受区域性湖进、湖退作用影响在东北部和东南部以富县、旬邑— 宜君为主的地区, 发育湖退背景下曲流河三角洲沉积(杨华等, 2007), 研究区以三角洲前缘亚相为主。

通过对鄂尔多斯盆地富县地区岩心观察以及薄片分析, 平均中砂含量为10.88%, 细砂含量为87.68%, 粉砂含量为2.89%。粒度概率分析表明, 延长组长8— 长2细砂岩颗粒磨圆度一般, 多为次棱角状, 分选较好(1.546~1.890), 粒径集中在2~4Ф 之间, 粒度频率曲线峰值20%左右(表 1), 主峰位于细粒一侧, 以灰色细砂岩为主, 有少量的粉砂岩和中砂岩(表 1)。

表1

Table1

表1(Table1)

表1 鄂尔多斯盆地南部富县地区延长组粒度参数分布 Table1 Distribution of grain-size parameters of the Yanchang Formation in Fuxian area of southern Ordos Basin 层位 M/mm Mz/mm σ 1 SK KG 长32 2.868 3.209 1.546 0.539 1.801 长61 3.506 3.881 1.618 0.448 1.706 长62 2.579 2.958 1.690 0.591 1.756 长63 3.282 3.626 1.595 0.489 1.907 长64 3.183 3.566 1.698 0.495 1.860 长71 3.679 4.132 1.890 0.445 1.874 长72 3.600 3.933 1.874 0.361 1.642 长73 3.598 3.913 1.817 0.357 1.684 长81 3.348 3.780 1.735 0.493 1.737 长82 3.250 3.654 1.766 0.488 1.781

表1 鄂尔多斯盆地南部富县地区延长组粒度参数分布 Table1 Distribution of grain-size parameters of the Yanchang Formation in Fuxian area of southern Ordos Basin

3.1.1 三角洲前缘亚相

1)水下分流河道。主要沉积物为灰色、灰褐色中— 细砂岩, 单层砂体厚度一般为0.5~5, m, 最高可达10 m。常发育楔状交错层理、波状层理及冲刷构造。砂岩具较高的结构成熟度和中等的成分成熟度, 粒径0.25, mm左右, 孔隙度和渗透率相对都不高(图 3), 粒度标准偏差0.5~0.7, 分选较好, 偏度以正偏为主, 峰态值在1~3之间(表 1), 主要粒度集中在细粒部分, 表明水流对砂体有较强的分选性和对粗粒物质的带出改造作用。自然伽马曲线呈现较高的幅值, 表现为指状或尖峰状(图 3)。

图3

Fig.3

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	图3 鄂尔多斯盆地南部富古2井长72水下分流河道微相Fig.3 Subaqueous distribution channel of the Chang 72 of Yanchang Formation from Well fg 2 in southern Ordos Basin

2)河口砂坝。水下分流河道进入湖盆后, 在河口附近快速堆积的产物。岩性主要为灰色、深灰色的粉砂岩和细砂岩组成。砂体下部以发育水平层理和沙纹层理为主, 还常发育滑塌枕状构造、包卷变形层理等。砂体垂向上具有典型的反韵律特点(图 4)。

图4

Fig.4

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	图4 鄂尔多斯盆地南部富古5井长62河口坝微相Fig.4 Mouth bar microfacies of the Chang 62 of Yanchang Formation from Well fg 5 in southern Ordos Basin

3)席状砂。由河口坝和远砂坝经湖浪改造沿岸侧向堆积形成, 其特点是砂体分布面积广, 厚度较薄, 分选好, 砂质较纯。岩性以浅灰色的粉砂岩、泥质粉砂岩韵律薄互层组合为主, 沙纹层理发育。

3.1.2 前三角洲亚相

前三角洲也是研究区较为常见的沉积相类型之一, 在长9、长7和长4+5最为发育。平面上介于三角洲前缘亚相与浅— 半深湖相之间, 垂向上位于三角洲旋回的底部, 厚度一般较薄, 但平面展布稳定。岩性主要为厚层— 块状灰黑色页岩、泥岩夹薄层粉砂岩和泥质粉砂岩, 发育水平纹理和波状纹理。测井曲线多为低幅的齿形、微齿形或光滑的平直状。

