鄂尔多斯盆地三叠系沉积体系

973项目总结一、沉积发育史晚三叠世延长期，由于印支运动的影响使得晚古生代-中三叠世的华北克拉通拗陷盆地逐渐向鄂尔多斯盆地转化。

可以说，印支运动在鄂尔多斯盆地的地史发展中是一次重大变革。

在沉积上实现了由海相、过渡相向陆相的转变，使盆地自晚三叠世以来发育完整和典型的陆相碎屑岩沉积体系。

盆地演化进入了大型内陆差异沉积盆地的形成和发展时期，结束和取代了晚古生代以来克拉通坳陷的发展历史。

上三叠统延长组是在鄂尔多斯盆地坳陷持续发展和稳定沉降过程中堆积的以河流-湖泊相为特征的陆源碎屑岩系，它的发展和演化客观记录了这个大型淡水湖盆从发生、发展到消亡的历史。

湖盆发育到延长组第三段(T3y3)初期达到鼎盛，湖进范围可到达盆地北部横山-乌审旗一线。

之后，随着河流的不断注入充填，湖盆走向萎缩。

晚三叠世是鄂尔多斯盆地油气形成的重要时期，沉积体系发育完整，地层出露良好，是观察、研究陆相沉积的典型地区。

盆地上三叠统延长组主要为一套灰绿色、灰色中厚层-块状细砂岩、粉砂岩和深灰色、灰黑色泥岩组成的旋回性沉积。

下部以河流相中-粗砂岩沉积为主，中部为一套湖泊-三角洲-河流相砂泥岩互层，上部为河流相砂泥岩沉积。

在区域范围上，以北纬38°为界，北粗南细，北部厚100～600m之间，南部厚700～1000m之间。

延长组与其上下相邻地层均为平行不整合接触，反映了它沉积时盆地基底稳定。

上三叠统延长组第一段(T3y1)沉积之后，盆地地形出现明显分异，以志丹-甘泉-宜川沿线为枢纽，南部以明显的斜坡向盆地内部倾没，坡度为0.0012，北自马家滩、定边，南至旬邑、铜川，东起延安、黄陵，西达环县、镇原，面积约4×104km2的范围为深湖盆地区，形成厚度达300～400m的深湖相沉积。

枢纽线以北地区为一地势平坦的台地，地形梯度小于0.0003。

北薄南厚的稳定变化，亦表明沉积速率的近似。

为方便生产，长庆油田按油气情况及岩性、电性特征将延长组自上而下划分为10个油层组.二、主要的沉积体系1.冲积扇沉积体系鄂尔多斯盆地的扇积物主要分布在山前露头剖面的底部。

它们以岩性粗、颜色红、厚度大为其主要沉积特征。

平面上呈扇形，剖面上呈楔状碎屑体。

冲积扇沉积体系主要分布于西北部的石沟驿，西部的环20、杨1和安深1井以及平凉一带，西南部的龙1、龙2和长1井一带，北部的桌子山东麓及东胜一带等（图1）。

盆地的冲积扇岩性以紫红色、灰黄色、杂色、灰白色厚层-块状砾岩、砂砾岩、砾状砂岩、含砾砂岩、砂岩及少量泥质粉砂岩、含砾泥岩为特征，垂向层序大多表现为间断性的正韵律。

岩石的成分成熟度和结构成熟度中等-较低，砾石成分随地而异。

从扇根到扇端方向，岩石的成分成熟度和结构成熟度逐渐有所提高。

冲积扇沉积一般不含动物化石，偶见零星植物屑。

2.河流沉积体系河流沉积是鄂尔多斯盆地中生代主要的沉积类型。

无论是平面上还是垂向上，延长组中的河流沉积所占的比例是最大的。

延长组河流沉积广泛发育，按砂体的几何形态，相序特征和相变关系，主要分为辫状河、曲流河和交织河三种类型。

（1）辫状河沉积体系特征鄂尔多斯盆地的辫状河主要分布于大理河以北以及西部沿线，最为典型的剖面有窟野河、秃尾河、佳芦河、古窑子及汭水河。

井下西南部和南部主要发育于长10油层组，如长2、长14、剖14、泾1、庆7、花1及马1井等，东部主要发育于长2油层组，如塞5、塞37、泉32、枣深2、永7井等以及清涧河剖面、延河剖面。

