區(qū)域地質(zhì)概況(鄂爾多斯西北部奧陶系）.doc

1 區(qū)域地質(zhì)概況1.1 研究區(qū)位置鄂爾多斯盆地西北部研究區(qū)范圍大致為：北至伊盟隆起、南抵吳旗、東到城川額爾和圖一線、西達(dá)盆地西界，面積約9萬km2（圖1-1）。圖1-1 研究區(qū)地理位置及構(gòu)造區(qū)劃簡圖鄂爾多斯盆地跨越陜、甘、寧、蒙、晉五省區(qū)，北起陰山、大青山，南抵秦嶺，西至賀蘭山、六盤山，東達(dá)呂梁山、太行山，總面積37萬平方公里。該盆地屬華北克拉通的西緣部分，也是其中最穩(wěn)定的一個(gè)地塊，四周以構(gòu)造斷裂與周邊構(gòu)造單元相接連，盆地東部以離石斷裂帶與呂梁山隆起帶相接，南面與渭河地塹以其北界斷裂相連，西緣則以桌子山、惠安堡沙井子斷裂帶分別與河套弧形構(gòu)造帶西南翼和六盤山弧形構(gòu)造帶東翼相接，北邊與河套地塹為界，是一個(gè)矩形構(gòu)造盆地，也是我國第二大沉積盆地。研究區(qū)位于鄂爾多斯盆地西北部，包括：西緣逆沖帶、天環(huán)凹陷、伊陜斜坡和伊盟隆起四大構(gòu)造單元。鄂爾多斯盆地是從侏羅紀(jì)末燕山運(yùn)動(dòng)中期以后，由大華北盆地逐漸收縮而成的內(nèi)克拉通盆地，其形成經(jīng)歷了多次演化。盆地基底先后受遷西、阜平、五臺及呂梁中條四次主要構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響發(fā)生了強(qiáng)烈的變質(zhì)作用，形成麻粒巖相、角閃巖相及綠片巖相為主的復(fù)雜變質(zhì)巖系。盆地演化過程依先后次序歷經(jīng)中、新元古代的大陸裂谷及坳拉槽發(fā)育階段，早古生代的陸表海盆地、晚石炭世-中三疊世時(shí)期的克拉通盆地、晚三疊世-早白堊世的類前陸盆地以及新生代的周緣斷陷盆地等形成階段。早奧陶世末的加里東運(yùn)動(dòng)，華北地塊整體抬升，經(jīng)歷了1.4億年的沉積間斷，大部分地區(qū)缺失中奧陶世至早石炭世的沉積，但在盆地西北部地區(qū)不同程度發(fā)育中晚奧陶世的碳酸鹽巖沉積，局部有碎屑巖和蒸發(fā)巖的沉積。下奧陶統(tǒng)頂部馬家溝組地層由于經(jīng)受了長期的風(fēng)化剝蝕、淋濾作用，風(fēng)化殼及溶蝕孔縫發(fā)育，是鄂爾多斯盆地下古生界的重要儲層，也是目前主要的產(chǎn)氣層。1.2 盆地古構(gòu)造特征及演化概況鄂爾多斯盆地自顯生宙以來，經(jīng)歷了加里東、海西、印支、燕山和喜山等五大構(gòu)造旋回和多階段的拉張扭動(dòng)及其反轉(zhuǎn)作用，總體上表現(xiàn)為：中新元古代斷裂、早古生代海相臺地升降、晚古生代海陸過渡、中生代內(nèi)陸平原、新生代盆地周邊斷陷等五個(gè)階段。1.2.1中、新元古代斷裂階段裂陷作用 元古宙是全球裂谷的發(fā)育時(shí)期，安三元(1993)認(rèn)為古元古代萌發(fā)裂谷，中元古代裂谷進(jìn)一步發(fā)育，晉寧運(yùn)動(dòng)結(jié)束了早期裂陷階段鄂爾多斯盆地西緣因地幔上隆導(dǎo)致地殼破裂形成了秦祁賀三叉裂谷?；讛嗔?除發(fā)生裂陷作用開始形成秦嶺洋外，在中-新元古代時(shí)期還發(fā)育了一系列的基底斷裂，如：青銅峽一固原斷裂、青龍山一平?jīng)鰯嗔?、中衛(wèi)一中寧斷裂、青銅峽一吳忠斷裂、賀蘭山東麓斷裂等。這些基底斷裂在不同程度上控制或影響了鄂爾多斯盆地西部地區(qū)奧陶紀(jì)的沉積作用。尤其是青銅峽一固原斷裂、賀蘭山東麓斷裂等控制了盆地西北部奧陶紀(jì)沉積(圖1-1)。1.2.2早古生代海相臺地古構(gòu)造面貌及其演化概況早古生代鄂爾多斯進(jìn)入了克拉通盆地穩(wěn)定發(fā)育時(shí)期，北端以內(nèi)蒙古陸與興蒙海槽相隔，西以桌子山-銀川、青銅峽-固原斷裂為界與祁連海槽相鄰，西北的賀蘭坳拉槽再度“復(fù)活”，南以寶雞-洛南斷裂為界與秦嶺海槽相連。