鄂爾多斯盆地南部馬家溝組成巖作用特征

郝 雁 ，陳洪德 ，趙俊興 ，朱 平

（1中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司；2成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院）

鄂爾多斯盆地南部馬家溝組成巖作用特征

郝 雁1，陳洪德2，趙俊興2，朱 平2

（1中國石化國際石油勘探開發(fā)有限公司；2成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院）

通過對研究區(qū)16口鉆井15條剖面數(shù)百片巖石薄片的詳細(xì)鑒定，結(jié)合沉積史和區(qū)域地質(zhì)特征，綜合分析了主要目的層馬家溝組的成巖作用類型及其特征。馬家溝組儲層的巖石類型主要為石灰?guī)r和白云巖。石灰?guī)r類型多樣，主要有泥晶—微晶灰?guī)r、微晶—亮晶顆?；?guī)r及云斑灰?guī)r等；白云巖以泥晶—微晶白云巖為主。主要的建設(shè)性成巖作用為白云石化作用和溶蝕作用；不利的成巖作用主要有重結(jié)晶、壓實壓溶、去白云石化、膏化等作用。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了鄂爾多斯盆地南部的成巖作用演化序列。

鄂爾多斯盆地；馬家溝組；石灰?guī)r；白云巖；成巖作用

鄂爾多斯盆地是我國第二大沉積盆地，總面積37×104km2，盆地古生界蘊藏著豐富的天然氣資源，全國第三次資源評價，天然氣資源量為10.7×1012m3。鄂爾多斯盆地中部氣田下古生界已探明天然氣地質(zhì)儲量約 3048×108m3［1-2］，主要集中在奧陶系頂部的風(fēng)化殼巖溶體系［3-4］，產(chǎn)氣層位主要為下奧陶統(tǒng)馬家溝組五段（O1m5）。目前對盆地南部的勘探一直沒有突破，但該區(qū)古生界沉積厚度大，生儲蓋層配套，構(gòu)造圈閉發(fā)育，保存條件較好，具有形成天然氣藏的有利地質(zhì)條件。在盆地南部所鉆的數(shù)口古生界探井中已發(fā)現(xiàn)了天然氣顯示，其中耀參1井測試產(chǎn)氣24～135m3/d［5］。雖然該區(qū)還未形成工業(yè)氣流，但地質(zhì)條件表明其古生界具有較大的勘探潛力。

成巖作用的研究對沉積盆地含油氣性預(yù)測、潛在儲層評價以及成巖圈閉油藏的勘探等方面均具有重要意義。本文試圖對鄂爾多斯盆地南部馬家溝組的成巖作用做些探討。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

鄂爾多斯盆地位于華北臺地的西部，地跨陜、甘、寧、晉、內(nèi)蒙古等五省區(qū)，系一矩形構(gòu)造盆地。奧陶紀(jì)古構(gòu)造面貌呈現(xiàn)出“一隆一坳”的特征，“隆”即中央古隆起，呈L形，“坳”即米脂—延川坳陷。中奧陶世末的晚加里東運動，使華北地塊整體抬升，經(jīng)歷了約150Ma的沉積間斷，盆地主體缺失晚奧陶世至早石炭世的沉積。燕山運動中期盆地差異沉降，南北隆升、東抬西沖，經(jīng)喜馬拉雅期發(fā)展完善。根據(jù)現(xiàn)今構(gòu)造及演化歷史，鄂爾多斯盆地分為六個一級構(gòu)造單元：盆地中部是伊陜斜坡，向東為晉西撓褶帶，向西依次為天環(huán)坳陷、西緣沖斷構(gòu)造帶，北部為伊盟隆起，南面為渭北隆起［6-7］。本次研究區(qū)域橫跨三個構(gòu)造單元，包括伊陜斜坡、渭北隆起及天環(huán)坳陷（圖1）。