盆地的辫状河河道砂坝砂岩往往构成巨厚的层系，缺乏河道间细粒夹层。

总体上砂岩/泥岩＞70%，砂岩段的厚度在10～40m 之间，厚度大者可超过100m ，而泥岩段大都小于10m 。

砂岩一般由一系列不完整的沉积旋回反复切割叠置而成，由此造成了剖面上粒序性不明显。

砂岩以中粗粒和中细粒为主，可见滞留沉积。

从垂向上看，砂体由多个旋回反复叠置而成，每个旋回都具有由下而上由粗变细的趋势，并依次发育粒序层理、槽状或板状交错层理、平行层理以及一些沙纹交错层理。

辫状河泛滥平原一般不发育，仅在河道间沉积了薄层的灰色泥岩、粉砂质泥岩（图2）。

（2）曲流河沉积体系特征 图1 鄂尔多斯盆地西南部龙2井冲积扇沉积序列 图2 龙2井辫状河沉积序列鄂尔多斯盆地的曲流河分布范围更广，且大部分分布在辫状河的前缘，野外剖面包括清涧河、延河、仕望河、云岩河、黄陵、铜川、耀县以及薛峰川等地区，井下剖面出现的频率更多，几乎分布于延长组各个油层组。

其沉积物往往是河道砂质沉积与河漫滩细粒沉积之比接近于1，沉积层序正粒序性明显，具二元结构。

下部结构为河道砂坝沉积，以侧向加积为主；上部 结构为河漫滩沉积，以垂向加积为主。

这些特点，显然是曲流河沉积所特有。

河道砂岩一般为中细粒状，正粒序发育。

根据与邻井的对比，砂体在剖面上呈上平下凸的透镜体，侧向延伸在数千米以内，四周均为泥岩所包围。

砂体基底具明显的冲刷面，冲刷面起伏强烈。

河漫滩沉积主要为泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩夹粉砂岩，偶夹薄层细砂岩（图3）。

（3）交织河沉积体系特征 鄂尔多斯盆地的延长组长4+5、长3、长2和长1均有交织河沉积。

河道砂坝为灰色细砂岩或粉砂岩，纵向上常常呈不完整旋回的反复叠置，厚度一般在3m 左右，厚者可达10m 。

在露头区砂体一般呈近于对称的下凸透镜体，横向延伸仅数百米，侧向上往往被河道间细粒沉积物所包围。

3.湖泊沉积体系鄂尔多斯盆地的湖泊相沉积包括滨湖亚相、浅湖亚相和深湖亚相。

盆地的浅湖亚相主要为灰-深灰色泥岩、粉砂质泥岩、砂质泥岩夹灰绿色薄-中层状粉-细砂岩，浅湖区水底氧气和氧料充足，故底栖生物发育（图4）。

深湖亚相位于湖盆中水体最深部位，波浪作用已完全不能涉及，水体安静，地处乏氧的还原环境，底栖生物基本不能生存。

盆地的深湖亚相为深灰色、灰黑色泥页岩、油页岩夹少量灰色中-厚层状粉砂岩、细砂岩，常见黄铁矿等自生矿物，岩性横向分布稳定，沉积厚度大，是有利的生油相带。

与此同时，盆地的深湖亚相也发育浊图3 葫90井长10油层组曲流河 沉积岩电特征图图4 镇探2井长6油层组浅湖 沉积岩电特征图流等重力流沉积物。

浅湖亚相发育于延长组各层段，分布范围也较广。

岩层因生物扰动强烈，通常呈块状，风化后呈碎片状。

局部薄层砂岩和泥岩构成透镜-波状复合层较厚的层序，砂岩呈明显的上凸状透镜体，一般厚5～20cm ，最厚可达2m ，横向延伸100m 之内即可明显减薄乃至尖灭。

深湖亚相从长8-长3均有广泛分布，其中长7期是分布范围最广的时期，最大面积可达4×104km 2。

层理发育，主要为水平层理和水平纹层。

浊积岩段在旬邑、铜川、薛峰川及大理河剖面以及中南部许多井下剖面都可见到，通常为薄层粉细砂岩与泥岩互层，而旬邑剖面砂岩的岩性较粗，厚度较大。

特别是大理河剖面长1油层组中的浊积岩鲍玛序列十分发育，粒序层理、平行层理、沙纹交错层理及水平层理十分常见，槽模、沟模、刷模等各种底板印模比比皆是（图5）。

值得注意的是，夹于深湖亚相泥岩中的粉砂岩常因滑塌及液化作用发生而具有丰富的包卷层理等变形层理。

4.扇三角洲沉积体系鄂尔多斯盆地的扇三角洲都有三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲这样的三层结构。

