阿巴拉契亚盆地中泥盆统马塞勒斯组厚度变化及层序地层——对阿卡迪亚前陆盆地演化的意义

摘要

对中泥盆统马塞勒斯组（Marcellus）900多条测井曲线的分析表明，该组地层包含两个三级海侵-海退（T—R）层序，从下到上分别是MSS1和MSS2。石英、粘土、碳酸盐、黄铁矿及有机碳成分对开发新兴的马塞勒斯组页岩气藏至关重要，在本文所建立的层序地层格架内，这些矿物成分的变化是可以预测的。马塞勒斯组海侵-海退层序和岩性地层单元的厚度变化是多种因素共同作用的结果，包括阿卡迪亚期逆冲断层加载诱发的沉降、短期基准面升降及基底构造复活等。在盆地东北方向上，马塞勒斯组的两个海侵-海退层序（尤其是MSS2层序）都快速增厚，这说明在阿卡迪亚造山早期，这里的可容纳空间比较大而且紧邻碎屑物源。但在盆地距离物源区更远的西部地区，海侵-海退层序厚度有局部变化，这是始寒武纪继承性基底构造在阿卡迪亚板块汇聚作用下重新活动的结果，包括Rome地堑和北西走向的垂直走向的构造不连续面。幕式地块位移引起阿巴拉契亚盆地局部地区翘曲，导致在沉积中心附近形成北东-南西向的非补偿沉积区和／或侵蚀区，而在沉积中心则发育了海退体系域沉积。地块运动始于早泥盆世晚期，首先造成宾夕法尼亚州西北部奥里斯坎尼组（Oriskany）砂岩变薄并使其局部遭到侵蚀。本次研究不仅提供了一些依据，有助于为进一步勘探马塞勒斯组页岩气而建立一个层序地层预测模型，而且还说明这个前陆盆地构造复杂，远非简单的挠曲模型可解释的。