研究区西南及西部以长武— 彬县和庆阳为主的地区, 由于古地形相对较陡, 同时伴随湖岸线的南移, 在湖侵背景下形成了辫状河三角洲沉积体系, 主要以三角洲前缘沉积最为发育。

3.2.1 辫状河三角洲前缘亚相

由于水下分流河道不固定, 往往侵蚀下伏沉积物, 常造成河口坝被冲刷减薄或者根本不发育。这里主要发育水下分流河道和水下分流间湾沉积。

1)辫状河水下分流河道。主要是灰白色、浅灰绿色含砾粗砂岩、中砂岩, 含少量细砂岩薄层。单层厚度一般约在5~8, m。砂岩分选好中等, 次棱— 次圆状, 孔隙— 接触式胶结。沉积构造较发育, 由下至上依次为冲刷面、大中型槽状交错层、板状交错层及平行层理等。平面上辫状河三角洲前缘广泛连片, 剖面上则形成多层的正韵律叠合砂体。叠合砂体中间夹有细粒的水下河道间湾沉积。自然伽马在砂岩段中表现为中、高幅值, 呈齿状箱形或钟形。

2)席状砂。一般不太发育, 岩性为分选相对较好的细砂岩和粉砂岩等, 发育波状层理及小型交错层理等, 席状砂一般厚度不大, 介于0.5~2, m之间。自然伽马曲线表现为指状或尖锋状, 中等幅值。

3.2.2 前辫状河三角洲亚相

前辫状河三角洲沉积物粒度较细, 多为深灰色泥岩、粉砂质泥岩夹粉砂岩薄层, 沉积构造主要发育水平层理、块状层理及沙纹交错层理。自然伽马曲线呈微齿状或波状。

鄂尔多斯盆地南部的深水区域形成了深水重力流沉积体系, 主要发育于长6、长7、长8和长9, 以合水、正宁和富县地区为主(赵俊兴等, 2008)。深水重力流形成于深湖、半深湖环境, 为洪泛期间沉积物在重力流驱动下进入湖泊形成的, 其沉积物来源于三角洲前缘崩塌下来的沉积物, 一般都沿层序界面分布, 以块状结构、含有泥砾的粉细砂岩为主, 有时伴有包卷层理及变形层理(图 5)。

图5

Fig.5

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	图5 鄂尔多斯盆地南部中富27井长73浊流沉积Fig.5 Turbidite deposits of the Chang 73 of Yanchang Formation from Well zf 27 in southern Ordos Basin

由于古地形的存在, 崩塌下来的沉积物向湖盆方向滑移, 在三级层序界面附近沉积形成砂质碎屑流块体。随着碎屑沿斜坡向下流动, 其内流体组分增加, 塑性碎屑流可能演变成流动性紊流流体, 形成浊积体, 以正递变为标志。

湖泊沉积相较为发育, 尤其是延长组的长9、长8、长7和长4+5, 湖相泥岩厚度大, 面积广, 代表了最大规模的水进事件。由暗色、灰色、灰绿色厚层泥岩、粉砂岩和油页岩组成, 浪成波痕和水平纹理发育。常见有大个体的双壳类、鱼鳞、介形虫和叶肢介等化石。自然伽马曲线上为高值, 视电阻率曲线为低阻, 地震剖面上, 深湖沉积以强振幅、强连续的同相轴为特征。

sq4沉积时, 鄂尔多斯盆地沉积区内地形趋于平缓, 气候温暖潮湿, 植物繁茂, 西部深湖线到合水一带, 东部至甘泉、黄陵、黄龙一带(杨俊杰, 1992)。发育有两种类型的三角洲体系, 东北富县和宜君— 黄陵的曲流河三角洲以及长武的辫状河三角洲。另外, 在庆阳、宁县和正宁地区发育3个浊积体(图 6)。

图6

Fig.6

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	图6 鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组sq4下降半旋回沉积相平面展布图Fig.6 Distribution of sedimentary facies of sq4 falling cycle of the Upper Triassic Yanchang Formation in southern Ordos Basin

