鄂爾多斯盆地奧陶系馬五5亞段沉積微相與古地理演化

蘇中堂，佘偉，羅靜蘭，馬國(guó)偉，張帥

1.西北大學(xué)大陸動(dòng)力學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西安 710069

2.油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（成都理工大學(xué)），成都 610059

3.長(zhǎng)慶油田油氣工藝研究院，西安 710018

0 引言

古地理學(xué)研究地質(zhì)歷史和人類歷史時(shí)期自然地理特征及其演化規(guī)律的科學(xué)[1-4],重建古地理可以反演地球表面地質(zhì)歷史時(shí)期的狀態(tài)、認(rèn)識(shí)現(xiàn)代地理環(huán)境本質(zhì)并預(yù)測(cè)其演變趨勢(shì)、揭示礦產(chǎn)資源成礦條件并預(yù)測(cè)其分布規(guī)律[5-6]。油氣藏分布明顯受古氣候分帶和巖相古地理特征控制[7]，一幅多信息、小時(shí)間尺度和大比例尺的古地理重建圖件能大幅降低勘探風(fēng)險(xiǎn)，有利于尋找?guī)r性圈閉油氣藏[8]。海相地層細(xì)分小層巖相古地理編圖可更好地把握短時(shí)限內(nèi)的規(guī)律性，有利于深度分析橫向巖性相變和縱向時(shí)空變化，有利于研究油氣圈閉成藏，更適應(yīng)于油氣勘探實(shí)踐[9]。但是，地質(zhì)記錄中的古環(huán)境信息提取受技術(shù)手段和認(rèn)識(shí)水平以及信息不對(duì)稱性的影響，使古地理重建面臨極大挑戰(zhàn)。碳酸鹽巖沉積環(huán)境化學(xué)、物理及生命條件差異，記錄于碳酸鹽巖微觀組分，形成不同的巖石結(jié)構(gòu)[10-11]。碳酸鹽巖微觀組分特征即微相[12-14]，是指所有來(lái)自薄片、揭片、磨光面或巖石樣品的沉積學(xué)和古生物學(xué)資料，應(yīng)用這些資料可以對(duì)巖石進(jìn)行描述和分類[13]，可見微相分析是碳酸鹽巖古地理重建的基礎(chǔ)。

鄂爾多斯盆地是我國(guó)三大碳酸巖油氣藏產(chǎn)區(qū)之一，截止2018 年累計(jì)探明儲(chǔ)量6 577×108m3，形成下古碳酸鹽巖萬(wàn)億立方米大氣區(qū)，成為長(zhǎng)慶油田穩(wěn)產(chǎn)的重要保障領(lǐng)域，其中盆地東部馬五5亞段是最重要的現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域之一[15]。奧陶系古地理一直是盆地研究重點(diǎn)，不同學(xué)者從構(gòu)造—沉積分異角度分析古地理格局[16]、研究馬家溝組層序巖相古地理[17]、研究奧陶系各組巖相古地理特征[18-20]。近些年，因馬五段內(nèi)不斷取得勘探突破，馬五段巖相古地理圖已經(jīng)不能有效指導(dǎo)天然氣勘探，編制小層巖相古地理圖很好地指導(dǎo)了油氣勘探實(shí)踐[9,21-23]。主力層系馬五5段在盆地東部新發(fā)現(xiàn)與靖西環(huán)帶顆粒云巖不同的白云巖段[24]，具有較好的勘探潛力，但其分布規(guī)律尚不明確，給天然氣勘探帶來(lái)困惑[25]。本文著眼于更精細(xì)的沉積微相與古地理研究，有利于認(rèn)識(shí)馬五5亞段沉積相展布特征與演化過程和揭示白云巖成因及分布規(guī)律，以期指導(dǎo)新層系天然氣勘探。

