鄂尔多斯盆地南缘重磁电剖面深部结构特征及地质意义

邵 伟，高焕平，徐 斌

（陕西地矿第二综合物探大队有限公司，陕西 西安 710016）

1 地质及地球物理特征

1.1 地质特征

鄂尔多斯盆地南缘的地层发育比较齐全，除志留系、泥盆系全部缺失外，从太古界至第四系均有不同程度的出露。总的分布特征是：以渭北北山隆起出露的寒武系-奥陶系为中心，向南为第四系覆盖区的渭河断陷盆地，至山前秦岭隆起的太古代、元古代变质基岩出露；往北是鄂尔多斯盆地南部的斜坡带，由南向北依次出露的是晚古生代的石炭系、二叠系以及中生代的三叠系、侏罗系和白垩系。两隆起区和断陷盆地区及斜坡带三者结合构成了鄂尔多斯盆地南缘地层展布的基本格局[1]。鄂尔多斯盆地南缘的构造特征主要受渭北隆起和秦岭褶皱带的构造走向所致，从而也影响了鄂尔多斯盆地南缘的构造带及断陷盆地的整体特征。在区域上，秦岭隆起的构造走向近似东西方向，因而渭河断陷盆地走向也近似东西方向；渭北隆起带由近似东西方向向北东方向转变，因此鄂尔多斯盆地南端的构造带走向也是北东方向。

1.2 地层岩石密度和磁性特征

研究区的密度及磁性参数资料收集比较多，但从不同单位的工作成果看其特征基本相似。厚度资料取自区域地质志和石油地质志[2]。为克服地表采集样品的局限性，我们又收集了部分钻探录井曲线，并进行了密度参数的转换统计。从层系密度特征看，沉积地层的密度层和密度界面相近，密度差比较一致。对三叠系、石炭系等局部含煤地层因厚度有限，因此对层系的密度影响均比较小。

（1）地层密度特征。第四系：该密度层岩性为松散沉积物，密度值变化范围为1.63-2.10g/cm3之间，断陷盆地分布较广，钻探揭露渭深10井997.5m，渭深18井最厚1352m，总体是盆地中心东厚西薄，向两翼超覆的特点。平均密度值为1.87g/cm3。

第三系：多为碎屑沉积岩，即泥岩和砂岩，平均密度值为2.28g/cm3。随深度增加及压实作用，密度呈增大趋势。特别是底部砾石层，平均密度值为2.38g/cm3。接近白垩系地层密度。白垩系：杂色碎屑岩，泥岩、泥灰岩等。密度值变化范围2.20-2.55g/cm3之间，平均值为2.40g/cm3。侏罗系：为碎屑沉积岩，平均密度值为2.40g/cm3。三叠系：长石砂岩夹页岩、煤层等，为碎屑沉积岩，平均密度值为2.55g/cm3。上古生界二叠系、石炭系：长石砂岩、泥岩、泥质粉砂岩、页岩、铝土质泥岩夹灰岩及煤层，为含煤碎屑沉积岩，平均密度值为2.51g/cm3。

下古生界奥陶系、寒武系：主要为灰岩、泥灰岩等碳酸盐岩，其次为砂页岩、白云岩等，平均密度值为2.72g/cm3。上元古界蓟县系-长城系，基性火山岩-碎屑岩-碳酸盐岩沉积建造，主要岩性为凝灰岩、白云岩、石英岩夹紫红色页岩，平均密度为2.70g/cm3。前长城系：变质岩系，主要为片麻岩、混合岩、变粒岩等，平均值为2.65g/cm3。

（2）地层磁性特征。弱-无磁性层：新生界-中元古界的磁化率在1-54.7×105SI之间变化，反映沉积地层呈弱或无磁性特征。磁性层：下元古界的沉积变质岩、太古界片麻岩等磁化率值一般为100-400×10-5SI，且普遍具有弱磁性，分布比较广泛，为区域磁性层。

太古界涑水杂岩中均发育磁铁石英岩，671块磁铁石英岩的平均磁化率为65000×10-5SI，具有较强的磁性，超过了基性、超基性岩的磁性，易形成强磁异常。另外，不同时代的侵入岩有由酸性-中性-基性磁性有增强的规律，根据规模大小形成局部强弱不等的磁异常。

