鄂爾多斯盆地西緣奧陶紀生物礁基本特征、分布規(guī)律及成礁模式*

趙俊興 李鳳杰 朱廣社，3 蘇中堂 鄒敏 王玉萍 周俊烈

1.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)國家重點實驗室成都理工大學，成都 610059

2.成都理工大學沉積地質(zhì)研究院，成都 610059

3.中國石油長慶油田分公司第三采油廠，銀川 750006

1 引言

鄂爾多斯盆地奧陶系海相碳酸鹽巖成為近年來盆地油氣勘探熱點，具有豐富的油氣資源與廣闊的勘探前景(席勝利等，2006;夏明軍等，2008;楊華等，2011;趙俊興等，2012)。生物礁是指由原地生長的造礁生物營造的碳酸鹽巖有機建造，具有抗浪格架，呈現(xiàn)凸鏡狀或丘狀的外部形態(tài)，并突出于四周同期沉積物(Camoin and Montaggioni，1994;Camoinet al.，1999;范嘉松，1996;Riding，2002;Stanley，2003)。顯生宙各地質(zhì)歷史時期皆有生物礁發(fā)育，受地史時期古板塊緯度、古氣候變化、海相地層發(fā)育差異的影響而導(dǎo)致生物礁分布在時代和區(qū)域上的極度不均勻性(Wilson，1974;Montaggioni and Camoin，1993;Flügel and Kiessling，2002)。生物礁是一種非常好的油氣儲集體，生物礁和相關(guān)的碳酸鹽巖中蘊含著大約一半的油氣儲量(范嘉松和張維，1995;范嘉松，1996;付金華等，2012);生物礁沉積建造在形成過程中會記錄一系列的古環(huán)境、古沉積條件、古生物等方面的重要信息(鐘建華等，2005;王瑞等，2009)。我國自20世紀中后期開始開展了生物礁的調(diào)查與研究，發(fā)現(xiàn)了從震旦紀到新近紀發(fā)育分布范圍很廣的生物礁(劉春燕等，2007);葉儉等(1995)在20世紀90年代初對鄂爾多斯盆地南部地區(qū)的生物礁進行了研究，發(fā)現(xiàn)了多處生物礁，并對這些生物礁的形成、發(fā)展和演化進行了較為系統(tǒng)的總結(jié)，但目前對于盆地西緣生物礁研究相對薄弱。本次油氣地質(zhì)調(diào)查主要位于鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)，北起內(nèi)蒙古烏海、南至寧夏固原彭陽，主要涉及盆地西緣沖斷帶及天環(huán)坳陷(圖1)。筆者在新一輪碳酸鹽巖油氣地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，對鄂爾多斯盆地西緣碳酸鹽巖野外剖面及鉆井巖心進行了系統(tǒng)調(diào)查，在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)了露頭較好的生物礁，并對各個典型生物礁特征進行了實際測量及鑒定分析和對比，揭示了盆地西緣生物礁分布規(guī)律，建立了成礁模式，探討了礁消亡原因，這對鄂爾多斯盆地奧陶系碳酸鹽巖沉積環(huán)境分析和油氣勘探都具有重要的意義。

2 西緣生物礁的基本特征

通過本次對盆地西緣碳酸鹽巖油氣地質(zhì)調(diào)查，認為鄂爾多斯盆地西緣奧陶紀發(fā)育了生物礁，在平面上主要分布于桌子山、棋探1井和石節(jié)子溝等地，成南北向帶狀展布，生物礁發(fā)育典型，證實了盆地西緣生物礁的存在(圖1)。生物礁發(fā)育時代主要為奧陶紀中晚期，該時期盆地周緣碳酸鹽巖臺地具備“清、淺、暖”的沉積環(huán)境，這種臺地適宜生物的生長，尤其是在碳酸鹽巖臺地的陡緩變化帶上，因不斷承受廣海海水的沖擊，海水新鮮，營養(yǎng)豐富，適宜造礁生物的生長。

圖1 鄂爾多斯盆地西緣構(gòu)造分區(qū)與研究區(qū)位置Fig.1 Structural division on the western margin of the Ordos Basin and location of research area