早奧陶世，鄂爾多斯盆地沉積了一套碳酸鹽巖為主夾蒸發(fā)巖的地層，稱之為馬家溝組或馬家溝群，自下而上劃分為“馬一”至“馬六”共六個地層段。

圖1 研究區(qū)位置及馬家溝期馬四時古地理

馬家溝一期（馬一期）始，出現(xiàn)洋殼，并進(jìn)一步擴展為相當(dāng)于現(xiàn)代板塊體制下的溝、弧、盆主動大陸邊緣構(gòu)造體系。此時發(fā)生奧陶紀(jì)的第二次海侵，其構(gòu)造—沉積特點與之前的第一次海侵（沉積了冶里組）有其連續(xù)性，盆地南部隆起［6］。馬二期，海侵達(dá)到了進(jìn)入早奧陶世以來的第一個高潮，研究區(qū)沉積建造以大段的石灰?guī)r、白云巖為特征，在古隆起邊緣發(fā)育準(zhǔn)同生白云巖、灰質(zhì)白云巖等，局部含石膏。馬三期，賀蘭拗拉槽擴張加劇，隨之肩部急劇掀斜抬起。沉積了硬石膏和鹽巖等夾少量白云巖的蒸發(fā)巖類組合，從而形成含白云巖、鹽巖的坳陷盆地。馬四期為早奧陶世最大的一次海侵旋回。馬五期，由于南北秦嶺和興蒙洋殼俯沖加速造成的相向擠壓作用力，研究區(qū)雖然繼承了馬三、馬四期的古地理面貌和古構(gòu)造格局，但整體表現(xiàn)為震蕩性、間歇性的海退，海水明顯變淺，范圍相應(yīng)減小。馬六期，海侵又復(fù)擴大，水體相應(yīng)加深，再度出現(xiàn)小規(guī)模海侵，研究區(qū)廣泛沉積了一套較純的碳酸鹽巖［6-8］。

2 巖石學(xué)特征

通過對鄂爾多斯南部地區(qū)16口鉆井15條剖面的300余份奧陶系巖石薄片資料，對馬家溝組的巖石學(xué)特征和成巖作用進(jìn)行了研究。根據(jù)本次薄片觀察和前人巖石薄片部分成果統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)馬家溝組所見的各種巖石可歸納為石灰?guī)r和白云巖兩大類（表1）。

2.1 石灰?guī)r

據(jù)觀察薄片統(tǒng)計，石灰?guī)r類型約十幾種，各井的巖性變化明顯，其中泥晶—微晶灰?guī)r、微晶—亮晶顆?；?guī)r廣泛發(fā)育，可見部分云斑灰?guī)r。

2.1.1 泥晶—微晶灰?guī)r

具泥晶—微晶結(jié)構(gòu)，由大于90%的泥晶—微晶方解石組成，部分重結(jié)晶成粉晶。微晶灰?guī)r中不含或僅含少量藻球粒、藻屑（圖2a）、砂屑或生物碎屑等，各種顆?？沙仕郊y層狀分布。該類巖石較致密，鏡下基本未見孔隙，在巖溶作用下可見到早期的溶蝕孔縫，但均被方解石、石英充填，孔隙度一般小于2%～3%。

2.1.2 微晶—亮晶顆?；?guī)r

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的微晶—亮晶顆?；?guī)r以砂屑灰?guī)r為主，礫屑灰?guī)r次之，藻屑灰?guī)r及藻球?；?guī)r最少。

砂屑灰?guī)r 砂屑成分主要為泥晶方解石和藻屑，形狀多為球形或橢圓形。砂屑中常混有礫屑、鮞粒、生物碎屑、石英粉砂等，基質(zhì)為泥晶或微亮晶。在一些巖石中發(fā)育有壓溶縫合線，可造成砂屑或鮞粒變形，通常情況下溶蝕孔不發(fā)育。

表1 鄂爾多斯盆地南部馬家溝組巖性

圖2 鄂爾多斯盆地南部石灰?guī)r

礫屑灰?guī)r 礫屑組成為泥晶灰?guī)r、泥晶藻屑灰?guī)r、泥晶球?；?guī)r等，粒徑大小不等，一般為2～5mm，大的可達(dá)數(shù)十毫米，磨圓較好，呈圓形或橢圓形，礫屑間可充填小礫屑或生物碎屑、砂屑及鮞粒等，部分礫屑可見有鐵質(zhì)氧化邊，表明水淺，有暴露的特點。