(一) 寒武紀(jì)鄂爾多斯地塊的古構(gòu)造面貌在寒武紀(jì)時(shí)期，鄂爾多斯地塊南北分別受秦嶺海槽和興蒙海槽的夾持，以及邊緣基底斷裂的控制，形成了北高、南低，中高-東緩西陡的古構(gòu)造格局。何自新等(2003)則認(rèn)為：控制寒武紀(jì)地質(zhì)構(gòu)造演化的力學(xué)機(jī)制主要為克拉通盆地的南、西邊緣海槽的活動(dòng)，同時(shí)寒武紀(jì)也在一定程度上受中新元古代北東、北北東向隆坳構(gòu)造格局的影響。盆地西緣受祁連海槽及賀蘭坳拉槽擴(kuò)張的影響，主要為緩坡型陸緣結(jié)構(gòu)的伸展拆離均衡沉降。基于如此的地勢與海陸分布格局，寒武紀(jì)時(shí)期的海水進(jìn)退總體上呈現(xiàn)西進(jìn)東退的特征，即早寒武世海水自西南緣向北東侵漫，晚寒武世末期的加里東運(yùn)動(dòng)引起地貌呈西隆東降，繼而海水向東部退縮。(二) 奧陶紀(jì)鄂爾多斯地塊的古構(gòu)造面貌中央古隆起與基底斷裂鄂爾多斯盆地在奧陶紀(jì)時(shí)期的主要構(gòu)造面貌就是中央古隆起和古隆起東側(cè)的臺內(nèi)盆地。由于晚寒武世末的加里東運(yùn)動(dòng)，使鄂爾多斯地塊短暫抬升，造成廣大地區(qū)成為陸地。仍有小部分地區(qū)被海水淹沒。奧陶紀(jì)由于地殼隆升，在盆地中部偏西的位置形成了一個(gè)古隆起，其北端走向近南北，向南變?yōu)楸蔽髦帘蔽魑髯呦?，南端在寧縣以南向東轉(zhuǎn)折至富縣，平面呈“L”型，西翼陡東翼緩，即中央古隆起。早-中奧陶世時(shí)，華北地臺的地殼運(yùn)動(dòng)無明顯水平運(yùn)動(dòng)，僅發(fā)生一些升降運(yùn)動(dòng)。這時(shí)主要以緩慢的小幅升降、頻繁的海進(jìn)海退和超覆為特點(diǎn)。中奧陶世后期，北方的興蒙海槽向南俯沖消減于索倫西拉木倫一線，而且北祁連海槽也開始向阿拉善地塊俯沖，南方的秦嶺海槽向北俯沖消減于山陽桐城一線，最終導(dǎo)致了華北陸塊的整體抬升(楊俊杰等,2001)。在這期間，除秦祁海槽和興蒙海槽較大程度上影響著鄂爾多斯地塊外，西北部的前古生代和早古生代早期的基底斷裂在一定程度上影響了西北部寒武紀(jì)與奧陶紀(jì)，特別是奧陶紀(jì)的沉積格局。1.2.3晚古生代盆地的古構(gòu)造面貌及演化概況晚古生代基本繼承了早古生代的古構(gòu)造特征，仍為西隆東坳的古構(gòu)造面貌。但調(diào)節(jié)作用不如前期，構(gòu)造細(xì)節(jié)變化較大，不同時(shí)期古隆起的形態(tài)、規(guī)模及分布各異。盆地北端興蒙海槽和南緣秦祁海槽的活動(dòng)帶的構(gòu)造活動(dòng)是控制盆地的主要因素，而賀蘭裂谷帶的繼續(xù)活動(dòng)對盆地西緣地區(qū)的基底斷裂和再活動(dòng)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。石炭紀(jì)時(shí)期南北隆起較高，核部、翼部寬緩，因南、北兩端無沉積，使盆地構(gòu)造總格架近似一“工”字形。由于定邊西坳陷的楔入，使隆起帶變得不規(guī)則，狀似葫蘆。東南側(cè)的石樓凹陷呈北北東向展布，比前期綏德-延川坳陷中心東移了77Km。二疊紀(jì)，盆地變?yōu)檫^渡相及陸相沉積體系，賀蘭裂谷基本已進(jìn)入均衡狀態(tài)，裂谷肩隆起邊界已不平直。1.2.4中生代的古構(gòu)造面貌及演化概況根據(jù)盆地的演化特點(diǎn)、構(gòu)造層次等因素我們可以將中生代大致分為早-中三疊世、晚三疊世、早-中侏羅世、晚侏羅世-早白堊世、晚白堊世五個(gè)階段。這五個(gè)階段是經(jīng)歷了印支和燕山兩大構(gòu)造旋回和復(fù)雜的多幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)而逐漸演化發(fā)展起來的。早、中三疊世 碰撞裂谷階段已告結(jié)束，開始轉(zhuǎn)化為大華北內(nèi)陸盆地階段，總體以均衡沉降為主，但古構(gòu)造面貌基本保持西隆東坳的格局。