發布時間：2020-05-18所屬分類：農業論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:通過大量的野外露頭勘察、鉆井巖心觀察以及鏡下薄片鑒定等方法，對盆地西緣上古生界的沉積體系特征及不同時期的古地理環境演化進行深入研究。結果表明，研究區主要以河流沉積、湖泊沉積、三角洲沉積和障壁海岸沉積體系為主。羊虎溝期，區內主要以潟湖沉
摘要:通過大量的野外露頭勘察、鉆井巖心觀察以及鏡下薄片鑒定等方法，對盆地西緣上古生界的沉積體系特征及不同時期的古地理環境演化進行深入研究。結果表明，研究區主要以河流沉積、湖泊沉積、三角洲沉積和障壁海岸沉積體系為主。羊虎溝期，區內主要以潟湖沉積為主，可見條帶狀分布的潮道沉積，障壁砂壩沉積規模較小，東北部出現扇三角洲沉積;太原期，潟湖沉積范圍相對縮小，中部地區自北向南演變為三角洲平原和三角洲前緣沉積，東北部扇三角洲沉積范圍進一步擴大;山西期，整體表現為中部自北向南依次發育曲流河、三角洲平原和三角洲前緣沉積，而西部和東部發育淺湖沉積;下石盒子期，北部物源供應充足，研究區自北向南依次發育辮狀河沉積、辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣沉積，而研究區西北部及東南部的淺湖沉積范圍均有所收縮;上石盒子期，北部物源供應相對減弱，北部演變為曲流河沉積，向南依次發育三角洲平原和三角洲前緣沉積，南部淺湖沉積范圍整體向北部擴張，同時西南部也出現淺湖沉積;石千峰期，研究區北部沉積范圍往南收縮，古地理格局整體表現為中部河流三角洲沉積，而西部、東南部和東部地區以淺湖沉積為主。
關鍵詞:沉積體系;古地理演化;上古生界;鄂爾多斯盆地
鄂爾多斯盆地油氣資源豐富，油氣勘探潛力巨大①[1-3]。隨著前陸盆地油氣勘探步伐的加快，盆地西緣上古生界地層憑借其資源量豐富、勘探程度相對較低的特點成為近年來鄂爾多斯盆地油氣勘探的重心。目前，陸續發現的勝利井氣田、劉家莊氣田、馬家灘油田、大水坑油田、擺宴井油田等一系列重要的上古生界油氣田，展示了鄂爾多斯盆地西緣地區良好的油氣勘探前景。已有研究表明，油氣的分布與沉積體系、古地理環境特征具有密不可分的關系[4-8]，因此，沉積體系及古地理環境演化的研究對于尋找油氣分布有利區、明確下一步油氣勘探的方向具有重要意義[7-8]。目前，眾多學者對于鄂爾多斯盆地上古生界地層的沉積體系及古地理進行了大量研究[9-10]，且主要集中于盆地中部、東部南部等地區的部分層位[9，11-21]，而關于鄂爾多斯盆地西緣地區上古生界整體的沉積體系特征、古地理演化、儲層特征等方面卻鮮有報道[10]。本文以鄂爾多斯盆地西緣北部地區上古生界地層為例，在大量的野外露頭勘察、鉆井取心及鏡下薄片分析的基礎上，對上古生界地層(羊虎溝組、太原組、山西組、石盒子組以及石千峰組)的沉積體系特征及各時期的古地理環境進行深入剖析，明確不同沉積體系的時空展布特征，以期為區內下一步的油氣勘探選區提供依據。
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鄂爾多斯西緣逆沖褶皺帶是中生代時期發育起來的中國內部極其重要的推覆逆沖構造帶，構造上向東緊鄰鄂爾多斯盆地，北部與伊盟隆起和阿拉善地塊接壤，西部與賀蘭山地塊和六盤山地塊接壤，南部緊鄰渭北隆起，整體呈南北向條帶狀展布，且南北長約600km，東西寬介于50～100km[1-2]。由于受印支運動、燕山運動、喜山運動等多期構造運動改造而成，構造面貌復雜，構造活動強烈[22-23]。研究區西緣地區物源供應較為充足，主要來自于北部陰山地區和西北方向的阿拉善地塊、賀蘭山地塊，而南部物源供給較少[24-25]。研究區位于鄂爾多斯盆地西緣北部地區(見圖1)，北起千里山以北，南抵韋州以南，西起阿拉善左旗以西，東至定邊以東地區，總面積約2.3×104km2。
1上古生界沉積體系類型及特征
依據大量野外露頭勘測、鉆井巖心觀察及薄片鑒定等，認為鄂爾多斯盆地西緣上古生界沉積體系類型主要包括河流沉積、湖泊沉積、三角洲沉積以及障壁海岸沉積體系等4種類型，不同的沉積體系分布層位各有差異(見圖2)，其中河流沉積體系和三角洲沉積體系均主要分布于石千峰組、石盒子組以及山西組，湖泊沉積體系主要分布于石千峰組和石盒子組，而障壁海岸沉積體系主要分布于羊虎溝組和太原組(見表1)。1.1河流沉積1.
