內蒙古鄂爾多斯地區延安組沉積環境分析

賈超 劉禧超 郭維

摘要：鄂爾多斯盆地作為世界上少數的大型聚煤盆地，煤炭資源極其豐富。而侏羅系中統延安組又是陜北和內蒙古鄂爾多斯盆地的重要含煤地層。分析延安組的沉積環境特征，恢復侏羅紀時期測區的原型盆地面貌，為探索建立測區煤炭富集規律提供參考和依據，這是本文章研究的作用和意義所在。

關鍵詞：內蒙古鄂爾多斯；延安組；沉積環境

經富縣組的填平補齊淤淺沉積后，盆地調整總體處于周期性的緩慢下沉階段，延安組以旋回沉積為特點，總體可歸納為三期。

1.延安組早期沉積環境

富縣期之后，鄂爾多斯盆地有一次區域性的構造抬升，造成了富縣組與延安組之間的沉積間斷。根據延安組底部的砂礫巖、長石石英砂巖、石英砂巖與下伏中三疊世二馬營組、晚三疊世延長組、早侏羅世富縣組的接觸面大部分地段為較平緩的平行不整合，局部為較平緩的微角度不整合特點，結合鉆孔控深資料，可確定區內延安組沉積基底起伏差異并非很懸殊（圖1），總體為寬緩負地貌特征。

研究區內延安組早期，在繼承了富縣組沉積格局的同時，擴展性地發展了自身的沉積環境。這時盆地沉積范圍迅速擴張，物源供給充足，在研究區內形成了河流—湖泊三角洲的總局勢，河流相的地層相對較厚，其中在達拉特旗高家溝所測延安組剖面PM47中，發育槽狀楔狀交錯層理的含礫粗砂巖厚度近40m。這一階段，本區有四個三角洲朵葉體群向區內推進：位于研究區北部的達拉特旗高家溝三角洲朵葉體群，呈樹冠狀總體由東向西推進至康巴什附近；中部的暖水三角洲朵葉體群分岔后一支向南西延伸至孫家岔，另一支向南西西延伸至成吉思汗陵；南部的大岔三角洲朵葉體群，呈樹冠狀總體由東向西推伸展至店塔，向南延伸至孤山；西部的察干淖三角洲朵葉體群，呈樹冠狀總體由西向東推進至新街、中雞、爾林兔等地。在三角洲朵葉體群不連片區域則形成不規則的湖灣相沉積環境（圖2）。

隨著上述四個三角洲朵葉體群的不斷推進，研究區三角洲平原及前緣連成一片，大面積淤淺，形成寬廣平緩的沉積坪，近而發展為大面積的泥炭沼澤沉積環境，構成盆地水進→水退完整的演化沉積旋回。

2.延安組中期沉積環境

在延安組早期沉積結束后，中期經歷有三次規模較大的湖侵過程，每次規模較大的湖侵過程基本上對應形成了一個相對較完整的，由前三角洲（湖灣）→三角洲前緣→三角洲平原的沉積旋回（圖3）。

第一次快速湖侵均使原來的湖泊三角洲區的大保當變淺湖區，研究區內全部變為覆水區，東勝至康巴什一帶的剝蝕區也覆水消失，區內接受了不同的湖灣、湖泊三角洲沉積。從研究區調查情況分析，下部為富含個體較小的雙殼類化石的細碎屑物質，反映湖灣沉積層序特點，其上發育完整的湖泊三角洲沉積層序。

第二次快速湖侵與第一次快速湖侵相比，厚度在區內穩定，沉積類型及相的空間配置趨于簡單，沉積物粒度也趨于細小，湖灣范圍更大，三角洲開始退縮，從考考烏素溝剖面可明顯看出湖泊三角洲層序粒度由細→粗→細的變化，反映了一次水進→水退的完整沉積旋回。

這一時期湖泊三角洲群體占主體，沉積厚度40m～60m之間，構成逆粒序與正粒相組合的湖泊三角洲沉積。湖泊三角洲平原顯示了進積充填作用為主的分流河道沉積特點，湖泊三角洲前緣表現出分布范圍較寬，沉積厚度大約17m～20m的特征。湖灣沉積以細細碎屑巖為主，具水平、微波狀層理，夾有少量決口扇、水下分流河道砂體。由于淤淺速率快，有的地段出現短暫的泥炭沼澤，形成薄煤層。第二沉積旋回結束時，由于物質來源充分，造成大面積淤淺，沼澤及泥炭沼澤沉積持續時間長，分布面積大，形成了3號煤層的大面積穩定沉積。

