松遼盆地西南部上白堊統地層對比及展布特征

孟張勇

（西北大學大陸動力學國家重點實驗室/地質學系，陜西 西安 710069）

地層的對比與劃分及地層展布是研究一個地區構造發育、沉積埋藏等地質特征的基礎，是歷來地質學研究的一個熱點方向[1-2]。松遼盆地西南部上白堊統地層因為其富有豐富的鈾礦資源，近年來吸引了一大批學者對其展開了一些列的研究。董文明等（2007）開展了上白堊統層序地層的研究[3]。沈艷杰等（2018）運用巖芯的證據來研究彰武盆地物源組成和沉積體系特征[4]。陳程（2018）開展了松遼盆地通遼地區構造特征的研究[5]。松遼盆地西南區的研究主要集中在富含鈾礦的地區，該區的基礎地質問題研究薄弱,限制了對松遼盆地西南部整體地質規律的認識。本文通過對松南盆地西南部133口鉆井、測井、錄井資料的綜合分析，運用地層對比等方法，在前人所做研究的基礎上，對松遼盆地西南部上白堊統不同沉積地層單元的接觸關系進行了分析，厘定各沉積地層的劃分標志，并將松遼盆地西南地區上白堊統地層進行劃分對比，分析松遼盆地西南部上白堊統不同沉積地層單元的展布規律。

1 地質概況

松遼盆地位于中國的東北地區，長700km，寬350km，覆蓋黑龍江、吉林和遼寧三省近260000km2的面積，本論文的研究范圍包括開魯坳陷區域西南隆起區兩個一級構造。盆地西南部基底主要由前寒武紀中深變質巖、古生代淺變質巖和花崗巖組成。前寒武紀中深變質巖主要分布在研究區的東部，主要巖性為片麻巖、花崗片麻巖、片巖、大理巖和變質火山巖等組成；盆地蓋層由下白堊統斷陷層序、上白堊統坳陷層序、古近系—新近系斷坳層序和第四系組成。其中，上白堊統由泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組、四方臺組和明水組組成，主要為陸相碎屑巖夾煤、油頁巖建造分布全區，是盆地蓋層的主體[6]。

2 地層劃分標志

本次研究以主要以綜合測井和錄井等資料為基礎，結合前人所做的研究，將松遼盆地西南部地層從下到上依次劃分為泉頭組、青山口組、姚家組下段、姚家組下段、嫩江組、四方臺組、明水組。并運用地層對比等方法，明確上白堊統各層組的地層邊界劃分及類型。

第四系與上白堊統頂界的分層標志，SP成箱形，低值，R25為箱形，高值；GR為箱形，高值；第四系底部為礫巖或砂礫巖覆蓋著上白堊統頂界的泥巖之上（圖1A）。明水組底部與四方臺組頂部分層標志，自然伽馬曲線GR由平直的曲線出現突然的異常高值，自然電位變高值，R25變低值。巖性以明水組底部的砂巖和四方臺頂部的泥巖為界（圖1B）。明水組巖性主要為砂礫巖和粉砂巖為主，頂部巖性較粗，中部與底部多為細砂巖。局部夾有泥巖段。明水組韻律不明顯，從整體看是一個反韻律。明水組上部是礫巖與砂巖互層，下部是細砂巖與泥巖互層。

四方臺組與下部嫩江組的分界，以四方臺組底部的礫巖或砂礫巖與嫩江組上部的泥巖為界，四方臺底部曲線特征R25 箱形，高值；SP 箱形，低值，指示此段巖性為砂礫巖（圖1C）。四方臺組巖性由下往上分為兩個正韻律，礫到砂到泥，礫到砂到泥，顏色大部分為灰色或黑色，局部有砂加泥的存在。

嫩江組與姚家組上段分界標志，GR出現突然的異常高值，R25 出現高值，形如鐘形。SP 也增大，形狀如箱形。巖性以嫩江組頂部砂礫巖在姚家組上段泥巖之上（圖1D）。嫩江組巖性頂端有近25m 厚層深灰色泥巖段，中部為細砂巖，底部為砂礫巖，為一個完整的正韻律。SP曲線幅度由大變小，形如鐘形。

姚家組上段與姚家組下段分層標志，SP值在分層處變大，形態由指形變為箱形，R25值變小，也為箱形，巖性為姚家組上段底部薄層砂巖覆蓋在下段厚層泥巖之上（圖2A）。姚家組上段巖性主要為灰色與淺紅色薄層砂巖與泥巖，為砂巖泥巖互層，GR、R25 曲線成鋸齒狀，SP曲線成指狀變化。

姚家組下段與青山口分層標志，SP 曲線逐漸變大，形狀由漏斗形向鐘形轉變，R25 突變，由高值變位低值，巖性為姚家組下段底部紅色中薄層砂巖覆蓋在青山口組頂部紫紅色厚層泥巖之上（圖2B）。姚家組下段巖性厚層灰色，紅色砂質泥巖，泥巖、淺灰色薄層砂巖，SP曲線變化幅度大，主要為箱形和鐘形形態。

青山口組與泉頭組分層標志，SP曲線發生突變，值變小，形狀由高值箱形變為低值箱形。GR值也有明顯的減小趨勢，巖性為青山口組底部紅色薄層砂巖覆蓋在泉頭組頂部淺灰色中厚層砂礫巖之上（圖2C）。青山口組巖性以紫紅、紅色泥巖為主，夾淺灰色砂巖，SP曲線與R25曲線常出現箱形分布，表明此地層巖性主要以泥巖為主。

