文章快速检索     高级检索
  地质与资源 2020, Vol. 29 Issue (1): 44-52, 6  
0

引用本文
丁秋红, 李晓海, 李文博, 陈树旺, 张健, 孙守亮. 辽宁北部秀水盆地义县组地层划分的地球物理响应特征[J]. 地质与资源, 2020, 29(1): 44-52, 6.  
DING Qiu-hong, LI Xiao-hai, LI Wen-bo, CHEN Shu-wang, ZHANG Jian, SUN Shou-liang. GEOPHYSICAL RESPONSE OF THE STRATIGRAPHIC DIVISION OF YIXIAN FORMATION IN XIUSHUI BASIN, NORTHERN LIAONING PROVINCE[J]. Geology and Resources, 2020, 29(1): 44-52, 6.  

辽宁北部秀水盆地义县组地层划分的地球物理响应特征
丁秋红 , 李晓海 , 李文博 , 陈树旺 , 张健 , 孙守亮     
中国地质调查局 沈阳地质调查中心, 辽宁 沈阳 110034
摘要:通过采用地表地质调查、钻孔岩心编录、地球物理测井、二维地震等多种技术手段,综合运用岩石地层、测井曲线、二维地震和钻井资料标定相结合的研究方法,将以辽法地1井、秀D1井为代表的义县组划分为4个岩性段,即:一段(K1y1)基性火山岩段,二段(K1y2)火山岩夹沉积-火山碎屑岩段,三段(K1y3)沉积岩段,四段(K1y4)酸性火山岩段.4个岩性段和界面在露头、钻井岩心、测井曲线、地震等资料上的特征明显.重、磁、电剖面联合反演综合解释推断及井震标定后的地震反射特征均表明下白垩统义县组4个岩性段在空间上具有一定的展布特征和分布规律.
关键词物性特征    地层划分    义县组    秀水盆地    辽宁北部    
中图分类号:P618.12            文献标志码:A             文章编号:1671-1947(2020)01-0044-10
GEOPHYSICAL RESPONSE OF THE STRATIGRAPHIC DIVISION OF YIXIAN FORMATION IN XIUSHUI BASIN, NORTHERN LIAONING PROVINCE
DING Qiu-hong , LI Xiao-hai , LI Wen-bo , CHEN Shu-wang , ZHANG Jian , SUN Shou-liang     
Shenyang Center of Geological Survey, CGS, Shenyang 110034, China
Abstract: By multiple technical means of surface geological survey, drill core logging, geophysical well logging and 2D seismic survey, with combination of lithostratigraphy, logging curve, 2D seismic and drilling data calibration, the Yixian Formation represented by LFD1 well and X-D1 well is divided into four lithologic members:the first member (K1y1) of basic volcanic rocks, the second member (K1y2) of volcanic rocks with sedimentary-pyroclastic rocks, the third member of(K1y3) of sedimentary rocks, and the fourth member (K1y4) of acid volcanic rocks. The four members and interfaces have distinguished characteristics in outcrop, drill core, logging curve and seismic data. Both the comprehensive interpretation inference of gravity-magnetic-electric joint inversion and seismic reflection characteristics after well seismic calibration show that the four lithologic members of Yixian Formation, Lower Cretaceous, have certain spatial distribution characteristics and regularities.
Key words: physical characteristics    stratigraphic division    Yixian Formation    Xiushui Basin    northern Liaoning Province    

0 引言

秀水盆地位于辽宁省北部,行政区划属新民市、法库县、彰武县所管辖.在研究区,传统的地质调查工作以找煤为目的,2016年以来,松辽盆地外围油气基础地质调查项目在秀水盆地火山岩覆盖下的前人油气调查工作空白区,开展油气基础地质调查工作,项目实施的地质调查井在义县组均钻遇了多层油气显示.秀水盆地义县组油气的发现致使义县组成为辽宁西北地区重要的油气勘探目的层系,已经受到业界的广泛重视.前人对秀水盆地义县组的研究主要集中在油气储层方面[1],对义县组地层划分及地球物理特征方面的研究较少.本文通过采用地表地质调查、钻孔岩心编录、地球物理测井、二维地震等多种技术手段,综合运用岩石地层、测井曲线、二维地震和钻井资料标定相结合的研究方法,对以辽法地1井为代表的义县组进行详细的岩石地层划分和地球物理物性特征研究,旨在为今后在本区开展参数井钻探提供可借鉴的数据资料.同时,为今后在松辽盆地外围寻找白垩系油气地质勘探烃源岩层系及进一步预测有利勘探区提供基础地质资料支撑.