富县三角洲主要受北北东向物源影响, 呈北北东向展布三角洲前缘砂体主要有3个小朵体组成, 自西向东依次为:第1个小朵体为中富19— 牛西5— 富古1, 砂厚25~69.5, m。第2个小朵体为中富16井— 中富9井— 中富44井, 砂厚大于40, m, 在德镇地区与第1个砂体朵体趋于汇合。第3小朵体菩提— 中富29— 中富12井, 砂厚大于30, m。三角洲前缘前方已开始出现深水重力流沉积, 主要集中于中富30井— 药埠头— 中富24井— 张村驿— 富县— 岔口范围。

东南部曲流河三角洲则以黄陵、四郎庙和庙湾最为发育, 向西北直达富县南部的中陕32— 槐树庄农场一带, 在三角洲前缘前方, 发育深水重力流沉积。在淳探1井— 耀参1井— 新耀2井一线东南为剥蚀区。

长武三角洲主要受南西向物源影响, 距离物源区较近, 且地形坡度相对较大, 发育呈南西向展布的辫状河三角洲前缘砂体, 在长2井— 武1井— 彬县南部地区存在一定范围剥蚀区, 辫状河三角洲前缘砂体单层砂体厚度大, 延伸范围广, 前方可达到庆37井— 正1井— 花1井以北地区。朵体前方在正宁— 正2井— 正3井和宁县— 宁10井发育较大范围的浊积体, 主要是辫状河三角洲前缘滑塌沉积而成。

湖盆急剧下沉, 为延长组最大湖进期, 湖盆范围明显扩大, 水体变深, 在盆地南部为浅湖、深湖环境。沿湖盆边缘呈环带状发育辫状河三角洲和曲流河三角洲及深湖重力流沉积, 在富县地区由槐1井— 中富32井剖面连井看出, 重力流主要分布在富县的西南部, 集中在中富25井— 中富24井— 中富26井附近(图 7)。

图7

Fig.7

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	图7 鄂尔多斯盆地南部富县地区上三叠统延长组槐1— 中富32井沉积相剖面图Fig.7 Sedimentary facies of the Upper Triassic Yanchang Formation across Well h1-zf 32 in Fuxian of southern Ordos Basin

东北部曲流河三角洲规模变小, 仍然呈北北东向展布3个三角洲前缘朵体。三角洲前缘前方发育深水重力流沉积, 主要集中于富县地区的药埠头— 张村驿— 富县— 岔口范围。

东南部曲流河三角洲以黄陵、四郎庙和庙湾最为发育, 其规模有所萎缩。四郎庙朵体主要沿建1井一带分布, 黄陵朵体在中陕31井伸入湖区最远。

长武辫状河三角洲前缘砂体为呈南西向展布的朵体。范围变小, 朵体已退出长武1井。在长2井— 武1井— 彬县南部地区存在一定范围剥蚀区。由于西南地形相对较陡, 辫状河三角洲前缘滑塌发育规模较大的浊积体, 主要分布在庆阳— 合水、正宁— 正2井— 正3井和宁县— 宁10井。

深湖线向西偏移, 盆地沉降作用逐渐减缓, 由槐1井— 中富32井连井剖面看出深湖区域仍然在富县西南部, 砂体的横向连续性强, 从中陕32井一直延伸到中富24井, 是湖泊三角洲主要建设期。在本区发育三角洲前缘砂体, 另外在庆阳— 合水、正宁和宁县发育有浊流沉积, 这形成了延长组最主要的储集层(图 7, 图8, 图9)。

图8

Fig.8

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	图8 鄂尔多斯盆地南部富县地区上三叠统延长组sq6下降半旋回砂体厚度Fig.8 Thickness of sandbodies of sq6 falling cycle of the Upper Triassic Yanchang Formation in Fuxian of southern Ordos Basin

图9

Fig.9

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	图9 鄂尔多斯盆地南部上三叠统延长组sq6上升半旋回沉积相平面展布图Fig.9 Distribution of sedimentary facies of sq6 rising cycle of the Upper Triassic Yanchang Formation in southern Ordos Basin

