孫玉璽，李 華，談夢婷，葛穩(wěn)穩(wěn)，馮 斌，于 星

(長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

0 引 言

由于深水沉積環(huán)境的復(fù)雜性，多種水動力交互作用一直是深水沉積研究的難點及前沿領(lǐng)域之一。重力流是受重力影響順陸坡向下運動的密度流。等深流是受地球自轉(zhuǎn)、熱膨脹、水應(yīng)力及密度差異控制的沿陸坡走向運動的深海底流。在多數(shù)大洋，陸坡傾向和陸坡走向的深水機制往往并存，進而產(chǎn)生不同類型的交互作用沉積，其中等深流對早期重力流沉積單元改造被稱為改造砂。

目前，在巴西坎波斯盆地、墨西哥灣、坦桑尼亞邊緣海等的油氣勘探發(fā)現(xiàn)，重力流與等深流交互作用沉積通常是高潛力油氣勘探儲層，可作為世界級的深水油氣勘探對象。Shanmugam通過對540個現(xiàn)代與古代的深水沉積案例研究發(fā)現(xiàn)，大陸邊緣發(fā)育的順斜坡向下與平行斜坡運動的流體之間的交互作用沉積是很常見的。前人提出了多種形式的重力流與等深流交互作用模式，但其沉積動力過程和沉積產(chǎn)物特征仍然不清楚。鄂爾多斯盆地西南緣奧陶系平?jīng)鼋M深水沉積類型豐富，地層出露良好，發(fā)育有重力流、等深流、內(nèi)波內(nèi)潮汐沉積。本文以露頭實測資料為基礎(chǔ)，對鄂爾多斯盆地西南緣段家峽剖面重力流與等深流交互作用沉積特征、演化規(guī)律進行了詳細分析，著重探討了交互作用沉積形成機理，建立了研究區(qū)平?jīng)鼋M交互作用沉積模式，以期能提升重力流與等深流交互作用沉積的認識。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地是中國第二大沉積盆地，地處華北板塊西部、中國東部與西部構(gòu)造域結(jié)合處，行政區(qū)域橫跨陜西、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古、山西等五省區(qū)，占地面積約25×10km，是一個多構(gòu)造體系、多演化階段、多沉積體系、多原型盆地疊加的復(fù)合克拉通盆地。

鄂爾多斯盆地西南緣出露寒武系、奧陶系，其中奧陶系厚度自北向南遞增明顯，最大可達2 000 m，發(fā)育良好，自下向上可分為麻川組、水泉嶺組、平?jīng)鼋M及背鍋山組。研究區(qū)平?jīng)鼋M整體厚度約500 m，主要為深灰—灰黑色泥巖夾薄層粉砂巖、砂巖、石灰?guī)r及凝灰?guī)r。

早古生代，秦嶺—祁連海槽平面整體呈“L”型環(huán)繞鄂爾多斯地塊，北祁連與北秦嶺造山帶共同接受洋陸轉(zhuǎn)化過程，在盆地西南邊緣匯聚形成溝-弧-盆體系。受洋陸轉(zhuǎn)化影響，鄂爾多斯地塊于晚奧陶世由被動大陸邊緣轉(zhuǎn)化為活動陸緣，至奧陶紀平?jīng)銎谥饾u演化為統(tǒng)一的古陸，只有其西南緣仍在接受沉積，并發(fā)育開闊臺地、臺地邊緣礁、臺地前緣斜坡及深水斜坡-海槽相沉積。

2 剖面位置與分析方法

本次研究實測的段家峽剖面位于陜西省寶雞市隴縣段家峽村東部500 m附近公路旁，地理坐標為(34°55′13.48″N,106°43′30.17″E)，大地構(gòu)造位置屬華北克拉通與秦祁結(jié)合部位交匯處[圖1(a)]。本次研究選取該剖面平?jīng)鼋M三段上部，其整體厚約48.6 m[圖1(b)]。以沉積巖石學(xué)和野外巖石學(xué)為基礎(chǔ)，對該剖面平?jīng)鼋M三段上部進行系統(tǒng)野外分層[圖1(c)]，并對各層沉積構(gòu)造特征進行描述及分析?；诜謱訑?shù)據(jù)，采集巖石樣品22件、薄片樣品20件。

