摘 要 【目的】砂質(zhì)辮狀河是一類常見的河流，可形成大規(guī)模油氣儲(chǔ)層，但其沉積構(gòu)型特征復(fù)雜。為了深入理解砂質(zhì)辮狀河沉積模式，以山西大同侏羅系云岡組的典型砂質(zhì)辮狀河沉積為對(duì)象，開展了沉積構(gòu)型解剖與演化過程研究。【方法】針對(duì)云岡組辮狀河沉積出露良好的8條剖面開展觀察、測(cè)量、精細(xì)解剖及分析測(cè)試，系統(tǒng)總結(jié)了砂質(zhì)辮狀河沉積體的幾何形態(tài)、規(guī)模、巖石結(jié)構(gòu)與沉積構(gòu)造、巖相類型與巖相組合等特征?！窘Y(jié)果】在研究區(qū)主要識(shí)別出10種巖相類型、8種巖相組合、5種四級(jí)構(gòu)型單元（心灘、辮流水道、廢棄水道、泛濫平原和決口扇）及落淤層?！窘Y(jié)論】云岡組露頭可識(shí)別10期主要的正旋回沉積韻律，各期內(nèi)發(fā)育的辮狀河經(jīng)歷周期性的洪水期—枯水期交替。心灘與辮流水道、廢棄水道、泛濫平原以及決口扇等間互伴生，周期性發(fā)育與消亡，形成“泛連通體”砂體。心灘復(fù)合體與主辮流水道構(gòu)成了砂質(zhì)辮狀河沉積的主體?；诖私⒘松百|(zhì)辮狀河沉積模式。研究成果可為砂質(zhì)辮狀河沉積演化的過程分析、儲(chǔ)層表征與建模的模式指導(dǎo)和定量參數(shù)的選取等提供重要的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 云岡組；砂質(zhì)辮狀河；構(gòu)型單元；辮流水道；巖相組合

第一作者簡(jiǎn)介 何維領(lǐng)，男，1988年出生，博士，沉積學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)、油氣田開發(fā)地質(zhì)學(xué)，E-mail： halahwl@163.com

通信作者 李少華，男，教授，地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)、儲(chǔ)層建模，E-mail： jpishli@sina.com

中圖分類號(hào) P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A

0 引言

砂質(zhì)辮狀河具有距離物源近、沉積物粒度粗、河道寬且淺；水流能量較高、沖刷力度強(qiáng)以及遷移頻率高等顯著特點(diǎn)[1?2]。辮狀河河道中多條辮流水道無規(guī)律性、游蕩性分叉、交匯，不同期次、不同規(guī)模的砂礫質(zhì)沉積體側(cè)向遷移交錯(cuò)，垂向切疊并置，破壞性與建設(shè)性共存，在空間上呈“泛連通體”結(jié)構(gòu)[3?4]，具有較高的砂地比和較大的流體儲(chǔ)集空間，為有利的油氣儲(chǔ)集體[5?6]。

儲(chǔ)層構(gòu)型研究是根據(jù)沉積體的空間結(jié)構(gòu)剖析沉積特征的一種思路和方法。然而，砂質(zhì)辮狀河沉積過程錯(cuò)綜復(fù)雜，沉積界面模糊難辨，洪泛期與廢棄期形成細(xì)粒沉積隔夾層大大降低了儲(chǔ)集砂體的縱、橫向連通性，增強(qiáng)了儲(chǔ)層構(gòu)型界面識(shí)別的難度，導(dǎo)致了地下儲(chǔ)層三維空間精細(xì)表征和定量評(píng)價(jià)的多解性和不確定性。同時(shí)，辮狀河的發(fā)育受構(gòu)造、地形、氣候以及物源供給等諸多因素的綜合影響，具有一定的易變性和特殊性。因此，辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型的精細(xì)研究和定量描述仍然是國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家面臨的難題之一[7?8]。目前，針對(duì)特定沉積環(huán)境，選擇典型的野外露頭開展精細(xì)化和系統(tǒng)化的研究，是辮狀河儲(chǔ)層構(gòu)型剖析的最有效手段之一[4，9?16]。然而，由于露頭出露的完整性和研究尺度的差異性，前期研究大多集中于典型露頭的局部精細(xì)化剖析，缺乏對(duì)露頭整體性和空間對(duì)比的綜合分析，難以形成完整的沉積模式，無法厘定等時(shí)的沉積演化規(guī)律，從而制約了地下辮狀河儲(chǔ)層類比研究。

本次研究旨在通過具有相似成因的典型的野外露頭觀察、測(cè)量、精細(xì)解剖及實(shí)驗(yàn)分析，以巖相及巖相組合的特征研究為基礎(chǔ)，剖析干旱環(huán)境條件下砂質(zhì)辮狀河構(gòu)型單元類型和特征，通過剖面綜合柱狀圖的等時(shí)剖析，參考現(xiàn)代河流沉積原型，總結(jié)砂質(zhì)辮狀河的沉積演化特征和規(guī)律，構(gòu)建研究區(qū)砂質(zhì)辮狀河沉積模式，為儲(chǔ)層精細(xì)表征與地質(zhì)建模提供有效的地質(zhì)模式和數(shù)據(jù)支撐。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

