鄂爾多斯盆地合水地區長7段沉積特征

歐陽慕馨

摘 要：鄂爾多斯盆地作為中國重要的含油氣盆地，合水地區位于鄂爾多斯盆地隴東地區。其中長7段廣泛發育重力流沉積，富含豐富的石油儲量，有著十分巨大的勘探潛力。通過巖心觀察、測井解釋成果等資料對該區深水重力流沉積進行研究，結果表明：（1）長7段發育砂質碎屑流沉積、滑塌沉積、濁流沉積3種主要沉積類型。（2）共識別出細砂巖相、水平層理深湖泥巖相、粉細砂巖相、變形構造粉砂巖相、塊狀層理粉砂巖相、油頁巖相6種巖相類型。（3）該區發育近源水道、前緣朵體、遠源水道3中沉積微相。

關鍵詞：鄂爾多斯盆地;合水;長7段;沉積特征

中圖分類號：P618.13文獻標志碼：A 文章編號：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首次提出復理石概念至今，深水重力流理論不斷豐富。1885年，Forel提出高密度濁流的概念;20世紀70年代Walker提出了經典海底扇模式;1985年，Shanmugam提出的砂質碎屑流理論再次大大推動了重力流理論的發展。現如今國內外學者的相關研究將重力理論的發展再次推向新的高潮，但是在深水重力流的砂體成因等方面依然存在一些爭議。重力流沉積在鄂爾多斯盆地長7段大范圍發育，是重力流沉積研究的重要區塊。

1 區域地質概況

鄂爾多斯盆地作為中國重要的含油氣盆地，其中長7段廣泛發育重力流沉積，富含豐富的石油儲量，有著十分巨大的勘探潛力[1]。大規模的湖侵作用增加了鄂爾多斯盆地的湖盆規模，優越的成藏條件以及大規模的致密油藏使長7段成為了近年來油氣勘探的重點。

合水地區位于甘肅慶陽合水縣，地處盆地陜北西南緣（圖1），構造較為平緩，在西傾單斜背景上局部發育小型鼻狀隆起[2]。近年來，作為勘探開發的重點區塊，合水地區發現了不少巖性油氣藏及出油點。 在長71、長72段，合水地區存在大量重力流成因砂體;而在長73段，合水地區則沉積了大量的烴源巖。因此，整個長7段都為合水地區致密油藏提供了優質的形成條件。

2 沉積類型劃分

鄂爾多斯隴東合水地區長7段發育大量深水重力流沉積，整體為以深湖—半深湖沉積為主的沉積環境。本文以Shanmugm提出的分類方法為依據，根據研究區露頭剖面及巖心資料，認為滑塌沉積、濁流沉積以及砂質碎屑流沉積為研究區主要沉積類型。

2.1 滑塌沉積

滑塌沉積一般指由于地震等原因，部分陸源物質在外力作用下受到影響形成坍塌，粉砂質泥巖、細砂巖均常見于滑塌沉積當中，由于存在塑性變形，沉積構造通常表現為揉皺變形、包卷層理等[3]。

在長71段，研究區發育了大量的滑塌體;長72段的滑塌沉積則在部分巖性尖滅處發育。從巖性上看，研究區滑塌沉積整體呈灰色，泥質含量越多、顏色就越深。研究區滑塌沉積整體厚在0.1-1.78 m之間，部分滑塌體內部發育有凝灰質夾層，約為0.5 m。在沉積構造上，研究區長7段滑塌沉積主要表現為見明顯揉皺變形、同生斷裂、滑動界面剪切及含順層流動的泥質條帶（圖2）。由于滑動過程中、沉積物內部不發生變形，因此其內部砂巖和泥巖的接觸界面較為平直，泥質條帶呈順層流動的特征，這些泥質條帶多呈中部較厚，兩端逐漸變細的特征。