藻屑灰?guī)r及藻球?；?guī)r 形態(tài)呈不規(guī)則狀、彎曲狀，粒徑在0.2～2mm，由富藻的泥晶方解石組成，在部分藻屑中可見到藻絲體，在藻屑灰?guī)r中通常有藻球粒分布于其中，球粒大小一般在0.1mm左右，富含有機質(zhì)（圖2a）。

2.1.3 云斑灰?guī)r

云斑灰?guī)r（圖2b）出現(xiàn)在微晶灰?guī)r、顆粒灰?guī)r中，通常為早成巖期的細(xì)粉晶白云石交代泥晶—微晶灰?guī)r或選擇性交代顆粒灰?guī)r，呈不規(guī)則斑塊狀分布于巖石中。云斑中白云石多呈自形或半自形晶，斑塊大小不等，白云石的含量對儲集性有很大影響。

2.2 白云巖

據(jù)觀察薄片統(tǒng)計，各井中白云巖類型各不相同。以早期泥晶—微晶白云巖和重結(jié)晶的粉晶白云巖或交代成因的殘余顆粒白云巖為主。表生期抬升剝蝕，部分白云巖遭受剝蝕或溶蝕破裂形成白云質(zhì)巖溶角礫巖及其它不同類型的巖溶巖。研究區(qū)中部的井，如旬探1井等，還可見到紋層白云巖及次生灰質(zhì)白云巖等。

2.2.1 泥晶—微晶白云巖

不含或含少量顆粒，局部可見藻紋層或泥紋，晶體3～5 μm，顆粒含量＜5%，按巖石組構(gòu)特征可分為三種類型：（1）純凈的泥晶白云巖（圖 3a）；（2）含藻紋層的泥晶—微晶白云巖；（3）膏質(zhì)微晶白云巖（圖3b）。泥晶—微晶白云巖大多數(shù)孔隙不發(fā)育，巖石較致密，局部見有溶蝕孔縫，被硅質(zhì)或其它礦物充填，也見有膏?？缀歪槧钊芸?，孔隙度可達(dá)2%～5%。

2.2.2 紋層石白云巖

由明暗相間的富藻層和富屑層構(gòu)成紋層石結(jié)構(gòu)（圖 3c），富藻層寬 0.1～0.5mm，個別可達(dá) 1～4mm，有不連續(xù)的寬窄變化，層內(nèi)常保存有管狀體或絲線體和藻屑集合體，由富藻層和富屑層構(gòu)成窗孔構(gòu)造。

2.2.3 巖溶角礫狀白云巖

原巖為膏質(zhì)或鹽類蒸發(fā)巖，由地下水溶解帶走可溶性大的礦物而導(dǎo)致垮塌堆積而成（圖3d）。溶蝕角礫大小不一，大部分呈棱角狀，部分具溶圓現(xiàn)象，角礫成分主要為泥晶—微晶白云巖、顆粒白云巖，填隙物為泥晶—微晶白云石，富含有機質(zhì)和泥質(zhì)組分。

2.2.4 晶粒白云巖

該類巖石具有強烈的交代和重結(jié)晶作用，因而具有殘余顆粒組構(gòu)（圖3e）。按結(jié)構(gòu)可分為粉晶—細(xì)晶白云巖、殘余顆粒粉晶—細(xì)晶白云巖。

粉晶—細(xì)晶白云巖具重結(jié)晶特征，白云石晶形較差，大小不等，呈他形或半自形鑲嵌狀，晶間孔不發(fā)育，見有殘余微晶白云石基質(zhì)和水平紋層。此類白云巖有序度特征與微晶白云巖相似，顯示了重結(jié)晶白云巖繼承了富鈣低序度泥晶—微晶白云巖的礦物學(xué)和地球化學(xué)特征。

