鄂尔多斯盆地西南缘中新生代构造演化-课件.ppt

1、鄂尔多斯盆地及周邻中新生代盆地分布图鄂尔多斯盆地及周邻中新生代盆地分布图 1.1.中新生代构造变动和后期改造中新生代构造变动和后期改造 的期次划分及特征的期次划分及特征 2.2.贺兰山的隆升时限及其演化贺兰山的隆升时限及其演化 3.3.六盘山的隆升时限及其演化六盘山的隆升时限及其演化4.4.盆地西缘南部新生代地层特征盆地西缘南部新生代地层特征 及形成环境及形成环境5.5.盆地东隆西坳反转的时限盆地东隆西坳反转的时限6.6.渭北隆起的隆升时限及其演化渭北隆起的隆升时限及其演化7.J7.J2 2延安期原盆面貌恢复及特征延安期原盆面貌恢复及特征8.J8.J2 2直罗直罗-安定期原盆面貌恢复安定期原盆

2、面貌恢复 及特征。及特征。9.9.中生代沉积中生代沉积-沉降中心分布及沉降中心分布及 迁移迁移中新生代构造变动和后期改造的期次划分及特征中新生代构造变动和后期改造的期次划分及特征 盆盆地地后后期期改改造造时时期期60-40Ma(E1(E1中中-E2-E2中中)95-8565Ma (K2)125-115Ma(K1中晚中晚)？160-145Ma (J3)195-185Ma (J1)盆盆地地发发育育时时期期30-25Ma(E3(E3中晚中晚)10-5Ma(N1(N1晚晚)170-165Ma (J2中中)？主要期次划分主要期次划分 根据盆地及周缘地区区域构造背景和变形特征、地层接触关根据盆地及周缘地区

3、区域构造背景和变形特征、地层接触关系、沉积环境变迁、新生代地层分布和主要地质事件系、沉积环境变迁、新生代地层分布和主要地质事件,结合对盆结合对盆地不同地区裂变径迹测试结果和年龄分布的综合研究认为：地不同地区裂变径迹测试结果和年龄分布的综合研究认为：盆地盆地演化演化-沉积时期沉积时期(T2-K1)(T2-K1)至少发生了至少发生了4 4次明显的构造变动次明显的构造变动,将该过程将该过程划分为划分为4 4个阶段：个阶段：.95-8595-8565Ma(K2):65Ma(K2):盆地消亡，整体抬升盆地消亡，整体抬升4.4.早白垩世早白垩世 125-115Ma(K1125-115Ma(K1中晚中晚)？

4、.160-145Ma(J3):160-145Ma(J3):西部挤压冲断强烈、东部抬西部挤压冲断强烈、东部抬 升剥蚀升剥蚀;初显东隆西坳格局。初显东隆西坳格局。2.2.早中侏罗世富县早中侏罗世富县-延安期延安期 .195-185Ma(J1):195-185Ma(J1):形成延长组顶侵蚀地貌形成延长组顶侵蚀地貌1.1.中晚三叠世延长期中晚三叠世延长期-盆地发育鼎盛时盆地发育鼎盛时期期,湖盆宽阔湖盆宽阔;重重要成油和成煤期要成油和成煤期.3.3.中侏罗世直罗中侏罗世直罗-安定期安定期 .170-165Ma(J2170-165Ma(J2中中):):延安期末盆地抬升不强烈延安期末盆地抬升不强烈盆地发育阶

5、段基本特征盆地发育阶段基本特征0.95-8565Ma.60-40MaK2E1-E2E1-E2中中盆地后期改造阶段基本特征盆地后期改造阶段基本特征盆地中新生代演化盆地中新生代演化-改造阶段和主要地质事件综合对比表改造阶段和主要地质事件综合对比表贺兰山隆升时限及其演化贺兰山隆升时限及其演化贺兰山地质略图 贺兰山表现出南北向贺兰山表现出南北向上具上具两个复式背斜和两个两个复式背斜和两个复式向斜相间展布的特征，复式向斜相间展布的特征，两个复式背斜主要出露古两个复式背斜主要出露古生代及前寒武纪地层；两生代及前寒武纪地层；两个复向斜主要出露中生界个复向斜主要出露中生界和部分古生界。和部分古生界。中生代早、

