砂質辮狀河儲層構型特征及沉積演化

摘 要 【目的】砂質辮狀河是一類常見的河流，可形成大規模油氣儲層，但其沉積構型特征復雜。為了深入理解砂質辮狀河沉積模式，以山西大同侏羅系云岡組的典型砂質辮狀河沉積為對象，開展了沉積構型解剖與演化過程研究?！痉椒ā酷槍υ茖M辮狀河沉積出露良好的8條剖面開展觀察、測量、精細解剖及分析測試，系統總結了砂質辮狀河沉積體的幾何形態、規模、巖石結構與沉積構造、巖相類型與巖相組合等特征。【結果】在研究區主要識別出10種巖相類型、8種巖相組合、5種四級構型單元（心灘、辮流水道、廢棄水道、泛濫平原和決口扇）及落淤層?！窘Y論】云岡組露頭可識別10期主要的正旋回沉積韻律，各期內發育的辮狀河經歷周期性的洪水期—枯水期交替。心灘與辮流水道、廢棄水道、泛濫平原以及決口扇等間互伴生，周期性發育與消亡，形成“泛連通體”砂體。心灘復合體與主辮流水道構成了砂質辮狀河沉積的主體?；诖私⒘松百|辮狀河沉積模式。研究成果可為砂質辮狀河沉積演化的過程分析、儲層表征與建模的模式指導和定量參數的選取等提供重要的參考依據。

關鍵詞 云岡組；砂質辮狀河；構型單元；辮流水道；巖相組合

第一作者簡介 何維領，男，1988年出生，博士，沉積學、儲層地質學、油氣田開發地質學，E-mail： halahwl@163.com

通信作者 李少華，男，教授，地質統計學、儲層建模，E-mail： jpishli@sina.com

中圖分類號 P618.13 文獻標志碼 A

0 引言

砂質辮狀河具有距離物源近、沉積物粒度粗、河道寬且淺；水流能量較高、沖刷力度強以及遷移頻率高等顯著特點[1?2]。辮狀河河道中多條辮流水道無規律性、游蕩性分叉、交匯，不同期次、不同規模的砂礫質沉積體側向遷移交錯，垂向切疊并置，破壞性與建設性共存，在空間上呈“泛連通體”結構[3?4]，具有較高的砂地比和較大的流體儲集空間，為有利的油氣儲集體[5?6]。

儲層構型研究是根據沉積體的空間結構剖析沉積特征的一種思路和方法。然而，砂質辮狀河沉積過程錯綜復雜，沉積界面模糊難辨，洪泛期與廢棄期形成細粒沉積隔夾層大大降低了儲集砂體的縱、橫向連通性，增強了儲層構型界面識別的難度，導致了地下儲層三維空間精細表征和定量評價的多解性和不確定性。同時，辮狀河的發育受構造、地形、氣候以及物源供給等諸多因素的綜合影響，具有一定的易變性和特殊性。因此，辮狀河儲層構型的精細研究和定量描述仍然是國內外地質學家面臨的難題之一[7?8]。目前，針對特定沉積環境，選擇典型的野外露頭開展精細化和系統化的研究，是辮狀河儲層構型剖析的最有效手段之一[4，9?16]。然而，由于露頭出露的完整性和研究尺度的差異性，前期研究大多集中于典型露頭的局部精細化剖析，缺乏對露頭整體性和空間對比的綜合分析，難以形成完整的沉積模式，無法厘定等時的沉積演化規律，從而制約了地下辮狀河儲層類比研究。

本次研究旨在通過具有相似成因的典型的野外露頭觀察、測量、精細解剖及實驗分析，以巖相及巖相組合的特征研究為基礎，剖析干旱環境條件下砂質辮狀河構型單元類型和特征，通過剖面綜合柱狀圖的等時剖析，參考現代河流沉積原型，總結砂質辮狀河的沉積演化特征和規律，構建研究區砂質辮狀河沉積模式，為儲層精細表征與地質建模提供有效的地質模式和數據支撐。

