2023-鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖發(fā)育特征

2024-鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖發(fā)育特征文章編號:10000550(2024)04053510

國家重點基礎(chǔ)討論進(jìn)展規(guī)劃(973)項目(編號:2024CB214607)、長江學(xué)者和創(chuàng)新團(tuán)隊進(jìn)展方案(編號:IRT0559)和國家自然科學(xué)基金項目(批準(zhǔn)號:40372096)共同資助

長慶油田三分部討論所區(qū)域組.靈鹽定地區(qū)直羅組討論小結(jié).內(nèi)部科研報告.1973.收稿日期:20241128;收修改稿日期:20240212

鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖發(fā)育特征

趙俊峰劉池洋喻林黃雷劉永濤高飛

(大陸動力學(xué)國家重點試驗室(西北高校)西北高校含油氣盆地討論所西安710069)

摘要依據(jù)巖性旋回結(jié)構(gòu),在全盆地范圍將直羅組劃分為上、下兩段。分段制圖表明,直羅組上、下段地層厚度展布規(guī)律與全組厚度展布規(guī)律基本全都,均表現(xiàn)為西厚東薄;上段地層較下段厚。下段砂巖層數(shù)少、單層厚度大;而上段砂巖以層多、層薄為特點。直羅組砂巖總體成熟度較低,區(qū)域制圖和碎屑組分等反映周緣存在多個源區(qū)。砂巖粒度分布表現(xiàn)為河道和分流河道等沉積特征。直羅組砂巖發(fā)育多種反映陸上河流沉積環(huán)境的層面和層理構(gòu)造。綜合分析認(rèn)為,在今殘留盆地范圍內(nèi),直羅組下段以辮狀河、曲流河沉積為主,東北部可見三角洲平原沉積。上段以辮狀河、曲流河、三角洲和湖泊沉積為主。直羅組下段辮狀河道砂巖具有良好的滲透性、連通性和成層性,是砂巖型鈾礦和石油的良好儲層。

關(guān)鍵詞鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖

第一簡介趙俊峰男1975年誕生博士討論生工程師盆地分析與石油地質(zhì)Emai:lzjf2024@yeah.net

中圖分類號TE121.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

砂巖是陸相含油氣盆地最主要的儲層類型,也是沉積型鈾礦成礦流體的運(yùn)移通道和鈾成礦的儲集空間

。對鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組的討論可追

溯到20世紀(jì)70年月,主要集中在盆地西緣靈(武)

鹽(池)定(邊)和盆地西南等直羅組有油氣發(fā)覺的局部地區(qū)。此后隨著勘探重心的轉(zhuǎn)移,直羅組很少受到關(guān)注,故討論程度非常薄弱。近年來,在盆地東北、東南和西部等直羅組中發(fā)覺特大型砂巖型鈾礦床和多處鈾礦(特別)點;同時隨著石油勘探領(lǐng)域的擴(kuò)大,盆地西緣、渭北等直羅組有油氣產(chǎn)出的地區(qū)亦被重新端詳和重視,故有必要深化討論該套地層特殊是其中砂巖的發(fā)育特征與分布規(guī)律。本文以石油、煤炭和核工業(yè)部門的大量鉆井、測井資料統(tǒng)計解釋和10余處剖面觀測及薄片鑒定、粒度分析等為基礎(chǔ),結(jié)合前人討論成果,在全盆地范圍對直羅組進(jìn)行了分段對比,在此基礎(chǔ)上探討了直羅組砂巖的空間展布規(guī)律、沉積特征及其成因類型等。

1直羅組地層劃分與對比

直羅組在今盆地呈大范圍整體分布,總體西厚東薄。厚度一般在150~400m之間,僅在鄂托克前旗

與蘇里格廟間的小范圍內(nèi)厚度可達(dá)500m。自烏海向南經(jīng)鄂托克前旗東、大水坑至鎮(zhèn)原一線為厚度400m左右的較厚帶,構(gòu)成近南北向的積累中心。在此帶以西或東,厚度均依次減薄,至東部殘留邊界一般為100m左右

