鄂爾多斯盆地西南部山西組一段沉積展布研究

龔 宇，潘仁芳彭德堂，咼詩(shī)陽(yáng) （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長(zhǎng)江大學(xué)），湖北 武漢430100）

鄂爾多斯盆地是一個(gè)多構(gòu)造體系、多旋回演化、多沉積類(lèi)型的大型盆地［1］。盆地總體構(gòu)造為南北走向，呈東緩西陡的不對(duì)稱(chēng)箕狀向斜。盆地內(nèi)發(fā)育一系列軸向近東西向的鼻狀隆起，區(qū)域斷裂構(gòu)造微弱，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以升降為主。根據(jù)盆地基底性質(zhì)、地質(zhì)演化歷史和構(gòu)造特征，盆地內(nèi)可劃分為伊盟隆起、渭北隆起、晉西撓褶帶、伊陜斜坡、天環(huán)坳陷和西緣逆沖帶6個(gè)構(gòu)造單元。鄂爾多斯盆地西南部位于渭北隆起西段、伊陜斜坡和天環(huán)坳陷南部，具體范圍西線(xiàn)以涇源為界，東至耀縣，南以淳化、陜縣為界，北至吳起，面積約62500km2。

1 沉積相標(biāo)志

1．1 巖石類(lèi)型及組合

通過(guò)野外剖面觀察、鉆井巖心描述、室內(nèi)顯微薄片鑒定，山西組一段 （山一段）巖石類(lèi)型以巖屑質(zhì)石英砂巖為主，其次為石英砂巖，長(zhǎng)石很少。顆粒以中粗粒、粗粒為主，局部達(dá)細(xì)礫級(jí)。粒徑為0．1～0．5mm，礫徑達(dá)2．0～4．5mm，分選較差，磨圓度為次棱-次圓狀，顆粒以點(diǎn)接觸和線(xiàn)接觸為主，膠結(jié)類(lèi)型為接觸式-基底式膠結(jié)，其結(jié)構(gòu)成熟度較低。砂巖成熟度較高，石英含量最高，平均含量為81．44%；其次是巖屑，平均含量為17．67%；長(zhǎng)石含量最低，平均含量為0．89%；填隙物有伊利石、伊蒙混層、高嶺石及綠泥石，并有少量黃鐵礦、菱鐵礦、鐵方解石、硅質(zhì)及凝灰質(zhì)。

1．2 巖石粒度特征

沉積巖粒度特征是判別沉積相和解釋砂體沉積環(huán)境成因的標(biāo)志之一，并能直接反映各砂體搬運(yùn)和沉積時(shí)水動(dòng)力強(qiáng)度和作用方式［2］。根據(jù)粒度資料分析，粒度概率曲線(xiàn)主要為兩段式、上拱三段式、四段式和多段式，且多以懸浮、跳躍總體為主，一般缺少滾動(dòng)，表現(xiàn)出典型的三角洲前緣粒度曲線(xiàn)特征 （見(jiàn)圖1）。

2 山一段主要沉積相類(lèi)型

通過(guò)對(duì)17口井巖心的詳細(xì)觀察與描述，結(jié)合24口井測(cè)井相分析和6條聯(lián)井相剖面分析等，對(duì)鄂爾多斯盆地西南部山一段沉積特征進(jìn)行綜合研究，共識(shí)別出3種相、5種亞相和10種微相。

2．1 曲流河相

曲流河相中邊灘微相的層理十分發(fā)育，以大、中型槽狀交錯(cuò)層理和板狀交錯(cuò)層理為主，在較細(xì)的沉積物中常出現(xiàn)各種中型交錯(cuò)層理［3］。垂向上，一般自下而上由大型交錯(cuò)層理逐漸變?yōu)樾⌒徒诲e(cuò)層理（見(jiàn)圖2）。