1 區域地質概況

山西大同云岡地區位于大同盆地的西北側，構造單元屬于華北板塊的山西地塊[17]。中侏羅統云岡組沉積期，大同地區呈現差異性區域抬升，氣候干燥，發育一套典型的近源、粗粒、快速堆積的沖積扇—河流相碎屑體系地層[18?20]，距北部和東北部物源供給區約30 km，距東南部的湖泊沉積區大約100km[20?21]。云岡組分為三個亞段，自下至上分別為砂礫巖段、石窟段、泥巖段[5?6]（圖1a）。

研究區位于大同市西郊約8 km處，主要出露點為云岡石窟景區剖面、景區以東沿鐵路一線剖面和吳官屯村剖面，出露地層主要為云岡組石窟段。本次研究主要針對云岡石窟景區向東沿鐵路一線，剖面編號自西向東依次為1～8號，剖面走向近垂直于古水流方向[2，5?6，12]（圖1b）。剖面出露較完整，沉積現象豐富，充分體現了高能、粗粒辮狀河砂體的疊置樣式及空間展布特征，是砂質辮狀河構型研究的典型樣區。

通過衛星地圖觀察和實測，1～8號剖面的走向整體沿東西方向，剖面形態呈“似饅頭狀”；各個剖面之間多被植被覆蓋，未見大規模出露，覆蓋區多以灰色、深灰色的細粒泥質粉砂巖沉積為主。剖面間未出露部分在剖面上呈凹凸間隔的“準正弦曲線”形態。結合野外露頭實測和衛星地圖定位測量，1號剖面與8號剖面的直線距離1 353 m，2號剖面與7號剖面的直線距離為878 m；其中1～8號剖面出露寬度依次為76 m、67 m、46 m、45 m、201 m、130 m、66 m 和72 m，與之相對應的各剖面之間未出露部分的寬度依次為286 m、58 m、44 m、77 m、35 m、40 m和211 m。

2 巖相與巖相組合特征

2.1 巖相特征

通過對8條露頭剖面沉積體的幾何形態、厚度、巖性、巖石結構、沉積構造及沉積韻律的詳細描述、測量和分析，結合研究區沉積背景和Miall提出的巖相劃分標準[1，7，22?23]，總結認為山西大同侏羅系云岡組砂質辮狀河主要發育10種典型的巖相類型。即：塊狀層理砂礫巖相（GSm）、塊狀層理中粗砂巖相（Sm）、槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）、沖刷充填含礫中粗砂巖相（SGe）、平行層理砂巖相（Sh1）、平行層理泥質粉砂巖相（Sh2）、薄層狀細粉砂巖相（Fl）和塊狀層理泥質粉砂巖相（Fm），詳細內容見表1。

2.2 巖相組合特征

通常情況下，巖相隨著水動力大小、水流方向、碎屑物質供給量以及卸載空間大小的變化而變化，形成一系列漸變或突變的巖相組合。相對于單個巖相而言，其不僅突出了各個巖相的特征，更突出了不同巖相在時間上的演化順序和疊置關系，可以反映沉積過程動態演化的特征。

根據8個剖面點的詳細觀察、測量、描述與精細解剖，結合上文分析和總結的10種巖相類型，在研究區主要識別了8種典型的辮狀河沉積的巖相組合。即：沖刷充填含礫中粗砂巖相→平行層理中砂巖相（SGe→Sh1）、槽狀交錯層理含礫中粗砂巖相→槽狀交錯層理中粗砂巖相（SGt→St）、塊狀層理砂礫巖相→板狀交錯層理中粗砂巖相（GSm→Sp）、板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理中細砂巖相（SP→Sh1）、板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相→板狀交錯層理中粗砂巖相（SP→Sh2→Sp）、平行層理砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相（Sh1→Sh2）、板狀交錯層理中粗砂巖相→塊狀層理泥質粉砂巖相（SP→Fm）和塊狀層理泥質粉砂巖相→小型沙紋層理細砂巖相→塊狀層理泥質粉砂巖相（Fm→Fl→Fm）。