1 地質(zhì)背景

奧陶紀(jì)初，受冶里運(yùn)動(dòng)影響，華北陸塊南緣構(gòu)造體系開始發(fā)生轉(zhuǎn)變，區(qū)域上表現(xiàn)為擠壓抬升作用[26-27]，導(dǎo)致鄂爾多斯盆地再次大范圍暴露，懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)使亮甲山組與馬家溝組之間平行不整合接觸。

馬家溝期，北秦嶺洋殼開始沿武山—商丹帶向秦祁古島弧之下俯沖，形成了具有典型的“溝—弧—盆”體系的活動(dòng)大陸邊緣，鑄成了鄂爾多斯地塊西南部奧陶紀(jì)分異型裂谷陸緣結(jié)構(gòu)，構(gòu)造—沉積格局轉(zhuǎn)化為“坡—肩—坳”[27]。同時(shí)由于奧陶紀(jì)的快速海侵，海水侵沒了鄂爾多斯大部分地區(qū)，“L”型隆起西南邊緣以發(fā)育陸棚—盆地沉積體系為特征，“L”型隆起東部則發(fā)育潮坪、局限臺(tái)地、膏鹽湖，大量的膏鹽沉積表明鄂爾多斯盆地轉(zhuǎn)化為相對(duì)局限的陸表海盆地（圖1a）。

馬家溝組沉積結(jié)束后，受加里東運(yùn)動(dòng)影響，盆地整體抬升，缺乏晚奧陶世至早石炭世沉積，馬家溝組與上覆晚石炭本溪組平行不整合接觸。馬家溝組自下而上根據(jù)灰?guī)r、白云巖沉積旋回通常劃分為馬一至馬六段，其中馬五段依據(jù)膏鹽巖、白云巖、灰?guī)r沉積序列由上至下被分為10 個(gè)亞段，即馬五1～馬五10馬家溝組頂部長(zhǎng)期遭受剝蝕，地層殘缺不全，自西部隆起向東部洼地由下而上從馬四段至馬五1亞段依次出露，馬六段在盆地內(nèi)殘缺不全[9]。

馬五5亞段位于馬五段中間，地層厚25～30 m，早期認(rèn)為該亞段為海進(jìn)時(shí)形成的灰黑色泥晶石灰?guī)r，通常作為區(qū)域標(biāo)志層，俗稱“黑腰帶”[24]。馬五5亞段可進(jìn)一步細(xì)分為馬五層與馬五層（圖1c）。馬五5亞段巖性自西向東由粉晶白云巖逐漸相變?yōu)榛規(guī)r為主夾白云巖，是短期海侵背景沉積產(chǎn)物[9]。

圖1 鄂爾多斯盆地早奧陶世構(gòu)造—沉積格局與地層柱狀圖（a）鄂爾多斯盆地早奧陶世構(gòu)造—沉積格局；（b）馬家溝組地層柱狀圖；（c）馬五5亞段地層柱狀圖Fig.1 Tectono-sedimentary pattern and stratigraphic histogram of Ordos Basin in the Lower Ordovicia n

下伏馬五6亞段為海退期蒸發(fā)臺(tái)地環(huán)境，巖性從西向東由泥粉晶云巖、膏質(zhì)云巖轉(zhuǎn)變?yōu)辂}巖，是馬家溝期最重要的膏鹽巖沉積期[19]。上覆馬五4亞段沉積時(shí)海平面大幅下降，自西向東形成含硬石膏結(jié)核云巖、膏質(zhì)云巖及鹽巖組合[24]。根據(jù)測(cè)井響應(yīng)特征，將馬五4亞段自上而下細(xì)分成3層，其中馬五層底部區(qū)域上發(fā)育一層凝灰?guī)r，為區(qū)域標(biāo)志層。

2 研究方法

觀察盆地東部臨汾晉王墳剖面與柳林三川河剖面，實(shí)測(cè)興縣關(guān)家崖剖面，選擇遍布盆地取心鉆井巖心32口，詳細(xì)描述巖石類型、沉積序列與鑒定并描述生物遺跡。選擇代表性樣品磨制230 張多用薄片。薄片雙面剖光，茜素紅染色1/3，不蓋載玻片，室內(nèi)詳細(xì)鑒定。

