董亮， 胡勇， 侯云東， 何文祥

(1.長(zhǎng)江大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院， 油氣地球化學(xué)與環(huán)境湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn), 武漢 430100； 2.長(zhǎng)江大學(xué)油氣資源與 勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 武漢 430100； 3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院， 西安 710000)

鄂爾多斯盆地地處華北克拉通西部，是中國(guó)重要的油氣生產(chǎn)基地。過(guò)去十幾年，前人對(duì)鄂爾多斯南部、東部等地區(qū)的研究已取得長(zhǎng)足進(jìn)展[1-3]。但是盆地西緣地層組成復(fù)雜，加之本區(qū)井位分布稀疏且年代久遠(yuǎn)，石炭系研究、開(kāi)發(fā)程度不高[4-6]。近年來(lái)，隨著西緣地區(qū)勘探程度的不斷深入，盆地西緣地區(qū)碎屑巖勘探已獲得重大突破，在羊虎溝組發(fā)現(xiàn)豐富烴源巖，具有良好的開(kāi)采前景[7-8]。

2003年，中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院西北分院對(duì)盆地西緣進(jìn)行地層劃分，將晉祠段劃歸太原組，太原組橫跨石炭系、二疊系，將羊虎溝組劃為一整套地層。徐均強(qiáng)等[9]依據(jù)巖性特征對(duì)工區(qū)周邊阿柔地區(qū)進(jìn)行地層劃分，將羊虎溝組劃分為三段。徐琦松[10]在遵循2003年中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院的劃分方案的基礎(chǔ)上，主張利用構(gòu)造演化分析地層，將含礫砂巖作為標(biāo)志層將羊虎溝分為上下兩段。鄂爾多斯盆地西緣雖歷經(jīng)多年研究，仍未形成統(tǒng)一地層劃分方案，已有的各種劃分方案的劃分依據(jù)過(guò)為單一，鄂爾多斯盆地西緣的孢粉資料較為久遠(yuǎn)，且未能與露頭、巖心等資料充分結(jié)合。鄂爾多斯盆地西緣構(gòu)造活動(dòng)頻繁，地層變化劇烈，建立統(tǒng)一的地層劃分標(biāo)準(zhǔn)十分必要[11-12]。

為此，在前人研究成果的基礎(chǔ)上，利用野外剖面、巖心、微量元素等資料與古生物資料充分結(jié)合，確定研究區(qū)沉積特征，重新厘定太原組與羊虎溝組界線，將石炭系與二疊系界限作為羊虎溝組與太原租的分界線，對(duì)羊虎溝組內(nèi)部地層精細(xì)劃分，建立區(qū)域內(nèi)生物地層格架。同時(shí)在明確研究區(qū)早石炭系沉積特征基礎(chǔ)上，借助地球化學(xué)元素分析，識(shí)別層序界面，據(jù)此建立西緣南段地區(qū)羊虎溝組地層對(duì)比格架。以期為盆地西緣南段石炭系沉積相分析與儲(chǔ)層展布特征研究提供理論依據(jù)，同時(shí)為后續(xù)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層勘探奠定基礎(chǔ)。

1 研究背景

鄂爾多斯西緣地處中國(guó)東、西部不同大地構(gòu)造單元的樞紐地帶，連接祁連-北秦嶺造山、阿拉善地塊、鄂爾多斯地塊、華北克拉通帶等不同構(gòu)造單元[13]。北臨烏海，南達(dá)海原，西抵靈武，東至鄂托克前旗(圖1[14])，南北長(zhǎng)約600 km，東西寬介于50～100 km，勘探區(qū)面積約40 707 km2。相鄰的賀蘭山坳拉槽、北祁連海和西秦嶺海的發(fā)展演化影響西緣地區(qū)構(gòu)造—沉積演化。中晚石炭世，華北海與祁連海以中央古隆起為界，分布在盆地東、西兩部[15-18]。羊虎溝組地層是在下伏石炭系地層填平補(bǔ)齊的基礎(chǔ)上，祁連海逐漸向東進(jìn)一步推進(jìn)的產(chǎn)物。晚石炭世，由于受地臺(tái)持續(xù)沉降和南高北低構(gòu)造體制的影響, 盆地受到自于西南方向的海侵的同時(shí),也受到來(lái)自東及東南方向的海侵，古隆起范圍減小，盆地東、西部海水以海峽形式沿北部匯合,從而實(shí)現(xiàn)了華北海與祁連海的連接，形成統(tǒng)一的陸表海[17,19-20]。圖2[21]為鄂爾多斯盆地晚碳世沉積。

