肖紅平，劉銳娥，張福東，林暢松，張夢媛

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院，北京 100083；2.中國石油勘探開發(fā)研究院，河北廊坊 065007；3.中國地質(zhì)大學(xué)（北京）海洋學(xué)院，北京 100083）

0 引言

鄂爾多斯盆地二疊系下石盒子組 8段（以下簡稱盒8段）是該盆地蘇里格大氣區(qū)的主力產(chǎn)氣層[1]，鑒于其作為天然氣產(chǎn)層的重要性，前人對該段的沉積特征開展了大量研究，早期圍繞盆地北部物源體系的研究結(jié)果普遍認(rèn)為盒8段主要為一套辮狀河-淺水三角洲相沉積，鄂爾多斯盆地自北向南發(fā)育沖積扇、沖積平原、三角洲平原、三角洲前緣和淺湖相沉積，河流的頻繁改道造成盆地北部砂體大面積分布[2-6]；個(gè)別觀點(diǎn)認(rèn)為盒 8段主要為灘壩沉積，由南向北脈動(dòng)式的湖進(jìn)不斷改造陸源碎屑物質(zhì)形成全盆地東西向大面積分布的濱湖灘壩砂體[7]。隨著近年來鄂爾多斯盆地上古生界天然氣勘探向南拓展，研究重點(diǎn)也向盆地中南部轉(zhuǎn)移，主要針對盒 8段沉積期盆地南部有無沉積物源以及南北物源沉積體系的分布關(guān)系進(jìn)行了廣泛討論，提出了南北物源體系“匯水區(qū)”和“交互區(qū)”的概念[8]，認(rèn)為南、北三角洲體系的三角洲前緣相帶在盆地中南部對接交互，將統(tǒng)一匯水湖盆分隔成幾個(gè)匯水區(qū)；還有觀點(diǎn)認(rèn)為盒 8段沉積期鄂爾多斯盆地全區(qū)為河流所占據(jù)，不存在湖相沉積，匯水湖泊在現(xiàn)今鄂爾多斯盆地范圍以外[9]。近期勘探成果顯示，盆地中南部砂體依然廣泛存在，但其發(fā)育分布特征較北部更為復(fù)雜，其成因很難用早期的辮狀河-淺水三角洲和單一的河流或?yàn)纬练e解釋。因此，鄂爾多斯盆地盒 8段沉積體系發(fā)育特征還需深入研究和重新認(rèn)識。

晚古生代鄂爾多斯盆地的范圍屬于華北地臺西部沉積斜坡區(qū)，其構(gòu)造沉積演化與大華北盆地密切相關(guān)[10-11]。鑒于此，本文從更廣闊的華北地臺來審視和研究該區(qū)盒 8段的沉積特征。在前人關(guān)于鄂爾多斯盆地和華北地臺晚古生代沉積體系發(fā)育分布特征的大量成果認(rèn)識的基礎(chǔ)上，通過鄂爾多斯盆地以及華北盆地1 000余口鉆孔、32個(gè)露頭剖面資料，立足大華北盆地沉積背景和巖相古地理格局對鄂爾多斯盆地盒 8段沉積特征進(jìn)行系統(tǒng)分析和再認(rèn)識，并嘗試借助水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)其沉積演化過程，重建沉積模式。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

現(xiàn)今鄂爾多斯盆地范圍是指現(xiàn)今陰山以南、秦嶺以北、賀蘭山以東、呂梁山以西的廣大地區(qū)，以下稱“鄂爾多斯地區(qū)”，晚古生代該區(qū)位于華北地臺西部（見圖1）[10]。晚古生代華北地臺沉積地形平緩開闊，盆底起伏及相對高差極小。作為華北地臺的組成部分，鄂爾多斯地區(qū)晚古生代構(gòu)造、沉積演化與華北地臺相一致，均受北側(cè)的興蒙海槽、南緣和西南緣的秦祁海槽及其派生的賀蘭拗拉槽的擴(kuò)張、俯沖、消減作用的控制[10-11]。晚石炭世，隨地臺整體緩慢沉降，區(qū)域構(gòu)造以橫亙南北的中央古隆起為中心，以西為賀蘭裂陷帶，東側(cè)是克拉通內(nèi)淺坳陷。從早二疊世山西組沉積期開始，受北部興蒙海槽向南俯沖消減的影響，區(qū)域應(yīng)力場受來自北側(cè)的南北向的擠壓應(yīng)力控制，北部地區(qū)隆升，海水逐步向南和東南方向退出，鄂爾多斯地區(qū)以陸相沉積為主，僅在該區(qū)南部局部保留殘留海。中二疊統(tǒng)下石盒子組沉積初期（盒8段），海平面開始快速下降，海岸線遷移至南華北，海水完全退出鄂爾多斯地區(qū)，鄂爾多斯地區(qū)氣候由溫暖潮濕變?yōu)楦珊笛谉?，沉積一套灰白—黃綠色為主的陸源碎屑建造[10-13]。

