下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征

下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征 第3O卷增刊 ,,ol-30Suvv1. 辽宁工程技术大学(自然科学版) JournalofLiaonin~TechnicalUniversity(NaturalScience) 2011年5月 Mav2011 文章编号:1008-0562:(2011)增刊I一0030—04 下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征 丁志刚,吴敬哲,于涛,李东风 (1.辽宁省地质矿产研究院,沈阳110032;2.辽宁工程勘察院,辽宁锦州121001;3.辽 宁省矿产勘查院,沈阳110032) 摘要:针对下辽河坳陷西部凹陷位于辽河盆地,地质构造条件十分复杂的问题,西 部凹陷上,下第三系发育较 全,其中下第三系地层沙河街组是重要的储层,沙河街组又分沙四至沙一4个岩性 段,通过对沙河街组地层,沉 积相,沉积环境的深入分析,确定沙河街组三段,四段存在着良好的生油储油地层 条件,找矿潜力大,并为今后 该地区的找矿探矿提供一些基础资料. 关键词:西部凹陷;沙河街组;地层;沉积相;沉积环境 中图分类号:P621文献标识码:A LowertertiarystratumoflowerLiaoheRiver'Swestemhollow anditssedimentarycharacteristics DINGZhigang,WUJingzhe,YUTao,LIDongfeng3 (1.LiaoningInstituteofGeologyandMineralResources,Shenyang110032,Chinal 2.LiaoningInstituteofEngineeringInvestigation,Jinzhou121001,Chinal 3.LiaoningInstituteofMineralResourcesProspecting,Shenyang110032,China) Abstract:WesternhollowoflowerLiaoheRiverdepressionliesinLiaohebasinwheregeologicalstructure conditionisverycomplicated.Theupperandlowertertiaryinwesternhollowisdevelopedfairlycompletelywith theShahejieformationinlowerTertiarytheimportantreservoir.TheformationiSdividedintofourlithologic membersfromNo.4toNo.1.DeepanalysesofShahejieformationstratum,sedimentaryfaciesandsedimentary environmentindicatethatthe3rdandthe4thmembersofShahejieformationhavefavourableoilgenerationand storages~atumconditions,withgreatmineralpotentia1.Thestudyprovidesbasicdataformineralexplorationin misarea. Keywords:westernhollow;Shahejieformation;s~atum;sedimentaryfacies;sedimentaryenvironment 下辽河坳陷西部凹陷概况 下辽河坳陷位于华北地图的东北隅,是辽冀台 向斜的一部分,其东是辽东台背斜,西接燕山台褶 带,北靠内蒙地轴东缘,南临辽东湾,隆起带走向 与辽河盆地一致,均为北东向,其新生代经历了初 始裂陷,伸展断陷和挤压坳陷3个演化阶段L1J.