基于鄂爾多斯盆地東部古生界沉積相與層序地層學(xué)研究

楊培星

摘要：在我國的鄂爾多斯盆地區(qū)域，由于天然氣、石油、煤炭等天然礦產(chǎn)資源極為豐富，所以其地質(zhì)受到了更多的關(guān)注?；诖?，從馬家溝組、本溪組、太原組等六個(gè)區(qū)域，分析了鄂爾多斯盆地的沉積相帶展布特征，并闡述了鄂爾多斯盆地的沉積層序及層序演化。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地;沉積層序;展布特征;層序演化

中圖分類號(hào)：P618.13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

DOI：10.15913/j .cnki.kj ycx.2019.08.035

近年來，研究人員在鄂爾多斯盆地的上古生界中發(fā)現(xiàn)了具有極高工業(yè)價(jià)值的中、大型氣藏，為天然氣的勘探與開發(fā)創(chuàng)造了更好的前景?；谶@樣的情況，對(duì)鄂爾多斯盆地的古生界沉積相與層序地層學(xué)進(jìn)行研究具有較高的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 鄂爾多斯盆地的沉積相帶展布特征分析

l.l 馬家溝組沉積相帶展布分析

1.1.1 蒸發(fā)臺(tái)地

在研究區(qū)域中，蒸發(fā)臺(tái)地相帶的沉積物主要包括深灰色與淺灰色的白云巖、灰白色的膏巖、膏質(zhì)或泥質(zhì)的云巖等。從縱向的角度分析得出，巖性由上到下分別為泥粉晶石灰?guī)r、粉晶白云巖、含膏白云巖、膏巖、鹽巖、泥粉晶石灰?guī)r。

1.1.2 局限臺(tái)地

局限臺(tái)地相帶的巖石主要包括灰黑色泥灰?guī)r、灰黑色泥質(zhì)白云巖、淺灰色白云巖、淺灰色云質(zhì)灰?guī)r等等。在局限臺(tái)地相帶中，包含的陸源碎屑相對(duì)較少，僅有局部區(qū)域的不同層斷中擁有少量的薄層泥巖。

1.2 本溪組沉積相帶展布分析

1.2.1 淺海泥質(zhì)陸棚

淺海泥質(zhì)陸棚相帶包含的介殼、砂及粉砂相對(duì)較少。通常淺海泥質(zhì)陸棚均受到底棲生物的干擾，所以普遍會(huì)以內(nèi)部構(gòu)造匱乏的泥巖產(chǎn)出。在富含大量氧氣的淺海泥質(zhì)陸棚相帶中，由于生物擾動(dòng)更加強(qiáng)烈，所以泥巖中包含的球粒更多。

1.2.2 障壁島

障壁島相帶包含的沉積物主要有粉砂巖、灰白色的細(xì)砂巖等，沉積厚度在3 - 12 cm之間。從垂直的角度進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，障壁島相帶的沙質(zhì)沉積普遍與煤層、瀉湖泥巖等互層，共同構(gòu)成了相互疊置的沉積序列。

1.2.3 瀉湖

瀉湖的沉積物主要包括煤層、碳質(zhì)泥巖、深灰一灰黑色泥巖等，部分區(qū)域夾帶著少許粉砂巖或是灰白色的薄層細(xì)砂巖。其中，泥巖中B的含量在4xl0^-5- 3xl0^-4之間，Sr/Sa比值為1.2 - 16.6.可以看出瀉湖水體的實(shí)際鹽度變化較大。

1.2.4 潮坪

潮坪可以劃分為泥坪、沙坪以及混合坪三種。其中，泥坪中的沉積物主要為泥巖，少數(shù)區(qū)域夾帶著砂質(zhì)薄層，通過改造可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟嘈纪哥R體;沙坪中的沉積物主要包括淺灰色或灰白色的中一厚層狀細(xì)砂巖、含礫不等粒砂巖等，夾帶著少許泥質(zhì)沉積;混合坪中的沉積物主要包括泥巖與砂巖的不等厚互層，夾帶著少許煤層薄層炭質(zhì)泥巖。

1.3 太原組沉積相帶展布分析

1.3.1 淺海陸棚

在研究區(qū)域中，淺海陸棚的沉積物主要包括生物碎屑泥晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r以及多種顆粒灰?guī)r等。其中，灰?guī)r的厚度普遍在10 - 20 m，有著穩(wěn)定的橫向分布。筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在研究區(qū)域中，毛兒溝灰?guī)r中夾帶著一定的夾層凝灰?guī)r，主要成分為隱品質(zhì)火山灰?guī)r，且可以觀察到明顯的氣孔、晶屑等構(gòu)造，這意味著在太原組沉積時(shí)火山活動(dòng)劇烈。