1 钻孔剖面描述

秀水盆地大地构造位置位于华北板块北缘陆缘活动带之上,地质构造复杂,是在海西褶皱基底和前寒武纪基底上发育起来的中生代断拗型盆地(图 1).受北东向断裂构造控制,盆地呈北北东向展布,长约34 km,宽15~25 km,面积近710 km2.在区域上,传统地层分区为华北地层区下辽河分区法库小区[2-4]➊,盆地内中生界白垩系发育有下白垩统义县组、九佛堂组、沙海组、泉头组,上述地层以陆相盆地沉积为特征.其中,九佛堂组因第四系覆盖未见出露,下白垩统义县组是油气勘探的主要烃源岩层系.钻孔资料揭示在义县组二段火山岩和三段沉积岩中均见油气显示[1].义县组岩性特征以辽法地1井、辽法地3井和秀D1井钻孔为代表(图 1).

图 1 辽宁北部秀水地区地质略图及工程布置图 Fig.1 Geological sketch map of Xiushui area in northern Liaoning with engineering layout 1—第四系(Quaternary);2—下白垩统沙海组(Lower Cretaceous Shahai fm.);3—下白垩统义县组四段(4th mem. of Yixian fm.,Lower Cretaceous);4—义县组三段(3rd mem. of Yixian fm.);5—义县组二段(2nd mem. of Yixian fm.);6—义县组一段(1st mem. of Yixian fm.);7—中侏罗统海房沟组(Middle Jurassic Haifanggou fm.);8—中二叠统佟家屯组(Middle Permian Tongjiatun fm.);9—石炭系盘岭组(Carboniferous Panling fm.);10—早白垩世流纹斑岩(Early Cretaceous rhyolite porphyry);11—早白垩世安山玢岩(Early Cretaceous andesite porphyrite);12—中侏罗世二长花岗岩(Middle Jurassic monzogranite);13—中二叠世二长花岗岩(Middle Permian monzogranite);14—钻孔及编号(borehole and number);15—物探线及编号(geophysical prospecting line and number);16—二维地震线及编号(2D seismic survey line and number)

➊辽宁省地质矿产调查院. K51C002002(阜新市幅)1: 250000区域地质调查报告. 2013.

辽法地1井钻孔剖面由上至下、由顶至底描述如下(图 2):