山西大同云岡地區(qū)位于大同盆地的西北側(cè)，構(gòu)造單元屬于華北板塊的山西地塊[17]。中侏羅統(tǒng)云岡組沉積期，大同地區(qū)呈現(xiàn)差異性區(qū)域抬升，氣候干燥，發(fā)育一套典型的近源、粗粒、快速堆積的沖積扇—河流相碎屑體系地層[18?20]，距北部和東北部物源供給區(qū)約30 km，距東南部的湖泊沉積區(qū)大約100km[20?21]。云岡組分為三個(gè)亞段，自下至上分別為砂礫巖段、石窟段、泥巖段[5?6]（圖1a）。

研究區(qū)位于大同市西郊約8 km處，主要出露點(diǎn)為云岡石窟景區(qū)剖面、景區(qū)以東沿鐵路一線剖面和吳官屯村剖面，出露地層主要為云岡組石窟段。本次研究主要針對(duì)云岡石窟景區(qū)向東沿鐵路一線，剖面編號(hào)自西向東依次為1～8號(hào)，剖面走向近垂直于古水流方向[2，5?6，12]（圖1b）。剖面出露較完整，沉積現(xiàn)象豐富，充分體現(xiàn)了高能、粗粒辮狀河砂體的疊置樣式及空間展布特征，是砂質(zhì)辮狀河構(gòu)型研究的典型樣區(qū)。

通過衛(wèi)星地圖觀察和實(shí)測(cè)，1～8號(hào)剖面的走向整體沿東西方向，剖面形態(tài)呈“似饅頭狀”；各個(gè)剖面之間多被植被覆蓋，未見大規(guī)模出露，覆蓋區(qū)多以灰色、深灰色的細(xì)粒泥質(zhì)粉砂巖沉積為主。剖面間未出露部分在剖面上呈凹凸間隔的“準(zhǔn)正弦曲線”形態(tài)。結(jié)合野外露頭實(shí)測(cè)和衛(wèi)星地圖定位測(cè)量，1號(hào)剖面與8號(hào)剖面的直線距離1 353 m，2號(hào)剖面與7號(hào)剖面的直線距離為878 m；其中1～8號(hào)剖面出露寬度依次為76 m、67 m、46 m、45 m、201 m、130 m、66 m 和72 m，與之相對(duì)應(yīng)的各剖面之間未出露部分的寬度依次為286 m、58 m、44 m、77 m、35 m、40 m和211 m。

2 巖相與巖相組合特征

2.1 巖相特征

通過對(duì)8條露頭剖面沉積體的幾何形態(tài)、厚度、巖性、巖石結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造及沉積韻律的詳細(xì)描述、測(cè)量和分析，結(jié)合研究區(qū)沉積背景和Miall提出的巖相劃分標(biāo)準(zhǔn)[1，7，22?23]，總結(jié)認(rèn)為山西大同侏羅系云岡組砂質(zhì)辮狀河主要發(fā)育10種典型的巖相類型。即：塊狀層理砂礫巖相（GSm）、塊狀層理中粗砂巖相（Sm）、槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）、沖刷充填含礫中粗砂巖相（SGe）、平行層理砂巖相（Sh1）、平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh2）、薄層狀細(xì)粉砂巖相（Fl）和塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm），詳細(xì)內(nèi)容見表1。

2.2 巖相組合特征

通常情況下，巖相隨著水動(dòng)力大小、水流方向、碎屑物質(zhì)供給量以及卸載空間大小的變化而變化，形成一系列漸變或突變的巖相組合。相對(duì)于單個(gè)巖相而言，其不僅突出了各個(gè)巖相的特征，更突出了不同巖相在時(shí)間上的演化順序和疊置關(guān)系，可以反映沉積過程動(dòng)態(tài)演化的特征。

根據(jù)8個(gè)剖面點(diǎn)的詳細(xì)觀察、測(cè)量、描述與精細(xì)解剖，結(jié)合上文分析和總結(jié)的10種巖相類型，在研究區(qū)主要識(shí)別了8種典型的辮狀河沉積的巖相組合。即：沖刷充填含礫中粗砂巖相→平行層理中砂巖相（SGe→Sh1）、槽狀交錯(cuò)層理含礫中粗砂巖相→槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（SGt→St）、塊狀層理砂礫巖相→板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（GSm→Sp）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理中細(xì)砂巖相（SP→Sh1）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相→板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（SP→Sh2→Sp）、平行層理砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh1→Sh2）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（SP→Fm）和塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相→小型沙紋層理細(xì)砂巖相→塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm→Fl→Fm）。

1） 沖刷充填含礫中粗砂巖相→平行層理中砂巖相（SGe→Sh1）

該巖相組合下部為暗灰色、紅褐色沖刷充填含礫中粗砂巖相，上部為灰色平行層理中砂巖相，呈突變接觸，底型呈下凹狀，具有明顯的沖刷下切的特征，充填形態(tài)呈頂平底凸形；后期被充填，發(fā)育平行層理中砂巖相，厚度0.1～1.0 m（圖3a）。反映了辮流水道不斷填平補(bǔ)齊的演化過程。

2） 槽狀交錯(cuò)層理含礫中粗砂巖相→槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（SGt→St）