實(shí)測(cè)剖面按1∶100實(shí)測(cè)，逐層描述、采樣，當(dāng)層厚>1 m 時(shí)間隔50 cm 增加樣品，共采集34 個(gè)地球化學(xué)樣品。薄片鑒定后挑選受成巖影響弱的樣品，用瑪瑙研缽磨制成200 目以下巖石粉末，均分兩份，分別送油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與武漢上譜分析科技有限責(zé)任公司做C、O同位素與微量元素分析。C、O 同位素分析儀器為MAT252 氣體同位素質(zhì)譜儀，實(shí)驗(yàn)溫度20 ℃，濕度44%RH，100%的磷酸溶樣，分析誤差為0.01%；微量元素分析儀器為美國(guó)Thermo Elemental 生產(chǎn)的VG PQ ExCell ICP-MS質(zhì)譜儀，實(shí)驗(yàn)溫度：15 ℃～30 ℃，濕度：<80%（無(wú)冷凝）?；瘜W(xué)分析測(cè)試結(jié)果按采樣編號(hào)從下而上建立C同位素地化剖面。

以野外剖面、鉆井巖心及薄片觀察為基礎(chǔ)，結(jié)合全盆地178 口測(cè)井資料，分層編制地層等厚圖、白云巖厚度圖、云/地比等單因素圖件，綜合沉積學(xué)與遺跡學(xué)特征，采用優(yōu)勢(shì)相法分層編制巖相古地理圖。

3 研究結(jié)果

3.1 沉積微相

將野外剖面、鉆井巖心觀察及室內(nèi)薄片鑒定的巖石類型，按照曾允孚等[28]分類描述，然后參照Dunham[29]分類方案歸類，結(jié)合Flügel[13]修訂的Wilson模式[14]標(biāo)準(zhǔn)微相確定微相類型。確定沉積微相依據(jù)：1）沉積組構(gòu)及組分含量；2）沉積構(gòu)造；3）巖石類型。本文在鄂爾多斯盆地馬五5亞段劃分出7 種微相類型，分別為MFT1～MFT7。

（1）MFT1：紋層狀（含膏）泥微晶云巖

灰色、深灰色，白云石占76%～85%，方解石2%～10%，黃鐵礦1%～5%，泥質(zhì)約2%～8%。含膏微晶云巖，石膏呈針狀、板狀（圖2a），大多經(jīng)去膏化作用形成鑄?？?，被方解石或石英充填。含膏云巖常呈薄層狀或與微粉晶白云巖呈不等厚互層。泥微晶云巖常含泥質(zhì)，泥質(zhì)分布不均勻，多呈條帶狀產(chǎn)出，構(gòu)成紋層或條帶狀構(gòu)造（圖2b），偶見生物擾動(dòng)構(gòu)造，未見生物化石。該微相常見于向上變淺沉積序列的頂部，多發(fā)育在靖邊西部、南部地區(qū)及烏審旗東北部馬五5亞段的頂部。

（2）MFT2：紋層狀泥微晶灰?guī)r

深灰色、黑色，方解石含量95%～99%，含泥質(zhì)，紋層狀產(chǎn)出（圖2c），發(fā)育水平層理，偶見同沉積變形構(gòu)造。該微相常見于向上變淺沉積序列中下部或向上變深序列上部，在靖邊以東大部分地區(qū)均有發(fā)育，常出現(xiàn)在馬五5亞段中下部，是該亞段典型微相類型。

（3）MFT3：亮晶藻礫屑—礫屑灰?guī)r

淺灰色、灰色，方解石含量85%～98%，偶含白云石10%、硬石膏5%。礫屑結(jié)構(gòu)，礫屑大小2～4 mm，礫屑含量40%～79%，成分為泥微晶方解石，含砂屑約10%，藻屑含量10%～20%，亮晶膠結(jié)物15%～20%，灰泥基質(zhì)10%,可見介形化石（圖2d，e）。礫屑次棱角—次圓狀，磨圓中等，分選較差。該微相見于向上變淺沉積序列的中上部，在靖邊及其南部地區(qū)以及盆地東部局部發(fā)育，出現(xiàn)頻率較低。