2．2 曲流河三角洲相

2．2．1 曲流河三角洲平原亞相

1）水上分流河道 該微相沉積類(lèi)似于辮狀河心灘沉積，在沉積過(guò)程中砂體頻繁側(cè)向遷移加積［4］。巖性較粗，常由礫巖、含礫砂巖及砂巖組成，其中主體巖性為含礫砂中、粗粒砂巖；單一砂體的最大厚度從0．2～2．5m不等；砂體中沉積構(gòu)造發(fā)育，常見(jiàn)沖刷面構(gòu)造、平行層理及大、中型槽狀交層理，而河道砂壩頻繁側(cè)向遷移加積形成的 “側(cè)積交錯(cuò)層理”發(fā)育，側(cè)積交錯(cuò)層理特征清楚?？v向上，通?？梢?jiàn)河道砂體相互疊置成厚度巨大的砂體 （見(jiàn)圖3）。

圖2 平?jīng)鋈罍铣练e特征

圖3 淳探1井沉積特征

2）河漫灘 該微相以泥質(zhì)沉積為主，含少量砂質(zhì)和粉砂質(zhì)。巖性組合為雜色、紫紅色泥巖為主、其次為灰綠色粉砂質(zhì)泥巖夾少量粉砂巖。泥巖中可見(jiàn)植物根莖化石及垂直蟲(chóng)孔構(gòu)造，發(fā)育水平層理，自然電位曲線(xiàn)幅度低而平緩 （見(jiàn)圖3）。

3）水上天然堤 該微相常出現(xiàn)于分流河道沉積上部，多由細(xì)砂巖和粉砂巖組成，遠(yuǎn)離河床沉積物變細(xì)，泥質(zhì)增多，常含炭屑，它是洪水溢出河床時(shí)形成的，發(fā)育流水沙紋層理和水平層理，少見(jiàn)植物碎片 （見(jiàn)圖4）。

4）河漫沼澤 （分流間洼地） 該微相為水上分流河道間的局限環(huán)境，主要由黑色泥巖、炭質(zhì)泥巖及泥炭層、根土巖組成，厚度較小，一般僅幾米厚，缺乏明顯層理，偶見(jiàn)紋層狀粉砂巖，富含保存完好的植物碎片，兩者在一定條件下可相互轉(zhuǎn)變。

2．2．2 曲流河三角洲前緣亞相

1）水下分流河道 該微相為三角洲平原分流河道的水下延伸部分，主要由含礫粗砂巖、中粗粒砂巖、中粒砂巖所組成，其成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較低，分選中等，次圓-次棱角狀，雜基含量為4%～10%，在沉積構(gòu)造上具有底沖刷、粒序?qū)永?、平行層理、槽狀交錯(cuò)層理等，在相序上與三角洲前緣河口壩、遠(yuǎn)砂壩密切共生，粒度分布特征以跳躍總體發(fā)育為特征［5］，自然伽馬曲線(xiàn)表現(xiàn)為鐘形或齒狀鐘形或箱形 （見(jiàn)圖5）。

圖4 鎮(zhèn)探2井沉積特征

圖5 陜322井沉積特征

2）河口砂壩 該微相為河流注入湖泊后其攜帶的大量載荷快速堆積而形成，巖性以細(xì)砂巖和粉砂巖為主，中砂巖少見(jiàn)，沉積厚度以0．5～2m為主，少數(shù)可達(dá)4～5m。砂巖的分選、磨圓較好，沉積構(gòu)造主要為板狀交錯(cuò)層理、平行層理、楔狀交錯(cuò)層理、浪成沙紋層理等，層面可見(jiàn)浪成波痕，剖面結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為向上變粗的反旋回。測(cè)井曲線(xiàn)上表現(xiàn)為漏斗狀或齒化漏斗狀，幅度自下而上由中幅變?yōu)楦叻ㄒ?jiàn)圖5）。

3）支流間灣 該微相主要由泥巖、粉砂質(zhì)泥巖組成，常見(jiàn)少量的粉砂巖或細(xì)砂巖，蟲(chóng)孔發(fā)育。水平層理發(fā)育，見(jiàn)透鏡狀層理和浪成波痕。因此，該微相是水下分流河道之間低洼處的沉積 （見(jiàn)圖5）。

