鄂尔多斯盆地东北缘本溪组～山西组自然伽马高异常的成因及其地质意义

摘要

论文利用50余口岩心、测井资料及样品测试结果的综合分析，对鄂尔多斯盆地东北缘本溪组～山西组自然伽马高异常层的特征、成因及其地质意义进行研究。在研究区本溪组～山西组地层中共识别出8层自然伽马高异常层（自底至顶依次编号为Ga～Gh），其中，本溪组底部（Ga）、晋祠组8、9＃煤层底部（Gc）和山西组5#煤层底部（Ge）三层具有全区可追踪性和对比性。基于异常层粘土矿物组成、测井响应和放射性元素组合等综合分析，指出三层主要伽马异常层岩石类型以火山蚀变粘土岩为主，并结合Ga、Gc和Ge异常层厚度和幅值等参数，查明了Ga、Gc和Ge异常层的平面分布规律，整体呈NW-SE变薄、降低的趋势。并探讨了其它引起自然伽马高异常的岩石类型，如炭质泥岩、火山蚀变凝灰岩和侵入岩等。
　　结合内蒙古造山带同沉积期的岩浆活动研究成果及研究区的沉积相展布探讨了自然伽马高异常层发育的控制因素。研究表明，晚石炭世—早二叠世，受古亚洲洋板块向华北板块不断俯冲、消减的影响，内蒙古造山带于晚石炭世本溪期、晋祠期和早二叠世山23期等发生过多期中酸性火山喷发事件形成了富含 U、Th元素的火山物质，构成Ga、Gc和Ge等主要自然伽马高异常层的物质基础。沉积环境制约了 U、Th等放射性元素的迁移和富集，其中具较强水动力条件和氧化环境的沉积环境（如水下分流河道、障壁砂坝等）利于 U、Th等放射性元素的迁移，而具还原和较弱水动力条件的沉积环境（如泻湖、泥坪、泥炭沼泽、分流间湾等）形成对放射性元素具较强的吸附性能的暗色泥质沉积物，促进了 U、Th元素的沉淀富集，利于自然伽马高异常层发育。
　　从烃源岩演化和精细的地层划分对比两方面探讨了自然伽马高异常的地质意义。研究表明，Ga、Gc、Ge层的平均生热率占盆地岩层平均热流值的比重分别为74％，36%和32%，认为异常层段岩层U、Th等放射性元素释放的热量具较大的热流值贡献，加速了烃源岩的热演化；自然伽马高异常层具自然伽马曲线形态呈“指形或剑形”、高钍铀、高声波时差、低电阻和中—低密度、层位稳定、分布广泛等显著的识别标志，在无芯钻井及缺乏海相标志层的陆相井区，可利用自然伽马曲线响应、辅以其它测井曲线开展精细的小层划分与对比。

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1 前言

1.1选题依据及意义（Research Foundation and Significance）

1.2研究现状及存在问题（Research Acuality and Existed Problems）

1.3研究内容（Research Content）

1.4研究思路及方法（Research Route and Methods）

1.5完成工作量（Workload Accomplished）

2 区域地质概况

2.1研究区位置（Position of Research Area）

2.2地层特征（Stratigraphic Characteristics）

2.3 内蒙古造山带的构造特征及其沉积期岩浆活动（Structure Characteristics and Magmatic Activity of Inner Mongolia Orogenic Belt）

2.4 研究区晚古生代构造沉积演化（ Tectonic Sedimentary Evolution of Upper Paleozoic in The Northeastern Ordos Basin）

3 自然伽马高异常层沉积特征及其分布

3.1 本溪组～山西组沉积相特征及展布（ Characteristics and Distribution of Sedimentary Facies from Benxi to Shanxi Formation）

3.2 自然伽马异常层的识别及对比（ The Identification and Correlation of High Natural Gamma Anomaly）

3.3自然伽马高异常层的岩石学特征（Petrological Characteristics of High Natural Gamma Anomaly）

3.4自然伽马高异常的分布特征（Distribution Characteristics of High Natural Gamma Anomaly）

3.5小结（Brief Summary）

4 自然伽马高异常的成因分析

4.1 沉积期火山活动为放射性元素富集提供物质来源（Source of Radioactive Elements Supplied by Volcanic Activity during Sedimentary Period）

4.2 沉积环境对放射性元素迁移和富集的控制作用(The Sedimentary Environment’s Control over Migration and Enrichment of The Radioactive Elements)

4.3古气候对放射性元素富集的影响（Effect of Paleoclimate on Enrichment of The Radioactive Elements）

4.4自然伽马高异常的形成机制（The Formation Mechanism of High Natural Gamma Anomaly）

4.5小结（Brief Summary）

5 自然伽马高异常的地质意义

5.1对烃源岩演化具一定的催化作用（Impact on Source Rocks’ Evolvement）

5.2 可作为地层划分与对比的等时性标志层（Isochronal Marker Bed Applied to Division and Correlations of The Strata）

5.3小结（Brief Summary）

6 结论和认识

参考文献

作者简历

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