盆地西緣受印支運(yùn)動(dòng)、燕山運(yùn)動(dòng)、喜山運(yùn)動(dòng)等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)改造而成，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，該地區(qū)的構(gòu)造面貌復(fù)雜，地層缺失嚴(yán)重。本文選擇的露頭下河沿位于盆地西南部，地處寧夏回族自治區(qū)中衛(wèi)市沙坡頭區(qū)沙坡頭旅游景區(qū)黃河對(duì)面處。下河沿剖面總厚度約342.5 m。該剖面自下而上發(fā)育靖遠(yuǎn)組、羊虎溝組、太原組。相比較于同在該區(qū)域的校育川剖面，該剖面羊虎溝組與下伏靖遠(yuǎn)組和上覆太原組整合接觸。剖面頂?shù)R全，地層連續(xù)，太原組與羊虎溝組組間界面清楚；剖面幾乎沒(méi)有覆蓋物，露頭清晰，便于觀察，研究程度較高，是衛(wèi)寧北山地區(qū)一條重要的晚古生代剖面。

圖1 工區(qū)位置[14]Fig.1 Study area location[14]

圖2 鄂爾多斯盆地晚石炭世沉積[21]Fig.2 Late Carboniferous Sediments in the Ordos Basin[21]

2 基于巖石學(xué)特征的地層劃分

自加里東運(yùn)動(dòng)后，該地區(qū)形成統(tǒng)一古陸。晚石炭世華北板塊的北緣和南部抬升，研究區(qū)南部的北秦嶺向北俯沖消減，同時(shí)北部的興蒙海槽向南俯沖，賀蘭山地區(qū)裂陷下沉，導(dǎo)致晚古生代初期在加里東期奧陶系古侵蝕面低凹地區(qū)以填平補(bǔ)齊的形式沉積了羊虎溝組地層，地層厚度整體向東部地層減薄。鄂爾多斯盆地西緣羊虎溝組與下伏靖遠(yuǎn)組和上覆太原組整合接觸。羊虎溝組是一套海陸交互相含煤沉積，巖性為黑灰色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖和灰白色砂巖互層，夾灰?guī)r、薄煤層。頁(yè)巖中常含菱鐵質(zhì)結(jié)核或薄煤層。對(duì)比前人地層劃分方案(表1[4])，對(duì)羊虎溝組地層進(jìn)一步精細(xì)劃分，將羊虎溝組頂部發(fā)育一套煤層或頁(yè)巖作為羊虎溝組頂部劃分標(biāo)志層，羊虎溝組的底部見(jiàn)底砂巖，具體情況如圖3所示。

2.1 靖遠(yuǎn)組-羊虎溝組巖性界線

23～28層巖性主要為灰色、深灰色泥巖、薄層泥灰?guī)r、灰黃色中細(xì)砂巖等，為濱岸平原沉積。靖遠(yuǎn)組下部砂巖泥巖為主，幾乎沒(méi)有構(gòu)造發(fā)育。上部為灰色灰黑色泥頁(yè)巖夾泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖組合。見(jiàn)生物碎屑、生物化石，有蟲(chóng)孔現(xiàn)象，上部部分砂巖呈反粒序，發(fā)育水平層理、沙紋層理及交錯(cuò)層理[圖4(a)]。靖遠(yuǎn)組與羊虎溝組整合接觸，靖遠(yuǎn)組與羊3段巖性特征差異較大，在28層發(fā)育一套不穩(wěn)定的石英砂巖，為濱海相的砂坪沉積，在29層發(fā)育一小套煤層，為沼澤沉積，羊3段底部則發(fā)育灰色、深灰色碳質(zhì)頁(yè)巖。因此，推斷28～29層為靖遠(yuǎn)組與羊虎溝組界線[圖4(b)]。