1.3.2 碳酸鹽潮坪

在研究區(qū)域中，碳酸鹽潮坪可以劃分為潮上帶、潮間帶以及潮下帶。其中，潮上帶中的沉積物主要包括泥灰?guī)r、灰色泥晶灰?guī)r等，局部區(qū)域能夠觀察到鳥眼或膏模孔的構(gòu)造;在潮間帶中，沉積物主要包括含泥質(zhì)生物碎屑灰?guī)r、含泥質(zhì)泥晶灰?guī)r、灰黑色中一厚層狀泥灰?guī)r等，局部區(qū)域包含生物化石碎片;在潮下帶，沉積物主要包括生物碎屑泥晶灰?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r等。

1.3.3 碎屑巖與碳酸鹽混合潮坪

碎屑巖與碳酸鹽混合潮坪的沉積物主要包括泥質(zhì)灰?guī)r泥巖、淺灰和灰白色砂巖、深灰色灰?guī)r等。在局部區(qū)域，夾雜著一定的化石及植物化石碎片。

1.4 山2氣層組沉積相帶展布分析

1.4.1 三角洲平原

三角洲平原的沉積物主要包括灰白色與淺灰色的中砂巖、細(xì)砂巖、基于深灰色泥巖與含礫不等粒砂巖的不等厚互層，局部區(qū)域夾雜著一定的炭質(zhì)泥巖、煤層等。在三角洲平原中，包含著多條分支河道，多數(shù)呈現(xiàn)帶狀且延伸相對(duì)較遠(yuǎn)。

1.4.2 三角洲前緣

三角洲前緣的沉積物主要包括中砂巖，淺灰色一灰白色細(xì)砂巖，基于粉砂巖、灰黑色泥巖以及砂質(zhì)泥巖的不等厚互層[1]。從橫向角度進(jìn)行分析能夠發(fā)現(xiàn)，三角洲前緣的砂巖普遍呈現(xiàn)透鏡狀或是寬板狀，部分區(qū)域夾帶著動(dòng)植物化石。

1.4.3 濱淺湖

濱淺湖的沉積物主要包括砂質(zhì)泥巖、深灰一灰黑色泥巖等，部分區(qū)域夾帶著細(xì)砂巖薄層與粉砂巖。其中，在泥巖中能夠觀察到底棲生物化石，在粉砂巖中能夠觀察到砂紋交錯(cuò)的層理。

1.5 山1氣層沉積相帶展布分析

1.5.1 三角洲前緣

三角洲前緣的沉積物主要包括中砂巖、灰白色一淺灰色細(xì)砂巖、粉砂巖、含礫不等粒砂巖等。其中，在三角洲前緣的分流間灣區(qū)域，由于環(huán)境的閉塞程度相對(duì)較高，且水動(dòng)力條件更弱，所以包含的沉積主要為深灰一灰黑色泥巖。

1.5.2 濱淺湖

濱淺湖的沉積物主要為基于深灰色薄層砂質(zhì)泥巖、灰黑色泥巖以及泥質(zhì)粉砂巖的不等厚互層。其中，在泥質(zhì)粉砂巖中，能夠觀察到砂紋交錯(cuò)的層理;在泥巖中能夠觀察到透鏡狀或是水平的層理。同時(shí)，由于其中的粉砂質(zhì)沉積更多在洪泛期形成，所以主要由河流攜帶的碎屑堆積形成。

1.6 盒8+9氣層沉積相帶展布分析

1.6.1 辮狀河三角洲平原

辮狀河三角洲平原的沉積物主要包括砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖夾深灰色薄層泥巖、中砂巖、灰白色一淺灰色含礫粗砂巖等。辮狀河三角洲平原與辮狀河的沉積特征有大量相似之處，而主要不同之處在于：辮狀河三角洲平原的分流河道更多，沉積物粒度更小，砂體厚度相對(duì)較薄，泥質(zhì)的含量相對(duì)較高。

