鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)上古生界地層及沉積相發(fā)育特征

弓 俐

（成都理工大學沉積地質(zhì)研究院，四川 成都 610059）

1.區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)地層組成及構造變形的復雜程度均為全盆之最（圖1）[1-2]。西緣地區(qū)經(jīng)過多期強烈的構造運動（中條運動、晉寧運動、加里東運動等）于中奧陶世后伴隨著海槽消失隆升成陸[2]；在晚石炭世，拗陷帶進入了發(fā)展演化的新階段，逐漸產(chǎn)生了陸內(nèi)裂陷，并形成海陸交互相、陸相多種沉積環(huán)境，是良好的生油聚煤地區(qū)[3-5]。研究區(qū)羊虎溝組沉積完成后，經(jīng)過多次交替隆升沉降運動，且有關研究表明南部地區(qū)的隆升先于北部地區(qū)[2]。

2.構造演化

鄂爾多斯盆地西緣復雜的地層展布特征和沉積建造主要受到構造演化的影響。因此，利用構造演化單元分析地層特征是較為有效的方法。結(jié)合構造與地層特征可以將西緣地區(qū)劃分為五個組合，即：變質(zhì)結(jié)晶基底組合、坳拉槽沉積組合、前陸盆地沉積組合、復合海灣沉積組合和斷陷盆地組合[6-10]。

3.地層發(fā)育特征

圖1 研究區(qū)位置圖

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)上古生界晚石炭世發(fā)育海陸交互碎屑巖夾碳酸鹽巖—陸相碎屑巖含煤地層。石炭系在研究區(qū)出露較全，其中六盤山地區(qū)石炭系發(fā)育齊全（閻存鳳等，2008），沉積了前黑山組、臭牛溝組、靖遠組、羊虎溝組，其中前黑山組與臭牛溝組以碎屑巖、碳酸鹽巖為主，靖遠組與羊虎溝組以碎屑巖為主。西緣北部賀蘭山-桌子山地區(qū)僅發(fā)育石炭系上統(tǒng)羊虎溝組地層，平?jīng)?永壽地區(qū)未出露石炭系地層。二疊系在盆地西緣發(fā)育良好，與鄂爾多斯盆地內(nèi)部的二疊系發(fā)育無本質(zhì)區(qū)別，沉積厚度較大，上、中、下二疊統(tǒng)均有發(fā)育，中、上統(tǒng)自下而上沉積石盒子組、石千峰組，并發(fā)育河流相碎屑巖沉積，下統(tǒng)沉積太原組、山西組，發(fā)育海陸交互相-河湖相碎屑巖沉積。

羊虎溝組（Yanghugou Fm）曾稱羊虎溝群，時代屬晚石炭世，國際地層表 中主要為達拉階發(fā)育地層。主要分布于甘肅靖遠、景泰、武威一帶，命名地點在 甘肅永昌羊虎溝附近。羊虎溝組地層劃分依據(jù)的主要古生物化石有Profusulinella?類化石帶、Neognathodus bassleri-Idiognathodus delicatus牙形刺組合、卵古尼 羅蛤等雙殼類、Neuropteris gigantea(大脈羊齒)、N.kaipingiana(開平脈羊齒)、Linopteris simplex(簡單網(wǎng)羊齒)等植物化石，以及屬中石炭世晚期的Lycospora-Crassispora-Cristatisporites(鱗木孢-厚環(huán)孢-梳冠孢)孢子組合（寧夏回族自治區(qū)區(qū)域地質(zhì)志，1998）。

西緣地區(qū)的羊虎溝組與分布在鄂爾多斯盆地內(nèi)部的本溪組屬層位大體相當?shù)膬蓚€同時代地層單位，是祁連海由西向東推進的沉積地層單元。羊虎溝組與奧陶系或更老地層呈不整合接觸，或與下伏靖遠組呈整合接觸；與上覆太原組呈連續(xù)沉積。巖性為灰-灰白色粗-細粒石英砂巖、巖屑石英砂巖與灰黑色-黑色泥頁巖呈韻律互層，偶夾泥灰?guī)r、灰?guī)r及薄煤層，是一套以碎屑巖為主，局部夾碳酸鹽巖及薄煤層的巖性組合（圖2）。

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)二疊系發(fā)育良好，與鄂爾多斯盆地內(nèi)部的二疊系發(fā)育無本質(zhì)區(qū)別，沉積厚度較大，上、中、下二疊統(tǒng)均有發(fā)育，中、上統(tǒng)自下而上沉積下石盒子組、上石盒子組、石千峰組，并發(fā)育河流相碎屑巖沉積，下統(tǒng)沉積太原組、山西組，發(fā)育海陸交互相-河湖相碎屑巖沉積。