下辽 河西部凹陷是下辽河坳陷最大的一个凹陷j,其地形 东陡西缓,北高南低,为一向南东倾斜的簸状凹陷, 其长轴呈北东向,长约115km,宽约22kmpj.下辽 河凹陷是在华北地台基础上形成的中,新生代坳陷, 据西部凹陷探井揭露的地层,应用岩石地层学,生 物地层学,地震地层学和地球物理测井进行综合研 究,建立了西部凹陷的地层层序.西部凹陷上,下 第三系发育较全,下第三系各组段沉积时期火山岩 活动比较频繁,火山岩和砂页岩互层出现,表现了 火山活动的多期性和复杂性,下第三系是西部凹陷 分布最广泛,最重要的储层.下第三系包括沙河街 组和东营组,其中沙河街组又分沙四至沙一4个岩性 段[.凹陷内基底结构复杂,呈垒堑相间的格子状结. 1下辽河坳陷西部凹陷下第三系地层 下第三系分组下为房身泡组,中为沙河街组, 上为东营组[训. (ElJ) 1.1房身泡组 分上下两段,下段为玄武岩段,岩性为辉石玄 武岩,橄榄玄武岩,碧玄岩,上段为暗紫红色泥岩 段,夹有少量砂岩,炭质泥岩.玄武岩沿主干断裂 收稿日期:2011-02—23 基金项目:辽宁下辽河地区西部凹陷天然碱普查项目(辽国土资~z.2003150) 作者简介:丁志刚(1968-)男,辽宁沈阳人,高级工程师,主要从事地质矿产勘查方面 的研究.本文编校:于永江 增刊丁志刚,等:下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征31 展布,分布广泛,厚度变化大,高参1井揭开厚度 1204m(未穿),绝对年龄测定为44.5,44.8Ma,与 前第三系呈角度不整合接触. 1.2沙河街组(Es) 本组岩性为一套褐灰,深灰色泥岩,砂岩沉积. 下部及上部夹钙质页岩,油页岩,鲕灰岩,白云质 灰岩,钙质灰岩等特殊岩石.该组夹多层玄武岩和 火山碎屑岩,F而上分为四段. 1.2.I沙河街组四段(S4) 沙四段是辽河盆地进入沉降期后的第一次成盆 期,西部凹陷仅是沙四段上部地层,主要在西斜坡 及兴隆台古潜山一带钻遇,揭露最大厚度646m.沙 四段地层分布广,与下伏房身泡组地层不整合接触. 岩性下部为褐灰色泥岩,钙片页岩,油页岩, 白云质灰岩夹薄层粉细砂岩,高升一带发育数层鲕 灰岩及泥晶灰岩.油页岩为褐灰色,页理发育,性 脆,点火可自燃,具油味.鲕灰岩为灰白色,以表 鲕为丰,含较多团粒,真鲕中的核心多为陆源砂, 鲕径多在0.1,0.2mlyl,单层厚度一般5,10m.白 云质灰岩为灰白色,质不纯,呈薄层状,含泥质较 多.中部为砂岩,含砾砂岩,为西部凹陷西斜坡的 主要含油段.砂岩为浅棕色,一般为中,粗粒砂岩, 分选较好,以孔隙式胶结为主,胶结物为钙泥质, 冲刷面发育,此段地层在齐家,西八千一带(西南部) 岩性变粗,多为含砾砂岩和砂砾岩.在杜家台以东 及高升,兴隆台一带相变为泥岩和油页岩.上部以 深灰色泥岩,钙片泥岩为主夹油页岩和钙片页岩, 岩性较单一.沙四地层化石较多,以介形类,腹足 类为主,见有美星介,南星介,金星介及中华扁卷 螺,水螺等.顶部见有鲱笠的鱼化石及骨片化石. 1.2.2沙河街组三段(E2S3) 沙三时期,辽河盆地进入主成盆期,沉积物厚 度大,分布范围广.生油岩(泥岩)和储集层发育,是 辽河油田深层最具潜力的勘探目标之一J,沉积物以 厚层状泥岩为主,在西斜坡发育一系列三角洲砂体, 在东部陡坡带发育透镜状浊积砂体,湖盆中发育大 面积的湖底扇砂体.揭露地层最大厚度2000m.测 得绝对年龄39.5,42.4Ma.与沙四段地层整合接触. 主要岩性为大段巨厚层深灰,褐灰色泥岩夹二 至三组厚度变化大的灰白色层状砂砾岩及长石砂 砾岩.泥岩质纯,大部分不显层理,少数地区泥岩 连续厚度可达1000m,为一套良好生油岩.砂砾 岩成分杂,以石英,中酸性喷发岩块,花岗片麻岩 块为主,分选差,泥质胶结.砂岩在杜家台,欢喜 岭一带发育,有的连续厚度可达500m厚,说明这 一 带陆源碎屑的补给充足.