采用Leica DM4P正置偏光顯微鏡進行結(jié)構(gòu)、組分等研究。通過Nano Measurer軟件對薄片照片中典型區(qū)域全部顆粒進行測量(單片測量數(shù)不少于300片)，獲取原始粒度數(shù)據(jù)?；贔olk-Word統(tǒng)計所需粒度參數(shù)，應(yīng)用Golden Software Grapher軟件繪制相應(yīng)粒度曲線；結(jié)合Passega提出的C-M模式圖，分析每層各期次粒度特征及沉積水動力特征。以沉積環(huán)境為基礎(chǔ)，結(jié)合沉積構(gòu)造特征，分析沉積演化期次，探討交互作用沉積形成機理，提升重力流與等深流交互作用沉積的認識。

圖(a)底圖引自文獻[24]，有所修改圖1 鄂爾多斯盆地西南緣段家峽剖面地理位置Fig.1 Geographical Location of Duanjiaxia Section in the Southwestern Margin of Ordos Basin

3 沉積特征

3.1 巖性地層特征

鄂爾多斯盆地西南緣隴縣地區(qū)奧陶系平?jīng)鼋M沉積構(gòu)造豐富，發(fā)育平行層理、交錯層理及正粒序?qū)永怼r性較為單一，多為砂泥互層，垂向上呈現(xiàn)砂層漸薄、泥層漸厚的特征。石英顆粒含量垂向上呈遞減趨勢，多見生物碎屑?；趲r性特征，將段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部自下而上劃分為18層(圖2)。

圖2 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部巖性柱狀圖Fig.2 Lithological Column of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

層1(45.34～48.60 m深度段)，為深灰色中層粉砂巖與灰黑色薄層泥巖互層，砂泥比為8∶1。層面多波狀，頂、底部鈣質(zhì)細粉砂巖見交錯層理，中部粗粉砂巖局部見正粒序?qū)永怼?發(fā)育細—粗—細沉積旋回。石英含量(體積分數(shù)，下同)為40%左右，顆粒呈次棱角狀，分選較好，見有介形蟲類、三葉蟲類、腕足類生物碎屑，局部呈定向排列[圖3(a)]。

層2～5(33.66～45.34 m深度段)，為灰綠色中—薄層細粒石英砂巖、薄層粉砂巖與灰黑色泥巖互層，由多個旋回組成，砂泥比為8∶1。旋回底部(層2)發(fā)育細—粗—細沉積特征[圖4(a)]，細砂質(zhì)含量增加。旋回中部(層3、4)巖層厚度側(cè)向變化較大，呈透鏡狀，底層多波狀，發(fā)育多個細—粗旋回，見有平行層理、交錯層理。旋回頂部(層5)界面平直，見平行層理。石英含量約為50%，呈次棱角狀，分選中等—較好，三葉蟲等生物碎屑約占3%[圖3(b)～(d)]。

層6～9(18.66～33.66 m深度段)，以灰綠色塊狀—中層細粒石英砂巖為主，約占剖面的30.86%，不發(fā)育泥巖。層6～9整體發(fā)育塊狀層理、正粒序?qū)永韀圖4(b)]，無生物擾動痕跡。粒級較粗，細砂質(zhì)含量較下伏地層顯著增加；以石英為主，可見長石及少量巖屑，約占30%，顆粒呈棱角狀，分選較差，見極少生物碎屑，見基底式膠結(jié)，膠結(jié)質(zhì)硅鈣比為3∶1[圖3(e)、(f)]。

