內(nèi)蒙古岱海盆地現(xiàn)代沖積扇沉積特征及地質(zhì)意義

鄧文秀

【摘要】沖積扇沉積為陸上沉積體系中最粗的、分選最差的近緣沉積，通常向下傾方向進(jìn)入細(xì)粒、低坡度的河流體系。岱海湖盆位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中南部、呼和浩特南涼城縣境內(nèi)，受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響使得盆地南北不對(duì)稱及地形坡度相差較大，呈現(xiàn)出北岸陡、南岸緩的特點(diǎn)，岱海地區(qū)的氣候?qū)儆诟珊?半干旱的氣候類型，有利于形成沖積扇沉積。通過對(duì)元子溝村西北約300-400m處岱海沖積扇沉積的實(shí)地考察，觀測(cè)到3個(gè)亞相和若干個(gè)沉積微相勘探表明，沖積扇沉積于儲(chǔ)層有著密切聯(lián)系。因此對(duì)岱海盆地現(xiàn)代沖積扇進(jìn)行深入研究，對(duì)指導(dǎo)其他盆地沖積扇油氣勘探與開發(fā)及完善沖積扇的理論具一定現(xiàn)實(shí)和理論意義。

【關(guān)鍵詞】沖積扇 泥石流沉積 疊瓦狀礫石 辮狀水道

1 地質(zhì)概況

岱海湖盆位于內(nèi)蒙古自治區(qū)中南部、呼和浩特南涼城縣境內(nèi)，為第三紀(jì)末上新世到第四紀(jì)初受新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響所形成的，岱海盆地長(zhǎng)軸呈北東向，長(zhǎng)60 km，寬20km，面積約1300 km2，并被正斷層所控制的不對(duì)稱地塹性盆地（圖1）。岱海湖盆西北側(cè)山前地帶發(fā)育了大面積的沖積扇群，湖盆周圍發(fā)育大小三角洲砂體共有10多個(gè)，單個(gè)砂體多呈扇形或舌狀向湖盆推進(jìn)。

沖積扇沉積為陸上沉積體系中最粗的、分選最差的近緣沉積，通常向下傾方向進(jìn)入細(xì)粒、低坡度的河流體系。根據(jù)現(xiàn)代沖積扇地貌及沉積物的分布特征，陸上沖積扇可進(jìn)一步劃分為扇根、扇中和扇端三個(gè)亞相。

2.1 扇根

扇跟沉積主要為砂、礫、泥混雜的泥石流或河道充填沉積，分選極差。大小礫石混雜堆積于層段的底部和中部，頂部較少。礫石磨圓度極差，均為棱角狀。礫石成分以鉀長(zhǎng)片麻巖為主，另外還有輝綠巖、火山碎屑巖及玄武巖。巨礫占相當(dāng)大的比重，有的礫石長(zhǎng)軸長(zhǎng)達(dá)1m之多，最大可達(dá)2m。仔細(xì)觀察，可見許多巨大的礫石的最大扁平面以大約10-30度的角度傾向上游，在水流中這樣的姿態(tài)最具穩(wěn)定性。更多的物質(zhì)是粗砂及泥質(zhì)。

觀察到河道東側(cè)出露的剖面，縱向上大致可分為兩期，第二期韻律段不夠完整，洪水沉積即我們平常研究的韻律段沉積。地貌特點(diǎn)非常清楚，為兩次次較大洪水引發(fā)泥石流的結(jié)果。每期自下向上粒度逐漸變細(xì)，從總體粒度看，最下部礫石礫徑最粗（可達(dá)50～100cm），礫徑向上變小，表明每一期水體能量逐漸減弱的趨勢(shì)，顯示不明顯的遞變正韻律特點(diǎn)，層段的上部以泥質(zhì)為主，顯示似連續(xù)狀的平行層理，宏觀上看，這兩期洪水同樣具有能量逐漸變?nèi)醯奶攸c(diǎn)。既有砂礫混雜，無(wú)分選的泥石流沉積，也有礫石呈無(wú)定向排列的河道充填沉積（圖2）。

圖2 岱海元子溝扇根沉積剖面

2.2 扇中

扇中位于沖積扇的中部，并為其主要組成部分，沉積物主要由砂巖、礫狀砂巖和礫巖組成，地貌坡度較扇根顯著變緩，傾角小于5度。它以具有中到較低的沉積坡角和發(fā)育的辮狀河道為特征。扇中剖面礫徑較扇根沉積明顯變小，大于50cm的巨礫已非常少見，結(jié)構(gòu)成熟度有所提高，磨圓度為次棱角狀及少量渾圓狀。砂質(zhì)成分的比率明顯增加，沉積物的分選性相對(duì)于扇根來(lái)說，有所變好，礫石的成層性較好，在同一層中密集出現(xiàn)，且彼此依靠，呈疊瓦狀排列，最大扁平面向著北部的來(lái)水方向（圖3）。在砂和礫狀砂巖中可見到平行層理和交錯(cuò)層理。疊瓦狀礫石層與分選較好的粉細(xì)砂層的不等厚互層的出現(xiàn)，是扇中與扇根沉積的區(qū)別標(biāo)志之一。

