鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組沉積體系特征及湖盆演化

郭艷琴,惠 磊,張秀能,魏千盛,李文厚,李百?gòu)?qiáng)

(1.西安石油大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 西安 710065;2.長(zhǎng)慶油田分公司 第五采油廠,陜西 西安 710021;3.長(zhǎng)慶油田分公司 第三采氣廠,陜西 西安,710018;4.西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系,陜西 西安 710069)

延長(zhǎng)組是鄂爾多斯盆地內(nèi)，中—晚三疊世形成的一套河—湖相巖石地層,是鄂爾多斯盆地內(nèi)重要的含油氣層位[1]。隨著油氣勘探步伐的加快,延長(zhǎng)組油氣勘探工作也不斷從淺層逐漸轉(zhuǎn)向深層[2-3]。整個(gè)延長(zhǎng)組沉積期代表了一個(gè)巨大的淡水湖泊形成、發(fā)展以及消亡的演化過(guò)程,在此期間形成了多套有利的生、儲(chǔ)、蓋組合[4]。其沉積體系與沉積相發(fā)生了多期改變,在一定程度上對(duì)延長(zhǎng)組內(nèi)的油氣聚集成藏、儲(chǔ)集等均具有一定的影響。因此,研究整個(gè)延長(zhǎng)組的沉積體系類型、各時(shí)期盆地沉積相特征及其時(shí)空演化對(duì)于盆地內(nèi)油氣的聚集成藏、有利儲(chǔ)層分布以及有效的源儲(chǔ)配置關(guān)系研究具有重要意義。前人對(duì)延長(zhǎng)組沉積體系及沉積相的演化[5]、沉積體系與油氣富集關(guān)系[6]、沉積體系與儲(chǔ)層特征關(guān)系[7]、湖盆演化[8-9]及湖岸線確定[10]等方面的研究較多,但主要集中于盆地內(nèi)某個(gè)地區(qū)[6-7]或某一個(gè)油層組[5]，以及某個(gè)地區(qū)的某一個(gè)油層組[3，11-12],而對(duì)整個(gè)盆地延長(zhǎng)組的沉積體系、沉積相特征以及湖盆演化的系統(tǒng)研究相對(duì)較少。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,依據(jù)新補(bǔ)充的大量野外露頭資料、盆地內(nèi)上千口鉆井巖心資料、鏡下薄片資料以及相關(guān)測(cè)井資料等,對(duì)延長(zhǎng)組的沉積體系類型和特征以及各時(shí)期的沉積相展布特征進(jìn)行了詳細(xì)研究,并對(duì)湖岸線以及湖盆面積演化進(jìn)行了重新厘定,以期為延長(zhǎng)組有利儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)以及有效的源儲(chǔ)配置關(guān)系研究提供思路。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地位于河套盆地、渭河盆地、呂梁隆起以及六盤山、銀川盆地之間,整體為一東緩西陡、輪廓呈矩形的，疊合在古代盆地之上的復(fù)合盆地。盆地物源供給充足,主要來(lái)自于北部陰山、南部秦嶺造山帶、西部的千里山和海源隆起、西南部的隴西古陸以及東部的呂梁古隆起和中條山等。盆地內(nèi)水系也比較發(fā)育,主要來(lái)自于盆地的北部、東北部、西部、西南部以及南部等地區(qū)?？傮w來(lái)看,鄂爾多斯盆地具有多物源、多水系等特點(diǎn)[13],因此也造成了盆地延長(zhǎng)組沉積體系類型多樣、沉積相及湖盆演化復(fù)雜的特點(diǎn)。本文研究范圍主要為由盆地內(nèi)北部榆林地區(qū)、南部旬邑—銅川地區(qū)、西部涇川地區(qū)以及東部黃河共同所限的盆地內(nèi)主要含油區(qū)。

2 沉積體系類型及特征

眾多學(xué)者對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組的沉積體系進(jìn)行了較為深入的研究,且達(dá)成了一定共識(shí)[1，14-17]；河流、湖泊以及三角洲沉積等是延長(zhǎng)組沉積體系的主要類型。

