system: [SYSTEM]

user: 3. 沉积相类型和特征 上述3个钻孔的单井沉积相分析表明：乌南次凹铜钵庙组、南屯组和大磨拐河组一段的主要沉积相类型是扇三角洲、辫状河三角洲、湖泊和湖底扇。 3.1. 各沉积体系概述 3.1.1. 扇三角洲 扇三角洲沉积体系主要见于乌西断阶，层位上则以南屯组最常见(这可能与铜钵庙组钻孔揭露较少有关)。因距物源区近，搬运距离短，快速堆积，常见由砾石和砂等粗碎屑组成，成分和结构成熟度均较低。可分为3种亚相：扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲亚相。 扇三角洲平原亚相可分为分流河道微相和漫滩沼泽微相。分流河道沉积常为碎屑支撑的厚层砂砾岩和含砾砂岩，成熟度低，分选差至中等，无递变或具正递变层理。砾石次棱角至次圆状，长轴一般为3 cm左右，呈叠瓦状排列。具下粗上细的粒度正韵律，底部见冲刷面和滞留砾石、泥砾沉积，向上粒度变细，相应地出现小型交错层理、波状层理和包卷层理，顶部见水平层理。如巴X3井孔深1116.59~1124.07 m南二段的浅灰绿色砂砾岩，砾石主要为凝灰岩和花岗岩砾石，砾石分选中等，砾径一般为1 cm × 1.5 cm，呈次棱角至次圆状。 漫滩沼泽微相位于分流河道间或单个扇体之间的低洼地区，面积较小；沉积物较细，一般为薄层的粉砂岩、粘土岩及细砂岩的互层，常为块状或水平纹层状，夹少量交错纹理和干裂构造。如巴X3井孔深1128.67~1130.1 m的南一段顶部灰黑色含粉砂泥岩，含碳屑。 扇三角洲前缘亚相的沉积是扇三角洲沉积的主体，可分为4种微相：水下分流河道、水下分流河道间、河口砂坝和前缘席状砂微相。 水下分流河道沉积在扇三角洲沉积中占有相当重要的地位。其岩性以含砾砂岩和砂岩为主，分选中等，颜色偏暗，常见小型交错层理，在受到后期水流和波浪改造时可形成脉状层理及水平层理，可见冲刷面。整个砂体呈长条分布，横向剖面呈透镜状且很快尖灭。如巴16井孔深2388~2389 m南一段的灰绿色粗砂岩，底部即见冲刷面。 水下分流河道间沉积位于水下分流河道的两侧，常见岩性为(浅)灰色细砂岩、粉砂岩及灰绿色泥岩的互层。发育水平层理、波状层理、透镜状层理以及压扁层理、包卷层理。其重要特征是生物扰动程度较高，有较多的生物潜穴，受波浪的改造作用也较明显。如巴16井孔深2152~2158 m的南一段暗色泥岩。 河口砂坝位于水下分流河道的前方，沉积范围和规模较小，但含砂量高。粒度以分选较好的粉砂–中砂为主，常见沉积粒序为反韵律，并伴有泥质夹层。沉积构造以小型交错层理和平行层理为多见，偶见板状交错层理。在较细的粉砂质泥岩中，可见滑动作用或生物扰动形成的变形层理或扰动构造。河口砂坝整体呈底平顶凸或双凸的透镜状。如巴16井南一段2145 m处的含泥细砂岩。 前缘席状砂位于河口砂坝的前方或侧方，紧邻前三角洲，是波浪改造原河口砂坝的砂体使之重新分布，在扇三角洲前缘地带形成分布广、厚度薄的砂体。其岩性较细，因经反复淘洗，磨圆和成熟度较高，显示反韵律的粒序，表现为砂岩与泥岩的间互层，可见波状层理和变形层理。如乌17井南一段Sq2-1层序的顶部所见(图5)。 