。

前人曾對盆地部分地區(qū)的直羅組進(jìn)行過地層劃分對比,如在盆地西緣某些地區(qū)可劃分為4個油層組

;東部據(jù)巖性可分為2個旋回

;東北部東勝地

區(qū)可分為下、中、上3段

;但針對全盆地范圍的

分段對比未曾開展。在今殘留盆地范圍,直羅組底部普遍發(fā)育一套厚層含礫粗!中粒砂巖,與下伏延安組煤系地層呈平行不整合接觸;上覆主要為安定組黑色頁巖或紫紅色厚層砂巖,在盆地南部和東北部可直接

與下白堊統(tǒng)礫巖層不整合接觸,故其頂?shù)捉缇€較易確定。直羅組巖性總體較單調(diào),以砂巖廣泛發(fā)育為特征,內(nèi)部缺乏區(qū)域上穩(wěn)定分布的標(biāo)志層,僅在伊盟隆起和華池、慶陽一帶下部零星發(fā)育1~5層褐煤級的煤線或薄煤層,可供局部地區(qū)分段對比參考。大量鉆井和露頭分析表明,直羅組旋回結(jié)構(gòu)明顯,不論在地層較厚的盆地西部還是較薄的東部,分別以2層較厚砂巖為底界(大致對應(yīng)東部露頭的?七里鎮(zhèn)砂巖#和

第25卷第4期2024年8月沉積學(xué)報

ACTASEDIMENTOLOGICASINICAVo.l25No4

Aug.2024

?高橋砂巖#),一般都可劃分為2個由粗變細(xì)的正旋回(圖1,2,7,8),在盆地邊部某些露頭或鉆井剖面(如鎮(zhèn)4、華探10、天深1、盟6井及神山溝剖面等),上旋回也可包含2個次級正旋回或巖性段(圖1)。但從全盆地來講,頂部巖性段受安定組沉積前抬升剝蝕的影響,保留不完整,不便進(jìn)行區(qū)域?qū)Ρ?。部分鉆井資料顯示,上旋回的底部為厚層含礫砂巖,示意該界面代表直羅期內(nèi)較大的一次構(gòu)造轉(zhuǎn)折,可作為分段優(yōu)選界線。故本文采納?旋回掌握,厚度檢驗,區(qū)域閉合#的原則,以?七里鎮(zhèn)砂巖#和?高橋砂巖#及與其大致對應(yīng)的較厚層砂巖為旋回底界標(biāo)志,結(jié)合地區(qū)性標(biāo)志層(薄煤層及泥巖)和巖性、顏色變化特征,提出全盆地直羅組二分的方案。首先選擇全盆地范圍具掌握性的146口鉆井和東部8處直羅組露頭資料點,將全盆地分為8個地層對比小區(qū),在小區(qū)總結(jié)對比的

基礎(chǔ)上建立4縱4橫共8條對比剖面,經(jīng)區(qū)域閉合確

定上、下段的劃分方案(圖1,2)。

分段制圖表明,直羅組上、下段厚度展布規(guī)律與全組展布規(guī)律基本全都,均表現(xiàn)為西厚東薄。下段地層厚度一般為60~160m,自北部伊8井!伊5井!鄂托克前旗與蘇里格廟之間,向南到大水坑!平?jīng)鲆痪€,為厚度160~300m的較厚帶。上段地層較下段厚,一般為60~200m,厚度較大帶與下段分布全都,最厚處在鄂托克前旗與蘇里格廟之間,達(dá)340m以上。

2砂巖空間分布特征

通過對掌握性鉆井和露頭資料的解釋統(tǒng)計,編制了直羅組上、下段砂巖累計厚度、層數(shù)分布(圖3,4)和直羅組頂面埋深圖,

據(jù)此探討其空間分布特征?？?/p>

圖1直羅組分段對比東西向剖面圖

Fig.1CrosssectionshowingthepartitionandparisonofZhiluoFormationinWEdirection

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沉積學(xué)報第25卷

圖2直羅組分段對比南北向剖面圖

Fig.2CrosssectionshowingthepartitionandparisonofZhiluoFormationinNSdirection

體來看,分段砂巖厚度與層數(shù)反映的變化趨勢與全組地層厚度變化特征具全都性,地層厚處砂巖累計厚度大、層數(shù)多。直羅組頂面埋深反映了東淺西深的西傾單斜格局,東部伊金霍洛旗西!陜244!陜79!華38一線以東頂面埋深小于500m;西部鹽池、環(huán)縣以西埋深大于1200m。

