鄂尔多斯盆地富县地区碳酸盐岩微相分析

何碧云

（西安石油大学，陕西西安 710065）

鄂尔多斯盆地位于华北板块西部，是我国第二大沉积盆地，蕴藏着非常丰富的矿产资源，目前已经发现了5个储量超过千亿立方米的大气田，主要分布于伊陕斜坡中北部地区[1]。富县地区位于鄂尔多斯盆地东南部的伊陕斜坡之上，长期以来，富县地区主要是在中生界找油，2000年后逐渐转变成为油气勘探并重，在古生界则主要以找气为主[2]。据统计，世界油气产量的60%也来自于碳酸盐岩储层[3–5]。中国石化自 1999年在该地区部署了钻达古生界的探井，钻探结果表明，奥陶系马家沟组具有良好的天然气显示，马五段各井试气后都获得一定天然气产量，表明研究区具有较好的勘探前景。本次研究通过岩心观察、铸体薄片分析等实验手段，划分出研究层位的沉积微相，并进一步绘制出岩相古地理图，为相关研究提供参考

1 碳酸盐岩岩石类型

依据古生物特征、沉积旋回及区域性标志层，将奥陶系马家沟组分为6个岩性段，自下而上为马六段至马一段，多数钻井并未钻穿马五段及下伏地层，其中马五段是最重要的含气层段[6]，也是本次研究的目的层段。碳酸盐岩是鄂尔多斯盆地富县地区马家沟组最主要的岩石类型，主要矿物为方解石和白云石，按照方解石和白云石含量的不同，将碳酸盐岩分为石灰岩类和白云岩类[7]。研究区的岩性主要为：泥晶白云岩、泥质灰岩、岩溶角砾白云岩、泥晶砂砾屑白云岩、亮晶鲕粒灰岩、含灰白云岩、云灰岩等。

2 沉积微相分析

2.1 沉积相划分标志

相标志是相分析的基础，是对沉积环境具有指示意义的地质记录，包括沉积岩的颜色、岩性、沉积构造、古生物和剖面特征等[8–9]。

（1）颜色标志。岩石颜色是最直观的相标志，如紫色、红色、黄色、灰黄色一般形成于氧化环境，深灰色、灰黑色、黑色一般形成于还原环境，绿色、灰绿色、灰色一般形成于弱氧化一弱还原环境。研究区岩石颜色主要以灰色、深灰色为主。

（2）岩性标志。泥晶白云岩是研究区的主要岩石类型，指示研究区发育了大量的潮坪泥云坪环境；泥晶砂砾屑白云岩：该种岩石类型发育于较强的水动力条件，为潮坪风暴岩环境。

（3）构造标志。研究区碳酸盐岩发育了丰富的沉积构造，如：缝合线构造、鸟眼构造。缝合线构造是碳酸盐岩中常见的一种裂缝构造，其形成与成岩后生阶段的压溶作用有关；鸟眼构造大小都为毫米级，形态似鸟眼睛，被认为是潮上带的重要相标志。

（4）古生物标志。碳酸盐岩中往往发育大量的古生物，不同种属的生物生存的环境不同，发育的生物的类别、数量、形态、结构亦有差别。虽然研究区的岩石中生物含量较少，但在显微镜下发现有介形虫、海百合等。

2.2 微相类型

在精细的各种相标志分析的基础上，结合前人对该地区沉积环境的研究，进行典型钻井岩心相的详细分析，建立了研究区沉积微相划分方案，认为研究区总体为台地背景下的局限–开阔台地亚相，并可进一步识别出7个沉积微相类型（如表1）。

表1 研究区沉积微相划分

3 单井相分析

在沉积相标志分析的基础上，通过单井岩性解释结果，以延718井的单井相为例进行了分析（图1），总体上认为研究区属于碳酸盐岩台地下的局限开阔台地亚相，其特征为：

马五5亚段：岩石类型主要为白云岩夹少量泥质，上部反映潮下环境，下部反映含泥云坪微相；马五4亚段：上部主要为白云岩，反映潮下环境，下部含少量灰岩及少量泥质，反映含灰含泥云坪；马五3亚段：上部含部分泥质夹少量石膏，反映含膏含泥云坪微相；下部主要以白云岩为主，反映潮下环境；马五2亚段：主要为白云岩夹部分石膏及少量泥质，反映含膏含泥云坪；马五1亚段：该层段被剥蚀，结合前人对该地区沉积环境的相关研究，可以推断出其应属于云坪。