（4）MFT4：殘余砂屑粉—細(xì)晶云巖

淺灰白色、淺灰色，白云石含量95%～100%，粗粉晶—細(xì)晶。殘余砂屑結(jié)構(gòu)，砂屑含量80%～90%，砂屑間充填粉晶基質(zhì)，發(fā)育晶間孔（圖2f），局部可見砂屑被亮晶方解石膠結(jié)。該微相見于向上變淺序列頂部，主要見于靖邊西部地區(qū)，出現(xiàn)頻率中等。

（5）MFT5：亮晶礫屑—藻砂屑（云）灰?guī)r

淺灰色、灰色，成分為方解石或白云石，含量80%～97%，含硬石膏1%～2%，泥質(zhì)1%；藻含量為80%～85%，砂礫屑含約15%，亮晶膠結(jié)，偶見介形化石。砂礫屑次圓—圓狀，磨圓較好、分選中等（圖2g，h）。該微相多見于向上變淺序列中上部或者向上變深序列的下部，主要分布在靖邊及其南部地區(qū)，出現(xiàn)頻率中等。

（6）MFT6：生物擾動(dòng)粉—細(xì)晶（灰）云巖

淺灰色，灰色，生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育，見生物擾動(dòng)云巖、生物擾動(dòng)灰?guī)r、生物擾動(dòng)灰云巖等類型。白云石含量在64%～90%，白云石晶間云化不徹底，殘留3%～15%方解石，泥質(zhì)（有機(jī)質(zhì)）含量2%～8%，基質(zhì)含量2%～25%。生物擾動(dòng)使巖石內(nèi)部不均一（圖2i），擾動(dòng)處白云石晶形較大且亮，多以自形粉晶—細(xì)晶白云石為主，白云石含量14%～91%；未擾動(dòng)白云石晶形較小且暗，微晶結(jié)構(gòu)，微晶白云石含量為17%～80%。生物活動(dòng)破壞原巖結(jié)構(gòu)，生物擾動(dòng)處常發(fā)生白云巖化（圖2j，k）。該微相多見于向上變淺或向上變深序列的中部，主要發(fā)育在盆地東部神木、榆林、米脂及安塞南一帶。

（7）MFT7：疊層石微晶（灰）云巖

灰色—淺灰色，疊層構(gòu)造，多呈柱狀、枝狀產(chǎn)出，偶見波狀，巖性多為疊層石白云巖，少量疊層石灰?guī)r。疊層石間充填灰色灰泥（圖2l，m），薄片中可見疊層石暗層為藻白云石，藻格架孔內(nèi)充填亮晶方解石，明亮層為微粉晶白云石為主，疊層石間充填石膏及藻屑，含量2%～12%。該微相見于向上變深沉積序列的中下部，主要發(fā)育在盆地東部米脂一帶。

圖2 鄂爾多斯盆地奧陶系馬五5 亞段沉積微相（a）含針狀石膏泥微晶云巖，M75，2 546.46 m；（b）紋層狀泥微晶云巖，T41，3 555.8 m；（c）泥微晶灰?guī)r，Sh399，3 960.65 m；（d）藻砂礫屑泥微晶灰?guī)r，L57，4 191.70 m；（e）藻礫屑灰?guī)r，M60，2 423.8 m；（f）殘余砂屑云巖，Su203，3 983.08 m；（g）亮晶藻砂屑灰?guī)r，Sh398，3 928.70 m；（h）藻砂礫屑云巖，T33，3 122.7 m；（i）生物擾動(dòng)云巖，F(xiàn)4，2 529.9 m；（j）生物擾動(dòng)構(gòu)造，S29，2 450.4 m；（k）生物擾動(dòng)構(gòu)造，F(xiàn)4，2 530 m；（l）枝狀疊層石，M75，2 548 m；（m）枝狀疊層石，M116，2 424.66 mFig.2 Microfacies of Ma member in the Ordovician,Ordos Basin