西緣地區(qū)仍然受到賀蘭坳拉槽及秦祁海槽構(gòu)造復(fù)活的影響，所以與華北其他大部分地區(qū)不盡一致。中三疊世末期發(fā)生的早印支運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致本區(qū)成為東高西低，北高南低，既受同生斷裂控制，又受古隆起邊緣控制的斷陷-坳陷型內(nèi)陸盆地。晚三疊世 由于印支運(yùn)動(dòng)的影響，鄂爾多斯盆地主要表現(xiàn)為迅速抬升、剝蝕，基底斷裂活化，斷裂隆起在盆地周邊活動(dòng)加強(qiáng)、隆起幅度大，最突出的是西緣逆沖帶初具雛形。早、中侏羅世 盆地西部發(fā)生了強(qiáng)烈的由西向東逆沖推覆，在推覆隆起帶前方形成沉積厚達(dá)3000m的前淵坳陷，即石溝驛和平?jīng)霭枷荩鋿|部呈南北向延伸的橫山堡-涇川隆起則是逆沖構(gòu)造帶前緣調(diào)節(jié)隆起，再往東為志丹-銅川坳陷帶?？偟目矗∑鸺佰晗輲恢镁黠@西移。晚侏羅世-早白堊世 強(qiáng)烈的晚燕山運(yùn)動(dòng)，使東部山西地塊劇烈抬升而導(dǎo)致盆地東部強(qiáng)烈抬升，掀斜形成西傾斜坡，西部則發(fā)生強(qiáng)烈逆沖推覆作用而形成深坳陷，使盆地轉(zhuǎn)而成為東隆西坳的古構(gòu)造格局，為盆地今天的構(gòu)造格局奠定了基礎(chǔ)，伴隨著盆地東部的抬升，形成了東翼緩長，西翼短陡的不對稱向斜面貌。晚白堊世 鄂爾多斯盆地周邊斷裂向盆地內(nèi)部的逆沖、逆掩或推覆作用進(jìn)一步加強(qiáng)，因此造成盆地整體抬升，使盆地處于擠壓剝蝕狀態(tài)。1.2.5新生代盆地的古構(gòu)造面貌及演化概況何自新等(2003)認(rèn)為，新生代的喜馬拉雅山運(yùn)動(dòng)對鄂爾多斯盆地現(xiàn)今復(fù)雜的構(gòu)造格局產(chǎn)生了深刻的影響。晚第三紀(jì)以來，鄂爾多斯盆地繞垂直軸強(qiáng)烈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，銀川、河套等地塹系發(fā)育達(dá)到鼎盛，從而形成鄂爾多斯盆地被周邊山系和地塹系所環(huán)繞的構(gòu)造格局。綜上，鄂爾多斯盆地新近構(gòu)造格局開始形成于中侏羅世，構(gòu)造定型于早白堊世。在燕山喜馬拉雅山期盆地構(gòu)造應(yīng)力下，形成了今天的南北翹起，東翼緩而長、西翼陡而短的不對稱向斜構(gòu)造面貌。1.3 奧陶系地層發(fā)育特征鄂爾多斯盆地西北部早古生代屬于被動(dòng)大陸邊緣，下古生界寒武系和奧陶系海相碳酸鹽巖地層沉積厚度大。根據(jù)地層的發(fā)育特征來看，研究區(qū)大體可分為兩個(gè)不同的沉積體系：即中央古隆及其以東相對穩(wěn)定的地臺沉積體系和西緣相對活動(dòng)的地槽沉積體系。兩種體系同時(shí)并存、相依發(fā)展，控制了盆地西北部下古生界海相碳酸鹽巖的沉積發(fā)育。其中地臺區(qū)沉降緩慢、構(gòu)造微弱、巖性分布穩(wěn)定；而地槽區(qū)沉降急速、構(gòu)造活躍、巖性橫向變化劇烈。由于受多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，寒武系和奧陶系地層在不同區(qū)帶也不同程度缺失。區(qū)內(nèi)奧陶系地層發(fā)育、保存不全，并以中央古隆起為界，自西向東大致呈現(xiàn)西、中、東三個(gè)部分。全區(qū)普遍缺失下奧陶統(tǒng)冶里-亮甲山組；東部：馬家溝組的馬一段和馬二段僅在東南部有分布，缺失馬六段和中上奧陶統(tǒng)地層；西部：三道坎組、桌子山組、克里摩里組、烏拉力克組、拉什沖組、公烏素組、蛇山組均不同程度發(fā)育，在整個(gè)研究區(qū)發(fā)育較全；西部中上奧陶統(tǒng)的僅在發(fā)現(xiàn)地有所出露，分布較為廣泛。由于受區(qū)域構(gòu)造的影響，奧陶系上、中、下統(tǒng)之間不同程度存在著沉積間斷。