準噶爾盆地瑪湖凹陷百口泉組礫巖的巖石學特征及沉積環境意義

丁 雲，朱 銳

(長江大學 地球科學學院，湖北 武漢 430100)

準噶爾盆地瑪湖凹陷百口泉組礫巖的巖石學特征及沉積環境意義

丁 雲，朱 銳

(長江大學 地球科學學院，湖北 武漢 430100)

瑪湖凹陷位于準噶爾盆地西北緣，通過粒度資料進行分析，嘗試利用多元統計的分析方法，分析瑪湖凹陷夏子街扇百口泉組沉積物粒度組成與分布特征，從而綜合判定沉積環境，對研究區下一步工作具有指導意義。

瑪湖凹陷；百口泉組；礫巖；巖石學特征；沉積環境

1 礫巖的粒度構成

研究區采集的礫巖粒度分析樣品來自54口井，共550個樣品。瑪湖地區發育的礫巖根據礫石的粒度大小，制定了適合工區情況的粗碎屑巖分類標準(見表1)。百口泉組礫巖粒徑主要分布范圍在2～128 mm之間，對礫巖的粒度進行分類，尤其是中礫巖進行了細分[1]。

表1 瑪湖地區礫巖分類標準

2 礫巖粒度頻率曲線和概率累計曲線

夏子街扇區瑪152井百二段的粒度頻率曲線圖有3種形態[2]，一種呈現單峰特點(如5、8、6、11號樣品)，峰值在-4Φ左右，但Φ值范圍較廣，5Φ～-5Φ都有出現，表明沉積水動力較強；一種是多峰曲線(如13、15號樣品)，峰值較高，峰值出現在-2Φ和2Φ左右。一種是平滑的曲線(如1、3、4、10號樣品)，峰值不高，Φ值范圍較廣，5Φ～-3Φ都有出現。

瑪002井百二段的粒度頻率曲線圖有兩種形態[3]，一種呈現單峰特點(如4、5號樣品)，4號樣品的峰值在-4Φ左右，5號樣品的峰值在1Φ左右曲線尖銳，但Φ值范圍較廣，5Φ～-4Φ都有出現，表明沉積動力較強，滾動和跳躍的組分都有；一種是平滑的曲線(如1、2、3號樣品)，峰值不高，Φ值范圍較廣，5Φ～-4Φ都有出現。

如圖1所示，瑪152井，瑪001井，百二段的概率累計曲線如圖所示，整體上看，滾動搬運組分和跳躍組分是這些沉積物的主要形式。M152井的滾動組分是(-4.8，-3.8)Φ區間內，斜率在50(°)～65(°)范圍內，表示分選較好；跳躍總體含量在20%左右。M001井的滾動組分在(-4.7，-2.4)Φ區間，斜率較在60(°)左右，表示分選較好；跳躍總體含量在20%左右[4-5]。

3 礫巖粒度結構參數散點圖

梅森和福克的研究結果表明，不同的粒度參數是在不同的沉積環境下形成的，偏度和峰度的散點圖證據來區分的海灘，海岸沙丘和風坪等環境方面非常有效果的。費里德曼采用世界不同地區的典型的砂樣，與矩量法的標準差和矩量法的程度的散點圖可以區分沙、沙灘、湖砂。在這項研究中，在瑪湖凹陷夏子街扇百口泉組5口井152塊樣品，被用來繪制的目的層和標準偏差的結構參數散點圖。從圖中可以看出，研究區沖積扇礫巖儲層多為正偏差，分離差異較大，充分反映了研究區扇三角洲上以牽引流為主的沉積環境特征。

圖1 夏子街扇百二段概率累計曲線

偏態說明平均值和中值粒度的相對的位置，在頻率曲線的位置在一個很好的方向值的平均值，相反當薄沉積物負面傾斜，然后在頻率曲線的平均位置中值粒徑粗邊的方向。如圖2所示，夏子街扇百二段的大多數是正偏態，但也有時候是負偏，標準差大于1.5和大于0的偏態區域主要反映了扇三角洲沉積物的沉積和三角洲環境，相比之下更粗粒度分布的特點，分類更糟(地圖投影點位置在右上角方向，更反映了沉積物更粗粒度分布，排序更差)。而百一段主要是正偏，表明研究區復雜的物源和水動力條件，沉積物以粗粒為主。

圖2 夏子街扇百二段結構參數散點圖

雖然研究區目的層屬牽引流為主的沉積，然而，不同于一般的河流，他有一個滾動和跳躍組成的概率曲線的顆粒大小。然而，一般的牽引流具有較少的懸掛部件，這主要是由于材料的來源和供應的影響接近粗碎屑。粒度資料分析表明，瑪湖凹陷夏子街扇百口泉組整體粒度較粗，以大中礫巖，小中礫巖及細礫巖為主，分選差。需要特別指出的是，粒度分析可以提供沉積環境方面，特別是水動力方面的資料，但受沉積環境成因的復雜性影響，粒度分析方法并不一定總能得到理想的結果。總的來說，不同的沉積環境具有不同的水動力條件，但是類似的水動力條件可以出現在不同環境的次級環境中，加上物源供應、構造條件等各種因素的差別，情況常常十分復雜。因此，只有粒度分析和其他相關的信息和研究方法是緊密結合的，相互確認補充，才能得出一個客觀和現實的結論。