2.1 西緣北段生物礁-桌子山生物礁特征

奧陶系生物礁剖面位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市海南區(qū)老石旦鎮(zhèn)東山，礁體發(fā)育層位為下奧陶統(tǒng)桌子山組頂部，為一套開闊臺地、臺地邊緣淺灘及陸棚沉積組合，上覆地層為克里摩里組。通過本次實際測量將此生物礁發(fā)育段共分成7個小層(圖2)。礁體主要出現(xiàn)在第1層、第5層和第6層。礁核為塊狀碳酸鹽堆積體，呈丘狀、“似層狀”。主要造礁生物為橫板珊瑚(鄭昭昌和李玉珍，1991)，其次為層孔蟲;附礁生物種類繁多，含有角石、腹足、腕足、海百合等;共見有3期礁體生長。

圖2 內(nèi)蒙古桌子山生物礁剖面及照片F(xiàn)ig.2 Profile of organic reef and pictures in the Zhuozishan area，Inner-Mongolia

第一期礁體生長:礁核(第1層)厚5.69m，含生物碎屑珊瑚灰?guī)r，上部有明顯的巖溶現(xiàn)象，裂縫非常發(fā)育，礁體形態(tài)明顯，呈丘狀;礁基(第0層)為薄層狀泥灰?guī)r;礁蓋(第2層)厚2.30m，為深灰色泥巖，頁巖夾瘤狀灰?guī)r，中間夾薄層灰泥透鏡體、生物碎屑，水平層理，為淺水陸棚到深水陸棚環(huán)境。其后發(fā)育了含生物碎屑的灘相沉積(第3層、第4層)厚約6m，上下層整齊，里面發(fā)育小型韻律層，顆粒主要為鮞粒、生物碎屑等。

第二期礁體生長:礁基(第4層頂)為薄層狀含生物碎屑灰?guī)r，為碎屑灘沉積，頂部為泥灰?guī)r薄層條帶;礁核(第5層)厚6.0m，中、厚層狀珊瑚灰?guī)r，“似層狀”塊體，無層理、無成層性的塊狀碳酸鹽堆積，礁體形態(tài)明顯，呈丘狀;礁蓋、礁坪(第5層頂部)厚約0.5m，為生物碎屑灰?guī)r，見鮞粒，見有波浪打碎的角礫狀礁巖結(jié)構(gòu)，頂部夾薄層灰泥透鏡體。

第三期生物礁:礁核(第6層)厚6.89m，是在底部經(jīng)壓實呈瘤狀的泥質(zhì)條帶上發(fā)育起來的。中、上部為灰色厚層塊狀灰?guī)r，單層厚度30～50cm，造礁生物為橫板珊瑚和層孔蟲，附礁生物化石主要為頭足類，腹足類，以及海百合，含顆粒、內(nèi)碎屑、鮞粒、砂屑，局部可見硅質(zhì)結(jié)核及生物化石硅化，下部泥巖顏色淺，氧化后泛紅，上部層孔蟲較多。

圖3 棋探1井生物礁剖面及照片F(xiàn)ig.3 Profile and pictures of organic reefs in Qitan1 Well

在桌子山組生物礁生長之后，緊接著沉積了克里摩里組深灰色薄層瘤狀灰?guī)r與深灰色泥巖互層沉積，韻律層發(fā)育，為一套典型的深水陸棚沉積，有生物遺跡構(gòu)造，含筆石化石。在此筆者認為桌子山組頂部生物礁死亡系克里摩里組沉積海平面快速上升事件導(dǎo)致礁體被淹死所致，也進一步推測在桌子山組-克里摩里組之間存在一次海平面快速上升事件。桌子山生物礁處在有利于礁灘儲層發(fā)育的臺地邊緣相帶，與上覆克里摩里組、烏拉力克組深水沉積的烴源巖相鄰，氣源充足，生、儲、蓋組合配套條件好，是盆地西緣有利的油氣勘探對象。