前扇三角洲亚相沉积的岩性为灰绿色、灰黑色泥岩与泥质粉砂岩互层，泥岩中常见粉砂岩透镜体夹层，发育水平层理，含丰富的叶肢介和介形虫化石。前扇三角洲沉积的分布较窄，与湖相暗色泥岩较难区分，且在两者中常可见因滑塌而形成的碎屑较粗的砂体。 3.1.2. 辫状河三角洲 辫状河三角洲沉积体系是乌东斜坡带的主要沉积类型，系其东的巴彦山隆起上的辫状河流携带的碎屑进入乌南次凹堆积而成，层位上涵盖了铜钵庙组和南屯组的所有组段；大磨拐河组一段沉积时仍有三角洲发育，只是因长期的剥蚀夷平，河流的类型由原山区的辫状河流演化为准平原地区的壮年期河流。该体系内部可划分为辫状河三角洲平原亚相、辫状河三角洲前缘亚相和前辫状河三角洲亚相，前两种亚相又可细分为多种微相。 辫状河三角洲平原亚相可分为辫状河道微相和越岸沉积微相，前者是辫状河三角洲平原亚相的主体。在乌东斜坡带的乌55井、乌57井和乌59井均见辫状河三角洲平原亚相的沉积发育。 辫状河道微相的沉积以色杂、粒粗、分选较差和底部发育充填构造为特征，其充填物主要是碎屑支撑的厚层砂砾岩和含砾砂岩，成熟度低，分选差至中等，无递变或具正递变层理，底部具有冲刷面和滞留砾石、泥砾沉积。乌55井的南一段、南二段及铜钵庙组均见多层辫状河道沉积发育(见图6)。 越岸沉积微相位于辫状河道之间或单个扇体之间的低洼的河漫沼泽地区，面积较小，沉积物较细，为薄层的粉砂岩、粘土岩及细砂岩的互层，常见块状层理或水平纹层理，见少量交错纹理和干裂构造，植物根系和生物扰动构造较发育。如乌55井铜钵庙组Sq1-2层序中所见富含碳屑的深灰色泥岩，可见含黄铁矿。 辫状河三角洲前缘亚相的沉积是辫状河三角洲沉积的主要砂体，乌南次凹该亚相的特点是砂体中反映湖相沉积的灰黑色泥岩夹层较多；可分出5种微相：水下分流河道、水下分流河道间、河口砂坝、远砂坝及前缘席状砂微相。 水下分流河道微相在整个辫状河三角洲沉积中占有相当高的比例，其沉积物主要由含砾砂岩和砂岩构成，分选中等，以小型交错层理为主，可见水平层理。整个砂体呈长条状分布，横向剖面呈透镜状。如乌27井孔深1851~1852 m的南一段灰色砂砾岩，乌30井孔深1672~1674 m的南一段棕色含油含砾粗砂岩，砾石分选较好，粒径在2 mm × 3 mm左右。 水下分流河道间微相的沉积位于水下分流河道的两侧，由(浅)灰色细砂岩、粉砂岩及灰绿色泥岩的互层组成，发育水平层理、波状层理、透镜状层理以及压扁层理、包卷层理，生物扰动程度较高，有较多的生物潜穴。如乌108-96井孔深2555~2556 m南一段的棕色含油粉砂岩，略含泥，呈细纹层分布，显水平层理，含碳屑。 河口砂坝微相位于水下分流河道的前方，岩性以粉砂岩–中细砂为主，分选较好，常显示反韵律，伴有泥质夹层，沉积构造以小型交错层理和平行层理为多见；在较细的粉砂质泥岩中可见滑动作用或生物扰动形成的变形层理或扰动构造。如乌108-96井孔深2558~2559 m南一段的棕色含泥含油粉砂岩，见平行层理和波痕，含零星碳屑，具泄水构造。 远砂坝微相沉积位于河口砂坝的前方或侧方，紧邻前三角洲，系波浪作用改造原水下分流河道河口砂坝的砂体使之重新分布，在辫状河三角洲前缘地带形成的分布广、厚度薄的砂体。