1.1曲流河沉積
曲流河沉積主要發育在研究區北部的山西組與上石盒子組，主要由河道沉積和河漫灘沉積構成。野外露頭上可觀察到曲流河沉積旋回的厚度一般為數米到十幾米，單砂體厚度一般小于10m，有時可見兩個邊灘砂體上下相互疊置的現象，使得砂體總厚度加大到十幾米，但整體通常小于20m。曲流河砂體在橫向上相對比較穩定，一般橫向延伸范圍約數百米到數千米。
河道充填沉積和滯留沉積的巖石組成略有差異，前者以粗碎屑巖為主，而后者主要由細礫巖和礫質砂巖組成。曲流河砂壩沉積是河道沉積的骨架砂體，巖石類型以成分、結構成熟度均較低的中—粗粒巖屑石英砂巖和石英砂巖為主，野外露頭及巖心上可見大型板狀、槽狀交錯層理，野外露頭上往往還可見到大型側向加積層理。
河漫灘沉積主要由粉砂巖、砂質泥巖、泥巖夾薄層細—中砂巖及碳質泥巖、煤層(見圖3A)組成，包括天然堤、決口扇、岸后沼澤等沉積類型。其中，天然堤沉積由粉砂巖、細砂巖及其互層組成，多發育波狀層理、沙紋層理及生物潛穴;決口扇沉積由細—中砂巖組成，發育板狀交錯層理，垂向具正粒序，橫向上常呈透鏡狀楔入岸后沼澤沉積物中。岸后沼澤沉積物主要為粒度更細的灰—深灰色泥巖、砂質泥巖、粉砂巖組成，見水平微波狀層理，常見菱鐵質結核及碳化植物碎片。
總體來看，研究區曲流河的河道沉積與洪泛平原沉積之比為1∶1(見圖4A)，其成因系河道擺動遷移或廢棄之后，被洪泛平原長時間占據，河道遷移周期較長。測井上總體表現為鐘形。其中，邊灘砂體以低自然伽馬和高自然電位、高視電阻率為特征，形態以箱形或尖峰狀主;天然堤、泛濫平原沉積測井曲線上多以高自然伽馬和高自然電位、低電阻率為特征，且其形態一般呈鋸齒狀和尖峰狀(見圖4B)
1.1.2辮狀河沉積辮狀河沉積主要發育于下石盒子組，其次為山西組，主要表現為粗粒砂質河道沉積極為發育、洪泛平原細粒沉積相對不發育，其中河道充填沉積由底部的滯留沉積和發育大型板狀、楔狀及槽狀交錯層理的河道砂壩沉積組成。天然堤和決口扇沉積相對缺乏，洪泛平原沉積物直接覆蓋于河道充填沉積之上。此外，山西組的辮狀河沉積特征并不典型，而是介于辮狀河與曲流河之間的過渡類型，其洪泛平原沉積主要由砂質泥巖夾薄煤層構成，且煤層分布較為穩定。
下石盒子組的辮狀河特征較為典型，其砂體底部具明顯的不規則侵蝕面，巖石類型以灰白色粗粒含礫石英砂巖和礫巖為主，槽狀和楔狀、板狀交錯層理(見圖3B)相對發育。野外可見多個呈正粒序的單砂體相互疊置形成的復合砂體，厚度一般較大。辮狀河道砂體在測井曲線上表現為箱狀，即具有低的自然伽馬和自然電位以及高的視電阻率。砂體之間所夾薄層泥巖或粉砂巖以及砂體內部的物性不均一導致測井曲線表現出一定的起伏(見圖5A，B)。
1.2湖泊沉積
