二連盆地額仁淖爾地區(qū)賽漢組砂巖粒度特征

齊文博 李小偉

摘要：對(duì)二連盆地額仁淖爾地區(qū)賽漢組砂巖的粒度測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，賽漢組砂巖以中、細(xì)粒為主，分選中等，偏度介于-0.29～0.65，呈現(xiàn)為正偏態(tài)分布，且峰度值介于0.54～1.25，表現(xiàn)為中等，說(shuō)明賽漢組砂巖沉積時(shí)的水動(dòng)力能量較強(qiáng)，識(shí)別為河流—三角洲沉積相。

關(guān)鍵詞：砂巖粒度分析；沉積環(huán)境；賽漢組；二連盆地

基金項(xiàng)目：二連盆地中西部油氣勘查區(qū)鈾礦選區(qū)與調(diào)查（DD20160128-12）。

Grain-Size of Saihan Formation in Errennaer Area in the Erlian Basin

QI-Wen bo，Li-xiao wei

Sino Shaanxi NuclearIndustry Group Geological Survey Co.Ltd，Xian，710100

Abstract： The comprehensive analysis of grain size test data of Saihan formation sandstone in Errennaer Area in the Erlian Basin，The sandstone of Saihan formation is mainly medium and fine grained，medium sorting，The skewness ringing -0.29～0.65，showing a normal skew distribution，and the kurtosis 0.54～1.25，showing a moderate，Reflected the characteristics of traction current deposits，and identified the fluvial-delta deposition in Saihan formation.

Key words： sandstone grain-size analysis；sedimentary environment；Saihan formation；Erlian basin

1.引言

賽漢組為二連盆地砂巖型鈾礦的主要賦礦層位，分布范圍廣，沉積期處于整個(gè)盆地?cái)噢洲D(zhuǎn)換期，普遍認(rèn)為賽漢組為辮狀河—三角洲沉積體系。賽漢組沉積末期以來(lái)，盆地發(fā)生構(gòu)造反轉(zhuǎn)，地層遭受剝蝕，大部分地區(qū)缺失賽漢組上段，因此與上覆地層界面特征不明顯。近年來(lái)大量的綜合找礦工作和科研工作成果對(duì)研究賽漢組地質(zhì)特征、沉積環(huán)境提供了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們運(yùn)用賽漢組砂巖粒度測(cè)試數(shù)據(jù)，通過(guò)概率累積曲線(xiàn)形態(tài)、參數(shù)特征、判別函數(shù)等基本參數(shù)來(lái)研究賽漢組沉積環(huán)境。

2.區(qū)域地質(zhì)背景

額仁淖爾凹陷位于二連盆地烏蘭察布坳陷北西部，為一北東向展布的東斷西超的箕狀凹陷，東北部較寬，南西部較狹窄，凹陷內(nèi)部褶皺構(gòu)造不發(fā)育，斷陷、斷裂作用強(qiáng)烈，斷裂構(gòu)造控制了凹陷的形成與發(fā)育。

賽漢組屬于下白堊世早期沉積，與上覆地層二連組呈不整合接觸，與下伏地層騰格爾組呈整合接觸關(guān)系。多數(shù)研究資料認(rèn)為二連盆地在整個(gè)漫長(zhǎng)的地質(zhì)演化歷史中可以劃分為第一裂陷幕、第二裂陷幕及列后期，分別對(duì)應(yīng)的主要地層為阿爾善組、騰格爾組、二連組，而賽漢組處于第二裂陷幕后期，此時(shí)盆地發(fā)生回返、萎縮，具有斷—拗轉(zhuǎn)換性質(zhì)，斷陷強(qiáng)度已大大減弱，沉積速率超過(guò)沉降速率。早期以一套低水位體系域?yàn)榇淼霓p狀河沉積為主；中期沉積范圍擴(kuò)大，聚煤作用較為強(qiáng)烈，黃鐵礦、有機(jī)質(zhì)含量高，形成一套湖沼沉積；晚期沉積范圍發(fā)生萎縮，以辮狀河三角洲沉積為主。

3.砂巖粒度特征分析

粒度分析在沉積學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用，是判定沉積環(huán)境沉積相的主要工作手段之一。粒度可以作為研究沉積物及沉積巖分類(lèi)的定量指標(biāo)，可以準(zhǔn)確地反映出沉積作用的流體力學(xué)性質(zhì)[1-2]。沉積物的粒度分布受搬運(yùn)方式、搬運(yùn)介質(zhì)、沉積環(huán)境等因素控制，因此對(duì)沉積物的粒級(jí)分布、粒度判別函數(shù)、概率累積曲線(xiàn)、粒度特征參數(shù)等開(kāi)展綜合研究可以判別出沉積物所處的沉積環(huán)境[6，10]。

3.1粒級(jí)分布

沉積物粒度分布能夠準(zhǔn)確地反映出沉積物質(zhì)來(lái)源、沉積區(qū)水動(dòng)力環(huán)境、搬運(yùn)能力和搬運(yùn)路線(xiàn)。沉積物的粒級(jí)分布能夠反映出水動(dòng)力的強(qiáng)弱，沉積物粒度粗表明沉積過(guò)程中的水動(dòng)力強(qiáng)，沉積物粒度細(xì)表明沉積過(guò)程總水動(dòng)力條件弱[7]。賽漢組砂巖中細(xì)砂含量34.97%，中砂含量19.03%，粗砂巖含量17.36%，粒級(jí)以細(xì)砂—中砂為主，反映出該區(qū)域沉積物距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，水動(dòng)力條件較強(qiáng)。

