鄂爾多斯盆地南緣重磁電剖面深部結構特征及地質意義

邵 偉，高煥平，徐 斌

（陜西地礦第二綜合物探大隊有限公司，陜西 西安 710016）

1 地質及地球物理特征

1.1 地質特征

鄂爾多斯盆地南緣的地層發育比較齊全，除志留系、泥盆系全部缺失外，從太古界至第四系均有不同程度的出露。總的分布特征是：以渭北北山隆起出露的寒武系-奧陶系為中心，向南為第四系覆蓋區的渭河斷陷盆地，至山前秦嶺隆起的太古代、元古代變質基巖出露；往北是鄂爾多斯盆地南部的斜坡帶，由南向北依次出露的是晚古生代的石炭系、二疊系以及中生代的三疊系、侏羅系和白堊系。兩隆起區和斷陷盆地區及斜坡帶三者結合構成了鄂爾多斯盆地南緣地層展布的基本格局[1]。鄂爾多斯盆地南緣的構造特征主要受渭北隆起和秦嶺褶皺帶的構造走向所致，從而也影響了鄂爾多斯盆地南緣的構造帶及斷陷盆地的整體特征。在區域上，秦嶺隆起的構造走向近似東西方向，因而渭河斷陷盆地走向也近似東西方向；渭北隆起帶由近似東西方向向北東方向轉變，因此鄂爾多斯盆地南端的構造帶走向也是北東方向。

1.2 地層巖石密度和磁性特征

研究區的密度及磁性參數資料收集比較多，但從不同單位的工作成果看其特征基本相似。厚度資料取自區域地質志和石油地質志[2]。為克服地表采集樣品的局限性，我們又收集了部分鉆探錄井曲線，并進行了密度參數的轉換統計。從層系密度特征看，沉積地層的密度層和密度界面相近，密度差比較一致。對三疊系、石炭系等局部含煤地層因厚度有限，因此對層系的密度影響均比較小。

（1）地層密度特征。第四系：該密度層巖性為松散沉積物，密度值變化范圍為1.63-2.10g/cm3之間，斷陷盆地分布較廣，鉆探揭露渭深10井997.5m，渭深18井最厚1352m，總體是盆地中心東厚西薄，向兩翼超覆的特點。平均密度值為1.87g/cm3。

第三系：多為碎屑沉積巖，即泥巖和砂巖，平均密度值為2.28g/cm3。隨深度增加及壓實作用，密度呈增大趨勢。特別是底部礫石層，平均密度值為2.38g/cm3。接近白堊系地層密度。白堊系：雜色碎屑巖，泥巖、泥灰巖等。密度值變化范圍2.20-2.55g/cm3之間，平均值為2.40g/cm3。侏羅系：為碎屑沉積巖，平均密度值為2.40g/cm3。三疊系：長石砂巖夾頁巖、煤層等，為碎屑沉積巖，平均密度值為2.55g/cm3。上古生界二疊系、石炭系：長石砂巖、泥巖、泥質粉砂巖、頁巖、鋁土質泥巖夾灰巖及煤層，為含煤碎屑沉積巖，平均密度值為2.51g/cm3。

下古生界奧陶系、寒武系：主要為灰巖、泥灰巖等碳酸鹽巖，其次為砂頁巖、白云巖等，平均密度值為2.72g/cm3。上元古界薊縣系-長城系，基性火山巖-碎屑巖-碳酸鹽巖沉積建造，主要巖性為凝灰巖、白云巖、石英巖夾紫紅色頁巖，平均密度為2.70g/cm3。前長城系：變質巖系，主要為片麻巖、混合巖、變粒巖等，平均值為2.65g/cm3。

（2）地層磁性特征。弱-無磁性層：新生界-中元古界的磁化率在1-54.7×105SI之間變化，反映沉積地層呈弱或無磁性特征。磁性層：下元古界的沉積變質巖、太古界片麻巖等磁化率值一般為100-400×10-5SI，且普遍具有弱磁性，分布比較廣泛，為區域磁性層。

太古界涑水雜巖中均發育磁鐵石英巖，671塊磁鐵石英巖的平均磁化率為65000×10-5SI，具有較強的磁性，超過了基性、超基性巖的磁性，易形成強磁異常。另外，不同時代的侵入巖有由酸性-中性-基性磁性有增強的規律，根據規模大小形成局部強弱不等的磁異常。

