歐陽慕馨

摘 要：鄂爾多斯盆地作為中國重要的含油氣盆地，合水地區(qū)位于鄂爾多斯盆地隴東地區(qū)。其中長7段廣泛發(fā)育重力流沉積，富含豐富的石油儲(chǔ)量，有著十分巨大的勘探潛力。通過巖心觀察、測(cè)井解釋成果等資料對(duì)該區(qū)深水重力流沉積進(jìn)行研究，結(jié)果表明：（1）長7段發(fā)育砂質(zhì)碎屑流沉積、滑塌沉積、濁流沉積3種主要沉積類型。（2）共識(shí)別出細(xì)砂巖相、水平層理深湖泥巖相、粉細(xì)砂巖相、變形構(gòu)造粉砂巖相、塊狀層理粉砂巖相、油頁巖相6種巖相類型。（3）該區(qū)發(fā)育近源水道、前緣朵體、遠(yuǎn)源水道3中沉積微相。

關(guān)鍵詞：鄂爾多斯盆地;合水;長7段;沉積特征

中圖分類號(hào)：P618.13文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1672-5603（2022）03-16-05

Sedimentary Characteristics of Chang 7 Member in Heshui Area ，

Ordos Basin

Ouyang Muxin

（Institute of Sedimentary Geology， Chengdu University of Technology， Chengdu Sichuan 610059）

Abstract： Ordos Basin is an important petroliferous basin in China. Heshui Area is located in Longdong area of Ordos Basin. Among them， gravity flow deposits are widely developed in Chang 7 member， which is rich in oil reserves and has great exploration potential. The deep-water gravity flow deposits in the study area are described by core observation， logging interpretation results and other data. The results show that： （1） there are three main sedimentary types of sandy debris flow deposition， slump deposition and turbidity current deposition in Chang 7 member of the study area. （2） Six lithofacies types are identified in the study area， including fine sandstone facies， horizontal bedding deep lake mudstone facies， silty fine sandstone facies， deformation tectonic silty sandstone facies， massive bedding silty sandstone facies and oil shale facies. （3） There are three sedimentary microfacies in the study area： proximal channel， frontal lobe and distal channel.

Keywords： ordos basin; Heshui area; Chang 7 member; sedimentary characteristics

自1827年Studer首次提出復(fù)理石概念至今，深水重力流理論不斷豐富。1885年，F(xiàn)orel提出高密度濁流的概念;20世紀(jì)70年代Walker提出了經(jīng)典海底扇模式;1985年，Shanmugam提出的砂質(zhì)碎屑流理論再次大大推動(dòng)了重力流理論的發(fā)展。現(xiàn)如今國內(nèi)外學(xué)者的相關(guān)研究將重力理論的發(fā)展再次推向新的高潮，但是在深水重力流的砂體成因等方面依然存在一些爭議。重力流沉積在鄂爾多斯盆地長7段大范圍發(fā)育，是重力流沉積研究的重要區(qū)塊。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地作為中國重要的含油氣盆地，其中長7段廣泛發(fā)育重力流沉積，富含豐富的石油儲(chǔ)量，有著十分巨大的勘探潛力[1]。大規(guī)模的湖侵作用增加了鄂爾多斯盆地的湖盆規(guī)模，優(yōu)越的成藏條件以及大規(guī)模的致密油藏使長7段成為了近年來油氣勘探的重點(diǎn)。

合水地區(qū)位于甘肅慶陽合水縣，地處盆地陜北西南緣（圖1），構(gòu)造較為平緩，在西傾單斜背景上局部發(fā)育小型鼻狀隆起[2]。近年來，作為勘探開發(fā)的重點(diǎn)區(qū)塊，合水地區(qū)發(fā)現(xiàn)了不少巖性油氣藏及出油點(diǎn)。 在長71、長72段，合水地區(qū)存在大量重力流成因砂體;而在長73段，合水地區(qū)則沉積了大量的烴源巖。因此，整個(gè)長7段都為合水地區(qū)致密油藏提供了優(yōu)質(zhì)的形成條件。

2 沉積類型劃分

鄂爾多斯隴東合水地區(qū)長7段發(fā)育大量深水重力流沉積，整體為以深湖—半深湖沉積為主的沉積環(huán)境。本文以Shanmugm提出的分類方法為依據(jù)，根據(jù)研究區(qū)露頭剖面及巖心資料，認(rèn)為滑塌沉積、濁流沉積以及砂質(zhì)碎屑流沉積為研究區(qū)主要沉積類型。