泉頭組與阜新組分層標志，SP值由小變大，曲線形態由箱形變為漏斗形。GR與R25值發生突變，值由大變小，曲線形態由箱形變為鈡形。巖性為泉頭組底部紅棕色巨厚層礫巖覆蓋在阜新組頂部淺紅色薄層泥巖之上（圖2D）。泉頭組巖性為紫紅色、棕紅色礫巖、砂礫巖，在哲參4井處，泉頭組為一套將近600m的巨厚含礫砂巖，在其他井也能發現巨厚層砂礫巖，地層厚度范圍變化較大。

通過以上分析可以看出，松遼盆地西南部上白堊統地層中發育厚層泥巖和礫巖、薄層泥巖可作為等時面，第三系底部的厚層砂礫巖、嫩江組頂部的淺灰色厚層泥巖以及泉頭組底部的巨厚層礫巖在研究區范圍內分布廣泛而又穩定，可以作為對比的標志層。

3 地層對比

根據研究區的區域地質概況、地層特征和區域地層對比標志對松遼盆地西南部地區進行連井剖面對比。選取西—東向連井地層剖面，根據松遼盆地上白堊統地層劃分標志，對研究區上白堊統地層進行了詳細的劃分和對比。此剖面位于奈曼—東明—保康地區，可以很好的代表研究區上白堊統地層的展布特征。此剖面東部與西部經歷了明顯的構造活動事件，造成東、西部發生構造抬升，缺失明水組地層。中部在四方臺時期也經歷了構造抬升事件，使四方臺組地層遭受了不同程度的剝蝕，而后發生沉降作用，明水組地層接受沉積。由于古地貌形態對沉積演化過程的控制作用，四方臺組與嫩江組地層連續性好，在研究區有很好的對比性。姚家組下段與姚家組上段地層在研究區中部與西部都有發育，但厚度范圍變化較大，表明存在明顯的剝蝕事件，這也說明松遼盆地西南部各地區域遭受不同的地質構造活動事件。青山口組在此條剖面上出露最少，存在明顯的剝蝕以及地層尖滅的現象，這可能與此時期劇烈的構造運動有關。泉頭組地層只在此剖面中部出現，其他東部與西部均遭受嚴重剝蝕，致使泉頭組地層沒有保存下來。

4 地層展布特征

地層展布特征對研究一個地區的構造發育史有著重要的作用[7]，分別制作了明水組—泉頭組地層厚度圖，發現上白堊統的地層沉積具有以下特點。明水組地層沉積范圍如圖3所示，沉積范圍最小，位于奈曼—八仙筒—開魯—舍伯吐一帶和保康—茂林地區，其余地區均遭受剝蝕。明水組厚度在0～170m之間，在哲中凹陷厚度最大，仙參1 井揭示厚度為160.34m，哲參2 井揭示厚度為168.73m，整體上具有南厚北薄的特點。四方臺組在研究區西南部沒有沉積。四方臺組的沉積具有中間厚四周薄的特點，沉積厚度的范圍在20～300m之間。嫩江組地層在研究區普遍沉積，只在甘旗卡、金寶屯以南沒有沉積。嫩江組沉積有著東厚西薄的特點，沉積范圍在30～370m之間。姚家組上段與下段在舍伯吐以北、奈曼以西和甘旗卡—協爾蘇以南缺失，主要沉積在中部。姚家組上段北部與中部沉積較厚，南部較薄，姚家組下段則是東厚西薄的特點。這表明沉積中心在不斷的發生遷移，逐步向北邊和西邊轉移。姚家組上段的地層厚度在10～116m之間，在哲中凹陷哲參1井區地層最厚可達110m。姚家組下段的地層厚度在18～229m之間，在哲中凹陷哲參1井區最厚可達229.06m。青山口時期，研究區的南部發生剝蝕，已無青山口組地層。青山口組沉積呈現南厚北薄的特點，厚度在51～608m之間。泉頭組地層主要分布于西南部，沉積中心位于哲中凹陷龍灣筒地區。泉頭組厚度在114～833m之間，在哲中凹陷龍灣筒地區最厚可達800m以上，整體上具有西厚東薄的特點，在研究區北部缺失泉頭組，在東北部保康地區發育泉頭組，仙參1井揭示泉頭組厚度219.6m。

5 結論

通過上面的分析，我們可以得出如下結論：上白堊統泉頭組以上地層在研究區東南部均遭受嚴重剝蝕，且剝蝕的范圍在逐漸擴大，明水組地層遭受最為嚴重的剝蝕。青山口組在西部與南部遭受少量剝蝕，姚家組的剝蝕主要存在東南部與北部，西南部存在少量剝蝕；嫩江組的沉積范圍最大，只在章古臺和康平一帶沒有沉積；四方臺組在西南部存在剝蝕，其他地區廣泛沉積；而明水組的沉積范圍最小，沉積地區位于奈曼—八仙筒—開魯—舍伯吐一帶。上白堊統地層有著由南向北沉積不斷加強的趨勢，東明—開魯—龍灣筒地區是上白堊統地層沉積最多的地區，這可能說明此地區在上白堊統時期，是一個構造活動相對穩定的地區。