3.2 沉積序列

沉積序列是分析相組合及其變化的方法，有利于降低單一微相解釋的片面性與多解性，進(jìn)而更客觀認(rèn)識(shí)沉積環(huán)境及其演化過程。巖心剖面分析表明鄂爾多斯盆地中東部馬五5亞段主要發(fā)育4類沉積微序列（MA1-4），向上變淺與向上變深沉積序列各兩類。

（1）MA1：MFT2—MFT6—MFT4（圖3a）

圖3 鄂爾多斯盆地奧陶系馬五5 亞段沉積序列Fig.3 Sedimentary array of Mamember in the Ordovician,Ordos Basin

該沉積序列下部為泥晶灰?guī)r或云灰?guī)r（MFT2），中部為生物擾動(dòng)云巖（MFT6），向上演變?yōu)榉奂?xì)晶云巖或殘余砂屑粉細(xì)晶云巖（MFT4）。該序列代表了沉積水體向上變淺過程的沉積微相組合，主要見于盆地東部榆林—神木各鉆井內(nèi)，典型鉆井為F4井。

（2）MA2：MFT6—MFT4—MFT1（圖3b）

該沉積序列下部為生物擾動(dòng)云巖（MFT6），中部為殘余砂屑粉細(xì)晶云巖（MFT4），向上演變?yōu)榉劬г茙r或泥微晶云巖（MFT1）。該序列代表了沉積水體向上變淺過程的沉積微相組合，主要見于靖邊及其西部地區(qū)，典型鉆井為T31井。

（3）MA3：MFT7—MFT6—MFT2（圖3c）

該沉積序列下部為疊層石云巖（MFT7），中部為生物擾動(dòng)灰云巖（MFT6），向上擾動(dòng)程度減弱，而后演變?yōu)榧y層狀泥微晶灰?guī)r（MFT2）。該序列代表沉積水體向上變深過程中形成的微相組合，主要見于米脂一帶，典型鉆井為M75井。

（4）MA4：MFT3或MFT5—MFT6—MFT2（圖3d）

該沉積序列下部為亮晶—微晶礫屑—藻砂屑灰?guī)r（MFT5）或亮晶—微晶藻礫屑—礫屑灰?guī)r（MFT3），中部為生物擾動(dòng)灰云巖（MFT6），擾動(dòng)程度中等，向上演變?yōu)榧y層狀微晶灰?guī)r（MFT2）。該序列代表沉積水體向上變深過程形成的微相組合，主要見于安塞南一帶，典型鉆井為S398井。

3.3 遺跡化石

馬五5亞段巖心內(nèi)含豐富程度不同的生物遺跡化石，常見化石有Arenicolites（似沙蠋跡）、Helminthopsis（擬蠕形跡）、Lingulichnus（舌形跡）、Planolites（漫游跡）、Thalassinoides（海生跡），次要化石包括Aulichnites（犁溝跡）、Bergaueria（貝爾高尼跡）、Conichnus conicus（錐跡）、Diplichnites（雙趾跡）、Helminthopsis（擬蠕形跡）、Ophiomorpha（蛇形跡）、Palaeophcyus（古藻跡）、Rhizocorallium（根珊瑚跡）、Teichichnus（墻跡）等（圖4）。

圖4 鄂爾多斯盆地奧陶系馬五5 亞段生物遺跡化石（a）似沙蠋跡Arenicolites,L57,5-40-67；（b）蛇形跡Ophiomorpha,Sh373,3-58-104；（c）雙趾跡Diplichnites,T33,3-31-56；（d）海生跡Thalassinoides,F14,11-35-36；（e）墻跡Teichichnus,T19,5-54-106；（f）錐跡Conichnus,Sh373,3-60-104Fig.4 Trace fossils of Mamember in the Ordovician,Ordos Basin