該巖相組合下部為的灰色槽狀交錯(cuò)層理含礫中粗砂巖相，上部為灰色、灰褐色槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相，層面傾角由陡變緩，粒度向上逐漸變細(xì)（圖3b）。整體反映了從早期高能條件下心灘快速增生逐漸過渡到穩(wěn)定發(fā)育的演化過程。

3） 塊狀層理砂礫巖相→板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（GSm→Sp）

該巖相組合下部為灰白色塊狀層理砂礫巖相，厚0.2～1.0 m，上部發(fā)育具有沖刷跡象的灰色、灰褐色板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相，底界面呈“下凹型”（圖3c）。反映了早期高能環(huán)境下，心灘快速增生；隨著基準(zhǔn)面、水動(dòng)力或沉積物供給等因素影響，辮狀河河道發(fā)生橫向遷移或者調(diào)整，逐漸演變?yōu)榫哂袥_刷作用的辮流水道沉積。

4） 板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理中細(xì)砂巖相（SP→Sh1）

該巖相組合下部為灰色、灰白色的板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相，厚度在1 m以上，局部可見泥礫，上部發(fā)育一套灰色的平行層理中細(xì)砂巖相，呈突變式接觸（圖3d）。反映了早期水動(dòng)力較強(qiáng)，形成層系厚度可達(dá)20 cm的板狀交錯(cuò)層理中砂巖相；后期水動(dòng)力突然減弱，形成平行層理中細(xì)砂巖相。該組合序列反映了早期辮流水道或心灘快速生長(zhǎng)到穩(wěn)定發(fā)育的演化過程。

5） 板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相→板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（SP→Sh2→Sp）

該巖相組合上部和下部發(fā)育灰色板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相，中部發(fā)育紅褐色薄層平行層理泥質(zhì)粉砂巖相，厚5～30 cm，呈“夾心式”組合特征，巖相之間為突變式接觸，層系界面明顯（圖3e）。反映了隨著基準(zhǔn)面、水動(dòng)力大小和碎屑物質(zhì)供給量的變化，心灘發(fā)育暫時(shí)性中止，洪水漫溢心灘，形成薄層的落淤層披覆沉積；后期，基準(zhǔn)面抬升、水動(dòng)力增強(qiáng)、碎屑物質(zhì)供給充分，心灘再次“復(fù)活”、大規(guī)模生長(zhǎng)的演化過程。

6） 平行層理細(xì)砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh1→Sh2）

該巖相組合下部為灰色平行層理細(xì)砂巖相，上部為深灰色平行層理泥質(zhì)粉砂巖相，垂向上呈漸變式接觸，具有下凹“同心層”狀，屬于典型的廢棄河道的沉積特征（圖3f）。隨著基準(zhǔn)面的降低，水動(dòng)力減弱，卸載空間不斷減小，“同心層”半徑不斷收縮，由平行層理細(xì)砂巖相逐漸過渡到平行層理泥質(zhì)粉砂巖相，反映了辮流水道逐漸廢棄的演化過程。

7） 板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（SP→Fm）

該巖相組合下部發(fā)育灰色、灰白色板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相，厚0.3～2.0 m，上部發(fā)育深灰色、紅褐色塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相，平均厚度大于0.5 m，剖面上呈楔形，順下傾方向逐漸變厚（圖3g）。整體反映了早期基準(zhǔn)面抬升，碎屑物質(zhì)供給充足，大規(guī)模的心灘發(fā)育；隨后辮狀河河道水平面大幅下降，進(jìn)入枯水期，早期心灘暴露在河道外側(cè)，成為局部的“堤岸”；再次進(jìn)入洪水期，洪水越過“堤岸”，發(fā)育一套典型的塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相溢岸沉積，反映了辮狀河河道具有隨季節(jié)、氣候等條件差異而發(fā)生周期性收縮和外拓的遷移特征。

8） 塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相→薄層狀細(xì)粉砂巖相→塊狀層理平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm→Fl→Fm）

該巖相組合上部和下部發(fā)育紅褐色塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相，厚0.3～1.2 m，中部夾薄層狀細(xì)粉砂巖相，厚3～10 cm，薄層狀細(xì)粉砂巖發(fā)育在塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相之上，延伸規(guī)模具有一定的局限性，在前積方向上呈楔形或透鏡狀，后期再被塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相披覆，巖相之間突變接觸，呈“夾心式”結(jié)構(gòu)（圖3h）。反映了長(zhǎng)期的泛濫平原與暫時(shí)性決口扇交替演化的沉積過程。

3 不同級(jí)次構(gòu)型特征

根據(jù)野外剖面出露沉積體的幾何形態(tài)、沉積韻律、巖相組合等特征，在研究區(qū)云岡組石窟段主要識(shí)別出辮流水道、心灘、泛濫平原與決口扇、廢棄水道等5種四級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元及與心灘伴生的三級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元落淤層（表2）[23]。

3.1 辮流水道（CH）

辮狀河河道沉積中最典型的一種四級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元。其剖面形態(tài)呈“下凹型”，底部多見沖刷充填作用形成的礫巖和泥礫，其中礫石顆粒排列具有整體的一致性和定向性，泥礫則呈橢圓狀或不規(guī)則“撕裂狀”，近平行于底面分布（圖3a，c）。通常發(fā)育沖刷充填含礫中粗砂巖相→平行層理中粗砂巖相（SGe→Sh1）和板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理中細(xì)砂巖相（SP→Sh1）。單期辮流水道厚度介于1.5～5.5 m，寬度介于30～150 m，孔隙度介于3.01%～12.30%，平均值為7.77%；滲透率介于（0.01～2.20）×10-3 μm2，平均值為0.72×10-3 μm2。