2.1 河流沉積體系

河流沉積是延長(zhǎng)組最主要的沉積體系[18],主要包括辮狀河和曲流河沉積。不同的沉積類型其河道彎度、河道砂體的幾何形態(tài)、相序以及相變特征等均具有較大差異。

2.1.1 辮狀河沉積 區(qū)內(nèi)辮狀河河道彎度一般較低,且寬而淺。河道內(nèi)多沉積粗砂或含礫粗砂,中等—較低的成分成熟度,顆粒分選中等—好,次棱角狀磨圓為主,填隙物質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般小于15%,顆粒間多為孔隙式膠結(jié)。剖面上砂體呈寬度大、厚度小的板狀形態(tài)。野外的辮狀河多見河道砂壩沉積而少見河漫灘沉積。河道基底沖刷面之上為河道下部沉積的具大型槽狀或板狀交錯(cuò)層理的粗砂巖(見圖1a，b),并含滯留沉積物；再往上則為河道砂壩沉積,多具大型板狀交錯(cuò)層理,自下而上表現(xiàn)出不太明顯的正旋回層序 (見圖1c)。

2.1.2 曲流河沉積 區(qū)內(nèi)曲流河在長(zhǎng)9～長(zhǎng)2油層組均有發(fā)育,且橫向上展布規(guī)模也相對(duì)較大。河道彎度中等—高,且窄而深。河道內(nèi)砂體相對(duì)辮狀河河道沉積變少,且為細(xì)砂巖或粉砂質(zhì)泥巖,成分成熟度中等,結(jié)構(gòu)成熟度相對(duì)較好,顆粒間膠結(jié)類型同樣以孔隙式膠結(jié)為主。河道內(nèi)砂體多在垂向上疊置,橫向上連片,平面上呈不規(guī)則的串珠狀或條帶狀。曲流河道由于凹岸遭受強(qiáng)烈侵蝕,凸岸發(fā)生沉積形成特征的河道點(diǎn)砂壩。垂向上河漫灘也發(fā)育,且河漫灘見各種蟲孔構(gòu)造(見圖1d)。曲流河常具下粗上細(xì)的粒序特征,反映了水流能量逐漸減弱的過(guò)程。野外露頭觀察結(jié)果顯示,曲流河基底沖刷面起伏較大,剖面上可見河道砂體具多套完整旋回,且多呈反復(fù)疊覆。垂向上，通?；讻_刷面之上為底部滯留沉積(見圖1e),往上為大、中型槽狀交錯(cuò)層理砂巖,在其之上多為板狀交錯(cuò)層理砂巖,再往上過(guò)渡為具平行層理及小型交錯(cuò)層理的砂巖,最頂部為河漫灘沉積(見圖1f)。

a 厚層砂巖槽狀交錯(cuò)層理，汭水河剖面，長(zhǎng)10；b 厚層砂巖中槽狀交錯(cuò)層理，汭水河剖面，長(zhǎng)8；c 辮狀河沉積垂向序列；d 曲流河點(diǎn)砂壩，下部為河漫灘沉積，延河剖面，長(zhǎng)3； e 河床底部滯留沉積，仕望河剖面，長(zhǎng)10； f 曲流河沉積垂向序列圖1 延長(zhǎng)組河流沉積體系特征Fig.1 Characteristics of river depositional system of Yanchang Formation