層10～18(0～18.66 m深度段)，以灰綠色中—薄層凝灰質(zhì)粉砂巖與灰黑色薄層泥巖互層為主，總體呈現(xiàn)下粗上細正旋回序列，砂泥比為4∶1。旋回底部(層10～12)沉積構(gòu)造典型，見有多處雙向交錯層理、交錯層理及波狀層理等[圖4(c)、(d)]，多呈透鏡狀，界面多波狀。旋回中部(層13、14)見有不完整的鮑馬序列abc、bcd段[圖4(e)]。旋回頂部(層15～18)泥層較下伏地層漸厚[圖4(f)]。石英含量約為15%，見長石、泥質(zhì)及生物碎屑，呈次棱角狀，分選較好，泥質(zhì)含量增加并多為團狀，見鈣質(zhì)膠結(jié)[圖3(g)～(i)]。

圖3 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部顯微照片F(xiàn)ig.3 Micrographs of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

圖4 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部巖性沉積構(gòu)造Fig.4 Sedimentary Structures of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

3.2 粒度特征

段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部沉積物以細粉砂質(zhì)為主，平均含量(體積分數(shù)，下同)為46.22%，主要分布在頂、底部(圖5)；以細砂質(zhì)較典型，其垂向差異大，自下而上呈遞減趨勢，最高含量為45.61%，最低含量為0%，主要集中分布在中部。平均粒徑為2.41～5.26 Φ，均值為4.21 Φ，自下而上呈由粗至細的趨勢，在中部存在較大波動(圖5)；標準偏差為0.52～0.96，均值為0.70，分選中等—較好，與平均粒徑成明顯線性正相關(guān)關(guān)系(圖6)，粒徑越小，分選越好；偏度為-0.08～0.07，均值為-0.03，偏態(tài)呈近對稱分布；峰度為0.91～1.26，均值為1.03，峰值中等—尖銳?；诹６忍卣?表1)，將段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部自下而上劃為3期。

(1)第Ⅰ期(33.66～48.60 m深度段)，以細粉砂質(zhì)為主，含量為17.85%～92.50%，均值為50.32%；細砂質(zhì)含量存在較小波動，為0%～45.61%，均值為14.40%。平均粒徑垂向變化較小，為3.48～5.12 Φ，均值為4.30 Φ；標準偏差均值為0.72，分選中等；偏度均值為0.02，近對稱分布；峰度均值為0.99，峰值中等；頻率分布曲線多呈雙峰分布，見有單峰[圖7(a)]；累積概率曲線多呈二段式，另見有一段式，跳躍組分斜率小于懸浮組分斜率[圖7(b)]。

(2)第Ⅱ期(18.66～33.66 m深度段)，細粉砂質(zhì)含量大幅降低，但在垂向上遞增，占比為0.26%～40.58%，均值為12.93%；細砂質(zhì)較Ⅰ期增加明顯，但在垂向上遞減，含量為9.66%～86.29%，均值為56.84%。平均粒徑自下而上呈明顯由粗至細的趨勢，為2.41～4.17 Φ，均值為3.26 Φ；標準偏差、偏度、峰度分布穩(wěn)定，與第Ⅰ期相似，均值分別為0.70、-0.02、1.05；頻率分布曲線粒度頻率變化較大，呈單峰、正態(tài)分布趨勢[圖7(c)]；累積概率曲線呈一段式，下伏地層斜率較上覆地層斜率小[圖7(d)]。

(3)第Ⅲ期(0～18.66 m深度段)，細粉砂質(zhì)含量恢復(fù)到第Ⅰ期水平，分布較均勻，占比為10.85%～93.56%，均值為59.27%；細砂質(zhì)含量存在較小波動，整體較第Ⅱ期大幅走弱，恢復(fù)到第Ⅰ期水平，占比為0%～36.95%，均值為9.91%。粒度參數(shù)變化頻繁且劇烈，平均粒徑為3.39～5.26 Φ，均值為4.57 Φ，與第Ⅰ期粒度水平相似；標準偏差、偏度、峰度走勢較復(fù)雜，但均值與第Ⅰ、Ⅱ期相似，分別為0.70、-0.06、1.04；頻率分布曲線粒徑峰值主要集中在30、70 μm[圖7(e)]；累積概率曲線主要呈二段式，少數(shù)呈一段式，另見三段式1個，其中跳躍組分斜率普遍小于懸浮組分斜率[圖7(f)]。

