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【历史地理研究】陇东与鄂尔多斯盆地地质环境概述

作者:张多勇   发布时间:2010-11-02 20:04:26   浏览次数:2062

内容提要:今天被行政区划划分为陕甘宁蒙四省区的鄂尔多斯盆地在地质时期属于同一地理单元;今天在西部大开发中具有能源基地的区际优势。文章就鄂尔多斯盆地的地质环境、能源优势做了简略概述,认为应将地跨四省区的鄂尔多斯盆地这一地理单元作为一个区域共同体来看待,并进行相关的研究。

关键词:    鄂尔多斯盆地;地质环境   能源基地; 概述 

今天甘肃陇东的庆阳市、平凉市,陕北的延安市、榆林市、铜川市北部、咸阳市北部,宁夏大部,内蒙古黄河以南鄂尔多斯高原的鄂尔多斯市(原名伊克昭盟),在地质年代上属于同一个地质单元━━鄂尔多斯盆地。在鄂尔多斯盆地具有得天独厚的资源优势,有丰富的石油和天然气资源;[]在盆地周围分布着丰富的煤矿,是世界上少有的几个巨型聚煤盆地之一。煤炭储量丰富,居全国各主要盆地首位,保有储量占全国的1/3还多。鄂尔多斯盆地是国家级的能源基地。随着我国经济的发展,能源供应的紧张,对鄂尔多斯盆地的储备能源已进行大规模开发。我们有必要对额尔多斯的地质环境和研究现状做一梳理,以利于经济建设。

1.鄂尔多斯盆地的范围

盆地北至黄河大拐弯的伊盟隆起;南至渭北高原,即关中的北山,从黄龙山经铜川背斜、永寿梁、崔木梁、岭山(凤翔县北端)至宝鸡,地质上属于祈吕贺山字型构造体系的前面弧;1东至晋陕交界的黄河谷地,包括吕梁山以东;西包石嘴山-银川-固原大向斜,贺兰山-六盘山以东,属于祈吕贺山字型构造体的东侧盾地。2

该盆地地跨陕、甘、宁、内蒙四省区。全区土地面积近37×104km2,人口4700余万,耕地面积约18×108ha。该地区土地辽阔,煤炭、石油、天然气等矿产资源丰富,在今天经济开发中具有共同的能源基地的区际优势,在历史时期是相互关联的战略要地,在文化上具有共同的地域性,因此本文将其作为一个统一的地理区域,进行一些相关的研究,并在文中称为鄂尔多斯盆地或鄂尔多斯地区。

2. 鄂尔多斯盆地的地质环境

2.1 中生代地质

鄂尔多斯盆地中生代上三叠纪是一套以大型内陆坳陷盆地为背景,3以河流和湖泊相为主的陆源碎屑岩沉积,底部与中三叠纸坊统呈假整合接触,顶部受到不同程度的剥蚀,与侏罗系下统延安组呈假整合接触4。该盆地在三叠纪为极不对称的西陡东缓,由北西向南东倾伏的内陆箕状坳陷盆地,晚三叠世盆地周边水系发育,河水携带碎屑物质从西边的宁夏古隆、六盘山古隆起、陇西古隆起入湖,形成一系列向盆地中心发育的河湖三角洲裙,半深湖━━深湖的沉积体系(1)5在三叠系和侏罗系,内陆湖盆沉积经历了一套完整的湖进—湖退过程。盆地可划分为6个一级构造单元:即西缘逆冲带、天环坳陷、陕北斜坡、渭北隆起、晋西挠褶带和伊陕隆起(图1)。6在湖的周围分布着大量的高大植物,有被子植物也要蕨类植物,形成一些规模不同的沼泽森林,后来植物大量死亡,被堆积埋葬,经过高温高压和石化作用转化成煤,今天在鄂尔多斯盆地周围,分布着丰富的煤田。在深湖和浅湖区生活着各种水生动物,随着盆地的形成━━扩大━━萎缩━━消亡,在盆地发育了一套稳定的湖相泥岩,其各个层位、不同地区形成大小不同的油气藏。今天的陇东这处在盆地的深湖区,石油储备集中,层位单一,便于开采。