2.1 滑塌沉積

滑塌沉積一般指由于地震等原因，部分陸源物質(zhì)在外力作用下受到影響形成坍塌，粉砂質(zhì)泥巖、細(xì)砂巖均常見于滑塌沉積當(dāng)中，由于存在塑性變形，沉積構(gòu)造通常表現(xiàn)為揉皺變形、包卷層理等[3]。

在長71段，研究區(qū)發(fā)育了大量的滑塌體;長72段的滑塌沉積則在部分巖性尖滅處發(fā)育。從巖性上看，研究區(qū)滑塌沉積整體呈灰色，泥質(zhì)含量越多、顏色就越深。研究區(qū)滑塌沉積整體厚在0.1-1.78 m之間，部分滑塌體內(nèi)部發(fā)育有凝灰質(zhì)夾層，約為0.5 m。在沉積構(gòu)造上，研究區(qū)長7段滑塌沉積主要表現(xiàn)為見明顯揉皺變形、同生斷裂、滑動(dòng)界面剪切及含順層流動(dòng)的泥質(zhì)條帶（圖2）。由于滑動(dòng)過程中、沉積物內(nèi)部不發(fā)生變形，因此其內(nèi)部砂巖和泥巖的接觸界面較為平直，泥質(zhì)條帶呈順層流動(dòng)的特征，這些泥質(zhì)條帶多呈中部較厚，兩端逐漸變細(xì)的特征。

2.2 砂質(zhì)碎屑流沉積

砂質(zhì)碎屑流大多形成于湖盆中部，由外力觸發(fā)的滑塌作用造成，沉積物通常是整體凍結(jié)而成。由于砂質(zhì)碎屑流是一種富砂質(zhì)具塑性流變性質(zhì)的賓漢塑性流體，代表一個(gè)從黏性至非黏性碎屑流連續(xù)過程[4]，故碎屑體積濃度以中高碎屑為主，且泥質(zhì)含量低。整體凍結(jié)而成的沉積物呈現(xiàn)塊狀固結(jié)狀態(tài)，基質(zhì)含量較低。

鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長7段砂質(zhì)碎屑流主要含有大量的中細(xì)砂巖和塊狀砂巖，部分塊狀砂巖上下接觸面突變，且頂部含有泥礫。這說明在沉積過程中，由于浮力作用，部分泥質(zhì)碎屑漂浮至砂體頂部，以分層排列的特征沉積下來，故整體有著較強(qiáng)的流體塑性。在研究區(qū)長72段，砂質(zhì)碎屑流主要發(fā)育在湖底扇及三角洲前緣，依舊呈現(xiàn)為大量塊狀砂巖夾泥礫，整體的砂體厚度為5 m左右。研究區(qū)長73段砂質(zhì)碎屑流水動(dòng)力較長72段更弱，因此砂體更薄，粒度更細(xì)，但整體仍舊表現(xiàn)為中細(xì)砂巖，頂部含部分漂浮泥礫（圖3）。從整體上看，研究區(qū)砂質(zhì)碎屑流分選較好，雜基含量低，整體厚度在0.5 m到5 m之間，無明顯的層理。從巖性上看，研究區(qū)長7段砂質(zhì)碎屑流主要以中細(xì)砂巖、塊狀細(xì)砂巖以及含泥巖撕裂屑細(xì)砂巖為主[5]。其中泥巖撕裂屑多發(fā)生了變形、直徑大多小于5 cm，說明在研究區(qū)砂體形成的過程中存在搬運(yùn)差異。這些砂體沉積構(gòu)成了研究區(qū)深水砂質(zhì)沉積的主要部分。

2.3 濁流沉積

作為一種牛頓液體，濁流的碎屑顆粒通常是以紊流的形式進(jìn)行搬運(yùn)。在外力作用結(jié)束后，內(nèi)部顆粒就會(huì)開始沉積，先沉積粗顆粒、細(xì)顆粒后沉積，從而形成正粒序沉積特征。一般來說，會(huì)將正遞變層理和鮑馬序列視為識(shí)別濁流的沉積標(biāo)志。