2.2 西緣中段生物礁-棋探1井生物礁特征

鉆井巖心觀測過程中，棋探1井在克里摩里組鉆遇生物礁(取心回次為8～9次)，是盆地西緣中段僅有的生物礁體發(fā)現(xiàn)(圖3)。棋探1井主要造礁生物為層孔蟲、海綿及鈣藻等;附礁生物有介形蟲、三葉蟲、腹足、棘皮類、腕足等;礁體主要的巖相組合有生物屑碎屑灰?guī)r、層孔蟲-海綿礁灰?guī)r。取芯中發(fā)現(xiàn)的海綿骨針，形態(tài)分散，不構(gòu)成生物骨架，與絲狀藍細菌、介形蟲、腹足類、棘皮類等共生，說明該段地層為淺海環(huán)境，海綿骨針與淺海生物共生時，判斷沉積相應(yīng)當以淺海中水體較深環(huán)境。

圖4 S097079測線疊前時間偏移剖面的礁灘相特征Fig.4 Reef-bank facies characteristics of line S097079 in prestack time migration seismic section

該生物礁在地震剖面上地震相特征明顯，總體上表現(xiàn)為較強振幅不連續(xù)反射和丘形反射特征(圖4)，與厚層塊狀白云巖或灰?guī)r的中弱反射特征低頻弱振幅弱連續(xù)性有較大差異，是識別礁灘體的主要依據(jù)(曾令幫等，2011)。

棋探1井生物礁發(fā)育在深水沉積的黑灰色云灰?guī)r之上，隨著水體變淺，適宜造礁生物生長，巖心觀測中可見明顯的藻紋層構(gòu)造，藻類生物生長迅速，形成了層孔蟲-海綿生物礁;此后，水動力作用加強，水體加深，生物礁骨架受到破壞，形成生物碎屑灰?guī)r，隨著水體再次變淺，水動力條件變緩，適宜造礁生物生長，形成了層孔蟲-海綿礁灰?guī)r。

圖5 彭陽縣石節(jié)子溝上奧陶統(tǒng)生物礁剖面Fig.5 Profile of Upper Ordovician organic reefs in Shijiezigou，Pengyang County

在克里摩里組生物礁生長之后，緊接著沉積了烏拉力克組灰黑色泥頁巖，為一套典型的深水陸棚沉積，有機質(zhì)含量高，富含筆石化石，是一套較好的烴源巖。同樣認為克里摩里組生物礁死亡系沉積海平面快速上升事件導(dǎo)致礁體被淹死所致。該生物礁與上覆烏拉力克組深水沉積的烴源巖(筆石頁巖)相鄰，氣源相對充足，生、儲、蓋組合配套條件好，但生物礁發(fā)育規(guī)模不大，也是盆地西緣較為有利的油氣勘探對象。

另外，在盆地西緣中段的那1井中的第11次取芯發(fā)現(xiàn)有生物灰?guī)r，雖然有海綿等生物，藻類含量高，但筆者認為那1井為藻粘結(jié)的生物丘灰?guī)r，不具備礁體的典型特征，在此不做討論。

2.3 西緣南段生物礁-彭陽石節(jié)子溝生物礁特征

該生物礁出露與石節(jié)子溝庠水壩下，向兩側(cè)延伸的可見范圍有限，上部被黃土覆蓋，與其緊鄰下伏地層平?jīng)鼋M為灰色泥巖夾灰黃色砂巖，筆者認為是一套碎屑潮坪環(huán)境沉積。

該生物礁造礁生物為珊瑚，附礁生物有腹足、腕足及介形蟲等。珊瑚有單管珊瑚、四射珊瑚及床板珊瑚(Plasmopotellasp.，Agetilitesgrandis，Cateniporasp.，F(xiàn)avistella grandis Lin)等(安太庠和鄭昭昌，1990)，腹足、腕足見到的大多生物碎屑，鄭昭昌和李玉珍(1991)還識別出牙形石Panderodussp.，Panderiodussp.，Subcordylodiform等，最初將其定為生物灰?guī)r，而沒有作為生物礁予以點名。礁體可見總厚度89.5m，從造礁生物繁育情況可大致將該生物礁分成四層，13個小層(圖5)。