3.2 心灘（CB）

研究區(qū)辮狀河河道沉積中最發(fā)育的一種四級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元。剖面形態(tài)基本呈底平頂凸?fàn)睿▓D3e，g，h），主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫中粗砂巖相→槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（SGt→St）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理中細(xì)砂巖相（SP→Sh1）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相→板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（SP→Sh2→Sp）。單期心灘厚度介于1.5～7.5 m，寬度介于50～200 m，頂部偶見小規(guī)模串溝（通常被相對(duì)細(xì)粒的細(xì)砂巖或泥質(zhì)粉砂巖充填），心灘內(nèi)部可見1～3 cm的間歇性薄層落淤層?？紫抖冉橛?.55%～13.90%，平均值為8.26%；滲透率介于（0.08～4.82）×10-3 μm2，平均值為1.00×10-3 μm2。

3.3 泛濫平原（FP）與決口扇（CS）

屬于溢岸沉積的兩種相伴生的四級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元。前者主要發(fā)育塊狀層理狀泥質(zhì)粉砂巖相（Fm），沉積厚度通常在0.5 m以上，垂向上，常與不同沉積期次的心灘或辮流水道相疊置發(fā)育；后者主要發(fā)育小規(guī)模的楔形或透鏡狀薄層細(xì)粉砂巖相（Fl），孤立式鑲嵌發(fā)育于泛濫平原沉積中（圖3g，h）。

3.4 廢棄水道（ACH）

廢棄水道的出現(xiàn)是辮流水道消亡的標(biāo)志。辮流水道發(fā)育的末期，一種情況是由于主水道遷移，主水流分布格局調(diào)整而導(dǎo)致次水道廢棄，形成廢棄水道；另一種情況則是由于河流處于季節(jié)性枯水期，辮流水道廣泛廢棄。任一情況的出現(xiàn)都反映了該期辮流水道發(fā)育的結(jié)束。在剖面形態(tài)上類似于辮流水道，呈底凹頂平狀，厚度一般介于20～60 cm，寬度介于3～6 m，最典型的巖相組合為平行層理細(xì)砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh1→Sh2）組合序列，具有典型的“二段式”結(jié)構(gòu)特征（圖3f）。

3.5 落淤層（SL）

屬于心灘的次一級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元。由于研究區(qū)河床整體為高能環(huán)境，落淤層發(fā)育偏少或者保留較少。以披覆形式發(fā)育在心灘內(nèi)部，近平行于心灘頂面，多呈近水平和穹隆狀延伸，界面處主要為平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh2）（圖3e），厚度介于2～10 cm，橫向介于12～30 m。孔隙度介于5.17%～7.99%，平均值為5.66%；滲透率介于（0.03～0.83）×10-3 μm2，平均值為0.27×10-3 μm2。

4 沉積演化特征

4.1 演化過程分析

在現(xiàn)代辮狀河沉積原型參考與借鑒的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步剖析不同剖面的沉積特征及各個(gè)剖面之間的關(guān)系，通過對(duì)1～8號(hào)剖面測(cè)量、精細(xì)解釋，結(jié)合前文對(duì)巖相類型、巖相組合及構(gòu)型特征的識(shí)別、刻畫與分析，將出露剖面的底界統(tǒng)一設(shè)置為0 m厚度基線?；跈M向等時(shí)性原則，根據(jù)各條剖面的厚度，自下而上依次編制8條剖面的綜合巖相柱狀圖，劃分了不同的構(gòu)型單元。進(jìn)一步對(duì)各條剖面進(jìn)行等時(shí)地層對(duì)比，分析不同構(gòu)型單元的發(fā)育規(guī)律，對(duì)比不同剖面之間的時(shí)空對(duì)應(yīng)關(guān)系。

根據(jù)研究區(qū)綜合巖相柱狀圖分析可知（圖4），1號(hào)剖面和8號(hào)剖面主要發(fā)育平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh2）、塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm）及平行層理中細(xì)砂巖相（Sh1），整體呈“泥包砂”的沉積特征，主要發(fā)育溢岸沉積的泛濫平原和決口扇。2～7號(hào)剖面砂礫質(zhì)沉積富集，結(jié)合研究區(qū)地質(zhì)背景和前人研究成果[2，5?6，20?21，24?25]，分析認(rèn)為其具有典型的砂質(zhì)辮狀河沉積特征，主要發(fā)育心灘、辮流水道、廢棄河道和落淤層。其中5號(hào)剖面的沉積厚度最大，是碎屑物質(zhì)最集中的沉積區(qū)，完整剖面的厚度大于10 m，在其頂部厚度8.5 m處發(fā)育一套具有“同心層”特征的平行層理細(xì)砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相組合，顯示廢棄河道沉積特征，反映了該期研究區(qū)進(jìn)入最大枯水期。

