鄂尔多斯盆地合水地区长7段沉积特征

欧阳慕馨

摘 要：鄂尔多斯盆地作为中国重要的含油气盆地，合水地区位于鄂尔多斯盆地陇东地区。其中长7段广泛发育重力流沉积，富含丰富的石油储量，有着十分巨大的勘探潜力。通过岩心观察、测井解释成果等资料对该区深水重力流沉积进行研究，结果表明：（1）长7段发育砂质碎屑流沉积、滑塌沉积、浊流沉积3种主要沉积类型。（2）共识别出细砂岩相、水平层理深湖泥岩相、粉细砂岩相、变形构造粉砂岩相、块状层理粉砂岩相、油页岩相6种岩相类型。（3）该区发育近源水道、前缘朵体、远源水道3中沉积微相。

关键词：鄂尔多斯盆地;合水;长7段;沉积特征

中图分类号：P618.13文献标志码：A 文章编号：1672-5603（2022）03-16-05

Sedimentary Characteristics of Chang 7 Member in Heshui Area ，

Ordos Basin

Ouyang Muxin

（Institute of Sedimentary Geology， Chengdu University of Technology， Chengdu Sichuan 610059）

Abstract： Ordos Basin is an important petroliferous basin in China. Heshui Area is located in Longdong area of Ordos Basin. Among them， gravity flow deposits are widely developed in Chang 7 member， which is rich in oil reserves and has great exploration potential. The deep-water gravity flow deposits in the study area are described by core observation， logging interpretation results and other data. The results show that： （1） there are three main sedimentary types of sandy debris flow deposition， slump deposition and turbidity current deposition in Chang 7 member of the study area. （2） Six lithofacies types are identified in the study area， including fine sandstone facies， horizontal bedding deep lake mudstone facies， silty fine sandstone facies， deformation tectonic silty sandstone facies， massive bedding silty sandstone facies and oil shale facies. （3） There are three sedimentary microfacies in the study area： proximal channel， frontal lobe and distal channel.

Keywords： ordos basin; Heshui area; Chang 7 member; sedimentary characteristics

自1827年Studer首次提出复理石概念至今，深水重力流理论不斷丰富。1885年，Forel提出高密度浊流的概念;20世纪70年代Walker提出了经典海底扇模式;1985年，Shanmugam提出的砂质碎屑流理论再次大大推动了重力流理论的发展。现如今国内外学者的相关研究将重力理论的发展再次推向新的高潮，但是在深水重力流的砂体成因等方面依然存在一些争议。重力流沉积在鄂尔多斯盆地长7段大范围发育，是重力流沉积研究的重要区块。

1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地作为中国重要的含油气盆地，其中长7段广泛发育重力流沉积，富含丰富的石油储量，有着十分巨大的勘探潜力[1]。大规模的湖侵作用增加了鄂尔多斯盆地的湖盆规模，优越的成藏条件以及大规模的致密油藏使长7段成为了近年来油气勘探的重点。

合水地区位于甘肃庆阳合水县，地处盆地陕北西南缘（图1），构造较为平缓，在西倾单斜背景上局部发育小型鼻状隆起[2]。近年来，作为勘探开发的重点区块，合水地区发现了不少岩性油气藏及出油点。 在长71、长72段，合水地区存在大量重力流成因砂体;而在长73段，合水地区则沉积了大量的烃源岩。因此，整个长7段都为合水地区致密油藏提供了优质的形成条件。

2 沉积类型划分

鄂尔多斯陇东合水地区长7段发育大量深水重力流沉积，整体为以深湖—半深湖沉积为主的沉积环境。本文以Shanmugm提出的分类方法为依据，根据研究区露头剖面及岩心资料，认为滑塌沉积、浊流沉积以及砂质碎屑流沉积为研究区主要沉积类型。

2.1 滑塌沉积

滑塌沉积一般指由于地震等原因，部分陆源物质在外力作用下受到影响形成坍塌，粉砂质泥岩、细砂岩均常见于滑塌沉积当中，由于存在塑性变形，沉积构造通常表现为揉皱变形、包卷层理等[3]。

在长71段，研究区发育了大量的滑塌体;长72段的滑塌沉积则在部分岩性尖灭处发育。从岩性上看，研究区滑塌沉积整体呈灰色，泥质含量越多、颜色就越深。研究区滑塌沉积整体厚在0.1-1.78 m之间，部分滑塌体内部发育有凝灰质夹层，约为0.5 m。在沉积构造上，研究区长7段滑塌沉积主要表现为见明显揉皱变形、同生断裂、滑动界面剪切及含顺层流动的泥质条带（图2）。由于滑动过程中、沉积物内部不发生变形，因此其内部砂岩和泥岩的接触界面较为平直，泥质条带呈顺层流动的特征，这些泥质条带多呈中部较厚，两端逐渐变细的特征。

