鄂爾多斯盆地西緣地區上古生界地層及沉積相發育特征

弓 俐

（成都理工大學沉積地質研究院，四川 成都 610059）

1.區域地質背景

鄂爾多斯盆地西緣地區地層組成及構造變形的復雜程度均為全盆之最（圖1）[1-2]。西緣地區經過多期強烈的構造運動（中條運動、晉寧運動、加里東運動等）于中奧陶世后伴隨著海槽消失隆升成陸[2]；在晚石炭世，拗陷帶進入了發展演化的新階段，逐漸產生了陸內裂陷，并形成海陸交互相、陸相多種沉積環境，是良好的生油聚煤地區[3-5]。研究區羊虎溝組沉積完成后，經過多次交替隆升沉降運動，且有關研究表明南部地區的隆升先于北部地區[2]。

2.構造演化

鄂爾多斯盆地西緣復雜的地層展布特征和沉積建造主要受到構造演化的影響。因此，利用構造演化單元分析地層特征是較為有效的方法。結合構造與地層特征可以將西緣地區劃分為五個組合，即：變質結晶基底組合、坳拉槽沉積組合、前陸盆地沉積組合、復合海灣沉積組合和斷陷盆地組合[6-10]。

3.地層發育特征

圖1 研究區位置圖

鄂爾多斯盆地西緣地區上古生界晚石炭世發育海陸交互碎屑巖夾碳酸鹽巖—陸相碎屑巖含煤地層。石炭系在研究區出露較全，其中六盤山地區石炭系發育齊全（閻存鳳等，2008），沉積了前黑山組、臭牛溝組、靖遠組、羊虎溝組，其中前黑山組與臭牛溝組以碎屑巖、碳酸鹽巖為主，靖遠組與羊虎溝組以碎屑巖為主。西緣北部賀蘭山-桌子山地區僅發育石炭系上統羊虎溝組地層，平涼-永壽地區未出露石炭系地層。二疊系在盆地西緣發育良好，與鄂爾多斯盆地內部的二疊系發育無本質區別，沉積厚度較大，上、中、下二疊統均有發育，中、上統自下而上沉積石盒子組、石千峰組，并發育河流相碎屑巖沉積，下統沉積太原組、山西組，發育海陸交互相-河湖相碎屑巖沉積。

羊虎溝組（Yanghugou Fm）曾稱羊虎溝群，時代屬晚石炭世，國際地層表 中主要為達拉階發育地層。主要分布于甘肅靖遠、景泰、武威一帶，命名地點在 甘肅永昌羊虎溝附近。羊虎溝組地層劃分依據的主要古生物化石有Profusulinella?類化石帶、Neognathodus bassleri-Idiognathodus delicatus牙形刺組合、卵古尼 羅蛤等雙殼類、Neuropteris gigantea(大脈羊齒)、N.kaipingiana(開平脈羊齒)、Linopteris simplex(簡單網羊齒)等植物化石，以及屬中石炭世晚期的Lycospora-Crassispora-Cristatisporites(鱗木孢-厚環孢-梳冠孢)孢子組合（寧夏回族自治區區域地質志，1998）。

西緣地區的羊虎溝組與分布在鄂爾多斯盆地內部的本溪組屬層位大體相當的兩個同時代地層單位，是祁連海由西向東推進的沉積地層單元。羊虎溝組與奧陶系或更老地層呈不整合接觸，或與下伏靖遠組呈整合接觸；與上覆太原組呈連續沉積。巖性為灰-灰白色粗-細粒石英砂巖、巖屑石英砂巖與灰黑色-黑色泥頁巖呈韻律互層，偶夾泥灰巖、灰巖及薄煤層，是一套以碎屑巖為主，局部夾碳酸鹽巖及薄煤層的巖性組合（圖2）。

鄂爾多斯盆地西緣地區二疊系發育良好，與鄂爾多斯盆地內部的二疊系發育無本質區別，沉積厚度較大，上、中、下二疊統均有發育，中、上統自下而上沉積下石盒子組、上石盒子組、石千峰組，并發育河流相碎屑巖沉積，下統沉積太原組、山西組，發育海陸交互相-河湖相碎屑巖沉積。

