本次研究区为现今鄂尔多斯盆地及周缘地区, 文中称“ 鄂尔多斯地区” 。晚古生代鄂尔多斯盆地尚未形成, 仍属于华北地台的一部分, 位于华北地台西部。研究范围在阴山构造带以南, 太行山造山带以西, 西侧与阿拉善地块相邻, 西侧北部接贺兰山冲断带, 西侧南部与六盘山构造带相接, 南侧与秦岭构造带相邻(图 1)。总体呈东翘西倾、北隆南倾的构造格局。鄂尔多斯地区上古生界发育不全, 缺失泥盆系和下石炭统, 仅保留上石炭统和二叠系。二叠系在区内发育完整, 自下而上依次发育下二叠统太原组和山西组、中二叠统石盒子组(上石盒子组与下石盒子组)和上二叠统石千峰组(表 1), 本次研究目的层为中二叠统石盒子组。

图 1

Fig.1

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	图 1 鄂尔多斯盆地及周缘地区构造范围及主要野外剖面和典型井位置Fig.1 Tectonic range of Ordos Basin and its adjacent areas and location of the main outcrops and typical wells

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界二叠系划分 Table 1 Strata division of the upper Paleozoic Permian in Ordos Basin and its adjacent areas 年代地层 岩石地层 界 系 统 组 段 上古生界 二叠系 上二叠统 石千峰组 千1— 千5段 中二叠统 上石盒子组 盒1— 盒4段 下石盒子组 盒5— 盒8段 下二叠统 山西组 山1— 山2段 太原组 太1— 太2段 石炭系 上石炭统 本溪组 本1— 本2段

表 1 鄂尔多斯盆地及周缘地区上古生界二叠系划分 Table 1 Strata division of the upper Paleozoic Permian in Ordos Basin and its adjacent areas

自晚古生代开始, 华北古陆块接受沉降, 开始了华北克拉通拗陷盆地的构造沉积演化过程。 鄂尔多斯地区随华北地台一起接受构造沉降。 晚石炭世鄂尔多斯地区中央古隆起发育形成, 古隆起两侧构造沉积分异, 形成华北海和祁连海2个海盆。 早二叠世早期华北海海侵范围达到最大, 在鄂尔多斯地区形成统一的滨浅海相沉积, 为陆表海环境。 受北部兴蒙海槽向南俯冲闭合的影响, 早二叠世晚期华北地台北侧的阿拉善— 阴山古陆开始隆升, 为鄂尔多斯地区提供北部物源, 中央古隆起的构造影响逐渐消除殆尽, 鄂尔多斯地区开始形成南北分异、 北隆南倾的格局。 受秦祁海槽大洋板块的俯冲作用影响, 二叠纪秦岭古陆开始隆升, 早二叠世晚期进入快速活动期, 盆地及周缘地区开始接受南部物源沉积(陈全红等, 2009; 陈全红等, 2012)。 与此同时华北地台开始大规模海退, 中二叠世石盒子组沉积早期南北差异继续增大, 发生持续海退, 至晚二叠世结束海水基本退出鄂尔多斯地区。 自此, 沉积环境完成了由陆表海向近海碎屑湖盆沉积环境的转化过程(郭英海等, 1998; 郭英海和刘焕杰, 2000; 陈全红, 2007)。

中二叠统石盒子组在鄂尔多斯地区分布较为稳定, 仅在南缘有一定的剥蚀, 上覆地层为石千峰组, 下伏地层为山西组(图 2-a)。石盒子组自下而上分为下石盒子组和上石盒子组, 主要发育陆源碎屑岩沉积地层。上、下石盒子组地层及岩性特征有着一定的差异。

图 2

Fig.2

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图 2 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组野外剖面陆相碎屑岩地层及岩性特征 a— 韩城薛峰川剖面, 石千峰组— 石盒子组— 山西组地层剖面; b— 口镇冶峪河剖面, 石盒子组骆驼脖子砂岩与下伏山西组劣质煤层分界; c— 保德扒楼沟剖面, 石盒子组厚层骆驼脖子砂岩与下伏山西组分界; d— 柳林成家庄剖面, 石盒子组底部骆驼脖子砂岩; e— 宁武红土沟剖面, 盒8段含砾粗砂岩(尼康相机镜头盖直径为520.0 mm); f— 韩城薛峰川剖面, 上石盒子组发育杂色泥岩, 上覆石千峰组厚层砂岩; g— 韩城薛峰川剖面, 上部岩层为下石盒子组5段桃花泥岩; h— 宁武红土沟剖面, 上石盒子组下部砂泥岩互层, 砂岩中含多套砾石夹层(地质锤长度为343.0 mm); i— 山西武乡剖面, 上石盒子组下部厚层砂岩, 底部发育冲刷面Fig.2 Stratigraphic-lithologic characteristics of continental clastic rocks of the Shihezi Formation in outcrops in Ordos Basin and its adjacent areas