3.3 沉積水動力特征

段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部沉積物在C-M圖展示的姿態(tài)整體平行于C-M基線(圖8)，與Passega提出的濁流沉積環(huán)境基本一致，反映沉積物以懸浮搬運為主，分布有均勻懸浮搬運、遞變懸浮搬運及懸浮滾動搬運?；诔练e水動力特征(圖9和表1)，將段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部自下而上劃為中低能、高能、低能等3個階段。

(1)中低能階段(33.66～48.60 m深度段)，投點分布在遞變懸浮區(qū)(Ⅵ)和均勻懸浮區(qū)(Ⅶ)。最大搬運水動力C值為84.08～306.54 μm，均值為198.43 μm；平均搬運水動力M值為28.76～94.73 μm，均值為61.51 μm。

圖5 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部粒度參數(shù)柱狀圖Fig.5 Column of Grain Size Parameters of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

(2)高能階段(18.66～33.66 m深度段)，底部(層6、7)投點分布在懸浮-滾動區(qū)(Ⅴ)，以懸浮搬運為主，含有少量滾動搬運組分；頂部(層8、9)投點落在遞變懸浮區(qū)(Ⅵ)和均勻懸浮區(qū)(Ⅶ)。搬運水動力較中低能階段增加明顯。C值為185.22～793.76 μm，均值為469.445 μm；M值為54.79～192.11 μm，均值為147.630 μm。

(3)低能階段(0～18.66 m深度段)，投點與中低能階段相似，多分布在遞變懸浮區(qū)(Ⅵ)和均勻懸浮區(qū)(Ⅶ)，存在投點落在懸浮-滾動區(qū)(Ⅴ)。搬運水動力走弱明顯，與中低能階段相似。C值為69.29～484.99 μm，均值為190.54 μm；M值為26.10～119.08 μm，均值為52.43 μm。

3.4 沉積演化規(guī)律

基于段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部巖性地層特征、粒度特征及沉積水動力特征等，認為其自下而上經(jīng)歷了第Ⅰ期中低能改造砂沉積→第Ⅱ期高能濁流沉積→第Ⅲ期低能改造砂沉積的演化過程。

表1 粒度參數(shù)及沉積水動力判別結(jié)果

圖6 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部粒徑標準偏差與平均粒徑之間的關(guān)系Fig.6 Relationship Between Standard Deviation and Mean of Grain Size of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

第Ⅰ期中低能改造砂沉積，以砂泥互層、細粒、分選好、雙峰、二段式及局部呈現(xiàn)等深流沉積序列為典型特征。底部見多個單層發(fā)育有細—粗—細的等深流沉積特征及正粒序?qū)永淼闹亓α鞒练e特征；砂層厚度薄，側(cè)向變化大，呈透鏡狀，界層多波狀；泥層呈深灰色，多筆石，高V/(V+Ni)值反映強還原環(huán)境，多為深水原地沉積；交錯層理指示2種古水流方向，西向平行斜坡及東南向順斜坡，二者大致垂直；見有生物碎屑，介形蟲指示深水環(huán)境，而三葉蟲等淺水生物可能為淺水搬運；顆粒多細粒，分選磨圓較第Ⅱ期好，成分成熟度高；頻率分布曲線呈雙峰分布，指示顆粒粒徑存在2個粒度集合，可能為2種流體共同沉積導(dǎo)致；累積概率曲線一段式顯示為以懸浮搬運為主的重力流搬運方式，二段式體現(xiàn)以懸浮跳躍搬運為主的牽引流搬運方式。