將5號(hào)剖面頂部的平行層理細(xì)砂巖相→平行層理泥質(zhì)粉砂巖相組合設(shè)置為等時(shí)界面。根據(jù)巖相、巖相組合和沉積韻律特征，5號(hào)剖面自下而上依次劃分為10期正旋回沉積韻律，并和其他7條剖面進(jìn)行橫向等時(shí)對(duì)比分析。

第1沉積期，碎屑物質(zhì)供給充分，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、平行層理砂巖相（Sh1）和板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）等。整體反映了心灘和辮流水道的沉積特征，其中2～4號(hào)剖面為辮流水道沉積，5～7號(hào)剖面為心灘沉積，該沉積期辮狀河河道邊界在2號(hào)剖面以西及7號(hào)剖面以東的位置。

第2沉積期，主要發(fā)育板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）、槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）和塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm）等。其中2～3號(hào)剖面發(fā)育大套塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm），反映了泛濫平原的沉積特征，4～7號(hào)剖面整體表現(xiàn)為心灘沉積特征。該沉積期辮狀河河道的范圍相對(duì)于第1沉積期明顯收縮，西側(cè)邊界介于3號(hào)和4號(hào)剖面之間，東側(cè)邊界則在7～8號(hào)剖面之間，反映了辮狀河河道向東遷移的特征。

第3沉積期，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）、塊狀層理中粗砂巖相（Sm）和平行層理砂巖相（Sh1）。整體反映了心灘沉積的特征，該沉積期辮狀河河道的范圍再次擴(kuò)張，大致和第1期沉積范圍相當(dāng)，河道邊界在2號(hào)剖面以西和7號(hào)剖面以東的位置。

第4沉積期，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）、塊狀層理泥質(zhì)粉砂巖相（Fm）和薄層狀細(xì)粉砂巖相（Fl）。其中2～3號(hào)剖面、6～7號(hào)剖面發(fā)育大套塊狀泥質(zhì)粉砂巖相（Fm），且夾有薄層狀細(xì)粉砂巖相（Fl），反映了典型的泛濫平原和小規(guī)模決口扇沉積的特征，4～5號(hào)剖面為主力心灘沉積區(qū)。該沉積期水位明顯降低，西側(cè)邊界介于3號(hào)和4號(hào)剖面之間，東側(cè)邊界在5～6號(hào)剖面之間，反映了辮狀河河道的范圍向河道中軸線大幅收縮，穩(wěn)定在河床中部。

第5沉積期，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、沖刷充填含礫中砂巖相（SGe）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）和平行層理砂巖相（Sh1）。其中5號(hào)剖面底部發(fā)育典型的具有沖刷充填特征的辮流水道沉積，2號(hào)剖面發(fā)育向上變細(xì)的正旋回巖性序列，為辮流水道由發(fā)育到逐漸萎縮的過程，其他剖面整體表現(xiàn)為心灘沉積。該沉積期辮狀河河道明顯拓寬，為辮狀河發(fā)育的旺盛期，大致達(dá)到第1沉積期的發(fā)育規(guī)模。通過泛濫平原的發(fā)育位置判斷，該期辮狀河河道繼承了第2期向東遷移的演化特征。

第6沉積期，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）、平行層理砂巖相（Sh1）和平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh2）。其中5號(hào)和6號(hào)剖面下部為辮流水道沉積，上部逐漸過渡到層面具有同心層特征的廢棄河道沉積，反映了大型復(fù)合心灘中暫時(shí)性次辮流水道的發(fā)育。該沉積期辮狀河河道的卸載中心主要位于2號(hào)、3號(hào)和4號(hào)剖面。相對(duì)于第5沉積期，辮狀河河道規(guī)模明顯減小。通過廢棄河道的發(fā)育位置判斷，該期辮狀河河道遷移方向與第5期相反，具有向西遷移的趨勢(shì)。

第7沉積期，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）、塊狀層理砂礫巖相（GSm）、平行層理砂巖相（Sh1）和平行層理泥質(zhì)粉砂巖相（Sh2）。其中6號(hào)剖面下部為辮流水道沉積，上部為塊狀層理砂礫巖相（GSm）的心灘沉積，辮流水道被快速填平補(bǔ)齊，3號(hào)剖面和7號(hào)剖面地層未見保留，其他剖面均反映了心灘沉積的特征。通過2號(hào)剖面心灘發(fā)育的特征判斷，該沉積期辮狀河河道在第6沉積期基礎(chǔ)之上延續(xù)了向西遷移的趨勢(shì)。

第8沉積期，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理含礫粗砂巖相（SGt）、槽狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（St）和板狀交錯(cuò)層理中粗砂巖相（Sp）。2號(hào)剖面和5號(hào)剖面中心灘發(fā)育，其他剖面未見地層保留。

第9～10沉積期，僅5號(hào)剖面有地層保留。早期心灘發(fā)育，后期辮狀河河道整體進(jìn)入枯水期，沉積范圍大幅收縮，沉積作用減弱，辮狀河整體進(jìn)入廢棄、消亡期。

綜上，以5號(hào)剖面為沉積中心，辮狀河經(jīng)歷了收縮（第2期）—擴(kuò)張（第3期）—收縮（第4期）—擴(kuò)張（第5期）—收縮與遷移（第6期）—穩(wěn)定與遷移（第7～8期）—收縮、消亡（第9～10期）的生命演化周期。