图 2 辽法地1井综合柱状图 Fig.2 Composite columnar section of LFD1 well

义县组(K1y)     总厚度1771.47 m

上覆地层第四系砂砾层

————————————不整合————————————

四段(K1y4)酸性火山岩段     厚151.04 m

1.浅灰绿色英安岩      133.38 m

2.深灰色凝灰岩      17.66 m

--------------喷发不整合--------------

三段(K1y3)沉积岩段     厚472.15 m

3.灰色凝灰质细砂岩与深灰色粉细砂岩互层,夹灰白色长石石英中砂岩     5.30 m

4.灰黑色泥质粉砂岩与黑色粉砂质泥岩互层,夹1.23 m厚黑色泥岩     7.3 m

5.灰黑色粉砂岩与黑色粉砂质泥岩互层,夹0.9 m厚灰黑色油迹粉砂岩     4.67 m

6.灰黑色长石石英细砂岩与黑色粉砂质泥岩互层,夹0.15 m厚灰白色荧光长石石英细砂岩     3.99 m

7.灰黑色粉砂岩、深灰色粉砂岩互层,夹0.15 m厚灰色油迹长石石英细砂岩     3.92 m

8.浅灰色长石石英细砂岩与灰黑粉砂岩互层,夹0.60 m厚灰黑色油迹泥质粉砂岩     21.32 m

9.深灰色粉砂岩与黑色粉砂质泥岩互层,夹0.8 m厚灰黑色油迹粉砂岩     10.47 m

10.浅灰色荧光长石石英细砂岩与深灰色粉细砂岩互层     20.75 m

11.浅灰色长石石英细砂岩与灰黑色泥质粉砂岩互层     5.83 m

12.深灰色粉砂岩与灰色粉细砂岩互层     4.21 m

13.灰色长石石英细砂岩与深灰色粉细砂岩互层,夹0.53 m厚浅灰色油迹长石石英细砂岩     15.9 m

14.灰色长石石英细砂岩,夹0.52 m厚深灰色油迹长石石英细砂岩     12.2 m

15.灰绿色石英闪长玢岩,多见荧光、油迹显示     253.41 m

16.浅灰色凝灰质粉细砂岩,多见荧光、油迹显示,夹0.1 m厚浅灰色油迹细砂岩     21.68 m

17.黑色粉砂质泥岩,夹灰黑色含砾粉砂质泥岩     12.6 m

18.灰色岩屑长石中粗砂岩与灰色细砾岩互层     7.5 m

19.黑色粉砂质泥岩与黑色荧光、油迹粉砂质泥岩互层     5.52 m

20.灰色细砾岩与灰黑色泥质粉砂岩互层,夹0.67 m厚灰白色荧光长石石英中砂岩     4.23 m

21.灰黑色粉砂岩、粉砂质泥岩,夹0.45 m厚灰白色油迹长石石英细砂岩     5.5 m

22.灰色含砾岩屑长石粗砂岩,夹黑色泥岩     2.5 m

23.黑色粉砂质泥岩     5.2 m

24.灰白色荧光长石石英中细砂岩与灰黑色泥质粉砂岩互层,后者中见荧光、油迹     7.43 m

25.浅灰色岩屑长石细砂岩与灰黑色泥质粉砂岩互层,前者见油迹     4.85 m

26.灰黑色泥质粉砂岩     13.34 m

27.灰色荧光、油迹长石石英细砂岩与灰黑色荧光泥质粉砂岩互层      12.53 m

————————————整合————————————

二段(K1y2)火山岩夹沉积-火山碎屑岩段     厚582.08 m

28.灰色安山玢岩,多见荧光、油迹显示     160.58 m

29.灰色火山角砾岩、灰色荧光安山质含角砾熔岩     9.3 m

30.灰色荧光、油迹火山角砾岩     4.2 m

31.灰色安山质含角砾熔岩与灰色安山质含角砾熔岩互层,多见荧光     52.3 m

32.灰色含角砾酸性熔岩与灰色酸性角砾熔岩互层,夹2层厚分别为0.15 m和0.24 m深灰色粉细砂岩     29.97 m

33.灰色荧光岩屑长石细砂岩与灰色油迹长石石英中砂岩互层,夹深灰色荧光泥质粉砂岩     6.83 m

34.灰色酸性熔岩,多见荧光     6 m

35.灰色油斑含角砾安山岩     1 m

36.灰色荧光粉砂质泥岩与浅灰色荧光长石石英细砂岩互层     2.12 m

37.灰黑色油迹泥质粉砂岩与灰黑色油迹细砂岩互层,夹2层灰色油迹细砾岩     9.15 m

38.灰色油迹凝灰质熔岩     1.15 m

39.灰黑色油迹粉砂质泥岩与灰色油迹长石石英细砂岩互层     8.05 m

40.深灰色油斑凝灰质细砾岩夹灰黑色荧光粉砂质泥岩     15.18 m

41.灰色荧光酸性含角砾凝灰岩夹灰黑色油迹粉砂岩     29.75 m

42.灰黑色油迹泥质粉砂岩与灰黑色荧光长石石英细砂岩互层     4.6 m

43.灰色油迹含砾凝灰质长石岩屑粗砂岩与灰黑色油迹泥质粉砂岩互层     6.87 m

44.灰色荧光凝灰质细砾岩     1.43 m

