隴東地區上古生界盒8段巖相及沉積相特征

張 成

（成都理工大學地球科學學院，四川 成都 610059）

1.區域地質概況

鄂爾多斯盆地北緣緊臨河套盆地，西達六盤山－賀蘭山脈，南部以渭北隆起為界，東至呂梁山西緣，是一個整體穩定沉降、坳陷遷移、扭動明顯的大型多旋回且具繼承性的疊合盆地。盆地發育一系列鼻狀隆起，東西走向，斷裂構造較弱，向盆地的軸方向發展。根據盆地的基底特性、構造特征、地質演化史，盆地可以被分為6個構造單元，分別是伊蒙隆起、渭北隆起、晉西曲折帶、伊陜斜坡、天環凹陷和西部邊緣逆沖帶。隴東地區大體位于渭北隆起西段與西緣沖斷帶交匯處，天環坳陷以南，伊陜斜坡以西；具體范圍北至鐵邊城，南到淳化、西達平涼、東到蓮花寺，面積大約53869 km2。研究重點層位下石盒子組盒8段為優質的含氣儲層，其地層厚度約30-70 m，盒8段砂巖的粒度以細砂巖和粉砂巖為主，其次是中砂巖及粗砂巖，含少量泥巖。埋深較大，底部具明顯沖刷面。

2.巖相類型及特征

表1 隴東地區盒8段巖相類型劃分及成因解釋

巖相是指在某一特殊沉積環境與能量條件下沉積而成的巖石特征綜合。巖相是判別碎屑顆粒搬運機制，水動力強弱與沉積環境劃分的有力證據，對于研究沉積機理的不可或缺。

通過對研究區露頭特征以及室內巖芯的巖性、顏色、粒度、沉積構造等沉積特征的分析，認為研究區盒8段的砂巖以灰白色中細砂巖為主，西南部砂體厚度發育規模常大于東北部砂體，反映了西南部離物源更近且物源供給更加充足。據以上分析，可將隴東地區上古生界盒8段巖相歸納為9種類型（表1）。

3.沉積相類型及巖相組合

3.1 辮狀河三角洲平原亞相

FA1（M-Fm-Fl-Fr）：巖性主要由灰色、灰黑色泥巖、粉砂質泥巖夾泥質粉砂巖組成。泥巖與粉砂質中常發育水平層理，沙紋層理等弱水動力沉積構造。該類巖相在水動力較弱的辮狀河三角洲平原分流間洼地常見。分流間洼地是分流河道之間的相對凹陷低能區域，主要發育泥質不純的粉砂質泥巖。常具蟲孔、植物化石莖干。

FA2（Fm-Gm-Sp-Sh）：沉積序列底部常沖刷侵蝕下伏塊狀層理粉砂巖層形成沖刷面，巖性為塊狀礫砂巖相，沖刷面上含沖刷泥礫石植物莖干等殘留沉積物，發育灰色中—細砂巖，部分夾粉砂巖具不對稱波痕及沖刷－充填構造。中上部的中細砂巖中發育大量的板狀交錯層理以及平行層理，垂向總體具有上粗下細的間斷性反韻律，此類巖相在水動力較強的辮狀河平原分流河道相帶常見。辮狀河平原分流河道是三角洲前緣亞相最重要的微相類型及油氣優質儲層之一，以砂質沉積為主，分選差，化石少見。自然伽馬測井曲線大多呈現低幅箱形。

3.2 辮狀河三角洲前緣亞相

FA3（Gst-sp-sh）：自然伽瑪曲線大多呈現箱形、微齒化箱形以及齒化鐘形，幅值較小，底部突變接觸。底部發育小型槽狀交錯層理含礫砂巖相，向上逐漸過渡為板狀交錯層理砂巖相，頂部水動力也逐漸由強變弱發育平行層理砂巖相，該類巖相在水下分流河道微相常見。水下分流河道隨著湖泊大規模快速收縮的沉積過程中向辮狀河三角洲前緣不斷推進，且面積不斷縮小。水下分流河道為陸上分支河道的水下延伸部分，可以搬運大量泥沙一直搬運到河口處沉積下來形成三角洲前緣亞相沉積骨架，橫向上呈細條帶狀順流向展布，縱向上常由多個相互疊置的分流河道單砂體組成，砂體頻繁側向遷移加積形成的旋回性正韻律變化。

FA4（Fl-M）：測井曲線GR表現為線形，幅值變化范圍窄。巖性以泥巖、粉砂質泥巖以及少量的粉砂巖為主，常見水平層理。巖心偶見植物化石碎片，發育水平層理，該類巖相在辨狀河三角洲前緣分流間灣常見。分流間灣是相鄰或水下分流河道分支之間的水動力弱的低洼地帶，通常還會受到洪水期溢出水下分流河道的細粒懸浮物質的垂向加積作用。當辮狀河三角洲向前移動時，會在水下分流河道之間形成一部分楔形泥質沉積體，這些沉積體由于沉積速率較快，形態是尖端指向陸地，這些沉積體處于低能的沉積環境。