1978年,在庆阳县三十里铺乡环江东岸放炮采石料时,在石板中发现翼龙印痕,中科学院古脊椎动物与古人类研究所董枝明研究员组织了发掘,称为“环江翼龙”,其生活的年代属于晚侏罗纪,距今1.2亿年。7翼龙的翼膜翅膀没有羽毛,不能飞行,只能近距离的滑翔,以捕捞鱼类等海生动物为食,反映了这一带当时是海湖环境。今天我们在石板中经常可以看到有鱼型、树叶形的印痕都属于中生代的化石。

2.2盆地的基岩

鄂尔多斯盆地的地层主要为砂岩类。以西峰为例,根据井下钻探,地下2000以上,就其岩性来说,有灰色钙质粗砂岩、灰黑色钙质砂岩、深黑色钙质砂岩、灰白色钙质砂岩、灰黄色细砂岩、灰黄色钙质砂岩、灰白色中砂岩、灰色中砂岩、灰色细砂岩、灰色钙质砂岩、灰黑色细砂岩、深黑色砂岩、灰绿色砂岩、灰黄色砂岩、灰黄色钙质砂岩、深灰色钙质砂岩。8全为中生代形成的砂岩类,砂岩较为松散,地表出露的岩石也多为砂岩,缺乏质地坚硬的岩石。《诗经公刘》称公刘“涉渭为乱,取厉取锻。”9乱,横渡。厉、锻,为磨刀石和做磨用的石头。正因为公刘所在的鄂尔多斯盆地缺少坚硬的岩石,故而横渡渭河,取来质地坚硬的石头做磨刀石和磨石。《史记.周本纪》载:“公刘自漆沮度渭,取材用。”10取材,应即取石料。今天,庆阳地区前往西安途中,有人亦在永寿梁停车拾取坚硬石头用于腌制咸菜的压菜石,可见古今一也。

2.3 新第三纪“三趾马红土”发育

第三纪由于气候炎热发育成一组红土,其红色调较深(以红棕色为主)、土质粘重,富含碳酸盐结核(俗称料礓石),当地人称红胶泥。第三纪有大量的三趾马生活,红土地层中今天保留了大量的三趾马化石,又称“三趾马红土”,由于其多出现在甘肃,又称甘肃系红土,三趾马红土地分布范围正好在黄土高原,其下覆于黄土底层,红土发育极不水平,今天所见到的红土都是山状隆起,反映出红土可能经历了较为强烈的风化作用、水蚀作用。笔者野外所见红土其最高处在华池县淮安乡杨西掌行政村碌碡湾自然村胶泥壕,地理坐标:N36º3535.1″,E107 º5734.4″,红土顶部高度1580m。郭振堂等认为:红土、黄土和古土壤,它们的稀土元素特征参数接近, “红土的稀土分布模式与第四纪风成黄土的高度一致意味着二者在成因上具有相似性。” 11对距西峰东17.5km的赵家川红土研究表明“上部红土(2.6~3.6MaB.P.)是典型的风成黄土-土壤序列;中部(3.6~6.2MaB.P.)基本物质是风力搬运而来,但受到频繁地下水的作用,其中的碳酸盐不具有成壤特征;剖面的底部(6.2~7.7MaB.P.)是红化的土壤物质和其他物质经流水再堆积的产物”。12