研究區(qū)長7段發(fā)育了大段深湖泥巖，部分前緣朵體在合水地區(qū)斜坡的邊緣聚集。由于該區(qū)長7段濁流沉積受物源影響，前緣朵體以西南至東北方向發(fā)育。

從整體上看，研究區(qū)長72和長71段均分布了大范圍的濁流沉積;長73段濁流呈零星分布狀。此外，研究區(qū)濁積沉積巖石底面能觀察到印模，指示有砂質(zhì)填充。

同時(shí)還可觀察到火焰狀構(gòu)造及在牽引流作用下形成的沙文交錯(cuò)層理（圖4）。濁流沉積的單層厚度跨度較大，從幾毫米到十幾厘米均有分布，并在垂向上頻繁疊置，這說明其間發(fā)生過多期次濁流事件[5]。

3 巖相類型

基于研究區(qū)已知的巖心及測(cè)井資料，共識(shí)別出細(xì)砂巖相、水平層理深湖泥巖相、粉細(xì)砂巖相、變形構(gòu)造粉砂巖相、塊狀層理粉砂巖相、油頁巖相6種巖相類型。

（1）細(xì)砂巖相

細(xì)砂巖相主要集中分布在砂質(zhì)碎屑流沉積中，其特征為整體呈現(xiàn)塊狀結(jié)構(gòu)。由于牽引流是砂質(zhì)碎屑流形成的重要因素，部分細(xì)砂巖可見平行層理或滑水面，砂體截面可見植物碎屑，偶見泥質(zhì)撕裂屑。根據(jù)巖心資料顯示，砂質(zhì)碎屑流中的細(xì)砂巖部分形成于三角洲平原，磨圓較好，部分砂體中含泥質(zhì)撕裂屑或是泥礫，泥礫定向排列，反映沉積體是由短距離快速搬運(yùn)而成。

（2）粉細(xì)砂巖相

粉細(xì)砂巖相常見于濁流沉積當(dāng)中，粒度小，呈現(xiàn)下粗上細(xì)正粒序，整體厚度一般不超過0.5 m。粉細(xì)砂巖經(jīng)常分布在濁流沉積下段，并具有平行層理，指示有較強(qiáng)的水動(dòng)力。由于濁流沉積砂體厚度薄、并具有多次發(fā)育的特征，粉細(xì)砂巖砂體頂部常出現(xiàn)砂紋層理，指示有牽引流作用存在。濁流沉積最典型的特征是存在鮑馬序列[6]。因此研究區(qū)長7段粉細(xì)砂巖底部可見槽模或是火焰狀構(gòu)造。

研究區(qū)深湖泥巖在半深湖—深湖區(qū)域廣泛發(fā)育，顏色呈黑灰色或灰綠色，并存砂泥互層，厚度在2～16 cm之間。深湖泥特征為大范圍連續(xù)發(fā)育，截面可見植物化石。由于深湖泥巖往往受到遷移力堆積而成，因此巖心?？梢娝綄永砭植堪l(fā)育。

（3）塊狀層理粉砂巖相

研究區(qū)塊狀砂呈灰黑色，厚度在2～23 cm之間，整體呈均一狀，可見黃鐵礦、磷灰石夾雜。由于形成過程中收到了較強(qiáng)的水動(dòng)力影響，呈厚層塊狀，并局部可見明顯下粗上細(xì)正粒序，部分砂體底部發(fā)育溝模等構(gòu)造。塊狀層理粉砂巖相大量存在于研究區(qū)濁流沉積當(dāng)中，常見于濁流形成初期。

（4）變形構(gòu)造粉砂巖相

研究區(qū)變形構(gòu)造粉砂巖主要分布在長73段，厚度較薄，碎屑顆粒較細(xì)、分選好。變形構(gòu)造粉砂巖多發(fā)育于砂體底部，厚度變化明顯。砂體內(nèi)部含泥質(zhì)條帶，存在變形構(gòu)造，發(fā)育了包卷層理、液化脈等。

（5）油頁巖相

研究區(qū)油頁巖大多發(fā)育在長7段底部或中下部，厚度較大，在5～18 m之間。這類油頁巖品質(zhì)較高、具有一定的成熟度、見黃鐵礦，存在深水重力痕跡如泥包砂。