2.2 湖泊沉積體系

湖泊沉積體系的發(fā)育與延長(zhǎng)組烴源巖的形成密切相關(guān)，其主要包括濱淺湖沉積以及半深湖—深湖沉積。

2.2.1 濱淺湖沉積 濱淺湖沉積的典型巖石類型以深灰色—灰黑色的粉砂質(zhì)泥頁(yè)巖為主,局部夾薄層狀粉—細(xì)砂巖。泥巖中含大量的動(dòng)物化石及植物碎片化石(見圖2a,b),且發(fā)育水平層理(見圖2c)。粉—細(xì)砂巖沉積構(gòu)造類型多樣,包括浪成沙紋交錯(cuò)、變形、透鏡狀以及包卷層理(見圖2d,e,f)等。旬邑、銅川以及黃陵等地區(qū)的野外露頭顯示,區(qū)內(nèi)濱淺湖灘砂等砂質(zhì)沉積厚度一般較小(<2 m)，橫向延伸距離較短(介于100～200 m)。

2.2.2 半深湖—深湖沉積 其巖石類型以深灰—灰黑色的紋層狀粉砂質(zhì)泥巖、頁(yè)巖和油頁(yè)巖夾濁積巖為主。泥巖中動(dòng)物化石較豐富,包括介形蟲(見圖2g)、葉肢介以及方鱗魚等,也可見槽模(見圖2h)等深湖相的典型標(biāo)志。濁積巖通常為薄層細(xì)粒砂巖與泥巖互層,縱向上呈正粒序特征,且具完整或不完整的鮑馬序列(見圖2i，j),其粒度細(xì)，分選相對(duì)好，巖石多具塊狀結(jié)構(gòu)。其主要分布于盆地南部的銅川、黃陵、旬邑、子長(zhǎng)及大理河野外剖面等,其中在長(zhǎng)7，長(zhǎng)6以及長(zhǎng)1油層組中均有發(fā)現(xiàn)。

2.3 三角洲沉積體系

2.3.1 辮狀河三角洲沉積 其主要分布于盆地西部和西南部長(zhǎng)10～長(zhǎng)4+5油層組的湖盆拗陷陡坡邊界地帶，可進(jìn)一步劃分為辮狀河三角洲平原、三角洲前緣和前辮狀河三角洲3個(gè)亞環(huán)境。垂向沉積序列主要表現(xiàn)為底部為前三角洲泥質(zhì)沉積物,下部為辮狀河三角洲前緣的席狀粉—細(xì)砂巖,中部多發(fā)育水下分流河道的中、粗砂巖和分流間灣的粉砂質(zhì)泥巖沉積,上部則為河道砂壩夾泛濫平原沉積。其中，河道沉積的厚層砂巖中常見各種大型的槽狀及平行層理(見圖3a,b)。

a 瓣鰓類化石，富縣地區(qū)，長(zhǎng)7；b 植物碎片化石，Z30井，長(zhǎng)6；c 水平層理，X28井，長(zhǎng)6；d 沙紋交錯(cuò)層理，C79井，長(zhǎng)6；e 變形構(gòu)造，Z28井，長(zhǎng)7；f 包卷層理，Z28井，長(zhǎng)6；g 介形蟲，西17井，長(zhǎng)7；h 槽模，西33井，長(zhǎng)7；i 鮑馬序列，寺灣剖面，長(zhǎng)1；j 鮑馬序列垂向沉積模式圖2 延長(zhǎng)組湖泊沉積體系特征Fig.2 Characteristics of lake depositional system of Yanchang Formation

a 辮狀河三角洲平原沉積，砂巖中大型槽狀交錯(cuò)層理，汭水河剖面，長(zhǎng)6；b 辮狀河三角洲平原沉積，厚層砂巖中平行層理，汭水河剖面，長(zhǎng)8；c 曲流河三角洲平原沉積，延河剖面，長(zhǎng)8；d 曲流河三角洲前緣沉積，延河剖面，長(zhǎng)8；e 曲流河三角洲水下分流河道沉積，延長(zhǎng)剖面，長(zhǎng)7；f 曲流河三角洲前緣沉積，延河剖面，長(zhǎng)8圖3 延長(zhǎng)組三角洲沉積體系特征Fig.3 Characteristics of delta depositional system of Yanchang Formation

