东濮凹陷北部古近系沙三段地球化学特征及地质意义

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1、第37卷第2期2010年4月中国地质GEoLoGYINCHINAV01．37．No．2Apr．，2010东濮凹陷北部古近系沙三段地球化学特征及地质意义程岳宏1于兴河1韩宝清2杜海峰3白振华·(1．中国地质大学(北京)能源学院，北京100083；2．中国石油化工股份公司中原油田分公司，河南濮阳457001；3．陕西省西安市延长集团研究院，陕西西安710075；4．中国石油勘探开发研究院，北京100083)提要：沉积岩的微量元素和稀土元素蕴含了大量的地质信息．对研究物源区性质与沉积环境的重塑具有重要的指导意义。本文研究了渤海湾盆地东濮凹陷古近系沙河街组沙三段泥岩和

2、盐岩的微量元素及稀土元素的地球化学特征。结果表明：微量元素Sr、Ba丰度高，其他Rb、V、Ni、Mn、Fe、Cr、Br等元素含量较低，多数微量元素含量比同类岩石克拉克值偏高；∑REE为47．1×：n～268．02x10-6，平均值为181．55x10-t，接近于后太古宙页岩(娜)的平均值，高于大陆上地壳(UCC)平均值。轻稀土与重稀土总量的比值为7．96~11．46。平均值为9．71，其分配模式表现为轻稀土富集，重稀土相对亏损，整体特征为“右倾斜型”，但重稀土元素为较平坦。铕(Eu)具有明显的亏损(0．48"4)．70)，铈(Ce)轻微亏损(0．89"-0．9

3、7)。而盐岩样品中所含微量元素和稀土元素含量普遍很少。通过对样品中Sr／Cu、V／Ⅳ+Ni)、(h／n)N、Sr／Ba、6ce和Ceanom等特征参数的分析，总结出沙三段属于陆相沉积，处于还原、厌氧、咸水沉积环境；根据La／Th—Hf和Co／Th—La／Sc源岩判别图解、Eu、6Eu以及REE—La／Yb等组合特点。显示源岩主要为中酸性长英质岩石(花岗岩)和混合长英质岩／基性岩，古老沉积岩对其贡献不大，主要来自内黄隆起和鲁西隆起的碎屑物质。关键词：东濮凹陷：微量元素；稀土元素：物源属性中图分类号：P588．21文献标志码：A文章编号：1000-3657(201

4、0)02-0357-10沉积岩中微量元素和稀土元素已被地质界广泛关注和深入研究．由于某些微量元素及其比值受风化、搬运、沉积和成岩以及变质作用的影响甚少，因此。这对识别盆地演化史、沉积古气候、古环境及沉积物的物质来源和构造背景均具有十分重要意义嗍。近年来的研究表明．沉积物的陆源成分中某些元素。如Th、Sc、Co、zr、Hf、Nb和稀土元素(ILEE)在水体中停留的时间比较短．可以快速、等量地转移到细粒沉积物中。可作为沉积岩物源的有效示踪剂．其地质意义更加突出[7-111。东濮凹陷古近纪沙三段是油气的有利储集层位。厚度大，油气资源丰富，前人从岩心、钻井、测井和地震

5、资料人手，对其构造、沉积相类型、盐岩成因、成藏机理和勘探开发等方面进行了较为深入的研究畔q．而对本区的地球化学特征方面的研究甚少．文献资料也较少。可是。目前中国仍处于油气资源紧张的局势，进一步加大勘探开发的力度也是势在必行。因此，从地球化学角度研究该区的沉积环境、物源属性也具有重要意义。本文主要通过分析东濮凹陷沙三段泥岩和盐岩中的微量元素和稀土元素丰度、组合特征等．研究该区的物源区性质．并对古沉积环境进行重建，进而对下一步勘探开发奠定基础。收稿日期：2009—08—12；改回日期：2010-02一01基金项目：科技重大专项东濮凹陷精细勘探关键技术(2008ZX

6、05000q)06)资助。作者简介：程岳宏．男，1985年生，硕士生，从事油气储层沉积学与层序地层学研究；E—mail：cyhdd6204106@126．cord。通讯作者：于兴河。男，1958年生，教授，博士生导师，主要从事沉积学和油气地质学研究；E-mail-bil}yll@cugb．edu．cn。358中国地质2010钷1区域地质概况东濮凹陷位于华北地台渤海湾含油气盆地群西南缘临清坳陷的东南部，它横跨河南、山东两省．东侧以兰聊断裂为界与鲁西隆起为邻，西侧以五星集、石家集、长垣等断裂为界与内黄隆起相接。南以封丘北断层为界与兰考凸起相邻。北以马陵断层为界与莘

7、县凹陷相望。地理坐标位于东经114022，～115040，北纬30040'～35057’．凹陷南北长约140km。南宽约62km，北宽约16km．总体上呈北北东(NNE)向延伸、北窄南宽、多沉积韵律，为新生代断陷盐湖盆地．面积约5300km2(图1)。东濮凹陷早期呈箕状东断西超，晚期双断式的断陷湖盆，总体上受断裂构造。特别是传递带的控制．使盆地具有“东西分带、南北分区”的特征．表现为“两洼一隆一陡一斜坡”的构造格局Ⅲsl。古近纪该凹陷主要由孔店组、沙河街组和东营组充填。沉积地层厚约5000m．并经历了三期幕式张裂活动．即沙四期为初始裂陷阶段、沙三期为强烈裂陷阶

8、段、沙二一东营期为萎缩阶段【切。东濮凹