早在1920年,法国古生物和史前考古学家桑志华于64,在华池县辛家沟发现石核一件,距今1.81.5万年,今属于华池县李梁子乡。桑志华将他在庆阳、宁夏水洞沟、鄂尔多斯萨拉乌苏、河北泥河湾、山西东南部榆次盆地等地收集到的化石在天津建立北疆博物院(解放后改为天津自然博物馆),藏品多达20万件。天津自然博物馆馆长黄为龙和邱占祥对庆阳三趾马动物群的鬣狗化石进行研究,认为是世界上久未寻见的鬣狗化石中比较直接的“祖先型”,给他订了一个新属(祖鬣狗)二个新种(重现、叠齿)。12邱占祥因此发现被评为中国科学院院士。笔者带领学生进行社会实践活动在华池县乔河乡政府附近所见农民多挖龙骨,笔者和乔河初中教师多人进入挖龙骨的洞穴长约1000多米,内部三趾马、鬣狗化石分布密集,骨骼完整,保存完好。

2.4 第四纪的黄土形成与旧石器遗址

1973年,在合水县板桥乡穆旗村马莲河畔,河口水电站施工时,发现黄河古象化石,化石出土于黄土底层砂、及砂质粘土层中,其动物群的面貌具有第三纪末到第四纪初的性质,距今约250万年,正处在第三纪和第四纪过渡时期,13

在第四纪,气候存在着干冷和暖湿交替的变化。14在气候干冷期,强大的西北季风将风沙从干旱荒漠区吹扬到它的外围,发生黄土化过程,形成黄土层。在气候温湿期,东南季风盛行,给黄土高原带来较多降水,黄土发生土壤化过程,形成色调深、质地粘重的古土壤。据刘东升院士的研究,宝鸡的黄土剖面有160多米厚,“在260万年的时间内共有32次黄土与古土壤的配对。它们代表了32次由暖湿到冷干的变化。”15黄土的沉积,将鄂尔多斯盆地中生代和第三纪的地层覆盖于地下,鄂尔多斯盆地正处于黄土高原的中腹地带(图3),黄土高原的两大残原董志原、洛川原就在其中。在黄土高原的董志塬、洛川塬等地都可以发现多次黄土和古土壤相重叠,今天在董志原、洛川原的黄土地层中到处可以看到水平的红色条带。刘东生等借此研究,已经读懂了古气候环境藏在大自然用密码写就的三大“密笈”(深海沉积、冰芯、黄土高原)之一。在三大密笈中,黄土高原位于人类过去和正在居住的地球的陆地表面,是具有全球意义的研究对象。16

第四纪既是黄土堆积的时候,也是人类在地球上出现的时代。鄂尔多斯地区在第四纪更新世人类活动的遗存比较集中,目前发现于甘肃庆阳市境内地点有8处,平凉市境内地点有7处,陕西境内地点6处,宁夏2处,内蒙鄂尔多斯市多处。17属于“黄土地质考古带”。18与全国相比,属于旧石器分布比较集中的地区。主要集中在陇东、鄂尔多斯乌审旗、宁夏银川市。旧石器地点的基本情况见附表,(分布见图4)。本地区旧石器地点和动物化石的发掘研究起于1920年法国天主教神父、古生物学家、博物学家桑志华(E. Licent) 在这里发现我国第一个旧石器地点, 19期间对这一地区的旧石器以及古生物化石做了报道。20 1928年,步勒(M.Boule)、步日耶(H.Breuil)、桑志华(E.Licent) 和德日进(P. Teilhard de Chardin) 著的第一本研究和介绍中国旧石器时代考古遗存的《中国的旧石器时代》21对我国旧石器的研究起了重要影响。之后萨拉乌苏河遗址非常引人关注,“‘河套人’与‘北京人’和‘山顶洞人’及其文化曾经以‘三步曲’长期掌控中国旧石器时代考古舞台。22萨拉乌苏出土的小石器别具特色。宁夏水洞沟进行了五次发掘,发现的6个以上文化层中,先后出土文物超过4万件,其中绝大多数都是石制品。水洞沟遗址“埋藏着破译东亚地区细石器传统起源的密码”,23水洞沟所蕴藏的文化内涵和文化特征引起了海内外旧石器文化研究者的高度重视。鄂尔多斯盆地的旧石器分布,比较密集,本区还有许多地点发现人类化石,是石器制造技术的融合区,在旧石器文化研究中具有重要价值。