6、中期贺兰山中生代早、中期贺兰山尚未隆起尚未隆起,广泛接受沉积。广泛接受沉积。红石崖向斜红石崖向斜庙前梁子沟背斜庙前梁子沟背斜汝箕构向斜汝箕构向斜神水庙背斜神水庙背斜黄草滩向斜黄草滩向斜地层展布及样品分布图地层展布及样品分布图 汝箕沟地区大岭子汝箕沟地区大岭子-古拉古拉本一带，延长组顶部出现厚本一带，延长组顶部出现厚3-5 m3-5 m玄武岩玄武岩,k-Ar,k-Ar同位素同位素年龄值为年龄值为22922915Ma15Ma(霍福臣霍福臣,1989;1989;宁夏区域地质志宁夏区域地质志,1990)1990)，单颗粒锆石离子探，单颗粒锆石离子探针等时年龄针等时年龄158-201Ma158-201M

7、a；锆；锆石裂变径迹年龄石裂变径迹年龄193.1Ma.193.1Ma.表明表明T3T3贺兰山地区处于拉贺兰山地区处于拉张伸展环境。张伸展环境。T T3 3y y5 5J J 据裂变径迹分析表明据裂变径迹分析表明,贺兰山隆升时间主要集中在贺兰山隆升时间主要集中在3-43-4个阶段：个阶段：贺兰山隆升时限贺兰山隆升时限 139-145Ma(J3J3);120-76Ma(K1K1末末-K2-K2);37-55Ma(E2)157 30-24Ma(E3)贺兰山在始新世贺兰山在始新世以来的隆升速率大于以来的隆升速率大于晚侏罗世始新世早晚侏罗世始新世早期的隆升速率。期的隆升速率。汝箕沟地区渐新汝箕沟地区渐新

8、世晚期以来的隆升速世晚期以来的隆升速率可达率可达7.92mm/100a,7.92mm/100a,小松山地区中新小松山地区中新世晚期以来最大可达世晚期以来最大可达19.8mm/100a.19.8mm/100a.贺兰山隆升速率图银川、河套盆地新生代地层沉积速率对比图银川、河套盆地新生代地层沉积速率对比图 从始新世以来发生强烈拉张沉降，从始新世以来发生强烈拉张沉降，新生界总厚度可达新生界总厚度可达8400m.8400m.始新世渐新世为始新世渐新世为10.8mm/100a,10.8mm/100a,中新世为中新世为10.0mm/100a,10.0mm/100a,上新世为上新世为51.8mm/100a,5

9、1.8mm/100a,第四纪为第四纪为61.5mm/100a.61.5mm/100a.银川地堑发育时限银川地堑发育时限 作为可能的物源地区作为可能的物源地区-贺兰山地区贺兰山地区在始新世以来无疑发生了大幅度的隆升。在始新世以来无疑发生了大幅度的隆升。盆山耦合、隆降响应，二者在时限上彼盆山耦合、隆降响应，二者在时限上彼此很好的约束。此很好的约束。裂变径迹测试结果更证实了贺兰山隆升时限，同裂变径迹测试结果更证实了贺兰山隆升时限，同时表明贺兰山至少时表明贺兰山至少发生了发生了3-3-个阶段个阶段。总体上有两期规模较大的隆升，分别发生在早总体上有两期规模较大的隆升，分别发生在早白垩世末和始新世白垩世末

10、和始新世。早白垩世末的隆升与鄂尔多斯。早白垩世末的隆升与鄂尔多斯盆地区域抬升相对应，贺兰山大规模隆起的时间为盆地区域抬升相对应，贺兰山大规模隆起的时间为始新世，与银川地堑开始强烈断陷活动相伴生。始新世，与银川地堑开始强烈断陷活动相伴生。贺兰山贺兰山：139-145Ma(J3J3);120-76Ma(K1K1末末-K2-K2);37-55Ma(E2)六盘山及邻区中新生代演化隆升时限六盘山及邻区中新生代演化隆升时限 构造特征上，六盘山弧形冲断体构造特征上，六盘山弧形冲断体系主体构造走向自西向东由系主体构造走向自西向东由NWNW并逐并逐渐向渐向NSNS向过渡，整体呈反向过渡，整体呈反“S S”形，形

11、，向南收敛，以弧形束状展布为其鲜向南收敛，以弧形束状展布为其鲜明特点。明特点。沉积面貌上，沉积面貌上，晚三叠统、中侏晚三叠统、中侏罗统在六盘山地区分布甚广罗统在六盘山地区分布甚广,且普遍且普遍发育发育,当时应与鄂尔多斯盆地连为一当时应与鄂尔多斯盆地连为一体。在白垩纪早、中期体。在白垩纪早、中期,六盘山地区六盘山地区的沉积仍与今鄂尔多斯盆地相通，的沉积仍与今鄂尔多斯盆地相通，且为沉积中心之一，沉积厚度可达且为沉积中心之一，沉积厚度可达3000m3000m以上。以上。第三纪早、中期仍广泛第三纪早、中期仍广泛接受沉积，具断陷盆地的性质。接受沉积，具断陷盆地的性质。中央陷凹坡斜部东中生代接受沉积中生代