4 礫巖粒度參數的平面分布特征

沉積環境的重要依據之一是沉積物粒度參數。粒度參數的分布可以用來識別沉積環境或確定物質運動的方式[6]。采用多元統計分析方法對瑪湖凹陷夏子街扇百口泉組百二段的345個樣品進行分析，得出百口泉組百二段的粒度在平面上的分布特征。

首先用Q型聚類分析方法，在不知道各個樣品相關性的情況下對每一口井的樣品進行聚類，將沒一口井的樣品分為具有親緣關系的若干類，在此基礎上，將每一類的粒度數據求取平均值，然后利用平均值做出粒度在平面上分布圖。以瑪152井為例詳細講述此方法的應用。

采用多元統計分析方法，采用Q聚類分析方法進行分類，聚類方法采用類間平均鏈鎖法，距離的計算采用歐式距離平方，利用spss進行處理后輸出樣品Q型聚類分析譜圖(圖3)。以瑪湖凹陷夏子街扇瑪152井百口泉組百二段的19個樣品進行Q型聚類分析為例，當類間距為13時，所有樣品在垂向上基本聚為一類，表明瑪152井主要經歷了一個期次的沉積供給過程，而5和7號樣品單獨為一類，主要是因為此深度樣品粒度太細所影響，也可能是因為物源供給物發生了一些改變[7]。可以將瑪湖凹陷夏子街扇百口泉組百二段粒度數據分為四類，得出的結果如圖所示。利用上述方法，分別對瑪湖凹陷夏子街扇百口泉組百二段的其他井的樣品數超過10個的井位進行分析，得出這些具有親緣關系的樣品。

圖3 夏子街扇百口泉組百二段Q型聚類譜圖

對瑪湖凹陷百口泉組百二段進行聚類分析后，對具有親緣關系的粒度求取平均值。然后利用平均值做出粒度平面分布圖(圖4)。如圖所示，瑪湖凹陷百口泉組百二段粒度平面分布圖，從圖中可以看出研究區礫石的高值區主要出現在北部偏西和南部偏東的地方，其中北部偏西區高值可達-3.78Φ，南部偏東高值可達-2.95Φ。而研究區中間的北東方向的粒徑普遍偏低，由北東方向向西南方向粒徑的值逐漸降低，這與研究區物源方向是一致的。其中夏81井夏82井的值偏高，是由于距離物源較近，水動力較強，能夠搬運粒徑較大的礫石，且搬運距離較短，受到的磨蝕作用較弱，所以粒度較粗。而瑪004井，瑪7井，瑪19井，瑪11等井的粒度值較高，根據查閱的相關文獻[8]，可能是由于此處存在坡折帶引起的。

圖4 夏子街扇百口泉組百二段粒度平均值等值線

5 結 論

研究區主要是大中礫巖，小中礫巖和細礫巖，粒徑一般大于2 mm，礫石的磨圓度較差，大多呈次棱角狀，次圓狀等。粒度概率圖表明，多種巖石類型基本都是以較粗的滾動搬運組分和跳躍搬運組分為主，細粒的懸浮組分很少。結構參數散點圖證實研究區以牽引流為主。提出了基于最小一種基于巖心掃描照片礫巖粒度組分百分含量的定量計算方法。通過計算巖心掃描照片的空間自相關系數，利用帶約束條件的最小二乘法求解得到各個顆粒大小組分的百分含量，最終確定礫巖的巖性。瑪湖凹陷百口泉組礫巖的粒度分布定量計算實例說明了該方法的可行性與有效性。

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PetrologicalCharacteristicsandSedimentaryEnvironmentSignificanceofMahuDepressionofBaikouquanConglomerateinJunggarBasin

DING Yun, ZHU Rui

(SchoolofGeosciences,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China)

Mahu sunken area is located in the northwestern margin of Junggar basin. This paper makes an analysis of grain size data to use multivariate statistical method in composition and distribution characteristics of Baikouquan in Xiazijie sediments. It is of comprehensive determination in sedimentary environment, as has a guiding significance for next step.

Mahu sunken area; Baikouquan formation; Conglomerate; Petrology feature; Sedimentary environment

2017-07-12

國家科技重大專項(2016ZX05027)；國家自然科學基金(41302096)。

丁雲(1992-)，湖北隨州人，碩士研究生，研究方向：儲層沉積學，手機：18062795521，E-mail：46809089@qq.com.

P618.13

A

10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.05.003