2.3.2 曲流河三角洲沉積 此沉積體系是延長(zhǎng)組三角洲沉積的主要類型[18],尤其在長(zhǎng)6期及其以后的湖盆水退期,區(qū)內(nèi)北部和東部的主物源區(qū)一側(cè)十分發(fā)育。該沉積環(huán)境中，三角洲平原亞相往往可見砂泥巖互層沉積(見圖3c),三角洲前緣亞相中的厚砂巖常見麻斑構(gòu)造以及底部的泥礫(見圖3d),水下分流河道沉積的厚層砂巖中常含薄層泥巖夾層(見圖3e),厚層砂巖中常見槽狀及板狀交錯(cuò)層理(見圖3f)、平行層理、小型交錯(cuò)層理、波狀層理及水平層理等沉積構(gòu)造以及動(dòng)、植物化石和生物遺跡構(gòu)造。曲流河三角洲沉積一般具有相對(duì)細(xì)的沉積物粒度以及相對(duì)較高的顆粒成分及結(jié)構(gòu)成熟度。野外露頭上，河道砂體呈頂平底凸的透鏡體展布。該沉積環(huán)境下，河口壩一般不發(fā)育,可能是受分流河道的沖蝕影響。

3 延長(zhǎng)組沉積相特征及演化

3.1 長(zhǎng)10油層組

圖4 長(zhǎng)10油層組沉積相展布Fig.4 Sedimentary facies distribution of the Chang 10 of Yanchang Formation

淺湖沉積和三角洲沉積是該時(shí)期的主要沉積相類型(見圖4)。淺湖區(qū)主要位于盆地中部定邊—華池—正寧—富縣—延安—安塞—志丹—吳起一帶。三角洲前緣水下分流河道主要分布于研究區(qū)東北部吳起、東南部富縣—黃陵一帶以及南部太白—合水地區(qū)。該時(shí)期三角洲裙規(guī)模較大,連片性較好,相帶較寬,主要分布于東北部吳起、志丹、安塞、延安—甘泉和富縣等地。其中,西北部馬家灘等地區(qū)主要為曲流河—三角洲沉積發(fā)育區(qū),裙帶規(guī)模及厚度也相對(duì)較大;西南部環(huán)縣、慶陽(yáng)—合水等地區(qū)主要發(fā)育辮狀河—三角洲沉積,其規(guī)模均較大;南部長(zhǎng)武地區(qū)為曲流河三角洲的主要沉積區(qū),而西北部則以發(fā)育河流沉積為主。

3.2 長(zhǎng)9油層組

圖5 長(zhǎng)9油層組沉積相展布Fig.5 Sedimentary facies distribution of the Chang 9 of Yanchang Formation

長(zhǎng)9期是一個(gè)以湖侵為主的時(shí)期(見圖5),湖盆中部以泥質(zhì)類沉積為主,湖盆周圍砂體發(fā)育,且在華池—志丹一帶出現(xiàn)油頁(yè)巖沉積(俗稱“李家畔頁(yè)巖”)。盆地西部、西南部發(fā)生劇烈沉陷,沉積相由長(zhǎng)10期成群發(fā)育的辮狀河、辮狀河三角洲轉(zhuǎn)變?yōu)榫植堪l(fā)育的三角洲前緣,且規(guī)模相對(duì)變小,由于湖底坡度陡,很快又演化成濁積扇。曲流河在東北部、東部緩坡地帶入湖后位置發(fā)生后移,過(guò)渡為孤立狀分布的破壞型三角洲。湖岸線主要分布于鹽池—靖邊—清澗—延長(zhǎng)—宜川—宜君—彬縣—靈臺(tái)—鎮(zhèn)原—環(huán)縣一帶,淺湖區(qū)呈向東南開口的喇叭狀不對(duì)稱展布。其中，淺湖亞相在東部發(fā)育范圍狹窄,而西部較為開闊,其余地區(qū)皆為三角洲平原沉積。

