内蒙古鄂尔多斯地区延安组沉积环境分析

贾超 刘禧超 郭维

摘要：鄂尔多斯盆地作为世界上少数的大型聚煤盆地，煤炭资源极其丰富。而侏罗系中统延安组又是陕北和内蒙古鄂尔多斯盆地的重要含煤地层。分析延安组的沉积环境特征，恢复侏罗纪时期测区的原型盆地面貌，为探索建立测区煤炭富集规律提供参考和依据，这是本文章研究的作用和意义所在。

关键词：内蒙古鄂尔多斯；延安组；沉积环境

经富县组的填平补齐淤浅沉积后，盆地调整总体处于周期性的缓慢下沉阶段，延安组以旋回沉积为特点，总体可归纳为三期。

1.延安组早期沉积环境

富县期之后，鄂尔多斯盆地有一次区域性的构造抬升，造成了富县组与延安组之间的沉积间断。根据延安组底部的砂砾岩、长石石英砂岩、石英砂岩与下伏中三叠世二马营组、晚三叠世延长组、早侏罗世富县组的接触面大部分地段为较平缓的平行不整合，局部为较平缓的微角度不整合特点，结合钻孔控深资料，可确定区内延安组沉积基底起伏差异并非很悬殊（图1），总体为宽缓负地貌特征。

研究区内延安组早期，在继承了富县组沉积格局的同时，扩展性地发展了自身的沉积环境。这时盆地沉积范围迅速扩张，物源供给充足，在研究区内形成了河流—湖泊三角洲的总局势，河流相的地层相对较厚，其中在达拉特旗高家沟所测延安组剖面PM47中，发育槽状楔状交错层理的含砾粗砂岩厚度近40m。这一阶段，本区有四个三角洲朵叶体群向区内推进：位于研究区北部的达拉特旗高家沟三角洲朵叶体群，呈树冠状总体由东向西推进至康巴什附近；中部的暖水三角洲朵叶体群分岔后一支向南西延伸至孫家岔，另一支向南西西延伸至成吉思汗陵；南部的大岔三角洲朵叶体群，呈树冠状总体由东向西推伸展至店塔，向南延伸至孤山；西部的察干淖三角洲朵叶体群，呈树冠状总体由西向东推进至新街、中鸡、尔林兔等地。在三角洲朵叶体群不连片区域则形成不规则的湖湾相沉积环境（图2）。

随着上述四个三角洲朵叶体群的不断推进，研究区三角洲平原及前缘连成一片，大面积淤浅，形成宽广平缓的沉积坪，近而发展为大面积的泥炭沼泽沉积环境，构成盆地水进→水退完整的演化沉积旋回。

2.延安组中期沉积环境

在延安组早期沉积结束后，中期经历有三次规模较大的湖侵过程，每次规模较大的湖侵过程基本上对应形成了一个相对较完整的，由前三角洲（湖湾）→三角洲前缘→三角洲平原的沉积旋回（图3）。

第一次快速湖侵均使原来的湖泊三角洲区的大保当变浅湖区，研究区内全部变为覆水区，东胜至康巴什一带的剥蚀区也覆水消失，区内接受了不同的湖湾、湖泊三角洲沉积。从研究区调查情况分析，下部为富含个体较小的双壳类化石的细碎屑物质，反映湖湾沉积层序特点，其上发育完整的湖泊三角洲沉积层序。

第二次快速湖侵与第一次快速湖侵相比，厚度在区内稳定，沉积类型及相的空间配置趋于简单，沉积物粒度也趋于细小，湖湾范围更大，三角洲开始退缩，从考考乌素沟剖面可明显看出湖泊三角洲层序粒度由细→粗→细的变化，反映了一次水进→水退的完整沉积旋回。

这一时期湖泊三角洲群体占主体，沉积厚度40m～60m之间，构成逆粒序与正粒相组合的湖泊三角洲沉积。湖泊三角洲平原显示了进积充填作用为主的分流河道沉积特点，湖泊三角洲前缘表现出分布范围较宽，沉积厚度大约17m～20m的特征。湖湾沉积以细细碎屑岩为主，具水平、微波状层理，夹有少量决口扇、水下分流河道砂体。由于淤浅速率快，有的地段出现短暂的泥炭沼泽，形成薄煤层。第二沉积旋回结束时，由于物质来源充分，造成大面积淤浅，沼泽及泥炭沼泽沉积持续时间长，分布面积大，形成了3号煤层的大面积稳定沉积。

