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（Acanthopteris gothani），葛伯特茹福德蕨(Rufforidiagoepperti)，稀脉北极蕨（Arctopteris rarinervis）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（Podozamites lanceolatus），约氏楔羊齿（Sphenopteris johnstrupii），蛹形锥叶蕨（Coniopteris nympharum）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（Trapa angulata），细齿荚蒾（Viburiphyllum），北方悬铃木（Platanus septentrionalis），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（Orthestheriopis songliaoensis），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（Schisandra durbudensis）、南蛇藤未定种（Celastrophllum sp.）、圆叶柿（Diospyros rotundifolis）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（Plesiolycoptera daqinggensis）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。

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。

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