鄂尔多斯盆地白豹地区延长组中段沉积特征与沉积模式

郭德运，郭艳琴，李文厚，张 惠，李克永

(1.西北大学 地质学系，西安 710069；2.西安石油大学 油气资源学院，西安 710065；3.延安大学 能源与环境工程学院，陕西 延安 716000)

白豹地区在区域构造上位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡的西南部，行政区划隶属于华池县和吴旗县，北抵吴旗，南越南梁，西达白马，东至金鼎，面积约6 844 km2。

延长组长4+5沉积时期鄂尔多斯湖盆处于微陷期，但沉积格局及湖岸线与长6期相近。北部发育的定边—盐池三角洲向南继续延伸，直到吴旗南部。东部及东北部三角洲尤其安塞三角洲北部已大部分平原化，主要以分流河道沉积为主。延长组长3期，盐池西部及西南部出现抬升，深湖沉积退缩到直罗—合水一带以南的小范围内。此时东北物源再次加强，穿过吴旗向南直到华池地区，发育为吴旗—华池三角洲[1,2]。笔者对白豹地区延长组长3—长4+5沉积环境进行了较为详细的研究，本文主要用各种相标志及测井相分析论述长3—长4+5沉积相特征。

1 地层发育简况

长3油层组由上到下可划分为3个四级沉积旋回，按其测井曲线特征和岩性变化可进一步分为长31、长32和长33三个小层，地层厚110～140 m。长31厚度一般为25～35 m，为一套以砂岩为主的砂岩与泥质粉砂岩及泥岩互层沉积;与长2分界是长31顶部发育的一套黑色泥岩，油层段底界为厚层块状砂岩。长32以泥岩为主，中间夹薄层细砂岩或粉砂岩，上部泥岩含量高，向下砂质沉积增多，地层厚35～45 m。 长33厚50～60 m，是一套以砂岩为主的砂泥岩互层。

长4+5地层主要由灰色粉砂岩、细砂岩、黑色泥岩、深灰色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩组成，厚度为90～105 m。按岩性特征和测井曲线进一步划分出长(4+5)1和长(4+5)2两个小层。长(4+5)1厚42～55 m，岩性主要为黑色泥岩与灰色细砂岩互层，岩性变化较大，不同的井区稳定性较差，在五蛟—华池地区主要发育泥岩沉积，而在白豹—南梁地区则以砂岩沉积为主。长(4+5)2岩性为厚层粉砂质泥岩、泥质粉砂岩夹少量粉砂岩和细砂岩，厚度一般为40～50 m。

2 沉积相分析

2.1 岩石学特征

白豹地区长4+5—长3砂岩颜色主要为灰色和灰绿色，泥岩为黑色或深灰色，无红色和杂色泥岩，整体表现为水下还原条件的暗色沉积特征，表明无水上氧化条件和湖岸线过渡带内的沉积。砂质沉积以细砂岩为主，其次为粉砂岩，细砂岩中常常可见植物的枝干，粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩中可见垂直虫孔和较多的植物碎片和植物茎叶，这些植物茎叶和植物碎片由河流搬运作用带来的，在泥岩中可见介形虫。这些都表明碎屑物沉积时处于水下环境。

2.2 湖泊沉积体系

研究区主要在西南角华池—五蛟一带发育浅湖沉积，岩石类型为灰黑色、深灰泥岩夹灰色粉砂岩、深灰色粉砂质泥岩和灰色粉—细砂岩。自然伽马曲线中高值，呈齿形，自然电位曲线近于平直(图1)，发育的主要沉积构造为变形层理和水平层理。

2.3 三角洲沉积体系

图1 鄂尔多斯盆地白豹地区长(4+5)2沉积微相

研究区物源主要来自盆地北部和东北部[3-8]，鄂尔多斯盆地延长组在构造条件稳定的北部和东部主物源一侧的三角洲主要为曲流河三角洲[9-12]。研究区长4+5—长3期仅在西南角华池—五蛟一带为滨浅湖沉积，其余地区均为曲流河三角洲沉积。通过岩心观察、粒度分布资料、沉积构造等相标志的分析，认为研究区主要是三角洲前缘沉积，由湖向河口方向分别发育前缘席状砂、水下天然堤、分流间湾和水下分流河道4种沉积微相，其中水下分流河道微相作为骨架相在研究区十分发育(图1)。

2.3.1 水下分流河道

图2 鄂尔多斯盆地白豹地区长4+5—长3粒度概率累积曲线

水下分流河道岩石类型主要包括灰色厚层状细—粉砂岩和细砂岩，此外有少量泥质粉砂岩、粉砂岩和粉砂质泥岩夹层，是三角洲平原分流河道的水下延伸。砂岩粒度具继承性，分布特征主要为三段式，其中以跳跃总体发育为特征(图2)。砂岩底部发育河床滞留沉积，常常体现为冲刷面和冲刷面附近的大量泥砾(图版1)，砂岩中沉积构造主要包括槽状交错层理、板状交错层理和平行层理 (图版2～4)。粉砂岩中沉积构造主要发育沙纹层理、透镜状层理和水平层理，生物扰动构造可见垂直虫孔。水下分流河道进入湖泊由于受湖水阻滞，水动力条件减弱，携带的沉积物比三角洲平原水上分流河道粒级细，颜色深。砂岩种类以长石砂岩为主，碎屑矿物中长石含量为35%～45%，最高可达50%，石英含量为40%～50%，最高可达65%，岩屑及云母和其它为7%～15%，最高可达30%。分选中等—好，磨圆度较高，呈次棱角—次圆状，以孔隙式胶结为主，少量接触式和再生式胶结。水下分流河道砂体与河道砂体沉积特征类似，平面上均呈鸟足状或朵状，向湖内延伸时，将变薄、变宽，直到消失(图1)。剖面上呈下凸上平的透镜体，纵向上具有下粗上细的正旋回特点，单层砂由下至上呈正粒序，自然伽马曲线为低值箱形、齿状箱形，自然电位曲线呈钟形(图3 )。