圖2 鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)石炭系地層對比圖

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)太原組主要受潮坪及濱淺?？刂?，以海陸交互沉積的三角洲平原相-潮坪相為主。在盆地西緣太原組與下伏羊虎溝組、上覆山西組均為連續(xù)沉積，為深灰-灰黑色頁巖、泥巖夾灰-灰白色砂巖及灰黃色生物灰?guī)r透鏡體，一般含煤層2～4層，頂以以大套灰黑色泥巖的消失和深灰色泥巖的出現(xiàn)作為山西組與太原組的分界。泥質(zhì)灰?guī)r和煤層的共同出現(xiàn)為太原組的主要特征。沉積范圍上，太原組較羊虎溝組明顯擴大，主要表現(xiàn)為羊虎溝期的中央古隆起已經(jīng)接受了沉積。

山西組以“北岔溝砂巖”之底為底界，與下伏太原組呈區(qū)域沖刷面接觸關系，與下石盒子組呈整合接觸關系。頂?shù)捉绶謩e為“駱駝脖砂巖”和“北岔溝砂巖”。巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層互層，中、下部往往夾有礫巖和含礫極粗粒-粗粒砂巖。地層分布中部厚，南北分布薄，東西差異小。根據(jù)巖性組合，又可細分為兩個巖性段。

石盒子組以“駱駝脖砂巖”為底界，與下伏山西組為區(qū)域沖刷面接觸。巖性以黃綠色和灰綠色含礫粗砂巖、中礫粗砂巖、巖屑石英砂巖和雜色泥巖的不等厚互層、互層狀紫紅色泥巖和砂質(zhì)泥巖。具有中部厚而北部、南部薄的厚度變化特征。

石千峰組發(fā)育在鄂爾多斯盆地上古生界最頂部的地層，與下伏石盒子組為假整合接觸關系。巖性為一套互層狀的紫紅色含礫砂巖與紫紅色砂質(zhì)泥巖組合。

4.沉積特征

西緣地區(qū)羊虎溝組主要為一套泥巖、粉砂巖和細砂巖所組成。其中發(fā)育水平層理、砂紋層理、平行層理、沖刷面及砂泥混雜堆積；總體為陸棚環(huán)境的產(chǎn)物，沉積微相類型主要發(fā)育陸棚砂和陸棚泥微相。

西緣地區(qū)二疊系包括太原組，山西組，石盒子組及石千峰組[8]。太原組組主要為一套中細粒砂巖、粉砂巖、泥巖組成。其中發(fā)育水平層理、砂紋層理、交錯層理、平行層理等沉積構造?？傮w為有障壁海岸環(huán)境的產(chǎn)物，沉積微相類型主要發(fā)育潮上沼澤（泥炭坪），高潮間帶（泥坪），中潮間帶（混合坪），低潮間帶（砂坪），瀉湖泥，障壁砂壩。山西組與下石盒子組主要為中細粒砂巖、粉砂巖、泥巖組成。其中發(fā)育沖刷面、粒序?qū)永?、砂紋層理、韻律層理等沉積構造。沉積相類型主要發(fā)育三角洲平原與三角洲前緣，三角洲平原微相包括：分流河道與分流間洼地，三角洲前緣微相主要包括：水下分流河道、分流間灣、水下天然堤、河口壩、遠砂壩。石千峰組與上石盒子組發(fā)育湖泊沉積體系，主要以淺湖亞相為主，以細、粉砂巖與泥質(zhì)巖互層為特征，常見水平層理、脈狀、透鏡狀層理和波狀層理等，在縱向演化上，往往表現(xiàn)為與三角洲沉積呈韻律互層。

5.結(jié)語

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)自太古代至新生代共經(jīng)歷了5個構造-地層組合，其中上古生界為復合海灣沉積組合。

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)上古生界主要發(fā)育地層為羊虎溝組、太原組、山西組、石盒子組與石千峰組，其中石盒子組細分為上石盒子組和下石盒子組，石千峰組細分為5個段。

鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)上古生界沉積相發(fā)育為：羊虎溝組發(fā)育陸棚相；太原組發(fā)育障壁海岸相；山西組-下石盒子組發(fā)育三角洲相；上石盒子-石千峰組發(fā)育湖泊相。