45.灰色荧光凝灰质岩屑长石中砂岩      1.49 m

46.灰色流纹质角砾凝灰岩,多见荧光      114.61 m

47.灰色凝灰质细砂岩与深灰色泥质粉砂岩互层,多见荧光      9.2 m

48.浅绿灰色含角砾流纹质凝灰岩夹灰色凝灰质中砂岩      11 m

49.深灰色安山质凝灰熔岩夹绿灰色安山质角砾熔岩      29.5 m

50.灰黑色泥质粉砂岩      4.8 m

51.绿灰色荧光安山质角砾凝灰岩夹灰黑色荧光粉砂岩      19.7 m

52.深灰色油迹细砂岩      4.4 m

53.深灰色荧光安山质角砾熔岩      16.27 m

54.深灰色荧光凝灰质粉砂岩      5.63 m

55.深灰色荧光玄武安山岩      4.65 m

56.浅灰色长石石英细砂岩夹灰黑色粉砂岩      12.35

——————————————整合——————————————

一段(K1y1)基性火山岩段     厚566.2 m

57.深灰色玄武安山岩      29.57 m

58.紫灰色玄武安山岩      29.3 m

59.深灰色玄武安山岩      67.13 m

60.灰色安山质晶屑凝灰岩      4.3 m

61.灰紫色安山质含角砾熔岩      28.4 m

62.灰色安山质晶屑凝灰岩      24.8 m

63.紫红色含角砾安山质晶屑岩屑凝灰岩      13.67 m

64.青灰色安山质晶屑岩屑凝灰岩      7.35 m

65.紫红色、深灰色安山岩      71.1 m

66.灰色含角砾安山质熔岩      1.8 m

67.深灰色安山岩夹紫红色含角砾安山质熔岩      61.4 m

68.紫红色安山岩      21.4 m

69.深灰色玄武安山岩      28.97 m

70.紫红色安山岩      13.5 m

71.深灰色玄武安山岩夹深灰色含角砾凝灰岩      79.2 m

72.深灰色含角砾凝灰岩      7.9 m

73.深灰色玄武安山岩夹深灰色气孔杏仁玄武安山岩      21.8 m

74.深灰色凝灰质角砾岩夹深灰色凝灰质粉细砂岩      4.4 m

75.深灰色玄武安山岩      8.3 m

76.深灰色气孔杏仁状玄武安山岩      3.93 m

77.深灰色玄武安山岩      37.8 m

未见底

针对油气勘探目的层的需要,依据岩石组合特征及其构造控制因素,将该组岩性划分为4个岩性段.

义县组一段(K1y1)基性火山岩段.该段地层在区域上广泛分布.岩性为深灰色、紫灰色玄武安山岩、安山岩夹紫红色含角砾安山质熔岩、安山质晶屑凝灰岩、深灰色气孔杏仁状玄武安山岩.钻孔控制厚度566.2 m.义县组一段与下伏地层呈喷发不整合接触.

义县组二段(K1y2)火山岩夹沉积-火山碎屑岩段.主要出露在秀水河子以东的登仕堡子等地,油气地质调查井辽法地1井和辽法地3井均钻遇了该段地层.岩性主要为灰黑色气孔杏仁状安山岩、灰绿色杏仁状玄武安山岩、灰黑色含角砾晶屑岩屑凝灰岩夹黑色泥岩、粉砂岩、灰黑色泥质粉砂岩、灰白色粗砂岩.沉积岩夹层中产孢粉化石.钻孔控制本段厚582~706 m.

义县组三段(K1y3)沉积岩段.主要出露在秀水河子以东的大黄沟等地,油气地质调查井秀D1井和辽法地1井揭示了该段的岩性特征.岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩,夹细砂岩、中砂岩.产动、植物化石[5-6]➊.钻孔控制厚度114~380 m.本段为油气勘探的主要目的层段.

➊辽宁省地质局区域地质测量五队. 1: 20万铁岭幅(K-51-XVI)地质图说明书. 1971.

义县组四段(K1y4)酸性火山岩段.在秀水河子以西大面积出露,受北东向构造控制多呈北东向带状分布.该段岩性为灰褐色粗安岩、灰色英安岩、紫灰色流纹岩、英安质凝灰岩.钻孔资料揭示本段厚度厚116~369 m.本段喷发厚度在区域上变化较大.

2 地球物理响应特征 2.1 测井曲线

测井资料识别是根据不同岩石类型在测井响应上的差异来进行岩相、岩性识别.岩相边界通常也是岩性突变界面,界面两侧的岩性差异在大多数测井曲线上都有显著的响应,即在不同的岩性分界面上,物理性质的变化最明显,测井曲线往往表现为突变.测井资料中测井项有很多,国内外专家多年研究结果表明,其中,自然伽马(GR)和侧向电阻率(RLL)测井在火山岩相中特征最明显,利用自然伽马和深、浅双侧向电阻率(RLLD、RLLS)测井资料组合在火山岩相中的特征差异,能很好地识别岩性和岩相[3, 5-6].辽法地1井测井资料中自然电位(SP)、自然伽马、侧向电阻率和声波时差(AC)测井曲线变化特征,反映了义县组岩性和界面的物性特征(图 23).