其岩性较细，因反复淘洗而成熟度较高，分选较好，常见泥岩、砂岩的互层，构成反韵律的粒序，可见波状层理和变形层理。乌32井南二段的中–上部即见多层远砂坝沉积。 前缘席状砂微相的沉积位于河口砂坝的前方或侧方，沉积特征与远砂坝相似，如乌17井南一段Sq2-1层序顶部的粉砂岩与泥岩互层。 前辫状河三角洲亚相仅一个微相即前三角洲泥，岩性为块状的暗色泥质粉砂岩和粉砂质泥岩，可见叶肢介化石。在辫状河三角洲前缘地区沉积速度较快的情况下，可见这些泥岩中夹有滑塌成因的浊积岩。乌32井南二段的中–上部见多层前三角洲泥，与远砂坝沉积交互发育(见图3)。 3.1.3. 湖泊和湖底扇 乌南次凹是个湖盆，有大量湖泊相沉积发育，见于乌南次凹的中–西部，可分为滨浅湖和深湖半深湖两个亚相；后者在上文的单井沉积相分析中简称为半深湖亚相。深湖半深湖亚相沉积集中于中央深凹带发育。从铜钵庙组中发育湖底扇沉积判断中央深凹带已经出现(这是湖底扇得以发育的前提)。南一段以半深湖沉积环境为主，其中不乏深湖环境，发育的深湖相黑色泥岩成为乌南次凹主要的烃源岩层。南二段虽然以滨浅湖环境为主，仍出现范围较大的深湖半深湖环境；乌34井孔深2569~2572 m的南二段含碳屑黑色泥岩为深湖沉积。大磨拐河组以滨浅湖亚相沉积为主，在中央深凹带中仍有一定范围的深湖半深湖发育。 在深湖半深湖的湖底发育斜坡时，可因重力流活动形成湖底扇，且常见湖底扇的砂岩–砂砾岩与深水的泥岩间互出现。湖底扇相从扇根至扇缘可分为内扇、中扇和外扇亚相。内扇亚相常见主沟道微相和主沟道间微相，前者以有序或无序的砂砾岩沉积为特征，如乌34井孔深2678~2685 m南二段所见夹滑塌堆积的重力流沉积体系。扇根部位还可能发育补给水道微相，以颗粒支撑或杂基支撑的砾岩沉积为特征，如乌32井孔深2402~2413 m南二段砾岩，夹含碳屑和黄铁矿团块的灰黑色粉砂岩。中扇以卵石质砂岩或块状砂岩沉积为主，有时可见颗粒流和液化流沉积。外扇则以发育远源浊积岩为特点，常见鲍马序列的CDE组合或DE组合。此外，在深湖平原上有深切水道微相发育，乌32井在南一段的Sq2-2和Sq2-3层序中都钻遇这一微相的沉积(见图2)。 3.2. 各组沉积特征 海拉尔–塔木察格盆地是一个多凹陷组成的复式断陷，各凹陷的构造–沉积演化既有共性，又有个性。将乌尔逊凹陷与其南的贝尔凹陷 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]、南贝尔凹陷 [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] 和塔南凹陷 [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] 的下白垩统沉积特征进行对比，将会发现乌尔逊凹陷的各组沉积均有自己特色的相类型。 3.2.1. 铜钵庙组 铜钵庙组在其它凹陷中常见火山岩发育，这是因为海拉尔–塔木察格地区晚侏罗世与蒙古东部的北东向伸展盆地群不属同一构造单元，而属大兴安岭火山岩活动区 [ 17 ] [ 18 ]，早白垩世初期火山活动仍很发育。乌南次凹的一个特点是铜钵庙组中未见火山岩。这可能有2个原因。