C盆地为一中新生代断坳盆地, 盆内广泛分布侏罗纪、白垩纪和早第三纪的红色陆相碎屑岩系, 盆地边缘出露晚三叠世地层, 沉积厚度逾万m, 其中上三叠统泥页岩特别是海相沉积部分具有较大的生油潜力, 生油岩厚达1 000余m.其上覆的侏罗系、白垩系陆相沉积亦有100~200 m暗色泥岩层段, 具有生油条件.此外, 上古生界中泥盆统在盆地周边地区发现多处油苗, 也极具勘探价值.盆地内海拔高度一般在1 500~2 000 m之间, 相对高差700 m左右, 地形切割剧烈, 山峦迭障, 沟壑纵横, 地震勘探实施难度大、成本高, 且方法技术不过关, 效果不理想.

该区曾做过1∶20万重力勘探, 并分近、中、远区对全区重力资料统一进行地形改正(地改半径166.7 km), 经地形改正后异常精度为0.51×10^-5 m/s².1∶10万高精度航磁测量, 测量总精度为1.75 nT.另外, 还做了相当数量的大地电磁(MT) 测量工作、地面地质研究工作以及钻测井.充分利用重力、航磁、MT资料并结合地质研究成果开展综合解释^[1]是进一步客观揭示盆地区域地质构造的重要举措.本文列举的某测线(剖面走向为北西向) 的综合解释成果也说明了综合解释的重要性及其意义.

1.   岩石物性分析

1.1   密度分析

据本区万余块标本实测密度资料, 全盆地沉积岩密度界面明显, 主要有三: (1) 下第三系与基底(Pre-T₃) 的密度差为0.24 g/cm³; (2) 白垩系、侏罗系与基底的密度差为0.08~0.15 g/cm³; (3) 三叠系与基底的密度差为0.13 g/cm³.另外, 从岩浆岩密度统计表(表 1) 可以看出, 据岩浆岩侵入的地层部位不同, 可产生幅值不等的岩浆岩异常.

表  1  岩浆岩密度统计

Table  Supplementary Table   Statistics for density of magma rocks

下载: 导出CSV 

| 显示表格

1.2   磁化率分析

据标本实测资料, 中、新生界盖层一般为无磁性或呈弱磁性; 变质岩除混合岩之外, 呈无磁或弱磁性; 引起磁异常原因主要为岩浆岩(表 2), 一般自超基性岩至酸性岩磁性逐渐减弱.

表  2  岩浆岩磁化率统计

Table  Supplementary Table   Statistics for specific magnetization of magma rocks

下载: 导出CSV 

| 显示表格

表  3  地层电阻率统计

Table  Supplementary Table   Statistics for electrical resistivity of strata

下载: 导出CSV 

| 显示表格

1.3   电阻率分析

通过岩石电性分析, 特别是全区露头电阻率测定数据统计, 下第三系(E)、白垩系(K)、上侏罗统(J₃) 为一套表层高阻层, 中侏罗统(J₂) 为一套低阻层, 下侏罗统(J₁) 为一套高阻层, 上三叠统(T₃) 为区域性低阻层, 元古宇(PT) 为变质岩, 电阻率较高, 岩浆岩电阻率最高.

通过以上岩石物性分析表明, 首先根据MT、地质资料来确定上三叠统顶、底界面的起伏; 然后以MT、地质资料及岩石物性资料建立地质地球物理初始模型, 通过重力正反演确定第三系分布并调节上三叠统顶、底界面的起伏; 最后利用重、磁、电、地质资料共同确定岩浆岩分布.

2.   MT资料反演

如图 1所示, 以38—39号测点为界电阻率可分为南北两段, 北段电阻率总体为高阻, 南段电阻率总体为低阻.值得一提的是北段基底为高阻基底, 电阻率最高可达数千Ω·m; 南段基底为低阻基底, 电阻率小于150 Ω·m, 基底电性的差异反映出南北沉积构造环境、沉积厚度、盖层构造的差异.

图  1  MT一维连续介质反演(等值线单位为Ω·m)

Fig.  1.  One dimension continuous media inversion of MT

下载: 全尺寸图片 幻灯片

北段电阻率在纵向上从上到下可分为高、低、高三套电性层, 第一套电性层电阻率可达1 000 Ω·m, 对应地层为侏罗、白垩、第三系, 为一套表层高阻层(含有火成岩, 叙述见后), 在10—18号测点高阻层较厚, 最厚可达2 000 m; 第二套电性层电阻率50~100 Ω·m, 该套地层成层分布, 平缓且较连续, 对应地层为上三叠统, 厚度范围600~2 000 m, 最厚处位于10—17号测点, 从9号测点往北该套地层逐渐减薄、抬升直至在1—2号测点出露地表, 据此, 可较容易标定追踪这套低阻目的层, 从17号测点往南该套地层也逐渐减薄至200 m左右, 过28号测点后又逐渐加厚至上km; 第三套电性层为一套高阻层, 成块状分布, 电阻率最大可达数千Ω·m.