2.2 砂质碎屑流沉积

砂质碎屑流大多形成于湖盆中部，由外力触发的滑塌作用造成，沉积物通常是整体冻结而成。由于砂质碎屑流是一种富砂质具塑性流变性质的宾汉塑性流体，代表一个从黏性至非黏性碎屑流连续过程[4]，故碎屑体积浓度以中高碎屑为主，且泥质含量低。整体冻结而成的沉积物呈现块状固结状态，基质含量较低。

鄂尔多斯盆地合水地区长7段砂质碎屑流主要含有大量的中细砂岩和块状砂岩，部分块状砂岩上下接触面突变，且顶部含有泥砾。这说明在沉积过程中，由于浮力作用，部分泥质碎屑漂浮至砂体顶部，以分层排列的特征沉积下来，故整体有着较强的流体塑性。在研究区长72段，砂质碎屑流主要发育在湖底扇及三角洲前缘，依旧呈现为大量块状砂岩夹泥砾，整体的砂体厚度为5 m左右。研究区长73段砂质碎屑流水动力较长72段更弱，因此砂体更薄，粒度更细，但整体仍旧表现为中细砂岩，顶部含部分漂浮泥砾（图3）。从整体上看，研究区砂质碎屑流分选较好，杂基含量低，整体厚度在0.5 m到5 m之间，无明显的层理。从岩性上看，研究区长7段砂质碎屑流主要以中细砂岩、块状细砂岩以及含泥岩撕裂屑细砂岩为主[5]。其中泥岩撕裂屑多发生了变形、直径大多小于5 cm，说明在研究区砂体形成的过程中存在搬运差异。这些砂体沉积构成了研究区深水砂质沉积的主要部分。

2.3 浊流沉积

作为一种牛顿液体，浊流的碎屑颗粒通常是以紊流的形式进行搬运。在外力作用结束后，内部颗粒就会开始沉积，先沉积粗颗粒、细颗粒后沉积，从而形成正粒序沉积特征。一般来说，会将正递变层理和鲍马序列视为识别浊流的沉积标志。

研究区长7段发育了大段深湖泥岩，部分前缘朵体在合水地区斜坡的边缘聚集。由于该区长7段浊流沉积受物源影响，前缘朵体以西南至东北方向发育。

从整体上看，研究区长72和长71段均分布了大范围的浊流沉积;长73段浊流呈零星分布状。此外，研究区浊积沉积岩石底面能观察到印模，指示有砂质填充。

同时还可观察到火焰状构造及在牵引流作用下形成的沙文交错层理（图4）。浊流沉积的单层厚度跨度较大，从几毫米到十几厘米均有分布，并在垂向上频繁叠置，这说明其间发生过多期次浊流事件[5]。

3 岩相类型

基于研究区已知的岩心及测井资料，共识别出细砂岩相、水平层理深湖泥岩相、粉细砂岩相、变形构造粉砂岩相、块状层理粉砂岩相、油页岩相6种岩相类型。

（1）细砂岩相

细砂岩相主要集中分布在砂质碎屑流沉积中，其特征为整体呈现块状结构。由于牵引流是砂质碎屑流形成的重要因素，部分细砂岩可见平行层理或滑水面，砂体截面可见植物碎屑，偶见泥质撕裂屑。根据岩心资料显示，砂质碎屑流中的细砂岩部分形成于三角洲平原，磨圆较好，部分砂体中含泥质撕裂屑或是泥砾，泥砾定向排列，反映沉积体是由短距离快速搬运而成。

（2）粉细砂岩相

粉细砂岩相常见于浊流沉积当中，粒度小，呈现下粗上细正粒序，整体厚度一般不超过0.5 m。粉细砂岩经常分布在浊流沉积下段，并具有平行层理，指示有较强的水动力。由于浊流沉积砂体厚度薄、并具有多次发育的特征，粉细砂岩砂体顶部常出现砂纹层理，指示有牵引流作用存在。浊流沉积最典型的特征是存在鲍马序列[6]。因此研究区长7段粉细砂岩底部可见槽模或是火焰状构造。

研究区深湖泥岩在半深湖—深湖区域广泛发育，颜色呈黑灰色或灰绿色，并存砂泥互层，厚度在2～16 cm之间。深湖泥特征为大范围连续发育，截面可见植物化石。由于深湖泥岩往往受到迁移力堆积而成，因此岩心常可见水平层理局部发育。