前扇三角洲位于扇三角洲的最前端，在这一相带河流作用和波浪作用均较弱，悬浮沉积物发生大量沉淀。

扇三角洲前缘相带处于浅湖区，又很快过渡为深湖区，层理构造表现为牵引流作用。

多数扇三角洲的层序呈反旋回，表现为扇体不断向水推进，垂向上呈向上变粗的层序。

但每一个小的砂层均是由粗变细的正韵律，因为每一个砂层是一次水流作用造成的，每次水流作用都是从强到弱的变化。

与曲流河三角洲所不同的是，盆地西部石沟驿、平凉一带的扇三角洲平 图5 鄂尔多斯盆地庙湾地区长7-长4+5油层组 沉积相及浊流沉积序列原相带为冲积扇沉积的特点，沉积物粒度较粗，砂砾含量高，从山麓到岸线坡窄且陡。

纵剖面上呈楔状体，背后靠老山或断层处厚度很大，但向前尖灭快，岩性粗，变化也快，反映了近物源和陡坡度的特点。

5.辫状河三角洲沉积体系鄂尔多斯盆地的辫状河三角洲沉积环境可划分为辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和前辫状河三角洲三个亚环境。

鄂尔多斯盆地辫状河三角洲发育在距物源区相对较近的地方，其间缺失曲流河等陆上环境，是一个相带发育不完整的沉积体系。

由于水下分流河道不固定，常常侵蚀下伏沉积物，所以极少发育河口坝，剖面上河道砂频繁交替。

辫状河三角洲平原部分可发育成非常宽广的席状形体，而辫状河三角洲前缘主要形成在距高地不远的湖盆边缘，砂体呈席状，范围达几十至数百平方千米。

鄂尔多斯盆地西缘一线，从长8-长4+5均有辫状河三角洲的发育（图6）。

6.曲流河三角洲沉积体系鄂尔多斯盆地延长组的三角洲主要为曲流河三角洲，特别是在构造条件稳定的北部和东部主物源一侧长6期及其以后的湖盆水退期广为发育，如安塞三角洲、延安三角洲、富县三角洲、黄陵三角洲等。

平面上，这些三角洲的轴长都在100km以上，轴宽15～30km，个别可达40km以上，面积为千余至数千平方千米，均呈向湖盆方向强烈推进的朵状或鸟足状。

朵体间被相对狭窄的湖湾分离，构成相间分布的半环状三角洲裙带。

鄂尔多斯盆地的三角洲沉积通常分为前三角洲、三角洲前缘和三角洲平原三个相带，其中骨架相是水下分流河道砂质沉积（图6）。

湖泊由于缺乏潮汐作用，波浪作用也较弱，所以许多人将古代的湖泊三角洲解释为密西西比式的河控三角洲。

因此，人们在研究中往往强调向上变粗的完整进积序列，把河口坝作为一种必备的成因相，认为它们是砂质沉积物聚集的主要场所和最有利的储集相带。

这种看法有许多是根据电测资料解释的，通常缺乏露头及完整岩心资料的检验，所以与实际情况往往有悖，其成因解释也是值得商榷的。

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组发育有两种地层样式不同的湖泊三角洲沉积，一种是进积序列较完整的巨厚的深水盆地型三角洲，另一种缺乏完整进积序列的薄的浅水台地型三角洲。

其中深水型三角洲是在有巨厚深水泥岩及低密度浊积岩的深盆地背景上发育起来的，水下沉积厚度较大，进积相的序列保存较好。

这类三角洲主要分布在志丹-甘泉沿线以南的深湖地区。

而浅水型三角洲主要分布在志丹-甘泉基底枢纽线以北的浅水台地区。

这种三角洲水下沉积薄，且常为后继的河流强烈冲刷，进积序列常常不完整。

图6 鄂尔多斯盆地西南部延长组辫状河三角洲及曲流河三角洲沉积模式7. 深水盆地型三角洲与浅水台地型三角洲深水盆地型三角洲是在河流推进到堆积有巨厚的深湖或半深湖泥岩的深盆地背景上发育起来的，其突出特征是具有厚而完整的进积序列。

三角洲在形成发育过程中，不断从陆地向湖盆方向推进，其结果形成一特征的垂向沉积层序。

一般来说，底部为前三角洲泥，向上依次出现三角洲前缘粉砂和砂，最上面覆盖着三角洲平原分流河道砂质沉积和河漫滩砂质泥岩及泥炭沼泽沉积。