2.2 羊3段-羊2段巖性界線

根據(jù)野外觀察第29～32層主要發(fā)育灰色頁(yè)巖、灰色泥巖，夾薄層粉細(xì)砂巖[圖4(c)]，底部29層發(fā)育薄煤層，為沼澤沉積，中部為濱海相、濱岸平原相沉積，頂部發(fā)育一套反粒序細(xì)砂巖，為河口壩沉積。33～38層發(fā)育黑色頁(yè)巖、灰色泥巖，夾有薄層灰色粉砂巖、細(xì)砂巖，為三角洲平原沉積。39～42層底部巖性為灰黃色厚層，巨厚層狀細(xì)礫巖，含礫粗砂巖，底部具有沖刷面，整體為厚砂體，底部粒度較細(xì)，為三角洲前緣的多期河道沖刷面[圖4(d)]；頂部為灰色頁(yè)巖，中部夾灰色細(xì)砂巖、粗砂巖整體為三角洲平原沉積。43層為灰色細(xì)砂巖、粗砂巖，底部含礫石，為分流河道沉積。44～51層的主要巖性為灰黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，中部并夾灰黃色、灰褐色粉細(xì)砂巖，頂部為一套反粒序薄層中細(xì)砂巖，為遠(yuǎn)砂壩沉積。44～51層所夾砂巖粒徑由下至上先減小后增大，整體為三角洲平原沉積。判斷29～48層為羊3段，厚度約188.6 m。巖性為灰黃色中細(xì)砂巖、灰色細(xì)砂巖、灰色泥巖、石英砂巖、灰色頁(yè)巖、灰色粗砂巖、薄層煤層，砂巖中可見(jiàn)菱鐵質(zhì)結(jié)核[圖4(e)]。中部砂巖厚度較大，可見(jiàn)多期沖刷面，可見(jiàn)砂質(zhì)透鏡體及煤層，上部與下部砂巖厚度較薄，粒度較細(xì)，頁(yè)巖較厚，主要為碳質(zhì)頁(yè)巖。該段構(gòu)造發(fā)育，多為水平層理，板狀交錯(cuò)層理、沙紋層理。

表1 鄂爾多斯盆地西緣南段地層劃分沿革[4]Table 1 The evolution of stratigraphic division in the western margin of the Ordos Basin[4]

圖3 下河沿剖面石炭系羊虎溝組綜合柱狀圖Fig.3 Comprehensive histogram of Carboniferous the Yanghugou Formation in the Xiaheyan outcrop

羊3段與羊2段為連續(xù)沉積，51層頂部所發(fā)育一層反粒序含礫砂層，與其上覆地層相比，巖性差距較大，羊2段底部發(fā)育大量沙泥互層，51層作為濱岸平原—濱海與三角洲前緣分界線，結(jié)合沉積旋回特征，本文將51層多發(fā)育的遠(yuǎn)沙壩作為層序界面界面分界線，定為羊3段頂界[圖4(f)]。

紅色實(shí)線為地層間分界線圖4 鄂爾多斯盆地西緣下河沿剖面巖性及分層特征Fig.4 Lithology and stratification characteristics of the Xiaheyan section in the western margin of the Ordos Basin