湖泊沉積在研究區為淺湖亞相沉積，主要發育在山西組、石盒子組和石千峰組。巖性以薄層的砂巖、粉砂巖與泥巖為主。其中，砂巖分選磨圓較好，成分成熟度較高;泥巖常見撕裂碎片和干裂等。野外常見淺湖沉積，其以泥巖、粉砂巖與細砂巖互層為特征，其沉積物顏色變化大，紅色、灰綠色和灰色均可出現。巖石中常見水平層理、壓扁層理、透鏡狀層理、波狀層理和沙紋交錯層理以及對稱浪成波痕等。測井上，自然伽馬曲線幅度較低，多呈齒狀且有較低的尖峰，聲波時差曲線表現為低幅的小鋸齒狀，偶有低峰，體現了砂泥巖間的互層韻律特征(見圖6)。生物化石相對豐富，有魚類、瓣鰓類、葉肢介和介形蟲等，此外，可見植物化石碎片和蟲跡十分發育。
1.3三角洲沉積
1.3.1辮狀河三角洲沉積研究區辮狀河三角洲沉積主要發育在下石盒子組，包括辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣兩個亞相。
1)辮狀河三角洲平原亞相。辮狀河三角洲平原亞相沉積分布面積相對很小，僅分布于下石盒子組研究區北部烏達—公烏素—拉僧廟—阿色浪一帶地區，具體沉積特征本文不再詳細贅述。
2)辮狀河三角洲前緣亞相。辮狀河三角洲前緣亞相沉積主要包括水下分流河道和分流間灣兩個微相。
水下分流河道沉積主要以灰色細砂巖、灰白色含礫粗砂巖、灰綠色粗砂巖和紫紅色泥質粉砂巖為主。垂向上，自下而上依次主要發育沖刷面(見圖3C，D)、大中型槽狀交錯層理(見圖3E)、板狀交錯層理及平行層理。測井上表現為多個正韻律箱型曲線的多次疊加。
分流間灣沉積巖石類型主要為灰色—深灰色泥巖、紫紅色泥巖和紫紅色泥質粉砂巖，沉積構造以發育塊狀層理、小型交錯層理及波狀層理等為特征。測井上，自然伽馬曲線表現為低幅值、微齒狀。
1.3.2曲流河三角洲沉積研究區曲流河三角洲沉積主要發育在山西組與上石盒子組，且以三角洲平原和三角洲前緣兩個亞相沉積為主。其中，三角洲平原亞相可細分為分流河道和分流河道間兩種微相，而三角洲前緣亞相同樣以水下分流河道和分流間灣微相為主。
1)三角洲平原亞相。分流河道微相的巖石顏色相對較淺，多為灰白色、灰色和淺褐色，巖性以含礫粗砂巖、粗砂巖、中—粗粒石英砂巖和巖屑砂巖為主。砂巖底部沖刷面較為發育，其上普遍見沖刷泥礫及河床滯留沉積。河床滯留沉積砂巖多為毫米級，也可見大于1cm的礫石，反映了間歇性和周期性的洪水作用。分流河道砂巖中多發育大型槽狀交錯層理、大型板狀交錯層理、楔狀交錯層理、塊狀層理及平行層理。表現在測井曲線上為箱狀或寬緩的鐘狀負異常。
分流河道間微相以沼澤和泥炭沼澤沉積最為發育，主要分布于山西組，以形成厚度大、區域延伸穩定的多層煤層為典型特征。
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