图1 延718井沉积相分析特征

4 沉积微相展布及演化特征

在沉积微相划分基础上，通过对研究区所有单井相的详细分析，以及对地层厚度的统计，编制了马五1～马五5亚段的沉积微相展布图，其特征如下：

4.1 马五5亚段（图2）

研究区西南部小部分被剥蚀，其他地方均存留，地层厚度0～25 m，北部地层厚度最高可达25 m，范围广泛；中部地层厚度最高可达15 m，范围广泛；东南部地层厚度最高13 m，范围较广泛。马五5亚段属于海进期，自古隆起往北部及东部依次发育局限台地亚相及开阔台地亚相，在延699井附近发育含膏云坪微相，延623、延718、延1053井附近属于潮下环境，延728井附近发育含灰云坪微相。

图2 马五5亚段沉积微相展布

4.2 马五4亚段（图3）

研究区西南部部分被剥蚀，其他地方均有存留，地层厚度0～30 m不等。北部地层厚度最高可达30 m，范围局限，仅在延104及延623井附近出露。中部地层厚度最高可达20 m。东南部地层厚度最高25 m，范围局限，且以宜6井为界以对角方向向两边减薄。西南部部分被剥蚀，但延571、延625及延706井附近马五4亚段有残存。马五4亚段沿剥蚀区附近大部分发育含泥云坪微相，在延719井附近发育含膏云坪微相，区域东北部发育开阔台地亚相，延1053井附近发育含灰云坪微相。

4.3 马五3亚段（图4）

研究区西南部及东部部分被剥蚀，其他地方均有存留，地层厚度0～46 m。北部地层厚度最高可达20 m，范围广泛；中部地层厚度最高可达20 m；东南部地层厚度最高46 m，范围局限，且以宜6井为界以对角方向向两边减薄。研究区西南部延571及延706井附近马五3亚段有残存。马五3处于海退期，未剥蚀区基本为局限台地亚相，沿剥蚀区往东发育部分含泥云坪微相，北部延1071井附近发育含膏云坪微相，沿剥蚀线往东在延716、延717井附近也发育含膏云坪微相。

图3 马五4亚段沉积微相展布

图4 马五3亚段沉积微相展布

4.4 马五2亚段（图5）

研究区一半地层被剥蚀，北部及东南部有残存，残余厚度0～8 m。西南部延571及延706井附近马五2亚段也有残存。马五2亚段也属于海退期，自古隆起往北部及东南部水体逐渐加深，发育开阔台地亚相，在延570、延718井附近发育含膏云坪微相。

图5 马五2亚段沉积微相展布

4.5 马五1亚段（图6）

研究区大部分遭受被剥蚀，仅在北部及东南部残存，残余厚度0～24 m。北部残余厚度最高可达24 m，范围局限，仅在延263井附近出露；东南部残余厚度最高20 m，范围较广；西南部延571及延706井附近马五1亚段也有残存。马五1亚段处于海退期，未剥蚀区大部分为局限台地亚相。

图6 马五1亚段沉积微相展布

5 结论与认识

鄂尔多斯盆地富县地区碳酸盐岩岩石类型主要为石灰岩和白云岩；主要发育局限–开阔台地亚相。进一步划分出的主要微相类型有：潮坪泥云坪微相，潮坪碎屑滩微相，潮坪岩溶微相，潮坪风暴岩微相，膏云坪微相，灰泥坪沉积微相、潮坪、灰、泥、云混杂沉积微相。马五段沉积期，华北地台地处赤道附近，古气候较为干热，海平面相对下降，具有快速海侵和缓慢海退的特征，大面积的潮坪是这一时期的典型沉积特征。

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