綜合野外露頭、鉆井巖心觀察及砂體展布特征可知，北部、東部、東北部的三角洲主要為曲流河三角洲,西部、西南部主要為辮狀河三角洲沉積。其中,西緣辮狀河三角洲主要分布于環(huán)縣、鎮(zhèn)原—慶城一帶,南部辮狀河三角洲主要發(fā)育在旬邑—合水、銅川—宜君地區(qū),北部曲流河三角洲主要位于鹽池—定邊、安邊—吳起、志靖、榆林等地區(qū),東部曲流河三角洲主要分布于安塞、延安和富縣等地區(qū)。

3.3 長(zhǎng)8油層組

圖6 長(zhǎng)8油層組沉積相展布Fig.6 Sedimentary facies distribution of the Chang 8 of Yanchang Formation

長(zhǎng)8期為湖盆的發(fā)展階段,湖盆面積較長(zhǎng)9期有所擴(kuò)大；湖盆中心以淺湖亞相為主,主要位于盆地西部—中部以及東南部—南部(見圖6)；而盆地北部和西南部局部地區(qū)則以三角洲平原亞相為主。東北部和東部坡度較緩,依然繼承了長(zhǎng)9期北東向的曲流河三角洲的位置。但東部湖岸線位置略向南遷移,三角洲發(fā)生了較為明顯的進(jìn)積。西部、西南部主要為辮狀河三角洲水下分流河道沉積。環(huán)繞湖盆的環(huán)縣、鎮(zhèn)原—慶陽(yáng)、旬邑—合水、銅川—宜君、鹽池—定邊、安邊—吳起、志靖、榆林、安塞、延安以及富縣等地區(qū)發(fā)育各種類型的三角洲。北部、東部湖岸線主要沿鹽池—楊米澗—子長(zhǎng)—宜川一帶發(fā)育。南部、西南部大部分地區(qū)已進(jìn)入水下環(huán)境,僅崇信地區(qū)發(fā)育小范圍的辮狀河三角洲平原沉積。

3.4 長(zhǎng)7油層組

長(zhǎng)7期湖盆范圍最大,是湖盆體系發(fā)育的最鼎盛時(shí)期(見圖7)。但該時(shí)期湖盆西岸由于基底下沉,導(dǎo)致大量的沉積物迅速入湖形成了大規(guī)模的濁流沉積。半深湖—深湖亞相分布在黃陵—富縣—甘泉—志丹—白豹—定邊—馬家灘—環(huán)縣—鎮(zhèn)原—涇川—旬邑一線廣大地區(qū),整體呈明顯不對(duì)稱的北西—南東向分布。淺湖亞相呈環(huán)帶狀沿深湖區(qū)展布,湖岸線分布在查汗特洛亥—靖邊—魏家樓—永坪附近,其余都處于湖泊中,具有西窄東寬的特點(diǎn)。

圖7 長(zhǎng)7油層組沉積相展布Fig.7 Sedimentary facies distribution of the Chang 7 of Yanchang Formation

環(huán)縣辮狀河三角洲與長(zhǎng)8時(shí)期相比,展布方向、規(guī)模以及形態(tài)均變化不大。鎮(zhèn)原—慶陽(yáng)辮狀河三角洲從西南方向進(jìn)入研究區(qū),向北延伸至華池以南一帶,并與旬邑—合水三角洲在合水地區(qū)相匯。旬邑一線北部主要發(fā)育濁積扇沉積,而南部主要發(fā)育三角洲前緣沉積。鹽池—定邊三角洲與鄂托克前旗三角洲演化為一支,且由北向南進(jìn)入研究區(qū)并已全部入湖,僅發(fā)育三角洲前緣沉積。安邊—吳起三角洲與長(zhǎng)8期相比，在位置及展布上相似,但規(guī)模明顯變小,并與志靖三角洲在紅墩界—塔灣一線相匯。志靖三角洲、榆林三角洲和長(zhǎng)8期相比,略向東移,且在魏家樓—高家溝一線相匯聚后入湖,僅發(fā)育三角洲前緣沉積。安塞三角洲繼承了長(zhǎng)8期的展布形態(tài),其三角洲前緣沉積范圍有所擴(kuò)大,發(fā)生明顯湖進(jìn)。延安三角洲同樣保持了長(zhǎng)8期的三角洲前緣沉積,但其規(guī)模相對(duì)明顯減小。富縣三角洲規(guī)模有所增加,且從云巖一帶由東向西進(jìn)入研究區(qū),并向湖盆中心延伸,最遠(yuǎn)延伸至張家灣—雙龍一帶。

