沙壩沉積和洪泛平原沉積。②在沉積構(gòu)造方面,主要沉積類型為水流波痕成因的交錯層理,包括塊狀層理、平行層理、大型交錯層理、槽狀交錯層理、水平層理、斷續(xù)波狀層理以及蟲孔等沉積構(gòu)造。③在概率圖(圖1)上,粒度分布主要由跳躍總體和懸浮總體組成,反映其搬運方式為以跳躍和懸浮為主的水動力條件。樣品為長石質(zhì)巖屑中—細(xì)砂巖,概率累積圖上可以看到跳躍總體發(fā)育,含量達98%,斜率大,分選好,而缺乏滾動總體,細(xì)截點S處于3?處,分選差,含量少(2%)。④在巖礦特征上,成熟度中等—較差,砂巖中石英含量約10%,長石含量15%～68%,以斜長石為主,也可見到鉀長石,巖屑含量15～70%,巖屑以巖漿巖、變質(zhì)巖類為主,成分成熟度較低,分選好至中等,但磨圓差。反應(yīng)了近物源特點。合肥盆地中、新生界廣泛發(fā)育辮狀河沉積。主要發(fā)育于肥北下侏羅統(tǒng)防虎山組中部、周公山組上部以及白堊系新莊組、邱莊組、張橋組等地層的中部和肥南中侏羅統(tǒng)三尖鋪組下部。從野外踏勘結(jié)合室內(nèi)鏡下薄片分析可知以粗粒沉積物為主,推移質(zhì)與總負(fù)載比較高,懸浮質(zhì)含量較低。如三尖鋪組辮狀河沉積中,以礫巖、砂巖為主,局部夾粉砂巖、在剖面上辮狀河沉積往往向上呈變細(xì)的趨勢,局部垂向變化模糊不清。圖2展示了上白堊統(tǒng)張橋組辮狀河沉積向上粒度變細(xì)的正粒序序列。張橋組斷續(xù)出露于定遠(yuǎn)涼亭、池河、界牌集至肥東西山驛、橋頭集、合肥市大蜀山等地,該組下部為沖積-洪積相沉積,中部發(fā)育辮狀河沉積,往上過渡為濱湖沉積。野外觀測剖面位于章廣集東徐曉村北東600m處的小山坡上(圖3)。張橋組以礫巖、角礫巖、砂巖為主,粘土巖不發(fā)育;巖石的成分成熟度低,碎屑顆粒以巖屑為主,其母巖包括變質(zhì)石英巖、酸性噴出巖、細(xì)砂巖等,含斜長石碎屑,石英含量僅占10%,而巖屑則占73%;分選差,磨圓差;在累積概率圖上存在3個次總體;滾動次總體含量低,約占1%,跳躍次總體約占95%,懸浮次總體僅占4%;粗截點T的粒徑為-0.5?,細(xì)截點S位于3.5?,分選較差(圖4);發(fā)育塊狀層理、平行層理,正粒序?qū)永?藕塘—岱山附近含礫砂巖中發(fā)育槽狀交錯層理、板狀層理,有時能在頂部見到具有水平層理的薄層粉砂質(zhì)泥巖;發(fā)育多個礫巖、含礫粗砂巖→粗砂巖→細(xì)砂巖的沉積韻律等?？傊?合肥盆地中、新生代為一個內(nèi)陸盆地,在侏羅紀(jì)時期河流相之源頭來自大別山北麓,并向北延伸至盆地中心。到了白堊紀(jì)河流相的源頭一個來自大別山北麓,另一個來自盆地東北緣的張八嶺山,其延伸方向一個向北,另一個向西。新生代的情況與白堊紀(jì)相似,但盆地已因構(gòu)造運動分割成幾個小盆地?？偟目磥?南北方向上發(fā)育的河流相比較接近理想河流相的分布情況,而東西方向上發(fā)育的河流相,普遍缺乏曲流河沉積,而直接過渡為湖泊沉積,這與東西向河流流程較短暫有關(guān)。