陇东地区上古生界盒8段岩相及沉积相特征

张 成

（成都理工大学地球科学学院，四川 成都 610059）

1.区域地质概况

鄂尔多斯盆地北缘紧临河套盆地，西达六盘山－贺兰山脉，南部以渭北隆起为界，东至吕梁山西缘，是一个整体稳定沉降、坳陷迁移、扭动明显的大型多旋回且具继承性的叠合盆地。盆地发育一系列鼻状隆起，东西走向，断裂构造较弱，向盆地的轴方向发展。根据盆地的基底特性、构造特征、地质演化史，盆地可以被分为6个构造单元，分别是伊蒙隆起、渭北隆起、晋西曲折带、伊陕斜坡、天环凹陷和西部边缘逆冲带。陇东地区大体位于渭北隆起西段与西缘冲断带交汇处，天环坳陷以南，伊陕斜坡以西；具体范围北至铁边城，南到淳化、西达平凉、东到莲花寺，面积大约53869 km2。研究重点层位下石盒子组盒8段为优质的含气储层，其地层厚度约30-70 m，盒8段砂岩的粒度以细砂岩和粉砂岩为主，其次是中砂岩及粗砂岩，含少量泥岩。埋深较大，底部具明显冲刷面。

2.岩相类型及特征

表1 陇东地区盒8段岩相类型划分及成因解释

岩相是指在某一特殊沉积环境与能量条件下沉积而成的岩石特征综合。岩相是判别碎屑颗粒搬运机制，水动力强弱与沉积环境划分的有力证据，对于研究沉积机理的不可或缺。

通过对研究区露头特征以及室内岩芯的岩性、颜色、粒度、沉积构造等沉积特征的分析，认为研究区盒8段的砂岩以灰白色中细砂岩为主，西南部砂体厚度发育规模常大于东北部砂体，反映了西南部离物源更近且物源供给更加充足。据以上分析，可将陇东地区上古生界盒8段岩相归纳为9种类型（表1）。

3.沉积相类型及岩相组合

3.1 辫状河三角洲平原亚相

FA1（M-Fm-Fl-Fr）：岩性主要由灰色、灰黑色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩组成。泥岩与粉砂质中常发育水平层理，沙纹层理等弱水动力沉积构造。该类岩相在水动力较弱的辫状河三角洲平原分流间洼地常见。分流间洼地是分流河道之间的相对凹陷低能区域，主要发育泥质不纯的粉砂质泥岩。常具虫孔、植物化石茎干。

FA2（Fm-Gm-Sp-Sh）：沉积序列底部常冲刷侵蚀下伏块状层理粉砂岩层形成冲刷面，岩性为块状砾砂岩相，冲刷面上含冲刷泥砾石植物茎干等残留沉积物，发育灰色中—细砂岩，部分夹粉砂岩具不对称波痕及冲刷－充填构造。中上部的中细砂岩中发育大量的板状交错层理以及平行层理，垂向总体具有上粗下细的间断性反韵律，此类岩相在水动力较强的辫状河平原分流河道相带常见。辫状河平原分流河道是三角洲前缘亚相最重要的微相类型及油气优质储层之一，以砂质沉积为主，分选差，化石少见。自然伽马测井曲线大多呈现低幅箱形。

3.2 辫状河三角洲前缘亚相

FA3（Gst-sp-sh）：自然伽玛曲线大多呈现箱形、微齿化箱形以及齿化钟形，幅值较小，底部突变接触。底部发育小型槽状交错层理含砾砂岩相，向上逐渐过渡为板状交错层理砂岩相，顶部水动力也逐渐由强变弱发育平行层理砂岩相，该类岩相在水下分流河道微相常见。水下分流河道随着湖泊大规模快速收缩的沉积过程中向辫状河三角洲前缘不断推进，且面积不断缩小。水下分流河道为陆上分支河道的水下延伸部分，可以搬运大量泥沙一直搬运到河口处沉积下来形成三角洲前缘亚相沉积骨架，横向上呈细条带状顺流向展布，纵向上常由多个相互叠置的分流河道单砂体组成，砂体频繁侧向迁移加积形成的旋回性正韵律变化。

FA4（Fl-M）：测井曲线GR表现为线形，幅值变化范围窄。岩性以泥岩、粉砂质泥岩以及少量的粉砂岩为主，常见水平层理。岩心偶见植物化石碎片，发育水平层理，该类岩相在辨状河三角洲前缘分流间湾常见。分流间湾是相邻或水下分流河道分支之间的水动力弱的低洼地带，通常还会受到洪水期溢出水下分流河道的细粒悬浮物质的垂向加积作用。当辫状河三角洲向前移动时，会在水下分流河道之间形成一部分楔形泥质沉积体，这些沉积体由于沉积速率较快，形态是尖端指向陆地，这些沉积体处于低能的沉积环境。