（3）侵入岩体的物性特征。侵入岩体的密度界于碎屑沉积岩和碳酸盐岩及变质岩之间，但大多数侵入岩具有弱-中等磁性。就本区而言，花岗岩、花岗闪长岩主要分布在秦岭山地，盆地中有没有隐伏，其规模、大小需要结合重、磁异常特征进行分析研判。

（4）界面划分及研究对象。把地层之间的密度差小于0.05g/cm3的归为同一个密度层，绘制了密度层及磁性层参数直方图反映出六个密度层和一个磁性层。密度层分别是第四系、第三系、白垩系-侏罗系、三叠系-石炭系、下古生界-中上元古界以及太古界；磁性层为下元古界-太古界，即前长城系变质岩系。

第一密度界面：第四系密度层1.87g/cm3与第三系密度层2.28g/cm3之间形成的界面，密度差为0.41g/cm3，厚度在0m～1300m变化。尽管密度差大但仅在新生代断陷盆地分布，起伏小，对重力的影响存在局限性。第二密度界面：第三系密度层2.28g/cm3与白垩系-侏罗系密度层2.41g/cm3之间形成的界面，密度差为0.13g/cm3，厚度变化大，据渭深10井的揭露，在井深5217m时并没有揭穿古近系，地震推断新生界约7000m厚，因此第三系的厚度在0m～7000m变化。该界面因起伏大对重力场影响比较大，特别是第三系直接覆盖在古生界或更老地层之上，密度差达到0.40g/cm3以上，形成明显的重力异常。巨厚的第三系主要分布在渭河断陷盆地，渭北隆起及鄂尔多斯盆地基本缺失。第三密度界面：白垩系-侏罗系密度层2.41g/cm3与三叠系-石炭系密度层2.52g/cm3之间存形成的界面，密度差为0.11g/cm3。该界面在鄂尔多斯盆地南缘的坳陷区、断陷区均存在，是重力研究的重要密度界面。第四密度界面：为三叠系-石炭系密度层2.52g/cm3与下古生界2.72g/cm3之间的界面，密度差为0.17g/cm3。该界面是重力的‘基底’界面，对重力的影响尤其重大。局部重力异常主要是该界面的贡献，在各个坳陷区、断陷区普遍存在。第五密度界面：为下古生界-中上元古界2.72g/cm3与下元古界-太古界2.65g/cm3之间的界面，密度差为-0.07g/cm3。因密度差小，埋藏较深，不易识别。另外，寒武系、上元古界的泥质碎屑岩类的密度值并不低，与奥陶系接近，在物理场中也不易识别。

磁性界面也是第五密度界面。重力资料因密度差异小在异常中很难识别，但磁异常能够反演第五界面的埋深，由此可获取沉积基底的起伏特征，这样为研究下古生界、中上元古界沉积地层的分布奠定了基础。

密度层的划分与鄂尔多斯盆地沉积盖层相吻合，反映了不同沉积环境下形成的不同密度层及相对应的油气地质，为研究密度层分布和含油气领域提供了较好的物理前提和寻找方向。

根据研究区工作任务及研究的方向，本区重点研究第二、第三、第四这三个密度界面和一个磁性界面。由此分割的四个密度层分别是：第四系-第三系、白垩系-侏罗系、三叠系-石炭系、奥陶系-元古界；磁性界面是沉积盖层与变质基岩之间的界面，也就是沉积基底。

2 综合研究思路

重、磁力资料的综合研究，是以重、磁力资料及物性资料为基础，以地质任务为中心，构造地质及石油地质理论作指导，用已知的地质、电性、地震资料和其它明确的资料做控制和参考，对重、磁力异常进行定性、定量推断解释。

在综合研究思路流程上，一切的处理手段都是围绕地质任务为中心，在对重、磁异常反复解释的不断深化中，使异常的解释与地质构造认识趋于统一；在不断提高以重、磁力场为主的各种认识中客观地对异常进行地质推断，进而对地层结构、断裂构造及构造区划进行全面的认识，从石油地质特征出发对研究区的含油气分布及油气储集构造特征等进行综合评价，为油气研究提供科学信息和工作依据。