圖1 鄂爾多斯與華北地區(qū)現(xiàn)今位置關(guān)系及地層綜合柱狀圖

2 沉積特征再認(rèn)識

2.1 現(xiàn)有觀點(diǎn)討論

鄂爾多斯地區(qū)北部盒 8段發(fā)育大面積河流相沉積砂體已經(jīng)是眾多研究者的共識[2-6]，而中南部由于勘探程度較低，對該區(qū)沉積相類型及分布特征一直存在爭議[2-9]。長期以來，多數(shù)觀點(diǎn)認(rèn)為鄂爾多斯地區(qū)中南部盒 8段為辮狀河-淺水三角洲體系[2-6,8]，隨著勘探的深入和地質(zhì)資料不斷豐富，該觀點(diǎn)存在異議：

①含礫砂巖全區(qū)大面積分布。鄂爾多斯地區(qū)盒 8段砂巖又稱駱駝脖子砂巖，為一套沖積扇-辮狀河三角洲成因的淺灰色含礫粗砂巖、灰白色中粗粒砂巖及灰綠色巖屑質(zhì)石英砂巖[2,13-15]。通過對鄂爾多斯盆地范圍內(nèi)近千口探井統(tǒng)計(jì)表明，該套砂巖砂體橫斷面呈短軸透鏡狀，平面上呈網(wǎng)狀，縱向上相互疊置，橫向上復(fù)合連片，網(wǎng)毯狀大面積分布。此外，該套砂巖中礫石夾層在鄂爾多斯全區(qū)廣泛分布（見圖2），對全區(qū) 799口井復(fù)查統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)含礫石井共 377口。含礫砂巖夾層的成因?yàn)楹樗诘哪嗍骱透吣芩罓恳靼徇\(yùn)形成[16]，從盒 8段砂體厚度與含礫夾層發(fā)育的疊合分布圖可以看出，盆地北部蘇里格、烏審旗、榆林一線以北地區(qū)含礫砂巖夾層極為發(fā)育，巖性較粗，西南部慶陽一帶礫石發(fā)育，盆地中部延長一帶及南部宜川、旬邑一線礫石發(fā)育。鄂爾多斯地區(qū)盒 8段礫石夾層從北至南普遍存在，說明盒 8段沉積期高能水道遍布鄂爾多斯盆地全區(qū)。如果盆地中南部為辮狀河-淺水三角洲體系，存在統(tǒng)一匯水湖盆，由于淺湖相為低能沉積環(huán)境，這就不能合理解釋含礫砂巖全區(qū)大面積網(wǎng)毯狀分布，尤其是砂巖中礫石夾層全區(qū)分布的事實(shí)。

②沉積相帶劃分不明確。三角洲平原和三角洲前緣相帶無法準(zhǔn)確劃分是該區(qū)發(fā)育辮狀河-淺水三角洲體系觀點(diǎn)的又一問題。前人曾依據(jù)泥巖的顏色判識水上氧化環(huán)境和水下還原環(huán)境，以此識別出水上分流河道、水下分流河道，然而從該區(qū)反映三角洲觀點(diǎn)的沉積相圖[2-8]來看，三角洲平原和三角洲前緣相帶的劃分并不統(tǒng)一，并且三角洲前緣相帶范圍大于100 km，這和學(xué)術(shù)界公認(rèn)的淺水三角洲具有“大平原、小前緣”的特點(diǎn)不符，也很難解釋水下分流河道的延伸距離超過100 km。

