鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组复合水道沉积特征及演化_谈梦婷.pdf

书书书第 25 卷第 1 期2023 年2 月古地理学报JOUNAL OF PALAEOGEOGAPHY(Chinese Edition)Vol.25No.1Feb 2023文章编号:16711505(2023)01011914DOI:107605/gdlxb202301005鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组复合水道沉积特征及演化*谈梦婷李华何幼斌葛稳稳孙玉玺冯斌于星长江大学地球科学学院，湖北武汉 430100摘要鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组发育一套砂泥互层的深水重力流沉积，其下部重力流复合水道发育。综合野外实测、薄片和粒度分析等，探讨复合水道沉积特征、形成过程及主控因素，最终建立其沉积模式。结果表明:(1)研究区发育 5 种岩相和 3 种岩相组合，即块状层理砾屑灰岩相(Cm)、粒序层理细粉砂岩相(Sg)、平行层理砂岩相(Sp)、交错层理粉砂岩相(Sc)、水平层理(泥)页岩相(Sh)，分别代表碎屑流沉积(Cm)、浊流沉积(Sg，Sp，Sc)及深水原地沉积(Sh);(2)根据复合水道内部单一水道形态、岩相组合及粒度等将复合水道分为 4 个期次，反映重力流能量由强到弱的变化过程;(3)复合水道多期次发育与相对海平面升降、沉积物供给、构造运动和重力流规模及能量变化密切相关;(4)重力流沉积为斜坡盆地环境中复合水道沉积模式。该研究可补充对研究区重力流水道认识，为油气勘探提供借鉴。关键词复合水道重力流浊流奥陶系鄂尔多斯盆地第一作者简介谈梦婷，女，1997 年生，硕士研究生，研究方向沉积学。E-mail:。通讯作者简介李华，男，1984 年生，副教授，从事沉积学方面的教学及科研。E-mail:501026yan-。中图分类号:P531;P512.2文献标志码:A*国家自然科学基金项目(编号:41472113，41502101)，国家科技重大专项(编号:2017ZX05032002003)，湖北省自然科学基金(编号:2020CFB745)和地质资源与地质工程一流学科开放基金项目(编号:2019KFJJ0818010)联合资助。Co-funded by the National Natural Sci-ence Foundation of China(Nos.41472113，41502101)，National Science and Technology Major Project(No.2017ZX05032002003)，Natural Sci-ence Foundation of Hubei Province(No.2020CFB745)and Open Foundation of Top Disciplines in Yangtze University of China(No.2019KFJJ0818010)收稿日期:20220409改回日期:20220716Characteristics and evolution of complex channel in the OrdovicianLashizhong Formation in western margin of Ordos BasinTAN MengtingLI HuaHE YoubinGE WenwenSUN YuxiFENG BinYU XingSchool of Geosciences，Yangtze University，Wuhan 430100，ChinaAbstractA set of deep-water gravity flow deposits with sand-mud couples are developed in the Or-dovician Lashizhong Formation in the western margin of the Ordos Basin，and the gravity flow complexchannel is developed in the lower part Based on field measurement，microscopic observation and grainsize analysis，the sedimentary characteristics，process and main controlling factor of complex channel arediscussed，and finally the sedimentary models were established The results show that:(1)Five lithofa-cies and three lithofacies associations are developed in the study area，namely massive bedding calcirudite古地理学报2023 年 2 月lithofacies(Cm)，graded bedding fine-siltstone lithofacies(Sg)，parallel bedding sandstone lithofacies(Sp)，cross bedding siltstone lithofacies(Sc)and horizontal bedding(mud)shale lithofacies(Sh)，indicating debris flow deposits(Cm)，turbidites(Sg，Sp，Sc)and deep-water autochthonous deposits(Sh)(2)According to the morphology，lithofacies association and grain size of single channel，thecomplex