本次研究的范圍包括了鄂爾多斯盆地的西緣和中東部的部分地區(qū)，受沉積格局的控制，研究區(qū)東、西部下古生界奧陶系地層發(fā)育特征具有明顯差異，分屬不同的地層系統(tǒng)，有獨(dú)立的名稱，無論從地層還是巖性組合都存在很大的差異，難以統(tǒng)一描述。根據(jù)前人資料將鄂托克旗-定探2井-蓮6井一線西側(cè)定為西部地區(qū)，其他地區(qū)則為東部地區(qū)。（一）西部地層發(fā)育特征圖2-2 研究區(qū)西部奧陶系地層綜合柱狀圖早古生代期間，鄂爾多斯西緣構(gòu)成華北地臺的西部大陸邊緣，其地層發(fā)育與沉積特征主要受西側(cè)賀蘭海域的影響。自奧陶紀(jì)起，中央古陸對盆地古地理格局有重要影響，致使本區(qū)海域與東部地區(qū)的交流受到明顯阻礙，形成了向西開放的開闊海盆環(huán)境，沉積基底相對較陡。中奧陶世晚期開始，本區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈的沉降，形成了陡峻的地形，并向海槽環(huán)境轉(zhuǎn)化。因此地層發(fā)育與沉積特征與東部地區(qū)有明顯的差異。西部區(qū)大部分地區(qū)缺失下奧陶統(tǒng)亮甲山組和冶里組，三道坎組地層與寒武系地層呈假整合接觸（圖2-2）。1下奧陶統(tǒng)冶里組-亮甲山組：冶里組主要為灰色薄-中層狀含燧石白云巖，泥質(zhì)白云巖夾竹葉白云巖；亮甲山組主要為富含燧石條帶和團(tuán)塊的中厚層白云巖，與下伏寒武系地層呈整合接觸。由于后期懷遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)的影響，主要分布在西緣賀蘭山地區(qū)。三道坎組：為紫紅、黃灰、淺灰色砂質(zhì)白云巖、白云質(zhì)砂巖及粗-細(xì)晶白云巖，底部普遍存在角礫巖。老石旦剖面、李1井、天2井及以西均有發(fā)育，并具向西變薄的趨勢，厚度一般在20-90m之間。桌子山組：厚層狀粉晶灰質(zhì)白云巖或者白云質(zhì)灰?guī)r為主。地層厚度較大，在研究區(qū)分布十分廣泛，厚度變化在150m-570m之間，總體呈現(xiàn)出向東變厚的特點(diǎn)（?？死锬锝M：深灰色-灰色泥晶灰?guī)r夾薄層白云巖、黑色頁巖、泥灰?guī)r為主，間有角礫屑灰?guī)r、鈣屑濁積巖等。泥晶灰?guī)r以含有鈣球、骨針、棘屑、藻屑為特征，在井下和剖面普遍都分布，厚度變化在90-200m之間。2中奧陶統(tǒng)烏拉力克組：主要為黑色泥巖，灰黑色、灰綠色含硅質(zhì)頁巖、泥質(zhì)云巖、泥質(zhì)灰?guī)r夾泥晶灰?guī)r以及灰?guī)r角礫巖和薄層砂巖，剖面上泥質(zhì)云巖和泥灰?guī)r互層。主要表現(xiàn)為向東變薄，南厚北薄，厚度一般在10m-150m。拉什沖組：主要為灰綠色砂巖、頁巖為主，上部夾生物碎屑，產(chǎn)筆石。該組地層在西部普遍，厚度變化較大，向西逐漸變厚，井下厚度33-550m。公烏素組：主要為薄層灰?guī)r、頁巖、砂巖互層，與下伏拉什沖組灰綠色頁巖、上覆蛇山組生物碎屑灰?guī)r與頁巖互層的地層整合接觸，厚度一般在30m以上。蛇山組：蛇山組由陳均遠(yuǎn)等（1984）在公烏素正北約5km的蛇山創(chuàng)名。下部黃綠色含砂質(zhì)鈣質(zhì)頁巖夾生物碎屑灰?guī)r；上部為中厚層礫狀生物碎屑灰?guī)r。底部與公烏素組整合接觸，上部被石炭系所不整合覆蓋，厚約13.7m。產(chǎn)頭足類Eurasiaticoceras-Sheshangoceras組合，上部產(chǎn)有大量生物碎屑以及三葉蟲、腕足、角石及珊瑚等，大部分破碎不完整。該組分布十分局限，僅見命名處一點(diǎn)。（二）東部地層發(fā)育特征研究區(qū)東部地區(qū)的下古生界地層總體發(fā)育特征與華北地臺本部基本相似，在巖性的相似性和沉積相的均一性方面都有很大的可比性，所以在巖石地層單位上使用華北地臺本部的命名。由于受后期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，奧陶系地層也受到不同程度的剝蝕(圖1-3）。