2.3 羊2段-羊1段巖性界線

根據(jù)野外剖面觀察52～54層主要巖性為灰色頁(yè)巖、灰色粉砂巖及細(xì)砂巖。55～56層的主要巖性為黑色頁(yè)巖、灰白色-灰黃色細(xì)砂巖，細(xì)粉砂巖。57層發(fā)育一套反粒序灰白色、灰黃色層狀含礫中細(xì)石英砂巖。判斷52～57層為羊2段。羊2段地層厚度約128 m，主要巖性為灰色粉砂巖、灰白色-灰黃色細(xì)砂巖、深灰色細(xì)粉砂巖、灰色-黑色頁(yè)巖、灰色灰?guī)r，砂巖粒度整體較細(xì)，可見(jiàn)多期反粒序[圖4(g)]，整體為濱岸平原—濱海沉積相。下部52層見(jiàn)古生物化石，構(gòu)造發(fā)育比較復(fù)雜，發(fā)育沙紋層理、板狀交錯(cuò)層理、槽狀交錯(cuò)層理，局部有脈狀層理、透鏡狀層理。對(duì)比呼魯斯太、烏達(dá)等剖面，在57層同樣發(fā)育一套反粒序的灰白色、灰黃色層狀含礫中細(xì)石英砂巖，該層多發(fā)育板狀層理、槽狀層理，其頂部56層為瀉湖相沉積的一套頁(yè)巖，可作為羊1段底部層序界面，結(jié)合前人研究成果[4]，選取57層作為標(biāo)志層，羊2段頂界，為羊1段底界。

2.4 羊虎溝組-太原組巖性界線

根據(jù)野外剖面觀察58～61層的巖性主要為灰色頁(yè)巖、深灰色細(xì)砂巖、深灰色粉砂巖夾有少量粗砂巖，有薄煤層。62層巖性為淺黃色中細(xì)-中粗砂巖與黑色炭質(zhì)頁(yè)巖互層[圖4(h)]，底部發(fā)育煤線。62～65層巖性主要為黑色炭質(zhì)頁(yè)巖，夾薄層菱鐵質(zhì)結(jié)核及煤層。羊1段砂巖由下至上粒徑逐漸減小。將58～65層定為羊1段，地層厚度為61.32 m，主要巖性為灰色、深黑色碳質(zhì)頁(yè)巖、黑色煤層、淺黃色中細(xì)砂巖、黑色炭質(zhì)泥頁(yè)巖、灰白色中細(xì)砂巖，下部砂巖較厚，見(jiàn)生物化石、生物碎屑、生物擾動(dòng)，上部較薄，并有煤線、菱鐵質(zhì)結(jié)核，整體粒度較細(xì)。該段上部構(gòu)造幾乎不發(fā)育，下部發(fā)育沙紋層理、板狀交錯(cuò)層理、沖洗交錯(cuò)層理，羊1段整體為濱岸平原-濱海沉積。在65層有一套黑色頁(yè)巖，夾有菱鐵質(zhì)結(jié)核，為瀉湖沉積，66層發(fā)育是灰白色厚層粗砂巖，為障壁剖面同層位同樣發(fā)現(xiàn)一套煤層，對(duì)比盆地東部地層劃分的標(biāo)志層[5]，并結(jié)合地球化學(xué)特征，將該層位的灰?guī)r作為層序界面，將64層作為羊虎溝組頂界[圖4(i)]。