4.2 演化規(guī)律

山西大同地區(qū)侏羅系云岡組砂質(zhì)辮狀河臨近北部物源供給區(qū)，整體處于較強(qiáng)水動(dòng)力主導(dǎo)的沉積區(qū)段，沉積速率受物源供給量和水動(dòng)力影響顯著。受構(gòu)造抬降、季節(jié)性水流和氣候等因素影響，基準(zhǔn)面周期性變化，堤岸對(duì)寬緩辮狀河河道的限制作用較弱，辮流水道不定期遷移，頻繁改道，形成垂向上不同巖相、不同構(gòu)型單元高頻轉(zhuǎn)換的一系列正韻律沉積組合。結(jié)合沉積演化過程分析，由于干旱條件下無法保障河流持續(xù)性水源供給，砂質(zhì)辮狀河河道經(jīng)歷了周期性的洪水期—枯水期交替，河道規(guī)模周期性地收縮—擴(kuò)展變化，隨著基準(zhǔn)面下降而最終消亡的完整演化過程。

5 砂質(zhì)辮狀河沉積模式

5.1 現(xiàn)代辮狀河沉積原型

Lynds et al.[26]選取了美國(guó)內(nèi)布拉斯加州東部的Niobrara河和中部的North Loup河兩條砂質(zhì)辮狀河作為研究目標(biāo)，通過航拍觀察和水深測(cè)量，進(jìn)行了詳細(xì)的定量研究（圖5）。結(jié)果顯示，Niobrara 河發(fā)育3～5條主辮流水道，每條主辮流水道水深55～120 cm，平均77 cm，寬10～20 m；North Loup河發(fā)育3～4條主辮流水道，其最大水深26～89 cm，平均34 cm，寬5～20 m；各個(gè)辮流水道之間則為多期心灘疊合生長(zhǎng)的復(fù)合心灘沉積。

通過對(duì)Niobrara河和North Loup河的研究可知，現(xiàn)代辮狀河的復(fù)合心灘為辮狀河砂質(zhì)沉積的主體，其兩側(cè)發(fā)育細(xì)粒沉積為主的主辮流水道，起到疏通水流的作用。復(fù)合心灘內(nèi)部或頂部發(fā)育次辮流水道。以此作為類似對(duì)比目標(biāo)，為古代砂質(zhì)辮狀河沉積模式研究提供有效的研究思路和可靠的指導(dǎo)模式。

5.2 沉積模式

結(jié)合野外露頭和現(xiàn)代辮狀河沉積原型的觀測(cè)與分析，砂質(zhì)辮狀河河道寬緩，兩側(cè)堤岸較低，對(duì)水流的限制作用較弱，在沉積中心相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上，造成了辮狀河河道不定期收窄或拓寬，水流中線不定期擺動(dòng)和遷移，反映了辮狀河的絕對(duì)游蕩性。不同期次的心灘、季節(jié)性發(fā)育的次辮流水道、廢棄水道及串溝等構(gòu)型單元在空間上疊置、拼接，形成具有較高凈毛比、錯(cuò)綜復(fù)雜的“泛連通體”，即復(fù)合心灘，構(gòu)成近源砂質(zhì)辮狀河的“骨架”，體現(xiàn)了辮狀河的相對(duì)穩(wěn)定性。復(fù)合心灘之間為長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)育的主辮流水道，以平行層理砂巖相、平行層理泥質(zhì)粉砂巖相等細(xì)粒沉積為主，構(gòu)成近源砂質(zhì)辮狀河的“動(dòng)脈”。復(fù)合心灘與主辮流水道構(gòu)成了砂質(zhì)辮狀河河道沉積的主體。受到季節(jié)性河流溢岸的影響，在辮狀河河道外緣發(fā)育間歇性的泛濫平原和決口扇沉積，構(gòu)成砂質(zhì)辮狀河的“側(cè)翼”（圖6）。

6 結(jié)論

（1） 山西大同侏羅系云岡組石窟段發(fā)育一套典型的砂質(zhì)辮狀河沉積，通過露頭精細(xì)解剖，主要識(shí)別出了10種巖相類型、8種巖相組合、5種四級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元（辮流水道、心灘、泛濫平原、決口扇和廢棄水道等），以及與心灘伴生的三級(jí)儲(chǔ)層構(gòu)型單元——落淤層。

（2） 沉積演化過程分析顯示，研究區(qū)砂質(zhì)辮狀河河道發(fā)育了10期沉積正旋回，在第1期河道沉積的基礎(chǔ)上，先后經(jīng)歷了收縮（第2期）—擴(kuò)張（第3期）—收縮（第4期）—擴(kuò)張（第5期）—收縮與遷移（第6期）—穩(wěn)定與遷移（第7～8期）—收縮、消亡（第9～10期）。砂質(zhì)辮狀河河道經(jīng)歷了周期性的洪水期—枯水期交替演化，并最終消亡的完整生命周期。

（3） 辮狀河河道向兩側(cè)擴(kuò)張或者收縮、向單側(cè)整體遷移，心灘、辮流水道和廢棄河道等在時(shí)間—空間上疊置組合，構(gòu)成呈“泛連通體”結(jié)構(gòu)的大型復(fù)合心灘，復(fù)合心灘之間為長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)育的主辮流水道，辮狀河河道外緣發(fā)育間歇性的泛濫平原和決口扇沉積。在此基礎(chǔ)之上，提出了以大型復(fù)合心灘與主辮流水道為河道沉積主體、具有高頻時(shí)變性和錯(cuò)綜復(fù)合性特征的砂質(zhì)辮狀河沉積模式。

參考文獻(xiàn)（References）

［1］ Miall A D. A review of the braided-river depositional environment

[J]. Earth-Science Reviews， 1977， 13（1）： 1-62.