1下奧陶統(tǒng)冶里組-亮甲山組沉積時(shí)期，研究區(qū)東部因晚寒武世末期的抬升而處于暴露剝蝕狀態(tài)，未曾接受沉積。馬家溝組 研究區(qū)東部發(fā)育不全，馬一段-馬五段分布廣泛，馬六段在后期被剝蝕。馬一段：主要為硬石膏巖和白云巖，局部地區(qū)出現(xiàn)石鹽（如陜15井）。僅見于中央古隆起以東，有向東變厚的趨勢，與下伏寒武系呈假整合接觸。厚度在20-40m左右。 圖1-3 研究區(qū)東部奧陶系地層綜合柱狀圖馬二段：分布范圍與馬一段大致相同。巖性主要為深灰黑色泥粉晶白云巖，夾少量云質(zhì)泥巖和硬石膏巖。向東逐漸變厚，井下沉積厚度一般在20-40m左右。馬三段：為泥粉晶白云巖、(含)膏質(zhì)泥粉晶白云巖、含泥泥粉晶白云巖、粗粉晶白云巖，夾鹽巖、膏鹽及砂屑白云巖等。主要分布在鄂6-蓮6井以東，向東厚度逐漸加大，井下厚度一般40-200m，城川1井一帶厚度達(dá)180m以上。馬四段：主要為深灰色中厚層或塊狀豹斑云巖和細(xì)晶白云巖互層，夾少量泥粉晶白云巖、含膏泥粉晶白云巖、砂屑白云巖及含生屑白云巖等（生屑以海百合、介形類為主）。研究區(qū)東部廣泛發(fā)育，有向南變厚的趨勢，井下厚度為40-400m，在定邊一帶沉積厚度最大。馬五段：主要為(含)膏質(zhì)泥-粉晶白云巖、泥-粉晶白云巖、硬石膏巖等。分布范圍比馬四段小，有向東變厚的趨勢，井下厚度一般40-280m。馬六段：遭后期剝蝕（。2中奧陶統(tǒng)平?jīng)鼋M（廣義）和上奧陶統(tǒng)背鍋山組缺失。2巖石學(xué)特征2.1 巖石類型劃分研究區(qū)奧陶系以白云巖和石灰為主巖，蒸發(fā)巖類次之等，少量碎屑巖。區(qū)內(nèi)東部：缺失冶里-亮甲山組和馬六段，馬一五段主要發(fā)育白云巖間硬石膏巖類；西部：下奧陶統(tǒng)主要發(fā)育灰?guī)r和少量白云巖類；中-上統(tǒng)的烏拉力克組、拉什沖組則主要發(fā)育泥巖和頁巖等巖類。主要巖石類型見表2-1。表2-1研究區(qū)奧陶系巖石類型巖石類型巖 石 名 稱石灰?guī)r顆粒石灰?guī)r角礫屑石灰?guī)r、微亮晶顆粒石灰?guī)r、生物碎屑石灰?guī)r泥晶石灰?guī)r(含)顆粒泥晶灰?guī)r、泥晶灰?guī)r過渡類型石灰?guī)r白云質(zhì)石灰?guī)r白云巖細(xì)晶及以上白云巖粗粉晶-細(xì)晶白云巖細(xì)粉晶-泥晶白云巖過渡類型白云巖(含)膏白云巖、含灰白云巖、灰質(zhì)白云巖蒸發(fā)巖硬石膏巖層狀硬石膏石鹽碎屑巖砂巖粉砂巖、泥巖、頁巖石英砂巖、白云質(zhì)石英砂巖巖溶角礫巖成巖壓實(shí)垮塌角礫白云巖 膏溶垮塌型角礫白云本區(qū)奧陶系石灰?guī)r的顆粒主要有砂屑、粉屑、生物碎屑(包括藻屑)，角礫屑等。白云巖中的顆粒類型與石灰?guī)r的基本相同，只是有的僅保留了顆粒的幻影。2.2 巖石學(xué)特征2.2.1石灰?guī)r巖石學(xué)特征研究區(qū)內(nèi)奧陶系石灰?guī)r主要為微亮晶顆粒灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，并有藻灰?guī)r及過渡類灰?guī)r，主要分布于察1井-鄂17井-李1井-蓮6井以西的碳酸鹽緩坡-斜坡區(qū)，即研究區(qū)西部。(一)顆粒石灰?guī)r類顆粒灰?guī)r 是指巖石中的顆粒含量大于50%的一類石灰?guī)r。顆粒包括：角礫屑、砂屑、生屑、粉屑與藻屑、球粒等。區(qū)內(nèi)奧陶系各處不同程度發(fā)育顆粒碳酸鹽巖，總體上，生屑較為常見。顆粒間的填隙物以灰泥為主，亮晶方解石膠結(jié)物次之，亮晶膠結(jié)物和灰泥填隙物二者兼有的亦較常見。灰泥大部分未重結(jié)晶，只有少量發(fā)生重結(jié)晶作用形成細(xì)粉晶-粗粉晶方解石。1角礫屑石灰?guī)r主要出露在西部地區(qū)克里摩里組和烏拉力克組底部，井下和野外剖面常見。(角)礫屑大小一般幾毫米-十幾厘米不等，無磨圓，分選性差。