第Ⅱ期高能濁流沉積，以正粒序?qū)永?、粗粒、分選中等、單峰、一段式及呈現(xiàn)重力流沉積序列為典型特征。整體見有正粒序?qū)永?、塊狀層理，多出現(xiàn)在重力流沉積中；不發(fā)育泥層，砂層多呈塊狀；見極少生物碎屑，可能為淺水搬運，因為沉積環(huán)境水動力較強難以保存；顆粒多細砂質(zhì)，分選磨圓變差指示水動力條件較第Ⅰ期強；基底式膠結(jié)又稱為雜基支撐結(jié)構(gòu)，說明填隙物含量較多，碎屑顆粒在其中互不接觸而呈漂浮狀，這種膠結(jié)類型一般代表著密度較大的水流快速堆積特征；頻率分布曲線呈單峰，反映沉積物物源單一；累積概率曲線一段式說明沉積物為懸浮搬運，多為重力流特征，頂部地層曲線斜率較底部地層曲線斜率大，反映頂部地層分選好于底部地層。

圖7 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部粒度曲線Fig.7 Grain Size Curves of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

圖8 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部C-M圖Fig.8 Diagram of C-M of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

第Ⅲ期低能改造砂沉積，以雙向交錯層理、不完整鮑馬序列為典型特征。雙向交錯層理是改造砂主要沉積特征，不完整鮑馬序列反映濁流沉積；整體多見波狀層理，界面多波狀；砂泥比較第Ⅰ、Ⅱ期增加，頂部泥質(zhì)多見泥質(zhì)團塊，說明水動力持續(xù)走弱；顆粒多細粒，分選磨圓較第Ⅱ期好，見有生物碎屑，粒度曲線呈雙峰、一段式特征。由于第Ⅲ期其余特征與第Ⅰ期整體高度相似，此處不再贅述。

4 討 論

4.1 主控因素

深水沉積體系發(fā)育特征與規(guī)模主要受區(qū)域的構(gòu)造活動、陸源物質(zhì)的輸入及相對海平面變化3種因素影響。

4.1.1 構(gòu)造活動

早古生代，鄂爾多斯地塊西南緣與北祁連—秦嶺造山帶共同接受洋陸轉(zhuǎn)化過程，由被動大陸邊緣轉(zhuǎn)化為活動陸緣。平?jīng)銎凇冲伾狡凇獖W陶紀末期，幾乎整個鄂爾多斯地塊均變?yōu)槁∑饎兾g區(qū)，頻繁劇烈的構(gòu)造活動導(dǎo)致沉積地形高低差異加劇，使得平?jīng)鼋M早期主要發(fā)育碎屑流，晚期主要發(fā)育濁流。

等深流作為一種持續(xù)性存在的海洋動力，雖然其水動力流速較低，以沉積作用為主，但是可以在特定的地貌條件和物理海洋環(huán)境中加速。奧陶紀平?jīng)銎?，鄂爾多斯地塊西南緣發(fā)育有自東向西平行于斜坡運動的等深流。研究區(qū)平?jīng)鼋M地處北秦嶺—祁連海槽內(nèi)，受洋陸轉(zhuǎn)化影響，于晚奧陶世匯聚形成完整的溝-弧-盆體系，使得等深流運動受限于構(gòu)造環(huán)境，進而導(dǎo)致局部水動力增強，為改造砂的形成提供了可能。

4.1.2 陸源物質(zhì)的輸入

晚奧陶世，鄂爾多斯地塊受加里東運動影響，整體抬升并經(jīng)歷強烈侵蝕，西南緣主要發(fā)育碳酸鹽巖開闊海臺地相及臺地前緣斜坡相。構(gòu)造運動為淺水區(qū)碳酸鹽巖臺地提供了大量陸源碎屑物質(zhì)，并因臺地地形較緩，較粗粒碎屑物質(zhì)在臺地內(nèi)先沉積，泥與粉砂等細粒物質(zhì)能夠以懸浮的方式繼續(xù)搬運。同時，洋流、潮汐、風(fēng)暴等動力學(xué)搬運機制也可作為沉積物向深水區(qū)搬運的直接誘因。沉積物在穿越臺地后被搬運至斜坡，最終可為濁流及等深流提供碎屑物質(zhì)。本次研究構(gòu)造指示古水流方向為SSE向，大致順斜坡向下，顆粒以粉砂質(zhì)為主，分選相對較好，C-M圖中體現(xiàn)為懸浮搬運沉積，說明研究區(qū)平?jīng)鼋M物源供給主要來自于其東北部的鄂爾多斯地塊，碎屑物質(zhì)經(jīng)搬運后沉積。此外，劉朱睿鷙等認為碳酸鹽巖臺地不能為平?jīng)鼋M提供大量的碎屑物質(zhì)，因此，引入“雙物源”性質(zhì)，提出由其西南部的大陸島弧提供部分陸源碎屑物質(zhì)。綜上所述，研究區(qū)物源主要由其東北部的鄂爾多斯地塊與西南部的大陸島弧共同提供。