1） 沖刷充填含礫中粗砂巖相→平行層理中砂巖相（SGe→Sh1）

該巖相組合下部為暗灰色、紅褐色沖刷充填含礫中粗砂巖相，上部為灰色平行層理中砂巖相，呈突變接觸，底型呈下凹狀，具有明顯的沖刷下切的特征，充填形態呈頂平底凸形；后期被充填，發育平行層理中砂巖相，厚度0.1～1.0 m（圖3a）。反映了辮流水道不斷填平補齊的演化過程。

2） 槽狀交錯層理含礫中粗砂巖相→槽狀交錯層理中粗砂巖相（SGt→St）

該巖相組合下部為的灰色槽狀交錯層理含礫中粗砂巖相，上部為灰色、灰褐色槽狀交錯層理中粗砂巖相，層面傾角由陡變緩，粒度向上逐漸變細（圖3b）。整體反映了從早期高能條件下心灘快速增生逐漸過渡到穩定發育的演化過程。

3） 塊狀層理砂礫巖相→板狀交錯層理中粗砂巖相（GSm→Sp）

該巖相組合下部為灰白色塊狀層理砂礫巖相，厚0.2～1.0 m，上部發育具有沖刷跡象的灰色、灰褐色板狀交錯層理中粗砂巖相，底界面呈“下凹型”（圖3c）。反映了早期高能環境下，心灘快速增生；隨著基準面、水動力或沉積物供給等因素影響，辮狀河河道發生橫向遷移或者調整，逐漸演變為具有沖刷作用的辮流水道沉積。

4） 板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理中細砂巖相（SP→Sh1）

該巖相組合下部為灰色、灰白色的板狀交錯層理中粗砂巖相，厚度在1 m以上，局部可見泥礫，上部發育一套灰色的平行層理中細砂巖相，呈突變式接觸（圖3d）。反映了早期水動力較強，形成層系厚度可達20 cm的板狀交錯層理中砂巖相；后期水動力突然減弱，形成平行層理中細砂巖相。該組合序列反映了早期辮流水道或心灘快速生長到穩定發育的演化過程。

5） 板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相→板狀交錯層理中粗砂巖相（SP→Sh2→Sp）

該巖相組合上部和下部發育灰色板狀交錯層理中粗砂巖相，中部發育紅褐色薄層平行層理泥質粉砂巖相，厚5～30 cm，呈“夾心式”組合特征，巖相之間為突變式接觸，層系界面明顯（圖3e）。反映了隨著基準面、水動力大小和碎屑物質供給量的變化，心灘發育暫時性中止，洪水漫溢心灘，形成薄層的落淤層披覆沉積；后期，基準面抬升、水動力增強、碎屑物質供給充分，心灘再次“復活”、大規模生長的演化過程。

6） 平行層理細砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相（Sh1→Sh2）

該巖相組合下部為灰色平行層理細砂巖相，上部為深灰色平行層理泥質粉砂巖相，垂向上呈漸變式接觸，具有下凹“同心層”狀，屬于典型的廢棄河道的沉積特征（圖3f）。隨著基準面的降低，水動力減弱，卸載空間不斷減小，“同心層”半徑不斷收縮，由平行層理細砂巖相逐漸過渡到平行層理泥質粉砂巖相，反映了辮流水道逐漸廢棄的演化過程。