3.3 淺湖亞相

FA5（Fr-Gst-Sp-Sh）：測井曲線GR為典型的齒化箱型，曲線上下近乎對稱，或漏斗型、高負異常的指型。底部主要為巖性發育沙紋層理粉砂巖，中部板狀交錯層理中細砂巖相發育，中上部可見平行層理砂巖相，頂部受湖水沖刷改造，常見沙紋層理粉砂巖，波狀層理以及浪成沙紋層理垂向上表現為下細中粗上細的正反粒序組合韻律，該類巖相在淺湖砂壩相帶十分發育。

FA6（Fl-M）：自然伽馬測井曲線表現為高幅值線型或微齒化線型，巖性以泥巖，粉砂巖質泥巖為主，二者常互層發育，層理主要發育水平層理，生物化石豐富。該類巖相組合主要在淺湖泥相帶出現。

4.沉積模式

通過隴東地區盒8段野外典型野外露頭沉積相分析、結合測井相特征，以及巖相組合特征，對研究區盒8段劃分出了6種沉積微相，并根據沉積微相在平面及垂向上的空間分布規律和發育特點，建立了淺水辮狀河三角洲—灘壩復合沉積模式。

盒8段沉積時期，北部的陰山古陸和南部的北秦嶺山造山帶構造活動十分活躍，隆升加劇，古隆起不斷上升，為辮狀河三角洲沉積提供充足的物質來源，與此同時物質來源不斷向盆地中部聚集，湖盆面積減小。辮狀河道水動力強非常不穩定，時常橫向擺動，遷移性較強，砂體垂向上具有多期次層層疊置的特點。由于坡降大，搬運大量的沉積砂體，綿延數千里。古河道受到南部和西南物源的控制向北和東北方向延伸，逐漸發育多條錯綜復雜的辮狀河道，水流所攜帶的砂體含量逐漸增多，發育辮狀河三角洲平原亞相—辮狀河三角洲前緣亞相—淺湖亞相—辮狀河三角洲前緣亞相的沉積相帶展布。在這個沉積時期，研究區主要發育多條頻繁交互的辮狀河道和水下分流河道，地形平坦處，水體淺、波浪作用不強、河流作用為主，形成河道砂體。分流河道砂體橫剖面呈“頂平底凸”形態，垂向上呈孤立式或切割疊置；平面上呈條帶狀或連片狀展布。湖岸較陡處，波浪作用較強并將該區域的水下分流河道砂體改造成灘壩砂體且長軸平行于湖岸線。由于湖平面不斷地波動導致湖岸線不斷地變遷，由此也導致了辮狀河砂體平面上呈條帶狀或連片狀展布，灘壩則因此不斷地平行遷移疊置，形成了辮狀河三角洲—灘壩復合沉積模式。

5.結語

一是通過隴東地區盒8段巖心觀察分析，厘清了隴東地區盒8段巖相種類，共9種：塊狀礫巖相（Gm）；槽狀交錯層理含礫砂巖相（Gst）；板狀交錯層理砂巖相（Sp）；槽狀交錯層理砂巖相（St）；平行層理砂巖相（Sh）；沙紋層理粉砂巖相（Fr）；塊狀層理粉砂巖相（Fm）；水平層理粉砂巖相（Fl）；水平層理泥巖相（M）。二是通過對研究區盒8段野外典型露頭與室內巖心研究分析，并結合大量的測井資料、認為隴東地區盒8段可劃分為6種沉積微相：分流河道、分流間洼地、水下分流河道、分流間灣、淺湖泥、淺湖砂壩。三是依據單井測井曲線形態特征和巖心觀測描述，10種巖相類型又可歸納為6種典型的巖相組合，每種典型的巖相組合有與之相對應的沉積微相。FA1（M-Fm-Fl-Fr）該類巖相組合在水動力較弱的辮狀河三角洲平原分流間洼地常見。FA2（Fm-Gm- Sp-Sh）該類巖相組合在平原分流河道相帶常見。FA3（Gst-sp-sh）。該類巖相組合在水下分流河道微相常見。FA4（Fl-M）該類巖相組合在辨狀河三角洲前緣分流間灣常見FA5（Fr-Gst-Sp-Sh）該類巖相組合在淺湖砂壩相帶十分發育。FA6（Fl-M）該類巖相組合主要在淺湖泥相帶出現。四是通過隴東地區盒8段野外露頭觀測、結合測井特征及巖相與沉積相特征，建立了淺水辮狀河三角洲—灘壩復合沉積模式。