在經歷了延安組第二旋回的穩定沉積后，第三沉積旋回為活躍發展階段，表現在沉積度變化較大，砂巖增多，粒度變粗，雜基含量增多，聚煤厚度不穩定的沉積特征。

根據露頭、鉆孔及斷面分析，區內湖泊三角洲沉積早期通常以中粒砂巖為主，由于分流河道下切強烈，先期形成的煤層局部遭受侵蝕，晚期湖泊三角洲退縮，朵葉體遭到破壞，上覆沉積覆蓋了較厚的湖灣細碎屑物的沉積。這一時期表現為物源供給充足，持續時間長，水體穩定的環境。上部厚 4.2m的三角洲平原由分流河道、天然堤組成，反映了一個湖泊三角洲退積的沉積層序。隨著分流河道改道逐漸廢棄，加之其前端與西部湖泊三角洲朵體近乎相接，彼此之間的湖灣幾乎封閉，水體流通不暢，從而使得朵體群連同湖灣同時充填并淤淺，成為閉塞的泥炭沼澤，具備了良好的聚煤環境。

湖灣沉積的分布面積小，周圍為湖泊三角洲沉積所環繞，呈不規則狀，沉積厚度不穩定，一般在20m～40m，巖石類型以粉砂巖為主，細砂巖和泥巖、粉砂質泥巖次之，邊緣夾有薄層砂巖，具水平層理、波狀層理，產植物化石，植物化石碎片多見，并產雙殼類化石，代表了以緩慢淤積為主的湖灣沉積特征。晚期發育了沼澤及泥炭沼澤沉積，為聚煤提供了場所。

3.延安組晚期沉積環境

這時由于受到區域構造抬升和鄂爾多斯聚煤盆地總體沉積環境的控制和影響，研究區的沉積變得復雜化。區內湖泊三角洲和湖灣區發生了收縮，剝蝕區范圍擴大，東部剝蝕區已擴展到耳字壕—塔拉壕—納林陶亥—檸條塔一帶，西南部的中雞、爾林兔等地區處于剝蝕區范圍，迫使區內湖泊三角洲、湖灣區向西和北兩個方向遷移。這時期區內有三個較大的湖泊三角洲朵葉體和三個小湖泊三角洲朵葉體及其周圍湖灣接受沉積（圖4）

（1）湖泊三角洲沉積區

總體由三個較大的湖泊三角洲沉積區組成，最大者由耳字壕向大柳塔推進，三角洲朵體前緣大約深入到大柳塔一線。在耳字壕一帶，分流河道水動力較強，沉積了厚度巨大的砂體。下部為粗砂巖、中粒砂巖。分選性差，磨圓度較差，一般為次棱角狀。底部1.37m的砂質泥巖為三角洲前緣沉積。向南在大柳塔一帶，分流河道分成很多支流，造成彼此根部相連的湖泊三角洲葉狀體，這些三角洲葉狀體均發育三角洲前緣沉積，而不發育或很少發育前三角洲沉積，河口沙壩沉積常成薄而寬的透鏡狀砂體，橫向上彼此首尾相接，顯示了淺水三角洲常有的特點。在這個沉積區里，分流河道兩側的泛濫原沉積帶及分布面積較大的淺水三角洲朵葉體群后期鬃淺形成了沼澤及泥炭沼澤，在活雞兔、大柳塔則聚集了小范圍的巨厚煤層，厚度8m～10m。

（2）湖灣沉積區

延安組晚期湖灣區主要位于研究區西部，分布在上述湖泊三角洲朵葉體之間，向西延出圖區成為開闊湖灣區。受相鄰三角洲朵葉體的影響較大。易于淤淺，沉積物多以粉砂巖、砂質泥巖為主，夾厚層砂巖及薄煤層，代表了湖灣區快速淤淺的沉積過程。隨后的沼澤及泥炭沼澤沉積，由于晚期持續時間較長，夾雜薄層泥巖，粉砂巖、細砂巖的沉積，局部發育多層薄煤層，聚煤條件差。

延安組晚期由于受燕山運動的抬升和直羅組的沖蝕，區內局部地段出現了三種特殊環境沉積的巖石：5m～11.5m厚的黑色泥巖沉積，這類沉積巖石范圍小，但厚度大，認為其代表了閉塞還原的深水體沉積環境；厚約2m～15m不等的淺灰、灰白色高嶺質中粒、細粒長石砂巖，這類沉積巖石是地殼抬升，導致原先的沉積物暴露，遭受強烈風化，其中的不穩定組分被改造。此后又重新膠結，原地沉積成巖；0.5m～1.0m厚的砂質蛋白巖，這類巖石分布范圍很小，沉積厚度不大，是閉塞的寧靜淺水物源供給不足的弱水體環境沉積。

參考文獻：

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