交代成因的晶粒白云巖大部分具殘余結(jié)構(gòu)，如殘余鮞粒結(jié)構(gòu)、殘余砂屑結(jié)構(gòu)、殘余藻紋層結(jié)構(gòu)等白云石晶形較好，晶體粗大，可達(dá)細(xì)晶，部分達(dá)中晶，呈半自形—自形晶，晶間孔相對發(fā)育，白云石有序度較高，含F(xiàn)e明顯增高。

晶粒白云巖的孔隙度與成因類型和結(jié)構(gòu)特征密切相關(guān)，一般早期粉晶白云巖裂縫不發(fā)育，孔隙度差，早—中期重結(jié)晶的粉晶—細(xì)晶白云巖或細(xì)晶白云巖的晶間孔及晶間溶孔較發(fā)育，多為原生晶間孔與次生晶間溶孔，面孔率在6%～8%，滲透率較好。而經(jīng)交代并重結(jié)晶的顆粒白云巖孔隙不發(fā)育，這是因埋藏白云石化作用不斷進(jìn)行并持續(xù)加強而導(dǎo)致重結(jié)晶的顆粒灰?guī)r強烈粉晶白云石化，致使顆粒和填隙物均一化。白云石化使顆粒與充填物粉晶化之后，重結(jié)晶作用仍在繼續(xù)，直至巖石致密化。

2.2.5 次生灰質(zhì)白云巖

次生灰質(zhì)白云巖普遍發(fā)育于馬家溝組，次生方解石大多呈細(xì)晶—中晶結(jié)構(gòu)交代細(xì)晶白云石或充填白云石晶間溶孔和溶洞，巖石中可見到殘余灰質(zhì)微晶結(jié)構(gòu)。此外，次生灰?guī)r中往往出現(xiàn)白云石的菱面體假象和霧心亮邊結(jié)構(gòu)（圖3f），以及交代殘余的微晶—粉晶白云石或白云巖斑塊。這表明大多數(shù)次生灰質(zhì)白云巖為各類含膏（鹽）礦物的白云巖在地下水的溶蝕過程中，由去膏（鹽）化而引起的去白云石化的產(chǎn)物。

3 成巖作用類型

鄂爾多斯盆地南部馬家溝組碳酸鹽巖主要經(jīng)歷了白云石化和溶蝕等建設(shè)性成巖作用。該地區(qū)破壞性的成巖作用主要有充填、重結(jié)晶、壓實壓溶、膠結(jié)、去白云石化以及膏化作用等。

3.1 白云石化作用

白云石化作用是本區(qū)對儲層貢獻(xiàn)最大的成巖作用之一，根據(jù)發(fā)育特征及發(fā)育期次的不同，可將研究區(qū)白云石化作用分為以下幾種。

3.1.1 準(zhǔn)同生白云石化作用

圖3 鄂爾多斯盆地南部白云巖

準(zhǔn)同生白云石化作用主要發(fā)生于蒸發(fā)潮坪、局限潮坪及半局限潮坪或臺地中，所形成的白云巖顏色多呈土黃色和淺灰色，新鮮面則呈深灰色和灰黑色，晶體表明很臟，化石稀少，伴生有石膏微晶、膏?？滓约案缓喽@示出的水平層理等潮間和潮上帶沉積構(gòu)造特征。白云石晶粒細(xì)小，晶體有序度較低，Ca2+/Mg2+克分子比大于1，多發(fā)昏暗或散亂的星點狀橘黃色光。原生包體均一溫度小于40℃，表明這類白云石是在低溫條件下快速結(jié)晶出來的。研究區(qū)的準(zhǔn)同生白云巖多分布于慶陽古隆起周圍，主要分布在東陵溝—鐵瓦殿剖面、金粟山剖面、岐山剖面等地區(qū)，結(jié)構(gòu)特征表現(xiàn)為晶體細(xì)，以泥晶—粉晶為主，晶間孔極細(xì)小，一般在3～5 μm。