2.5 全新世时期中国粟作农业的发生地

全新世到来以后,进入全球气候适宜期,气温升高,原始农业开始产生。今天观察作物野生祖本的分布特点,可以追溯到作物最原始的发生地点。在土质优良、水肥充足的地方,是没有作物野生祖本立足之地的,多年生的乔木林或枝叶茂盛的灌木丛早已夺去了营养和阳光;只有土质贫瘠、干湿明显、大型树木无法生长的地方(如黄土高原),作物的祖本野草才容易扎根生存。根据野草的原生地多在贫瘠地点这一客观事实,便可以推测:史前农业最初并不是发生在似乎更加适于农耕的地方,而是环境相对更为恶劣而现在看来不大适于农耕的地点。因此,农业的契机很可能就是在较为贫瘠的山间林地边缘杂草地中发生的。24鄂尔多斯盆地属于半干旱地区,年降水量从南向北在700㎜-300㎜之间,是我国干旱区与湿润区的过渡地带,是农牧业得分界线,黄土高原正处在野草的原生地,这里流传着黄帝、炎帝、周祖的传说,是我国粟作农业的发生地。

2.6 水土流失最为严重的地区

黄土的垂直节理发育,多空隙,极易受到侵蚀,长期的侵蚀和切割形成了黄土高原特有的地形,最常见的为塬、墚、峁,这里是中国水土流失最严重的地方,也是中国水土保持综合治理的核心地区。现在在黄土原区许多冲沟都是在历史时期形成的,如地处黄土原区的彭原汉唐古城中间的冲沟,长达2.5公里,地处河谷地带的镇原彭阳古城西边的冲沟,长达3公里25

3. 鄂尔多斯盆地具有国家级资源基地的区际优势

在鄂尔多斯盆地具有得天独厚的资源优势,在天环坳陷和伊陕斜坡地带,有丰富的石油和天然气资源。预测鄂尔多斯盆地内石油资源总量为85.88亿吨,其中可采储量约24亿吨,目前探明储量已达15亿吨,西峰油田储量4亿吨。庆阳市的西峰区、庆城县、华池县、环县、合水县,宁夏东南部盐池县、陕西延安市吴旗县、安塞县、志丹县、靖边县、定边县、延长县、甘泉县都有油田储备。

盆地内天然气资源分布面极广、储量规模大,总资源量为10.7万亿m3,占全国天然气资源总量的28.2%,居各大盆地之首。目前我国探明储量超过1000亿m35个气田中,除克拉2号气田外,其余均集中在鄂尔多斯盆地。26发现于内蒙古鄂托克前旗的苏里格气田、陕西靖边气田、榆林气田、安塞气田。其中苏里格气田储量5336.52×108 m3是我国第一特大型气田。鄂尔多斯盆地已经成为我国石油三大战略区之一。27

在盆地周围的隆起带分布着丰富的煤矿,是世界上少有的几个巨型聚煤盆地之一。煤炭储量丰富,居全国各主要盆地首位,保有储量占全国的1/3还多。盆地共探明煤炭储量3667 .08亿t,保有储量3654 .17亿t。整个鄂尔多斯盆地除极少数的地区外,到处都蕴藏着煤炭资源,如东胜、准格尔、神木、府谷、山西西部、韩城、铜川、彬县、长武、黄陵、