7） 板狀交錯層理中粗砂巖相→塊狀層理泥質粉砂巖相（SP→Fm）

該巖相組合下部發育灰色、灰白色板狀交錯層理中粗砂巖相，厚0.3～2.0 m，上部發育深灰色、紅褐色塊狀層理泥質粉砂巖相，平均厚度大于0.5 m，剖面上呈楔形，順下傾方向逐漸變厚（圖3g）。整體反映了早期基準面抬升，碎屑物質供給充足，大規模的心灘發育；隨后辮狀河河道水平面大幅下降，進入枯水期，早期心灘暴露在河道外側，成為局部的“堤岸”；再次進入洪水期，洪水越過“堤岸”，發育一套典型的塊狀層理泥質粉砂巖相溢岸沉積，反映了辮狀河河道具有隨季節、氣候等條件差異而發生周期性收縮和外拓的遷移特征。

8） 塊狀層理泥質粉砂巖相→薄層狀細粉砂巖相→塊狀層理平行層理泥質粉砂巖相（Fm→Fl→Fm）

該巖相組合上部和下部發育紅褐色塊狀層理泥質粉砂巖相，厚0.3～1.2 m，中部夾薄層狀細粉砂巖相，厚3～10 cm，薄層狀細粉砂巖發育在塊狀層理泥質粉砂巖相之上，延伸規模具有一定的局限性，在前積方向上呈楔形或透鏡狀，后期再被塊狀層理泥質粉砂巖相披覆，巖相之間突變接觸，呈“夾心式”結構（圖3h）。反映了長期的泛濫平原與暫時性決口扇交替演化的沉積過程。

3 不同級次構型特征

根據野外剖面出露沉積體的幾何形態、沉積韻律、巖相組合等特征，在研究區云岡組石窟段主要識別出辮流水道、心灘、泛濫平原與決口扇、廢棄水道等5種四級儲層構型單元及與心灘伴生的三級儲層構型單元落淤層（表2）[23]。

3.1 辮流水道（CH）

辮狀河河道沉積中最典型的一種四級儲層構型單元。其剖面形態呈“下凹型”，底部多見沖刷充填作用形成的礫巖和泥礫，其中礫石顆粒排列具有整體的一致性和定向性，泥礫則呈橢圓狀或不規則“撕裂狀”，近平行于底面分布（圖3a，c）。通常發育沖刷充填含礫中粗砂巖相→平行層理中粗砂巖相（SGe→Sh1）和板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理中細砂巖相（SP→Sh1）。單期辮流水道厚度介于1.5～5.5 m，寬度介于30～150 m，孔隙度介于3.01%～12.30%，平均值為7.77%；滲透率介于（0.01～2.20）×10-3 μm2，平均值為0.72×10-3 μm2。

3.2 心灘（CB）

研究區辮狀河河道沉積中最發育的一種四級儲層構型單元。剖面形態基本呈底平頂凸狀（圖3e，g，h），主要發育槽狀交錯層理含礫中粗砂巖相→槽狀交錯層理中粗砂巖相（SGt→St）、板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理中細砂巖相（SP→Sh1）、板狀交錯層理中粗砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相→板狀交錯層理中粗砂巖相（SP→Sh2→Sp）。單期心灘厚度介于1.5～7.5 m，寬度介于50～200 m，頂部偶見小規模串溝（通常被相對細粒的細砂巖或泥質粉砂巖充填），心灘內部可見1～3 cm的間歇性薄層落淤層。孔隙度介于3.55%～13.90%，平均值為8.26%；滲透率介于（0.08～4.82）×10-3 μm2，平均值為1.00×10-3 μm2。

3.3 泛濫平原（FP）與決口扇（CS）

屬于溢岸沉積的兩種相伴生的四級儲層構型單元。前者主要發育塊狀層理狀泥質粉砂巖相（Fm），沉積厚度通常在0.5 m以上，垂向上，常與不同沉積期次的心灘或辮流水道相疊置發育；后者主要發育小規模的楔形或透鏡狀薄層細粉砂巖相（Fl），孤立式鑲嵌發育于泛濫平原沉積中（圖3g，h）。

