【摘 要】
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华北克拉通西部鄂尔多斯地块构造古地理及其与祁连-北秦岭地体乃至华南克拉通的亲缘关系,以及鄂尔多斯地块上叠的早古生代海相沉积盆地属性和油气地质条件是近年来基础地质研究和古老海相油气勘探领域备受关注的热点问题。本论文从鄂尔多斯地块与其相邻块体之间的构造格局研究出发,在野外地质剖面勘测和钻井岩心观察的基础上,通过锆石U-Pb年代学与Lu-Hf同位素组成相结合的物源示踪方法
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华北克拉通西部鄂尔多斯地块构造古地理及其与祁连-北秦岭地体乃至华南克拉通的亲缘关系,以及鄂尔多斯地块上叠的早古生代海相沉积盆地属性和油气地质条件是近年来基础地质研究和古老海相油气勘探领域备受关注的热点问题。本论文从鄂尔多斯地块与其相邻块体之间的构造格局研究出发,在野外地质剖面勘测和钻井岩心观察的基础上,通过锆石U-Pb年代学与Lu-Hf同位素组成相结合的物源示踪方法,恢复重建了早古生代鄂尔多斯地块西、南部的区域构造古地理格局,探讨了鄂尔多斯地块与其西、南部相邻块体之间的构造演化关系,同时结合沉积相编图研究,系统分析了早古生代不同时期鄂尔多斯陆表-陆缘海盆地西、南部沉积岩相及其演化特征,明确了早古生代主要构造-沉积演化阶段的区域构造环境、原始盆地属性及其构造古地理面貌,并对其控制下的源-储特征及其有利源-储区带进行了分析预测,探讨了相应的成藏模式。主要取得以下几点新的认识:(1)锆石U-Pb年代学物源示踪结果表明,鄂尔多斯地块西、南部寒武系及中-下奥陶统的碎屑物源都主要来自华北克拉通西部(鄂尔多斯-阿拉善)陆块的变质基底岩系,唯有地块西缘贺兰山寒武系底部苏峪口组及其平行不整合下伏的震旦系兔儿坑组、正目观组还记录有主要来自阿拉善地块东缘新元古代火山-岩浆岩的物源信息,指示鄂尔多斯地块与阿拉善地块至少自新元古代震旦纪以来都属于华北克拉通西部陆块的重要组成部分,并暗示华北西部鄂尔多斯地块西、南缘寒武纪-早中奥陶世陆表-陆缘海沉积显著缺少或远离其它相邻块体或岛弧杂岩地体的陆源碎屑或火山-岩浆物源。(2)锆石U-Pb年代学与区域沉积、构造特征综合分析认为,鄂尔多斯地块西、南缘平凉组/乌拉力克组-拉什仲组与其相邻阿拉善地块东南缘河西走廊带东段的香山群/米钵山组都属于上奥陶统深水复理石沉积。区域锆石U-Pb年龄谱及Hf同位素组成对比分析结果表明,它们均具有来自华北西部(鄂尔多斯-阿拉善)陆块、祁连-北秦岭岛弧杂岩地体和东冈瓦纳大陆的混合物源特征,指示鄂尔多斯地块西、南部奥陶纪晚期的区域构造古地理环境受控于这些相邻块体与其间洋盆(原特提斯及其分支的祁连-北秦岭洋)并置的洋陆分布格局,并主体经历了晚奥陶世洋壳俯冲消减和鄂尔多斯地块与祁连-北秦岭(杂岩)地体的(加里东晚期)汇聚拼合构造事件。(3)构造古地理综合研究认为,鄂尔多斯地块西、南部早古生代沉积-构造演化及其原盆地属性主要受控于原特提斯洋及其(分支)祁连-北秦岭洋的复杂开合过程,主体经历了“寒武纪至中奥陶世面向祁连-北秦岭洋的被动陆缘-(华北)鄂尔多斯克拉通陆表海盆地”和“晚奥陶世毗邻祁连-北秦岭岛弧杂岩地体的活动陆缘-(华北)鄂尔多斯克拉通残余边缘海盆地”两大原型盆地演化阶段。其中,寒武纪被动陆缘鄂尔多斯陆表海盆地内部结构分异相对较弱,呈现台内浅洼、台缘坡折和台前缓坡的稳定型结构-构造面貌;中奥陶世被动陆缘鄂尔多斯陆表海盆地内部结构分异较强,呈现为台内坳陷-台缘隆起-台前斜坡的分异型结构-构造面貌;晚奥陶世活动陆缘则呈现为鄂尔多斯台内隆升古陆与其西南部残余边缘海盆地并置的构造古地理面貌。(4)构造古地理控制下的海相源-储条件分析表明,鄂尔多斯地块中-晚奥陶世陆缘-陆表海盆地“內坳-边隆-外斜坡”的构造古地理面貌总体控制了研究区下古生界海相源-储条件。特别是L型台缘隆起对其内侧颗粒滩相白云岩储集体和外侧台缘礁滩型储集体的发育有着明显控制作用,L型隆起内侧台内坳陷和外侧台缘斜坡尤其是晚奥陶世残余边缘海盆地深水斜坡带是下古生界海相烃源岩发育的主要有利区带,奥陶系顶面近亿年的风化剥蚀作用为优质古岩溶储集体的发育创造了条件;通过鄂尔多斯地块(盆地)西、南部下古生界构造-相控源-储条件及其有利区带分析,预测提出了西缘北段“铁克苏庙东部继承性斜坡型”及“天池低幅度隆起-多元多向联控型”、中段“马家滩掩覆体继承性斜坡型”、南段“庆阳古隆起改造反转斜坡多元联控-侧向遮挡型”和南缘“渭北隆起改造-残存型”等有利源-储区带的油气成藏模式。
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