對鄂爾多斯盆地地質(zhì)背景、盆內(nèi)鉆井、盆緣露頭綜合分析表明，鄂爾多斯地區(qū)盒8段沉積期沖積-河流體系廣泛分布，中南部發(fā)育數(shù)個(gè)獨(dú)立的季節(jié)性湖泊，全區(qū)并非單一的河流相沉積或?yàn)纬练e，依據(jù)如下：

①多物源強(qiáng)供給多水系發(fā)育。晚古生代華北地區(qū)是一個(gè)向東、向南東開口與大洋相通，而北、西、南三面為古陸或隆起環(huán)繞的巨型克拉通盆地，推測其大陸斜坡在朝鮮以東的日本海、東海一線[17]。下石盒子組盒 8段沉積期，鄂爾多斯地區(qū)北部、西部和南部 3面緊鄰古陸，東接廣闊的大華北克拉通盆地。隨著海西褶皺帶拼貼作用，以及西伯利亞板塊向南與北部華北板塊強(qiáng)烈對接，華北地臺周緣造山作用逐漸增強(qiáng)，加劇了物源區(qū)母巖的風(fēng)化剝蝕和供給，鄂爾多斯地區(qū)呈現(xiàn)北、西、南 3面近源，多源供砂，多水系發(fā)育的沉積格局[2,13]，為全區(qū)沖積-河流體系廣泛發(fā)育提供了必要條件。

②古地形平坦沉積水體淺。鄂爾多斯地區(qū)盒 8段的地層厚度在大范圍內(nèi)沒有出現(xiàn)明顯的突變，全區(qū)地層厚度差小于30 m，古地貌開闊平坦。對盒8段泥巖顏色的統(tǒng)計(jì)分析顯示，鄂爾多斯全區(qū)盒 8段泥巖顏色有灰色、淺灰、灰綠、灰褐、雜色、棕褐等多種顏色，總體以淺灰、灰綠和雜色泥巖為主，幾乎無深色泥巖層發(fā)育（見圖2a、圖2c）；從泥巖厚度分布來看，盒8段純泥巖單層厚度一般為5～10 m，累計(jì)厚度5～25 m，全區(qū)泥巖累計(jì)厚度高值和低值區(qū)交互分布，且與砂巖厚度呈互補(bǔ)關(guān)系（見圖2b），表明盒8段沉積期沉積環(huán)境為季節(jié)性干旱氣候環(huán)境，水體深度極淺，水位變化頻繁，沉積物可能經(jīng)常暴露，全區(qū)無深水沉積。

③河流相砂體全區(qū)分布。鄂爾多斯地區(qū)中南部盒8段砂巖由分選差的含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖等組成，砂巖的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低，部分井含礫巖夾層，發(fā)育塊狀層理、平行層理、側(cè)積交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理，砂巖底面發(fā)育底沖刷構(gòu)造特征（見圖3a、圖3c、圖3e），GR電測曲線特征一般為中—高幅的齒化的箱形組合、箱形-鐘形組合和鐘形組合特征（見圖4）。巖相、沉積構(gòu)造和GR曲線特征基本與北部河流相砂體相似。選取鄂爾多斯北部與中南部典型井盒 8段含礫夾層巖心進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)中南部礫石的粒徑相比北部有所減小，同時(shí)礫石和礫石間填隙物的成分成熟度、結(jié)構(gòu)成熟度均有所增高，其成因應(yīng)當(dāng)為河流的長距離搬運(yùn)作用所致（見圖3d、圖3e、表1）。