一是目前钻孔揭露的乌东斜坡带早白垩世不发育大型同生断层，故没有火山活动；其西界的乌西断裂可能有正断活动，沿之有火山岩喷发(溢)，但因铜钵庙组埋藏较深，钻孔尚未揭露。二是长期把火山地层塔木兰沟组视作铜钵庙组的下伏地层。事实上，该组除测到中侏罗世末–晚侏罗世的年龄值(如160~162 Ma [ 19 ] )外，还测到一组133~147 Ma的年龄值 [ 18 ]，说明海拉尔地区早白垩世初期广泛发生火山活动，是铜钵庙组的同时异相，但是却把火山岩称作“塔木兰沟组”了。 在其它凹陷区，铜钵庙组是初始裂陷期的记录，因湖盆形成而广泛发育湖相和近岸水下扇、扇三角洲沉积，沿盆缘的山前地区还有冲积扇发育。乌南次凹该时期的沉积特征，一是沿西界断裂未见近岸水下扇发育，二是东缘宽阔地区发育的辫状河三角洲是特色的相类型，指示凹陷东侧为一宽缓斜坡，且在早白垩世长期保持稳定，没有因正断层活动而被破坏掉。 3.2.2. 南屯组 在其它凹陷区，南一段沉积期总体上是主裂陷期，局部地区出现“窄盆深水”的构造–沉积格局；在深湖半深湖环境中除发育湖泥外还有湖底扇发育。乌南次凹这一时期的构造–沉积演化与这一总趋势一致，但深湖半深湖的发育范围更大，形成了近南北向的中央深凹带，指示了次凹中–西部地区的强烈伸展；相应地，湖底扇能成片成带地出现而不是零星分布。该时期乌南次凹独特的沉积相类型是沿东侧宽缓斜坡发育的辫状河三角洲相。 南二段沉积期在其它凹陷尽管仍被称为“断陷期”，但同生断层的伸展活动已明显减弱，成为剪切(或张扭)断层，因而此时期实际上是断陷盆地与剪切盆地之间的过渡期。相应地，原分隔的“深水窄盆”连通成“浅水广盆”，且因盆地与物源区之间的地形反差不那么强烈而有三角洲沉积出现。在乌南次凹，南二段沉积明显两分。如乌32井所见，下部(Sq3-1层序)继承了南一段的构造–沉积格局，保持深湖半深湖环境，指示中–西部地区的再次伸展；南二段的中–上部(Sq3-2和Sq3-3层序)是辫状河三角洲沉积，意味着伸展作用减弱甚至趋于平息，湖盆变浅，次凹东侧的辫状河三角洲得以向原中央深凹带推进。 3.2.3. 大磨拐河组一段 在其它凹陷，大磨拐河组沉积期是剪切盆地发育阶段(曾称“断–坳转换阶段”)，同沉积断裂活动表现为走滑，它们控制了盆地的范围，但对相带分布的控制不明显。构造–沉积演化在此阶段以“广盆浅水”为特征，仅有浅湖环境，湖盆内的主要沉积相类型是三角洲。乌南次凹大一段下部(Sq4-1层序)沉积与这一总趋势吻合。乌32井揭露，在南二段的辫状河三角洲之上，大一段沉积早期继续发育辫状河三角洲沉积。乌55井所见，Sq4-1仍为三角洲平原堆积，但因东侧的巴彦山隆起长期遭受剥蚀，原宽缓的乌东斜坡进一步变缓，故斜坡上原发育的辫状河向准平原地区的壮年期河流演化。 需强调的是大一段上部(Sq4-2层序)沉积时的沉陷和湖侵事件。乌32井见Sq4-1的辫状河三角洲沉积之上出现的深湖半深湖显然是大磨拐河组特色的相类型，反映了乌南次凹的伸展和裂陷；相应地，湖盆向东扩大，故乌55井见三角洲沉积之上为湖相沉积。这意味着乌南次凹的断陷阶段可延续到大一段沉积期。以下将结合剖面上的沉积相带展布进一步讨论乌南次凹早白垩世的沉积–构造演化。