圖9 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部水動力柱狀圖Fig.9 Column of Hydrodynamics of the Upper Part of the Third Member of Pingliang Formation in Duanjiaxia Section

4.1.3 相對海平面變化

相對海平面變化可對濁流與等深流的沉積水動力、沉積規(guī)模造成間接影響。相對海平面升高時，陸源碎屑物質(zhì)搬運難度增加，濁流規(guī)模減小，等深流規(guī)模相對增大；相對海平面降低時，碎屑物質(zhì)更容易受動力學(xué)搬運機制影響，搬運難度減小，濁流規(guī)模增大，等深流規(guī)模相對減少。奧陶系沉積時期，相對海平面變化呈上升趨勢，陸源碎屑物質(zhì)搬運難度增加，濁流水動力宏觀上呈走弱趨勢。研究區(qū)平?jīng)鼋M巖性地層特征、沉積水動力特征與相對海平面變化基本保持一致。此外，相對海平面的升高導(dǎo)致濁流沉積規(guī)模減小，等深流開始發(fā)育，最終可對早期未固結(jié)的濁流沉積進行改造。

4.2 作用機制

依據(jù)不同流體在時間尺度的空間疊置組合關(guān)系，可以更好地還原深水交互作用沉積類型及機制。因此，可將研究區(qū)平?jīng)鼋M劃分為2種交互作用機制，即等深流改造重力流機制、等深流與重力流同時作用機制(表2)。

4.2.1 等深流改造重力流機制

研究區(qū)交互作用更多地體現(xiàn)在等深流與濁流在時間尺度上的交替作用，即同地不同期，主要表現(xiàn)為后期等深流對早期濁流沉積的篩選、改造。兩種流體交替作用時，當(dāng)?shù)壬盍魉畡恿ψ銐驈?，可對未固結(jié)的濁流沉積物進行改造。

表2 段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部交互作用類型及典型標志

在濁流水動力持續(xù)走弱，等深流水動力變得相對大時，等深流會對未固結(jié)的原沉積單元進行二次作用，細粒部分被再篩選、再沉積，部分細粒物將被二次搬運。這可導(dǎo)致沉積物中同現(xiàn)重力流和等深流沉積特征，如粒度曲線中體現(xiàn)出的差異姿態(tài)、局部沉積構(gòu)造中的鮑馬序列和細—粗—細旋回等，也體現(xiàn)在平均粒徑與標準偏差之間的線性正相關(guān)、累積概率曲線懸浮組分斜率普遍大于跳躍組分斜率。二者均指示了沉積物越細，分選程度越好的規(guī)律；等深流對原沉積單元細粒部分進行再搬運時，即可導(dǎo)致上述規(guī)律。

4.2.2 等深流與重力流同時作用機制

除了時間尺度上的改造機制，還存在當(dāng)濁流與等深流水動力大致相當(dāng)時的同地同期在垂向空間尺度上的交互作用。此類交互作用主要集中于濁流上部低密度低流速段，此時等深流可對其細粒組分進行側(cè)向搬運，形成沉積物波、單向遷移水道等典型等深流沉積海底底形，但對濁流沉積展布影響較小。

