Question

鄂尔多斯盆地地质概况

Answer 1

鄂尔多斯地区位于华北地台的西部，西临贺兰山西麓，东至吕梁山，北起阴山，南到秦岭，包括甘肃的东部、陕西的中部和北部、宁夏的大部、内蒙古的西南部以及山西的西部，面积约32×10⁴km²。

鄂尔多斯地区在中国大地构造图上称谓“鄂尔多斯中坳陷区”。该区大地构造位置是北连内蒙地轴，南接秦岭地轴，西邻阿拉善隆起，东毗山西中隆起区，呈矩形轮廓（王鸿祯等，1985）。

一、鄂尔多斯盆地基底构造

1.基底构造的地球物理解释

自20世纪50年代以来，对鄂尔多斯盆地曾投入大量地球物理勘探工作，积累了丰富的地球物理资料。从区域重力异常图中可以看出，在盆地北部、东部和南部，区域重力场较高，而在西部偏南地区最低。从地磁场总强度的分布来看，鄂尔多斯地区地磁场总强度的分布也是由北向南、由东向西逐渐减小。地层岩性物探测试表明，凡是密度值高的老地层或出露地表或埋藏较浅的地区，都将产生重力高异常，相反，老地层埋藏深大的地方，将出现重力低异常；盆地内结晶基底为磁性基底，与上覆沉积层之间有明显的磁性界面，是区内出现正异常或异常带的主要原因之一（魏文博，1993）。

2.鄂尔多斯盆地结晶基底的构造格架

根据对鄂尔多斯盆地重、磁场的分析，可推断盆地结晶基底构造总貌为东高西低、北高南低、中部相对隆起，具体可划分出4个构造单元，有的构造单元还可进一步作坳陷和隆起的次一级构造单元的划分（图9-1）。

4个构造单元是：

1）北部隆起区，位于伊金霍洛旗弧形断裂以北，为一西倾鼻状隆起。

2）东部褶皱区，东以离石大断裂为界，西以神木—志丹—正宁一线为界，南至耀县-韩城大断裂。区内隆凹相间呈北东向雁行排列，隆起和坳陷均有翼部陡窄、轴部宽缓的特点。自北向南次一级构造单元为府谷-安塞坳陷、延安-直罗隆起、石楼-彬县坳陷、运城-渭南隆起。

图9-1 鄂尔多斯盆地结晶基底构造图

Ι—北部隆起区；Ⅱ—西部坳陷区；Ⅲ—中部隆起区；Ⅳ—东部褶皱区

A—府谷-安塞坳陷；B—延安-直罗隆起；C—石楼-彬县坳陷；D—运城-渭南隆起

3）中部隆起区，东临东部褶皱区，西连鄂托克旗—环县—庆阳一带，边界为折线状。北界为伊金霍洛大断裂，轴向近南北，顶部开阔平缓。

4）西部坳陷区，东邻中部隆起区，西界为铁盖苏木-白杨城大断裂，为一近南北向深坳陷，坳陷深度自北向南增大，最深达9400m。坳陷内有多个次级坳陷分布。

鄂尔多斯盆地的这种基底构造格局对盖层的沉积一直起着控制作用。

二、鄂尔多斯盆地早奥陶世马家沟期古构造特征

早奥陶世马家沟期继承了晚寒武世的构造轮廓，即南北隆（伊盟古陆、庆阳古陆）、中间凹（米脂凹陷、盐池凹陷）（冯增昭等，1990）。

米脂凹陷北靠乌审旗隆起，西邻安边鞍部，南接庆阳隆起，东连岢岚-离石隆起。该凹陷属继承性凹陷，它是在结晶基底形成之后，在坡上继承了基底北东向地背斜、地向斜的隆凹背景上发展起来的凹陷。在早奥陶世马家沟期蒸发岩沉积时，离石断裂继承性活动，致使凹陷靠近离石断裂一侧变得更深了，加之凹陷南、北部均有古隆起包围，使得凹陷封闭状态变好，利于成盐。尤其值得注意的是，凹陷通过西边的安边鞍部以水道与银川海相通，保证有海水的补给，利于成盐成钾。