东北部富县三角洲仍然分为3个小朵体, 但是规模变大, 自西向东依次为:第1个朵体为中富19井— 中富20井— 中富17井, 范围有向西扩大, 向前到直罗镇的北部, 地层厚度75~120, m, 砂厚30~55, m, 砂地比30%~70%。第2个朵体为中富16井— 中富9井— 中富54井, 前方在富11出现浊流沉积。地层厚度80~115, m, 砂厚大于20, m, 砂地比50%~80%, 三角洲前缘前方出现广布的席状砂沉积。第3个朵体为菩提— 中富29井— 中富12井, 地层厚度100~115, m, 砂厚大于30, m, 砂地比50%~80%。在曲流河三角洲前缘的前方张家湾— 直罗— 富古3井以东的深水区发育有重力流沉积, 主要分布在在洛阳— 富县— 岔口— 直罗镇— 张村驿一带(图 9)。

东南部曲流河三角洲则以黄陵、四郎庙和庙湾最为发育, 其规模变大。向西北直达富县南部, 水下分流河道累计砂层厚约20~50, m, 砂地比大多在40%以上(图 8)。在曲流河三角洲前缘前方的中陕31井和张3井发育大规模的深水浊流沉积。

西南部长武三角洲发育呈南西向展布的辫状河三角洲前缘砂体, 呈南西— 北东向展布, 并逐渐过渡为较大面积深湖区浊积体沉积。在长2井— 武1井— 彬县南部地区存在一定范围剥蚀区。其前方在正宁— 正2井— 正3井和宁县— 宁10井存在一定范围较大的浊积体, 疑为长武三角洲前缘滑塌沉积而成。

湖盆稳定阶段, 基底开始抬升以反旋回沉积层序为显著标志, 表明湖泊由鼎盛开始收缩, 为三角洲沉积的主要建设期, 盆地由欠补偿沉积逐渐转为过补偿沉积。该时期随着可容纳空间的增大, A/S比值增大, 三角洲前缘砂体广布, 形成由下向上水体变深的相序。整体上砂岩厚度和粒度变大, 最厚处在牛东4井, 厚约67.5 m。砂体在早期侵蚀的下切河道中进行充填, 分流河道砂体彼此切割, 相互叠置, 形成复合河道砂体结构类型, 在本区发育三角洲前缘相砂体, 构成了最主要的储集层。

东北部的富县三角洲的范围扩大, 合并成为2个朵体。从直罗镇— 北道德— 岔口— 菩提展布, 三角洲前缘水下分流河道砂岩底部多见冲刷构造。另外1个朵体为富古6井— 中富12井。

宜君— 黄陵三角洲向西北直达富县南部, 主要以三角洲前缘亚相为主, 水下分流河道比较发育。存在明显的3支三角洲砂体:1支为四郎庙三角洲, 还有1支为庙湾三角洲, 另1支为黄陵三角洲。

西南部长武发育辫状河三角洲前缘砂体, 呈南西— 北东向展布。辫状河三角洲规模变小, 由原来的1个朵体转化为2个, 由于辫状河三角洲前缘滑塌迁移在正宁— 早胜4井— 正3井形成的范围较大的浊积体。

在西北庆阳也发育辫状河三角洲前缘沉积。

sq8旋回各三角洲展布范围不同程度有所变小。又一次较大的湖侵事件, 庆阳地区已无浊积岩发育, 随着湖水的变浅, 该区已变成马岭三角洲和镇原三角洲前缘。东北部及东部三角洲仍以三角洲前缘为主。

sq9旋回进入了三角洲全面发育时期, 河流向西南迅猛推进, 全面平原沼泽化, 三角洲平原已经发育, 西部连为一体, 东北物源再次强化, 富县、黄陵、铜川三角洲沉积发育。合水、直罗以南仅有小范围深湖区。

sq10旋回湖泊范围明显减小, 仅局限于富县周围, 且均为浅湖。仅在华池、延安、富县、黄陵尚有几个三角洲前缘存在。

sq11旋回整个鄂尔多斯盆地全面平原、沼泽化, 广泛发育薄的煤层或煤线。从此结束了鄂尔多斯盆地延长组的沉积历史。