潘 進(jìn)

（成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院，四川 成都610059）

鄂爾多斯盆地西南緣下古生代位于鄂爾多斯臺地與古秦嶺洋之間，構(gòu)造位置特殊，其奧陶系各沉積期構(gòu)造格局、沉積環(huán)境差異很大［1－3］。天環(huán)坳陷地處鄂爾多斯盆地西南部，西鄰西緣沖斷帶和六盤山?jīng)_斷帶，南接秦祁褶皺帶，受不同性質(zhì)的構(gòu)造單元影響，成為盆地西南緣多期構(gòu)造應(yīng)力承接釋放區(qū)，其區(qū)域構(gòu)造位置十分獨(dú)特［4］。下面，筆者依據(jù)研究區(qū)沉積地層特征，通過對層序界面進(jìn)行識別，對鄂爾多斯盆地西南緣天環(huán)坳陷奧陶系馬家溝組層序地層進(jìn)行了研究，以便為該研究區(qū)的油氣勘探提供參考。

1 層序界面的識別

層序的劃分標(biāo)志是通過以不整合面以及與之相對應(yīng)的整合面作為界限來進(jìn)行劃分的［5］，因而在劃分層序時(shí)首現(xiàn)要進(jìn)行層序界面識別。通過觀測多個(gè)野外露頭剖面及對鉆井資料進(jìn)行綜合研究，發(fā)現(xiàn)該研究區(qū)奧陶系馬家溝組地層主要存在4種層序界面。

1.1 不整合面

地層之間的不整合接觸是地面露頭和地震剖面上常見的地質(zhì)現(xiàn)象，對于劃分地層層序、確定地層格架和構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等具有重要意義［6］。研究區(qū)馬家溝組底界面是一個(gè)典型的不整合面，其形成原因是晚冶里亮甲山的沉積完成之后，在華北發(fā)生了一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)——懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)，使地區(qū)上升到海平面以上成為陸地，導(dǎo)致馬家溝組在部分地區(qū)超覆在時(shí)代地層之上，由于大部區(qū)域遭受風(fēng)化剝蝕，因而產(chǎn)生了分布極其廣泛的古風(fēng)化殼。此外，在該研究區(qū)奧陶系頂面也發(fā)現(xiàn)古風(fēng)化殼接觸的不整合面 （見圖1）。

1.2 渣狀層

渣狀層又稱為渣狀土，是由于海平面下降時(shí)導(dǎo)致沉積的間斷，是地層暴露在外并且遭受風(fēng)化剝蝕以及淡水在其中進(jìn)行的淋濾和溶解等作用而形成的。渣狀層在研究區(qū)內(nèi)相對較為發(fā)育，如堯山三眼橋剖面的奧陶系頂部分布有雜色膏質(zhì)、鐵質(zhì)渣狀層、鋁土質(zhì) （見圖2），在河津西磑口剖面中含有鐵鋁泥質(zhì)渣狀層 （見圖3）。

1.3 古喀斯特作用面

由于構(gòu)造抬升作用或者因?yàn)楹Ｆ矫嫦陆档仍?，?dāng)?shù)貙訌乃w之下抬升至地表時(shí)，部分可溶性碳酸鹽巖被含有二氧化碳的地下水侵蝕、淋濾而形成古喀斯特作用面。在奧陶系馬家溝組頂部中古喀斯特作用面發(fā)育，如岐山剖面發(fā)育有巖溶角礫灰?guī)r （見圖4）。

圖1 馬四段中厚層豹斑灰?guī)r與太原組泥巖界面，風(fēng)化殼接觸 （河津西峪口剖面）

圖2 奧陶系頂部風(fēng)化殼，含雜色膏質(zhì)，鋁土質(zhì)，鐵質(zhì)渣狀層 （堯山三眼橋剖面）

圖3 風(fēng)化殼的鐵鋁泥質(zhì)沉積，覆在馬四段灰?guī)r上（河津西磑口剖面）

圖4 馬家溝組頂部古卡斯特作用形成的巖溶角礫灰?guī)r（歧山崛山森林公園剖面）

1.4 沖刷侵蝕面

當(dāng)海平面上升同時(shí)濱岸帶后退時(shí)，由于水流作用，海水會(huì)對之前已經(jīng)沉積下來的地層進(jìn)行一定侵蝕，從而形成沖刷侵蝕面，其類型主要分為水進(jìn)沖刷侵蝕面、河道沖刷侵蝕面和斜坡重力流沖刷侵蝕面［7－8］。在研究區(qū)富平趙老峪剖面中，可見該類層序界面廣泛發(fā)育。

2 層序劃分及其對比

根據(jù)馬家溝組典型層序界面分析，并結(jié)合前人研究成果，將鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷馬家溝組劃分為6個(gè)三級層序 （由OSQ1～OSQ6組成）。低位體系域在該研究區(qū)不發(fā)育；海侵體系域由OSQ1、OSQ2、OSQ3、OSQ4的海侵體系組成；高位體系域由OSQ4部分、OSQ5整個(gè)和OSQ6部分高位體系組成。各層序特征描述如下。

