黑龙江东部盆地群晚中生代层序地层学研究

陈秀艳 刘招君 何玉平 和钟铧 张月巧

（1.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061；3.中海石油研究中心，北京 100027；4.中国石油勘探开发研究院，北京 100083）

黑龙江东部盆地群晚中生代层序地层学研究

陈秀艳1刘招君2何玉平3和钟铧2张月巧1，4

（1.中国地质大学（北京）能源学院，北京 100083；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春 130061；3.中海石油研究中心，北京 100027；4.中国石油勘探开发研究院，北京 100083）

根据露头、岩心、测井、地震、古生物及地化分析资料，建立三江、勃利、鸡西及虎林盆地晚中生代层序地层格架。通过构造事件、海侵事件、火山事件及各种事件引起的古生物变化和沉积旋回性进行盆地间对比及演化特征分析，共识别出2个巨层序、5个超层序、20个层序。从下至上，超层序A至超层序E分别对应挤压阶段、初始断陷阶段、整体沉降阶段、再次引张裂陷及萎缩破坏阶段。其中，城子河组至穆棱组超层序C全区发育，可进一步识别为层序Ⅵ—Ⅷ，其发育遵循从东向西、从南向北逐渐扩展的规律，沉积中心位于勃利盆地中部，因此其层序发育最全，个数最多。在此基础上，分析了构造和海平面变化是影响层序地层发育的主要因素。构造沉降控制巨层序、超层序发育及盆地内残余层序展布，海平面变化控制层序演化过程。

晚中生代；层序地层对比；层序格架；黑龙江东部盆地群

黑龙江东部盆地群作为“大庆外围找大庆”的重点目标区，目前已经取得大量研究成果。前人根据现在盆地所处的地质地貌格局认为它们是分割的、孤立的断陷盆地，各单元是独立的含油气系统［1-3］。然而，进一步的研究结果表明现今各盆地城子河组至穆棱组时期沉积充填特征相似；在不同盆地中发育可对比的海相夹层［4-8］；盆地边界断层多为破坏性逆冲断层［9］，并且未见边缘相沉积。

这些证据表明：黑龙江东部现今孤立的盆地在城子河组至穆棱组时期为统一近海原型盆地。在此基础上，借鉴国外近海陆相层序地层学理论，开展该地区层序地层学研究，对下一步油气勘探具有重大指导意义。

1 区域地质概况

黑龙江东部晚中生代盆地群处于不同的大地构造单元，主体位于佳木斯地体之上。西以牡丹江断裂为界与小兴安岭-张广才岭地块相接；东以大和镇断裂为界与那丹哈达岭地体毗邻；南与兴凯地体相邻（见图1）。

图1 黑龙江东部大地构造示意

区内中生代盆地包括三江、勃利、鸡西、虎林、汤原断陷、鹤岗和宁安盆地，文中重点分析三江、勃利、鸡西及虎林盆地北部七虎林河坳陷。研究区发育的中生代地层为鸡西群和龙爪沟群，从下至上主要有上侏罗统绥滨组、东荣组；下白垩统滴道组（裴德组）、城子河组（七虎林组+云山组）、穆棱组（珠山组）、东山组；上白垩统猴石沟组、海浪组、七星河组、雁窝组（见表1）。

2 层序格架的建立与对比

研究区层序研究充分利用实测的19条野外地质剖面，66口钻井录井和测井资料，9口井共计1 239.76 m岩心资料，以及12 774 km的二维地震资料。通过准确识别层序界面，分别建立三江、勃利、鸡西及虎林盆地侏罗系—白垩系层序地层格架。由于受构造及沉积演化的影响，各盆地层序发育情况不同，在分析各盆地层序格架的基础上，根据构造事件、海侵事件、火山事件、升温事件及各种事件引起的沉积旋回性，对比相似成因的层序界面，进一步确定其等时性。其中，超层序的对比要分析上下界面构造事件产生的区域性角度不整合，三级层序对比则要注意海侵事件及层序内部沉积旋回相似性对比。如研究区内广泛发育的超层序C，上下界面均为角度不整合或局部角度不整合，依据海侵期次、规模，煤层数量、旋回，古生物种类及局部构造，可将超层序C中的三级层序进行对比。