南段电阻率在纵向上从上到下可分为高、低、高、低、高五套电性层, 但只有第三、第四电性层分层较明显.第一套电性层为一套表层高阻层, 电阻率50~100 Ω·m, 厚度横向变化不大, 对应地层主要为白垩系及上侏罗统; 第二套电性层为一套低阻层, 电阻率小于50 Ω·m, 对应地层为中侏罗统; 第三套电性层为一套高阻层, 电阻率大于100 Ω·m, 最大可达300 Ω·m, 厚度横向变化大, 从2 000~5 000 m, 对应地层为下侏罗统; 第四套电性层为一套低阻层, 低阻特征较为明显, 对应地层应为上三叠统; 电阻率较北段上三叠统电阻率要小, 最小只有10 Ω·m, 厚度变化不大(2 000~3 000 m), 但起伏较大.第五电性层对应为前晚三叠世地层, 与南段前晚三叠世地层有较大差别.

3.   综合地质地球物理解释

图 2是综合地质地球物理解释剖面, 现详细描述如下.

图  2  综合地质地球物理解释剖面

石英闪长岩; 2.花岗岩; 3.正长斑岩; 4.火成岩

Fig.  2.  Comprehensive geological and geophysical interpretation section1.

下载: 全尺寸图片 幻灯片

3.1   北段

1—5号测点, 重力布格异常在平面图上为向北逐渐升高的东西向梯度带; 航磁异常为一东西走向的宽缓正异常, 强度大于200 nT (但在本测线异常强度只有58 nT, 且异常形态不完整), 在此异常范围内3号测点北东约11 km处, 零星出露下元古界变质岩及晋宁期石英闪长岩(δo₂), 宽缓的东西向磁异常表明了闪长岩体的分布及走向.MT在1—12号测点为一高阻块状异常体, 电阻率达1 000 Ω·m以上, 最高可达3 000 Ω·m, 往南电阻率略降, 电阻率可达1 000 Ω·m; 重力定量计算表明, 该异常体密度约为2.57 g/cm³左右; 在该剖面上, 该异常体水平距离达40 km; 综合重、磁、电、地质资料, 推测此异常体为低密、高磁、高阻的晋宁期侵入到下元古界内的石英闪长岩(据表 1, 吕梁期石英闪长岩密度变化范围为2.54~3.06 g/cm³).

11—13号测点, 航磁异常为区域负磁场背景上的磁力高值, 异常尖陡呈椭圆状(长轴为北西向, 与测线方向相同), 异常强度可达21 nT, 据地面地质资料该异常与出露的正长斑岩范围吻合, MT显示为表层高阻, 电阻率可达1 000 Ω·m, 但范围比航磁异常要大, 说明此异常体电性较稳定, 但磁性变化较大; 重力显示为一个幅值不大的局部重力高.综合MT、重力及地质资料, 该异常显然是喜山期沿断裂侵入的碱性岩的反映.

12—17号测点, 在上三叠统之下存在相对高阻地层, 电阻率达数百Ω·m, 同时考虑到其北侧块状高阻为侵入到下元古界的火成岩体, 故推测为下元古界.

15—28号测点, 据地面地质资料, 第三系分布在15—28号测点之间, 据岩石物性资料侏罗系、白垩系、第三系均为高阻层, 因此, 只根据MT资料无法区分第三系与侏罗系、白垩系, 但由于第三系与侏罗系、白垩系有较大的密度差异, 因此, 以MT解释成果构成初始重力模型, 用MT资料及地质资料约束重力资料的反演, 较为可靠地得到了第三系的起伏及厚度.从图中可见, 最厚处位于17—18号测点之间, 达1 600 m.

17—30号测点, 中、新生界在此减薄, 其下为一高阻块状异常体, 电阻率值大于1 000 Ω·m, 最高可达6 000 Ω·m, 在剖面上, 异常体水平距离约40 km; 化极后的航磁异常在此非常平静, 无任何异常显示, 而重力异常为一大型重力低值区, 范围与高阻异常体范围相当, 幅值近9×10^-5 m/s², 重力定量计算表明, 该异常体密度约为2.58 g/cm³; 据地面地质资料, 在该异常东北30 km处有老地层出露地表, 并从东北向西南(该异常处) 逐渐倾没, 考虑到中新生界在此减薄这一事实, 表明它为一古隆起, 但从高阻、低密、无磁这些特征来看, 该异常体为晋宁期花岗岩(表 4).