3 基于古生物特征的地層劃分

鄂爾多斯盆地石炭、二疊系的孢子花粉研究工作起步較晚，如表2[22-29]所示，文獻(xiàn)[22-29]相繼研究了鄂爾多斯北緣、西緣、南緣及河?xùn)|地區(qū)的石炭二疊系孢粉，使鄂爾多斯盆地晚古生代的孢粉組合的研究有了初步的進(jìn)展。盆地西緣下河沿剖面大地構(gòu)造位置屬于北祁連走廊過(guò)渡帶的東端，因此本區(qū)石炭-二疊系地層兼有祁連區(qū)和華北區(qū)的特征。高聯(lián)達(dá)[22]研究認(rèn)為，西緣地區(qū)石炭系羊虎溝組中單氣囊的Florinites較華北本溪組多，西緣地區(qū)羊1段的單、雙氣囊花粉比華北地區(qū)豐富。同時(shí)，本區(qū)羊虎溝組與太原組的生物化石具有明顯的時(shí)代差異性，為一跨系巖石地層單位。古生物分異度較高，石炭紀(jì)和早二疊世化石含量豐富、屬種眾多，保存完好。對(duì)研究剖面及周緣地區(qū)進(jìn)行樣品采集，將樣品送至中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，將該地區(qū)羊虎溝組劃分以下3個(gè)孢粉帶：Lycosporanoctuina-Cyclogranisporitesaureus組合，該組合蕨類(lèi)植物孢子的含量為78.21%，其中無(wú)環(huán)三縫孢類(lèi)含量最高，占43.24%，其次為裸子植物花粉，含量20.95%。主要為側(cè)生光面三縫孢Leiotriletesadnatus[圖5(a)]，光面光面三縫孢L.levis、較小光面三縫孢L.minor、圓三角形光面三縫孢L.sphaerotriangulus、薩爾蘆木孢Calamosporasaariana、小皺蘆木孢C.microrugosa、幣狀圓形光面孢Punctatisporitesaerarius、點(diǎn)飾圓形光面孢P.punctatus、細(xì)小圓形光面孢P.minutus、三角粒面孢Granulatisporites、燦爛圓形粒面孢Cyclogranisporitesaureus[圖5(b)]、勒氏圓形粒面孢C.leopoldii、三角塊瘤孢Converrucosisporites、小瘤圓形塊瘤孢Verrucosisporitesmicrotuberosus、臘質(zhì)圓形塊瘤孢V.cerosus、三角刺瘤孢Lophotriletes、籬狀圓形刺瘤孢Apiculatisporisspinosaetosus、微刺圓形刺面孢Apiculatasporitesspinulistratus、棒瘤孢Baculatisporites、點(diǎn)飾細(xì)網(wǎng)孢M(jìn)icroreticulatisporitespunctatus等。單縫孢類(lèi)占18.41%，絕大多數(shù)為光面單縫孢Laevigatosporites、種類(lèi)有小光面單縫孢L.minimus、中大光面單縫孢L.medius、得梅因光面單縫孢L.desmoinesensis、普通光面單縫孢L.vulgaris、線形光面單縫孢L.lineolatus、Laevigatosporitesmaximus等。具環(huán)三縫孢類(lèi)占17.40%，大多為鱗木孢Lycospora，種類(lèi)有圓形鱗木孢L.rotunda、細(xì)齒鱗木孢L.denticulata、瘤粒鱗木孢L.noctuina[圖5(c)]、透明鱗木孢L.pellucida等，三枕厚角孢Triquitritestribullatus也較常見(jiàn)， 檜氏耳角孢Ahrensisporitesguerick、明亮叉角孢M(jìn)ooreisporiteslucidus、套環(huán)孢Densosporites、東方盾環(huán)孢Crassisporaorientalis、 特別鰭環(huán)孢Reinschosporaspeciosa、 刺環(huán)孢Spinozonotriletes、稀飾環(huán)孢Kraeuselisporites等少量或個(gè)別見(jiàn)及。裸子植物花粉中，單氣囊類(lèi)(包括單-雙氣囊過(guò)渡的一些分子)含量最高，占12.84%，大多為小體弗氏粉Florinitesparvus、弗洛林弗氏粉F.florinii[圖5(e)]、中等弗氏粉F.mediapudens[圖5(d)]等，；雙氣囊類(lèi)占7.77%，包括具脊、縫、肋條的一些類(lèi)型，主要有殘縫粉Vestigisporites、寬直縫二囊粉Limitisporiteseurys、博樂(lè)假二肋粉(比較種)Gardenasporitescf.boleensis、松型粉Pityosporites、具溝雙囊粉Sculatisporites等。

圖5 羊虎溝組代表孢粉屬種圖譜Fig.5 Map of important sporopollen species in the middle and upper part of Taiyuan Formation

本組合中出現(xiàn)了較多數(shù)量的裸子植物單氣囊和雙氣囊類(lèi)花粉，特別是具氣囊的花粉含量顯著增加。鱗木孢Lycospora含量顯著增加，單氣囊弗氏粉Florinites含量增加，Potonieisporites零星出現(xiàn)，內(nèi)蒙古白彥套海地區(qū)羊虎溝組維斯發(fā)A-B期孢粉組合可與之對(duì)比，整體上反映了晚石炭世中期(維斯發(fā)期)的孢粉組合面貌，對(duì)應(yīng)羊3段[26,30]。