本段化石丰富,以介形 , 类,腹足类和藻类化石为主,见有华北介,玻璃介塔螺及渤海藻化石. 西部凹陷的油页岩,碳酸岩主要集中在沙四段 地层,分在陈家,盘山洼凹地区.白云质灰岩主要 集中在雷家地区的雷1,雷2井区最大厚度80m, 分布面积约20km.鲕灰岩主要发育在高升地区的 高1,高3—4.4井区,分布面积约10km,有3,5 层,最大厚度约50m.油页岩在陈家,盘山洼陷广 布,分布面积约800km,洼子中心油页岩厚度大, 油页岩最大厚度超过100m.沙三段地层中的油页 岩,钙质岩零星分布,厚度很小,仅局部井见到. 1.2.3沙河街组…,二段(E2s1—2) 沙一,二段为同…'沉积旋回,沙二段为底部粗 粒相砂体,分布局限,西部凹陷南,北部均缺失. 沙一段分布广,以暗色泥岩为主与砂岩,砂砾岩不 等厚互层,局部夹有油页岩,生物灰岩及钙质灰岩. 测得绝对年龄36.9Ma,揭露最大厚度500m,与沙 三段为假整合,整合接触. 1-3东营组(E3d) 为巨厚的泛滥平原相沉积,岩性为绿灰色砂泥 岩互层,南部相变为深灰色泥岩与砂岩互层.局部 夹炭质页岩,火山岩.测得绝对年龄24.7,36.0Ma. 揭露最大厚度2200m,白下而上可分为三段,与 沙一段为整合,假整合接触. 2西部凹陷沉积相和古沉积环境 西部凹陷下第三系沉积,处新生代裂谷发育的 张裂,缝合阶段,产生了浅湖,深湖,浅湖的沉积相 演变,每一阶段运动强度由弱,强,弱的韵律性变 化,造成地层在沉积上的多旋回性.(见图l和表1). 表1裂谷发育阶段与沉积体系对照表 Tab.1comparisonofriftdevelopmentalstagesand sedimentarysystem 32辽宁X-程技术大学(自然科学版)第30卷 裂 地屡掬谷 . 造器{醚J厦譬?J}发旋 育系组段回 搀j _一 东快匿{r{妊-F上升—一 t螽盎!营 F#年《 缓隧产拣 第耋nNI-}'端 u'+—u— ?J一}}?,…沙一琵?{r JF蹲技; 一F辟lm辅 溺,l:彳}一一… i fj 三i壹亡 洋; 一F 街:掉lJ f降 }? 导弧:鳃i'} fft鞴 图1下辽河坳陷构造一沉积旋回示意图 Fig.1geologicalstructureoflowerLiaoheRiverdepression ? sedimentarycycle 2.1沙河组沉积相和沉积环境 2.1.1沙四段f张裂期) 西部凹陷在新生界开始,受引张力作用,产生 张裂,缓慢下沉,沿主要张性断裂中基性火山岩喷 发溢流.在火山喷发未期,凹陷继续下沉,但兴隆 台,齐家,欢喜岭等古潜山,仍露出水面受剥蚀, 在西斜坡北部受玄武岩流改造,产生准平原化.在 南部及西部边缘,沉积了厚度很小的红色地层.而 曙光兴隆台以北地区,由于古隆起的分隔形成了半 封闭的湖湾区,为浅而清澈宁静的湖湾,在水体较 深部沉积了泥岩,油页岩,向云质灰岩,钙片页岩, 在沉积中常见细微层纹和分散的黄铁矿晶体,说明 当时水体浅而稳定,为还原环境.稍后盆地水域扩 大,欢喜岭曙光地区西侧有水系入湖形成河流三角 洲体系,兴隆台以南湖心水体加深.(见图2) 图2沙河街组四段沉积体系图 Fig.2sedimentarysystemofNo.4inShahejieformation 本期化石为浅水生物组合,以陆相浅水的介形类 为主,有土星介,美星介,南星介等,见有水螺和适 于淡浅水生活的轮藻.孢粉化石,麻黄粉含量较高, 加之有碳酸盐类沉积,表明当时气候较炎热干燥,沙 四段沉积时为一陆相微咸水,淡水湖泊沉积. 2.1.2沙三段(深陷期) 西部凹陷急剧下沉,周边山区猛烈上升,山区 受强烈风化剥蚀,大量沉积物堆积在山前地带,经 短促的垂直湖盆的山问河流搬运到湖中,形成深湖 条件下的深湖相,浊积相沉积.在西侧形成曙光,欢 喜岭斜坡型浊流体系.而东侧大断裂北部,受断裂 活动影响,使高密度流沿陡峭的山势下泻入深水湖 中,形成浊积体,成熟度低,基质多,砂岩中常见 树干化石. 