下石盒子组整体厚度为120~180 m。自下而上发育盒8至盒5等4个层段。底部盒8段是石盒子组天然气勘探的主力层位, 平均地层厚度约为28 m, 与下伏山西组以厚层灰绿— 黄绿色砾岩、含砾粗砂岩(俗称“ 骆驼脖子砂岩” )为分界标志(图 2-b, 2-c, 2-d, 2-e)。二者具冲刷接触关系。自盒7段至盒1段泥质含量逐渐增多, 下石盒子组上部盒5段发育标志性的杂色泥岩(俗称“ 桃花泥岩” )(图 2-g)。下石盒子组主要发育紫棕、棕褐色及灰绿色等杂色泥岩、粉砂质泥岩夹灰绿、灰白、灰黄色粗— 中砂岩和少量碳质凝灰岩, 泥岩比例增加。在野外露头剖面上各小段多表现为多套较粗粒级的含砾砂岩(或砂岩)层, 向上逐渐变为细粒级的泥岩层的序列组合。骆驼脖子砂岩和桃花泥岩在全区发育稳定, 是划分下石盒子组的主要标志岩层。自下而上, 下石盒子组泥岩颜色由灰绿色、灰色向杂色变化, 反映了古气候向半温湿气候转变的特点。

上石盒子组整体厚度为100~175 m。自下而上发育盒4至盒1等4个层段。与下石盒子组以泥岩组合为分界, 且细粒沉积物含量比下石盒子组明显增加。泥岩可见标志性的紫红色、棕褐色等红层特征, 上石盒子组杂色泥岩特征明显(图 2-f)。砂岩粒度有所变细, 但仍发育含砾粗— 中砂岩。东北部宁武红土沟剖面上石盒子组下部盒4段中粗粒砂岩中发育多套砾石夹层, 砾石以灰黄色— 灰白色中— 细砂岩为主(图 2-h)。砂岩底部常发育冲刷面(图 2-i)。另外发育粉砂岩、黏土岩、凝灰质砂岩及薄层灰岩夹层。石盒子组顶部发育硅质岩层, 从硅质层开始至石千峰组, 泥岩多呈鲜红色。泥岩颜色自下而上逐渐由杂色变为红褐色、鲜红色, 反映出古气候由半温湿到半干旱的变化特征。全组显示泥岩序列特征, 底部见少量中厚细砂岩, 略具正韵律特点。

砾岩、砂岩、泥岩等陆源碎屑岩作为石盒子组主要岩性, 在盆地及周缘地区均有发育, 但具有明显的分布差异性。砾岩层主要见于鄂尔多斯北缘杭锦旗以北的地区, 向南砾石含量逐渐减少, 以砂岩和泥岩沉积为主。盆地中南部发育大段泥岩组合。另外, 在东南缘及南缘的石盒子组泥岩中可见灰岩夹层。

近年来在鄂尔多斯地区中二叠统石盒子组陆相碎屑岩中, 发现海相沉积地层记录。在鄂尔多斯南缘平凉二道沟剖面石盒子组中, 可见灰黑色泥岩中发育灰岩夹层, 厚度较薄, 单层厚度7~15 cm, 分布较稳定, 连续性较好(图 3-a)。在南缘洛南景村石盒子组见到海滩沉积的石英砾岩、砂岩(图 3-b)。东缘山西武乡剖面石盒子组发育石英砂岩, 具冲洗交错层理(图 3-c)。麟游紫石崖剖面石盒子组石英砂岩具有较高的成分成熟度和结构成熟度, 冲洗交错层理、羽状交错层理普遍发育, 岩层底面发育的石英砾岩, 分选磨圆都较好(图 3-d, 3-e, 3-f)。羽状交错层理反映滨海环境、潮坪环境(王青春等, 2009; 欧阳征健等, 2020), 冲洗交错层理主要形成于滨海环境, 常出现在后滨— 前滨带及沿岸沙坝等海相沉积环境中(杜远生, 2018)。另外, 在石盒子组上下相邻地层山西组和石千峰组中均见到腕足类、海相瓣鳃类等动物化石。这些证据均直接或间接地表明, 虽然晚古生代的整体海退使得华北地台海侵范围一直在缩小, 但中二叠世石盒子组沉积时期鄂尔多斯地区仍受到海侵影响。认为鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠世石盒子组沉积时期存在间歇性海侵, 间歇性海侵范围约至盆地南缘的平凉— 麟游— 韩城一带, 石盒子组沉积早期间歇性海侵的范围向东可延伸到临汾— 长治以南地区。