channel is divided into four stages，reflecting a gradually decreased gravity flow energy(3)Themulti-stage filling and evolution of complex channel are closely related to relative sea-level change，sedi-ment supply，regional tectonic activities and gravity flow size and energy change(4)The gravity flowsedimentation in the study area is a complex channel sedimentary system formed in a slope-basin environ-ment This study can improve the understanding of gravity flow channel in the study area and provide refer-ence for oil and gas explorationKey wordscomplex channel，gravity flow，turbidity current，Ordovician，Ordos BasinAbout the first authorTAN Mengting，born in 1997，a postgraduate in School of Geosciences，Yangtze University，is engaged in sedimentology E-mail:About the corresponding authorLI Hua，born in 1984，a associate professor in School of Geo-sciences，Yangtze University，is engaged in sedimentology E-mail:深水重力流水道为陆架到深海区“源汇”系统的重要组成部分，是陆源碎屑沉积物搬运的重要通道和砂体重要沉积场所，且具有良好的深水油气勘探潜力，是沉积学和油气勘探研究热点之一(Bouma，2001;Antobreh and Krastel，2005;Harrisand Whiteway，2011;McHargue et al，2011;李磊等，2012;李全等，2019;陈亮等，2020;李华和何幼斌，2020;陈华等，2021;孙辉等，2021;田荣恒等，2021)。复合水道是指由多个单一水道侧向迁移和垂向叠合、相互切割形成的水道(蔡露露等，2016;李华和何幼斌，2020;赵晓明等，2022)，是深水水道的重要类型之一。其弯曲度一般较低，形态多为透镜状、“U”、“V”形或复合形，边界常发育大型侵蚀面，岩性以砂岩为主，底部见少量砾岩，发育槽模、平行层理、粒序层理、交错层理等沉积构造，垂向上呈下粗上细沉积序列，主要为碎屑流及浊 流 沉 积 而 成(Mayall et al，2006;肖 彬 等，2014;李华等，2018;李华和何幼斌，2020)。前人通过地震资料、野外露头、钻井资料及室内模拟实验，对复合水道的外形、沉积单元及充填结构、成因机制及沉积模式等进行了研究并取得了一系列研究成果(Kneller，2003;Mayall et al，2006;Alpaket al，2013;Fildani et al，2013;肖彬等，2014;张文彪等，2017;李华和何幼斌，2020;赵晓明等，2018，2022;段瑞凯等，2019;Ashiru et al，2020;Fonnesu et al，2020;李 向 东 和 陈 海 燕，2020a，2020b;张旭等，2021;李华等，2022;李向东等，2022;王光绪，2022)，但由于深水沉积体系复杂性，目前对复合水道形成机理的认识较为薄弱。鄂尔多斯盆地西缘桌子山地区奥陶系发育深水重力流复合水道沉积。本研究通过野外实测、薄片和粒度分析等，对研究区复合水道的沉积特征、演化规律、形成机理进行研究，最终建立其沉积模式。该研究可提升对复合水道沉积的认识，也可为研究区及类似地区重力流沉积相关油气勘探提供借鉴。1区域地质概况与剖面特征鄂尔多斯盆地位于中国中部华北板块，横跨陕、甘、宁、晋、蒙 5 个省区，盆地面积约 37 万 km2。盆地西缘奥陶系沉积主要受贺兰拗拉槽的再生裂开及晚期的闭合隆起所控制。研究区北山剖面位于内蒙古乌海市海南区桌子山地区(393810.16N，1065910.83E)，南距石嘴山市 66 km，紧邻 G109连接线(李华等，2022)。其大地构造位置为贺兰构造带与秦岭、北祁连海槽构成的三叉裂谷系(晋慧娟等，2005;肖彬等，2014;李华和何幼斌，2020;王鹏伟等，2020;Li et al，2021;李向东等，2022)，沉积环境主要为深水斜坡盆地(郭彦如等，2012，2014;吴兴宁等，2015;吴东旭等，2018;李向东和陈海燕，2020a，2020b)(图 1a)。鄂尔多斯盆地西缘上奥陶统地层部分缺失，下统及中统地层保存较好(图 1b)。研究区北山剖021第 25 卷第 1 期谈梦婷等:鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组复合水道沉积特征及演化图 1鄂尔多斯盆地西缘位置及地层发育(据吴东旭等，2018;李向东和陈海燕，2020a，2020b;有修改)Fig.1Location and stratigraphy of western margin of Ordos Basin(modified from Wu et al，2018;Li and Chen，2020)面走向为 N120，自下而上发育上奥陶统乌拉力克组、拉什仲组、公乌素组及蛇山组。其中，拉什仲组地层出露总体厚度为 159 m，据岩性类型及组合特征自下而上可分为 3 段:第 1 段为灰绿色透镜状砂岩、粉砂岩及