如老石旦剖面見巖屑流成因的角礫屑石灰?guī)r中的角礫十幾厘米左右，呈棱角-次棱角狀(圖版-1)。角礫屑成分為泥晶石灰?guī)r、砂屑石灰?guī)r等。角礫間充填生屑、砂屑、灰泥等，生屑主要為海百合莖，少量三葉蟲、鈣球、腕足、介形蟲等(圖版-2)，棘皮有泥晶化現(xiàn)象，個(gè)別十分明顯。較細(xì)的(角)礫屑石灰?guī)r具塊狀構(gòu)造或顯正粒序，單層厚幾厘米十幾厘米不等，與下伏地層間有沖刷現(xiàn)象；其上覆地層和下伏地層多為泥晶石灰?guī)r或含顆粒的泥晶石灰?guī)r。這類(角)礫屑石灰?guī)r由重力流形成。2微亮晶顆粒石灰?guī)r本區(qū)的微亮晶顆粒石灰?guī)r在平面上主要分布在察1井-鄂17井-李1井-蓮6井以西。顆粒以生屑為主，填隙物為灰泥和微-亮晶方解石膠結(jié)物，生屑含量50%。微亮晶生屑石灰?guī)r 鏡下見，生屑成分主要為葛萬藻、直管藻、海百合莖、和三葉蟲等(圖版-3、4)?？捎械[屑、粉屑、球粒、生屑等與之伴生，粒間微-亮晶方解石膠結(jié)物，不均勻分布。亮晶方解石膠結(jié)可有三期：第一期較少，為纖維狀或微粒狀環(huán)邊，第二期為葉片狀或細(xì)粒狀，于第一期上繼續(xù)生長，第三期為粗粒狀，與第二期間不整合接觸，有時(shí)見第三期局部與第一期接觸。此類微-亮晶生屑石灰?guī)r一般形成于淺緩坡中的局部高地(深灘)環(huán)境。進(jìn)一步的巖石薄片觀察還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)重結(jié)晶作用較強(qiáng)時(shí)，砂屑就變成晶粒狀，或呈殘余砂屑幻影，隱約可見其不溶殘余物呈砂屑的輪廓。此時(shí)，與其周圍同期重結(jié)晶的灰泥就不易區(qū)分開。3生物碎屑石灰?guī)r生物碎屑灰?guī)r在區(qū)內(nèi)發(fā)育較少，主要分布層位為西部的桌子山組、克里摩里組。巖石中生物碎屑種類較多，含量不等，以藻屑、三葉蟲、腕足類、頭足類、腹足類、介形蟲等為主，生物碎屑灰?guī)r以灰泥膠結(jié)為主。生屑石灰?guī)r在成巖作用下也發(fā)生白云石化，常是灰泥基質(zhì)先白云石化，生屑后白云石化。對于不同門類的生物，其白云石化難易程度不同，常常是雙殼類、腕足類、三葉蟲、介形蟲和藻類較容易白云石化，棘皮類和海綿骨針等較難白云石化。隨著白云石化和重結(jié)晶作用程度的加強(qiáng)，生屑的結(jié)構(gòu)逐漸模糊以至消失，但在陰極發(fā)光下仍可看出其大致的原始結(jié)構(gòu)。藻石灰?guī)r 在研究區(qū)西部的天1井、布1井、蘇356井、蘇359井一帶，桌子山組發(fā)育，主要以直管藻、葛萬藻、似念珠藻類為主，與其共生的還有海百合莖、雙殼類、腕足類和粉屑、砂屑等，形態(tài)清晰、個(gè)體較完整，填隙物以灰泥為主，局部見微亮晶-灰泥，少數(shù)為亮晶(圖版-5)。直管藻形成于淺緩坡環(huán)境，沉積物的沉積速度與基底下降速度相近，為補(bǔ)償性沉積，所以形成厚層的巖石。灰泥直管藻石灰?guī)r形于緩坡環(huán)境。 (二)泥晶石灰?guī)r類泥晶石灰?guī)r類 包括：(含)顆粒泥晶石灰?guī)r、泥晶石灰?guī)r三種，成分以灰泥為主，含量80%90%，呈條帶狀分布；泥質(zhì)含量1%3%，少量自生微晶石英和黃鐵礦。主要分布于察1井-鄂17井-李1井-蓮6井以西的碳酸鹽緩坡區(qū)。1顆粒泥晶石灰?guī)r依據(jù)顆粒種類的不同可以是砂屑泥晶石灰?guī)r、生屑泥晶石灰?guī)r等等。巖石一般為灰色、深灰，中層狀至塊狀，顆粒為砂屑、粉屑、生屑、球粒等。其中，砂屑、粉屑等顆粒的磨圓及分選一般中等；生屑破碎不太強(qiáng)，多為原地或僅經(jīng)過短距離搬運(yùn)。常見為砂屑泥晶石灰?guī)r、生屑泥晶石灰?guī)r以及生砂屑泥晶灰?guī)r(圖版-6)。據(jù)這類石灰?guī)r的結(jié)構(gòu)特征反映其形成于水體相對較深的地方，但在波浪較大或風(fēng)暴浪時(shí)仍受影響的區(qū)域。