3.1 Dictyotriletes bireticulatus-Ahrensisporites guerickei-Torispora securis組合

該組以蕨類(lèi)植物孢子為主，含量89.71%～91.50%；蕨類(lèi)植物孢子以無(wú)環(huán)三縫孢類(lèi)占34.84%～44.50%，主要為側(cè)生光面三縫孢Leiotriletesadnatus、光面光面三縫孢L.levis、纖細(xì)光面三縫孢L.gracilis、蘆木孢Calamospora和圓形錐刺孢Apiculatisporis等，出現(xiàn)的有三角塊瘤孢Convolutispora、網(wǎng)飾平網(wǎng)孢Dictyotriletesbireticulatus[圖5(k)]等。單縫孢類(lèi)占33.72%～45.85%，以光面單縫孢Laevigatosporites占絕大多數(shù)，平均含量36.70%，種類(lèi)有叉縫光面單縫孢L.bisectus、小光面單縫孢L.minimus、中大光面單縫孢L.medius[圖5(f)]、得梅因光面單縫孢L.desmoinesensis、 普通光面單縫孢L.vulgaris和狹窄光面單縫孢L.angustus，少量或斷續(xù)出現(xiàn)的有粗糙粒面單縫孢Punctatosporitesscabellus、 斧狀一頭沉孢Torisporasecuris[圖5(m)]、小條紋單縫孢Striolatosporaminor、纖細(xì)條紋單縫孢S.gracilis、檜氏耳角孢Ahrensisporitesguerickei[圖5(l)]等。裸子植物花粉次之，含量8.50%～10.29%。雙氣囊類(lèi)占4.0%～5.81%，平均4.84%，主要為松型粉Pityosporitessp.[圖5(h)]和蝶囊粉Platysaccusspp.[圖5(j)]；單氣囊類(lèi)弗氏粉Florinites和聚囊粉Vesicasporasp.[圖5(i)]。

本組合以首次出現(xiàn)斧狀一頭沉孢Torisporasecuris和豐富的網(wǎng)飾平網(wǎng)孢Dictyotriletesbireticulatus、光面單縫孢Laevigatosporites為特征，出現(xiàn)了檜氏耳角孢Ahrensisporitesguerickei、 三枕厚角孢Triquitritestribullatus、輪狀套環(huán)孢Densosporitesannulatus、 卵圓梯紋單縫孢Striatosporitesovalis等重要分子。斧狀一頭沉孢Torisporasecuris的突現(xiàn)具有較明顯的地層意義，可以視為確定中國(guó)維斯發(fā)C期地層的標(biāo)志之一，寧夏橫山堡PL組合、陜甘寧盆地晚石炭世中期組合、甘肅靖遠(yuǎn)羊虎溝組上段組合等地區(qū)孢粉組合可與之對(duì)比，層位應(yīng)對(duì)應(yīng)羊2段[24-26,31-32]。

3.2 Crassispora kosankei-Densosporites anulatus組合

以蕨類(lèi)植物孢子為主，含量88.17%，裸子植物花粉的含量約為11.83%。蕨類(lèi)植物孢子中，單縫孢類(lèi)含量最高，占33.33%，常見(jiàn)小光面單縫孢Laevigatosporitesminimus、得梅因光面單縫孢L.desmoinesensiss[圖5(p)]和中大光面單縫孢L.medius、粒面單縫孢屬Punctatosporites、球形橫圓單縫孢Latosporitesglobosus、典型橫圓單縫孢L.latus、瘤面單縫孢屬Thymospora、斧狀一頭沉孢Trorisporasecuris等。無(wú)環(huán)三縫孢類(lèi)占32.26%，常見(jiàn)光面三縫孢屬Leiotriletes、圓形光面孢屬Punctatisporites、蘆木孢屬Calamospora、 燦爛圓形粒面孢Cyclogranisporitesaureus和三角錐刺孢屬Lophotriletes、偶見(jiàn)三角粒面孢屬Granulatisporites、圓形塊瘤孢屬Verrucosisporites、圓形錐瘤孢屬Apiculatisporis等。具環(huán)三縫孢類(lèi)占22.58%，常見(jiàn)瘤粒鱗木孢Lycosporanoctuina、 輪狀套環(huán)孢Densosporitesanulatus[圖5(n)]和柯氏盾環(huán)孢Crassisporakosankei[圖5(o)]、偶見(jiàn)布氏厚角孢Triquitritesbransonii、 稀飾環(huán)孢屬Kraeuselisporites、環(huán)囊孢屬Endosporites等。裸子植物花粉中，單氣囊類(lèi)含量最高，占8.60%，全為Florinites；雙氣囊類(lèi)和單溝類(lèi)稀少，分別占2.15%%與1.08%。