3.5 長(zhǎng)6油層組

長(zhǎng)6期為湖泊三角洲的主要建設(shè)期,該時(shí)期湖盆開始收縮,沉積作用增強(qiáng)(見圖8)。整個(gè)湖盆進(jìn)入收縮階段,而西部辮狀河三角洲和其余地方的曲流河三角洲沉積進(jìn)入了相比長(zhǎng)7期以前最快的發(fā)展階段。東北部的三角洲在靖邊—子長(zhǎng)—延川—延安—延長(zhǎng)—南泥灣—宜川這一帶以北已經(jīng)平原化及沼澤化,西部的三角洲向湖心推進(jìn)。總體來(lái)看,東岸沉積作用明顯大于西岸。另外，長(zhǎng)6期為多物源沉積,展現(xiàn)了盆地四周全補(bǔ)給的局面。

圖8 長(zhǎng)6油層組沉積相展布Fig.8 Sedimentary facies distribution of the Chang 6 of Yanchang Formation

半深湖—深湖亞相主要呈喇叭狀向東南方向開口,分布于旬邑—長(zhǎng)武—慶陽(yáng)—環(huán)縣—麻黃山—姬塬—白豹—永寧—橋鎮(zhèn)—黃陵一線的范圍內(nèi),分布面積比長(zhǎng)7期相對(duì)減小。淺湖亞相呈環(huán)帶狀分布,西岸狹窄,東岸和東北岸較寬闊,湖泊在宜君—黃陵一帶開口,一直向河南和山西等地延伸。

3.6 長(zhǎng)4+5油層組

長(zhǎng)4+5期發(fā)生了又一次短暫的湖侵,湖水范圍進(jìn)一步擴(kuò)大,分割性減弱,從而減緩了三角洲建設(shè)的進(jìn)程(見圖9)。該時(shí)期最主要的特點(diǎn)表現(xiàn)在，許多大型的三角洲已經(jīng)發(fā)生了大面積的平原化和沼澤化,且發(fā)育了大面積的漫灘沼澤相泥巖,主要分布于三角洲前緣的砂體之上。

圖9 長(zhǎng)4+5油層組沉積相展布Fig.9 Sedimentary facies distribution of the Chang 4+5 of Yanchang Formation

半深湖—深湖亞相主要分布在黃陵—太白—林鎮(zhèn)—山莊—華池—環(huán)縣—上里塬—慶城—寧縣—底廟所在的范圍內(nèi)。淺湖亞相各地區(qū)范圍變化很大,表現(xiàn)為東北寬闊,西南較窄。東部湖岸線分布在馬兒莊—鹽池—白泥井—安邊—郝灘—楊米澗—安塞—河莊坪—甘泉—牛武一帶,西部的湖岸線遷移至演武—孟壩—長(zhǎng)武一帶。

3.7 長(zhǎng)3油層組

長(zhǎng)3期湖盆水體大規(guī)模收縮,沉積作用再次加強(qiáng),湖盆開始走向萎縮、消亡。研究區(qū)發(fā)生了又一次全面的三角州建設(shè),但三角洲內(nèi)遷作用及向湖推進(jìn)作用表現(xiàn)十分明顯(見圖10)。后期盆地西南部抬升,發(fā)生了嚴(yán)重的地層剝蝕。其中,西部馬家灘—馬兒莊—于家梁—萬(wàn)家塬—甜水堡以及小南溝—虎洞—木缽一線以西、西南部鎮(zhèn)原—驛馬—慶陽(yáng)—涇川—寧縣—旬邑一線以西以南、東南部柳林以東—宜君—黃陵—黃龍一線以東以及東部米脂—子洲—永坪—甘谷驛—宜川一線以東地區(qū)地層均已被剝蝕殆盡。