（3）侵入巖體的物性特征。侵入巖體的密度界于碎屑沉積巖和碳酸鹽巖及變質巖之間，但大多數侵入巖具有弱-中等磁性。就本區而言，花崗巖、花崗閃長巖主要分布在秦嶺山地，盆地中有沒有隱伏，其規模、大小需要結合重、磁異常特征進行分析研判。

（4）界面劃分及研究對象。把地層之間的密度差小于0.05g/cm3的歸為同一個密度層，繪制了密度層及磁性層參數直方圖反映出六個密度層和一個磁性層。密度層分別是第四系、第三系、白堊系-侏羅系、三疊系-石炭系、下古生界-中上元古界以及太古界；磁性層為下元古界-太古界，即前長城系變質巖系。

第一密度界面：第四系密度層1.87g/cm3與第三系密度層2.28g/cm3之間形成的界面，密度差為0.41g/cm3，厚度在0m～1300m變化。盡管密度差大但僅在新生代斷陷盆地分布，起伏小，對重力的影響存在局限性。第二密度界面：第三系密度層2.28g/cm3與白堊系-侏羅系密度層2.41g/cm3之間形成的界面，密度差為0.13g/cm3，厚度變化大，據渭深10井的揭露，在井深5217m時并沒有揭穿古近系，地震推斷新生界約7000m厚，因此第三系的厚度在0m～7000m變化。該界面因起伏大對重力場影響比較大，特別是第三系直接覆蓋在古生界或更老地層之上，密度差達到0.40g/cm3以上，形成明顯的重力異常。巨厚的第三系主要分布在渭河斷陷盆地，渭北隆起及鄂爾多斯盆地基本缺失。第三密度界面：白堊系-侏羅系密度層2.41g/cm3與三疊系-石炭系密度層2.52g/cm3之間存形成的界面，密度差為0.11g/cm3。該界面在鄂爾多斯盆地南緣的坳陷區、斷陷區均存在，是重力研究的重要密度界面。第四密度界面：為三疊系-石炭系密度層2.52g/cm3與下古生界2.72g/cm3之間的界面，密度差為0.17g/cm3。該界面是重力的‘基底’界面，對重力的影響尤其重大。局部重力異常主要是該界面的貢獻，在各個坳陷區、斷陷區普遍存在。第五密度界面：為下古生界-中上元古界2.72g/cm3與下元古界-太古界2.65g/cm3之間的界面，密度差為-0.07g/cm3。因密度差小，埋藏較深，不易識別。另外，寒武系、上元古界的泥質碎屑巖類的密度值并不低，與奧陶系接近，在物理場中也不易識別。

磁性界面也是第五密度界面。重力資料因密度差異小在異常中很難識別，但磁異常能夠反演第五界面的埋深，由此可獲取沉積基底的起伏特征，這樣為研究下古生界、中上元古界沉積地層的分布奠定了基礎。

密度層的劃分與鄂爾多斯盆地沉積蓋層相吻合，反映了不同沉積環境下形成的不同密度層及相對應的油氣地質，為研究密度層分布和含油氣領域提供了較好的物理前提和尋找方向。

根據研究區工作任務及研究的方向，本區重點研究第二、第三、第四這三個密度界面和一個磁性界面。由此分割的四個密度層分別是：第四系-第三系、白堊系-侏羅系、三疊系-石炭系、奧陶系-元古界；磁性界面是沉積蓋層與變質基巖之間的界面，也就是沉積基底。

2 綜合研究思路

重、磁力資料的綜合研究，是以重、磁力資料及物性資料為基礎，以地質任務為中心，構造地質及石油地質理論作指導，用已知的地質、電性、地震資料和其它明確的資料做控制和參考，對重、磁力異常進行定性、定量推斷解釋。

在綜合研究思路流程上，一切的處理手段都是圍繞地質任務為中心，在對重、磁異常反復解釋的不斷深化中，使異常的解釋與地質構造認識趨于統一；在不斷提高以重、磁力場為主的各種認識中客觀地對異常進行地質推斷，進而對地層結構、斷裂構造及構造區劃進行全面的認識，從石油地質特征出發對研究區的含油氣分布及油氣儲集構造特征等進行綜合評價，為油氣研究提供科學信息和工作依據。