3.4 廢棄水道（ACH）

廢棄水道的出現是辮流水道消亡的標志。辮流水道發育的末期，一種情況是由于主水道遷移，主水流分布格局調整而導致次水道廢棄，形成廢棄水道；另一種情況則是由于河流處于季節性枯水期，辮流水道廣泛廢棄。任一情況的出現都反映了該期辮流水道發育的結束。在剖面形態上類似于辮流水道，呈底凹頂平狀，厚度一般介于20～60 cm，寬度介于3～6 m，最典型的巖相組合為平行層理細砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相（Sh1→Sh2）組合序列，具有典型的“二段式”結構特征（圖3f）。

3.5 落淤層（SL）

屬于心灘的次一級儲層構型單元。由于研究區河床整體為高能環境，落淤層發育偏少或者保留較少。以披覆形式發育在心灘內部，近平行于心灘頂面，多呈近水平和穹隆狀延伸，界面處主要為平行層理泥質粉砂巖相（Sh2）（圖3e），厚度介于2～10 cm，橫向介于12～30 m?？紫抖冉橛?.17%～7.99%，平均值為5.66%；滲透率介于（0.03～0.83）×10-3 μm2，平均值為0.27×10-3 μm2。

4 沉積演化特征

4.1 演化過程分析

在現代辮狀河沉積原型參考與借鑒的基礎上，為了進一步剖析不同剖面的沉積特征及各個剖面之間的關系，通過對1～8號剖面測量、精細解釋，結合前文對巖相類型、巖相組合及構型特征的識別、刻畫與分析，將出露剖面的底界統一設置為0 m厚度基線?；跈M向等時性原則，根據各條剖面的厚度，自下而上依次編制8條剖面的綜合巖相柱狀圖，劃分了不同的構型單元。進一步對各條剖面進行等時地層對比，分析不同構型單元的發育規律，對比不同剖面之間的時空對應關系。

根據研究區綜合巖相柱狀圖分析可知（圖4），1號剖面和8號剖面主要發育平行層理泥質粉砂巖相（Sh2）、塊狀層理泥質粉砂巖相（Fm）及平行層理中細砂巖相（Sh1），整體呈“泥包砂”的沉積特征，主要發育溢岸沉積的泛濫平原和決口扇。2～7號剖面砂礫質沉積富集，結合研究區地質背景和前人研究成果[2，5?6，20?21，24?25]，分析認為其具有典型的砂質辮狀河沉積特征，主要發育心灘、辮流水道、廢棄河道和落淤層。其中5號剖面的沉積厚度最大，是碎屑物質最集中的沉積區，完整剖面的厚度大于10 m，在其頂部厚度8.5 m處發育一套具有“同心層”特征的平行層理細砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相組合，顯示廢棄河道沉積特征，反映了該期研究區進入最大枯水期。

將5號剖面頂部的平行層理細砂巖相→平行層理泥質粉砂巖相組合設置為等時界面。根據巖相、巖相組合和沉積韻律特征，5號剖面自下而上依次劃分為10期正旋回沉積韻律，并和其他7條剖面進行橫向等時對比分析。

第1沉積期，碎屑物質供給充分，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、平行層理砂巖相（Sh1）和板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）等。整體反映了心灘和辮流水道的沉積特征，其中2～4號剖面為辮流水道沉積，5～7號剖面為心灘沉積，該沉積期辮狀河河道邊界在2號剖面以西及7號剖面以東的位置。

第2沉積期，主要發育板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）、槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）和塊狀層理泥質粉砂巖相（Fm）等。其中2～3號剖面發育大套塊狀層理泥質粉砂巖相（Fm），反映了泛濫平原的沉積特征，4～7號剖面整體表現為心灘沉積特征。該沉積期辮狀河河道的范圍相對于第1沉積期明顯收縮，西側邊界介于3號和4號剖面之間，東側邊界則在7～8號剖面之間，反映了辮狀河河道向東遷移的特征。