這些化石中Arenicolites主要產(chǎn)出于潮坪或?yàn)I淺海潮道、潮間帶；Bergaueria多見于濱淺海半咸水環(huán)境；Thalassinoides在潮間帶或?yàn)I淺海半咸水環(huán)境中多見；Helminthopsis可見于各種海洋環(huán)境，但正常鹽分淺海和低能淺海環(huán)境出現(xiàn)頻率較高；Planolites產(chǎn)出于各深度海洋環(huán)境；Ophiomorpha與Lingulichnus多見于微咸水或淡水環(huán)境，在潮坪或?yàn)a湖相內(nèi)出現(xiàn)頻率較高；Aulichnites與Diplichnites多見于潮道內(nèi)；Palaeophcyus屬于廣相遺跡，潮坪環(huán)境多見；Rhizocorallium與Conichnus conicus則主要產(chǎn)出于濱淺海環(huán)境；Teichichnus多產(chǎn)于潮下淺水或微咸水環(huán)境[30]。

3.4 沉積前古地形

沉積前古地形對(duì)后期沉積相發(fā)育分布具有明顯的控制作用[31]，為分析馬五5亞段沉積前盆地東部古地形特征，采用印模法半定量恢復(fù)盆地東部古地形。選取馬五4 1底部全區(qū)穩(wěn)定分布的凝灰?guī)r標(biāo)志層作為等時(shí)界面，統(tǒng)計(jì)盆地東部178 口鉆井凝灰?guī)r層至馬五5亞段底部地層厚度作為古地形恢復(fù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)?；謴?fù)數(shù)據(jù)（“印?！保┡c沉積前古地形呈鏡像關(guān)系：厚度小的地方代表古高地，厚度大的區(qū)域代表古洼地，據(jù)此就可以得到馬五5亞段沉積前盆地東部整體古地形面貌。從所恢復(fù)的沉積前古地形圖（圖5）可以看出：馬五5亞段沉積前盆地東部并非“平底”，而是“隆—坳”相間，除環(huán)古隆起邊緣地形高以外，盆地東部神木—榆林一帶和米脂—綏德一帶，盆地中部烏審旗東南、橫山東南、靖邊東以及志丹—安塞—延安一帶為相對(duì)高地形，其余地區(qū)為相對(duì)洼地。

圖5 鄂爾多斯盆地奧陶系馬五5 亞段沉積前古地形Fig.5 Paleotopography of Mamember in the Ordovician,Ordos Basin

3.5 古海平面變化

自然伽馬曲線標(biāo)定關(guān)家崖實(shí)測(cè)剖面2～17層為馬五5亞段地層（圖6），各層樣品Mn/Sr值均小于0.5（表1），說明實(shí)測(cè)剖面馬五5亞段樣品很好地保存了原始海水信息[32]，其C同位素曲線可用來(lái)反演古海平面升降變化，同位素值與海平面升降正相關(guān)[33]。

表1 山西興縣關(guān)家崖剖面C同位素值與Mn、Sr含量Table 1 Results from Guanjiaya section in Xingxian county,Shanxi province

圖6 山西興縣關(guān)家崖剖面馬五5 亞段柱狀圖Fig.6 Columnar section for Ma member,Guanjiaya,in Xingxian county,Shanxi province