2.1下段砂巖分布特征

下段砂巖厚度一般為30~100m。東部露頭區(qū)為30m左右,向西厚度漸增。在伊金霍洛旗之西、烏海!蘇里格廟南!靖邊、大水坑!華池、鎮(zhèn)原!慶陽東等地顯示4~5個近北西!南東向條帶狀展布的厚度大于50~70m的較厚帶,其間為厚度30~40m的較薄帶分隔。在烏海、大水坑及鎮(zhèn)原西,砂巖厚度可增至120~150m左右。下段砂巖層數(shù)與厚度呈明顯的正相關(guān),展布規(guī)律全都,一般為4~10層,在盆地西北部可增至20層。

2.2上段砂巖分布特征

與下段砂巖較厚帶與較薄帶交叉分布的格局不同,上段砂巖的較厚帶與較薄帶發(fā)生東西分異。慶陽!華池!安邊!烏審旗以東廣闊地區(qū)砂巖厚度一般小于30m,為較薄帶。此帶以西的中北部、西南部構(gòu)成兩個較厚帶。在鹽池之南和蘇里格廟之西南厚度最大,可達(dá)80~90m。下段砂巖層數(shù)與厚度亦呈較好的正相關(guān)性,在東部砂巖較薄帶一般為3~6層,在盆地西部砂巖較厚帶為8~14層。

綜合分析上、下段地層厚度、砂巖累計厚度和層數(shù)分布發(fā)覺,下段地層厚度較小,砂巖層數(shù)較少,但砂巖累計厚度較大,表明下段含砂率較高,且以厚層砂巖發(fā)育為特征;相反,上段地層厚度較大,砂巖層數(shù)較多,但砂巖累計厚度較小,表明上段含砂率有所降低,且砂巖以層薄、層多為特點。統(tǒng)計顯示,各掌握點下段單層砂巖平均厚度8~18m;而上段單層砂巖平均厚度一般小于8m。

3沉積學(xué)特征

3.1巖石學(xué)特征

通過對野外露頭、巖心觀看和盆地5個地區(qū)500個(其中東北部21個為本文鑒定)砂巖(主要為下段)薄片樣品的鑒定統(tǒng)計,總結(jié)直羅組砂巖的巖石學(xué)特征(圖5)。

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第4期趙俊峰等:鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖發(fā)育特征

圖3直羅組下段砂巖厚度與層數(shù)等值線圖

Fig.3Isogramofthicknessandlayernumberofsandstone

ofthelowermemberofZhiluoForm

ation

圖4直羅組上段砂巖厚度與層數(shù)等值線圖

Fig.4Isogramofthicknessandlayernumberofsandstone

oftheuppermemberofZhiluoFormation

直羅組砂巖巖石類型多樣,總體成熟度較低。盆地西緣古峰莊!候家河地區(qū)為長石砂巖(186個樣品石英平均含量46%,長石47%,巖屑7%);西南部慶陽!馬嶺!華池地區(qū)主要為長石石英砂巖、長石砂巖(256個樣品石英平均含量61%,長石31%,巖屑8%);東部露頭區(qū)為長石砂巖、巖屑長石砂巖(34個樣品石英平均含量59%,長石35%,巖屑6%);東北部東勝地區(qū)以長石巖屑砂巖為主(21個樣品石英平均含量37%,長石25%,巖屑38%);西北部伊8井為巖屑長石砂巖(3個樣品石英平均含量37%,長石45%,巖屑18%)。由盆地西緣、東北、西北向盆地南部,石英含量上升,長石和巖屑含量降低,表明盆地西部和東北部更靠近物源。由于統(tǒng)計樣品主要集中在直羅組下段,故骨架組分的垂向變化不甚明顯。