第3沉積期，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）、塊狀層理中粗砂巖相（Sm）和平行層理砂巖相（Sh1）。整體反映了心灘沉積的特征，該沉積期辮狀河河道的范圍再次擴張，大致和第1期沉積范圍相當，河道邊界在2號剖面以西和7號剖面以東的位置。

第4沉積期，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）、塊狀層理泥質粉砂巖相（Fm）和薄層狀細粉砂巖相（Fl）。其中2～3號剖面、6～7號剖面發育大套塊狀泥質粉砂巖相（Fm），且夾有薄層狀細粉砂巖相（Fl），反映了典型的泛濫平原和小規模決口扇沉積的特征，4～5號剖面為主力心灘沉積區。該沉積期水位明顯降低，西側邊界介于3號和4號剖面之間，東側邊界在5～6號剖面之間，反映了辮狀河河道的范圍向河道中軸線大幅收縮，穩定在河床中部。

第5沉積期，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、沖刷充填含礫中砂巖相（SGe）、板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）和平行層理砂巖相（Sh1）。其中5號剖面底部發育典型的具有沖刷充填特征的辮流水道沉積，2號剖面發育向上變細的正旋回巖性序列，為辮流水道由發育到逐漸萎縮的過程，其他剖面整體表現為心灘沉積。該沉積期辮狀河河道明顯拓寬，為辮狀河發育的旺盛期，大致達到第1沉積期的發育規模。通過泛濫平原的發育位置判斷，該期辮狀河河道繼承了第2期向東遷移的演化特征。

第6沉積期，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）、平行層理砂巖相（Sh1）和平行層理泥質粉砂巖相（Sh2）。其中5號和6號剖面下部為辮流水道沉積，上部逐漸過渡到層面具有同心層特征的廢棄河道沉積，反映了大型復合心灘中暫時性次辮流水道的發育。該沉積期辮狀河河道的卸載中心主要位于2號、3號和4號剖面。相對于第5沉積期，辮狀河河道規模明顯減小。通過廢棄河道的發育位置判斷，該期辮狀河河道遷移方向與第5期相反，具有向西遷移的趨勢。

第7沉積期，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）、塊狀層理砂礫巖相（GSm）、平行層理砂巖相（Sh1）和平行層理泥質粉砂巖相（Sh2）。其中6號剖面下部為辮流水道沉積，上部為塊狀層理砂礫巖相（GSm）的心灘沉積，辮流水道被快速填平補齊，3號剖面和7號剖面地層未見保留，其他剖面均反映了心灘沉積的特征。通過2號剖面心灘發育的特征判斷，該沉積期辮狀河河道在第6沉積期基礎之上延續了向西遷移的趨勢。

第8沉積期，主要發育槽狀交錯層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯層理中粗砂巖相（St）和板狀交錯層理中粗砂巖相（Sp）。2號剖面和5號剖面中心灘發育，其他剖面未見地層保留。

第9～10沉積期，僅5號剖面有地層保留。早期心灘發育，后期辮狀河河道整體進入枯水期，沉積范圍大幅收縮，沉積作用減弱，辮狀河整體進入廢棄、消亡期。

綜上，以5號剖面為沉積中心，辮狀河經歷了收縮（第2期）—擴張（第3期）—收縮（第4期）—擴張（第5期）—收縮與遷移（第6期）—穩定與遷移（第7～8期）—收縮、消亡（第9～10期）的生命演化周期。

4.2 演化規律

山西大同地區侏羅系云岡組砂質辮狀河臨近北部物源供給區，整體處于較強水動力主導的沉積區段，沉積速率受物源供給量和水動力影響顯著。受構造抬降、季節性水流和氣候等因素影響，基準面周期性變化，堤岸對寬緩辮狀河河道的限制作用較弱，辮流水道不定期遷移，頻繁改道，形成垂向上不同巖相、不同構型單元高頻轉換的一系列正韻律沉積組合。結合沉積演化過程分析，由于干旱條件下無法保障河流持續性水源供給，砂質辮狀河河道經歷了周期性的洪水期—枯水期交替，河道規模周期性地收縮—擴展變化，隨著基準面下降而最終消亡的完整演化過程。

