鄂尔多斯盆地西缘地区上古生界地层及沉积相发育特征

弓 俐

（成都理工大学沉积地质研究院，四川 成都 610059）

1.区域地质背景

鄂尔多斯盆地西缘地区地层组成及构造变形的复杂程度均为全盆之最（图1）[1-2]。西缘地区经过多期强烈的构造运动（中条运动、晋宁运动、加里东运动等）于中奥陶世后伴随着海槽消失隆升成陆[2]；在晚石炭世，拗陷带进入了发展演化的新阶段，逐渐产生了陆内裂陷，并形成海陆交互相、陆相多种沉积环境，是良好的生油聚煤地区[3-5]。研究区羊虎沟组沉积完成后，经过多次交替隆升沉降运动，且有关研究表明南部地区的隆升先于北部地区[2]。

2.构造演化

鄂尔多斯盆地西缘复杂的地层展布特征和沉积建造主要受到构造演化的影响。因此，利用构造演化单元分析地层特征是较为有效的方法。结合构造与地层特征可以将西缘地区划分为五个组合，即：变质结晶基底组合、坳拉槽沉积组合、前陆盆地沉积组合、复合海湾沉积组合和断陷盆地组合[6-10]。

3.地层发育特征

图1 研究区位置图

鄂尔多斯盆地西缘地区上古生界晚石炭世发育海陆交互碎屑岩夹碳酸盐岩—陆相碎屑岩含煤地层。石炭系在研究区出露较全，其中六盘山地区石炭系发育齐全（阎存凤等，2008），沉积了前黑山组、臭牛沟组、靖远组、羊虎沟组，其中前黑山组与臭牛沟组以碎屑岩、碳酸盐岩为主，靖远组与羊虎沟组以碎屑岩为主。西缘北部贺兰山-桌子山地区仅发育石炭系上统羊虎沟组地层，平凉-永寿地区未出露石炭系地层。二叠系在盆地西缘发育良好，与鄂尔多斯盆地内部的二叠系发育无本质区别，沉积厚度较大，上、中、下二叠统均有发育，中、上统自下而上沉积石盒子组、石千峰组，并发育河流相碎屑岩沉积，下统沉积太原组、山西组，发育海陆交互相-河湖相碎屑岩沉积。

羊虎沟组（Yanghugou Fm）曾称羊虎沟群，时代属晚石炭世，国际地层表 中主要为达拉阶发育地层。主要分布于甘肃靖远、景泰、武威一带，命名地点在 甘肃永昌羊虎沟附近。羊虎沟组地层划分依据的主要古生物化石有Profusulinella䗴类化石带、Neognathodus bassleri-Idiognathodus delicatus牙形刺组合、卵古尼 罗蛤等双壳类、Neuropteris gigantea(大脉羊齿)、N.kaipingiana(开平脉羊齿)、Linopteris simplex(简单网羊齿)等植物化石，以及属中石炭世晚期的Lycospora-Crassispora-Cristatisporites(鳞木孢-厚环孢-梳冠孢)孢子组合（宁夏回族自治区区域地质志，1998）。

西缘地区的羊虎沟组与分布在鄂尔多斯盆地内部的本溪组属层位大体相当的两个同时代地层单位，是祁连海由西向东推进的沉积地层单元。羊虎沟组与奥陶系或更老地层呈不整合接触，或与下伏靖远组呈整合接触；与上覆太原组呈连续沉积。岩性为灰-灰白色粗-细粒石英砂岩、岩屑石英砂岩与灰黑色-黑色泥页岩呈韵律互层，偶夹泥灰岩、灰岩及薄煤层，是一套以碎屑岩为主，局部夹碳酸盐岩及薄煤层的岩性组合（图2）。

鄂尔多斯盆地西缘地区二叠系发育良好，与鄂尔多斯盆地内部的二叠系发育无本质区别，沉积厚度较大，上、中、下二叠统均有发育，中、上统自下而上沉积下石盒子组、上石盒子组、石千峰组，并发育河流相碎屑岩沉积，下统沉积太原组、山西组，发育海陆交互相-河湖相碎屑岩沉积。