該組合蕨類(lèi)植物孢子中，無(wú)環(huán)三縫孢類(lèi)豐富，具環(huán)三縫孢類(lèi)和單縫孢類(lèi)也有較高含量，裸子植物花粉以單氣囊類(lèi)的弗氏粉屬Florinites為主；通過(guò)對(duì)比鄂爾多斯盆地東南緣銅川地區(qū)、鄂爾多斯盆地北部等地晚石炭世晚期一些孢粉組合，當(dāng)前樣品的地質(zhì)時(shí)代應(yīng)為晚石炭世晚期，層位相當(dāng)于羊1段[33-34]。

4 基于地球化學(xué)特征的地層劃分

元素的組合與含量在地史發(fā)展過(guò)程中的演化和交替具有一定規(guī)律性、方向性、階段性，且與地質(zhì)時(shí)代的分界常常吻合，因此，利用化學(xué)地層方法對(duì)地層進(jìn)行研究[35]。對(duì)下河沿剖面選取頁(yè)巖、灰?guī)r、泥巖、砂巖等樣品共計(jì)19件，自下而上羊3段4件樣品，羊2段7件樣品，羊1段4件樣品，太原組4件，對(duì)樣品開(kāi)展常量元素、微量元素、干酪根同位素的測(cè)量。常量元素、微量元素測(cè)量使用天瑞牌金屬分析儀 Explorer5000，干酪根同位素分析在河北杰創(chuàng)石油科技有限公司完成。

微量元素分配及比值的變化在一定程度上可以指示古氣候環(huán)境演化歷程，古氣候發(fā)生變化引起水位升降時(shí)，導(dǎo)致沉積環(huán)境的改變[36-37]。單個(gè)元素指標(biāo)難以準(zhǔn)確指示環(huán)境變化，而一些微量元素之間的比值則有相對(duì)較好的指向意義比，常見(jiàn)的如Mn/Fe、Sr/ba等[35]。同時(shí)海水中含有的大量13C，也可以作為指示海平面升降重要參考數(shù)值。根據(jù)測(cè)定數(shù)據(jù)效果，選取Mn/Fe、δ13C為代表參數(shù)進(jìn)行分析。從地球化學(xué)特征變化曲線(圖6)可以看出，羊3段Mn/Fe值較低，δ13C較低，說(shuō)明水體較淺，為水進(jìn)期。羊2段上部Mn/Fe減小，δ13C變小，氧化性增強(qiáng)，氧化性增強(qiáng)，為一個(gè)海退期；羊2段有一個(gè)元素的突變面，參數(shù)突然增大，是一個(gè)明顯的海進(jìn)期。羊1段下部上升半旋回相對(duì)上段頂部下降半旋回Mn/Fe增大，-δ13C 減小，羊1段早期為海進(jìn)期。羊1段至太原組期間，Mn/Fe由下到上先降低后升高，-δ13C 先增大后減小，表示由海退-海進(jìn)的過(guò)程。自3段至羊1 段期間，Mn/Fe、δ13C的總體呈上升趨勢(shì)，表明羊虎溝組時(shí)期，研究區(qū)海平面總體呈上升趨勢(shì)，上升至早二疊世太原組，海平面開(kāi)始下降；盆地西緣整體海平面變化與全球海平面變化大致相同。將野外露頭實(shí)測(cè)與地球化學(xué)特征與巖性特征相結(jié)合，對(duì)下河沿剖面羊虎溝組進(jìn)行了三級(jí)旋回的劃分，羊3段和羊2段劃分出兩個(gè)完整的三級(jí)旋回；羊1段劃分出一個(gè)完整的三級(jí)旋回，進(jìn)一步驗(yàn)證巖石地層劃分。