2.2 砂質碎屑流沉積

砂質碎屑流大多形成于湖盆中部，由外力觸發的滑塌作用造成，沉積物通常是整體凍結而成。由于砂質碎屑流是一種富砂質具塑性流變性質的賓漢塑性流體，代表一個從黏性至非黏性碎屑流連續過程[4]，故碎屑體積濃度以中高碎屑為主，且泥質含量低。整體凍結而成的沉積物呈現塊狀固結狀態，基質含量較低。

鄂爾多斯盆地合水地區長7段砂質碎屑流主要含有大量的中細砂巖和塊狀砂巖，部分塊狀砂巖上下接觸面突變，且頂部含有泥礫。這說明在沉積過程中，由于浮力作用，部分泥質碎屑漂浮至砂體頂部，以分層排列的特征沉積下來，故整體有著較強的流體塑性。在研究區長72段，砂質碎屑流主要發育在湖底扇及三角洲前緣，依舊呈現為大量塊狀砂巖夾泥礫，整體的砂體厚度為5 m左右。研究區長73段砂質碎屑流水動力較長72段更弱，因此砂體更薄，粒度更細，但整體仍舊表現為中細砂巖，頂部含部分漂浮泥礫（圖3）。從整體上看，研究區砂質碎屑流分選較好，雜基含量低，整體厚度在0.5 m到5 m之間，無明顯的層理。從巖性上看，研究區長7段砂質碎屑流主要以中細砂巖、塊狀細砂巖以及含泥巖撕裂屑細砂巖為主[5]。其中泥巖撕裂屑多發生了變形、直徑大多小于5 cm，說明在研究區砂體形成的過程中存在搬運差異。這些砂體沉積構成了研究區深水砂質沉積的主要部分。

2.3 濁流沉積

作為一種牛頓液體，濁流的碎屑顆粒通常是以紊流的形式進行搬運。在外力作用結束后，內部顆粒就會開始沉積，先沉積粗顆粒、細顆粒后沉積，從而形成正粒序沉積特征。一般來說，會將正遞變層理和鮑馬序列視為識別濁流的沉積標志。

研究區長7段發育了大段深湖泥巖，部分前緣朵體在合水地區斜坡的邊緣聚集。由于該區長7段濁流沉積受物源影響，前緣朵體以西南至東北方向發育。

從整體上看，研究區長72和長71段均分布了大范圍的濁流沉積;長73段濁流呈零星分布狀。此外，研究區濁積沉積巖石底面能觀察到印模，指示有砂質填充。

同時還可觀察到火焰狀構造及在牽引流作用下形成的沙文交錯層理（圖4）。濁流沉積的單層厚度跨度較大，從幾毫米到十幾厘米均有分布，并在垂向上頻繁疊置，這說明其間發生過多期次濁流事件[5]。

3 巖相類型

基于研究區已知的巖心及測井資料，共識別出細砂巖相、水平層理深湖泥巖相、粉細砂巖相、變形構造粉砂巖相、塊狀層理粉砂巖相、油頁巖相6種巖相類型。

（1）細砂巖相

細砂巖相主要集中分布在砂質碎屑流沉積中，其特征為整體呈現塊狀結構。由于牽引流是砂質碎屑流形成的重要因素，部分細砂巖可見平行層理或滑水面，砂體截面可見植物碎屑，偶見泥質撕裂屑。根據巖心資料顯示，砂質碎屑流中的細砂巖部分形成于三角洲平原，磨圓較好，部分砂體中含泥質撕裂屑或是泥礫，泥礫定向排列，反映沉積體是由短距離快速搬運而成。

（2）粉細砂巖相

粉細砂巖相常見于濁流沉積當中，粒度小，呈現下粗上細正粒序，整體厚度一般不超過0.5 m。粉細砂巖經常分布在濁流沉積下段，并具有平行層理，指示有較強的水動力。由于濁流沉積砂體厚度薄、并具有多次發育的特征，粉細砂巖砂體頂部常出現砂紋層理，指示有牽引流作用存在。濁流沉積最典型的特征是存在鮑馬序列[6]。因此研究區長7段粉細砂巖底部可見槽模或是火焰狀構造。