3.1.2 淺埋藏成巖交代白云石化作用

這種模式的白云石化主要發(fā)生在近地表。方少仙教授認(rèn)為在淺埋藏環(huán)境中，由于多成因混合水的存在，形成了類似于混合水環(huán)境，在此環(huán)境中發(fā)生的白云石化作用稱為混合水白云石化作用［9］。據(jù)此，當(dāng)來自地下的成巖流體或其它成因的流體與沉積物的孔隙水混合時，也可形成類似于海水與淡水的混合水環(huán)境，同樣也會發(fā)生“混合水白云石化作用”。故此本區(qū)的“混合水白云石化”主要指的是沉積物的孔隙水與來自地下的其它成因的成巖流體混合而發(fā)生的白云石化作用。這種“混合水白云石化作用”可以直接由原生沉積物在淺埋藏環(huán)境中發(fā)生，也可以在早期(如同生期)白云石化作用基礎(chǔ)上再繼續(xù)發(fā)生［10］。

發(fā)生這種作用的白云石多呈粉晶—細(xì)晶，普遍具有霧心亮邊結(jié)構(gòu)，隨著白云石晶體變粗，晶間孔也隨之變大，大小一般在30～50 μm，巖石面孔率較準(zhǔn)同生白云巖明顯增加。

研究區(qū)具這種成巖作用的白云巖儲層原始結(jié)構(gòu)普遍遭到程度不同的破壞，部分白云巖為原始結(jié)構(gòu)完全消失的晶粒白云巖（圖3e）。白云石中殘余有大量的原巖微晶或雜質(zhì)，重結(jié)晶作用明顯，具有霧心亮邊的現(xiàn)象，為典型的粉晶結(jié)構(gòu)。

3.1.3 深埋藏白云石化作用

鄂爾多斯盆地南部儲層中深埋藏白云石化常見沿古巖溶孔洞和溶縫充填的異形白云石，以晶體粗大、晶面呈馬鞍狀以及具有波狀消光現(xiàn)象為顯著特征，一般為粗晶—巨晶，半自形—他形。這種白云石的有序度也較低，CaCO3摩爾含量高，說明是形成于較高溫孔隙水中。

3.2 溶蝕作用

在加里東構(gòu)造運動的擠壓抬升下，鄂爾多斯盆地南部隆起，剝蝕量大，從而馬家溝組形成了風(fēng)化殼和相應(yīng)的層內(nèi)巖溶體系。在風(fēng)化剝蝕條件下，由于地表水及地下水的循環(huán)，可溶性巖層遭受溶蝕，區(qū)域上該套溶蝕層與風(fēng)化殼的形成相伴。

3.2.1 表生巖溶角礫巖和溶蝕孔洞縫的形成

據(jù)巖心和鏡下薄片觀察，巖溶角礫巖最為發(fā)育（圖3d）?？捎筛帑}巖或含膏鹽的碳酸鹽巖溶解形成膏溶角礫巖，在裂縫或溶縫發(fā)育的地方形成垮塌角礫巖，包括灰質(zhì)角礫巖、白云質(zhì)角礫巖或灰質(zhì)白云質(zhì)混合角礫巖。其中，除局部由構(gòu)造作用形成外，其它角礫巖均屬地表條件下巖溶作用對石灰?guī)r或白云巖溶蝕所形成。

馬家溝組角礫巖大多見有大的溶蝕孔洞，孔洞中半充填或全充填白云石、方解石、自生石英或黏土等。角礫中見有先期發(fā)生的成巖作用，說明了這些角礫巖是經(jīng)過固結(jié)成巖后再遭受溶蝕而形成的。從成因的角度上，大氣淡水淋濾作用是本區(qū)最常見的溶蝕作用之一，包括溶解、去白云石化、去膏化、硅化、褐鐵礦化、角礫化等成巖作用。淋濾溶解作用可以發(fā)生在成巖作用早期階段，大氣淡水淋濾作用使不穩(wěn)定組分被選擇性溶解，形成粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔、鑄模孔、晶間溶孔以及溶洞等。成巖中晚期可由淡水與成巖水共同對巖石發(fā)生溶解作用，主要特征是以非組構(gòu)選擇性溶解作用為主，少量由于內(nèi)部組構(gòu)的非均一性亦可表現(xiàn)為組構(gòu)選擇性溶解。從本區(qū)溶解作用看，以晚期溶解作用最有意義，但它們往往與早期溶解作用有一定的依賴關(guān)系或包含早期溶解作用。

