鄂尔多斯盆地西缘中寒武统沉积相分析

摘 要：本文以沉积学理论为指导，将鄂尔多斯盆地西缘中寒武统的毛庄组、徐庄组和张夏组作为研究对象，通过对前期文献、野外露头剖面、钻井资料及镜下薄片等的详细分析和观察，得出鄂尔多斯盆地西缘中寒武统沉积相平面展布规律及沉积演化过程，为鄂尔多斯盆地西缘中寒武统的进一步油气勘探开奠定基础。

关键词：油气勘探;沉积相;垂向序列;碳酸盐岩

鄂尔多斯盆地中生代盆地油气资源丰富，勘探开发潜力巨大。然而目前对鄂尔多斯西缘的沉积体系观点众多，主要包括等深流、重力流、内波、内潮汐多种沉积体，令人莫衷一是。这显然不利于对岩石类型发育、分布及其沉积环境和碳酸盐沉积模式进行准确分析，同时，也在一定程度上限制了储集岩的研究，不利于有利勘探带的分析[1]。鉴于此，本文通过4条野外露头剖面的精细观察描述，通过对鄂尔多斯盆地西缘地区中寒武统毛庄组、徐庄组和张夏组厚度、岩性、沉积构造、沉积相类型划分及沉积微相识别、沉积相平面展布确定、沉积演化分析等沉积特征的分析，为下一步勘探开发奠定了重要意义。

1 沉积相标志

沉积构造是指沉积岩各个组成部分之间的空间分布和排列方式。它是沉积物沉积时或沉积之后，由于物理作用、化学作用及生物作用形成的，有助于分析沉积环境，是沉积作用与过程、古环境以及矿床发育的重要标志。鄂尔多斯盆地西缘地区中寒武统主要为海相沉积，海相沉积中层理、化石类型多样。沉积构造的一些组合可以反映出海相甚至是海相某一部分的特征，譬如交错层理在台地边缘带较发育，而滑动、流动构造在斜坡处更为常见。在研究区内沉积构造比较发育，不同沉积构造反映不同沉积特征，从而对沉积亚相、微相的划分很有帮助。

1.1 层理特征

1.1.1 水平层理

又称水平纹层，表现为纹层呈直线状并且互相平行，同时平行于层面，该层理常在较为稳定的水动力情况下，细粒沉积物经垂向加积作用形成。发育于研究区内的泥晶灰岩、泥质条带泥晶灰岩、准同生白云岩及泥岩中，常见于低能稳定态的环境。

1.1.2 波状层理

常在如前海、浅湖或河漫滩等水体较浅的环境中形成，纹层呈波纹状，对称或不对称，总体方向平行于层面。发育于研究区内富含化石的石灰岩与泥灰岩互层中，碎屑岩中亦常见，但研究区内碎屑岩发育较少。

1.1.3 交错层理

也称为斜层理，是由一系列斜交于层系界面的纹层组成，斜层系可以彼此重叠、交错、切割的方式组合。该层理常在水动力较强，水体循环良好的环境中形成。在研究区的鲕粒灰岩、碎屑灰岩、白云岩夹灰岩等中均有发育，可作为滨岸相、开阔台地相及台地边缘相的依据之一。

1.2 典型岩性和古生物特征

鲕粒灰岩是一个较好的相标志，常用于指示水动力相对较强的礁滩相。鲕粒灰岩常以亮晶胶结为标志，磨圆较高，内部纹层呈放射张，表明其水动力较强造成鲕粒表面长期磨蚀。古生物标志实际上就是地史时期的生物在地层岩石中保留下来的遗体或者是动物痕迹，其保存状况主要受控于环境水动力条件、水体化学条件、气候、生物自身骨架成分以及埋藏环境等多个因素。古生物遗体或遗迹的一些组合可以反映出海相甚至是海相某一部分的特征。总之，不同的海生生物可以指示不同的沉积环境，研究区内的中寒武统时期主要是海相沉积，其中碳酸盐岩的沉积类型丰富，生物碎屑灰岩也比较多，因此生物化石也相对丰富，这些均可以作为划分研究区内沉积相的相标志。

1.3 垂向序列特征

岩性序列是指在一定的沉积环境中形成的岩石组合，它是沉积相的主要组成部分，因此不同颜色、岩性以及不同岩性纵向上的组合所对应的沉积环境不同，从而可作为划分沉积相类型的标志之一。

1.3.1 反映局限台地相的岩性序列

局限台地水体循环受限制，颜色较浅或为氧化色，从滨岸相过渡到台地相时，出现碳酸盐岩沉积，一般浅色的灰泥灰岩、球粒灰岩、粒泥灰岩（白云化）可以作为局限台地的依据之一，其中有陆源碎屑混入物或互层（分异良好的岩层中的碎屑岩和碳酸盐岩）。