在第Ⅱ期高能濁流沉積中，濁流進入活躍期，整體發(fā)育濁流沉積，未發(fā)現(xiàn)典型的等深流沉積。但因等深流本身穩(wěn)定且持續(xù)的特性，不能排除兩種流體在垂向空間尺度上交互作用的可能性。在垂向上，當(dāng)兩種流體水動力相當(dāng)時，發(fā)生上述同地同期的交互作用；隨著濁流水動力不斷走弱，等深流能夠側(cè)向搬運的細粒組分就越多，可能間接導(dǎo)致了在累積概率曲線[圖7(d)]中頂部地層斜率大于底部地層斜率。但是，受濁流整體水動力較強的影響，等深流相對水動力較弱導(dǎo)致沉積效率低下，在本研究的沉積構(gòu)造及粒度數(shù)據(jù)等資料中暫未體現(xiàn)出等深流沉積特征。

4.3 沉積模式

在分析研究區(qū)平?jīng)鼋M交互作用沉積主控因素及作用機制的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，建立鄂爾多斯盆地西南緣奧陶系平?jīng)鼋M沉積模式(圖10)。

圖10 鄂爾多斯盆地西南緣奧陶系平?jīng)鼋M沉積模式Fig.10 Sedimentary Model of Ordovician Pingliang Formation in the Southwestern Margin of Ordos Basin

研究區(qū)平?jīng)鼋M沉積時期，鄂爾多斯地塊西南緣發(fā)育有碳酸鹽巖臺地、深水斜坡及北秦嶺—祁連海槽。受頻繁構(gòu)造活動影響，來自鄂爾多斯古陸及西南部大陸島弧的碎屑物質(zhì)沿斜坡向下移動，形成濁流沉積。由于構(gòu)造運動、物源供給及相對海平面變化等多因素作用，濁流水動力強弱不斷變化，但整體呈走弱趨勢。而沿斜坡自東向西運移的等深流，由于本身處在限制性環(huán)境內(nèi)，所以水動力局部增強。當(dāng)二者水動力相當(dāng)時，可彼此作用并形成交互作用沉積。

由于等深流本身水動力較穩(wěn)定且具有持續(xù)性，故研究區(qū)平?jīng)鼋M交互作用沉積類型主要受濁流水動力控制。當(dāng)濁流水動力相對弱時，等深流可對早期未固結(jié)濁流沉積物再次搬運，形成改造砂；當(dāng)濁流水動力相對強時，等深流作用不明顯，沉積效率低下，交互作用產(chǎn)物主要表現(xiàn)為濁流沉積特征。

5 結(jié) 語

(1)基于沉積特征，鄂爾多斯盆地西南緣段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部經(jīng)歷了3個演化階段：①中低能改造砂沉積，呈砂泥互層、雙峰、二段式特征，單層發(fā)育細—粗—細沉積旋回；②高能濁流沉積，呈塊狀、正粒序?qū)永?、粗粒、單峰、一段式特征，見有重力流沉積序列；③低能改造砂沉積，呈砂泥互層、雙峰、二段式特征，見有雙向交錯層理及不完整鮑馬序列。

(2)奧陶系平?jīng)鼋M沉積時期，段家峽剖面平?jīng)鼋M三段上部順斜坡向下運移的濁流與處于海槽限制性環(huán)境內(nèi)沿斜坡自東向西運移的等深流相匯形成交互作用沉積。受構(gòu)造運動、物源供給及相對海平面變化等多因素控制，濁流多次進入間歇期。并由于等深流水動力較穩(wěn)定且具有持續(xù)性，所以交互作用沉積類型及演化受濁流水動力強度控制。

(3)依據(jù)兩種流體在時間尺度的空間疊置組合關(guān)系，劃分2種機制交互作用類型：①等深流改造重力流，為后期等深流對早期未固結(jié)濁流沉積的篩選、改造，呈砂泥互層，發(fā)育雙向交錯層理，并在沉積特征中部分體現(xiàn)出重力流及等深流標志；②等深流與重力流同時作用，為同地同期在垂向空間尺度上彼此影響的交互作用，呈現(xiàn)正粒序?qū)永淼戎亓α鞒练e特征。

長江大學(xué)張燦、王季欣、蘇亦帥、郝烴等碩士及博士研究生參加了部分野外考察及室內(nèi)研究，在此一并表示衷心的感謝！