图 3

Fig.3

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	图 3 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组野外剖面海相沉积记录 a— 平凉二道沟剖面, 石盒子组泥岩中发育海相灰岩夹层(地质锤长度为343.0 mm); b— 洛南景村剖面, 石盒子组海相石英底砾岩发育(地质锤长度为343.0 mm); c— 山西武乡剖面, 石盒子组发育石英砂岩, 具冲洗交错层理(铅笔长度为15.0 mm); d— 麟游紫石崖剖面, 石盒子组砂岩发育冲洗交错层理, 沿层理面发育石英砾石(地质锤长度为343.0 mm); e— 麟游紫石崖剖面, 石盒子组砂岩发育羽状交错层理; f— 麟游紫石崖剖面, 石盒子组底部发育石英砾岩(放大镜长度为70.0 mm)Fig.3 Marine sedimentation records of the Shihezi Formation in outcrops in Ordos Basin and its adjacent areas

鄂尔多斯盆地及周缘地区面积广泛, 涉及沉积相类型多。通过野外剖面和钻井岩心资料, 在对鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠世石盒子组沉积时期海侵事情重新认识的基础上, 对中二叠统石盒子组发育沉积相类型进行总结。认为研究区中二叠统石盒子组以陆相沉积体系为主, 局限性发育障壁海岸沉积。陆相沉积体系包含冲积扇、河流、三角洲及湖泊沉积。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组沉积相分类 Table 2 Classification of sedimentary facies of the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas 沉积相 亚相 微相 冲积扇 扇中 辫状水道、水道间、废弃水道 扇端 辫状水道、漫流、水道间 河流 辫状河 河道沙坝、泛滥平原 曲流河 河道沙坝、河漫滩 辫状河 三角洲 辫状河三角洲平原 分流河道、泛滥平原 辫状河三角洲前缘 水下分流河道、席状砂、 远沙坝、分流间湾 前辫状河三角洲 曲流河 三角洲 三角洲平原 分流河道、河漫滩 三角洲前缘 水下分流河道、席状砂, 远沙坝、分流间湾 前三角洲 湖泊 滨浅湖 滩砂、浅湖泥 障壁 海岸 潟湖 沙坝

表 2 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组沉积相分类 Table 2 Classification of sedimentary facies of the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

3.1 冲积扇

结合区域沉积背景和钻井岩心资料, 认为中二叠统在鄂尔多斯地区北缘的山前凹陷地带发育冲积扇, 属于河流作用为主的湿地扇, 包含扇中和扇端亚相, 在上石盒子组和下石盒子组皆有发育。

扇中亚相以辫状水道为主体组成部分, 沉积物主要为灰白色砾岩、砂砾岩。在北部杭锦旗及其北部地区的钻井岩心中特征明显, 砾石颗粒支撑, 砾石大小不一, 一般为0.5~6 cm, 磨圆度中等, 分选差, 砾石排列具定向性(图 4-a, 4-b, 4-c), 砂砾呈叠瓦状堆积(图 4-d), 反映出近源快速堆积的冲积扇辫状水道的沉积特征。砾岩发育大型板状交错层理及冲刷面等沉积构造。水道间主要发育以紫红色、灰绿色及杂色泥岩为主的细粒沉积(图 5-a)。另外发育以细粒沉积物覆盖于原粗粒辫状水道沉积物之上形成的废弃水道。在潮湿气候下, 沉积旋回顶部可形成煤线, 构成自下而上发育灰色含泥质细砂岩、深灰色粉砂质泥岩、灰黑色泥岩与差煤层的垂向沉积序列(图 5-b)。

图 4

Fig.4

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	图 4 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组冲积扇沉积特征 a— 锦12井, 冲积扇扇中辫状水道, 砾石分选差, 定向排列明显; b— 锦4井, 2772.0 m, 盒7段, 冲积扇扇中辫状水道砾岩沉积; c— 锦12井, 2049 m, 盒8段, 冲积扇扇中辫状水道, 砾石分选差; d— 锦评1井, 2347.18 m, 盒8段, 扇中大型辫状水道沉积, 砾石呈叠瓦状堆积; e— 锦12井, 2110.35 m, 盒8段, 扇端水道间沉积, 发育水平层理Fig.4 Characteristics of alluvial fan deposition in the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