第一期生物礁發(fā)育在生物灰?guī)r之上，包括1～6小層，厚度約43.5m，造礁生物為珊瑚，從生屑灘上發(fā)育而成，該礁體珊瑚個體大，質(zhì)純，形成的巖層向上逐漸變薄，表明水體逐漸加深不利于珊瑚生長，附生生物相對發(fā)育，形成生物碎屑灰?guī)r和生物灰?guī)r，該種環(huán)境經(jīng)歷了一段較長時期。

第二期生物礁的發(fā)育可能是生物碎屑逐漸生長使得水體變淺適宜珊瑚生長，從而在相對較長的一個時期內(nèi)發(fā)育，形成生物礁灰?guī)r。該層包括7、8小層，厚17m，造礁生物依舊是珊瑚，但較上層珊瑚個體變小，但數(shù)量有所增加，隨后發(fā)育中層生物灰?guī)r，說明水體再次變深，使得環(huán)境不利于珊瑚生長，從而結(jié)束了該層生物礁的生長。

第三期生物礁包括9、10兩小層，厚10.5m，生物礁礁核由造礁生物珊瑚形成質(zhì)純的生物礁灰?guī)r，該層內(nèi)珊瑚發(fā)育跟第二層相似，個體小，數(shù)量相對多，但該層生物礁變化快，層厚薄，表明水體深淺變化頻率加快，環(huán)境變化明顯。

圖6 鄂爾多斯盆地西緣典型生物礁時空分布對比圖Fig.6 Contrast diagram of the typical reefs on the western margin of the Ordos Basin

第四期生物礁包括11～13層，厚19.5m，頂部發(fā)育一套巖溶角礫巖，基巖為中細晶灰?guī)r，少見化石，可能是礁間沉積。而該層生物礁礁體本身厚僅14.5m，且生物礁灰?guī)r較薄，生物灰?guī)r相對發(fā)育。造礁生物為珊瑚，此層的珊瑚個體更小，但數(shù)量增多，且以單管珊瑚為主，表明此時環(huán)境非常適宜珊瑚生長，但環(huán)境變化快，不利于形成個體較大珊瑚。

生物礁頂部為第四紀黃土覆蓋，上覆巖層特征不清。

3 盆地西緣生物礁時空分布規(guī)律

在前期對盆地西緣生物礁實際測量、特征分析的基礎(chǔ)上，在此總結(jié)了盆地西緣生物礁發(fā)育特征及分布規(guī)律(圖6)，為認識盆地西緣奧陶系沉積環(huán)境、生物礁分布預(yù)測和礁灘型儲層油氣勘探具有十分重要的意義。對比研究認為有如下規(guī)律特征:

(1)平面上:盆地西緣(即華北版塊西緣)發(fā)育礁灘相帶，為點狀生物礁沿盆地西緣天環(huán)拗陷呈南北向條帶狀分布;

(2)時間上:生物礁發(fā)育在奧陶紀。北部生物礁體發(fā)育層位早，主要位于早奧陶世晚期的桌子山組頂部，中部生物礁發(fā)育層位相對晚，主要在克里摩里組，南部生物礁發(fā)育最晚，位于上奧陶統(tǒng)背鍋山組;

(3)造礁生物:造礁生物北部為珊瑚，中部為海綿-層孔蟲，南部為珊瑚，且個體較大;

(4)成礁期次及發(fā)育規(guī)模:北段礁體生長發(fā)育2～3期，中段發(fā)育2期，南段發(fā)育可達4期;北端及南端生物礁生長的水體環(huán)境相對較淺，礁體規(guī)模較大，中部相對較深，礁體規(guī)模小。

前人研究證實，在早古生代早期至晚期，華北板塊由赤道附近南部向北發(fā)生漂移，且發(fā)生了一定程度的右旋。鄂爾多斯盆地位于華北板塊西緣，那么盆地西緣早古生代生物礁的這種分布變化規(guī)律與華北板塊在早古生代處于赤道附近發(fā)生了北漂右旋的旋轉(zhuǎn)漂移規(guī)律有關(guān)，認為是早期板塊北段處于赤道附近有利于造礁，晚期板塊南端處于赤道附近而利于成礁。