三、奥陶系概述

这里重点叙述米脂凹陷即陕北盐盆的奥陶系，也谈及盆外乃至华北地区的一些资料。

地层由底到顶叙述如下。

下伏地层：上寒武统凤山组，其岩性为泥质白云岩夹薄层“竹叶状”砾屑灰岩和灰绿色、黄灰色白云质泥岩。

主要出露下奥陶统。

1.冶里组（O₁y）

由于怀远运动的影响，在盆地内部亮甲山组或冶里组于局部地区被剥蚀，厚度不一，仅零星出露于盐盆东侧的内蒙古清水河至山西柳林、河津一带。主要岩性为浅灰黄色薄—中厚层白云岩、泥质白云岩夹少量薄层竹叶状砾屑白云岩。该层段在盐盆西南部陕15井处缺失。盆内厚0～31m。华北地台东部以京西丁家滩为最厚（150m），中条山区最薄，仅20m。

2.亮甲山组（O₁l）

分布范围与冶里组相近。在盐盆内部仅鄂1井、鄂4井、鄂5井及榆9井钻穿本层，而陕15井则缺失。厚0～39m。华北地台上的分布特点是北部厚、南部薄，河北北部最厚达190m，吕梁山南段厚约60m。

亮甲山组岩性为浅灰、灰白色厚层白云岩，以含燧石条带和团块为特征。

3.马家沟组（O₁m）

马家沟组在华北地台分布极广且能对比。盐盆内钻穿马家沟组的井有榆9井、陕15井、鄂4井、鄂5井、鄂1井、鄂6井及中参1井。马家沟组底部为怀远运动侵蚀面，与下伏地层为假整合。根据岩性和物探资料，将马家沟组自下而上分为6段，即马一段至马六段。其中，马一段分为两个亚段（

），马二段分为两个亚段（

），马五段分为10个亚段（

）。

（1）马一段（O₁m₁）

1）马一段一亚段（

）：底部或为底砾岩，或为含砾屑石英砂岩，或为含石英砂之白云岩。向上变为灰黄色薄层泥质白云岩、粉晶白云岩。靠近底砾岩之岩石最为显著的特征是呈页片状。

2）马一段二亚段（

）：在陕北盐盆赋存夹有白云岩、硬石膏之石盐岩，或呈互层状。盐盆之东，在临汾、吕梁一带为厚层硬石膏岩。在盐盆之外，华北地台大部分出露地表的该层段都可见盐溶角砾岩。

本组地层厚度变化很大，从数米至数十米，榆9井揭示的厚度为105.5m。

测井曲线特征：

为中高声速，锯齿状中伽马；

为高声速，低伽马。

（2）马二段（O₁m₂）

深灰色中厚层状泥、粉晶石灰岩，夹两层厚度不大的薄层泥质白云岩和白云质硬石膏岩。这在野外露头上非常清晰。地质工作者俗称其为“三厚夹二薄”，又称“三白夹二黑”。从沉积韵律角度来看，“三白”顶部的“一白”实为淡化段，应归于马三段。下部的一“白”一“黑”恰划分为两个亚段，即马二段一亚段和马二段二亚段。中厚层灰岩中生物碎屑、藻迹、虫迹发育，而相当该层的层位在盐盆内（榆9井、陕15井揭示）则以泥质白云岩和泥灰岩为主且中上部夹有石盐岩和硬石膏岩，厚度为48～99.9m。盐盆东部厚度渐增，河北北部、辽宁、山东等地，厚度多在150m以上。

测井曲线特征：石灰岩或白云岩段为低声速，硬石膏岩段为高声速。整个岩组显示为锯齿状中伽马。

（3）马三段（O₁m₃）

该组不论岩性还是厚度在华北地台赋存状态都不同。在陕北盐盆厚度为68～182m，岩性为石盐岩、泥云岩和硬石膏岩，为主要含盐段；在山西吕梁、临汾一带为灰色、浅黄色泥粉晶白云岩和硬石膏岩；在河北中部厚度为80～100m。该组出露于地表处都可见盐溶角砾岩。

测井曲线特征：高声速、锯齿状中、高伽马。

（4）马四段（O₁m₄）

该段岩性厚度在大范围内较稳定，可作为区域性地层划分标志。岩性为灰色、深灰色厚层状粉晶、泥晶灰岩，虫迹、藻迹（生物扰动构造）发育，含多种生物，尤以头足类化石丰富为特点。中部夹纹层状粉晶白云岩和燧石条带，局部可见“云斑”、“豹斑”灰岩。在陕北盐盆中，该段中部夹有硬石膏薄层和石盐团块。该段厚度不一，盐盆内厚62～173m，盐盆外一般厚80～110m，东部增厚为100～250m。