1.6.2 辮狀河三角洲前緣

辮狀河三角洲前緣的沉積物主要包括淺灰色細(xì)砂巖，灰白色細(xì)砂巖、中砂巖，基于深灰色泥巖、含礫砂巖以及砂質(zhì)泥巖的不等厚互層。其中，在泥巖中能夠觀察到動(dòng)植物化石以及水平層理。從橫向角度進(jìn)行分析能夠了解到，辮狀河三角洲前緣中的砂體更多的呈現(xiàn)出寬板狀與透鏡狀[2]。

1.6.3 濱淺湖

濱淺湖的沉積物主要包括泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、粉砂巖泥巖夾淺灰色薄層細(xì)砂巖、灰綠色泥巖以及深灰色泥巖等。其中，在泥巖中能夠觀察到底棲生物化石以及水平層理;在局部區(qū)域能夠觀察到礫攤、砂攤層，且相應(yīng)區(qū)域多呈現(xiàn)交錯(cuò)層理或波痕層理。

2 鄂爾多斯盆地的沉積層序及層序演化分析

2.1 層序演化

2.1.1 第一階段

鄂爾多斯盆地東部區(qū)域（以馬家溝為例）在早奧陶時(shí)期經(jīng)歷了三個(gè)三級(jí)的海平面升降旋回，由此，可以將其劃分成三個(gè)層序，即由馬一段、馬=段以及馬三段所組成的第一層序，由馬四段、馬五段組成的第二層序，由馬六段組成的第三層序。在研究區(qū)域中，馬五段呈現(xiàn)出了典型的陸表海沉積，且是在海退過程中形成的。由此能夠了解到，當(dāng)時(shí)的海底地形十分平緩、水體相對(duì)較淺，且氣候條件更為炎熱。

2.1.2 第二階段

在第二階段，即陸表海碳酸鹽巖與碎屑混合沉積階段中，華北陸表海處于頻率相對(duì)較高的海退海進(jìn)旋回之中。此時(shí)，研究區(qū)域首次發(fā)生了鐵鋁巖層的沉積，之后又沉積了潮坪相吳家峪灰?guī)r，最后發(fā)生了海平面的下降。在早二疊世太2期，研究區(qū)域第二次遭受了海侵，此時(shí)，沉積了毛兒溝灰?guī)r以及廟溝，且海平面再一次下降。在早二疊世太1期，研究區(qū)域遭受了最大的一次海侵，此時(shí)，沉積了東大窯灰?guī)r、斜道灰?guī)r等，且海水基本退出了本區(qū)域。

2.1.3 第三階段

在第三階段，即近岸內(nèi)陸坳陷的湖泊一三角洲碎屑巖沉積階段，主要形成山西組海綠石夾層、石千峰組海相化石以及石盒子組硅質(zhì)巖夾層等[5]。由于在這一階段中（早二疊世晚期到晚二疊世），研究區(qū)域受到了海泛作用的影響，所以其包含在近岸內(nèi)陸坳陷沉積背景的范圍內(nèi)。

2.2 沉積層序與油氣

研究區(qū)域中，第一層序形成于蒸發(fā)臺(tái)環(huán)境中，屬于較好的油氣儲(chǔ)集層;第二到第五層序形成與陸表海碳酸巖層及碎屑巖層混合沉積中，其中包含的規(guī)模性儲(chǔ)集層不多;第六到九層序形成于近岸內(nèi)陸坳陷的湖泊一三角洲碎屑巖沉積中，其是上古生界的主要油氣儲(chǔ)集層;第十二到十四層序形成于近岸內(nèi)陸坳陷湖盆西碎屑沉積中，屬于較好的區(qū)域性蓋層。

3 總結(jié)

對(duì)于鄂爾多斯盆地地區(qū)來說，其基底穩(wěn)定，所以油氣藏的產(chǎn)生主要受到沉積相以及沉積層序的影響。通過分析能夠得出，該區(qū)域經(jīng)歷了三個(gè)階段的層序演化，在海退與沉積的作用下形成了當(dāng)前的地理?xiàng)l件。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭樂樂，李忠百，張穩(wěn)，等.鄂爾多斯盆地大寧一吉縣區(qū)塊主力致密砂巖儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)分析[J].天然氣工業(yè)，2018（ Suppl l）：18-23.

[2]郭艷琴，李文厚，郭彬程，等.鄂爾多斯盆地沉積體系與古地理演化[J].古地理學(xué)報(bào)，2019，21（2）： 293-320.

[3]劉暢.鄂爾多斯盆地臨興地區(qū)上古生界層序地層格架及沉積模式[J].非常規(guī)油氣，2019 （1）.