3.2.2 埋藏期的溶蝕作用

這一成巖作用是在埋藏期對表生期巖溶產(chǎn)物的疊加改造，表現(xiàn)為表生期形成的孔隙充填物被溶蝕，并形成特征的自生礦物充填結(jié)構(gòu)。具體而言：表生期充填溶孔的淡水方解石在埋藏期經(jīng)溶解后被方解石、鐵白云石、含鐵方解石、石英、異形白云石、黃鐵礦及瀝青充填（圖4a）。

3.3 充填作用

充填在孔洞縫內(nèi)的白云巖在各組白云巖中?？梢姷剑瑤r石薄片下見溶孔、溶洞，裂縫內(nèi)充填的白云巖多以干凈、明亮、自形程度好為特征，如溶孔內(nèi)充填的白云巖，其晶體較周邊粉晶白云石粗，孔隙溶蝕邊界清楚，孔內(nèi)充填的白云石呈自形—半自形菱面體，呈中晶—粗晶，也見到巨晶白云石。在少數(shù)白云巖晶間孔中也見到黏土礦物充填。裂縫中的白云石晶體大小受裂縫的寬度限制，并常見到淡水方解石與之共生，該類白云石屬淡水成因。

圖4 鄂爾多斯盆地南部部分成巖作用類型

另見有埋藏成巖過程中的自生白云石 （圖3f），主要以鐵白云石或異形白云石為主，白云石一般為粗晶—巨晶，晶體較干凈，自形程度較好。通常鐵白云石有序度高，一般為1,而CaCO3摩爾含量較低，形成于較低溫環(huán)境中；異形白云石有序度低，CaCO3摩爾含量高，形成于較高溫的孔隙水中。

3.4 重結(jié)晶作用

在鄂爾多斯盆地南緣岐山、堯山、金粟山及禮泉等剖面的馬家溝組，都可見到不同程度的重結(jié)晶作用。重結(jié)晶作用破壞鮞粒邊界，造成原巖結(jié)構(gòu)破壞，呈殘余結(jié)構(gòu)。

3.5 壓實、壓溶作用

馬家溝組的顆?；?guī)r受壓實作用發(fā)生變形，粒間孔隙減?。▓D3e）。而粉晶—細(xì)晶白云巖受壓實作用造成晶體呈鑲嵌接觸，使巖石致密程度增加，孔隙度和滲透率變差。壓溶作用形成的縫合線，被瀝青和鐵泥質(zhì)充填或半充填。

3.6 膠結(jié)作用

馬家溝組共發(fā)生兩期膠結(jié)作用。一期膠結(jié)作用發(fā)生在淺埋藏成巖環(huán)境，由交代重結(jié)晶的半自形粒狀白云石晶體將粒間剩余孔全部或半充填，局部見有硬石膏充填。由于水體礦化度增高，方解石、硅質(zhì)、白云石等礦物沉淀對顆粒起到膠結(jié)作用。在較高的溫度和圍壓下，表現(xiàn)為粗大明亮潔凈的自形白云石部分充填溶孔、溶洞及裂縫。

二期膠結(jié)作用發(fā)生在表生暴露后，上覆的泥質(zhì)或淡水方解石、淡水白云石又填隙巖溶角礫間或孔洞縫內(nèi)。

3.7 去白云石化作用

在馬家溝組上部的風(fēng)化殼中，經(jīng)?？梢姷桨自剖w被淡水方解石和硅質(zhì)交代，有時被溶解而留下白云石的溶蝕孔隙等。這說明去白云石化作用在區(qū)內(nèi)多與大氣淡水作用有關(guān)，在地表，白云石被方解石交代，形成粗大的方解石斑晶 (圖4b)。

3.8 膏化作用

馬三期，在蒸發(fā)條件下，隨著水體鹽度的增加，可以促使石膏的形成。石膏可呈分散狀單晶或斑塊狀、團(tuán)狀，也可集合成層狀分布。部分石膏可交代方解石或白云石，而形成具有方解石或白云石殘余體的石膏或硬石膏（圖3b）。