圖2 鄂爾多斯地區(qū)盒8段泥巖與含礫砂巖分布特征

圖3 鄂爾多斯地區(qū)盒8段砂巖、礫巖、泥巖巖心沉積構(gòu)造特征

圖4 鄂爾多斯地區(qū)中南部典型鉆井盒8段砂巖測井曲線特征與砂體疊置模式（GR—自然伽馬，API；Δt—聲波時(shí)差，μs/m）

④存在數(shù)個(gè)獨(dú)立的淺湖區(qū)。鄂爾多斯地區(qū)中南部盒8段砂巖泥巖顏色整體以淺灰、灰色、灰綠色為主，雜色、褐色泥巖少量發(fā)育，且全區(qū)各色泥巖交互分布，HT2井盒8段泥巖為灰綠和雜色，并且含有紅褐色泥礫，反映沉積環(huán)境水體整體較淺，河道間沉積泥巖由于季節(jié)性干旱氣候反復(fù)暴露（見圖3f）。個(gè)別鉆井盒8段泥巖單層厚度較大，如LA1井發(fā)育約30 m厚的連續(xù)灰色泥巖段，應(yīng)當(dāng)為水體相對穩(wěn)定的局部淺湖區(qū)沉積形成；同時(shí)，泥巖累計(jì)厚度高值區(qū)并非大面積分布，其間為砂巖厚度高值區(qū)間隔（見圖2a、圖2b），說明存在局部淺湖相沉積但不統(tǒng)一連片，平面上表現(xiàn)為多個(gè)獨(dú)立的季節(jié)性湖泊被多河道系統(tǒng)分割。

表1 鄂爾多斯地區(qū)北部與中南部盒8段巖心的礫石層特征對比

2.2 沉積體系特征

盒 8段沉積期鄂爾多斯地區(qū)處于完全轉(zhuǎn)化為陸相沉積的初期，加之古地形平坦，物源供給充分，洪水頻發(fā)，鄂爾多斯地區(qū)發(fā)育沖積扇-沖積平原沉積環(huán)境，全區(qū)以沖積-河流體系為主，中南部并不存在統(tǒng)一的大面積匯水湖泊，而是多河道與多湖泊（洪泛湖或漫湖）相間分布，表現(xiàn)為河道、泛濫平原與河間漫湖交互分布的沉積格局。同時(shí)，隨著山西組沉積末期華北盆地全面海退，鄂爾多斯地區(qū)北部、西部和南部水系在中南部相對低勢區(qū)匯集后繼續(xù)沿東南海退方向繼續(xù)推進(jìn)、延伸。為驗(yàn)證這一推論，有必要從更廣闊的華北盆地古地理背景來審視和進(jìn)一步研究鄂爾多斯地區(qū)沉積體系發(fā)育分布特征。

3 原型盆地古地理特征

參考前人研究成果，在區(qū)域地層對比基礎(chǔ)上，通過巖相特征分析、沉積相類型及分布特征判識，嘗試恢復(fù)華北地區(qū)盒 8段沉積時(shí)期古地理格局。受資料等因素限制，本文選取的華北地區(qū)范圍為：東到郯廬斷裂，西達(dá)西緣沖斷帶，北抵陰山古陸，南至秦嶺褶皺帶。

3.1 地層劃分對比

基于年代地層的等時(shí)劃分對比是古地理恢復(fù)研究的基礎(chǔ)，按照二疊系三分的觀點(diǎn)[18-19]，以及《中國地層指南及中國地層指南說明書》中所附的方案[20]，鄂爾多斯地區(qū)下石盒子組沉積期為中二疊世早期，而下石盒子組底部盒 8段屬中二疊世初期沉積產(chǎn)物。前人針對華北地區(qū)二疊系劃分對比取得了基本一致的認(rèn)識[18-22]，即下石盒子組以Taeniopteris、Cathaysiopteris whitei、Emplectopteris、Emplectopteridium和 Gigantonoclea等中期華夏系植物群發(fā)育為生物地層基本特征，華北中、北區(qū)以太原西山七里溝二疊系為標(biāo)準(zhǔn)剖面，中二疊統(tǒng)下部下石盒子組沉積地層底界為駱駝脖子砂巖之底，頂界為桃花泥巖之頂；華北南區(qū)以河南豫西禹縣方山為標(biāo)準(zhǔn)剖面，下石盒子組同期沉積地層底界為砂鍋窯砂巖之底，頂界為大紫斑泥巖之頂。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)華北地區(qū)中二疊世初期沉積地層巖性特征和區(qū)域標(biāo)志層（如煤層）進(jìn)行華北全區(qū)盒8段的地層劃分對比。

在股份制合作社成立之后，可以統(tǒng)一管理、統(tǒng)一經(jīng)營、統(tǒng)一銷售，降低經(jīng)營成本，減少山林糾紛，促進(jìn)林區(qū)和諧；在林道等基礎(chǔ)設(shè)施修建中，農(nóng)戶也不用擔(dān)心自己的竹林被征用的賠償問題；竹林基礎(chǔ)設(shè)施的改善也大大節(jié)省了竹林經(jīng)營成本；后期竹產(chǎn)品由合作社統(tǒng)一銷售，節(jié)省了中間環(huán)節(jié)的交易費(fèi)用；在合作社統(tǒng)一規(guī)模經(jīng)營之后，由單一的賣竹材模式向多種經(jīng)營并存的方向轉(zhuǎn)變，增加了竹林的增效途徑，極大地提升了竹林經(jīng)營的信心。