直羅組砂巖巖屑類型在不同地區(qū)有明顯差別,結(jié)合前文2.1,2.2砂巖空間分布特征,應(yīng)是源區(qū)性質(zhì)不同的反映。古峰莊!候家河地區(qū)的巖屑以變質(zhì)巖為主;慶陽!華池地區(qū)的巖屑兼有千枚巖、石英巖及變質(zhì)砂巖等變質(zhì)巖屑和粉砂巖、泥巖等沉積巖屑。盆地東北部巖屑為花崗巖、花崗質(zhì)片麻巖、云母石英片巖、炭質(zhì)板巖屑及炭屑等為主;其源巖可能為烏拉山群、色爾騰群等太古代高級變質(zhì)巖和印支期的侵入巖。盆地直羅組砂巖碎屑顆粒的磨圓度以次圓!次棱角狀為主。膠結(jié)物類型較為豐富,以方解石、白

538沉積學(xué)報第25卷

云石、粘土質(zhì)和粘土重結(jié)晶而成的長石膠結(jié)物等,伊8井還消失沸石。膠結(jié)物含量一般為5%~20%。顆粒間以點!線接觸為主。受成巖后生作用的影響,直羅組砂巖蝕變劇烈,膠結(jié)疏松,多層姜黃色的砂巖有?豆腐渣砂巖#之稱,

成為該組野外識別標(biāo)志之一。

圖5直羅組砂巖巖石類型三角圖(據(jù)Folk,1974)Fig.5TriangularplotofsandstonetypeofZhiluo

Formation(afterFolk,1974)

3.2粒度特征

沉積巖的粒度受控于搬運(yùn)介質(zhì)、搬運(yùn)方式及沉積場所等因素,因此粒度分布特征也可作為確定沉積環(huán)境的依據(jù)。據(jù)盆地東部露頭區(qū)8個

、西部鹽池地區(qū)

2個均采自直羅組下段砂巖樣品的薄片粒度統(tǒng)計,砂巖的概率累計曲線全部為兩段型(包括上三段型),由跳動、懸浮兩種組份構(gòu)成(圖6)。西部樣品2個次總體的截點為2.8左右,跳動組分含量約50%~70%,懸浮組分含量為10%~30%。東部樣品8個次總體的截點為1.20~2.25,與延安組底部的寶塔山砂巖類似,跳動組分含量約45%~75%,懸浮組分含量普遍較西部增加,為15%~50%,說明東部更接近沉積中心。上述樣品粒度特征反映為河道沉積,且以急流型為主。采自盆地東北部神山溝直羅組下段薄煤層之上和上段的2個砂巖樣品表現(xiàn)為較小斜率的三段式,以跳動組分為主,對比Visher.G(1969)判別模式,與三角洲分流河道的典型特征相像;另1個位于薄煤層之下的細(xì)砂巖樣品累計曲線近似一段式,反映了快速積累的特征,推想為三角洲平原決口扇沉積的產(chǎn)物。3.

3沉積構(gòu)造

圖6直羅組砂巖粒度概率累計曲線

Fig.6

GrainsizecumulativecurvesofZhiluoFormation

露頭和巖心觀看發(fā)覺,直羅組砂巖發(fā)育多種層面和層理構(gòu)造。沖刷面是強(qiáng)水流侵蝕下伏沉積物表面形成凹凸不平的面,一般發(fā)育在河道的底部。直羅組砂巖沖刷構(gòu)造主要發(fā)育在其底部砂巖與延安組的接

觸面之上;在上段的底砂巖底面也有發(fā)育。沖刷面之上常有粒徑0.5~3cm左右的鐵錳質(zhì)結(jié)核和石英巖質(zhì)底礫巖沉積。在銅川玉華鎮(zhèn)白堊系宜君礫巖之下的直羅組上段紫紅、蘭灰色粉細(xì)砂巖中,可見泥裂構(gòu)造,反映該組沉積后期氣候向干燥轉(zhuǎn)變。