5 砂質辮狀河沉積模式

5.1 現代辮狀河沉積原型

Lynds et al.[26]選取了美國內布拉斯加州東部的Niobrara河和中部的North Loup河兩條砂質辮狀河作為研究目標，通過航拍觀察和水深測量，進行了詳細的定量研究（圖5）。結果顯示，Niobrara 河發育3～5條主辮流水道，每條主辮流水道水深55～120 cm，平均77 cm，寬10～20 m；North Loup河發育3～4條主辮流水道，其最大水深26～89 cm，平均34 cm，寬5～20 m；各個辮流水道之間則為多期心灘疊合生長的復合心灘沉積。

通過對Niobrara河和North Loup河的研究可知，現代辮狀河的復合心灘為辮狀河砂質沉積的主體，其兩側發育細粒沉積為主的主辮流水道，起到疏通水流的作用。復合心灘內部或頂部發育次辮流水道。以此作為類似對比目標，為古代砂質辮狀河沉積模式研究提供有效的研究思路和可靠的指導模式。

5.2 沉積模式

結合野外露頭和現代辮狀河沉積原型的觀測與分析，砂質辮狀河河道寬緩，兩側堤岸較低，對水流的限制作用較弱，在沉積中心相對穩定的基礎之上，造成了辮狀河河道不定期收窄或拓寬，水流中線不定期擺動和遷移，反映了辮狀河的絕對游蕩性。不同期次的心灘、季節性發育的次辮流水道、廢棄水道及串溝等構型單元在空間上疊置、拼接，形成具有較高凈毛比、錯綜復雜的“泛連通體”，即復合心灘，構成近源砂質辮狀河的“骨架”，體現了辮狀河的相對穩定性。復合心灘之間為長期穩定發育的主辮流水道，以平行層理砂巖相、平行層理泥質粉砂巖相等細粒沉積為主，構成近源砂質辮狀河的“動脈”。復合心灘與主辮流水道構成了砂質辮狀河河道沉積的主體。受到季節性河流溢岸的影響，在辮狀河河道外緣發育間歇性的泛濫平原和決口扇沉積，構成砂質辮狀河的“側翼”（圖6）。

6 結論

（1） 山西大同侏羅系云岡組石窟段發育一套典型的砂質辮狀河沉積，通過露頭精細解剖，主要識別出了10種巖相類型、8種巖相組合、5種四級儲層構型單元（辮流水道、心灘、泛濫平原、決口扇和廢棄水道等），以及與心灘伴生的三級儲層構型單元——落淤層。

（2） 沉積演化過程分析顯示，研究區砂質辮狀河河道發育了10期沉積正旋回，在第1期河道沉積的基礎上，先后經歷了收縮（第2期）—擴張（第3期）—收縮（第4期）—擴張（第5期）—收縮與遷移（第6期）—穩定與遷移（第7～8期）—收縮、消亡（第9～10期）。砂質辮狀河河道經歷了周期性的洪水期—枯水期交替演化，并最終消亡的完整生命周期。

（3） 辮狀河河道向兩側擴張或者收縮、向單側整體遷移，心灘、辮流水道和廢棄河道等在時間—空間上疊置組合，構成呈“泛連通體”結構的大型復合心灘，復合心灘之間為長期穩定發育的主辮流水道，辮狀河河道外緣發育間歇性的泛濫平原和決口扇沉積。在此基礎之上，提出了以大型復合心灘與主辮流水道為河道沉積主體、具有高頻時變性和錯綜復合性特征的砂質辮狀河沉積模式。

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