图 3 辽法地1井岩石地层界面物性特征 Fig.3 Physical characteristics of the lithostratigraphic interface of LFD1 well
2.1.1 义县组四段

辽法地1井井深29.16~180.2 m为义县组四段,岩性以浅灰绿色英安岩为主.在测井资料上,自然伽马呈中—高值齿状跳跃曲线,侧向电阻率和声波时差均呈齿状跳跃曲线,但两者形态相反,即侧向电阻率在半幅点左侧呈负异常,声波时差在半幅点右侧呈正异常(图 2).

辽法地1井钻孔岩心,在180.2 m处为义县组四段和三段之间的岩性界面,此界面上下的岩性、物性和岩石颜色变化明显.以180.2 m为界,上部岩性为灰绿色英安岩、深灰色凝灰岩,下部为灰色凝灰质细砂岩、长石石英细砂岩.在测井曲线上的特征为:自然电位界面上、下为正常值,无明显变化;界面之上自然伽马呈中—高值齿状跳跃曲线,界面之下呈低值平缓;界面之上侧向电阻率突然增大,界面之下急剧下降;声波时差在界面之上呈中值齿状跳跃曲线.界面之下呈中—高值齿状跳跃曲线.上述特征构成了明显的物性界面(图 3a).

2.1.2 义县组三段

辽法地1井井深180.2~652 m为义县组三段,岩性主要为泥岩、粉砂质泥岩、粉砂岩,夹细砂岩、中砂岩.在测井资料上,自然伽马总体呈低—中值齿状跳跃曲线,在砂岩处齿状跳跃突然增强,形成具有尖锐齿状高峰值曲线.自然电位平缓,侧向电阻率极低,声波时差均呈中—高值齿状跳跃曲线.在井深300~520 m之间有石英闪长玢岩侵入,其测井曲线特征与沉积岩明显不同.自然伽马和声波时差均呈在半幅点附近呈中值齿状跳跃曲线(图 2).

在652 m处,为义县组三段和二段之间的岩性界面,此界面之上岩性为灰色荧光、油迹长石石英细砂岩,界面之下为灰色安山玢岩.在测井曲线上的特征为:界面之上自然伽马突然增大,界面之下急剧下降;界面之上侧向电阻率呈跳跃锯齿状曲线,界面之下平缓.构成了明显的物性界面(图 3b).

2.1.3 义县组二段

辽法地1井井深652~1234 m为义县组二段.岩性主要为气孔杏仁状安山岩、杏仁状玄武安山岩、含角砾晶屑岩屑凝灰岩夹泥岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粗砂岩.在测井资料上,自然伽马在半幅点左侧呈箱状低值期间被沉积岩尖齿状中高值所间隔,侧向电阻率总体在半幅点左侧呈极低值期间被沉积岩尖齿状中—低值所间隔,声波时差总体在半幅点附近呈中—高值齿状跳跃曲线与中—低值齿状跳跃曲线相间出现的形态特征(图 2).

在1234 m处,为义县组二段和一段之间的岩性界面,界面之上岩性为浅灰色长石石英细砂岩夹灰黑色粉砂岩,界面之下岩性为深灰色玄武安山岩.在测井曲线上的特征为:自然电位在界面之上呈低值,界面之下为正常值;界面之上自然伽马曲线呈跳跃锯齿状高值,界面之下低值平缓;界面之上电阻率低,界面之下极低;界面之上电阻率小跳跃锯齿状低值,界面之下电阻率低值平缓.构成了明显的物性界面(图 3c).

2.1.4 义县组一段

辽法地1井井深1234~1800.63 m为义县组一段.岩性主要为深灰色、紫灰色玄武安山岩、安山岩夹紫红色含角砾安山质熔岩、安山质晶屑凝灰岩、深灰色气孔杏仁状玄武安山岩.在测井资料上,自然伽马在玄武安山岩段呈齿状跳跃箱状低值,安山岩和含角砾安山质熔岩段呈齿状跳跃中值;侧向电阻率总体呈极低值期间被含角砾安山质熔岩、安山质晶屑凝灰岩段呈齿状跳跃中—高中值所间隔;声波时差总体呈中值齿状跳跃曲线,在安山岩段出现跳跃尖锐齿状高峰值曲线(图 2).

