松南东部断陷带与盆缘断陷层系综合地层对比研究

发布时间：2020-11-12 02:00

　　 松辽盆地位于中国东北地区,是一个大型的中-新生代陆相沉积盆地,也是我国重要的油气产区之一。盆地充填有浅层的坳陷期和深层的断陷期两套沉积地层,坳陷期地层产石油资源为主,断陷期地层则含丰富的煤和天然气资源。坳陷期地层是以往油气勘探和科学研究的重点层位,具有分布广泛和沉积连续的特点,地层划分对比相对容易,研究程度高。而断陷期地层,即断陷层系,包括火石岭组、沙河子组和营城组,是一套火山-沉积地层,具有埋藏更深、钻遇井少、且分布在众多相对孤立的断陷之中的特点,地层划分对比难度更高,以往的地层学研究相对薄弱。随着松辽盆地深层天然气勘探的突破,断陷期地层的研究引起了越来越多地质工作者的关注。在盆地北部,以大庆油田研究者为主,已经进行了大量的火山岩测年研究,建立了较完整的孢粉组合序列。而盆地南部,尤其是东部断陷带地区,断陷期地层研究相对落后,火山岩测年研究较少,尚未建立统一可对比的断陷期孢粉组合序列。因此,亟需加强该地区的研究。本文以岩石地层学、生物(孢粉)地层学和火山岩年代学研究手段为主,辅助以地球物理勘探资料,对东南盆缘地区和松南东部断陷带的断陷期地层进行了系统研究。研究区包括两部分:一部分是松辽盆地的东南盆缘区,是断陷期地层的层型和露头所在区;另一部分是东部断陷带位于松辽盆地南部的地区,以王府、德惠、榆树和双辽4个断陷为代表,在地理位置上和构造位置上都紧邻层型地区,也是在松辽盆地内部进行断陷期地层学研究的关键地区。按照研究区,本文的工作可分为两部分。在盆缘地区的工作有:对断陷期各地层单元的层型、露头和盆缘区主要煤田的勘探资料进行了再研究,明确了各地层单元的岩石组合及序列;首次对沙河子组最初命名地区-沙河子煤田的孢粉样品进行了鉴定分析;首次对火石岭组层型区野外露头的火山岩样品进行了高精度的锆石U-Pb测年研究;首次对四平-昌图地区的营城组流纹岩野外露头的火山岩样品进行了高精度的锆石U-Pb测年研究。在松南东部断陷带的工作有:以典型钻井研究为基础,建立了王府、德惠、榆树和双辽断陷的断陷期各地层单元的岩石组合及序列;首次在榆树断陷开展了断陷期孢粉学研究;补充了王府、德惠和双辽断陷重点钻井的孢粉分析工作;结合油田单位以往获得的孢粉分析数据,分别系统建立了王府、德惠、榆树和双辽断陷目前最完整的孢粉组合序列;首次在王府断陷和榆树断陷进行了断陷期火山岩锆石U-Pb测年研究;补充了德惠断陷重要钻井的火山岩测年工作。本文获得的主要成果体现在岩石地层、生物(孢粉)地层和年代地层学三个方面,具体表现为:(1)通过盆缘地区层型、露头、主要煤田以及4个断陷典型地质井的岩石地层研究,明确了断陷期各地层单元的岩石组合和序列。火石岭组自下而上可划分为三个岩性段:一段以中-基性火山岩为主;二段以碎屑岩为主;三段以中-基性火山岩为主。沙河子组整体为一套碎屑岩,自下而上可划分为三个岩性段:一段以细碎屑岩为主;二段以凝灰岩和砾岩为主;三段以细碎屑岩为主。营城组自下而上可划分为三个岩性段:一段以中-酸性火山岩为主;二段以碎屑岩为主,偶夹火山岩;三段以碎屑岩为主,在盆地边缘地区发育大套中-基性火山岩与碎屑岩互层。(2)通过孢粉数据的系统研究,认为研究区断陷期整体上以双气囊花粉丰富为特征,属于前人划分的Disacciatrileti-Cicatricosisporites孢粉植物群范畴,自下而上进一步确立了4个孢粉组合:Piceaepollenites-Cicatricosisporites组合分布在火石岭组,以高含量的Piceaepollenites为鉴别特征;Perinopollenites-Taxodiaceaepollenites-Abietineaepollenites组合分布在沙河子组,其中无气囊的花粉含量与双气囊花粉含量相当,以丰富的Perinopollenites为代表;Paleoconiferus-Protoconiferus-Pinuspollenites组合分布在营城组一段和营城组二段,该组合以高含量的古松柏类花粉为鉴别特征;Pinuspollenites-Cyathidites-Concavissimisporites-Cicatricosisporites组合分布在营城组三段,蕨类孢子含量较上一组合上升,而古松柏类花粉含量明显下降。另外,通过孢粉数据,对古植被和古气候进行了初步探讨,认为研究区在早白垩世断陷期的古植被面貌及气候条件变化不大:古植被主要由真蕨类和松柏类构成,辅以石松类和苏铁类;都反映了一种湿润-半湿润的亚热带气候,偶尔会有短暂的季节性干旱气候出现。