表  4  异常体性质分析

Table  Supplementary Table   Character analyses of the anomaly body

下载: 导出CSV 

| 显示表格

32—38号测点, 上三叠统之下存在块状高阻异常体, 电阻率最高可达上千Ω·m; 航磁异常显示为区域负磁场背景上的磁力高值, 异常较宽缓, 呈等轴状, 异常强度可达11 nT左右, 对航磁ΔT化极异常进行视深度滤波处理^{[2, 3]}, 反演质心深度为10 km (图 3); 前已述及38—39号测点南北两边电阻率存在着巨大差异, 推测在块状高阻异常南侧为一巨大的逆断层, 断距可达4 000余m, 而块状高阻异常体为沿断裂侵入的燕山期火成岩体, 从南北两侧上三叠统及侏罗系的厚度来看, 该断层在燕山早期为一正断层, 有一定的断距(从现存上三叠统厚度来看, 断层北侧约为1 000 m, 南侧为2000余m), 早、中侏罗世断距加大(北侧侏罗系厚度约1 000 m, 南侧侏罗系厚度4 000~8 000 m), 在燕山晚期由于受到由西向东的区域挤压后转变为逆断层.

图  3  航磁ΔT化极异常视深度滤波断面(等值线单位为10^-5?m·s^-2)

Fig.  3.  Apparent depth filtering section of aeromagnetic anomaly

下载: 全尺寸图片 幻灯片

3.2   南段

南段侏罗系较厚, 最厚处位于41—49号测点, 可达8 000 m以上; 从图 2中可见下侏罗统为一套层状高阻地层, 厚度横向变化较大, 电阻率最大可达400 Ω·m, 高阻层最厚处于41—49号测点, 可达5 000 m.南段目的层(T₃) 有明显的低阻显示, 容易分辨, 目的层较北段加深, 且褶皱较北段强烈.

39—41号测点之间为一地面构造, MT明显为一上三叠统背斜构造, 埋深5 000 m左右, 不仅构造幅度大, 且该构造上下侏罗统减薄, 重力一阶导数有局部异常显示, 幅值为5×10^-9 m/s².

49—57号测点, MT显示为一巨大背斜构造(56号测点为其一局部高点), 从地面地质资料可知54号测点为一地面背斜构造, 该处的钻井在5 236.8 m未钻穿侏罗系后被迫放弃, 从图 1, 图 2中可见, 下侏罗统在此处加厚, 而目的层在此无局部高点构造显示(目的层上三叠统顶埋深6 000 m), 说明了侏罗系内高阻地层的加厚使地面构造与地下构造不符, 钻探的失利也说明这一点.另外, 从测、录井资料可知, 从3 079~4 996.45 m (对应下侏罗统高阻层), 岩性为砂岩、泥质砂岩, 电阻率大于100 Ω·m, 一般为200~300 Ω·m; 而MT反演的电阻率值为100~250 Ω·m, 二者较吻合.56号测点同样位于一地面构造上, MT显示的上三叠统背斜明显, 埋深为5 000 m左右, 构造幅度较大, 侏罗系高阻层在此减薄, 重力一阶导数有局部异常显示, 范围较大, 幅值5×10^-9 m/s².

4.   结论

(1) 确定了第三系的分布及厚度, 最厚约1 600 m. (2) 确定了侏罗、白垩系的分布及厚度, 侏罗系厚度变化较大(0~8 500 m). (3) 确定了上三叠统的分布.北段上三叠统起伏和缓, 变形较弱, 厚度较薄(最厚可达2 000 m), 埋藏较浅; 南段上三叠统起伏剧烈、变形较强, 厚度稳定且较厚(最厚可达3 000 m), 埋藏较深. (4) 识别出4处火成岩体. (5) 确定出一条非常重要的逆断层.该断层先正后逆, 断距可达4 000 m, 逆断层两侧电性存在着巨大的差异.北段总体呈高阻, 南段整体呈低阻, 基底电性明显不同, 表明了以逆断层为界, 南北沉积环境、沉积厚度、盖层构造的差异. (6) 由于逆冲推覆, 下侏罗统内高阻层加厚, 导致地面构造与地下构造不符或偏移, 因此, 需多种资料共同确定局部构造位置. (7) 为了在该区取得突破, 建议加深54号测点钻井深度, 进一步查证上三叠统厚度及含油气性.