圖2 鄂爾多斯盆地西緣地區石炭系地層對比圖

鄂爾多斯盆地西緣地區太原組主要受潮坪及濱淺海控制，以海陸交互沉積的三角洲平原相-潮坪相為主。在盆地西緣太原組與下伏羊虎溝組、上覆山西組均為連續沉積，為深灰-灰黑色頁巖、泥巖夾灰-灰白色砂巖及灰黃色生物灰巖透鏡體，一般含煤層2～4層，頂以以大套灰黑色泥巖的消失和深灰色泥巖的出現作為山西組與太原組的分界。泥質灰巖和煤層的共同出現為太原組的主要特征。沉積范圍上，太原組較羊虎溝組明顯擴大，主要表現為羊虎溝期的中央古隆起已經接受了沉積。

山西組以“北岔溝砂巖”之底為底界，與下伏太原組呈區域沖刷面接觸關系，與下石盒子組呈整合接觸關系。頂底界分別為“駱駝脖砂巖”和“北岔溝砂巖”。巖性主要為砂巖、粉砂巖、泥巖和煤層互層，中、下部往往夾有礫巖和含礫極粗粒-粗粒砂巖。地層分布中部厚，南北分布薄，東西差異小。根據巖性組合，又可細分為兩個巖性段。

石盒子組以“駱駝脖砂巖”為底界，與下伏山西組為區域沖刷面接觸。巖性以黃綠色和灰綠色含礫粗砂巖、中礫粗砂巖、巖屑石英砂巖和雜色泥巖的不等厚互層、互層狀紫紅色泥巖和砂質泥巖。具有中部厚而北部、南部薄的厚度變化特征。

石千峰組發育在鄂爾多斯盆地上古生界最頂部的地層，與下伏石盒子組為假整合接觸關系。巖性為一套互層狀的紫紅色含礫砂巖與紫紅色砂質泥巖組合。

4.沉積特征

西緣地區羊虎溝組主要為一套泥巖、粉砂巖和細砂巖所組成。其中發育水平層理、砂紋層理、平行層理、沖刷面及砂泥混雜堆積；總體為陸棚環境的產物，沉積微相類型主要發育陸棚砂和陸棚泥微相。

西緣地區二疊系包括太原組，山西組，石盒子組及石千峰組[8]。太原組組主要為一套中細粒砂巖、粉砂巖、泥巖組成。其中發育水平層理、砂紋層理、交錯層理、平行層理等沉積構造。總體為有障壁海岸環境的產物，沉積微相類型主要發育潮上沼澤（泥炭坪），高潮間帶（泥坪），中潮間帶（混合坪），低潮間帶（砂坪），瀉湖泥，障壁砂壩。山西組與下石盒子組主要為中細粒砂巖、粉砂巖、泥巖組成。其中發育沖刷面、粒序層理、砂紋層理、韻律層理等沉積構造。沉積相類型主要發育三角洲平原與三角洲前緣，三角洲平原微相包括：分流河道與分流間洼地，三角洲前緣微相主要包括：水下分流河道、分流間灣、水下天然堤、河口壩、遠砂壩。石千峰組與上石盒子組發育湖泊沉積體系，主要以淺湖亞相為主，以細、粉砂巖與泥質巖互層為特征，常見水平層理、脈狀、透鏡狀層理和波狀層理等，在縱向演化上，往往表現為與三角洲沉積呈韻律互層。

5.結語

鄂爾多斯盆地西緣地區自太古代至新生代共經歷了5個構造-地層組合，其中上古生界為復合海灣沉積組合。

鄂爾多斯盆地西緣地區上古生界主要發育地層為羊虎溝組、太原組、山西組、石盒子組與石千峰組，其中石盒子組細分為上石盒子組和下石盒子組，石千峰組細分為5個段。

鄂爾多斯盆地西緣地區上古生界沉積相發育為：羊虎溝組發育陸棚相；太原組發育障壁海岸相；山西組-下石盒子組發育三角洲相；上石盒子-石千峰組發育湖泊相。