4 盆地西緣生物礁成礁模式及死亡原因探討

4.1 生物礁成礁模式

鄂爾多斯盆地西緣生物礁的發(fā)育與演化過程各有特點，南、中、北段各有不同。北段桌子山生物礁體發(fā)育層位最老，于奧陶系下統(tǒng)的桌子山組頂部，發(fā)育層位最早;棋探1井生物礁發(fā)育層位主要在奧陶系下統(tǒng)頂部克里摩里組(桌子山上部地層);南端石節(jié)子溝生物礁發(fā)育于上統(tǒng)背鍋山組，發(fā)育時代最晚。不同時期的生物礁出現(xiàn)在同一構(gòu)造帶不同地段，這種情況表明鄂爾多斯盆地西緣生物礁的明顯發(fā)育受到活動性斷裂、板塊旋轉(zhuǎn)、海平面變化等的控制，這些活動性斷裂的多期活動使該區(qū)海平面時升時降，生物礁不能穩(wěn)定生長發(fā)育，造成多期旋回的成礁序列。同時斷裂構(gòu)造的不均勻活動、華北板塊間歇性北漂右旋使各個斷塊出現(xiàn)不同的情況，有些斷塊逐漸隆起，水體變淺，而有些斷塊則逐漸下降，使水體變深，導(dǎo)致生物礁最終消亡，不同地區(qū)生物礁發(fā)育特征也不盡相同。

圖7 鄂爾多斯盆地西緣奧陶系生物礁成礁模式圖Fig.7 Reef formation model of the Ordovician organic reef in the western margin of the Ordos Basin

奧陶紀早期統(tǒng)一沉積的潮坪，在經(jīng)歷海平面上漲后，不僅海水分布面擴廣，水體加深，同時由于構(gòu)造運動，地層出現(xiàn)明顯差異，有的地方隆起，有的地方凹陷。隆起處水淺，光照條件好，適合生物生長、繁殖，在此便有生物礁發(fā)育。但由于隆起處地形也有差異，因此各地造礁生物也不盡相同。凹陷處水深，沉積有薄層泥晶灰?guī)r，靠近斷裂處有碎屑流沉積，成礁模式為靠近賀蘭坳拉槽東緣的陸緣海背景下的開闊臺地邊緣帶點礁-灘體組合模式(圖7)。礁灘型儲層形成于臺地邊緣高能相帶，其空間展布受控于臺地邊緣相帶的展布，在該相帶不同的微相內(nèi)礁灘型儲層儲集性能不同，表現(xiàn)出一定的相控性，如生物礁孔隙發(fā)育但滲透性較差，顆粒灘間灰?guī)r物性條件均差，顆粒灘孔隙度和滲透率相對均好(付金華等，2012;周俊烈等，2013)。在鄂爾多斯盆地西緣奧陶系的三個典型生物礁上覆地層巖性均為深灰色、灰黑色深水相的含筆石泥頁巖沉積，韻律層發(fā)育，為一套典型的深水陸棚沉積，是礁灘相儲層的良好蓋層。

4.2 盆地西緣奧陶系生物礁死亡原因探討

4.2.1 生物礁死亡原因綜述

生物礁通常作為指相和古氣候的標志，是一種正常條件下沉積產(chǎn)物。礁的研究表明，一個礁的生長與終止，往往受地殼運動、海水進退、氣候變化等條件影響(Flügel and Kiessling，2002;張永剛等，2011)。導(dǎo)致生物礁死亡通常都與突變事件有關(guān)，通常有這么幾種情況:一是礁蓋層為深海相沉積物，無侵蝕面，淺海礁相與深海相直接接觸的此種情況，顯然是突變事件，是陸棚迅速沉降、海平面快速上升事件的結(jié)果;二是礁蓋層為砂泥巖等陸源碎屑巖，礁停止生長后為大量陸源碎屑巖沉積，顯然也是一種突變，表明海水變淺或有河流帶來泥砂使盆地充填;三是礁蓋層為蒸發(fā)巖，也是一種突變，表明氣候突然變干燥，海水鹽度增高，屬氣候突變事件引起;四是火山作用事件，由于火山灰影響陽光、氧氣等原因而導(dǎo)致生物礁死亡。