（3）块状层理粉砂岩相

研究区块状砂呈灰黑色，厚度在2～23 cm之间，整体呈均一状，可见黄铁矿、磷灰石夹杂。由于形成过程中收到了较强的水动力影响，呈厚层块状，并局部可见明显下粗上细正粒序，部分砂体底部发育沟模等构造。块状层理粉砂岩相大量存在于研究区浊流沉积当中，常见于浊流形成初期。

（4）变形构造粉砂岩相

研究区变形构造粉砂岩主要分布在长73段，厚度较薄，碎屑颗粒较细、分选好。变形构造粉砂岩多发育于砂体底部，厚度变化明显。砂体内部含泥质条带，存在变形构造，发育了包卷层理、液化脉等。

（5）油页岩相

研究区油页岩大多发育在长7段底部或中下部，厚度较大，在5～18 m之间。这类油页岩品质较高、具有一定的成熟度、见黄铁矿，存在深水重力痕迹如泥包砂。

4 沉积微相分析

4.1 近源水道

近源水道发育在研究区坡折带上，是长7段重要的碎屑来源通道，故发育砂质碎屑流。由于近源水道紧邻三角洲前缘，岩性上主要表现为灰色块状砂（图5a），厚度较薄，并有泥质填充。近源水道砂体底部存在泥岩，指示由水体侵蚀卷入形成，故还可见冲刷面或沟模等变形构造。在平面关系上，近源水道的砂体多呈条带状分布。

4.2 前缘朵体

研究区前缘朵体发育在外扇发育，距离物源区较远，多见于湖底平原。由灰色粉砂岩或粉砂质泥岩为主，常夹薄层泥岩。由于在研究区长73亚段，存在部分富含有机质的黑色页岩，测井曲线以高伽马、高电阻为特征，并呈现指型或箱型。前缘朵体为研究区浊流沉积的一部分，并与深湖泥岩互层出现（图5b）。

4.3 远源水道

远源水道发育于坡折带和湖盆中部之间，砂体颗粒较细，整体厚度小。由于远源水道的底部发育浊流沉积，可见递变层理。砂体顶部多为砂岩，发育薄层砂，底部可见冲刷面或火焰状构造等，与上部突变接触。由于远源水道后期多为平缓发育，水动力变弱，物源较少，在研究区长7段呈现砂质碎屑流转向浊流沉积的趋势（图5c）。

5 结论

（1）合水地区长7段重力流沉积以滑塌沉积、砂质碎屑流沉积和浊流沉积为主。滑塌沉积以细砂岩、粉砂质泥岩为主，整体呈灰黑色，砂体内部存在塑性变形导致的包卷层理等。砂质碎屑流沉积泥质含量相对来说较低，含有大段的中細砂岩或块状砂岩，整体厚度在0.5～5 m之间。浊流沉积可见明显正递变层理，砂体底部存在印模，广泛分布在研究区长7段。

（2）研究区共有6种岩相类型，在研究区砂质碎屑流沉积、滑塌沉积和浊流沉积中均有发育。

（3）研究区沉积微相以近源水道、前缘朵体、远源水道为主。近源水道多见块状砂，存在泥质填充物。前缘朵体底部可见鲍马序列，可见砂泥互层，砂体中可见薄层泥岩。远源水道指示研究区砂质碎屑流向浊流过度的过程，发育薄层砂体。

参考文献/References

[1]庞军刚，常梁杰，国吉安，等.鄂尔多斯盆地南部延长组湖相水道—朵状体浊积扇沉积模式[J].西北大学学报（自然科学版）， 2022， 52（01）： 144-158.

[2]李宇. 合水地区长8储层微观孔隙特征及压裂液伤害机理[D]. 西安：西安石油大学， 2019.

[3]常梁杰，庞军刚，王欣月.合水地区三叠系长7段重力流沉积特征分析[J].重庆科技学院学报（自然科学版）， 2022， 24（02）： 23-30.

[4]金杰华，操应长，王健，等.深水砂质碎屑流沉积：概念、沉积过程与沉积特征[J].地质论评， 2019， 65（03）： 689-702.

[5]周正龙. 致密油储层岩性岩相测井识别及应用[D].北京：中国石油大学（北京）， 2016.

[6]冉冶，王贵文，周正龙，等.鄂尔多斯盆地合水地区长7致密油岩性岩相类型识别及其应用[J].中国地质， 2016， 43（04）： 1331-1340.