4 成巖作用階段的劃分

不同的成巖環(huán)境發(fā)生不同的成巖作用，產(chǎn)生不同的成巖組構(gòu)和成巖礦物組合；不同的沉積成巖環(huán)境制約著成巖作用，也影響著成巖階段的劃分。

鄂爾多斯盆地南部下古生界碳酸鹽巖地層主要經(jīng)歷了海水成巖環(huán)境、大氣滲流—海水潛流成巖環(huán)境以及埋藏成巖環(huán)境。對于這三種成巖環(huán)境，按照碳酸鹽巖成巖階段劃分標(biāo)準(zhǔn)［11］可相應(yīng)地劃分為同生成巖階段、早成巖階段、中成巖階段以及晚成巖階段等四個階段，在此標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，筆者將本區(qū)成巖階段劃分為海水（近地表）/準(zhǔn)同生期、淺埋藏/早成巖期、大氣淡水/表生期、深埋藏/晚成巖期等四期。根據(jù)成巖作用特征和成巖階段劃分，區(qū)內(nèi)成巖演化序列為：機械壓實→壓溶、膠結(jié)、重結(jié)晶作用→膏化→早期白云石化→有機質(zhì)侵染→淡水溶解→角礫化→淡水方解石、白云石充填→硅化→去白云石化→膠結(jié)→深埋藏溶解（圖5）。

圖5 鄂爾多斯盆地南部馬家溝組成巖演化序列

研究區(qū)馬家溝組同生作用階段以干燥氣候條件下潮坪的沉積環(huán)境為特征，這是有利于馬家溝組碳酸鹽沉積物早期白云石化形成的最佳條件。早期白云巖如砂屑白云巖中粒間晶間孔，是準(zhǔn)同生期或早期成巖階段形成晶間孔的主要孔隙空間。同生作用結(jié)束后，經(jīng)歷加里東運動的風(fēng)化、剝蝕和淋濾作用階段即表生期巖溶作用階段，在大氣淡水及地下水的作用下，產(chǎn)生了巖溶、去膏化、去白云石化、角礫化，形成溶蝕孔隙為主的巖溶孔洞，孔隙空間變大。在巖溶孔洞群形成的同時伴隨有滲流砂、淡水白云石、方解石的沉淀和充填作用等破壞性成巖作用，形成溶斑孔內(nèi)充填方解石及白云石。馬家溝組碳酸鹽巖隨著埋藏深度的加深，特別是上古生界含煤系地層深度增加和壓力加大，進(jìn)入埋藏成巖階段，有機質(zhì)熱演化過程中脫羧作用形成的有機酸水，產(chǎn)生溶蝕作用和交代作用，它疊加在風(fēng)化殼巖溶上，使風(fēng)化殼古巖溶形成的巖溶孔洞群和溶縫擴大，伴隨埋藏巖溶作用的同時，也形成埋藏期成巖礦物如石英、黃鐵礦、鐵方解石、鐵白云石及少量的異形白云石的充填，孔隙逐步減小。

5 結(jié) 論

（1）鄂爾多斯盆地南部馬家溝組儲層巖石類型主要為石灰?guī)r和白云巖。石灰?guī)r類型多樣，主要有泥晶—微晶灰?guī)r、微晶—亮晶顆?；?guī)r及云斑灰?guī)r等；白云巖類以泥晶—微晶白云巖為主。

（2）對孔隙發(fā)育有利的成巖作用主要有白云石化作用和溶蝕作用，不利的主要有重結(jié)晶、壓實壓溶、去白云石化及膏化等成巖作用。

（3）表生巖溶形成最重要的孔洞縫系統(tǒng)，雖經(jīng)壓實、充填、膠結(jié)等成巖作用而受一定的破壞，但經(jīng)后期埋藏改造最終形成有利的儲層系統(tǒng)。