2含顆粒泥晶石灰?guī)r區(qū)內(nèi)各層段均不同程度發(fā)育含顆粒泥晶灰?guī)r沉積。巖石一般為深灰色、灰黑色和灰色，薄層到中厚層為主。顆粒主要為砂屑、粉屑、球粒和生屑。生屑主要為介形蟲、雙殼類、腹足類、腕足類、棘皮類和藻屑，常見微小針狀生屑(圖版-7)，基本上為原地堆積。據(jù)其結(jié)構(gòu)可見,含顆粒泥晶石灰?guī)r應(yīng)形成于較安靜的環(huán)境,其水體能量比泥晶石灰?guī)r的高些,但比顆粒質(zhì)泥晶石灰?guī)r的低些；也可能是由于風(fēng)浪或風(fēng)暴浪將少量顆粒帶入上述低能環(huán)境而成。3泥晶石灰?guī)r 指顆粒含量小于10%的石灰?guī)r。研究區(qū)西部奧陶系均有分布，以薄層為主，也可見薄層厚層不等，顏色為黑灰色、深灰色、灰色、淺灰色、灰黃色，顆粒類型有生屑、粉屑、球粒等。生物碎屑主要是廣鹽性浮游生物化石，如：介形蟲、鈣球、海綿骨針、藻類為主(圖版-8)，其次為雙殼類、腕足類和腹足類，個(gè)體較完整。也含有一定量的泥質(zhì)和粉砂，當(dāng)泥質(zhì)和粉砂達(dá)到一定量時(shí)，可以過渡為泥質(zhì)石灰?guī)r、粉砂質(zhì)石灰?guī)r和泥灰?guī)r。泥晶灰?guī)r是低能環(huán)境的產(chǎn)物，形成于安靜的水體環(huán)境，主要是緩坡環(huán)境。根據(jù)泥晶石灰?guī)r的顏色、結(jié)構(gòu)及組分等特征的不同，可大致分出以下兩類：(1)淺灰色至灰色 可見水平紋層，所含生物單調(diào)，為介形蟲、鈣球，經(jīng)過異化的體小殼薄的雙殼類和腕足類，常以某一類為主單獨(dú)出現(xiàn)，反映其水體鹽度不正常。常與泥晶白云巖、膏巖共生。 (2)深灰色至灰黑色 中厚層為主,可見塊狀,所含生物為正常淺海生物,如腕足類、雙殼類、棘皮類和腹足類等,可見一些生物攪動(dòng)構(gòu)造,常與顆粒石灰?guī)r和顆粒質(zhì)石灰?guī)r共生。(三)過渡類型石灰?guī)r白云質(zhì)石灰?guī)r 這類巖性屬于灰?guī)r-白云巖之間的過渡巖類。原巖為泥晶灰?guī)r、球粒泥晶灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r等。巖石結(jié)構(gòu)一般呈斑狀和條帶狀結(jié)構(gòu)，主要是各種(含)云斑石灰?guī)r和云斑石灰?guī)r(圖版-1)，出現(xiàn)于老石旦剖面以及蘇356井、苦深1井、那1井、沙探1井等。云斑內(nèi)有時(shí)可見隱藻類或殘余的顆粒，如生屑(骨針、三葉蟲、介形蟲、葛萬藻、瓣腮、海百合莖等)、砂屑或礫屑等，其基塊主要組構(gòu)為灰泥。這類白云質(zhì)石灰?guī)r的原始沉積通常受到過生物擾動(dòng)等作用的改造，也可能與同沉積期的鈣質(zhì)結(jié)核形成有關(guān)，因而在后期的成巖過程中發(fā)生差異白云石化。在白云石化不十分強(qiáng)烈的時(shí)候也能反映其沉積環(huán)境。此外也發(fā)育豹斑灰?guī)r(老石旦剖面O1zh)，其層面上顯示密集的蟲跡，可見其保存較好的蟲跡或生物潛穴，如蟲跡狀、樹枝狀、網(wǎng)狀、云朵狀、花瓣?duì)畹取?.2.2白云巖巖石學(xué)特征綜合野外及室內(nèi)，特別是白云石的礦物學(xué)特征與白云巖的關(guān)系和可能的形成機(jī)制研究，并考慮到本次項(xiàng)目的主要研究內(nèi)容，我們依據(jù)中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中巖石薄片鑒定部分(SY/T5368-2000)關(guān)于碳酸鹽巖的晶粒大小分級方案(表2-2)，將區(qū)內(nèi)白云巖按晶級劃分為三類，即細(xì)粉晶-泥晶白云巖、粉晶(-細(xì)晶)白云巖和細(xì)晶及以上晶級白云巖。對于具有殘余結(jié)構(gòu)的白云巖，我們也根據(jù)白云石的晶級來進(jìn)行劃分，只是在相應(yīng)晶級中予以介紹。