2.2 地震剖面

秀水盆地火山岩分布范围广泛,成层性比较差,与围岩接触关系复杂,往往与沉积岩互层存在.在秀水盆地实施的地质调查井秀D1井、辽法地1井和辽法地3井均钻遇了火山岩、次火山岩和火山沉积岩.火山岩一般埋藏较深,地震信噪比低,火山岩内部结构在地震剖面上反射特征不明显,描述难度较大.前人在松辽盆地地震剖面识别火山岩方面做过大量的研究工作[7-13],为相邻区域火山岩地震相研究提供了宝贵经验.

本文收集了前人所制作的过辽法地1井合成地震记录(图 4),确定了辽法地1井钻遇的岩性界面对应的地震反射层位及钻遇的火山岩、火山沉积岩和沉积岩在地震剖面上的反射波组特征(图 4),建立了辽法地1井义县组4个岩性段与地震相之间的关系,从而为在秀水盆地火山岩进行地震识别和地层划分提供借鉴.

图 4 DZ69测线二维地震偏移剖面 Fig.4 2D seismic migration profile along DZ69 survey line

图 4为DZ69线深度域二维地震偏移剖面,该剖面经过辽法地1井,剖面位置图见图 1.辽法地1井钻孔岩心在29.16~180.2 m为义县组四段酸性火山岩段,岩性主要为浅灰绿色英安岩,在二维地震剖面上表现为丘状反射特征,顶部为强反射.在180.2~296.06 m和549.4~652.35 m为义县组三段沉积岩段,岩性主要为深灰色粉砂岩、黑色粉砂质、粉砂质泥岩、浅灰色长石石英细砂岩互层,在二维地震剖面上反射能量强,连续性好,同相轴之间相互近似平行,具有低角度倾斜的反射结构.在296.06~549.47 m为侵入到义县组三段的次火山岩,岩性为石英闪长玢岩,在二维地震剖面上同相轴呈一种杂乱、不连续、蠕虫状弱反射特征.次火山岩与围岩产状突变,界限比较清楚明显.在652.35~1234.43 m为义县组二段火山岩夹沉积-火山碎屑岩段,岩性主要为深灰色安山质凝灰熔岩、绿灰色安山质角砾熔岩夹灰色凝灰质细砂岩、深灰色泥质粉砂岩,在二维地震剖面上反射特征表现为中—强振幅、低频、同相轴呈断续分布,连续性较差,延伸长度小,具有高角度斜交、平行和空白相间的反射结构.在1234.43~1800.63 m为义县组一段基性火山岩段,岩性主要为深灰色、紫灰色玄武安山岩、安山岩夹紫红色含角砾安山质熔岩、安山质晶屑凝灰岩、深灰色气孔杏仁状玄武安山岩.在二维地震剖面上反射特征表现为低振幅、低频、同相轴呈断续分布,连续性较差,呈高角度倾斜反射结构.

2.3 重磁电剖面

为了调查秀水盆地深部地质体分布情况,在重要的构造部位和重要的地质体单元出露部位,布设北西向LBW1线地质-综合物探剖面,在剖面上实施了重、磁、大地电磁测深综合地球物理测量.重磁电剖面布置在同一测线上,前人在DZ69线完成了二维地震勘探(图 1).

图 5a为重力剖面经过各项改正后得到的布格重力异常曲线,从北西向南东方向重力异常基本上呈线性降低趋势,出现局部重力低和局部重力高.重力异常不同幅度和范围的起伏,是不同尺度和深度密度体异常的反映,秀水盆地重力局部低大多与酸性岩体和中生界地层加厚有关.

图 5 秀水盆地LBW1线重磁电联合反演综合解释断面图 Fig.5 Comprehensive interpretation section map of the gravity-magnetic-electric joint inversion in Xiushui Basin along LBW1 survey line a—布格重力异常曲线(Bouguer gravity anomaly curve);b—磁法剖面图(magnetic anomaly profile);c—AMT+MT二维反演电阻率断面图(AMT+MT 2D inversion resistivity profile);d—综合解释推断地质剖面图(comprehensive interpretation inferred geological profile);1—下白垩统沙海组(Lower Cretaceous Shahai fm.);2—下白垩统义县组四段(4th mem. of Yixian fm.,Lower Cretaceous);3—义县组三段(3rd mem. of Yixian fm.);4—义县组二段(2nd mem. of Yixian fm.);5—义县组一段(1st mem. of Yixian fm.);6—中生代盆地基底(Mesozoic basin basement);7—钻孔及编号(borehole and number)

图 5b为磁法剖面经各项改正后的地磁场ΔT剖面曲线,剖面磁异常总体特征表现为在稳定规律的磁异常背景上叠加有高磁异常,高磁异常呈无规律、锯齿状.结合图 5ab中局部低重高磁相关性好的区段,推测为中酸性侵入岩引起.

