鄂爾多斯盆地富縣地區碳酸鹽巖微相分析

何碧云

（西安石油大學，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，蘊藏著非常豐富的礦產資源，目前已經發現了5個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[1]。富縣地區位于鄂爾多斯盆地東南部的伊陜斜坡之上，長期以來，富縣地區主要是在中生界找油，2000年后逐漸轉變成為油氣勘探并重，在古生界則主要以找氣為主[2]。據統計，世界油氣產量的60%也來自于碳酸鹽巖儲層[3–5]。中國石化自 1999年在該地區部署了鉆達古生界的探井，鉆探結果表明，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量，表明研究區具有較好的勘探前景。本次研究通過巖心觀察、鑄體薄片分析等實驗手段，劃分出研究層位的沉積微相，并進一步繪制出巖相古地理圖，為相關研究提供參考

1 碳酸鹽巖巖石類型

依據古生物特征、沉積旋回及區域性標志層，將奧陶系馬家溝組分為6個巖性段，自下而上為馬六段至馬一段，多數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巖類和白云巖類[7]。研究區的巖性主要為：泥晶白云巖、泥質灰巖、巖溶角礫白云巖、泥晶砂礫屑白云巖、亮晶鮞粒灰巖、含灰白云巖、云灰巖等。

2 沉積微相分析

2.1 沉積相劃分標志

相標志是相分析的基礎，是對沉積環境具有指示意義的地質記錄，包括沉積巖的顏色、巖性、沉積構造、古生物和剖面特征等[8–9]。

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

（2）巖性標志。泥晶白云巖是研究區的主要巖石類型，指示研究區發育了大量的潮坪泥云坪環境；泥晶砂礫屑白云巖：該種巖石類型發育于較強的水動力條件，為潮坪風暴巖環境。

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

（4）古生物標志。碳酸鹽巖中往往發育大量的古生物，不同種屬的生物生存的環境不同，發育的生物的類別、數量、形態、結構亦有差別。雖然研究區的巖石中生物含量較少，但在顯微鏡下發現有介形蟲、海百合等。

2.2 微相類型

在精細的各種相標志分析的基礎上，結合前人對該地區沉積環境的研究，進行典型鉆井巖心相的詳細分析，建立了研究區沉積微相劃分方案，認為研究區總體為臺地背景下的局限–開闊臺地亞相，并可進一步識別出7個沉積微相類型（如表1）。

表1 研究區沉積微相劃分

3 單井相分析

在沉積相標志分析的基礎上，通過單井巖性解釋結果，以延718井的單井相為例進行了分析（圖1），總體上認為研究區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，上部反映潮下環境，下部反映含泥云坪微相；馬五4亞段：上部主要為白云巖，反映潮下環境，下部含少量灰巖及少量泥質，反映含灰含泥云坪；馬五3亞段：上部含部分泥質夾少量石膏，反映含膏含泥云坪微相；下部主要以白云巖為主，反映潮下環境；馬五2亞段：主要為白云巖夾部分石膏及少量泥質，反映含膏含泥云坪；馬五1亞段：該層段被剝蝕，結合前人對該地區沉積環境的相關研究，可以推斷出其應屬于云坪。

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上，通過對研究區所有單井相的詳細分析，以及對地層厚度的統計，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25 m，范圍廣泛；中部地層厚度最高可達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亞段屬于海進期，自古隆起往北部及東部依次發育局限臺地亞相及開闊臺地亞相，在延699井附近發育含膏云坪微相，延623、延718、延1053井附近屬于潮下環境，延728井附近發育含灰云坪微相。

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亞段沿剝蝕區附近大部分發育含泥云坪微相，在延719井附近發育含膏云坪微相，區域東北部發育開闊臺地亞相，延1053井附近發育含灰云坪微相。

4.3 馬五3亞段（圖4）

研究區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20 m，范圍廣泛；中部地層厚度最高可達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，未剝蝕區基本為局限臺地亞相，沿剝蝕區往東發育部分含泥云坪微相，北部延1071井附近發育含膏云坪微相，沿剝蝕線往東在延716、延717井附近也發育含膏云坪微相。

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，發育開闊臺地亞相，在延570、延718井附近發育含膏云坪微相。

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 結論與認識

鄂爾多斯盆地富縣地區碳酸鹽巖巖石類型主要為石灰巖和白云巖；主要發育局限–開闊臺地亞相。進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期的典型沉積特征。

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