图 5

Fig.5

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	图 5 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组冲积扇扇中、扇端沉积相序特征 a— 锦2井, 冲积扇扇中沉积相序特征; b— 伊23井, 下石盒子组冲积扇扇中沉积相序特征; c— 伊17井, 下石盒子组冲积扇扇端沉积相序特征Fig.5 Sedimentary facies sequence of mid-fan and lower fan of the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

扇端亚相主要发育于冲积扇末端, 与扇中亚相没有明显的界线, 但粒度整体变细(图 5-c)。在杭锦旗南部钻井岩心中可见记录。辫状水道以中— 粗砂岩为主, 夹泥质、粉砂质及砾石, 发育板状交错层理、槽状交错层理、平行层理(图 4-e)、冲刷面等沉积构造。漫流微相主要由粉砂质、泥质等细粒沉积组成, 垂向上多具正粒序。扇端水道间由细粒沉积物组成, 主要发育灰色、杂色泥岩、粉砂质泥岩夹薄层中— 细砂岩。

3.2 河流

河流沉积是研究区中二叠统发育的重要沉积类型之一, 以盒8段最为发育。按照河流类型, 进一步划分为辫状河沉积亚相和曲流河沉积亚相, 并以辫状河沉积为主要类型。

3.2.1 辫状河

辫状河亚相主要发育以巨厚、厚层粗粒沉积为主的河道沙坝, 砂砾沉积物含量高。砂体底部发育不规则侵蚀面, 主要由灰白色含砾粗砂岩和砾岩组成。发育不同规模的槽状交错层理、楔状交错层理、板状交错层理等沉积构造。水动力条件强, 河道侧向变化快, 砂体在平面上连片发育, 垂向上多期叠置发育。在测井曲线上表现为箱状。泛滥平原以薄层灰绿色、红褐色或杂色泥岩、粉砂岩为主。剖面上呈现砂多泥少的“ 砂包泥” 特点, 不发育典型的“ 二元结构” , 构成向上变细的沉积序列。在鄂尔多斯北缘泊尔江海子断裂以南及东胜一带井位的下石盒子组盒8段较为发育, 如胜1井(图 6-a)。

图 6

Fig.6

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	图 6 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组河流— 辫状河三角洲沉积相序特征 a— 胜1井, 盒7-盒8段辫状河沉积相序特征; b— 伊81井, 盒8下段曲流河沉积相序特征; c— 铺2井, 盒8段辫状河三角洲平原沉积相序特征; d— 平凉二道沟剖面, 下石盒子组辫状河三角洲沉积相序特征Fig.6 Sedimentary facies sequence of fluvial and braided fluvial delta of the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

3.2.2 曲流河

曲流河亚相处于辫状河与三角洲平原的过渡部分, 发育较局限, 分布在鄂尔多斯北部及西南部的地势较平缓地区。河流“ 二元结构” 特征明显, 河道沙坝沉积与河漫滩细粒沉积近等厚状, 表现为向上变细的正旋回特征(图 6-b)。下部结构为河道沙坝沉积, 发育浅灰色灰绿色中— 粗砂岩, 由多套薄层砂体叠置组成, 常见板状和槽状交错层理及平行层理, 砂体底界发育起伏强烈的冲刷侵蚀面。上部结构为河漫滩沉积, 以灰绿色、紫红色或杂色泥岩、粉砂岩为主。

3.3 三角洲

3.3.1 辫状河三角洲

辫状河三角洲沉积为辫状河向湖泊进积而成, 主要发育在鄂尔多斯盆地石盒子组沉积早期。可进一步划分为辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和前辫状河三角洲亚相, 且以辫状河三角洲前缘沉积为主。

辫状河三角洲平原主要分布于鄂尔多斯北缘, 在下石盒子组盒8段较为发育。主要表现为厚层状的分流河道含砾不等粒砂岩、粗砂岩夹中薄层的泛滥平原泥质沉积。分流河道砂体在野外剖面中呈多期叠加的巨厚— 厚层特点, 常见大型板状交错层理、槽状交错层理和冲刷面等沉积构造。泛滥平原多以红层的泥质、粉砂质沉积为主, 受冲刷破坏发育程度低, 厚度较薄。发育与河道相似的向上变细的正粒序, 在铺2井盒8段、平凉二道沟下石盒子组岩性剖面和自然伽马曲线上都有反映(图 6-c, 6-d)。