在经历了延安组第二旋回的稳定沉积后，第三沉积旋回为活跃发展阶段，表现在沉积度变化较大，砂岩增多，粒度变粗，杂基含量增多，聚煤厚度不稳定的沉积特征。

根据露头、钻孔及断面分析，区内湖泊三角洲沉积早期通常以中粒砂岩为主，由于分流河道下切强烈，先期形成的煤层局部遭受侵蚀，晚期湖泊三角洲退缩，朵叶体遭到破坏，上覆沉积覆盖了较厚的湖湾细碎屑物的沉积。这一时期表现为物源供给充足，持续时间长，水体稳定的环境。上部厚 4.2m的三角洲平原由分流河道、天然堤组成，反映了一个湖泊三角洲退积的沉积层序。随着分流河道改道逐渐废弃，加之其前端与西部湖泊三角洲朵体近乎相接，彼此之间的湖湾几乎封闭，水体流通不畅，从而使得朵体群连同湖湾同时充填并淤浅，成为闭塞的泥炭沼泽，具备了良好的聚煤环境。

湖湾沉积的分布面积小，周围为湖泊三角洲沉积所环绕，呈不规则状，沉积厚度不稳定，一般在20m～40m，岩石类型以粉砂岩为主，细砂岩和泥岩、粉砂质泥岩次之，边缘夹有薄层砂岩，具水平层理、波状层理，产植物化石，植物化石碎片多见，并产双壳类化石，代表了以缓慢淤积为主的湖湾沉积特征。晚期发育了沼泽及泥炭沼泽沉积，为聚煤提供了场所。

3.延安组晚期沉积环境

这时由于受到区域构造抬升和鄂尔多斯聚煤盆地总体沉积环境的控制和影响，研究区的沉积变得复杂化。区内湖泊三角洲和湖湾区发生了收缩，剥蚀区范围扩大，东部剥蚀区已扩展到耳字壕—塔拉壕—纳林陶亥—柠条塔一带，西南部的中鸡、尔林兔等地区处于剥蚀区范围，迫使区内湖泊三角洲、湖湾区向西和北两个方向迁移。这时期区内有三个较大的湖泊三角洲朵叶体和三个小湖泊三角洲朵叶体及其周围湖湾接受沉积（图4）

（1）湖泊三角洲沉积区

总体由三个较大的湖泊三角洲沉积区组成，最大者由耳字壕向大柳塔推进，三角洲朵体前缘大约深入到大柳塔一线。在耳字壕一带，分流河道水动力较强，沉积了厚度巨大的砂体。下部为粗砂岩、中粒砂岩。分选性差，磨圆度较差，一般为次棱角狀。底部1.37m的砂质泥岩为三角洲前缘沉积。向南在大柳塔一带，分流河道分成很多支流，造成彼此根部相连的湖泊三角洲叶状体，这些三角洲叶状体均发育三角洲前缘沉积，而不发育或很少发育前三角洲沉积，河口沙坝沉积常成薄而宽的透镜状砂体，横向上彼此首尾相接，显示了浅水三角洲常有的特点。在这个沉积区里，分流河道两侧的泛滥原沉积带及分布面积较大的浅水三角洲朵叶体群后期鬃浅形成了沼泽及泥炭沼泽，在活鸡兔、大柳塔则聚集了小范围的巨厚煤层，厚度8m～10m。

（2）湖湾沉积区

延安组晚期湖湾区主要位于研究区西部，分布在上述湖泊三角洲朵叶体之间，向西延出图区成为开阔湖湾区。受相邻三角洲朵叶体的影响较大。易于淤浅，沉积物多以粉砂岩、砂质泥岩为主，夹厚层砂岩及薄煤层，代表了湖湾区快速淤浅的沉积过程。随后的沼泽及泥炭沼泽沉积，由于晚期持续时间较长，夹杂薄层泥岩，粉砂岩、细砂岩的沉积，局部发育多层薄煤层，聚煤条件差。

延安组晚期由于受燕山运动的抬升和直罗组的冲蚀，区内局部地段出现了三种特殊环境沉积的岩石：5m～11.5m厚的黑色泥岩沉积，这类沉积岩石范围小，但厚度大，认为其代表了闭塞还原的深水体沉积环境；厚约2m～15m不等的浅灰、灰白色高岭质中粒、细粒长石砂岩，这类沉积岩石是地壳抬升，导致原先的沉积物暴露，遭受强烈风化，其中的不稳定组分被改造。此后又重新胶结，原地沉积成岩；0.5m～1.0m厚的砂质蛋白岩，这类岩石分布范围很小，沉积厚度不大，是闭塞的宁静浅水物源供给不足的弱水体环境沉积。

参考文献：

[1]内蒙古自治区地质局.东胜县幅1∶20万区域地质调查报告. 1979.

[2]内蒙古自治区地质局.准格尔旗幅1∶20万区域地质调查报告. 1978.

[3]内蒙古自治区地质局.新街镇幅1∶20万区域地质调查报. 1980.

[4]陕西省地调院区调所.大柳塔幅、敏盖免幅、黄特老海幅、孙家分岔幅1∶5万区域地质调查报告. 1980.

[5]内蒙古自治区地调院.东胜市幅1∶25万区域地质调查报告. 2013.