圖6 鄂爾多斯盆地西緣下河沿羊虎溝組地球化學(xué)特征Fig.6 Geochemical characteristics of Yanghugou Formation in Xiaheyan, western margin of Ordos Basin

5 地層對(duì)比

為了更好構(gòu)建盆地西緣南段羊虎溝組地層對(duì)比格架，掌握研究區(qū)地層的分布情況，在小層精細(xì)劃分的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)研究區(qū)測(cè)井資料和錄井資料分析對(duì)比，選取平面上分布均勻的鉆井8口以及下河沿剖面，建立盆地西緣南段地層對(duì)比剖面(圖7)。

南部下河沿羊虎溝組地層厚度約為370 m，而中部地區(qū)忠6井羊虎溝組約為1 163 m，出現(xiàn)大面積的沉降。其中忠6井羊虎溝組沉積厚度較厚，考慮羊虎溝組時(shí)期忠6井經(jīng)歷同沉積的作用。西南方向地層出現(xiàn)缺失，惠探1、李25、蘇317、陜371只有羊1段，該時(shí)期鄂爾多斯盆地中部古隆起發(fā)生沉降，地層缺失。蘇413、陜99缺失羊3段。通過(guò)對(duì)地層在不同方向上的對(duì)比及統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)西部沉積厚度較大，東部較小，均小于50 m。不同地區(qū)羊虎溝組地層分布、發(fā)育的差異性。連井地層對(duì)比剖面顯示，各小層地層厚度橫縱向上變化顯著，存在明顯差異。

6 結(jié)論

在總結(jié)前人成果基礎(chǔ)上，結(jié)合多種方法，互相驗(yàn)證，綜合對(duì)鄂爾多斯盆地羊虎溝組地層進(jìn)行詳細(xì)研究,得出以下結(jié)論。

(1)鄂爾多斯盆地西緣下河沿剖面石炭系上統(tǒng)自下而上可劃分2套地層：羊虎溝組、靖遠(yuǎn)組。自下而上將羊虎溝組劃分羊3段、羊2段、羊1段三段。將羊1段頂部發(fā)育一套以8號(hào)煤為代表的煤層、灰?guī)r作為該地區(qū)劃分羊虎溝組與太原組的標(biāo)志層。將羊1段與羊2段間的一組反粒序的灰白色、灰黃色層狀含礫中細(xì)石英砂巖作為羊1段與羊2段劃分的標(biāo)志層。

(2)下河沿剖面羊虎溝組孢粉化石豐富，建立3個(gè)孢粉帶，自下而上為L(zhǎng)ycosporanoctuina-Cyclogranisporitesaureus組合、Dictyotriletesbireticulatus-Ahrensisporitesguerickei-Torisporasecuris組合、Crassisporakosankei-Densosporitesanulatus組合，分別對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)的地質(zhì)時(shí)代為斯蒂芬期、維斯發(fā)期C-D、維斯發(fā)期A-B。

(3)羊虎溝組時(shí)期，研究區(qū)海平面整體呈上升趨勢(shì)，上升至早二疊世，海平面開(kāi)始下降。同時(shí)依據(jù)地球化學(xué)特征、沉積特征等資料對(duì)羊虎溝組進(jìn)行三級(jí)層序劃分，驗(yàn)證巖性地層劃分。

(4)羊虎溝組時(shí)期，工區(qū)內(nèi)西部地層先進(jìn)行沉積，西部沉積厚度較大，東部較小，各小層地層存在明顯差異。

(5)在綜合前人地層劃分的基礎(chǔ)上，重新厘定羊虎溝組與太原組界線，并對(duì)羊虎溝組進(jìn)行精細(xì)化分，希望該項(xiàng)研究能為闡明羊虎溝組儲(chǔ)集層發(fā)育特征與時(shí)空展布規(guī)律及優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的勘探指明方向。