3.3 浅湖亚相

FA5（Fr-Gst-Sp-Sh）：测井曲线GR为典型的齿化箱型，曲线上下近乎对称，或漏斗型、高负异常的指型。底部主要为岩性发育沙纹层理粉砂岩，中部板状交错层理中细砂岩相发育，中上部可见平行层理砂岩相，顶部受湖水冲刷改造，常见沙纹层理粉砂岩，波状层理以及浪成沙纹层理垂向上表现为下细中粗上细的正反粒序组合韵律，该类岩相在浅湖砂坝相带十分发育。

FA6（Fl-M）：自然伽马测井曲线表现为高幅值线型或微齿化线型，岩性以泥岩，粉砂岩质泥岩为主，二者常互层发育，层理主要发育水平层理，生物化石丰富。该类岩相组合主要在浅湖泥相带出现。

4.沉积模式

通过陇东地区盒8段野外典型野外露头沉积相分析、结合测井相特征，以及岩相组合特征，对研究区盒8段划分出了6种沉积微相，并根据沉积微相在平面及垂向上的空间分布规律和发育特点，建立了浅水辫状河三角洲—滩坝复合沉积模式。

盒8段沉积时期，北部的阴山古陆和南部的北秦岭山造山带构造活动十分活跃，隆升加剧，古隆起不断上升，为辫状河三角洲沉积提供充足的物质来源，与此同时物质来源不断向盆地中部聚集，湖盆面积减小。辫状河道水动力强非常不稳定，时常横向摆动，迁移性较强，砂体垂向上具有多期次层层叠置的特点。由于坡降大，搬运大量的沉积砂体，绵延数千里。古河道受到南部和西南物源的控制向北和东北方向延伸，逐渐发育多条错综复杂的辫状河道，水流所携带的砂体含量逐渐增多，发育辫状河三角洲平原亚相—辫状河三角洲前缘亚相—浅湖亚相—辫状河三角洲前缘亚相的沉积相带展布。在这个沉积时期，研究区主要发育多条频繁交互的辫状河道和水下分流河道，地形平坦处，水体浅、波浪作用不强、河流作用为主，形成河道砂体。分流河道砂体横剖面呈“顶平底凸”形态，垂向上呈孤立式或切割叠置；平面上呈条带状或连片状展布。湖岸较陡处，波浪作用较强并将该区域的水下分流河道砂体改造成滩坝砂体且长轴平行于湖岸线。由于湖平面不断地波动导致湖岸线不断地变迁，由此也导致了辫状河砂体平面上呈条带状或连片状展布，滩坝则因此不断地平行迁移叠置，形成了辫状河三角洲—滩坝复合沉积模式。

5.结语

一是通过陇东地区盒8段岩心观察分析，厘清了陇东地区盒8段岩相种类，共9种：块状砾岩相（Gm）；槽状交错层理含砾砂岩相（Gst）；板状交错层理砂岩相（Sp）；槽状交错层理砂岩相（St）；平行层理砂岩相（Sh）；沙纹层理粉砂岩相（Fr）；块状层理粉砂岩相（Fm）；水平层理粉砂岩相（Fl）；水平层理泥岩相（M）。二是通过对研究区盒8段野外典型露头与室内岩心研究分析，并结合大量的测井资料、认为陇东地区盒8段可划分为6种沉积微相：分流河道、分流间洼地、水下分流河道、分流间湾、浅湖泥、浅湖砂坝。三是依据单井测井曲线形态特征和岩心观测描述，10种岩相类型又可归纳为6种典型的岩相组合，每种典型的岩相组合有与之相对应的沉积微相。FA1（M-Fm-Fl-Fr）该类岩相组合在水动力较弱的辫状河三角洲平原分流间洼地常见。FA2（Fm-Gm- Sp-Sh）该类岩相组合在平原分流河道相带常见。FA3（Gst-sp-sh）。该类岩相组合在水下分流河道微相常见。FA4（Fl-M）该类岩相组合在辨状河三角洲前缘分流间湾常见FA5（Fr-Gst-Sp-Sh）该类岩相组合在浅湖砂坝相带十分发育。FA6（Fl-M）该类岩相组合主要在浅湖泥相带出现。四是通过陇东地区盒8段野外露头观测、结合测井特征及岩相与沉积相特征，建立了浅水辫状河三角洲—滩坝复合沉积模式。