1.3.2 反映开阔台地相的岩性序列

水循环中等，盐度正常，暗--浅色的泥质条带灰岩、颗粒灰岩、含颗粒灰岩、砂屑灰岩及生物扰动灰岩可以有效指示开阔台地环境。例如：贺兰苏峪口剖面徐庄期的灰色砾屑灰岩、鲕粒灰岩指示开阔台地亚相。

1.3.3 反映台地边缘相的岩性序列

台地边缘相能量比较高，水体相对较浅，因此颗粒较发育且规模很大，一般是亮晶，较纯净，从而大规模的鲕粒灰岩、竹叶状灰岩都能指示该相。

1.3.4 反映斜坡相的岩性序列

一般来说滑塌角砾岩可以指示该相，但研究区没有出现滑塌构造，不过斜坡相相对于台地边缘相来说能量小一些，所以研究区的泥质条带灰岩和瘤状灰岩夹杂颗粒岩的岩性序列比较典型，其中泥质条带灰岩说明有泥质混入，瘤状灰岩就是一种泥粒灰岩。

1.4 划分方案

通过调研鄂尔多斯盆地西缘中寒武统的四条剖面的岩性组合、沉积构造等的沉积相划分标志，进行沉积相类型分析及沉积亚相、微相的划分。由于鄂尔多斯盆地西缘寒武系经历了海侵、海退和多次构造运动，不同地区、不同时期构造岩相古地理环境变化较大，虽然不同学者对沉积相类型划分的方案略有不同，但总体划分思路大致一致。研究区以碳酸盐岩台地相和斜坡相两大沉积类型为主，其中，碳酸盐岩台地相可划分为局限台地、开阔台地、台地边缘三种沉积亚相，在研究区，沉积类型主要为局限台地和开阔台地亚相，主要发育在研究区的毛庄期和徐庄期，局限台地亚相可进一步划分为潮坪、泻湖和台内滩三种沉积微相，开阔台地亚相可进一步划分为滩间、台内滩和潮坪三种沉积微相，研究区的张夏期主要发育台地边缘亚相，局部发育斜坡相，其中台地边缘亚相可划分为滩间、台地边缘滩两种沉积微相。

2 沉积相演化模式

通过对沉积相类型的划分以及平面展布特征的研究，揭示出盆地不同演化阶段不同构造部位的沉积环境存在明显差异。根据各时期的沉积特征，认为鄂尔多斯盆地西缘中寒武世沉积环境具有如下：早寒武世晚期，随着海侵的进一步发展和全球气候的改善，鄂尔多斯盆地西缘开始形成“碳酸盐工厂”，一定的风化剥蚀碎屑进入盆地，沉积环境向陆源碎屑--碳酸盐混合沉积转变，由滨岸相向台地相过渡。鄂尔多斯盆地西缘中寒武世毛庄期以来，海侵范围迅速扩大，古陆不断受到海水入侵，西缘地区主要发育碳酸盐台地沉积，岩性以鲕粒、白云岩、泥页岩为主，沉积环境已演化为局限碳酸盐台地;中寒武世徐庄期开始，大部分地区被海水覆盖并接受沉积，北部的贺兰苏峪口以开阔碳酸盐台地主体，但徐庄期的南部同心青龙山--平凉大台子--陇南牛心山一线，盆地内仍有部分风化碎屑物进入，水体较为混浊，是局限碳酸盐台地;中寒武世张夏期，海侵达到寒武纪的高峰期，鄂尔多斯地区基本为大面积浅水覆盖，古陆范围大部分缩减，形成了大规模的碳酸盐岩沉积，岩性转变为鲕粒灰岩、砾屑灰岩、瘤状灰岩、泥质条带灰岩、白云质灰岩和白云岩，张夏期主要发育开阔台地、局限台地、台地边缘浅滩和斜坡沉积体系。

3 结语

①鄂尔多斯盆地西缘以碳酸盐岩及页岩为主要的岩石类型，其中石灰岩主要是鲕粒灰岩、泥质条带状灰岩、砾屑灰岩、白云质灰岩等;②结合岩性序列以及沉积构造等特征，鄂尔多斯盆地西缘中寒武统主要发育碳酸盐岩台地相和斜坡相两种沉积类型;③从鄂尔多斯盆地早寒武世后期开始，沉积环境转向陆源碎屑--碳酸盐混合沉积，由滨岸相向台地相过渡，直到研究区毛庄期，海侵范围持续快速扩大，碳酸盐台地沉积主要发育在西缘地区，以局限台地为主;然而从中寒武世徐庄期开始，大部分地区被海水覆盖并接受沉积，并以局限台地和开阔台地为主要沉积类型;直到中寒武世张夏期，海侵已经达到寒武纪的高峰期。

参考文献：

[1]施開兰，陈芳文，段卓，等.重庆北碚和平水库剖面下侏罗统大安寨段湖相碳酸盐岩岩石类型及沉积环境[J].古地理学报，2015，17（02）：198-212.

作者简介：

崔永旭（1994- ），女，黑龙江大庆人，本科，助理工程师，主要从事油气勘探、项目及合同管理工作。