鄂爾多斯盆地富縣地區(qū)碳酸鹽巖微相分析

何碧云

（西安石油大學(xué)，陜西西安 710065）

鄂爾多斯盆地位于華北板塊西部，是我國第二大沉積盆地，蘊(yùn)藏著非常豐富的礦產(chǎn)資源，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了5個(gè)儲量超過千億立方米的大氣田，主要分布于伊陜斜坡中北部地區(qū)[1]。富縣地區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部的伊陜斜坡之上，長期以來，富縣地區(qū)主要是在中生界找油，2000年后逐漸轉(zhuǎn)變成為油氣勘探并重，在古生界則主要以找氣為主[2]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界油氣產(chǎn)量的60%也來自于碳酸鹽巖儲層[3–5]。中國石化自 1999年在該地區(qū)部署了鉆達(dá)古生界的探井，鉆探結(jié)果表明，奧陶系馬家溝組具有良好的天然氣顯示，馬五段各井試氣后都獲得一定天然氣產(chǎn)量，表明研究區(qū)具有較好的勘探前景。本次研究通過巖心觀察、鑄體薄片分析等實(shí)驗(yàn)手段，劃分出研究層位的沉積微相，并進(jìn)一步繪制出巖相古地理圖，為相關(guān)研究提供參考

1 碳酸鹽巖巖石類型

依據(jù)古生物特征、沉積旋回及區(qū)域性標(biāo)志層，將奧陶系馬家溝組分為6個(gè)巖性段，自下而上為馬六段至馬一段，多數(shù)鉆井并未鉆穿馬五段及下伏地層，其中馬五段是最重要的含氣層段[6]，也是本次研究的目的層段。碳酸鹽巖是鄂爾多斯盆地富縣地區(qū)馬家溝組最主要的巖石類型，主要礦物為方解石和白云石，按照方解石和白云石含量的不同，將碳酸鹽巖分為石灰?guī)r類和白云巖類[7]。研究區(qū)的巖性主要為：泥晶白云巖、泥質(zhì)灰?guī)r、巖溶角礫白云巖、泥晶砂礫屑白云巖、亮晶鮞?；?guī)r、含灰白云巖、云灰?guī)r等。

2 沉積微相分析

2.1 沉積相劃分標(biāo)志

相標(biāo)志是相分析的基礎(chǔ)，是對沉積環(huán)境具有指示意義的地質(zhì)記錄，包括沉積巖的顏色、巖性、沉積構(gòu)造、古生物和剖面特征等[8–9]。

（1）顏色標(biāo)志。巖石顏色是最直觀的相標(biāo)志，如紫色、紅色、黃色、灰黃色一般形成于氧化環(huán)境，深灰色、灰黑色、黑色一般形成于還原環(huán)境，綠色、灰綠色、灰色一般形成于弱氧化一弱還原環(huán)境。研究區(qū)巖石顏色主要以灰色、深灰色為主。

（2）巖性標(biāo)志。泥晶白云巖是研究區(qū)的主要巖石類型，指示研究區(qū)發(fā)育了大量的潮坪泥云坪環(huán)境；泥晶砂礫屑白云巖：該種巖石類型發(fā)育于較強(qiáng)的水動(dòng)力條件，為潮坪風(fēng)暴巖環(huán)境。

（3）構(gòu)造標(biāo)志。研究區(qū)碳酸鹽巖發(fā)育了豐富的沉積構(gòu)造，如：縫合線構(gòu)造、鳥眼構(gòu)造?？p合線構(gòu)造是碳酸鹽巖中常見的一種裂縫構(gòu)造，其形成與成巖后生階段的壓溶作用有關(guān)；鳥眼構(gòu)造大小都為毫米級，形態(tài)似鳥眼睛，被認(rèn)為是潮上帶的重要相標(biāo)志。

（4）古生物標(biāo)志。碳酸鹽巖中往往發(fā)育大量的古生物，不同種屬的生物生存的環(huán)境不同，發(fā)育的生物的類別、數(shù)量、形態(tài)、結(jié)構(gòu)亦有差別。雖然研究區(qū)的巖石中生物含量較少，但在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)有介形蟲、海百合等。

2.2 微相類型

在精細(xì)的各種相標(biāo)志分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合前人對該地區(qū)沉積環(huán)境的研究，進(jìn)行典型鉆井巖心相的詳細(xì)分析，建立了研究區(qū)沉積微相劃分方案，認(rèn)為研究區(qū)總體為臺地背景下的局限–開闊臺地亞相，并可進(jìn)一步識別出7個(gè)沉積微相類型（如表1）。

表1 研究區(qū)沉積微相劃分

3 單井相分析

在沉積相標(biāo)志分析的基礎(chǔ)上，通過單井巖性解釋結(jié)果，以延718井的單井相為例進(jìn)行了分析（圖1），總體上認(rèn)為研究區(qū)屬于碳酸鹽巖臺地下的局限開闊臺地亞相，其特征為：