2.3.2 分流间湾

是指水下分流河道之间的间湾区，与前三角洲开阔湖区相通。岩性主要为厚层状灰黑色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和灰色粉砂岩夹灰绿色、灰色细砂岩。粉砂岩和砂岩中发育沉积构造，主要有变形层理、沙纹层理和水平层理，化石表现为垂直虫孔和碳屑(图版5～7)，泥岩、粉砂质泥岩中发育化石，主要为植物碎片(图版8)。间湾沉积自然伽马曲线呈中高值齿形，自然电位曲线呈低平状(图3)。由于水下分流河道的不断迁移摆动，在单井剖面上间湾沉积与水下分流河道密切共生并反复叠置，形成特征沉积序列。

2.3.3 席状砂

图3 鄂尔多斯盆地白豹地区白210井长3三角洲前缘沉积序列

经湖浪改造后的河口坝和远砂坝沉积，沿岸侧向堆积而成席状砂，显著特征就是砂体厚度较薄、砂质较纯以及砂体分布面积广泛。研究区三角洲前缘席状砂被泥岩所隔开，由细砂岩和粉砂岩组成，自然伽马曲线和自然电位曲线呈中等幅值的尖峰状(图4)。

2.3.4 水下天然堤

分布在水下分流河道的两侧，呈带状，主要由极细砂和粉砂组成，常夹泥质薄层，泥质沉积中含植物碎片，常见包卷层理、沙纹层理和水平层理等沉积构造和虫孔生物扰动构造，自然电位曲线呈中—低幅齿状。剖面上常与分流间湾泥岩和水下分流河道砂岩共生。

3 沉积相模式

3.1 三角洲沉积模式

图4 鄂尔多斯盆地白豹地区午1井三角洲前缘席状砂岩电特征

鄂尔多斯盆地延长组发育2种不同地层样式的湖泊三角洲，一种是巨厚的深水盆地型三角洲，发育较完整的进积序列；另一种是浅水台地型三角洲，沉积厚度较薄且进积序列不完整。深水型三角洲是在深盆背景上发育起来的，水下沉积厚度较大，有低密度浊流沉积和巨厚深水泥岩沉积，进积相的序列保存较好。而浅水型三角洲常为后继的河流强烈冲刷，水下沉积薄，且进积序列不完整[13]。鄂尔多斯盆地长4+5—长3期深湖沉积收缩到直罗—合水以南的小范围内[14]，白豹地区为浅湖，因此发育浅水型三角洲，显著特征是河口砂坝沉积不发育，分流河道砂体为骨架沉积。由于河流改道，湖相或分流间湾泥岩之上常常直接叠置水下分流河道砂体，二者呈冲刷接触，在河道底部发育冲刷面，常含泥砾等滞留沉积。

前三角洲与浅湖很难分开，主要是一套深灰色粉砂质泥岩和泥岩夹薄层状粉砂层。泥岩大多呈块状，少数具不清晰的水平纹理或较强的生物扰动构造，淡水动物化石主要为介形虫。砂岩及粉砂岩基底截然，层面有浪成或流水波痕，内部出现交错纹层。

3.2 三角洲体系的演化及沉积相模式

白豹地区发育高建设性的湖泊三角洲，骨架相为河道砂体。因为湖水的深度严格控制着地层的样式，所以随着水深以及湖盆底形的变化，河流将建造出不同沉积样式的三角洲体系。当湖盆水浅、基底稳定时，三角洲推进快，主要形成分布广、垂向序列不完整的浅水型三角洲，当推进到台地边缘深水区，浅水型三角洲逐渐演变为深水型三角洲。

图5 鄂尔多斯盆地白豹地区长4+5—长3三角洲沉积模式

延长组是在印支运动之后在华北地台上形成的鄂尔多斯盆地大型淡水湖盆中沉积的陆源碎屑岩系。在以张家滩页岩为代表的长7最大湖进之后，河流注入盆地，沉积了一套巨厚的河流—湖泊沉积。当时研究区位于陕北斜坡南部，属浅湖环境，碎屑沉积物主要来自北东方向，主要为三角洲前缘亚相，其中水下分流河道微相从长4+5到长3期具有较好的继承性，发育3～4条，此外有小范围的浅湖沉积(图5)。

4 结论

综合各种相标志，认为研究区主要发育三角洲沉积体系和湖泊沉积体系，且在研究区的东北部主要为三角洲前缘亚相，仅在西南部有小范围的浅湖亚相沉积。研究区主要发育浅水台地形三角洲，缺乏完整进积序列，其中河口坝不发育，水下分流河道是骨架相，由于水下分流河道的迁移摆动和不同期次沉积的叠加，分流间湾泥质沉积与水下分流河道砂体密切共生，在单井剖面上呈反复叠置的特征沉积序列，在平面上表现为水下分流河道被分流间湾所分隔的沉积特征。

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