图 5c为大地电磁测深剖面AMT+MT二维反演断面图,在横向上其电性趋势大致为北西和南东两端及中部浅层高阻异常特征明显,深部电阻率高且厚,局部被低阻异常所间断.在纵向上总体结构表现为浅部低阻层、中部中阻层和深部高阻层构成的三元结构.总体可分三大电性层:1)浅部低阻层——浅层电阻率低且薄,横向上具一定的连续变化,平面上有一定的范围,埋深小于2 km,推测为中生界电性层;2)中部中阻层——电阻率呈中阻特征,横向上不连续,呈断续分布,有一定的范围,埋深小于2 km,推测为侵入岩或次火山岩电性层;3)深部高阻层——电阻率高且厚,推测为前中生界基底电性层.从高阻顶界面看,剖面西段有一相对断陷的存在,推测为登仕堡子断陷;剖面东段东蛇子山断陷也有明显的反映.野外地表调查表明在东蛇子山存在火山机构,地表岩性为灰紫色英安岩,在采石场挖掘的山体断面中明显可见火山通道相存在.在辽法地1井附近地表出露灰紫色英安岩,结合图 5c中在测点X1-27~X1-40之间的AMT+MT二维反演断面图特征,推测附近存在火山机构.

图 5d为综合解释推断地质断面图.在推断地质体和岩石地层面方面综合考虑了以下因素:1)地表露头和钻孔岩心编录中岩心的颜色和岩性突变界面,火山活动-沉积旋回类型的转换界面;2)测井资料中自然电位和自然伽马测井曲线突变接触面,视电阻率的突然增大或降低,密度测井的突变界面;3)地震反射终止现象,剥蚀、顶超、上超和下超,地震反射波阻的产状,不同地震反射的旋回特点;4)重、磁、电剖面所反映的地质构造、物性层界面和不整合界面.

综合研究认为,义县组岩石地层的划分与秀水盆地的区域构造运动特征密切相关.区域构造上,秀水盆地属于松辽盆地南缘断陷盆地群的众多断陷盆地之一,是燕山期构造运动的产物.尤其是燕山运动第二幕是盆地发育的鼎盛时期,造成了义县组顶部和内部区域不整合边界.义县组一段沉积时期在强烈的减薄和拉张的背景下开始了伸展裂陷,这一时期的盆地底部形成具有底砾岩性质的义县组底部粗粒复陆屑沉积建造.同时构造运动伴随大面积的中基性火山岩喷发,形成了较厚的下白垩统义县组一段沉积.义县组二段和三段段沉积时期盆地整体沉降、扩张,并分割形成盆内凹陷,火山喷发作用相对较弱.在火山喷发间歇期,存在湖盆范围较大、沉积范围广且沉积厚度趋于稳定的凹陷沉降中心,沉积了较厚的义县组三段湖相暗色泥岩,秀D1井钻遇泥岩单层最大厚度达22 m.义县组四段沉积时期火山喷发作用强烈,形成以酸性火山岩为主的火山岩地层,火山活动后期有次火山岩侵位,这一时期湖盆面积较前期缩小,盆地逐渐萎缩.义县组四段酸性火山岩在盆地内部多以次火山岩相侵位到义县组三段及二段地层中,部分喷出地表不整合在义县组三段沉积地层之上.义县组四段火山岩厚度在区域上变化较大(一般小于100 m),分布不连续.由于燕山运动第二幕后期的影响,秀水盆地基底向北西掀斜,沉积中心北移.秀水盆地在早白垩世后期处于整体抬升剥蚀阶段,地表露头、重磁电物探和钻井资料表明,义县组普遍埋深较浅,一般埋深在0~300 m,具有北浅南深的特点.在秀水盆地南部义县组之上有早白垩世九佛堂组沉积地层,盆地中部义县组三段直接出露地表,在盆地的北部局部残留沙海组沉积地层(图 15).