2．3 湖泊相

湖泊相中濱湖亞相位于湖盆邊緣［6］，主要由砂巖、粉砂巖組成，亦見(jiàn)礫巖、泥巖，由于受拍岸浪和湖流對(duì)沉積物的沖洗改造，有時(shí)出露水面，氧化作用較強(qiáng)，砂巖顆粒分選磨圓好。常見(jiàn)楔狀層理、平行層理，其次為槽狀層理、板狀層理，還見(jiàn)干擾波痕、變形層理、泥巖撕裂碎片和干裂。

3 山一段沉積相平面展布和沉積相模式

3．1 山一段沉積相平面展布

山一段曲流河相分布于南部和西南部邊緣地帶，近物源區(qū)水系分別自南向北和自西南向北東主河道匯集，形成4條主水系，其中有2條大型水系，分別是平?jīng)鏊岛痛净?旬邑水系。河道砂巖含量30%～40%，相帶北部邊緣大體以寧夏固原以南-甘肅鎮(zhèn)原-陜西長(zhǎng)武-旬邑-耀縣南一線(xiàn)為界。曲流河三角洲平原亞相分布于寧夏固原-鎮(zhèn)探2井-鎮(zhèn)探1井-慶陽(yáng)-寧探1井-旬探1井-耀縣石川河的一條弧形地帶，最寬處約60km，水上分流河道砂巖含量30%，河漫灘道分支現(xiàn)象明顯。曲流河三角洲前緣亞相分南北2個(gè)區(qū)帶。南部三角洲前緣亞相帶為平?jīng)鏊岛痛净?旬邑水系控制，分別向北東和正北延伸展布。平?jīng)鏊悼刂频娜侵耷熬壋实湫偷镍B(niǎo)足狀分布，表明河道控制作用強(qiáng)烈。淳化-旬邑水系控制的三角洲前緣呈朵狀展布，河控作用相對(duì)較弱 （見(jiàn)圖6）。事實(shí)上，在位于其前緣的蓮1井區(qū)，砂巖發(fā)育典型向上變粗序列，為河口砂壩或遠(yuǎn)砂壩沉積，相帶寬20～60km。北部三角洲前緣亞相帶受盆地北部物源的控制，由于離物源較遠(yuǎn)，至研究區(qū)后河道顯得規(guī)模較小，多呈狹窄的彎曲水道時(shí)分時(shí)合，砂巖含量在30%左右，研究區(qū)北部為三角洲前緣亞相帶的近末端，不乏河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩的沉積。湖泊相分布于研究區(qū)西北部至東部，呈彎曲的帶狀，最寬處約120km，主要為淺湖或?yàn)I湖泥，在研究區(qū)西部發(fā)育濱淺湖砂壩沉積。

3．2 山一段沉積相模式

山一段沉積模式圖如圖7所示。從圖7可以看出，受南部和西南部物源的控制，自南、西南向北和北東向依次發(fā)育曲流河相、曲流河三角洲平原亞相、三角洲前緣亞相和淺湖亞相；在研究區(qū)北部，僅出現(xiàn)受北部陰山古陸源區(qū)控制的三角洲前緣亞相的一部分，由于搬運(yùn)距離遠(yuǎn)，河道進(jìn)入該研究區(qū)規(guī)模變小，河道變窄。由于盆地內(nèi)部構(gòu)造穩(wěn)定，基底僅呈整體升降運(yùn)動(dòng)，湖泊相區(qū)保持著淺湖環(huán)境，缺少半深湖-深湖環(huán)境。

圖6 山一段沉積相平面圖

圖7 山一段沉積模式圖

4 結(jié) 論

1）鄂爾多斯盆地西南部山一段可識(shí)別出3種相、5種亞相和10種微相。

2）山一段沉積時(shí)期，表現(xiàn)為南部物源區(qū)河道搬運(yùn)能力強(qiáng)，河道不寬且相對(duì)較固定。

3）鄂爾多斯盆地西南部山一段為緩坡型淺水曲流河-三角洲-湖泊環(huán)境的沉積相模式。

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