3.層理發(fā)育的對比合肥盆地中、新生代廣泛發(fā)育湖泊沉積,主要為淡水湖泊,局部發(fā)育有鹽湖、火山口湖等。淡水湖泊沉積主要發(fā)育于肥北新莊組、邱莊組、張橋組和定遠(yuǎn)組中以及肥南黑石渡組上部。湖泊的水體大多較淺,主要以深灰色、灰綠色粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖夾含礫砂巖為主,發(fā)育有脈狀、透鏡狀、水平層理、微型交錯層理、波狀層理與蟲跡,含豐富的動植物化石。在新莊組、邱莊組中,局部地區(qū)發(fā)育有深湖相的沉積,如早白堊世晚期在西王—章廣一帶的斷陷盆地中,沉積了灰色、灰綠色薄層的粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾鈣質(zhì)細(xì)砂巖和泥灰?guī)r透鏡體,水平層理發(fā)育,富含瓣鰓類動物。水體比較淺的湖泊的存在時間畢竟是短暫的,它們因氣候轉(zhuǎn)向潮濕,水量增加并注入洼地而成,也會因為氣候變干燥以及沉積堆積填滿而消失。因此,縱向上,它可由河流相漸變?yōu)楹聪嘣傧蛏限D(zhuǎn)變?yōu)楹恿飨?橫向上,它往往位于河流的終點。如黑石渡組上部為一套深棕色粉砂質(zhì)泥巖夾含礫砂巖、細(xì)砂巖,發(fā)育脈狀層理和透鏡狀層理,以及蟲跡泥裂等構(gòu)造,含鈣質(zhì)結(jié)核或灰?guī)r透鏡體。產(chǎn)雙殼類、葉肢介、腹足類、介形類、植物等化石屬濱淺湖相沉積。由于高物源較近,泥巖中所夾砂巖的成熟度較低,石英含量一般僅占10%,斜長石30%,巖屑成分復(fù)雜,含量可占55%,分選、磨圓較差,累積概率圖可見3個次總體,滾動次總體約占50%,而跳躍次總體占47%,懸浮次總體占3%,粗細(xì)截點粒度分別為2?、3.1?(圖5)。合肥盆地中、新生代鹽湖沉積主要發(fā)育于古近系定遠(yuǎn)組中,此外在上白堊統(tǒng)邱莊組上部也發(fā)育有該相的沉積。定遠(yuǎn)組鹽湖沉積發(fā)育于第二段和第四段。硫酸鹽期鹽湖沉積較發(fā)育,氯化物期鹽湖沉積僅發(fā)育于四段。前者的巖石類型主要為鈣芒硝巖、泥質(zhì)鈣芒硝巖、鈣芒硝泥巖、泥質(zhì)硬石膏巖、含硬石膏泥巖等,層理不發(fā)育,但在含硬石膏泥巖中可見到水平層理、波狀層理,并含有分散粒狀的黃鐵礦晶體,巖石多呈灰色;后者的巖石類型以石鹽為主,次為鈣芒硝石鹽巖,含硬石膏鹽巖、泥質(zhì)鈣芒硝巖、含硬石膏泥巖、泥巖等,具水平層理等。從縱向上看,硫酸鹽期沉積出現(xiàn)于河漫灘相或濱-淺湖亞相的沉積之上,其上又為濱-淺湖亞相沉積所覆蓋,而氯化物期沉積則發(fā)育于硫酸鹽期沉積之中。這說明氣候條件對湖泊沉積的控制作用。