12、接受沉积宁宁夏夏固固原原炭炭山山沉沉积积岩岩相相柱柱状状及及地地质质剖剖面面图图 宁宁夏夏同同心心窑窑山山沉沉积积岩岩相相柱柱状状及及地地质质剖剖面面图图 上三叠统沉积普遍，上三叠统沉积普遍，其中的其中的eckisporites eckisporites trassicus trassicus 是晚三叠世是晚三叠世最具代表性分子。最具代表性分子。晚三叠世晚三叠世-中侏罗世中侏罗世沉积时，六盘山为一沉沉积时，六盘山为一沉积区，沉积厚度与鄂尔积区，沉积厚度与鄂尔多斯盆地相当，盘探多斯盆地相当，盘探3 3井延长组可达井延长组可达706m706m，并，并未隆起成山。未隆起成山。中生代接受沉积中生代接受

13、沉积地层系统厚度颜色剖面界系组中生界白垩系海参1井盘探3井三叠系8 80 01 1断陷作用最强、规模最大，盆地西南缘及东部与盆内洼地古地形高差极大，发育扇三角洲沉积体系，北部构造运动强度相对较弱，发育辫状河三角洲。马东山期-乃家河期为湖盆发展的全盛时期。早白垩世末，盆地整体强烈抬升，最终结束白垩系沉积。六六盘盘山山盆盆地地中中生生代代沉沉积积演演化化旋旋回回示示意意图图主要沉积相带代表井沉积中心沉积演化水进水退湖盆演化沉积旋回侏罗系断陷作用加强，盆地北缘发育状河三角洲。东部及西南为扇三角洲，以水进、退积为特征，沉积物力度向上，逐渐变细。弱伸展断陷盆地，古地形高差小，盆地发育三角洲沉积体系，东部

14、为湖沼沉积，中心为半深湖沉积。半浅湖滨浅湖滨浅湖辫状河三角洲滨浅湖滨浅湖辫状河三角洲辫状河三角洲辫状河三角洲湖泊滨浅湖湖沼肖家湾盘参4井|盆地南部盘参1井海参1井盘参4井海参1井|4 42 28 81 12 29 99 98 83 36 61 18 88 87 73 3.5 53 39 90 07 70 06 6灰紫红褐红灰褐红灰红杂杂灰灰紫褐红紫红灰紫红灰灰灰黑灰|-|1aJ盆地断陷沉降进一步加强，古地形高差加大，盆地东部发育辫状河三角洲沉积体系，西部为三角洲沉积，早期以加积为主，后期水退，湖盆萎缩，沉积范围缩小。|-1 11 17 7-122sE1nKK1m1LK1hK1sK3yJ|2yJ

15、J2Z六盘山盆地中生代沉积演化旋回图六盘山盆地中生代沉积演化旋回图 在在K1,K1,鄂尔多斯盆地西南部和六鄂尔多斯盆地西南部和六盘山盆地为沉积堆积中心；在盆地盘山盆地为沉积堆积中心；在盆地西南镇原西南镇原泾川一带泾川一带K1K1浅湖浅湖 半深湖半深湖相沉积中膏盐发育，含盐面积达相沉积中膏盐发育，含盐面积达250km250km2 2，含盐地层厚，含盐地层厚229-248m229-248m，纯盐，纯盐岩层厚岩层厚0.5-1.0m0.5-1.0m。1.1.寺口子组主要分布在盆地的南部寺口子组主要分布在盆地的南部和北部，主要呈不连续片状分布，和北部，主要呈不连续片状分布，西边有零星分布，粒度变化明显。

16、西边有零星分布，粒度变化明显。2.2.清水营组在全盆地都很发育，分清水营组在全盆地都很发育，分布较为连续，岩性基本一致，均为布较为连续，岩性基本一致，均为砂泥岩互层，只是颜色上有些变化，砂泥岩互层，只是颜色上有些变化，这反映了沉积环境因地而有所不同。这反映了沉积环境因地而有所不同。3.3.上第三系红柳沟组主要为砂岩、上第三系红柳沟组主要为砂岩、砂泥岩和砾岩，颜色以土黄色和灰砂泥岩和砾岩，颜色以土黄色和灰色为主，在盆地的中北部，中宁东色为主，在盆地的中北部，中宁东部，牛首山两侧均有大面积分布，部，牛首山两侧均有大面积分布，厚度较大。厚度较大。西南缘新生代沉积西南缘新生代沉积进展进展-4固原寺口子