华亭、安口、灵武、乌海等都有储量丰富的煤田。煤炭资源不但资源禀赋好,而且煤层稳定易开采,煤种十分齐全,有焦煤、肥煤、瘦煤、贫煤、无烟煤、不粘煤、长焰煤等品种,炼焦、发电、制气、液化等多种用途的煤都有,还有一些是国家的稀有煤种。鄂尔多斯盆地内煤炭层数多,埋藏浅,如东胜矿区含煤层达18层,目前鄂尔多斯境内开采的仅是埋藏深度小于20米的煤,20米以下的煤还没有动。有资料介绍,盆地内煤炭单层厚度最大的地段在甘肃华亭矿区,最厚处达0米2004年,庆阳发现4亿吨大型油田之后,近日石油储蓄探明量又有新的增长。又在该地区发现预测煤炭储量达1342亿吨的大煤田,占全省总储量的94%。据专家考察,这部分煤炭资源虽然埋藏较深,但千米以上浅层的预测资源达84亿吨,且储量集中,煤质优良,是未受破坏的整状煤田。经勘探预测,在宁县南部和正宁境内可获得预查储量20亿吨,环县沙井子40亿t甘肃省煤田地质局在正宁县周家乡惠塬村投资1700万元正式开钻普查煤田。据勘探,正宁县煤炭地质储藏总面积48km2,其中核心区15km2,总储量16亿t,达到国家级储煤标准。此外,煤层气资源量达11万亿m3,占全国煤层气资源总量的1/3,资源量居全国各大盆地之首。28

在盆地北部的东胜地区发现了铀矿,矿体赋存在中侏罗统的直罗组下段,主要岩性为灰色-灰绿色中粗粒长石岩屑砂岩,地层直接覆盖在中侏罗统延安组煤系之上。

温爱琴、范久霄在《河南石油》撰文认为:镇原━━泾川地区烃源岩有机质丰度和成熟度较高, 具有形成中型油田的潜力。29同时今天探明在白垩纪底层储藏着丰富的地下水资源。30本地区的开发具有巨大的前景空间。

鄂尔多斯地区无疑是中国能源最为集中的地区,对本地区的能源进行合理的规划、有效的协调、科学的开发,关系到国家能源储备、能源安全、能源调配、能源节约、能源转化、能源环保,走可持续发展道路的关键。31

 

今天被行政区划划分为四省区的鄂尔多斯盆地在地质时期属于同一个地质单元,在历史时期是相互关联的战略要地,在交通上是丝绸之路的主干道,在文化上具有共同的地域特性,石窟造像和石刻艺术具有明显的地方特色,是中国中部能源最为集中的地区,虽然行政区划划分为四个省区,但其有自然、历史、文化、能源、经济的共同性,属于同一个区域共同体。在银川召开的“鄂尔多斯及其邻近地区历史地理学术研讨会”上,大家认为鄂尔多斯高原的研究应与邻近地区的研究紧密结合。在今后的历史、地理、能源储备、经济开发、水土流失治理、环境保护乃至于西部大开发的研究中,应将其作为一个区域共同体看待,进行相关联的研究。

 



[]作者简介:张多勇(1966-),男,汉族,甘肃华池人,硕士,陇东学院历史系副教授,主要从事历史地理学的教学与研究工作。

基金项目:教育部人文社会科学研究规划基金项目(09YJA770025)“丝绸之路陇山以东走向考察研究”;甘肃省哲学社会科学规划项目(2009 “陇山以东汉代城镇布局及历史变迁研究”;甘肃省高等学校研究生导师科研项目(081005)“泾河中上游汉代城址及其变迁研究”;陇东学院预研项目(XYSHK0903 ) “丝绸之路陇山以东段考察研究”。

[] 今设在陕甘宁蒙四省区的长庆油田已经攻克超低渗透油藏开发技术,2008年底生产油气当量已近3000万吨,长远目标发展大油田,建设大气田,实现油气当量5000万吨(2015年),届时长庆油田产量将超过大庆油田产量,成为我国第一大油田。



1 中国地质科学院地质力学研究所.中国主要构造体系(中华人民共和国构造体系图说明书)[M],北京:地质出版社,1978..p49-52.

2 祈吕贺山字型构造体,是由祁连山、吕梁山组成的弧形,在祁连山、吕梁山之间通过黄龙山、铜川背斜、永寿梁、崔木梁、岭山(凤翔县北端)、宝鸡、华家岭、乌鞘岭相连,前弧顶端位于宝鸡附近。脊柱是以贺兰山为主的一系列走向南北的狭长复式皱褶带。山字型脊柱两侧形成盾地,东侧为鄂尔多斯盆地,西侧为阿宁盾地。

3 中生代(从3亿年至0.65亿年),分为:三叠纪、侏罗纪、白垩纪。

4 长庆油田石油地质志编写组编.中国石油地质志[M].12..北京:石油工业出版社,1992.