辫状河三角洲前缘为下石盒子组主要的沉积类型之一, 其中水下分流河道沉积微相发育的含砾不等粒砂岩、粗砂岩夹薄层细砂岩等砂岩组合构成骨架砂体, 为上古生界石盒子组天然气提供主要储集层。砂岩发育底部冲刷面、中大型槽状交错层理、板状交错层理及平行层理等沉积构造。水下分流河道砂体间发育以深灰、浅灰绿色、紫红色等泥岩、泥质粉砂岩为主的分流间湾沉积。从盆地西缘、西南缘的野外剖面和井位中可见(如平凉二道沟剖面及环14井、镇探1井等), 辫状河三角洲前缘具有向上变细变浅的正旋回特点, 由下向上从含砾粗砂岩、粗砂岩、中— 细砂岩变为泥质砂岩、泥岩(图 6-d), 反映了水动力条件由强变弱的周期性变化。前辫状河三角洲沉积特征与分流间湾和浅湖类似, 以细粒沉积为主。

3.3.2 (曲流河)三角洲

石盒子组沉积中晚期辫状河沉积逐渐萎缩, 曲流河沉积作用增强。受曲流河沉积作用控制, 三角洲主要发育于石盒子组中上部, 是研究区分布范围最广的沉积类型之一。

三角洲平原主要由分流河道灰白色中砂岩、(含砾)粗砂岩与分流间湾深灰色泥岩、砂质泥岩的不等厚互层构成(图 7)。分流河道砂体延伸远, 可达40~60 km, 表现为狭长状, 剖面上呈现多期叠置状和近乎对称的透镜状。砂体底部发育冲刷面, 向上发育中大型槽状交错层理、板状交错层理和平行层理(图 7-a)。泥质沉积含量增高, 颜色多呈红褐色、紫红色及杂色(图 7-b)。发育下粗上细的正韵律。鄂尔多斯西缘阿拉善左旗葫芦斯台上石盒子组剖面发育三角洲平原沉积。

图 7

Fig.7

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图 7 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组曲流河三角洲— 湖泊沉积特征 阿拉善左旗葫芦斯台剖面, 上石盒子组发育三角洲平原沉积序列; a— 葫芦斯台剖面, 上石盒子组紫红色泥岩(地质锤长度为343.0 mm); b— 葫芦斯台剖面, 上石盒子组底部砂砾岩层, 发育槽状交错层理。韩城薛峰川剖面, 下石盒子组发育三角洲前缘沉积, 上段发育浅湖沉积; c— 薛峰川剖面, 石盒子组盒8段厚层灰绿色细砂岩夹薄层暗色泥岩, 为三角洲前缘水下分流河道沉积(图中人身高平均为1.75 m); d— 乡宁台头剖面, 上石盒子组杂色泥岩夹薄层灰绿色砂岩, 发育浅湖沉积(图中人身高为1.75 m)Fig.7 Sedimentary characteristics of meandering fluvial delta and lacustrine of the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

三角洲前缘分布广泛, 在韩城薛峰川剖面(图 7)、山西柳林成家庄剖面、保德扒楼沟剖面多处野外露头中发育良好, 多发育下粗上细的正韵律。主要发育以黄绿色、灰绿色中— 细砂岩为主的水下分流河道与以灰色、杂色泥岩、粉砂岩不等厚互层(图 7-c)。前三角洲沉积与浅湖沉积相似, 较难区分。

3.5 障壁海岸沉积

受中二叠世局部海侵的影响, 鄂尔多斯地区东南缘和南缘发育障壁海岸沉积相, 在平凉二道沟、麟游紫石崖、韩城薛峰川、山西武乡等野外剖面中石盒子组特征明显(图 8), 包括潟湖和障壁沙坝沉积亚相。在下石盒子组较为发育, 上石盒子组潟湖范围有所减小。障壁沙坝以灰白色含砾砂岩、石英砂岩为主, 夹少量灰色泥质粉砂岩。沉积构造可见反映滨海或潮坪沉积的冲洗交错层理和羽状交错层理(图 8-a)。潟湖沉积主要发育灰黑色、灰绿色泥岩、粉砂岩夹薄层灰岩(图 8-b), 灰岩厚度为5~15 cm, 分布较稳定。粉砂岩可见水平层理、小型交错层理等沉积构造。