3油氣地質(zhì)背景合肥盆地為一個中、新生代大型含油氣盆地,根據(jù)油氣鉆探和地表油氣普查分析,合肥盆地具有良好的多套生油氣母巖(烴源巖),多套發(fā)育良好的優(yōu)質(zhì)儲集層,多套封堵性能良好的區(qū)域蓋層,這種多套生儲蓋層在空間上的有利組合為油氣藏的形成提供了良好地質(zhì)背景;再加上多次構(gòu)造運動形成的不同圈閉條件1.肥北地區(qū)烴源巖的分布、形態(tài)合肥盆地中、新生界廣泛發(fā)育有烴源巖,其主要為河湖相沉積,烴源巖巖性以青灰、灰綠、深灰等暗色的泥質(zhì)巖為主。其中,在肥北地區(qū),烴源巖主要發(fā)育于下侏羅統(tǒng)防虎山組、白堊系新莊組和邱莊組以及古近系定遠(yuǎn)組;在肥南地區(qū),烴源巖則發(fā)育于中侏羅統(tǒng)三尖鋪組、上侏羅統(tǒng)黑石渡和下白堊統(tǒng)曉天組。從烴源巖有機質(zhì)的演化程度看,均達到了成熟—過成熟階段,有機質(zhì)類型從Ⅰ—Ⅲ均有,且分布廣泛?？v向上以定遠(yuǎn)組、邱莊組以及曉天組生油巖厚度最大,因此,合肥盆地中、新生界油氣源條件是比較豐富的。2.火山儲集層發(fā)育合肥盆地中新生界主要為陸相沉積,碎屑巖廣泛發(fā)育,是主要的儲集巖,局部還發(fā)育有火山碎屑巖儲集層。前者以砂巖為主,后者以火山角礫巖、凝灰?guī)r為主。從儲集空間類型來看,既有原生孔隙也有次生孔隙。根據(jù)物性資料、成巖作用等綜合評價,合肥盆地中、新生界定遠(yuǎn)組、邱莊組的儲層物性較好,新莊組、三尖鋪組相對較好。3.局部性蓋層封蓋合肥盆地不僅發(fā)育多套封堵性能良好的區(qū)域蓋層,而且局部性蓋層也很發(fā)育,局部性蓋層封蓋能力一般比較強,主要為泥質(zhì)巖類、火山巖類和膏鹽巖類,其中以泥質(zhì)巖為主。肥北發(fā)育泥質(zhì)巖類、膏鹽巖類蓋層,肥南發(fā)育泥質(zhì)巖類、火山巖類蓋層。其中以新莊組、邱莊組、定遠(yuǎn)組以及毛坦廠組的蓋層發(fā)育較好。4.合肥盆地中、新生界生儲蓋組合合肥盆地中、新生界碎屑巖儲集層大多距生油巖較近,位于油氣運移較有利的位置,可形成“自生自儲自蓋”式生儲蓋組合,如發(fā)育于定遠(yuǎn)組、邱莊組、新莊組、黑石渡組以及曉天組之中的生儲蓋組合。從縱向上分析,該盆地還發(fā)育有正常式、上生下儲式等形式的生儲蓋組合,由于地層超覆,也可生成新生古儲、古生新儲等生儲蓋組合形式。同時,由于斷層的影響可以導(dǎo)致油氣發(fā)生遠(yuǎn)距離運移,造成在空間上生儲蓋組成形式的變化,所以,合肥盆地中、新生界生儲蓋組合的形式是多樣的。通過近幾年的勘探發(fā)現(xiàn)合肥盆地存在多種類型的油氣圈閉,如背斜構(gòu)造圈閉和斷塊(斷鼻)構(gòu)造圈閉、地層圈閉、巖性圈閉以及其它類型的圈閉,其中背斜構(gòu)造圈閉和斷塊(斷鼻)構(gòu)造圈閉是今后勘探的重點目標(biāo),此外巖性圈閉和地層圈閉也是比較有利的勘探對象。4中、新生界沖積扇、河流相、湖泊相合肥盆地地處特殊的大地構(gòu)造位置,是一個受多種因素控制的中、新生代陸