［2］ 于興河，馬興祥，穆龍新，等. 辮狀河儲(chǔ)層地質(zhì)模式及層次界面

分析[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2004：25-109.［Yu Xinghe，

Ma Xingxiang， Mu Longxin， et al. Gological model and interface

analysis braided river reservoir [M]. Beijing： Petroleum Industry

Press， 2004： 25-109.］

［3］ 張可，吳勝和，馮文杰，等. 砂質(zhì)辮狀河心灘壩的發(fā)育演化過程

探討：沉積數(shù)值模擬與現(xiàn)代沉積分析啟示[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2018，

36（1）：81-91.［Zhang Ke， Wu Shenghe， Feng Wenjie， et al. Discussion

on evolution of bar in sandy braided river： Insights from

sediment numerical simulation and modern bar[J]. Acta Sedimentologica

Sinica， 2018， 36（1）： 81-91.］

［4］ 葛云龍，逯徑鐵，廖保方，等. 辮狀河相儲(chǔ)集層地質(zhì)模型：“泛連

通體” [J]. 石油勘探與開發(fā)，1998，25（5）：77-79.［Ge Yunlong，

Lu Jingtie， Liao Baofang， et al. A braided river reservoir geological

model： “pan communicated sandbody”[J]. Petroleum Exploration

and Development， 1998， 25（5）： 77-79.］

［5］ 楊麗莎，陳彬滔，李順利，等. 基于成因類型的砂質(zhì)辮狀河泥巖

分布模式：以山西大同侏羅系砂質(zhì)辮狀河露頭為例[J]. 天然氣

地球科學(xué)，2013，24（1）：93-98.［Yang Lisha， Chen Bintao， Li

Shunli， et al. Pattern of genesis-based mudstone distribution for

sandy braided river： A case study of sandy braided-river outcrop，

Datong， Shanxi province， China[J]. Natural Gas Geoscience，

2013， 24（1）： 93-98.］

［6］ 陳彬滔，于興河，王天奇，等. 砂質(zhì)辮狀河巖相與構(gòu)型特征：以

山西大同盆地中侏羅統(tǒng)云岡組露頭為例[J]. 石油與天然氣地

質(zhì)，2015，36（1）：111-117.［Chen Bintao， Yu Xinghe， Wang Tianqi，

et al. Lithofacies and architectural characteristics of sandy

braided river deposits： A case from outcrops of the Middle Jurassic

Yungang Formation in the Datong Basin， Shanxi province[J].

Oil amp; Gas Geology， 2015， 36（1）： 111-117.］

［7］ Miall A D. Reservoir heterogeneities in fluvial sandstones： Lessons

from outcrop studies[J]. AAPG Bulletin， 1988， 72（6）：

682-697.

［8］ Allen J R L. Studies in fluviatile sedimentation： Bars， barcomplexes

and sandstone sheets （low-sinuosity braided streams）

in the Brownstones （L. Devonian）， Welsh Borders[J]. Sedimentary

Geology， 1983， 33（4）： 237-293.

［9］ Miall A D. Lithofacies types and vertical profile models in braided

river deposits： A summary[M]. //Fluvial sedimentology. Dallas：

Dallas Geological Society， 1978， 5： 597-604.

［10］ 陳仕臻，林承焰，任麗華，等. 砂質(zhì)辮狀河沉積模式的建立：以

委內(nèi)瑞拉奧里諾科重油帶H區(qū)塊為例[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2015，33

（5）：965-971.［Chen Shizhen， Lin Chengyan， Ren Lihua， et al.

Establishment of the depositional model of sandy braided river：

A case from the H block in Orinoco heavy oil belt， Venezuela

[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2015， 33（5）： 965-971.］

［11］ Smith G H S， Ashworth P J， Best J L， et al. The sedimentology

and alluvial architecture of a large braid bar， Río Paraná， Argentina[

J]. Journal of Sedimentary Research， 2009， 79（8）： 629-642.

［12］ 牛博，高興軍，趙應(yīng)成，等. 古辮狀河心灘壩內(nèi)部構(gòu)型表征與

建模：以大慶油田薩中密井網(wǎng)區(qū)為例[J]. 石油學(xué)報(bào)，2015，36

（1）：89-100.［Niu Bo， Gao Xingjun， Zhao Yingcheng， et al. Architecture

characterization and modeling of channel bar in paleobraided

river： A case study of dense well pattern area of Sazhong

in Daqing oilfield[J]. Acta Petrolei Sinica， 2015， 36（1）：

89-100.］

［13］ Best J L， Ashworth P J， Bristow C S， et al. Three-dimensional

sedimentary architecture of a large， mid-channel sand braid bar，

Jamuna River， Bangladesh[J]. Journal of Sedimentary Research，

2003， 73（4）： 516-530.

