鄂爾多斯盆地東部地層密度與巖相特征

陳浩

（西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 ，陜西　西安　710069）

鄂爾多斯盆地東部地層密度與巖相特征

陳浩

（西北大學(xué) 地質(zhì)學(xué)系 ，陜西西安710069）

本文通過(guò)對(duì)鄂爾多斯盆地東部5條地震測(cè)線的分析，確定了研究區(qū)地層的密度分布特征，并結(jié)合沉積巖和沉積環(huán)境概念模型，綜合探討了研究區(qū)巖相特征。結(jié)果顯示，隨沉積水深的增加，地層密度不斷增大。研究表明，研究區(qū)巖性復(fù)雜、巖相多變，自早奧陶世至晚三疊世依次發(fā)育沖淺海相-海灣瀉湖相-河流相-濱海沼澤相-干旱湖相-河流相-內(nèi)陸湖泊相等。

鄂爾多斯盆地；地層密度；巖性；巖相

1　引言

鄂爾多斯盆地位于中國(guó)大陸中部，礦產(chǎn)資源豐富，為我國(guó)找礦勘探和科學(xué)研究的熱點(diǎn)地區(qū)。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地陜北斜坡東部延安單斜的中間部位，西接天環(huán)坳陷，北與伊盟隆起毗鄰，東接晉西撓褶帶，南部和渭北隆起相鄰。研究區(qū)地層出露較全，由老到新包括上三疊統(tǒng)延長(zhǎng)組、中三疊統(tǒng)紙坊組、下三疊統(tǒng)和尚溝組和劉家溝組、上二疊統(tǒng)石千峰組、中二疊統(tǒng)石盒子組、下二疊統(tǒng)山西組和太原組、上石炭統(tǒng)本溪組及下奧陶統(tǒng)馬家溝組（李運(yùn)振等，2012）。研究區(qū)巖性及巖相類型較為復(fù)雜（史基安等，2009），而不同巖性及不同巖相的地層其密度也不同，密度的差異反映著巖性及沉積環(huán)境的差異。對(duì)研究區(qū)地層密度的研究可以有效的分析其巖性及巖相特征。

2　密度分布特征

巖石密度與地震縱波速度之間存在著一定的定量關(guān)系，可用加德納（Gardner）公式表示如下：

因此，可通過(guò)地震資料先計(jì)算出各地層的層速度，然后代入加德納公式再計(jì)算出各對(duì)應(yīng)地層的密度數(shù)據(jù)。

本文根據(jù)東西向和南北向共五條地震測(cè)線下的速度資料求取各組地層的平均密度（表1）。研究區(qū)密度分布特征表明，地層南北方向密度分布總體差異不大，中部、東南部，即延安、宜川區(qū)劉家溝組、石千峰組、石河子組地層較周圍相應(yīng)地層密度略小。

表1　研究區(qū)地層密度統(tǒng)計(jì)表

3　巖相特征

沉積巖中，不同的沉積建造以及它們的巖石共生組合由相應(yīng)的地理環(huán)境決定（孟祥化和葛銘，1985）。各時(shí)代陸源碎屑巖的密度均小于對(duì)應(yīng)時(shí)代非蒸發(fā)巖的密度，并且差異明顯，但對(duì)于兩者的沉積水深沒(méi)有明確界限。在同一個(gè)時(shí)代，尤其在同一時(shí)代、同一構(gòu)造單元或相鄰構(gòu)造單元范圍內(nèi)，其氣圈、水圈、具有相同或相似或具有一定變化趨勢(shì)的背景，陸源碎屑巖與蒸發(fā)巖的形成水體深度主體上更趨于由淺向深的變化。為研究地層在沉積過(guò)程中的古地理環(huán)境，本文引入如下沉積巖和沉積環(huán)境概念模型（圖1）。該模型的核心為：由陸上剝蝕區(qū)向海洋，在山間盆地形成固結(jié)或半固結(jié)的松散巖石，密度很低；至泛平原、三角洲、海濱或淺海形成陸源碎屑巖、泥質(zhì)巖等中等密度的巖石組合；再向外至淺海、深淺海、半深海、深海則形成以石灰?guī)r、白云巖為代表的非蒸發(fā)巖組合，低密度塊體則對(duì)應(yīng)淺水沉積（郭友釗等，2002）。本文以該模型為基礎(chǔ)，根據(jù)研究區(qū)地層的密度分布特征（表1），結(jié)合前人構(gòu)造史、沉積相等研究成果來(lái)探討研究區(qū)地層巖相特征。

圖1　沉積巖和沉積環(huán)境概念模型

4　分析

研究表明延長(zhǎng)組時(shí)期，地層密度分布在2.36～2.46 g/cm3之間，平均為2.37 g/cm3，為淺水沉積，接近陸相沉積，其巖性主要為泥巖和粗碎屑巖。紙坊組、和尚溝組、劉家溝組、石千峰組、石盒子組、山西組地層密度較為接近，平均密度分別為2.47 g/cm3、2.51 g/cm3、2.51 g/cm3、2.49 g/cm3、2.53 g/cm3、2.53 g/cm3，為較淺水沉積，巖性為粗、中碎屑巖。太原組、本溪組、馬家溝組地層平均密度分別為2.58 g/cm3、2.60 g/cm3、2.63 g/ cm3，為較深水沉積，主要發(fā)育頁(yè)巖、灰?guī)r、白云巖。由以上分析結(jié)果可知，研究區(qū)地層由老到新，地層密度不斷減小，沉積水體不斷變淺，由較深水海相沉積過(guò)渡為淺水陸相沉積。

5　結(jié)論

通過(guò)本次研究且結(jié)合前人研究資料表明，該地區(qū)早奧陶世馬家溝組至晚三疊世延長(zhǎng)組沉積相依次為：馬家溝組淺海相，本溪組、太原組海灣瀉湖及濱海沼澤相，山西組海灣瀉湖及濱海沼澤相，石盒子組河流湖泊相，石千峰組干旱湖相，劉家溝組間歇湖相，和尚溝組干旱湖相，紙坊組河流相，延長(zhǎng)組內(nèi)陸湖泊相。

［1］ 李運(yùn)振，劉震，郭彥如，韓品龍.鄂爾多斯盆地延長(zhǎng)組層序地層特征［J］.山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，04: 26-36.

［2］ 史基安，邵毅，張順存，付翠琴，白海峰，馬占龍，吳志雄.鄂爾多斯盆地東部地區(qū)奧陶系馬家溝組沉積環(huán)境與巖相古地理研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2009，03: 316-324.

［3］ 葉加仁，趙鵬大，陸明德.鄂爾多斯盆地下古生界油氣地質(zhì)動(dòng)力學(xué)研究［J］.中國(guó)科學(xué)D輯，2000，30（1）: 40-46.

［4］ 孟祥化，葛銘.沉積建造的新概念及其分析原理［J］.中國(guó)區(qū)域地質(zhì)，1985，15: 67-78.

郭友釗，余欽范等.巖石物性塊體及其地質(zhì)應(yīng)用［M］.2003，北京: 地質(zhì)出版社.

P539.2；P618.13

A

1003-5168（2015）11-085-02