圖10 長(zhǎng)3油層組沉積相展布Fig.10 Sedimentary facies distribution of the Chong 3 of Yanchang Formation

長(zhǎng)3期的淺湖亞相較長(zhǎng)4+5相比規(guī)模變小,東部湖岸線在紅井子—定邊以南—胡尖山—志丹—高橋—延安一帶,西部湖岸線在山城以南—環(huán)縣—桐川—寧縣一線,湖區(qū)分布主要在環(huán)縣—姬塬—馬嶺—華池—吳起—合水—志丹—正寧—甘泉富縣地區(qū)。

3.8 長(zhǎng)2油層組

長(zhǎng)2期湖盆收縮加劇,研究區(qū)內(nèi)北部幾乎已全部沖積平原化(見圖11),西緣、西南緣、東緣和東南緣也有不同程度的地層剝蝕。該時(shí)期不發(fā)育深湖亞相,僅在耿灣—王洼子—吳起—志丹—橋鎮(zhèn)—直羅—富縣—線以南殘存淺湖亞相,統(tǒng)一湖盆的局面接近瓦解。北部的各大三角洲整體呈連片分布。鹽池—定邊—靖邊—子長(zhǎng)一線以北均演變?yōu)檗p狀河河流沉積。

圖11 長(zhǎng)2油層組沉積相展布Fig.11 Sedimentary facies distribution of the Chang 2 of Yanchang Formation

3.9 長(zhǎng)1油層組

圖12 長(zhǎng)1油層組沉積相展布Fig.12 Sedimentary facies distribution of the Chang 1 of Yanchang Formation

該時(shí)期研究區(qū)以交織河與少量曲流河沉積為主。盆地基底的不斷抬升使得該期整個(gè)盆地進(jìn)一步瓦解，局部地區(qū)出現(xiàn)差異沉降,從而形成了3個(gè)閉塞的內(nèi)陸淺水湖泊(見圖12)。盆地的沉降中心遷移至東部子長(zhǎng)一帶,半深湖—深湖相的濁積巖區(qū)主要位于橫山高家溝—子長(zhǎng)寺灣等地區(qū)。淺湖亞相沉積僅殘留于西部姬塬—白豹等部分地區(qū)以及盆地南部的正寧—宜君—銅川一帶。

4 湖岸線遷移及湖盆演化

前人對(duì)鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組湖岸線的分布從各方面進(jìn)行過(guò)大量的研究,但尚未達(dá)成共識(shí)[13，19]。有學(xué)者認(rèn)為,延長(zhǎng)組湖岸線的演變與湖岸的陡緩具有一定關(guān)系,即陡岸區(qū)一側(cè)湖岸線分布相對(duì)穩(wěn)定,緩岸區(qū)一側(cè)則退縮有序。前人研究成果表明,鄂爾多斯盆地東部延長(zhǎng)組的油氣富集區(qū)往往與湖岸線的擺動(dòng)區(qū)域密切相關(guān)。因此,北部及東北部湖岸線位置的確定相當(dāng)重要,其對(duì)于研究區(qū)油氣勘探起重要的指導(dǎo)作用[20]。