17、实测剖面图固原寺口子实测剖面图 剖面位于盆地剖面位于盆地 中部，总厚中部，总厚3108m3108m，自下而上分别是寺口子组，主要为细，自下而上分别是寺口子组，主要为细砂岩（砂岩（215.3m215.3m）；清水营组，为泥岩和沙泥岩，含薄层石膏（）；清水营组，为泥岩和沙泥岩，含薄层石膏（911.25m911.25m）；）；红柳沟组，主要为粉砂岩和泥岩（红柳沟组，主要为粉砂岩和泥岩（1296.7m1296.7m）；干河沟组，主要为砂岩和砂）；干河沟组，主要为砂岩和砂砾岩（砾岩（684.7m684.7m）。）。寺口子剖面磁性地层寺口子剖面磁性地层学测试结果记录了学测试结果记录了1515个个正极性和正

18、极性和1414个反极性，个反极性，与标准极性序列与标准极性序列（lourens et al,2019）C11n.1nC21n，C11r-1C20r对应很好。对应很好。表明寺口子组沉积年表明寺口子组沉积年龄为龄为 29.401-49.906Ma29.401-49.906Ma(E2-E3(E2-E31 1)。与鄂尔多斯与鄂尔多斯盆地周缘断陷具有统一盆地周缘断陷具有统一的时限。的时限。固原寺口子组极性状图与标准极性柱对比图固原寺口子组极性状图与标准极性柱对比图 1 1、始新世盆地开始局部断裂，产生多个小断、始新世盆地开始局部断裂，产生多个小断陷，沉积了寺口子组，这时的砾度、断陷面积很陷，沉积了寺口子

19、组，这时的砾度、断陷面积很不均一。不均一。2 2、渐新世盆地范围继续扩大并且各小断陷基、渐新世盆地范围继续扩大并且各小断陷基本相连成湖。本相连成湖。3 3、渐新世末期经过短暂的沉积间断到中新世、渐新世末期经过短暂的沉积间断到中新世湖盆继续扩大，持续到中新世晚期沉积粒度开始湖盆继续扩大，持续到中新世晚期沉积粒度开始逐渐变粗。说明当时本区处于一种抬升过程。逐渐变粗。说明当时本区处于一种抬升过程。盆地演化盆地演化与周缘新生代断陷盆地对比研究与周缘新生代断陷盆地对比研究鄂尔多斯地块周缘地堑盆地新生代地层沉积速率对比图鄂尔多斯地块周缘地堑盆地新生代地层沉积速率对比图 导致这种明显分异是其位于青藏高原东北

20、缘，中新世末期导致这种明显分异是其位于青藏高原东北缘，中新世末期已受到青藏高原挤压抬升远程效应的影响。已受到青藏高原挤压抬升远程效应的影响。1.1.晚中新世以后宁南盆地趋于消亡沉积范围北移，晚中新世以后宁南盆地趋于消亡沉积范围北移，而周缘盆地却蓬勃发展沉积范围扩大，速率加大。而周缘盆地却蓬勃发展沉积范围扩大，速率加大。2.2.研究区及周缘盆地的现今地貌特征的截然不同，周缘研究区及周缘盆地的现今地貌特征的截然不同，周缘盆地基本为湖相沉积，而研究区却为红粘土、黄土堆积。盆地基本为湖相沉积，而研究区却为红粘土、黄土堆积。不同点：不同点：1.1.盆地及周缘盆地初始断陷局部发生在古新统末盆地及周缘盆地初始断陷局部发生在古新统末期，较大面积断陷发育主要始于始新世。期，较大面积断陷发育主要始于始新世。2.2.盆地及周缘初始拉张时期构造环境相同规模相当盆地及周缘初始拉张时期构造环境相同规模相当,各各盆地断陷还比较有限盆地断陷还比较有限,规模较小规模较小,但均属于统一的发展时期。但均属于统一的发展时期。3.3.中新世以来各盆地沉积范围扩大，研究区在渐新世末中新世以来各盆地沉积范围扩大，研究区在渐新世末期经过短暂的沉积间断之后同周缘其他盆地一同继续接受沉期经过短暂的沉积间断之后同周缘其他盆地一同继续接受沉积，但积，但中新世末开始为一套砾岩中新世末开始为一套砾岩。相同点：相同点：