鄂爾多斯盆地東部地層密度與巖相特征

陳浩

（西北大學 地質學系 ，陜西　西安　710069）

鄂爾多斯盆地東部地層密度與巖相特征

陳浩

（西北大學 地質學系 ，陜西西安710069）

本文通過對鄂爾多斯盆地東部5條地震測線的分析，確定了研究區地層的密度分布特征，并結合沉積巖和沉積環境概念模型，綜合探討了研究區巖相特征。結果顯示，隨沉積水深的增加，地層密度不斷增大。研究表明，研究區巖性復雜、巖相多變，自早奧陶世至晚三疊世依次發育沖淺海相-海灣瀉湖相-河流相-濱海沼澤相-干旱湖相-河流相-內陸湖泊相等。

鄂爾多斯盆地；地層密度；巖性；巖相

1　引言

鄂爾多斯盆地位于中國大陸中部，礦產資源豐富，為我國找礦勘探和科學研究的熱點地區。研究區位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東部延安單斜的中間部位，西接天環坳陷，北與伊盟隆起毗鄰，東接晉西撓褶帶，南部和渭北隆起相鄰。研究區地層出露較全，由老到新包括上三疊統延長組、中三疊統紙坊組、下三疊統和尚溝組和劉家溝組、上二疊統石千峰組、中二疊統石盒子組、下二疊統山西組和太原組、上石炭統本溪組及下奧陶統馬家溝組（李運振等，2012）。研究區巖性及巖相類型較為復雜（史基安等，2009），而不同巖性及不同巖相的地層其密度也不同，密度的差異反映著巖性及沉積環境的差異。對研究區地層密度的研究可以有效的分析其巖性及巖相特征。

2　密度分布特征

巖石密度與地震縱波速度之間存在著一定的定量關系，可用加德納（Gardner）公式表示如下：

因此，可通過地震資料先計算出各地層的層速度，然后代入加德納公式再計算出各對應地層的密度數據。

本文根據東西向和南北向共五條地震測線下的速度資料求取各組地層的平均密度（表1）。研究區密度分布特征表明，地層南北方向密度分布總體差異不大，中部、東南部，即延安、宜川區劉家溝組、石千峰組、石河子組地層較周圍相應地層密度略小。

表1　研究區地層密度統計表

3　巖相特征

沉積巖中，不同的沉積建造以及它們的巖石共生組合由相應的地理環境決定（孟祥化和葛銘，1985）。各時代陸源碎屑巖的密度均小于對應時代非蒸發巖的密度，并且差異明顯，但對于兩者的沉積水深沒有明確界限。在同一個時代，尤其在同一時代、同一構造單元或相鄰構造單元范圍內，其氣圈、水圈、具有相同或相似或具有一定變化趨勢的背景，陸源碎屑巖與蒸發巖的形成水體深度主體上更趨于由淺向深的變化。為研究地層在沉積過程中的古地理環境，本文引入如下沉積巖和沉積環境概念模型（圖1）。該模型的核心為：由陸上剝蝕區向海洋，在山間盆地形成固結或半固結的松散巖石，密度很低；至泛平原、三角洲、海濱或淺海形成陸源碎屑巖、泥質巖等中等密度的巖石組合；再向外至淺海、深淺海、半深海、深海則形成以石灰巖、白云巖為代表的非蒸發巖組合，低密度塊體則對應淺水沉積（郭友釗等，2002）。本文以該模型為基礎，根據研究區地層的密度分布特征（表1），結合前人構造史、沉積相等研究成果來探討研究區地層巖相特征。

圖1　沉積巖和沉積環境概念模型

4　分析

研究表明延長組時期，地層密度分布在2.36～2.46 g/cm3之間，平均為2.37 g/cm3，為淺水沉積，接近陸相沉積，其巖性主要為泥巖和粗碎屑巖。紙坊組、和尚溝組、劉家溝組、石千峰組、石盒子組、山西組地層密度較為接近，平均密度分別為2.47 g/cm3、2.51 g/cm3、2.51 g/cm3、2.49 g/cm3、2.53 g/cm3、2.53 g/cm3，為較淺水沉積，巖性為粗、中碎屑巖。太原組、本溪組、馬家溝組地層平均密度分別為2.58 g/cm3、2.60 g/cm3、2.63 g/ cm3，為較深水沉積，主要發育頁巖、灰巖、白云巖。由以上分析結果可知，研究區地層由老到新，地層密度不斷減小，沉積水體不斷變淺，由較深水海相沉積過渡為淺水陸相沉積。

5　結論

通過本次研究且結合前人研究資料表明，該地區早奧陶世馬家溝組至晚三疊世延長組沉積相依次為：馬家溝組淺海相，本溪組、太原組海灣瀉湖及濱海沼澤相，山西組海灣瀉湖及濱海沼澤相，石盒子組河流湖泊相，石千峰組干旱湖相，劉家溝組間歇湖相，和尚溝組干旱湖相，紙坊組河流相，延長組內陸湖泊相。

［1］ 李運振，劉震，郭彥如，韓品龍.鄂爾多斯盆地延長組層序地層特征［J］.山東科技大學學報（自然科學版），2012，04: 26-36.

［2］ 史基安，邵毅，張順存，付翠琴，白海峰，馬占龍，吳志雄.鄂爾多斯盆地東部地區奧陶系馬家溝組沉積環境與巖相古地理研究［J］.天然氣地球科學，2009，03: 316-324.

［3］ 葉加仁，趙鵬大，陸明德.鄂爾多斯盆地下古生界油氣地質動力學研究［J］.中國科學D輯，2000，30（1）: 40-46.

［4］ 孟祥化，葛銘.沉積建造的新概念及其分析原理［J］.中國區域地質，1985，15: 67-78.

郭友釗，余欽范等.巖石物性塊體及其地質應用［M］.2003，北京: 地質出版社.

P539.2；P618.13

A

1003-5168（2015）11-085-02