直羅組層理類型包括槽狀、板狀、楔狀交叉層理,平行層理及粒序?qū)永淼?。槽狀交叉層理是露頭區(qū)(如:榆林紅石峽、達(dá)拉特旗高頭窯、安塞延水河及富縣葫蘆河等剖面)最為常見的層理類型,主要發(fā)育在底部砂巖及中部厚層砂巖中,以大型(層系厚度>10cm)為主。單個層系厚度10~80cm,常呈多層系疊加,形成于厚層中、粗粒砂巖中,由層理底部向上粒度減小。板狀、楔狀交叉層理和平行層理多發(fā)育在直羅組中、上部較薄的砂巖中,也可發(fā)育于與槽狀交叉層理共存的厚層砂巖上部或穿插其中。粒序?qū)永碇饕l(fā)育在底部厚層砂巖沖刷面之上的滯留沉積中,表現(xiàn)為砂巖中礫石含量向上變少、粒度變小。上述沖刷面、泥裂和各類層理構(gòu)造反映直羅組砂巖主要形成于

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第4期趙俊峰等:鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖發(fā)育特征

陸上河流環(huán)境。3.4垂向序列

考慮到直羅組在盆地內(nèi)賦存特點和資料來源有別(中西部深埋掩蓋區(qū)以鉆、測井資料為主,東部露頭區(qū)為剖面觀測資料),選擇西部鹽9井和東部葫蘆河兩個有代表性資料點,剖析直羅組的垂向沉積序列特征(圖7,8)

。

圖7鹽9井直羅組巖電組合圖Fig.7ThelithologyelectriccompositegraphofZhiluoFormationofWellYan9

富縣葫蘆河剖面直羅組累厚135m。下段下部由多層砂體疊加而成,為黃綠色厚層塊狀中!粗粒砂巖,底部含石英巖質(zhì)礫石,具沖刷面;發(fā)育大型槽狀、板狀交叉層理和平行層理,向上部層理規(guī)模變小,砂巖厚34m。砂巖之上為灰綠、紫紅色粉砂質(zhì)泥巖夾粉砂巖,含蕨類、裸子植物孢粉化石,厚21.8m。上段底部為7.1m厚的灰白色細(xì)粒長石砂巖,發(fā)育板狀、槽狀交叉層理。之上為灰綠、紫雜色泥巖與細(xì)粉砂巖互層,厚15.8m。上段中部為6.1m厚的淺黃

色細(xì)粒長石砂巖、灰綠色長石石英粉砂巖,上部為灰

圖8葫蘆河剖面直羅組巖性柱狀圖Fig.8LithologicalcolumnofZhiluoFormation

ofHuluhesection

紫、灰綠色泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖及細(xì)粒長石砂

巖,泥巖中見雙殼類化石,局部含鈣質(zhì)團(tuán)塊,厚51m。

鹽9井直羅組累厚286m。下段由2個巖性段

組成,下部為灰色厚層中砂巖,底部含石英巖質(zhì)礫石,

間夾薄層灰綠色泥巖。砂巖以泥質(zhì)充填為主,局部含炭質(zhì)條帶,膠結(jié)堅硬,厚57.5m,自然電位曲線表現(xiàn)為箱型。其上為深灰綠色泥巖間夾淺灰綠色細(xì)砂巖,厚71.5m。上段下部為暗綠色泥巖與灰綠色細(xì)!中砂巖互層。砂巖含少量綠色礦物及白云母碎片,厚62.5m。上段上部為灰綠色泥巖、粉砂巖,夾淺灰綠色細(xì)!中砂巖,厚59.5m。頂部為淺灰、微帶紅色粉!中砂巖,過渡為蘭灰、灰綠色泥巖、砂質(zhì)泥巖,厚35m。上段自然電位曲線表現(xiàn)為多個鐘型的疊加,越向上部,砂巖厚度、含砂率越低。