4.2.2 生物礁相碳酸鹽巖碳氧同位素地球化學特征

生物礁中δ13C值的變化與生物埋藏量以及埋藏速率有很密切的關(guān)系。造礁生物的繁盛及絕滅，反映在δ13C值的變化上，即氧化碳與還原碳的轉(zhuǎn)化，在成礁過程中，造礁生物大量繁殖，對應(yīng)海洋中δ13C值的升高(陳鶴等，2008)。

表1 烏海老石旦東山桌子山組生物礁碳氧同位素分析數(shù)據(jù)Table 1 Carbon and oxygen isotope data of organic reef of the Zhuozishan Formation Laoshidan east hill in Wuhai County，Ordos Basin

本次研究在桌子山剖面共采集新鮮巖石樣品16塊，所取樣品主要桌子山組生物礁的巖性，碳氧同位素分析數(shù)據(jù)見表1。在樣品采集過程中，避開了巖脈充填部位，并盡量排除結(jié)晶程度較高的巖石樣品，以保證樣品的可用性。樣品送中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所蘭州油氣資源中心，碳氧同位素分析采用磷酸法，在Finnigan MAT252型穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀上進行，δ13C和δ18O的標準偏差分別為0.05‰和0.07‰。為了判斷樣品的碳氧同位素組成是否遭受過沉積期后的改造，還進行了Mn、Sr含量的測定。

碳酸鹽巖樣品的碳氧同位素分析數(shù)據(jù)在應(yīng)用之前，首先要判斷其在成巖過程中是否發(fā)生了蝕變，通常判斷標準有3個，包括:Mn/Sr、δ18O 組成、δ13C 和 δ18O 的相關(guān)性。Mn/Sr小于2～3，表示樣品很好地保持了原始的碳、氧同位素組成(郝松立等，2011);δ18O＜－10‰代表巖石已發(fā)生了強烈的蝕變，不能代表原始的碳、氧同位素組成，如果δ13C和δ18O數(shù)值不具有明顯的相關(guān)性，則表明海相碳酸鹽巖基本保持了原始的碳、氧同位素組成(黃思靜等，2003;郝松立等，2011)。

對所取16件樣品的Mn/Sr比值進行了計算，最大值僅為0.33，遠小于2～3的范圍(表1)。所測定的δ18O最小值為－8.40‰，大于－10.0‰，表明樣品沒有發(fā)生強烈的蝕變(表1);對樣品的δ13C和δ18O相關(guān)性分析，可以得出其相關(guān)系數(shù)僅為0.21(圖8)，不具有明顯的相關(guān)性。由此說明樣品受后期成巖作用影響較小，基本保持了原始的碳、氧同位素組成。

圖8 烏海老石旦東山桌子山組碳酸鹽巖δ13C和δ18O值相關(guān)圖Fig.8 The relationship between δ13C and δ18O of carbonates from Loahsidan east hill in Wuhai County，Ordos Basin

在鄂爾多斯西緣奧陶系桌子山組樣品中，礁灰?guī)r的δ13C的均值為－1.37‰，而普通灰?guī)r的均值為－0.987‰，高于礁灰?guī)r。這是因為在礁體的形成過程中，造礁生物大量繁殖，在比較合適的環(huán)境下，這些造礁生物會大量吸收輕同位素12C，使得重同位素13C在水體中含量升高(陳鶴等，2008;郝松立等，2011)，在13C含量豐富的海水中形成的巖石其13C的含量也會相應(yīng)升高(郝松立等，2011)。因此，生物含量豐富的礁灰?guī)r因生物體本身吸收了大量的12C而呈現(xiàn)δ13C的低值;相應(yīng)地，生物含量少的非礁灰?guī)r則呈現(xiàn)δ13C的高值(郝松立等，2011)。