沙三段浅水型化石绝灭,腹足类化石稀少.出 现深水型玻璃介,华北介及纺锤玻璃介化石.渤海 藻科大量出现,麻黄粉,杉粉减少,榆粉及松粉含 量较高.化石生态分析,当时植被以针阔叶混交林为 ,气候温热潮湿,雨量充沛.见沙河街组三段沉 积体系图(图3,图4). 图3沙河街组三段上部沉积体系图 Fig_3sedimentarysystemofupperpartofNo.3inShahejie f0rmation 图4沙河街组三段下部沉积体系图 Fig.4sedimentarysystemoflowerpartofNo.3 inShahejieformation 增刊丁志刚,等:下辽河西部凹陷下第三系地层及沉积特征33 2.1.3沙二段(收缩期) 沙二段沉积期,湖盆地水域收缩,水体变浅, 盆地北部及西部斜坡隆起部位,都没有接受沉积. 本期为水退型沉积,发育以分流河和河口砂堤为主 体的三角洲体系的沉积. 生物化石以浅水型化石为主,介形类个体大, 壳壁厚,壳体凸度小.粗状的拱星介,适合于浅水 及动荡水体.腹足类以厚壳的似瘤田螺属,拟黑螺 属为主.粒皱锥藻分布在高升以南地区,反映水体 向南收缩. 2.1.4沙一段(扩展期) 沙一段沉积期,由于构造运动进…步活跃,湖 水面积扩大,南部湖心部位水体加深,但大部地区 仍以浅湖相为主,鱼类化石较多,主要以滨浅湖砂 坝,滩砂,席状砂为主,三角洲变小.化石以金星 介科小个体为t,类型丰富,共有50多种,分布 』'泛. 22东营期 为裂谷盆地第三次大规模扩张期,两部凹陷西 侧翘起,不但没有东营组沉积物,甚至沙河街组也 受剥蚀.东营组三段时水进,三个凹陷连成一一体,且 浅湖相很快变成河流冲积相沉积为主,沉积厚度为 500,1200m.本段岩性以砂质岩为主,剖面呈 粗,细,粗的结构,泥岩为灰,灰绿色.末期全盆 地抬升,与上覆上第j系呈区域不整合接触. ※※※※※※※※※ ※待发表文章※ ※摘要预报※ ※※※※※※※※※ 3结论 通过对下辽河坳陷西部凹陷地层和沉积相,沉 积环境的分析,研究,得到一下结论: (1)西部凹陷下第三系沉积,处新生代裂谷发 育的张裂,缝合阶段,产生了浅湖,深湖,浅湖的沉 积相演变,地层在沉积上呈多旋回性. (2)沙河街三段时期,西部凹陷急剧下沉, 周边山区猛烈上升,大量沉积物堆积在山前地带, 形成深湖条件下的深湖相,浊积相沉积,并形成良 好的生油储油条件. (3)沙河街四段时期,西部凹陷受引张力作 用,产生张裂,缓慢下沉,存在油页岩和含油段. 参考文献: [1]张洪斌,张凤莲.断陷盆地优质储层的成一以辽河坳陷占近系沙河 街组储层为例[J1.岩性油气藏,2009,21(1):5l一54. [2]刘宝,母国妍,张宁.下辽河坳陷西部凹陷F第三系砂体时空展 布规律及其主控网素[J].天然气地球科学,2005,16(6):747.751. [3]张震,鲍志东,董亨茂,等.辽河断陷西部凹陷沙三段沉积相及相模 式[J】l高校地质,2009,l5(3):387-397 [4】张连吕,陈志广,周新华,等.辽河盆地东部凹陷早第三纪火山岩地球 化学及形成环境[J}l地球科学与环境学,2009,31(4):368.376 [5]董洁,陈世悦,李聪辽河西部凹陷欢喜岭地沙河街组i段层 序地层与沉积相研究[J]地球科学I二j环境学,2010,32(3):245.252. 煤化工企业苯罐区泄漏的绕流特性 刘堑,郭德勇,郑茂杰,杨炎锋 (1.中国矿业大学(北京)资源与安全lT程学院,北京100083; 2.河南神马集团尼龙化工有限责任公,河南甲顶IjJ467013) 摘要:针对煤化_l一企业中苯储罐的泄漏问题,以河南神马尼龙化S.f'苯储罐为例,对苯储罐泄漏过程中的绕 流特性进行数值模拟,并分别就单个罐体和多罐体罐区的涡量和速度欠量进行求解,结果表明:单个罐体的涡量 衰减较慢,蒸气云团在尾流区产生乱流:而多罐体罐区周围出现偏流现象,涡激共 振现象严重,同时尾流场存在 明显的滞止区.