［14］ Li S L， Yu X H， Chen B T， et al. Quantitative characterization of

architecture elements and their response to base-level change in

a sandy braided fluvial system at a mountain front[J]. Journal of

Sedimentary Research， 2015， 85（10）： 1258-1274.

［15］ 張昌民，張尚鋒，李少華，等. 中國(guó)河流沉積學(xué)研究20 年[J].

沉積學(xué)報(bào)，2004，22（2）：183-192.［Zhang Changmin， Zhang

Shangfeng， Li Shaohua， et al. Advances in Chinese fluvial sedimentology

from 1983 to 2003[J]. Acta Sedimentologica Sinica，

2004， 22（2）： 183-192.］

［16］ 張昌民，朱銳，趙康，等. 從端點(diǎn)走向連續(xù)：河流沉積模式研究

進(jìn)展述評(píng)[J]. 沉積學(xué)報(bào)，2017，35（5）：926-944.［Zhang Changmin，

Zhu Rui， Zhao Kang， et al. From end member to continuum：

Review of fluvial facies model research[J]. Acta Sedimentologica

Sinica， 2017， 35（5）： 926-944.］

［17］ 韓亞超. 大同盆地西緣中生代逆沖構(gòu)造變形研究[D]. 北京：

中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京），2013：10-11.［Han Yachao. Mesozoic

thrust deformation on the western margin of the Datong Basin

and its implications[D]. Beijing： China University of Geosciences

（Beijing）， 2013： 10-11.］

［18］ 朱衛(wèi)紅，吳勝和，尹志軍，等. 辮狀河三角洲露頭構(gòu)型：以塔里

木盆地庫車坳陷三疊系黃山街組為例[J]. 石油勘探與開發(fā)，

2016，43（3）：482-489.［Zhu Weihong， Wu Shenghe， Yin Zhijun，

et al. Braided river delta outcrop architecture： A case study of

Triassic Huangshanjie Formation in Kuche Depression， Tarim

Basin， NW China[J]. Petroleum Exploration and Development，

2016， 43（3）： 482-489.］

［19］ 程守田，黃焱球，付雪洪. 早中侏羅世大鄂爾多斯古地理重建

與內(nèi)陸拗陷的發(fā)育演化[J]. 沉積學(xué)報(bào)，1997，15（4）：45-51.

［Cheng Shoutian， Huang Yanqiu， Fu Xuehong. Paleogeography

reconstruction of the Early-Middle Jurassic large Ordos Basin

and development and evolution of continental downwarping[J].

Acta Sedimentologica Sinica， 1997， 15（4）： 45-51.］

［20］ 王隨繼. 大同盆地中侏羅世河流沉積體系及古河型演化[J]. 沉積

學(xué)報(bào)，2001，19（4）：501-505.［Wang Suiji. Fluvial depositional

systems and river pattern evolution of Middle Jurassic series， Datong

Basin[J]. Acta Sedimentologica Sinica， 2001， 19（4）：

501-505.］

［21］ 陳庸勛，戴東林. 山西省大同地區(qū)侏羅系的沉積相[J]. 地質(zhì)學(xué)

報(bào)，1962，42（3）：321-332.［Chen Yongxun， Dai Donglin. Jurassic

sedimentary facies of Datong district， Shanxi province[J].

Acta Geological Sinica， 1962， 42（3）： 321-332.］

［22］ Miall A D. Architectural-element analysis： A new method of facies

analysis applied to fluvial deposits[J]. Earth-Science Reviews，

1985， 22（4）： 261-308.

［23］ 吳勝和. 儲(chǔ)層表征與建模[M]. 北京：石油工業(yè)出版社，2010：

136-157.［Wu Shenghe. Reservoir characterization amp; modeling

[M]. Beijing： Petroleum Industry Press， 2010： 136-157.］

［24］ 陳玉琨，吳勝和，王延杰，等. 常年流水型砂質(zhì)辮狀河心灘壩

內(nèi)部落淤層展布樣式探討[J]. 沉積與特提斯地質(zhì)，2015，35

（1）：96-101，112.［Chen Yukun， Wu Shenghe， Wang Yanjie， et

al. Distribution patterns of the fall-siltseams in the channel bar

of the perennial sandy braided river： An approach[J]. Sedimentary

Geology and Tethyan Geology， 2015， 35（1）： 96-101， 112.］

［25］ 金振奎，楊有星，尚建林，等. 辮狀河砂體構(gòu)型及定量參數(shù)研

究：以阜康、柳林和延安地區(qū)辮狀河露頭為例[J]. 天然氣地球

科學(xué)，2014，25（3）：311-317. ［Jin Zhenkui， Yang Youxing，

Shang Jianlin， et al. Sandbody architecture and quantitative parameters

of single channel sandbodies of braided river： Cases

from outcrops of braided river in Fukang， Liulin and Yanan areas

[J]. Natural Gas Geoscience， 2014， 25（3）： 311-317.］

［26］ Lynds R， Hajek E. Conceptual model for predicting mudstone

dimensions in sandy braided-river reservoirs[J]. AAPG Bulletin，

2006， 90（8）： 1273-1288.