3 结论与建议

(1)秀水盆地下白垩统义县组可以划分为4个岩性段,即:一段(K1y1)基性火山岩段,二段(K1y2)火山岩夹沉积-火山碎屑岩段,三段(K1y3)沉积岩段,四段(K1y4)酸性火山岩段.

(2)秀水盆地下白垩统义县组4个岩性段的岩性和界面在露头、钻井岩心、钻井测井、地震等资料上的特征明显.特别是在测井资料上,自然伽马(GR)、侧向电阻率(RLL)和声波时差(AC)测井曲线变化特征,反映了义县组4个岩性段的岩性和界面的物性特征.利用测井曲线划分地层的能力可以较好地辅助划分义县组4个岩性段.在二维地震偏移剖面上4个岩性段的岩性反射特征可识别.

(3)通过重、磁、电剖面的联合反演结合井震标定表明,下白垩统义县组4个岩性段在空间上具有一定的展布特征和分布规律.

(4)秀水盆地做为以义县组为目的层系的典型代表,地质-地球物理特征详实,具有生烃、储盖条件,并见良好的油气显示.在今后油气地质调查工作中,建议在查明义县组4个岩性段地质特征的基础上,紧密围绕义县组三段烃源岩层,通过地球物理特征的识别,远离构造破碎带,寻找有利油气勘探目标区.

致谢: 本文在野外工作和论文撰写过程中得到了沈阳地质调查中心赵洪伟高级工程师的帮助;成文过程中得益于沈阳地质调查中心孙月成高级工程师的悉心指教,在此深表感谢.

参考文献
[1]
姚玉来, 李晓海, 司江福, 等. 辽宁北部秀水盆地秀D1井烃源岩评价[J]. 地质与资源, 2018, 27(2): 186-191. DOI:10.3969/j.issn.1671-1947.2018.02.011
[2]
丁秋红, 陈树旺, 李晓海, 等. 辽宁北部秀水盆地秀D1井孢粉组合及其地层意义[J]. 地质通报, 2017, 36(8): 1305-1318. DOI:10.3969/j.issn.1671-2552.2017.08.001
[3]
黄布宙, 潘保芝. 松辽盆地北部深层火成岩测井响应特征及岩性划分[J]. 石油物探, 2001, 40(3): 42-47. DOI:10.3969/j.issn.1000-1441.2001.03.007
[4]
辽宁省区域地层表编写组. 东北地区区域地层表辽宁省分册[M]. 北京: 地质出版社, 1978: 82-164.
[5]
郭振华, 王璞珺, 印长海, 等. 松辽盆地北部火山岩岩相与测井相关系研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2006, 26(2): 207-214.
[6]
胡治华, 胡明毅, 夏锦芬, 等. 松辽盆地兴城火山岩相中测井资料的特征及应用[J]. 中国石油勘探, 2007, 12(4): 32-36. DOI:10.3969/j.issn.1672-7703.2007.04.007
[7]
邵正奎, 孟宪禄, 王洪艳. 松辽盆地火山岩地震反射特征及其分布规律[J]. 长春科技大学学报, 1999, 29(1): 33-36.
[8]
杨立英, 李瑞磊. 松辽盆地南部深层火山岩、火山机构和火山岩相地质-地震综合识别[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2007, 37(6): 1083-1090.
[9]
唐华风, 王璞珺, 姜传金, 等. 松辽盆地火山岩相地震特征及其与控陷断裂的关系[J]. 吉林大学学报:地球科学版, 2007, 37(1): 73-78.
[10]
王莉, 苗志, 王树平, 等. 松辽盆地南部火山岩识别方法及模式建立[J]. 天然气工业, 2007, 27(S1): 294-296.
[11]
王天琪, 韩江涛, 侯贺晟, 等. 综合物探剖面揭示松辽盆地基底地质与地球物理特征——以过松科二井剖面为例[J]. 中国地质, 2019, 46(5): 1126-1136.
[12]
姚玉来, 李晓海, 司江福, 等. 辽宁北部秀水盆地D1井烃源岩评价[J]. 地质与资源, 2018, 27(2): 186-191. DOI:10.3969/j.issn.1671-1947.2018.02.011
[13]
李文博, 李晓海, 丁秋红, 等. 辽宁秀水盆地白垩系义县组烃源岩地球化学特征——以辽法D1井为例[J]. 地质与资源, 2019, 28(4): 358-363. DOI:10.3969/j.issn.1671-1947.2019.04.008