4 討論

4.1 沉積環(huán)境及模式

將馬五5亞段沉積微相與經(jīng)修訂過碳酸鹽巖標(biāo)準(zhǔn)微相[13]對(duì)比：MFT1 與RMF22 相當(dāng)，代表環(huán)潮坪環(huán)境；MFT2相當(dāng)于鑲邊臺(tái)地SMF23、MFT3與SMF24相當(dāng)，MFT4 與SMF16-NoN-LAMiNATED相似，這些微相在局限環(huán)境（FZ8）中常見；MFT5 相當(dāng)于SMF18 可見于局限環(huán)境或開闊環(huán)境（FZ8 或FZ7）；MFT6 大致相當(dāng)于SMF9，可見于開闊環(huán)境（FZ7）或深水陸棚（FZ22）；MFT7與SMF20相當(dāng)，可見于蒸發(fā)環(huán)境或微咸水環(huán)境（FZ9）或局限環(huán)境（FZ8）。這些微相信息表明馬五5亞段沉積環(huán)境以局限環(huán)境為主；前文述及的遺跡化石亦指示沉積環(huán)境為局限潮坪環(huán)境；綜合分析認(rèn)為鄂爾多斯盆地東部馬五5亞段沉積期為潮坪環(huán)境，并依據(jù)平均高潮面、平均低潮面和正常海平面將其細(xì)分為潮上帶、潮間上帶、潮間下帶與潮下帶等四類亞環(huán)境。

微相MFT1代表淺水低能環(huán)境，多發(fā)育于向上變淺沉積序列（MA2）頂部，生物遺跡化石稀少，多見于潮上帶沉積環(huán)境，多分布于靖西古隆起東側(cè)環(huán)帶內(nèi)。微相MFT2 代表相對(duì)深水低能環(huán)境，向上變淺序列（MA1）底部與向上變深序列（MA3）頂部多見，未見遺跡化石，多見于潮下帶沉積環(huán)境，廣泛見于靖邊東部各鉆井內(nèi)。微相MFT3 與MFT5 代表相對(duì)高能環(huán)境，且MFT3 環(huán)境能量高于MFT5，含藻類粒屑，多發(fā)育于向上變深序列（MA4）底部，是潮間下帶常見微相類型，多見于盆地中東部安塞、橫山、神木—米脂等古地形相對(duì)較高的地區(qū)。微相MFT4 代表相對(duì)高能環(huán)境，砂屑成分為微粉晶白云石，未見藻類，多發(fā)育于向上變淺序列（MA2）中上部，MA1 向上變淺序列頂部也常見，是潮間上帶典型微相。MA2 主要發(fā)育在靖邊及靖邊以西環(huán)古隆起環(huán)帶，MFT4微相為該序列過渡微相，向上常演變?yōu)镸FT1；MA1 主要發(fā)育于榆林—神木古地形相對(duì)較高地區(qū)，MFT4為其頂部微相。微相MFT6為沉積期生物活動(dòng)產(chǎn)物，通常潮間下帶生物豐富，遺跡化石豐富，巖石受擾動(dòng)程度強(qiáng)，潮間上帶與潮下帶生物擾動(dòng)程度依次降低，至潮上帶或潮下低能靜水環(huán)境生物活動(dòng)稀少，不再形成微相MFT6。該微相在全盆地各鉆井段內(nèi)均可見，MA1沉積序列內(nèi)擾動(dòng)強(qiáng)度較強(qiáng)，MA2—MA4 沉積序列內(nèi)多為中等擾動(dòng)強(qiáng)度至弱擾動(dòng)強(qiáng)度；在MA2 沉積序列發(fā)育于底部，其余沉積序列則發(fā)育于中部。沉積序列內(nèi)發(fā)育位置及生物擾動(dòng)強(qiáng)度指示MFT6 發(fā)育區(qū)沉積亞環(huán)境差異。微相MFT7 指示潮間下帶至潮下上帶沉積環(huán)境，發(fā)育于MA3序列底部，主要見于米脂一帶相對(duì)高地形處各鉆井馬五5亞段底部1～2 m 內(nèi)，推測(cè)與馬五6亞段膏巖沉積結(jié)束后馬五5亞期早期咸化海水環(huán)境有關(guān)，MFT6應(yīng)該在盆地膏鹽湖分布區(qū)均有發(fā)育。上述沉積微相與沉積序列表明盆地不同地區(qū)馬五5亞期沉積時(shí)沉積環(huán)境明顯分異。