4 沉積微相分析

4.1 近源水道

近源水道發(fā)育在研究區(qū)坡折帶上，是長7段重要的碎屑來源通道，故發(fā)育砂質(zhì)碎屑流。由于近源水道緊鄰三角洲前緣，巖性上主要表現(xiàn)為灰色塊狀砂（圖5a），厚度較薄，并有泥質(zhì)填充。近源水道砂體底部存在泥巖，指示由水體侵蝕卷入形成，故還可見沖刷面或溝模等變形構(gòu)造。在平面關(guān)系上，近源水道的砂體多呈條帶狀分布。

4.2 前緣朵體

研究區(qū)前緣朵體發(fā)育在外扇發(fā)育，距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，多見于湖底平原。由灰色粉砂巖或粉砂質(zhì)泥巖為主，常夾薄層泥巖。由于在研究區(qū)長73亞段，存在部分富含有機(jī)質(zhì)的黑色頁巖，測(cè)井曲線以高伽馬、高電阻為特征，并呈現(xiàn)指型或箱型。前緣朵體為研究區(qū)濁流沉積的一部分，并與深湖泥巖互層出現(xiàn)（圖5b）。

4.3 遠(yuǎn)源水道

遠(yuǎn)源水道發(fā)育于坡折帶和湖盆中部之間，砂體顆粒較細(xì)，整體厚度小。由于遠(yuǎn)源水道的底部發(fā)育濁流沉積，可見遞變層理。砂體頂部多為砂巖，發(fā)育薄層砂，底部可見沖刷面或火焰狀構(gòu)造等，與上部突變接觸。由于遠(yuǎn)源水道后期多為平緩發(fā)育，水動(dòng)力變?nèi)酰镌摧^少，在研究區(qū)長7段呈現(xiàn)砂質(zhì)碎屑流轉(zhuǎn)向濁流沉積的趨勢(shì)（圖5c）。

5 結(jié)論

（1）合水地區(qū)長7段重力流沉積以滑塌沉積、砂質(zhì)碎屑流沉積和濁流沉積為主。滑塌沉積以細(xì)砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，整體呈灰黑色，砂體內(nèi)部存在塑性變形導(dǎo)致的包卷層理等。砂質(zhì)碎屑流沉積泥質(zhì)含量相對(duì)來說較低，含有大段的中細(xì)砂巖或塊狀砂巖，整體厚度在0.5～5 m之間。濁流沉積可見明顯正遞變層理，砂體底部存在印模，廣泛分布在研究區(qū)長7段。

（2）研究區(qū)共有6種巖相類型，在研究區(qū)砂質(zhì)碎屑流沉積、滑塌沉積和濁流沉積中均有發(fā)育。

（3）研究區(qū)沉積微相以近源水道、前緣朵體、遠(yuǎn)源水道為主。近源水道多見塊狀砂，存在泥質(zhì)填充物。前緣朵體底部可見鮑馬序列，可見砂泥互層，砂體中可見薄層泥巖。遠(yuǎn)源水道指示研究區(qū)砂質(zhì)碎屑流向濁流過度的過程，發(fā)育薄層砂體。

參考文獻(xiàn)/References

[1]龐軍剛，常梁杰，國吉安，等.鄂爾多斯盆地南部延長組湖相水道—朵狀體濁積扇沉積模式[J].西北大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2022， 52（01）： 144-158.

[2]李宇. 合水地區(qū)長8儲(chǔ)層微觀孔隙特征及壓裂液傷害機(jī)理[D]. 西安：西安石油大學(xué)， 2019.

[3]常梁杰，龐軍剛，王欣月.合水地區(qū)三疊系長7段重力流沉積特征分析[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2022， 24（02）： 23-30.

[4]金杰華，操應(yīng)長，王健，等.深水砂質(zhì)碎屑流沉積：概念、沉積過程與沉積特征[J].地質(zhì)論評(píng)， 2019， 65（03）： 689-702.

[5]周正龍. 致密油儲(chǔ)層巖性巖相測(cè)井識(shí)別及應(yīng)用[D].北京：中國石油大學(xué)（北京）， 2016.

[6]冉冶，王貴文，周正龍，等.鄂爾多斯盆地合水地區(qū)長7致密油巖性巖相類型識(shí)別及其應(yīng)用[J].中國地質(zhì)， 2016， 43（04）： 1331-1340.