表2-2 碳酸鹽巖晶級分類晶級名稱粒徑(mm)晶級名稱粒徑(mm)巨晶2細(xì)晶0.250.1粗晶20.5粉晶(微晶)0.10.03*中晶0.50.25泥晶0.03*注：依實(shí)際情況，再將粉晶分為細(xì)粉晶(0.030.05mm)和粗粉晶(0.050.1mm)兩級白云巖橫向上在整個(gè)研究區(qū)均有分布；縱向上東部馬一段馬五段不同程度發(fā)育白云巖，西部在三道坎組-克里摩里組也不同程度發(fā)育白云巖(附圖2-16，附圖2-7ag)。1泥晶白云巖（細(xì)粉晶-泥晶白云巖）泥晶白云巖、(含)膏質(zhì)泥晶白云巖在區(qū)內(nèi)奧陶系下統(tǒng)各層段均有分布。此類白云巖主要呈土黃色、灰黃色、灰色及深灰色，呈紋層-薄層狀到中層狀產(chǎn)出，依其是否含硬石膏、殘余顆粒又可分為(含)膏質(zhì)細(xì)粉晶-泥晶白云巖和細(xì)粉晶-泥晶白云巖兩種(圖版-2、3)。白云石呈泥晶-細(xì)粉晶結(jié)構(gòu)，他形鑲嵌接觸。兩種白云巖的總體特征相似，不同之處在于，是否有硬石膏晶體(假晶、溶孔)或結(jié)核(結(jié)核鑄?？?，不時(shí)的見有切割紋層的板條狀石膏假晶，化石少見。常見的沉積構(gòu)造有水平紋層、微波狀紋層、波痕等。在陰極發(fā)光下，白云石呈暗褐色至暗紅色均勻發(fā)光，無核心和環(huán)帶(圖版-4)。這類白云巖可見于盆緣泥云坪、臺坪和潮坪等環(huán)境。(含)膏質(zhì)白云巖常見的有兩種，即：含針狀-結(jié)核狀硬石膏結(jié)核與含膏質(zhì)細(xì)粉晶-泥晶白云巖，二者在區(qū)內(nèi)東部的馬家溝組廣泛分布。含針狀-結(jié)核狀硬石膏結(jié)核細(xì)粉晶-泥晶白云巖 硬石膏結(jié)核呈大小約1-5mm不等的球狀(圖版-5)，含量可達(dá)5%15%。顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)部分硬石膏結(jié)核及斑晶中不同程度地含有基質(zhì)微晶白云石的包裹體。結(jié)核溶?？壮１缓笃谧孕未址劬Щ虼志О自剖?、方解石、石英等充填或半充填(圖版-6、7)。含膏質(zhì)細(xì)粉晶-泥晶白云巖 (硬)石膏晶體一般為板條狀、針狀等，多已因溶蝕而呈鑄?？?，或被亮晶方解石、白云石充填或半充填，有時(shí)可見方解石或白云石假晶中有白云石粉屑包裹體。含膏質(zhì)白云巖類分布于研究區(qū)東部的馬家溝組一、三、五段發(fā)育，主要見于盆緣坪與潮坪等環(huán)境。此類白云巖的白云石有序度較低，平均為0.69；其平均Mg/Ca為0.97，略富鈣。碳同位素13C(PDB)值平均-0.93；氧同位素18O(PDB)值平均-6.75。這表明細(xì)粉晶-泥晶白云巖形成時(shí)，可能還受到生物碳的影響。2粉晶白云巖(粗粉晶-細(xì)晶白云巖)粉晶白云巖包括粉晶白云巖與含細(xì)晶的粉晶白云巖，主要分布于本區(qū)東部馬四段-馬五段和西部克里摩里組(附圖2-7 ag，附圖2-9 ae)。此類白云巖多呈淺灰色至深灰色，中厚層為主也常見不規(guī)則斑塊狀。白云石一般為粗粉晶至細(xì)晶，泥質(zhì)含量較低。白云石晶體表面較污濁，半自形或他形，多具霧心亮邊，呈鑲嵌接觸(圖版-1)。巖石風(fēng)化表面呈細(xì)砂糖狀，故稱之為細(xì)砂糖狀白云巖?？梢娊樾蜗x、海百合莖等生屑的殘余。在陰極發(fā)光下，白云石晶體呈極暗紅色光(圖版-8)。發(fā)育白云石晶間孔和晶間溶孔。此類白云巖宏觀觀察多呈斑狀， “斑”由顏色和晶粒大小的差異來顯示,“斑”的形態(tài)多種多樣，陰極發(fā)光下，白云石呈均勻的昏暗褐紅色發(fā)光。見不均勻分布的白云石晶間孔和晶間溶孔。此類白云巖常與顆粒石灰?guī)r相伴生。白云巖中的白云石有序度平均值為0.781，有序度中等偏高。其平均Mg/Ca為0.96，較之泥晶類白云巖這類白云巖的Ca含量有所減少。13C(PDB)值平均為0.344；18O(PDB)值平均為-6