通過δ13C值的變化可以反映海平面的變化(Lee and Carpenter，2001;陳鶴等，2008;郝松立等，2011);其中的δ13C的高值對應(yīng)著海平面的上升期，δ13C的低值對應(yīng)著海平面的下降期(Lee and Carpenter，2001;郝松立等，2011)。從圖9可以看出，鄂爾多斯盆地西緣桌子山組碳酸鹽巖δ13C由較低的－1.58‰上升為－0.74‰，之后雖然呈現(xiàn)高低交替變化，但總體呈現(xiàn)出變高的趨勢。反映了在桌子山組礁灰?guī)r沉積后，海平面上升的變化趨勢。

4.2.3 生物礁死亡原因探討

鄂爾多斯盆地奧陶系西緣生物礁的根據(jù)礁體上覆地層、巖性等實際情況，尤其是從烏海老石旦東山桌子山組剖面上來看，該剖面從下而上生物含量逐漸增加，尤其在23層～33層內(nèi)珊瑚豐度明顯增加，可形成抗浪群落，而從C同位素曲線上也顯示出該段處于海平面下降時期，時間上為桌子山組晚期，一方面說明在桌子山晚期珊瑚開始規(guī)模生長，可形成抗浪體，另一方面說明海平面下降利于珊瑚的生長，從而形成礁體。再向上至克里摩里期海平面上升，導(dǎo)致環(huán)境不利于珊瑚生長，在剖面上表現(xiàn)為生物豐度降低，層厚變薄。同時鄂爾多斯盆地西緣三個典型生物礁上覆地層巖性主要為深灰色、灰黑色深水相的含筆石泥頁巖沉積，韻律層發(fā)育，為一套典型的深水陸棚沉積，說明桌子山地區(qū)早奧陶世中晚期生物礁是隨海平面快速上升事件導(dǎo)致礁體被淹死所致，同時也進一步推測生物礁之上存在一次海平面快速上升事件。

圖9 烏海老石旦東山桌子山組碳酸鹽巖δ13C和δ18O值分布圖Fig.9 Distribution of δ13C and δ18O of carbonates from Laoshidan east hill in Wuhai County，Ordos Basin

5 結(jié)論

通過本次鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)新一輪野外露頭和鉆井巖心碳酸鹽巖油氣地質(zhì)調(diào)查過程，重點對盆地西緣典型的生物礁特征并進行了實際測量。通過本次對各個典型生物礁的發(fā)育特征進行了分析和分布規(guī)律研究，可以得出以下結(jié)論:

(1)認為鄂爾多斯盆地西緣地區(qū)發(fā)育有較為典型的生物礁，但發(fā)育數(shù)量少且分布局限。分別分布在西緣北段桌子山、中段的棋探1井和南段的石節(jié)子溝等地，西緣奧陶系生物礁與各種灘共生，發(fā)育了礁灘型儲層。

(2)北段生物礁體發(fā)育層位早，中部生物礁發(fā)育層位相對晚，南部生物礁發(fā)育最晚。這種分布變化規(guī)律與華北板塊在早古生代處于赤道附近發(fā)生了北漂右旋的旋轉(zhuǎn)漂移規(guī)律有關(guān)，認為是早期板塊北段處于赤道附近有利于造礁，晚期板塊南端處于赤道附近而利于成礁。

(3)造礁生物主要為珊瑚、層孔蟲和海綿，附礁生物為腹足類、腕足、角石、棘皮類等，三處生物礁發(fā)育特征有差異。北部為珊瑚、層孔蟲造礁，中部為海綿-層孔蟲造礁，南部為珊瑚造礁，且個體較大;北段礁體生長發(fā)育2～3期，南段發(fā)育可達4期;北端及南端生物礁生長的水體環(huán)境相對較淺，中部相對較深。

(4)建立了西緣生物礁成礁模式，認為盆地西緣生物礁成礁模式為中央古隆起西部陸緣海背景下的開闊臺地邊緣帶點礁-灘體組合模式，生物礁分布局限。西緣生物礁油氣成藏條有利，生、儲、蓋組合配套良好，是鄂爾多斯盆地的碳酸鹽油氣勘探重要目標。

(5)認為該地區(qū)生物礁死亡原因系海平面快速上升導(dǎo)致礁體被淹死所致，同時推測桌子山組頂部生物礁之上的克里摩里組存在一次海平面快速上升事件。

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