图 8

Fig.8

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	图 8 鄂尔多斯盆地及周缘地区石盒子组障壁海岸沉积特征 麟游紫石崖剖面, 石盒子组发育障壁海岸沉积; a— 麟游紫石崖剖面, 上石盒子组砂岩具冲洗交错层理(地质锤长度为343.0 mm); b— 山西武乡剖面, 下石盒子组上段灰绿色泥岩夹薄层黄绿色细砂岩, 发育潟湖沉积(图中人身高为1.65 m)Fig.8 Sedimentary characteristics of barrier coastal of the Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

中二叠世早期, 随着兴蒙海槽的逐渐关闭, 鄂尔多斯地区北隆南倾的构造格局逐渐加剧。华北地台海平面持续下降, 海水继续南退, 古气候逐渐由湿热向干旱— 半干旱转变。泥炭沼泽沉积基本全部消失, 晚古生代成煤史也已终结, 盆地内开始形成了一套巨厚的以粗粒为主的碎屑岩建造, 以早石盒子期形成的盒8段最为发育。根据发育的沉积相类型及沉积特征, 结合物源和沉积演化背景, 认为由鄂尔多斯盆地北缘至盆地中央再至南缘, 中二叠统石盒子组依次发育冲积扇、河流、三角洲、湖泊、障壁海岸的沉积(图 9)。

图 9

Fig.9

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	图 9 鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠统石盒子组沉积模式Fig.9 Deposition model of the middle Permian Shihezi Formation in Ordos Basin and its adjacent areas

石盒子组沉积早期北部陆源区持续向盆内提供充足的物源供给。在北缘杭锦旗以北地区发育冲积扇, 包括扇中亚相和扇端亚相, 以含砾碎屑岩建造为主。冲积平原上的辫状水道和辫状河河道在大部分地区交叉连片, 河流作用较强, 形成以粗粒沉积为主的辫状河体系, 在局部地区分布泛滥平原和扇端沼泽沉积。向南地势逐渐变宽缓, 发育曲流河及三角洲平原沉积。继续向南, 在鄂托克前旗— 榆林一带进入湖区, 形成多个三角洲前缘垛体。三角洲前缘继续向南延伸, 在延安— 庆阳一带进入浅湖区, 发育细粒碎屑岩沉积。同时, 秦岭古陆隆起为鄂尔多斯南缘提供物源, 在盆地南缘、西南缘发育以粗粒沉积为主的浅水三角洲建造。在大海退背景下受间歇性海侵影响, 南缘及东南缘残留局限性海湾, 以潟湖和障壁沙坝为主, 碎屑沉积中可见灰岩夹层。石盒子组沉积晚期, 整体沉积格局与早期类似。但随着此时鄂尔多斯北缘构造活动持续减缓, 陆源碎屑物质供应减少, 南北地势差减小, 以及基地不断沉降。冲积扇范围向北缩小, 冲积平原上辫状河河道萎缩, 曲流河和三角洲沉积范围扩大, 滨浅湖范围向北扩张。研究区主要发育曲流河、三角洲和滨浅湖沉积, 沉积粒度相对变细。南缘、东南缘的间歇性海侵影响范围进一步缩小, 潟湖范围缩小, 保留少量沙坝沉积。

1)鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠统石盒子组发育一套粗粒陆源碎屑岩系, 主要发育砾岩、砂岩、泥岩和粉砂岩, 部分地区发育灰岩夹层。石盒子组中上部泥岩具红层特征, 发育桃花泥岩。反映古气候逐渐向半干旱至干旱变化的特点。

2)中二叠世鄂尔多斯盆地及周缘地区存在间歇性局部海侵。中二叠统石盒子组以陆相沉积体系为主, 局限性发育障壁海岸沉积体系。陆相沉积体系包含冲积扇、河流、三角洲及湖泊沉积。障壁海岸沉积体系以潟湖和障壁沙坝为主。

3)受北部物源影响, 鄂尔多斯盆地及周缘地区中二叠统石盒子组由北向南依次发育冲积扇、河流、三角洲、滨浅湖等沉积相。受南部物源影响, 在鄂尔多斯南缘、西南缘发育浅水三角洲沉积。受间歇性海侵影响, 在鄂尔多斯南缘及东南缘障壁海湾中发育潟湖和障壁沙坝沉积。

(责任编辑 郑秀娟; 英文审校 龚承林 徐 杰)