大量剖面分析對比表明,直羅組下段下部普遍發(fā)育厚層灰白、黃綠色(含礫)中、粗粒砂巖,之上為薄

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沉積學(xué)報第25卷

層泥巖、粉砂巖或砂、泥巖互層,單旋回砂巖百分含量一般為50%~70%,形成?砂包泥#的組合,具有辮狀河沉積的巖性組合特征。下段的上部和上段,砂巖厚度普遍減薄,泥巖厚度增加,砂巖百分含量一般為20%~40%,形成?泥包砂#的組合,具有明顯的多階二元結(jié)構(gòu),反映多期河道或分流河道疊置沉積序列特征。在盆地中、東部直羅組的頂部,可演化為泥頁巖、粉砂巖為主的湖相沉積序列。

4沉積環(huán)境及演化

4.1下段沉積環(huán)境

基于146口掌握性鉆井和東部8處露頭的統(tǒng)計解釋和制圖(圖9)表明,多數(shù)地區(qū)直羅組下段砂地比值在40%~60%之間。比值30%~40%的區(qū)域主要分布在杭錦旗!蘇里格廟!陜55一線以東、環(huán)縣以西等地。比值60%~80%的區(qū)域主要分布在盆地東北、西北、西緣和西南部,與下段砂巖厚度高值區(qū)全都,另在盆地東南宜君之西也有一高值區(qū)。

各資料點相分析表明,下段砂地比值大于40%的廣闊地區(qū),厚層(含礫)中-粗粒砂巖發(fā)育,一般單層厚20~70m左右,橫向延長較穩(wěn)定;測井曲線表現(xiàn)為典型的高幅箱形特征;其上為2~3個較小的箱形或鐘型組合。砂地比值小于40%的東北部地區(qū),底部砂巖厚度15~25m左右,測井曲線以鐘型組合為主。伊金霍洛旗以東地區(qū)下段泥巖含量顯著增加,較大比例尺制圖顯示出鳥足狀的砂體分散體系,剖面巖性組合顯示先倒粒序后正粒序的垂向序列,表現(xiàn)為三角洲前緣的特征

。綜合單剖面相分析、砂地比、砂

巖厚度與層數(shù)分布、沉積構(gòu)造、粒度特征及垂向序列

等,認(rèn)為在今殘留盆地范圍內(nèi),直羅組下段以辮狀河、曲流河沉積為主,局部發(fā)育(曲流或辮狀)河流三角洲相。在鄂托克旗!伊金霍洛旗以北、鄂托克旗!鄂托克前旗以西、鎮(zhèn)原南及黃陵以南,厚層含礫粗砂巖廣泛發(fā)育,表明距物源不遠(yuǎn),結(jié)合平面制圖和巖石類型分析,認(rèn)為有來自東北、西北、西南和東南方向的4~5個物源區(qū)。早期辮狀河沉積可占據(jù)殘留盆地2/3的地區(qū),向東部遠(yuǎn)離物源區(qū)和下段沉積的后期演化為曲流河。東北部東勝西、西部烏海!蘇里格廟南、大水坑!華池、西南部鎮(zhèn)原!慶陽東以及東南宜君西北,分別為多期河道疊加發(fā)育區(qū)。河道亞相之間為河漫灘亞相發(fā)育區(qū),以灰黑、深灰及灰綠色泥巖為主,夾薄層細(xì)!中砂巖。在鄂托克旗!伊金霍洛旗一線以

北,10口鉆井和柳溝、神山溝等剖面均顯示直羅組下

段發(fā)育薄煤層或煤線,一般1~5層,單層厚度0.5~

2m。在盆地西南部華池、慶陽一帶,少數(shù)鉆井亦揭示有薄煤層或煤線存在,說明直羅組早期尚有肯定的聚煤古氣候和地理環(huán)境,但主要局限在河漫灘地帶(如伊7、伊深4井一帶)和三角洲平原區(qū)(如神山溝),難以形成工業(yè)性煤層。筆者與前人

(對東部富縣葫

蘆河!東勝高頭窯12個剖面的古流向觀測結(jié)果顯示,下段砂巖總體具向東、東南的流向特征。結(jié)合剖面沉積相和區(qū)域制圖等推想,下段沉積時的湖盆中心位于今剝蝕邊界之東,且略偏北部。