馬五5亞段：巖石類型主要為白云巖夾少量泥質(zhì)，上部反映潮下環(huán)境，下部反映含泥云坪微相；馬五4亞段：上部主要為白云巖，反映潮下環(huán)境，下部含少量灰?guī)r及少量泥質(zhì)，反映含灰含泥云坪；馬五3亞段：上部含部分泥質(zhì)夾少量石膏，反映含膏含泥云坪微相；下部主要以白云巖為主，反映潮下環(huán)境；馬五2亞段：主要為白云巖夾部分石膏及少量泥質(zhì)，反映含膏含泥云坪；馬五1亞段：該層段被剝蝕，結(jié)合前人對該地區(qū)沉積環(huán)境的相關(guān)研究，可以推斷出其應(yīng)屬于云坪。

圖1 延718井沉積相分析特征

4 沉積微相展布及演化特征

在沉積微相劃分基礎(chǔ)上，通過對研究區(qū)所有單井相的詳細(xì)分析，以及對地層厚度的統(tǒng)計(jì)，編制了馬五1～馬五5亞段的沉積微相展布圖，其特征如下：

4.1 馬五5亞段（圖2）

研究區(qū)西南部小部分被剝蝕，其他地方均存留，地層厚度0～25 m，北部地層厚度最高可達(dá)25 m，范圍廣泛；中部地層厚度最高可達(dá)15 m，范圍廣泛；東南部地層厚度最高13 m，范圍較廣泛。馬五5亞段屬于海進(jìn)期，自古隆起往北部及東部依次發(fā)育局限臺地亞相及開闊臺地亞相，在延699井附近發(fā)育含膏云坪微相，延623、延718、延1053井附近屬于潮下環(huán)境，延728井附近發(fā)育含灰云坪微相。

圖2 馬五5亞段沉積微相展布

4.2 馬五4亞段（圖3）

研究區(qū)西南部部分被剝蝕，其他地方均有存留，地層厚度0～30 m不等。北部地層厚度最高可達(dá)30 m，范圍局限，僅在延104及延623井附近出露。中部地層厚度最高可達(dá)20 m。東南部地層厚度最高25 m，范圍局限，且以宜6井為界以對角方向向兩邊減薄。西南部部分被剝蝕，但延571、延625及延706井附近馬五4亞段有殘存。馬五4亞段沿剝蝕區(qū)附近大部分發(fā)育含泥云坪微相，在延719井附近發(fā)育含膏云坪微相，區(qū)域東北部發(fā)育開闊臺地亞相，延1053井附近發(fā)育含灰云坪微相。

4.3 馬五3亞段（圖4）

研究區(qū)西南部及東部部分被剝蝕，其他地方均有存留，地層厚度0～46 m。北部地層厚度最高可達(dá)20 m，范圍廣泛；中部地層厚度最高可達(dá)20 m；東南部地層厚度最高46 m，范圍局限，且以宜6井為界以對角方向向兩邊減薄。研究區(qū)西南部延571及延706井附近馬五3亞段有殘存。馬五3處于海退期，未剝蝕區(qū)基本為局限臺地亞相，沿剝蝕區(qū)往東發(fā)育部分含泥云坪微相，北部延1071井附近發(fā)育含膏云坪微相，沿剝蝕線往東在延716、延717井附近也發(fā)育含膏云坪微相。

圖3 馬五4亞段沉積微相展布

圖4 馬五3亞段沉積微相展布

4.4 馬五2亞段（圖5）

研究區(qū)一半地層被剝蝕，北部及東南部有殘存，殘余厚度0～8 m。西南部延571及延706井附近馬五2亞段也有殘存。馬五2亞段也屬于海退期，自古隆起往北部及東南部水體逐漸加深，發(fā)育開闊臺地亞相，在延570、延718井附近發(fā)育含膏云坪微相。

圖5 馬五2亞段沉積微相展布

4.5 馬五1亞段（圖6）

研究區(qū)大部分遭受被剝蝕，僅在北部及東南部殘存，殘余厚度0～24 m。北部殘余厚度最高可達(dá)24 m，范圍局限，僅在延263井附近出露；東南部殘余厚度最高20 m，范圍較廣；西南部延571及延706井附近馬五1亞段也有殘存。馬五1亞段處于海退期，未剝蝕區(qū)大部分為局限臺地亞相。

圖6 馬五1亞段沉積微相展布

5 結(jié)論與認(rèn)識

鄂爾多斯盆地富縣地區(qū)碳酸鹽巖巖石類型主要為石灰?guī)r和白云巖；主要發(fā)育局限–開闊臺地亞相。進(jìn)一步劃分出的主要微相類型有：潮坪泥云坪微相，潮坪碎屑灘微相，潮坪巖溶微相，潮坪風(fēng)暴巖微相，膏云坪微相，灰泥坪沉積微相、潮坪、灰、泥、云混雜沉積微相。馬五段沉積期，華北地臺地處赤道附近，古氣候較為干熱，海平面相對下降，具有快速海侵和緩慢海退的特征，大面積的潮坪是這一時(shí)期的典型沉積特征。

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