一般認(rèn)為，扇中部位由于砂礫較純，含泥質(zhì)成分較少，分選相對(duì)較好，物性好，且有一定的厚度。對(duì)于油氣聚集而言，沖積扇扇中部位是最好的儲(chǔ)集相帶，在油氣勘探中

2.3 扇端

又稱扇緣，一般出現(xiàn)在沖積扇的趾部，扇端位置的地形相對(duì)較平，地面傾角小與3度。其地貌特征是具有最低的沉積坡角和地形較平緩。

我們觀察的剖面由辮狀水道過渡到水道末端間的漫流沉積。因此其砂巖粒級(jí)變細(xì)，礫巖粒徑變小分選性變好。砂巖和含礫砂巖中可見到不明顯的平行層理、交錯(cuò)層理，沖刷—充填構(gòu)造，粉砂巖和泥巖中以塊狀層理、水平紋層為主。從剖面中可以觀察到泥質(zhì)層厚度遠(yuǎn)大于礫石層的厚度，礫石層為辮狀水道向扇端的延深，具河道底部沉積的特點(diǎn)。較厚的砂層、泥質(zhì)粉砂層、泥質(zhì)層為漫流沉積的細(xì)粒部分，有平面上分布面積較廣的特點(diǎn)。剖面上仍可見到層系之間的礫石層的沖刷下切跡象。礫石層中含有較多的泥砂，向上逐漸演變?yōu)槟噘|(zhì)層，具正韻律的特點(diǎn)。粉砂層中可見不明顯的水平層理。并見有泥質(zhì)層呈楔狀尖滅的現(xiàn)象（圖4）。

扇端與扇中的最大區(qū)別為扇端有大量的泥質(zhì)層出現(xiàn)。外扇沉積在油氣勘探開發(fā)中，由于其泥質(zhì)含量高，儲(chǔ)層薄、物性差、構(gòu)造位置低，因此并不是有利的勘探相帶。通過對(duì)岱?，F(xiàn)代沖積扇沉積的觀察，總結(jié)出岱海的沖積扇的模式圖。

3 地質(zhì)意義

實(shí)踐證明，沖積扇沉積與儲(chǔ)層有著密切的關(guān)系，特別是砂礫巖沖積扇體儲(chǔ)層的油氣地質(zhì)意義已被國(guó)內(nèi)外很多油田證實(shí)。在我國(guó)幾乎所有中、新生代含油氣盆地中均分布有不同規(guī)模的沖積扇體，是一類重要的油氣儲(chǔ)集體，占我國(guó)碎屑巖儲(chǔ)集層6% （ 裘怡楠等，1997） 。岱海湖盆中發(fā)育有大量沖積扇體，這里遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)、人為改造較少，是研究現(xiàn)代沖積扇沉積的理想地區(qū)，而東部斷陷湖盆陡坡帶沖積扇油藏以濟(jì)陽(yáng)坳陷研究最為成熟，這類油藏往往縱向上多期疊合，平面上交叉疊置，結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜，層內(nèi)、層間、平面非均質(zhì)性嚴(yán)重，地震反射上為雜亂反射、測(cè)井解釋困難，就當(dāng)前的勘探程度，對(duì)其認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。因此，進(jìn)行野外露頭解剖，研究其內(nèi)幕顯得尤為重要。因此對(duì)岱海湖盆現(xiàn)代沖積扇進(jìn)行深入研究，對(duì)指導(dǎo)其他盆地沖積扇油氣勘探與開發(fā)及完善沖積扇的理論具一定現(xiàn)實(shí)和理論意義。

4 結(jié)論

（1）通過對(duì)岱海現(xiàn)代沖積扇的實(shí)地考察，觀測(cè)到3個(gè)亞相，若干個(gè)沉積微相：扇根亞相沉積物最粗，發(fā)育主槽和流溝、溝間灘等微相；扇中 亞相沉積物變細(xì)，成熟度增高，分為辮狀水道和水道間等微相；扇緣亞相沉積物最細(xì)，流水能力最低。

（2）岱海盆地自下而上主要發(fā)育太古界、白堊系上統(tǒng)助馬堡組、第三系玄武巖、第四系四個(gè)時(shí)代地層沉積。

（3）岱海湖沖積扇物源主要來(lái)自巒漢山山脈，該山脈的形成導(dǎo)致了母巖區(qū)剝蝕作用的增強(qiáng)以及河流能量的提高，大量的碎屑物質(zhì)作為充足的物源。

（4）扇中部位由于砂礫較純，含泥質(zhì)成分較少，分選相對(duì)較好，物性好，且有一定的厚度。對(duì)于油氣聚集而言，沖積扇扇中部位是最好的儲(chǔ)集相帶，扇端沉積在油氣勘探開發(fā)中，由于其泥質(zhì)含量高，儲(chǔ)層薄、物性差、構(gòu)造位置低，因此并不是有利的勘探相帶。

（5）受物源條件和沉積匯流面積的影響，該區(qū)沖積扇體篩狀沉積不發(fā)育。

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