3.2 地層巖相特征

華北地區(qū)中二疊統(tǒng)下部下石盒子組總厚度一般為40～170 m。在鄰近盆緣古陸地帶地層厚度較薄，為40～80 m；盆地內(nèi)部地層厚度差小于40 m，顯示克拉通盆地整體穩(wěn)定。華北地區(qū)下石盒子組底部盒 8段由礫質(zhì)砂巖和含礫砂巖，淺灰色砂巖，灰白、灰綠色細(xì)—粉砂巖、泥頁巖及其過渡類型泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖組成，砂巖巖性整體北粗南細(xì)。巖相類型主要包括塊狀層理含礫粗砂巖相、板狀層理中—粗砂巖相、正粒序?qū)永碇小稚皫r相、楔狀層理中—粗砂巖相、平行層理中—粗砂巖相、砂紋層理粉砂巖相和塊狀泥質(zhì)砂巖及泥頁巖相。

華北地區(qū)盒 8段含砂率北高南低。地層含砂率大于 40%的地區(qū)主要分布于華北地區(qū)北部，即烏海、包頭、準(zhǔn)格爾、大同、錦州一帶含砂率最高，可達(dá)70%～92%，并有數(shù)個(gè)含砂率較大的條帶由北而南延伸，鄂爾多斯、呂梁、武鄉(xiāng)、陵川一帶，含砂率為40%～70%；錦州、天津、北京、新汶一帶，含砂率為40%～90%。另外，在本區(qū)南部的耀縣、韓城等地，含砂率為40%～50%，在南華北地區(qū)含砂率最小，多為5%～20%。

華北中、北區(qū)盒 8段泥巖中含植物莖干、葉片化石但數(shù)量稀少，華北南區(qū)植物化石數(shù)量增多。焦作、鄭州、徐州一線以南盒8段發(fā)育多層薄煤層和煤線，區(qū)域地質(zhì)志稱其為三煤段，從煤層分布圖上可以看出，其中平頂山以北、平陌以南煤層累計(jì)厚度在3 m以上，從淮北向淮南煤層單層厚度增加、層數(shù)增加，到淮南煤層累計(jì)厚度達(dá)4.5 m（見圖5）；黑色頁巖主要分布于豫東南的平頂山、方山、平陌以及安徽淮北和淮南一帶，黃河以北和鄂爾多斯地區(qū)基本無煤層和黑色頁巖發(fā)育。

3.3 沉積相類型及分布

參考前人研究成果[2-9,23-26]，結(jié)合鉆井巖心、露頭、測井曲線與巖石組合特征對華北全區(qū)盒 8段進(jìn)行沉積環(huán)境和沉積相識別與分析，識別出沖積扇、沖積平原河流、海岸平原、三角洲等沉積環(huán)境和扇中、辮狀河、泛濫平原、曲流河、河漫灘、洪泛湖（河間漫湖）、三角洲平原、潮坪、湖、海岸沼澤等多種沉積亞相（見圖6、表2）。華北全區(qū)沉積相分布區(qū)域特征表現(xiàn)為：自北向東南方向（現(xiàn)今地理方位，下同）發(fā)育大陸沖積體系的沖積扇相、沖積平原河流相和海陸過渡沉積體系的三角洲、海岸平原沉積。鄂爾多斯地區(qū)烏?！煎\旗—鄂爾多斯一線以北發(fā)育山前沖積扇，以南則發(fā)育大面積沖積平原河流相沉積。