图2 鄂尔多斯盆地西缘地区石炭系地层对比图

鄂尔多斯盆地西缘地区太原组主要受潮坪及滨浅海控制，以海陆交互沉积的三角洲平原相-潮坪相为主。在盆地西缘太原组与下伏羊虎沟组、上覆山西组均为连续沉积，为深灰-灰黑色页岩、泥岩夹灰-灰白色砂岩及灰黄色生物灰岩透镜体，一般含煤层2～4层，顶以以大套灰黑色泥岩的消失和深灰色泥岩的出现作为山西组与太原组的分界。泥质灰岩和煤层的共同出现为太原组的主要特征。沉积范围上，太原组较羊虎沟组明显扩大，主要表现为羊虎沟期的中央古隆起已经接受了沉积。

山西组以“北岔沟砂岩”之底为底界，与下伏太原组呈区域冲刷面接触关系，与下石盒子组呈整合接触关系。顶底界分别为“骆驼脖砂岩”和“北岔沟砂岩”。岩性主要为砂岩、粉砂岩、泥岩和煤层互层，中、下部往往夹有砾岩和含砾极粗粒-粗粒砂岩。地层分布中部厚，南北分布薄，东西差异小。根据岩性组合，又可细分为两个岩性段。

石盒子组以“骆驼脖砂岩”为底界，与下伏山西组为区域冲刷面接触。岩性以黄绿色和灰绿色含砾粗砂岩、中砾粗砂岩、岩屑石英砂岩和杂色泥岩的不等厚互层、互层状紫红色泥岩和砂质泥岩。具有中部厚而北部、南部薄的厚度变化特征。

石千峰组发育在鄂尔多斯盆地上古生界最顶部的地层，与下伏石盒子组为假整合接触关系。岩性为一套互层状的紫红色含砾砂岩与紫红色砂质泥岩组合。

4.沉积特征

西缘地区羊虎沟组主要为一套泥岩、粉砂岩和细砂岩所组成。其中发育水平层理、砂纹层理、平行层理、冲刷面及砂泥混杂堆积；总体为陆棚环境的产物，沉积微相类型主要发育陆棚砂和陆棚泥微相。

西缘地区二叠系包括太原组，山西组，石盒子组及石千峰组[8]。太原组组主要为一套中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩组成。其中发育水平层理、砂纹层理、交错层理、平行层理等沉积构造。总体为有障壁海岸环境的产物，沉积微相类型主要发育潮上沼泽（泥炭坪），高潮间带（泥坪），中潮间带（混合坪），低潮间带（砂坪），泻湖泥，障壁砂坝。山西组与下石盒子组主要为中细粒砂岩、粉砂岩、泥岩组成。其中发育冲刷面、粒序层理、砂纹层理、韵律层理等沉积构造。沉积相类型主要发育三角洲平原与三角洲前缘，三角洲平原微相包括：分流河道与分流间洼地，三角洲前缘微相主要包括：水下分流河道、分流间湾、水下天然堤、河口坝、远砂坝。石千峰组与上石盒子组发育湖泊沉积体系，主要以浅湖亚相为主，以细、粉砂岩与泥质岩互层为特征，常见水平层理、脉状、透镜状层理和波状层理等，在纵向演化上，往往表现为与三角洲沉积呈韵律互层。

5.结语

鄂尔多斯盆地西缘地区自太古代至新生代共经历了5个构造-地层组合，其中上古生界为复合海湾沉积组合。

鄂尔多斯盆地西缘地区上古生界主要发育地层为羊虎沟组、太原组、山西组、石盒子组与石千峰组，其中石盒子组细分为上石盒子组和下石盒子组，石千峰组细分为5个段。

鄂尔多斯盆地西缘地区上古生界沉积相发育为：羊虎沟组发育陆棚相；太原组发育障壁海岸相；山西组-下石盒子组发育三角洲相；上石盒子-石千峰组发育湖泊相。