3.2粒度特征參數(shù)

福克等認(rèn)為平均粒徑和中值、分選系數(shù)、不對(duì)稱(chēng)系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)偏差、偏度、峰度等參數(shù)可以反映粒度特征。這些數(shù)值是鑒別沉積環(huán)境的參考數(shù)值，每個(gè)粒度參數(shù)都定量地表示碎屑物質(zhì)的粒度特征，能判別出沉積物質(zhì)搬運(yùn)時(shí)的水動(dòng)力條件、沉積環(huán)境[8]。

福克等用KG值確定了峰值的等級(jí)界限：KG<0.67，很平坦；KG：0.67～0.90，平坦；KG：0.90～1.11，中等（正態(tài)）；KG：1.11～ 1.56，尖銳；KG：1.56～3.00，很尖銳；非常尖銳，KG：>3.00[9]。

二連盆地額仁淖爾地區(qū)塞漢組14塊樣品圖像粒度分析統(tǒng)計(jì)的特征參數(shù)（表2）。表中粒度均值介于-0.12～3.92，平均為1.95，根據(jù)溫德華碎屑粒級(jí)分類(lèi)，主要為中—細(xì)砂巖結(jié)構(gòu)；標(biāo)準(zhǔn)偏差介于0.61～2.51，平均為1.18，分選中等—較差；偏度介于-0.29～0.65，平均為0.18，以正偏態(tài)為特征；峰度介于0.54～1.25，平均為0.95，峰值以中等為主。可見(jiàn)，賽漢組砂巖顆粒分選中等—較差反映出沉積物距離物源區(qū)具有一定的距離、沉積時(shí)的水動(dòng)力能量較強(qiáng)。

3.3粒度判別函數(shù)分析

薩胡利用粒度分析資料進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)，得出不同沉積環(huán)境下沉積物的平均粒徑、偏度、標(biāo)準(zhǔn)偏差、尖度這四個(gè)粒度參數(shù)的變化以及同一沉積物內(nèi)四個(gè)參數(shù)間的關(guān)系，得出四個(gè)綜合公式及關(guān)系圖，用來(lái)區(qū)別沙丘、海灘、淺湖、河流和濁流這五種常見(jiàn)的沉積物。判別公式如表3所示[3]。

根據(jù)薩胡（Sahu，1964）沉積環(huán)境判別公式（3）和公式（4）計(jì)算，Y3表明沉積環(huán)境為淺湖相沉積，Y4表明沉積環(huán)境為河流濁流相沉積，據(jù)此可以說(shuō)明賽漢組砂巖屬于河流—三角洲沉積相。

3.4結(jié)構(gòu)參數(shù)散點(diǎn)圖解

水動(dòng)力條件控制沉積物的粒度分布，同時(shí)粒度分布是反映原始沉積狀態(tài)的直接標(biāo)志，可以直接提供沉積時(shí)的水動(dòng)力條件[10]。根據(jù)矩法和圖像法計(jì)算出粒度平均值、偏度、尖度、標(biāo)準(zhǔn)偏差，對(duì)照弗里德曼的粒度統(tǒng)計(jì)參數(shù)離散圖分析（圖1），得出賽漢組屬于河流—三角洲沉積。與運(yùn)用薩胡環(huán)境判別式所得賽漢組粒度參數(shù)判別結(jié)果基本一致。

3.5粒度概率累積曲線(xiàn)

概率累積曲線(xiàn)可以反映沉積物搬運(yùn)方式與粒度分布之間的關(guān)系，能夠有效了解沉積物搬運(yùn)機(jī)制并解釋沉積環(huán)境[1]。本研究選取賽漢組6個(gè)砂巖樣品進(jìn)行概率累積曲線(xiàn)分析（圖2）。

從概率累計(jì)曲線(xiàn)可以看出，賽罕組砂巖粒度總體以一段式概率累積曲線(xiàn)的跳躍為主，斜度為50°～60°，粒度分選中等—差，與滾動(dòng)總體的截點(diǎn)為0.75φ～3.0φ，與懸浮總體的截點(diǎn)為3.25φ～4.0φ；其次為懸浮次總體，斜度為10°～35°；還有較少部分的滾動(dòng)次總體部分，其斜度為15°～35°。此外，少量樣品有滾動(dòng)搬運(yùn)組分，主要是相對(duì)較粗粒的組分。反映了沉積物沉積時(shí)水動(dòng)力能量較強(qiáng)。

4.結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)賽漢組砂巖的粒度實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)運(yùn)用粒級(jí)分布、粒度參數(shù)特征、粒度判別函數(shù)、結(jié)構(gòu)散點(diǎn)圖解及概率累積曲線(xiàn)形態(tài)等方法進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為額仁淖爾地區(qū)賽漢組砂巖屬于河流—三角洲沉積。

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