圖5 華北地區(qū)盒8段煤層厚度圖

3.4 古地理格局

綜合分析地層巖相、沉積相類型及分布特征，參考前人研究成果，編繪出華北地區(qū)中二疊世初期（盒8段沉積期）古地理圖（見圖7）。圖中表明，華北盆地當(dāng)時(shí)整體表現(xiàn)為北陸南海的古地理格局，隨著北部陰山古陸上升剝蝕加劇，物源區(qū)物質(zhì)供應(yīng)充足，海平面快速下降，海水向東南方向退去，海岸線遷移至南華北地區(qū)。大華北盆地北區(qū)和中區(qū)氣候干旱，碎屑沉積體活躍，抑制了植物生長與泥炭聚集，煤層不發(fā)育，為內(nèi)陸沖積平原沉積環(huán)境，自北向南發(fā)育沖積扇—河流—河間漫湖沉積相；華北盆地南區(qū)為近海沉積環(huán)境，氣候溫濕，有薄煤層或局部可采煤層賦存，發(fā)育三角洲、潮坪、湖、沼澤等過渡相沉積。

從華北地區(qū)古地理格局恢復(fù)結(jié)果看，鄂爾多斯地區(qū)盒 8段沉積時(shí)期位于大華北盆地西部，主體為沖積扇—沖積平原沉積環(huán)境，沉積體系發(fā)育受到北部陰山古陸、西北阿拉善、西南隴西古陸和南部秦嶺—大別古陸物源的共同控制，各物源方向水系在南部匯聚后統(tǒng)一向東南方向流出，盒 8段沉積期鄂爾多斯地區(qū)僅為“過水區(qū)”，而非最終匯水區(qū)。

4 沉積模式

4.1 水槽沉積模擬實(shí)驗(yàn)

圖6 華北地區(qū)盒8段典型露頭沉積特征

依據(jù)盒 8段沉積時(shí)期物源發(fā)育特征，在水槽一側(cè)設(shè)計(jì) 3個(gè)進(jìn)水口，分別模擬北部陰山古陸兩個(gè)物源和西北緣阿拉善古陸物源，另一側(cè) 2個(gè)進(jìn)水口模擬南部的秦嶺古陸及西南六盤山古陸物源，其中北部 3個(gè)物源為主要物源，砂粒相對較粗，另外兩個(gè)物源為次要物源，砂粒相對較細(xì)。出水口位于水槽中部，模擬外流通道和控制沉積基準(zhǔn)面水位。此外，針對盒 8段沉積時(shí)期洪積事件頻發(fā)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)模擬過程為 4期。第1期和第3期分別模擬洪水期的沉積過程，第2期和第 4期分別模擬枯水期的沉積過程，洪水期和枯水期加砂量比例設(shè)計(jì)為6∶1。

表2 華北地區(qū)盒8段沉積相類型識別及分布區(qū)域

圖7 鄂爾多斯與華北地區(qū)中二疊世初期（盒8段沉積期）古地理格局關(guān)系

模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果揭示南北各物源沉積體系與砂體展布受古地形、水體流速、流量以及基準(zhǔn)面升降控制。南北高中部低的古地形特點(diǎn)控制各物源水系由四周向中南部匯聚，局部古地形差異控制各水系的走向；洪水期水流攜帶的沉積物向南快速推進(jìn)，粗粒碎屑物質(zhì)大量沉積，砂體分布面積逐漸擴(kuò)大，匯水區(qū)面積逐漸縮??；枯水期水流流量減小，攜砂量明顯降低，細(xì)碎屑物質(zhì)沉積，后期的洪水來臨時(shí)再次沖刷并搬運(yùn)前期沉積的碎屑物質(zhì)，使得沉積砂體不斷向前遷移。出水口水位控制各物源體系的最終推進(jìn)距離，盒 8段沉積前，由于出水口水位較高，南北沖積體系之間還存在統(tǒng)一匯水區(qū)，隨著出水口水位不斷降低，匯水區(qū)面積不斷縮小，當(dāng)基準(zhǔn)面降至最低，多期洪水的接力搬運(yùn)致使南北沖積體系交匯對接，統(tǒng)一匯水區(qū)被交匯砂體分割萎縮，最終全區(qū)為沖積砂體占據(jù)（見圖8）。

圖8 鄂爾多斯盆地盒8段沉積演化過程水槽模擬實(shí)驗(yàn)