圖9鄂爾多斯盆地直羅組下段沉積相圖Fig.9Sedimentaryfaciesdistributionoflowermember

ofZhiluoFormationofOrdosbasin

4.2上段沉積環(huán)境

直羅組上段砂地比值(圖10)明顯降低,多數(shù)地

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第4期趙俊峰等:鄂爾多斯盆地侏羅系直羅組砂巖發(fā)育特征

區(qū)小于40%,在定邊!靖邊一線以南,環(huán)縣!華池!富縣以北的廣闊地區(qū),砂地比值小于20%;東勝西北、烏海!合參井!大水坑、慶陽西、宜君西北及榆林!子長一帶,比值為40%~50%;與上段砂巖厚度

和層數(shù)分布反映的趨勢基本全都。

圖10鄂爾多斯盆地直羅組上段沉積相圖Fig.10Sedimentaryfaciesdistributionofuppermember

ofZhiluoFormationofOrdosbasin

在鎮(zhèn)原西北、鹽池西、鄂托克旗西和伊盟隆起地區(qū),上段底部測井曲線形態(tài)仍以箱形為主,巖性為灰

白色含礫粗砂巖或礫狀砂巖,其上為薄層粉砂巖或泥巖,反映為辮狀河沉積特征。上述地區(qū)上段中上部及以東廣闊地區(qū),以鐘型組合為主,對應(yīng)巖性為中!細(xì)砂巖,橫向可追蹤性差,夾較厚層粉砂巖或泥巖,表現(xiàn)為曲流河或三角洲分流河道沉積特征。在靖邊!定

邊!華池!富縣包絡(luò)范圍,以厚層灰黑、黃綠色、蘭灰及紫紅色泥頁巖、粉砂巖夾灰綠、黃綠色硬砂質(zhì)長石砂巖為主,部分地區(qū)頂部有薄層泥灰?guī)r,泥巖中含少量完整植物化石,軟體、葉肢介及零星魚鱗、軟骨針化石,反映湖相沉積特征。在湖區(qū)邊緣,部分測井曲線表現(xiàn)為由細(xì)變粗、再由粗變細(xì)的若干個反、正旋回的組合,具有三角洲前緣的響應(yīng)特征。綜合單剖面相分析、砂地比分布等區(qū)域制圖和其它指相標(biāo)志等,認(rèn)為在今殘留盆地范圍,上段以河流、湖泊和小規(guī)模三角洲相發(fā)育為特征。上段沉積時主要物源方向與下段具較好的繼承性,仍以盆地東北部、西北部、西南部和東南部為主;沉積中心有所擴(kuò)大且向。值得留意的是,東部榆林!子長一帶砂地比值由東向西增加。前人在大理河、無定河的古流向觀測

顯示有多期向

西、西南的古流向。筆者等在山西寧武!靜樂盆地和大同地區(qū)的野外觀看和古流向測定亦顯示晉北同期地層與鄂爾多斯東部具原始沉積統(tǒng)一性。此外,鏡下觀看發(fā)覺,大理河、無定河地區(qū)砂巖碎屑中黑云母含量較東勝地區(qū)明顯增高。故榆林!子長一帶較高的砂地比值可能代表有來自東部物源的作用。總體來看,上段沉積時,反映近源、水動力作用強(qiáng)的辮狀河流不再盛行,代之以?源遠(yuǎn)流長#的曲流河沉積為主。在河湖過渡地帶,有湖泊三角洲和湖灣沉積,但由于水體較淺,入湖河流的沖蝕作用較強(qiáng)且碎屑物供應(yīng)不足,導(dǎo)致河口壩不很發(fā)育。上段巖性消失紫紅色、紫雜色等砂泥巖互層(東勝地區(qū))或厚層狀的紫紅色砂巖(銅川西北地區(qū)),成煤作用完全消逝,在盆地東南部發(fā)育大型泥裂,反映氣候進(jìn)一步向干旱氧化環(huán)境演化。4.3沉積環(huán)境演化與砂巖儲集性