煤和泥炭沼澤對(duì)于湖岸線的確定具有很好的指向性, 但研究區(qū)內(nèi)呈大面積分布的煤和泥炭沼澤發(fā)育相對(duì)較少, 僅靠局部地區(qū)發(fā)育的煤和泥炭沼澤來(lái)確定湖岸線位置[10，20-21], 難度相對(duì)較大。 因此, 本文在充分調(diào)研前人研究成果的基礎(chǔ)上, 依據(jù)巖性、 粒度、 沉積構(gòu)造、 生物化石等特征, 標(biāo)定了延長(zhǎng)組各個(gè)時(shí)期的湖岸線和深湖線位置(見圖13)。 此外, 對(duì)各時(shí)期湖盆面積及深湖面積進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)對(duì)比(見圖14)。 結(jié)果表明, 延長(zhǎng)組長(zhǎng)9期開始發(fā)生湖侵, 長(zhǎng)7期湖盆面積以及深湖面積均達(dá)到最大, 其中湖盆面積可達(dá)101 422 km2, 深湖面積為43 550 km2； 長(zhǎng)6期與長(zhǎng)4+5期湖盆面積相對(duì)長(zhǎng)7期驟減,這兩期湖盆面積相差不大,分別約為67 232 km2和61 347 km2, 但深湖面積差異明顯, 分別約為26 781 km2和15 802 km2; 長(zhǎng)3期湖盆面積進(jìn)一步減小, 僅約為43 021 km2； 長(zhǎng)2期與長(zhǎng)1期湖盆面積基本穩(wěn)定且達(dá)到最小, 分別僅約為35 907， 34 424 km2, 其中長(zhǎng)2期深湖已基本消失, 長(zhǎng)1期殘留深湖面積僅約為2 667 km2。

圖13 延長(zhǎng)組各個(gè)時(shí)期的湖岸線(左)和深湖線(右)Fig.13 The lake strandline (left) and deep lake line (right) of Yanchang Formation

5 結(jié) 論

1)河流沉積、湖泊沉積以及三角洲沉積是鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組主要的沉積體系類型。曲流河和辮狀河沉積是河流沉積的主要類型;濱淺湖及半深湖—深湖沉積是湖泊沉積體系的主要類型;而辮狀河三角洲以及曲流河三角洲是三角洲沉積體系的重要類型。

2)延長(zhǎng)組長(zhǎng)10期主要發(fā)育淺湖亞相和三角洲相沉積;長(zhǎng)9期發(fā)生湖侵,湖盆中部以泥質(zhì)類沉積為主,湖盆周圍砂體發(fā)育,華池—志丹一帶以油頁(yè)巖沉積為主;長(zhǎng)8期湖盆以淺湖亞相沉積為主;長(zhǎng)7期湖盆發(fā)育達(dá)到鼎盛;長(zhǎng)6期沉積作用增強(qiáng)使得為湖泊三角洲建設(shè)加快;長(zhǎng)4+5期再次發(fā)生短暫的湖侵，導(dǎo)致三角洲建設(shè)的進(jìn)程減緩;長(zhǎng)3期湖盆開始收縮以及沉積作用再次加強(qiáng)促使了全區(qū)的三角洲建設(shè);長(zhǎng)2期湖盆收縮加劇,區(qū)內(nèi)北部大部分地區(qū)沖積平原化,西緣、西南緣、東緣和東南緣具有不同程度的地層剝蝕;長(zhǎng)1期基底抬升造成盆地瓦解以及局部地區(qū)的差異沉降使得區(qū)內(nèi)僅殘留3個(gè)內(nèi)陸閉塞的淺水湖泊。

圖14 延長(zhǎng)組各個(gè)時(shí)期湖盆及深湖面積Fig.14 The area of lake basin and deep lake of Yanchang Formation

3)各時(shí)期湖盆面積統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明, 研究區(qū)長(zhǎng)9期開始發(fā)生湖侵,長(zhǎng)7期湖盆面積以及深湖面積均達(dá)到最大,其中湖盆面積可達(dá)101 422 km2， 深湖面積達(dá)43 550 km2； 長(zhǎng)7期以后湖盆開始萎縮, 到長(zhǎng)3期湖盆面積急劇減小, 僅為43 021 km2,長(zhǎng)1期湖盆面積達(dá)到最小,深湖已基本消失。

4)延長(zhǎng)組沉積體系及沉積相的詳細(xì)刻畫，湖岸線的重新厘定對(duì)于優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)以及有利的源儲(chǔ)配置關(guān)系研究具有重要的借鑒意義。