表1 黑龙江东部盆地群晚中生代层序地层划分

3 研究区晚中生代层序格架特征

通过综合对比分析，研究区共识别出2个巨层序、5个超层序、20个层序（见表1）。

3.1 超层序A

超层序A对应晚侏罗世挤压阶段，仅在三江盆地绥滨坳陷发育，包括层序Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。层序Ⅰ分布很局限，在地震SB-97线最东端有所揭示，层序Ⅱ、Ⅲ分布范围逐渐增大，对应地层受古地形影响在绥滨坳陷中部滨参1井附近相对较厚，向东西两侧减薄。

3.2 超层序B

超层序B对应盆地初始断陷阶段。此时，绥滨地区隆升剥蚀，勃利盆地中部、虎林盆地北部及鸡西盆地北部开始沉降，发育层序Ⅳ、Ⅴ。层序Ⅳ、Ⅴ中均含有火山岩夹层，体现出盆地初始断陷的沉积特点。

3.3 超层序C、D

层序Ⅴ沉积后，经过短暂的局部沉积间断，黑龙江东部盆地群在初始裂陷基础之上进入整体沉降阶段，形成统一弧后近海盆地，超层序C、D逐渐发育，成为研究区内的主体层序。

超层序C对应盆地整体沉降阶段，可划分为8个三级层序，层序Ⅵ—；超层序D为小规模的再次引张裂陷，划分为层序、ⅩⅤ。层序Ⅵ—发育过程遵循从东向西、从南向北逐渐扩展的规律，沉积中心位于勃利盆地中部，因此其层序发育最全，个数最多。

层序Ⅵ、Ⅶ是由于海水沿七虎林河坳陷进入研究区而形成，沉积中心在虎参1井附近。层序Ⅷ分布范围从虎林、勃利盆地向鸡西盆地扩展，已经波及到鸡参1井，并且沉积中心已经转移到勃参1、勃参2井附近。同时，在绥滨坳陷西北部滨1井再次接受沉积，发育层序Ⅷ，而西南部滨参1井不发育该层序，表明绥滨坳陷在城子河时期从北部开始沉降，并且伴随有来自北部的海侵事件。

层序Ⅸ沉积范围进一步扩大，东西向贯通虎林盆地及勃利盆地，沉积中心仍在勃利盆地，该时期是主要的成煤期。

3.4 超层序E

超层序E对应盆地萎缩破坏阶段，可识别出层序ⅩⅥ—ⅩⅩ，并且在三江盆地的前进坳陷最发育，其他盆地剥蚀严重。这一阶段，各盆地孤立存在，各盆地层序发育不受统一湖平面影响。

4 层序发育影响因素

控制层序形成的因素有：构造沉降、海平面变化、沉积物供给速率、气候等［10］。其中，构造沉降和海平面变化是影响黑龙江东部晚中生代盆地群层序发育的最主要因素，而沉积物供给速率和气候作为次要因素影响层序内部结构和岩性组合。

4.1 构造因素对层序的影响

研究表明，构造作用是影响该区层序发育的主要因素，并且区域构造主要控制一、二级层序（巨层序和超层序）的发育，局部构造控制了现今盆地内残余层序及其展布。研究区内上侏罗统与白垩系界面T4-3，东山组顶部界面T4（见表1）分别与燕山运动的第一幕和第三幕造成的区域不整合相对应。东山组之后发生的构造反转规模较大，也使得各盆地在该时期形成明显的角度不整合（见图2）。

图2 三江盆地绥滨坳陷地震剖面45线

进一步通过对研究区内部分井构造沉降史分析及剥蚀量计算，发现穆棱组与其上覆地层之间发生过局部构造运动，局部的剥蚀作用使得现今盆地群中穆棱组（珠山组）三级层序以绥滨坳陷保留最完整，各层序体系域发育完整；其次为鸡西盆地和勃利盆地；虎林盆地残留保存最不完整。