(3)通过新的高精度的火山岩锆石U-Pb年龄研究,获得了一批重要的断陷期火山岩锆石U-Pb年龄:首次获得火石岭组层型区野外露头火山岩3个高精度的锆石U-Pb年龄130.9-130.5Ma,王府断陷火石岭组1件样品中获得了129.8±5.1Ma的年龄;营城组野外露头4件样品中获得了111.9-108.9Ma的年龄,东部断陷带8件样品获得了118.2-107.7Ma的年龄。结合前人的数据,对松辽盆地断陷期地层的年代地层学进行了探讨,认为:火石岭组地质年龄为133-124Ma,相当于早白垩世Hauterivian期至Barremian期,可与辽西地区的义县组相对比;沙河子组地质年龄为124-120Ma,相当于早白垩世Aptian早期,可与辽西地区九佛堂组对比;营城组地质年龄为120-100Ma,相当于早白垩世Aptian中期至Albian期,可与辽西地区沙海组和阜新组相对比。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2018
【中图分类】：P618.13;P539
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题依据及意义
    1.2 研究区地理地质背景
    1.3 研究历史与研究进展
        1.3.1 松辽盆地断陷期地层研究历史
        1.3.2 研究进展
    1.4 研究内容与主要工作
        1.4.1 研究内容及思路
        1.4.2 工作量
    1.5 论文结构安排及说明
        1.5.1 论文结构安排
        1.5.2 行文结构说明
    1.6 创新点
    1.7 本文涉及的实验测试简介
        1.7.1 孢粉分析鉴定
        1.7.2 火山岩锆石LA-ICP-MS U-Pb测年
第2章 东南盆缘区断陷期地层学研究
    2.1 岩石地层学
        2.1.1 火石岭组
        2.1.2 沙河子组
        2.1.3 营城组
    2.2 生物地层学研究
    2.3 火山岩年代学研究
        2.3.1 盆缘露头地区火石岭组火山岩锆石U-Pb年龄
        2.3.2 盆缘昌图-四平地区营城组火山岩锆石U-Pb年龄
第3章 王府断陷断陷期地层学研究
    3.1 典型钻井岩石地层划分
        3.1.1 火石岭组
        3.1.2 沙河子组
        3.1.3 营城组
    3.2 生物地层学研究
        3.2.1 沙河子组（组合W-S）
        3.2.2 营城组二段（组合W-Y-A）
        3.2.3 营城组三段（组合W-Y-B）
    3.3 火山岩年代学研究
    3.4 连井地层对比
第4章 德惠断陷断陷期地层学研究
    4.1 典型钻井岩石地层划分
        4.1.1 火石岭组
        4.1.2 沙河子组
        4.1.3 营城组
    4.2 生物地层学研究
        4.2.1 火石岭组（组合D-H）
        4.2.2 沙河子组（组合D-S）
        4.2.3 营城组一段和二段（组合D-Y-A）
        4.2.4 营城组三段（组合D-Y-B）
    4.3 火山岩年代学研究
    4.4 连井地层对比
第5章 榆树断陷断陷期地层学研究
    5.1 典型钻井岩石地层划分
        5.1.1 火石岭组
        5.1.2 沙河子组
        5.1.3 营城组
    5.2 生物地层学研究
        5.2.1 营城组一段
        5.2.2 营城组二段（组合Y-Y-A）
        5.2.3 营城组三段（组合Y-Y-B）
    5.3 火山岩年代学研究
    5.4 连井地层对比
第6章 双辽断陷断陷期地层学研究
    6.1 典型钻井岩石地层划分
    6.2 孢粉地层学
        6.2.1 营城组一段至二段（组合S-Y-A）
        6.2.2 营城组三段（组合S-Y-B）
    6.3 连井地层对比
第7章 讨论
    7.1 研究区断陷期岩石组合序列及对比
    7.2 研究区断陷期孢粉组合及地质意义
        7.2.1 断陷期孢粉组合
        7.2.2 古植被与古气候探讨
    7.3 松辽盆地断陷期地层时代探讨
        7.3.1 基于古生物学方面的证据讨论
        7.3.2 基于火山岩年代学方面的证据讨论
第8章 结论
参考文献
图版说明及图版
附表
作者简介及在学期间所取得的科研成果
致谢

【参考文献】

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本文编号：2880080