研究區深湖泥巖在半深湖—深湖區域廣泛發育，顏色呈黑灰色或灰綠色，并存砂泥互層，厚度在2～16 cm之間。深湖泥特征為大范圍連續發育，截面可見植物化石。由于深湖泥巖往往受到遷移力堆積而成，因此巖心常可見水平層理局部發育。

（3）塊狀層理粉砂巖相

研究區塊狀砂呈灰黑色，厚度在2～23 cm之間，整體呈均一狀，可見黃鐵礦、磷灰石夾雜。由于形成過程中收到了較強的水動力影響，呈厚層塊狀，并局部可見明顯下粗上細正粒序，部分砂體底部發育溝模等構造。塊狀層理粉砂巖相大量存在于研究區濁流沉積當中，常見于濁流形成初期。

（4）變形構造粉砂巖相

研究區變形構造粉砂巖主要分布在長73段，厚度較薄，碎屑顆粒較細、分選好。變形構造粉砂巖多發育于砂體底部，厚度變化明顯。砂體內部含泥質條帶，存在變形構造，發育了包卷層理、液化脈等。

（5）油頁巖相

研究區油頁巖大多發育在長7段底部或中下部，厚度較大，在5～18 m之間。這類油頁巖品質較高、具有一定的成熟度、見黃鐵礦，存在深水重力痕跡如泥包砂。

4 沉積微相分析

4.1 近源水道

近源水道發育在研究區坡折帶上，是長7段重要的碎屑來源通道，故發育砂質碎屑流。由于近源水道緊鄰三角洲前緣，巖性上主要表現為灰色塊狀砂（圖5a），厚度較薄，并有泥質填充。近源水道砂體底部存在泥巖，指示由水體侵蝕卷入形成，故還可見沖刷面或溝模等變形構造。在平面關系上，近源水道的砂體多呈條帶狀分布。

4.2 前緣朵體

研究區前緣朵體發育在外扇發育，距離物源區較遠，多見于湖底平原。由灰色粉砂巖或粉砂質泥巖為主，常夾薄層泥巖。由于在研究區長73亞段，存在部分富含有機質的黑色頁巖，測井曲線以高伽馬、高電阻為特征，并呈現指型或箱型。前緣朵體為研究區濁流沉積的一部分，并與深湖泥巖互層出現（圖5b）。

4.3 遠源水道

遠源水道發育于坡折帶和湖盆中部之間，砂體顆粒較細，整體厚度小。由于遠源水道的底部發育濁流沉積，可見遞變層理。砂體頂部多為砂巖，發育薄層砂，底部可見沖刷面或火焰狀構造等，與上部突變接觸。由于遠源水道后期多為平緩發育，水動力變弱，物源較少，在研究區長7段呈現砂質碎屑流轉向濁流沉積的趨勢（圖5c）。

5 結論

（1）合水地區長7段重力流沉積以滑塌沉積、砂質碎屑流沉積和濁流沉積為主。滑塌沉積以細砂巖、粉砂質泥巖為主，整體呈灰黑色，砂體內部存在塑性變形導致的包卷層理等。砂質碎屑流沉積泥質含量相對來說較低，含有大段的中細砂巖或塊狀砂巖，整體厚度在0.5～5 m之間。濁流沉積可見明顯正遞變層理，砂體底部存在印模，廣泛分布在研究區長7段。

（2）研究區共有6種巖相類型，在研究區砂質碎屑流沉積、滑塌沉積和濁流沉積中均有發育。

（3）研究區沉積微相以近源水道、前緣朵體、遠源水道為主。近源水道多見塊狀砂，存在泥質填充物。前緣朵體底部可見鮑馬序列，可見砂泥互層，砂體中可見薄層泥巖。遠源水道指示研究區砂質碎屑流向濁流過度的過程，發育薄層砂體。

參考文獻/References

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