在延安組沉積后受東強(qiáng)西弱、南強(qiáng)北弱差異抬升剝蝕的改造作用

,直羅組沉積早期盆地周緣地貌

高差較大,物源供應(yīng)充分,對延安期暖和潮濕的成煤古氣候環(huán)境具肯定連續(xù)性,在今盆地以辮狀河流沉積為主;晚期向曲流河過渡。從中生代鄂爾多斯大型克拉通內(nèi)盆地演化的規(guī)律看,直羅組沉積早期盆地范圍仍舊較為寬闊,向東可及山西中北部地區(qū),推想其沉積中心位于今殘留盆地之東。上段沉積時,周緣地貌高差減小,氣候干旱,物源供應(yīng)不足,以曲流河和湖泊沉積為主,三角洲規(guī)模不大,聚煤條件完全丟失。從層序地層的角度講,下段以辮狀!曲流河為主的河流相沉積可代表低位體系域,下段上部和上段曲流河!湖泊沉積體系可作為湖進(jìn)體系域,而在盆地西部、東

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沉積學(xué)報第25卷

北部部分地區(qū)上段上部保留的以砂巖為主的粗碎屑沉積可作為高位體系域的代表。因此,直羅組沉積記錄了一個完整的三級層序演化過程。

沉積環(huán)境及其演化打算了砂巖的空間展布特征,進(jìn)而直接關(guān)系到其中沉積礦產(chǎn)的富集程度。直羅組下段辮狀河道砂巖具有良好的滲透性、連通性和成層性,空間分布穩(wěn)定。下段砂巖結(jié)構(gòu)疏松,孔隙發(fā)育,滲透率一般大于100?10-3m2,物性遠(yuǎn)優(yōu)于其下部的延長、延安組?？碧奖砻?盆地東北部特大型砂巖型鈾礦、盆地西緣和渭北已發(fā)覺的直羅組油層均賦存于下段以辮狀河道沉積類型為主的砂巖。

5結(jié)論

(1)直羅組垂向旋回結(jié)構(gòu)明顯,依據(jù)旋回性結(jié)合標(biāo)志層等,將全盆地范圍直羅組劃分為上、下兩段。

(2)直羅組下段地層厚度較小,砂巖層數(shù)較少,但砂巖累計厚度較大,以厚層砂巖發(fā)育為特征;而上段地層厚度較大,砂巖層數(shù)較多,但砂巖累計厚度較小,砂巖以層薄、層多為特點。

(3)區(qū)域制圖、碎屑組分分析等表明,直羅組砂巖沉積時以多物源、近物源為特點。砂巖粒度分析顯示河道和分流河道等沉積特征。直羅組砂巖發(fā)育多種反映陸上河流沉積環(huán)境的層面和層理構(gòu)造。

(4)在今殘留盆地范圍,下段以辮狀河、曲流河沉積為主,東北部發(fā)育三角洲沉積。上段以辮狀河、曲流河、三角洲和湖泊沉積為主。直羅組下段辮狀河道砂巖具有良好的滲透性、連通性和成層性,是砂巖型鈾礦和石油的良好儲層。

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DistributionalandSedimentaryCharacteristicsofSandstones

inJurassicZhiluoFormation,OrdosBasin

ZHAOJunfengLIUChiyangYULinHUANGLeiLIUYongtaoGAOFei

(SateKeyLaboratoryofContinentalDynamics(NorthwestUniversity),InstituteofOilandGasBasins,NorthwestUniversity,Xi'an710069)

AbstractAccordingtothecyclearchitectureoflithology,theZhiluoFormationisdividedintotwomembers(namedupperandlowerones)inthescaleofwholebasin.Thefiguresaboutmemberthickness,sandstonethicknessandlayernumbersofsandstoneindicatetha:tthethicknessdistributionpatternsofsandstoneaboutbothupperandlowermembersareconsistentwiththatofthewholeformation,allofthemshowitisthickerinthewestwhilethinnerintheeast;thethicknessofuppermemberarethickerthanthatoflowermember,generally.Thelowermemberhaslesslayernumbersofsandstoneandbiggerthicknessofsinglesandstonelayer,whiletheuppermemberholdstheoppositecharacteristics.Theanalysisofdetritalcomponents,detritustype,supportingstyleandregionalmappingindicatetha:tthesandstone