测井曲线特征：低声速、低伽马。

（5）马五段（O₁m₅）

为主要的含盐段，其间夹特征的3套白云岩和泥质白云岩。根据岩性组合特征，可分为10个亚段。自下而上为：

1）马五段十亚段（

）：浅灰色膏质白云岩与石盐岩互层。米1井主要为石盐岩；榆9井以石盐岩为主，下部夹硬石膏岩。在陕北盐盆内，南部和北部为深灰色白云岩、含膏白云岩夹硬石膏岩。部分井为灰岩、白云岩与硬石膏岩互层。该亚段厚度为8～96m。测井曲线特征：高声速、低伽马。

2）马五段九亚段（

）：灰色薄—中层状泥质白云岩夹云质灰岩。厚11～29m。测井曲线特征：低声速、低伽马。

3）马五段八亚段（

）：浅棕色、褐灰色石盐岩夹泥质白云岩、白云岩，局部夹硬石膏岩。榆9井可见小的冲刷面。陕北盐盆南、北部为白云岩、含膏白云岩或硬石膏岩，部分井为灰岩与白云岩互层。北部伊24井厚度最大，向南渐变薄，厚10～36m。测井曲线特征：高声速、低伽马。

4）马五段七亚段（

）：灰色中层状白云质灰岩夹白云岩，或二者互层。榆9井中夹数层硬石膏岩薄层。厚10～23m。测井曲线特征：低声速、低伽马。

5）马五段六亚段（O

）：是主要的石盐层和含钾石盐层段。岩性以无色、浅灰、浅棕、棕褐、棕红色石盐岩为主，夹硬石膏岩、泥质白云岩和白云质泥岩。榆9井、陕钾1井和镇川1井均发现含钾石盐的石盐岩。盐盆内北部和南部逐渐相变为泥质白云岩和夹硬石膏的白云岩。西南部的陕15井揭示本亚段为硬石膏岩与白云岩互层。在盐盆相邻的东部柳林、襄汾以及太原西山、河北邢台、邯郸等地地表均可见盐溶角砾岩。盐盆内最厚处见于镇川1井。厚度一般为35～176m。该亚段中上部可见夹数层薄层玻屑晶屑凝灰岩。测井曲线特征：高声速、低伽马。

6）马五段五亚段（

）：灰、深灰、灰黑色厚层泥晶、微晶灰岩，局部夹泥质白云岩。陕钾1井钻遇厚层白云岩夹泥质白云岩。该亚段岩性单一，厚度稳定，在华北地区可作为标志层。厚度一般为13～31m。测井曲线特征：声速线平直。在榆9井和陕钾1井该亚段上部显示出有一小尖峰；自然伽马值低且平直。

7）马五段四亚段（

）：灰、浅灰色石盐岩夹数层泥质白云岩及薄层硬石膏岩。陕钾1井中可见夹薄层含钾石盐岩。榆9井2293.60～2293.90m见角砾状凝灰岩。该亚段在榆9井、绥1井较厚，镇川1井及其以北地区则尖灭。一般厚14～67m。测井曲线特征：声速线高且夹3个低峰。低峰示泥质白云岩或硬石膏岩。自然伽马呈大锯齿状，突出的尖峰恰与声速曲线相反。

8）马五段三亚段（

）：以灰色泥质白云岩和泥灰岩为主，夹云泥岩及白云岩。榆5井、榆11井、榆13井为灰岩或泥灰岩。厚7～30m。测井曲线特征：自然伽马曲线呈指状高锯齿，声速低且中夹1～2个尖峰。

9）马五段二亚段（

）：灰色薄—中层白云岩夹薄层白云质泥岩，部分井以灰岩为主。厚2～12m。测井曲线特征：声速小且呈锯齿状曲线。

10）马五段一亚段（

）：灰色白云岩夹灰岩，部分井为灰岩与泥灰岩互层。白云岩常呈角砾状。陕钾1井见硬石膏薄层或硬石膏假晶。在缺失马六段地区，残留厚度为3～30m。顶部普遍发育有风化壳。盐盆内大部分地区本段地层与上覆中石炭统本溪组呈假整合接触，北部则与上石炭统太原组假整合接触。测井曲线特征：低声速、低伽马。

（6）马六段（O₁m₆）

浅灰色—深灰色厚层状泥—粉晶灰岩，部分地区藻迹、虫迹发育，局部白云石化。本段在北纬38°以北地区均遭剥蚀，仅在华北中部保存。其中，太行山南段残留厚度最大，为80～120m。盐盆内仅在榆11井、延深1井和陕15井有残存，厚度最大为19m。

上覆地层为中石炭统本溪组，岩性为灰黑色炭质泥岩夹煤层。