2.1 OSQ1層序

該層序?qū)?yīng)于天環(huán)坳陷馬家溝組一段地層，其底界面為Ⅰ型界面，是一個(gè)隆升形成的平行不整合面。該層序處于海侵早期，主要形成了陸表海內(nèi)部的邊緣陸棚斜坡以及局限臺地環(huán)境，主要由中薄層白云巖及泥質(zhì)白云巖組成。該層序海侵體系域中，主要發(fā)育泥質(zhì)白云巖、細(xì)晶白云巖和泥質(zhì)灰?guī)r。另外，該層序還包括高位體系域，主要由灰色白云巖、膏鹽、白云質(zhì)灰?guī)r等組成。

2.2 OSQ2層序

該層序?qū)?yīng)于天環(huán)坳陷馬家溝組二段地層，其底界面為Ⅱ型界面，是巖性和巖相的轉(zhuǎn)換面。該層序從下向上呈現(xiàn)一個(gè)較為緩慢的海侵過程，其中中央古隆起出露于海平面之上，主要由白云巖和灰?guī)r組成。該層序包含海侵體系域和高位體系域，其中海侵體系域?yàn)榛疑規(guī)r或白云質(zhì)灰?guī)r以及灰質(zhì)白云巖；高位體系域?yàn)榛疑罨規(guī)r和灰色白云巖以及藻云巖夾薄層膏鹽。該層序的沉積環(huán)境是局限臺地沉積環(huán)境至邊緣陸棚斜坡環(huán)境。

2.3 OSQ3層序

該層序?qū)?yīng)于天環(huán)坳陷馬家溝組三段地層，其底界面為Ⅱ型界面。該層序中央古隆起與OSQ2層序初始過程相似，其出露于海平面之上，因此未能接受沉積。該層序的特征是發(fā)育厚層膏鹽和鹽巖，這是在臺地內(nèi)部局限臺地中形成的。海侵體系域以灰色灰?guī)r和泥質(zhì)白云巖為主，并且夾膏鹽或鹽巖及薄層泥巖。高位體系域富含有泥質(zhì)白云巖、藻云巖、鹽巖和膏鹽。

2.4 OSQ4層序

該層序?qū)?yīng)于天環(huán)坳陷馬家溝組四段地層，其底界面為Ⅱ型界面。該層序在最大海泛期時(shí)，中央古隆起大部分地層位于水下，與此同時(shí)慶陽地區(qū)形成了相對的上升地層，形成了水上隆起 （慶陽古隆起）。該層序主要由白云巖、豹斑灰?guī)r和灰?guī)r組成，同時(shí)發(fā)育海侵體系域和高位體系域。海侵體系域由灰色灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r組成，同時(shí)局部含硅質(zhì)結(jié)核；高位體系域主要由白云質(zhì)灰?guī)r、豹斑灰?guī)r和白云巖組成。該層序的沉積環(huán)境為開闊－局限臺地環(huán)境［9］。

2.5 OSQ5層序

該層序?qū)?yīng)于天環(huán)坳陷馬家溝組五段地層，其界面為Ⅱ型界面。在該層序發(fā)育過程中，慶陽古隆起始終出露于海平面之上，未能接受沉積，產(chǎn)生了沉積間斷。該層序主要由白云巖、膏質(zhì)白云巖和膏鹽組成，同時(shí)發(fā)育海侵體系域和高位體系域。海侵體系域主要由中厚層狀白云巖和白云質(zhì)灰?guī)r夾膏鹽以及薄層泥巖組成；高位體系域發(fā)育灰色白云巖、灰質(zhì)白云巖以及膏鹽。

2.6 OSQ6層序

該層序?qū)?yīng)于天環(huán)坳陷馬家溝組六段地層，其界面為Ⅱ型界面。在該層序發(fā)育過程中，由于地層隆升及海退的影響，盆地內(nèi)大部分地區(qū)露出于地表之上，形成了鄂爾多斯古隆起。該層序包括海侵體系域和高位體系域。海侵體系域?yàn)榛疑規(guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，同時(shí)可見鮞粒灰?guī)r以及含燧石團(tuán)塊灰?guī)r；高位體系域主要由灰色灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、藻灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成。

3 結(jié) 論

1）鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷奧陶系馬家溝組層序地層主要存在4種層序界面，即不整合面、渣狀層、古喀斯特作用面和沖刷侵蝕面。

2）根據(jù)典型層序界面和體系域分析，將鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷奧陶系馬家溝組劃分為6個(gè)三級層序：OSQ1層序處于海侵早期，主要形成了陸表海內(nèi)部的邊緣陸棚斜坡以及局限臺地環(huán)境；OSQ2層序處于局限臺地沉積環(huán)境至邊緣陸棚斜坡環(huán)境；OSQ3層序在臺地內(nèi)部局限臺地形成；OSQ4層序處于開闊－局限臺地環(huán)境；OSQ5層序主要由白云巖、膏質(zhì)白云巖和膏鹽組成；在OSQ6層序發(fā)育過程中，由于地層隆升以及海退的影響，盆地內(nèi)大部分地區(qū)露出于地表之上，形成了鄂爾多斯古隆起。

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