4.2 海平面变化对陆相层序的影响

海平面变化对近海环境非海相层序发育的控制作用已有许多研究实例［11-12］，它能够间接反映陆相环境下的层序特征。黑龙江东部晚中生代盆地群存在多期海侵事件。研究表明：城子河组早期，海侵最先来自虎林盆地东侧，因此，下云山组层序Ⅵ、Ⅶ最早在虎林盆地和勃利盆地东部发育，稍后绥滨坳陷北部发生海侵，层序Ⅷ开始在绥滨发育。城子河组晚期和穆棱组早期2个方向的海侵达最大范围，南北贯通，研究区内形成统一近海盆地，受统一基准面变化所影响，层序Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ在各盆地同步发育，而该时期也恰恰是全球海平面变化曲线上的最大海泛时期，同时也与二级层序最大湖平面相对应。因此，对于近海的黑龙江东部晚中生代盆地群而言海侵直接影响层序发育特征。

其次，沉积物供给速率与其他因素一起共同起作用，它影响着层序内部各体系域的特征及沉积时期的地层厚度［13］。而气候主要影响层序内部岩石组合、古生物组合和地球化学特征，由于城子河组沉积时期，气候整体温暖潮湿，因此是主要的成煤期。

5 结论及讨论

综合各种资料对比分析，将黑龙江东部晚中生代盆地群划分为2个巨层序、5个超层序、20个层序。其中，超层序C城子河组和穆棱组在全区最发育，认为黑龙江东部盆地群在该时期整体沉降为统一近海坳陷盆地，发育（扇）三角洲—滨浅湖—半深湖—湖底扇的沉积格局，并且伴随有多次海侵事件［9］。综合层序与沉积分析，城子河组与穆棱组应为该区油气勘探的重点层位。

下一步亟待解决的问题有2个：1）构造运动如何破坏统一盆地、破坏的时间，以及破坏后的构造格局哪些部位易于形成有利圈闭？2）统一大盆地围绕烃源岩周围有多个物源供给，哪些砂体能形成有效储层？这些问题的研究对下一步油气勘探的突破具有重要意义。

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Research on sequence stratigraphy of Late Mesozoic in basin groups of East Heilongjiang

Chen Xiuyan1Liu Zhaojun2He Yuping3He Zhonghua2Zhang Yueqiao1，4
(1.School of Energy Resources,China University of Geosciences,Beijing 100083,China;2.College of Earth Sciences,Jilin University, Changchun 130061,China;3.Petroleum Research Center,CNOOC,Beijing 100027,China;4.Research Institute of Petroleum Exploration &Development,PetroChina,Beijing 100083,China）

Based on the data analysis of outcrop,core,logging,seismic profile,palaeophyte and geochemistry,the sequence stratigraphic frameworks of Late Mesozoic in Sanjiang,Boli,Jixi and Hulin Basins are established in this paper.The comparison and the analysis of evolution characteristics among the basins are conducted in terms of the palaeontologica change and the sedimentary cycle caused by tectonic movements,ingression events,volcanic events.Two megasequences,five supersequences and twenty sequences are identified.Supersequence A to supersequence E separately correspond to the extruding stage,initial faulted stage, entire subsidence stage,extension faulted stage again and shrinking damage stage from upper to lower.When Chengzihe and Muleng Formation deposited,the supersequence C distributed widely over the area.It can be subdivided into sequenceⅥ-,developed gradually from east to west and from south to north.Sedimentary centre is located in the middle part of Boli Basin,so the quantity of sequence in it is the most.Tectonic and sea level changes are the main controlling factor of sequence stratigraphic development.The tectonic subsidence controls the megasequence,supersequence development and the distribution of relict sequences within basin. Sea level change dominates the sequence evolution.

Late Mesozoic;sequence stratigraphy correlation;sequence framework;basin groups of East Heilongjiang

国家专项“大庆探区外围中、新生代断陷盆地群演化与油气远景”（XQ-2004-07-03）资助

TE121.3+4

：A

1005-8907（2011）02-158-04

2010-07-30；改回日期：2011-01-09。

陈秀艳，女，1979年生，在读博士研究生，主攻矿产普查与勘探专业。E-mail：xiuyanchen1004@163.com。

（编辑王淑玉）

陈秀艳，刘招君，何玉平，等.黑龙江东部盆地群晚中生代层序地层学研究［J］.断块油气田，2011，18（2）：158-161. Chen Xiuyan，Liu Zhaojun，He Yuping，et al.Research on sequence stratigraphy of Late Mesozoic in basin groups of East Heilongjiang［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2011，18（2）：158-161.