（4）成巖演化經(jīng)歷了海水成巖環(huán)境、大氣滲流—海水潛流成巖環(huán)境以及埋藏成巖環(huán)境；成巖階段可劃分為海水（近地表）/準(zhǔn)同生期、淺埋藏/早成巖期、大氣淡水（地表）/表生期以及深埋藏/晚成巖期等四期；成巖演化序列為機械壓實→壓溶、膠結(jié)、重結(jié)晶→膏化→早期白云石化→有機質(zhì)侵染→淡水溶解→角礫化→淡水方解石、白云石充填→硅化→去白云石化→膠結(jié)→深埋藏溶解。

［1］何自新，鄭聰斌，陳安寧，等.長慶氣田奧陶系古溝槽展布及其對氣藏的控制［J］.石油學(xué)報，2001，22(4)：34-38.

［2］何自新，鄭聰斌，王彩麗，等.中國海相油氣田勘探實例之二：鄂爾多斯盆地靖邊氣田的發(fā)現(xiàn)與勘探 ［J］.海相油氣地質(zhì)，2005，10(2)：37-44.

［3］鄭聰斌，翼小林，賈疏源.陜甘寧盆地中部奧陶系風(fēng)化殼古巖溶發(fā)育特征［J］.中國巖溶，1995，14(3)：280-288.

［4］鄭聰斌，王飛雁，賈疏源.陜甘寧盆地中部奧陶系風(fēng)化殼巖溶巖及巖溶相模式［J］.中國巖溶，1997，16(4)：351-361.

［5］陳五泉.鄂爾多斯盆地南緣古生界天然氣地質(zhì)條件及勘探有利區(qū)評價［J］.石油地質(zhì)與工程.2009，23(2)：14-17.

［6］何自新，等.鄂爾多斯盆地演化與油氣［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2003.

［7］蘇中堂，陳洪德，趙俊興，等.鄂爾多斯盆地靖邊北部地區(qū)馬五41成巖作用與成巖相特征及其油氣地質(zhì)意義［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版， 2008，35(2)：194-200.

［8］張抗.鄂爾多斯斷塊構(gòu)造和資源［M］.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，1989.

［9］方少仙，董兆雄，侯方浩，等.層狀白云巖儲層特征與成因［M］.北京：地質(zhì)出版社，1999.

［10］蔣裕強，董兆雄，陳善勇，等.千米橋地區(qū)奧陶紀(jì)海底及前埋藏白云石化異化作用［J］.西部探礦工程，2006， (9)：111-113.

［11］孔金祥，李國蓉.SY/T 5478-2003碳酸鹽巖成巖階段劃分標(biāo)準(zhǔn)［S］.2003.

The Diagenesis Characteristics of Ordovician Majiagou Reservoir in Southern Part of Ordos Basin

Hao Yan,Chen Hongde,Zhao Junxing,Zhu Ping

Based on data of conventional identification of several hundreds thin-sections from 16 wells in the southern part of Ordos Basin，the types and characteristics of the diagenesis of Ordovician Majiagou Formation reservoir are analyzed in combination with the depositional history and regional geological characteristics of the research region.It is conclude that the Majiagou reservoir rocks predominantly consist of limestone and dolostone.The limestone commonly are micritic limestone,microlitic and sparry grainstone and dolomite-stained limestone.The dolostone mainly are dolomicrite.Dolomitization，dissolution are the main constructive ones while recrystallization,compaction,pressolution,dedolomitisation and gypsification are the main destructive diagenesis in Majiagou reservoir.In addition,the evolutionary sequence of diagenesis in this region is discussed.

Ordos Basin;Ordovician;Majiagou Formation;Limestone;Dolostone;Diagenesis;Evolution sequence

TE112.23

A

郝雁

郝 雁1983年生，2007年本科畢業(yè)于成都理工大學(xué)能源學(xué)院，2010年于成都理工大學(xué)獲沉積學(xué)碩士學(xué)位。通訊地址：100083北京市北四環(huán)中路263號；電話：（010）58755700

1672-9854(2010)-03-0023-09

2009-08-31；改回日期2010-04-28

吳厚松

Hao Yan：female,Master.SINOPEC International Petroleum Exploration and Production Corporation,Beijing,100083 China