馬五5亞段沉積前盆地東部古地形起伏不平（圖5），使沉積亞環(huán)境在平面上發(fā)生分異：自西向東依次發(fā)育潮上帶、潮間上帶、潮間下帶與潮下帶；在東部潮下帶受古地形控制高地形處為潮間帶，即沉積前古地形控制了馬五5亞段發(fā)育時(shí)期沉積相帶展布規(guī)律。當(dāng)海平面的升降變化（圖6）時(shí)，沉積相帶發(fā)生規(guī)律性遷移：馬五亞期相對(duì)馬五亞期海平面下降時(shí)，盆地中西部呈環(huán)帶分布的相帶向東發(fā)生遷移，東部相對(duì)高地形處發(fā)育的潮間帶分布范圍擴(kuò)大，甚至出現(xiàn)潮間上帶—潮上帶環(huán)境。即馬五5亞段沉積期，沉積前古地形控制了沉積相帶分布規(guī)律，而海平面升降使沉積相帶發(fā)生遷移，據(jù)此建立了馬五5亞期沉積模式（圖7）。

圖7 鄂爾多斯盆地奧陶系馬五5 亞段沉積模式圖Fig.7 Sedimentary model of Ma member in the Ordovician,Ordos Basin

4.2 古地理特征及演化

如前所述，鄂爾多斯盆地東部奧陶系馬五5亞期古地理平面受古地形影響發(fā)生分異，呈現(xiàn)出潮上帶、潮間帶與潮下帶有規(guī)律環(huán)帶分布與東部潮間帶、潮下帶相間出現(xiàn)格局；海平面變化使沉積相帶遷移，海平面下降時(shí)潮間帶與潮上帶分布范圍擴(kuò)大。下文分別詳細(xì)闡述馬五期和馬五期古地理特征及其演化過程（圖8）。

圖8 鄂爾多斯盆地奧陶紀(jì)馬五 亞期（a）、馬五（b）亞期巖相古地理圖Fig.8 Paleogeography of layers I (a) and II (b) in the Ordovician,Ordos Basin

馬五5亞期古地理特征表明古地形控制沉積環(huán)境發(fā)生分異，古隆起—坳陷格局控制沉積相帶呈環(huán)帶狀分布，而內(nèi)部次級(jí)古地形差異使沉積環(huán)境再次發(fā)生分異，古地理格局與沉積面貌體現(xiàn)了碳酸鹽巖不同級(jí)次的構(gòu)造—沉積分異作用。海平面波動(dòng)則使沉積相帶在平面上發(fā)生有規(guī)律遷移，垂向上在不同地區(qū)形成各異的沉積微相組合和沉積演化序列。

5 結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地東部馬五5亞段碳酸鹽巖劃分出7 種沉積微相：紋層狀（含膏）泥微晶云巖、紋層狀泥微晶灰?guī)r、亮晶藻礫屑—礫屑灰?guī)r、殘余砂屑粉—細(xì)晶云巖、亮晶礫屑—藻砂屑（云）灰?guī)r、生物擾動(dòng)粉—細(xì)晶（灰）云巖、疊層石微晶（灰）云巖，與豐富的遺跡化石共同指示馬五5亞期為潮坪環(huán)境。

（2）馬五5亞期沉積前古地形控制潮上帶、潮間上帶、潮間下帶與潮下帶自西向東呈環(huán)帶狀分布，東部相對(duì)高地形控制潮下帶與潮間帶相間發(fā)育；從馬五期到馬五期海平面逐漸下降，西部各沉積相帶向東遷移，東部潮間帶連片分布。

致謝 河南理工大學(xué)張立軍副教授幫忙鑒定遺跡化石，研究生李婧娟、方繼瑤、劉夢(mèng)瑤、許克偉幫助完成部分研究?jī)?nèi)容，長(zhǎng)慶油田勘探開發(fā)研究院包洪平、黃道軍、侯云東、張道鋒、史云鶴、高星、魏柳斌在研究中提供基礎(chǔ)資料并給予有益建議，特此感謝！感謝審稿人給予的修改建議及論文編輯給出的審校意見！