4.2 盒8段“沖積河流-漫湖”沉積模式

依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果并結(jié)合古地理背景分析可知，鄂爾多斯盆地在二疊系山西組沉積末期的大范圍海退造就了盒8段沉積期南北沉積體系對峙推進(jìn)和滿盆富砂礫的沖積扇-沖積平原沉積特征。盒8段沉積前，鄂爾多斯地區(qū)還存在統(tǒng)一的近海匯水湖盆，而隨著華北海向東南快速退卻，基準(zhǔn)面整體下降，洪水事件頻發(fā)，南北物源沖積體系攜帶大量碎屑物質(zhì)對峙推進(jìn)并開始交互，交互的沉積砂體將原來的統(tǒng)一湖盆分割成數(shù)個(gè)獨(dú)立的匯水區(qū)，至盒8段沉積期末，沖積平原最終占據(jù)全區(qū)，形成了大面積分布的含礫砂巖體，僅在中南部地區(qū)發(fā)育數(shù)個(gè)被多河道分割的季節(jié)性洪泛湖（河間漫湖）。據(jù)此重新建立了“沖積河流-漫湖”沉積模式：盒8段沉積期，鄂爾多斯地區(qū)主體為沖積平原沉積環(huán)境，北部發(fā)育沖積扇、辮狀河、泛濫平原；中南部過渡為低彎度曲流河、泛濫平原、洪泛湖（河間漫湖）等沉積相，表現(xiàn)為河流主水道、泛濫平原與河間漫湖交互分布，次級水道進(jìn)入或穿過泛濫平原與河間漫湖（見圖9）。

圖9 鄂爾多斯盆地盒8段沉積模式圖

5 勘探意義

鄂爾多斯盆地北部上古生界發(fā)育大型緩坡三角洲砂體為該區(qū)大面積分布的致密氣藏提供了有利儲集條件[1]。而隨著近年勘探向盆地南部拓展，證實(shí)盆地南部盒8段含氣砂體依然存在，如蘇里格南部盒8段砂體厚15～30 m，巖性以中—粗粒石英砂巖為主，發(fā)育含礫砂巖夾層，孔隙類型以溶孔為主，平均孔隙度8.7%，平均滲透率 0.83×10-3μm2，氣層平均厚14.6 m[27]。近期盆地西南部勘探獲得進(jìn)展，QT1、QT2、ZT2、LN2井在盒 8段均鉆遇石英砂巖氣層，且含礫砂巖夾層仍然存在，QT2、LN2井盒 8段試氣獲產(chǎn)，QT2井獲11.15×104m3/d的工業(yè)氣流?！皼_積河流-漫湖”沉積模式認(rèn)為鄂爾多斯地區(qū)盒 8段形成于華北克拉通大范圍海退的背景，多物源沖積體系沿海退方向進(jìn)積交匯，致使河道砂體在鄂爾多斯全區(qū)呈大面積網(wǎng)毯狀分布，多期次高能洪水的長距離接力搬運(yùn)作用使得盆地中南部賦存粗相帶砂體，該模式改變了傳統(tǒng)沉積格局，合理解釋了盒 8段“滿盆砂”的沉積特征和含礫砂巖夾層全區(qū)分布的成因。擴(kuò)大了鄂爾多斯盆地中南部地區(qū)砂體展布范圍，因此鄂爾多斯盆地南部盒 8段仍具備較大勘探潛力。

6 結(jié)論

鄂爾多斯盆地二疊系盒 8段沉積時(shí)期，具有地形開闊平坦、氣候干旱—半干旱、多物源供給充足、多水系發(fā)育的沉積背景，為沖積扇—沖積平原沉積環(huán)境的形成提供了條件，全區(qū)表現(xiàn)為河道、泛濫平原與河間漫湖交互分布的沉積格局。古地理恢復(fù)表明，盒 8沉積時(shí)期鄂爾多斯地區(qū)為大華北盆地西部流域的“過水區(qū)”，各物源方向水系在南部匯聚后統(tǒng)一向東南方向流出，該區(qū)主體為沖積平原沉積環(huán)境，發(fā)育沖積扇、辮狀河、泛濫平原、低彎度曲流河、洪泛湖（河間漫湖）等沉積相。隨著華北海向東南快速退卻，基準(zhǔn)面整體下降，洪水事件頻發(fā)，鄂爾多斯地區(qū)南北物源沖積體系攜帶大量粗碎屑物質(zhì)快速對峙推進(jìn)造就了全區(qū)富砂礫的沉積特征。“沖積河流-漫湖”沉積模式合理解釋了鄂爾多斯盆地全區(qū)盒 8段大面積分布含礫砂巖的成因，為拓展盆地南部勘探提供了有利地質(zhì)依據(jù)。