5 夏青松,田景春,张锦泉,付金华,郭正权,邓秀芹. 鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组长6一长8 储层评价及有利区带预测[J. 油气地质与采收率.2004,(3.

6 黄志龙,高 岗,庞雄奇,李亚晶,马新华,陈孟晋.鄂尔多斯盆地北部盒8段古含气范围的地球化学特征[J. 现代地质.2004,(4.

7 许俊臣.我这二十年[M],甘准019字(2003069号:p6869.

8 史基安,王金鹏,毛明陆,王琪,郭正权,郭雪莲,卢龙飞. 鄂尔多斯盆地西峰油田三叠系延长组长6 8段储层砂岩成岩作用研究[J. 沉积学报.2003,(3.

9 诗经.公刘.十三经注疏[M]. 北京:中华书局影印.1980 . P543

10 司马迁.史记.卷四.周本纪[M]. 北京:中华书局.1982 .P 112

11 彭淑贞,郭正堂.西峰地区晚第三纪红土稀土元素的初步研究[J. 海洋地质与第四纪地质.2000,20:(2)

12 彭淑贞,郭正堂.西峰晚第三纪红土记录的亮度学特征[J. 第四纪研究.2003231.

13 黄为龙.我国最初发现的旧石器地点究竟在哪里[J.化石.1979,(3.

14 黄河象研究小组 .黄河象.科学出版社,1975.

15 新生代分为第三纪和第四纪,其分界线约在距今260万年。现在正处在第四纪。

16 刘东生.黄土与环境[M. 科学出版社,1985.

17 刘东生.黄土与环境[J. 西安交通大学学报(社会科学版).2002,(4

18  张多勇. 鄂尔多斯盆地旧石器时代的黄土地层序列及旧石器时代的环境变迁.

19 黄慰文:中国旧石器文化序列的地层学基础[J. 人类学学报.2000.4 .269-283

21 《十年行程录》M1914-1923),天津自然博馆译,黄为龙提供。

21 Licent E.P. teilhard  de Cardin. 1925. <paleolithique de la Chine> .L’Anthropologie Tome ⅩⅩⅩ      ,14 -234.

22 M. Boule, H. Breuil, E. Licent P. teilhard·Le Palolithique de la Chine·Archives de L’Institut de Paleontologie Humaine,1928.

23 卫奇. 萨拉乌苏河旧石器时代考古史(上、下)[J. 文物春秋.200556

24 高星,李进增,D.B. Madsen. 水洞沟的新年代测定及相关问题讨论[J. 人类学学报.20023.

25 张宏彦. 中国史前考古学导论[M. 高等教育出版社,2003;黄其煦:《黄河流域新石器时代农耕文化中的作物 》,《农业考古》 1983 2 期。

26 张多勇.泾河中上游汉代安定郡属县城址及其变迁研究[D.西北师范大学硕士论文,2007.

27 鄂尔多斯盆地有望成为我国大型综合能源接替基地[J.石油学报.2003,(6

28 《有色金属工业》2003年第1期刊文《我国将建四大战略储备油气田》称:我国将建成鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地、松辽盆地南部地区石油三大战略区;石油两大战略后备区:塔里木盆地、柴达木盆地。

29 殷耀.能源盆地鄂尔多斯[J. 瞭望新闻周刊.2004,(46.

30 温爱琴,范久霄·鄂尔多斯盆地镇)泾地区三叠系烃源岩地化特征及勘探前景[J. 河南石油,2003 (2)

31 王德潜,刘方,侯光才,马思锦.鄂尔多斯盆地地下水勘查[J. 西北地质.20024

32张多勇.关于建立陕甘宁蒙毗邻地区经济协作区的构想[C]“秦文化与西部经济”学术研讨会交流论文

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 







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