古流向及物源分析

1、第三章 古流向及物源分析鄂尔多斯盆地三叠系延长组的沉积是多物源的，纵观其沉积变化特征，可以看出 从长 10 一直到长 1 的发展历程中有较好的继承性。但是在不同时期，不同区域，三角 洲发育规模与沉积碎屑物的来源也有较显著的差异。三叠纪鄂尔多斯盆地为典型内陆大型坳陷盆地，盆地周边为高地剥蚀区环绕，三 叠纪地层超覆于下覆不同层位上。盆地西缘及南缘高地剥蚀区由宁夏古隆起、六盘山 古陆、陇西古陆及秦岭古陆组成环绕盆地西缘、南缘。宁夏古隆起，二叠纪末期华力 西运动使宁夏地区全区抬升造成沉积间断，直到中三叠初，额尔多斯盆地的西缘灵武 青龙山彭阳一线以东及北部贺兰山和西部的香山南甘塘才出现了边缘坳陷及山 间

2、盆地，接受中、晚三叠世陆源碎屑岩沉积，广大地区为剥蚀区，形成宁夏古隆起， 牛首山青龙山一带为古隆起东部边界，由前寒武纪变质岩系及古生代地层和侵入岩 组成。六盘山古陆从前寒武纪以来，一直处于剥蚀区隆起状态，由前寒武系变质岩系 及侵入岩组成。陇西古陆，额尔多斯盆地西缘甘肃省境内，从前寒武纪以来均有陇西 古陆存在，以古祁连山陇西古陆为界形成南北古地理格局的差异，早、中三叠纪基 本继承了晚二叠世南海北陆古地理轮廓，由于印支运动使祁连海退，秦岭海水全部退 出，基本上结束了南海北陆的古地理格局，晚三叠世陇西古陆进一步扩大。陇西古陆 主要由前寒武纪系老变质岩系地层组成。古流分析研究的对象是存在于沉积岩中能够

3、推断古流方向的各种特征，这些特征 是从岩石露头、地下钻井、地震以及实验获得的。本文对环县上里塬地区晚三叠世 延长组长 68 油层组古水流分析所用的指向特征为华亭汭水河剖面地层露头中的交错 层、波痕等。并结合轻矿物的标型特征、 岩屑成分、 重矿物组合以及沉积相平面展布， 详细地分析了研究区目的层的物源方向，认为研究区物源来自盆地西南、西部、南部 以及东北四个方向。一、鄂尔多斯盆地陇东地区物源分析1. 陇东地区碎屑物组分特征陇东地区长 6-长 8主要砂岩类型为长石砂岩，砂岩中主要的矿物组份特征为（表3-1 ）：石英占碎屑组分 26.73%46.28%，镜下见明显的波状消光和石英加大边。波状 表 3

4、-1 陇东地区长 6 8砂岩碎屑含量统计表层井井样石长岩屑位区数块数英类石岩浆岩屑变质岩屑沉积岩屑云母 绿泥石合计环县33731.7930.627.248.422.575.1123.33镇北1240.5027.000.000.000.007.507.50庆阳 -马岭1511246.2821.640.713.711.395.2311.04长西峰31242.2621.200.384.861.364.7211.31板桥31041.6126.811.104.513.314.8613.786城华1510741.6125.000.352.932.126.0311.43固城川95644.3819.272.8

5、68.492.890.5114.74白豹43629.1748.730.460.941.206.719.31平均5840641.8025.701.504.401.905.6013.40环县1254.5012.050.000.950.952.454.35镇北42942.9220.421.073.340.225.169.79庆阳 -马岭1714145.2922.970.843.761.205.1310.93长西峰31232.9523.503.738.896.254.6623.53板桥41734.6228.382.564.233.604.3214.717城华86147.0723.140.392.991

6、.444.178.99固城川85044.0319.222.739.073.414.2419.45白豹1932.8738.710.540.710.1311.5712.96平均5737644.2022.801.204.401.905.1012.60环县1335.8333.174.076.435.1319.47镇北42834.4433.323.537.580.714.1916.01庆阳 -马岭1512832.0832.265.636.351.895.5719.45长西峰31030.2535.168.2311.051.284.0224.58板桥52726.7340.506.475.201.143.58

7、16.398城华62032.3335.374.125.162.005.9917.26固城川23832.6229.894.244.673.418.2920.61白豹1113.0037.0014.007.000.0023.0044.00平均4728531.7033.105.406.302.105.5019.40消光的石英多来自变质岩系地层。长石，占碎屑组分的19.22%40.5%1，长 68 总体含量较高。大量长石的出现表明母岩中花岗岩或花岗片麻岩占较大比重。研究区岩 屑占碎屑组分 8.99%24.58%，其中岩浆岩屑占碎屑组分 08.23%，变质岩屑占 0.71% 11.05%，沉积岩屑占 0.

8、13%6.25%，变质岩屑占较大优势。 变质岩屑主要有石英岩、 千枚岩、片岩，含量具由北向南增高的趋势。沉积岩屑以白云岩屑、泥岩岩屑多见。 区域研究表明白云岩屑含量从南到北有减少的趋势，在吴旗北存在一条由西北东南 向的白云岩屑缺失线，所以它的物源肯定来自西南方向，故白云岩屑的存在表明，本 区物源有盆地西南部碳酸盐岩的参与。2. 重矿物组分及其平面分布特征陇东地区长 68 重矿物主要有锆石、电气石、金红石、石榴子石、硬绿泥石、白 钛矿、磁铁矿，偶尔可见绿帘石、磷灰石。其特征为高锆石、电气石、白钛矿，低金 红石、石榴子石、硬绿泥石、磁铁矿。由于白钛矿呈胶状物出现，成因不清楚，磁铁 矿分区性不明显，

9、因此划分重矿物组合时没有采用（表 32）。（1）长 8 重矿物组合及含量变化锆石占重矿物组分 11.73%44.9%，平均20.98%；金红石 0.5%3.51%，平均1.56%； 电气石 1.28%4.74%，平均 3.24%；石榴子石 22.84% 57.07%，平均 39.0%；硬绿泥 石 0.66% 6.02%，平均 2.6%。平面分布上，锆石表现为由 西南向东北方向逐渐增高的趋势，环县最高；石榴子石由西南向东北方向逐渐减少， 环县含量中等；硬绿泥石由西向东含量逐渐增高。（2）长 7 重矿物组合及含量变化锆石占重矿物组分的 30.8454.37%（西峰只有 1块样品，代表性差），平均

10、38.91%； 金红石 0.5% 5.03%，平均 4.37%；电气石 1.5%13.7%，平均 11.93%；石榴子石 1.21% 11.08%，平均 4.12%；硬绿泥石 0.03%8.12%，平均 1.42%。锆石从西南向东北逐 渐增高，西部含量中等；石榴子石在西部及固城川最高，其它地区含量中等；硬绿泥 石由西南向东北逐渐降低，西部环县演武一带亦较低。（3）长 6 重矿物组合及含量变化锆石占重矿物组分 15.39% 48.06%，平均 36.25%；金红石 1.62%5.78%，平均 3.61%；电气石 3.57% 14.61%，平均 11.15%，石榴子石 1.23%18.72%，平均

11、 5.50%， 硬绿泥石 0.17%4.81%，平均 1.68%。锆石变化趋势是从西南向东北逐渐增高，西部 环县演武一带最低；石榴子石西部最高，东北最低，中南部地区变化不明显；硬绿 泥石由西南向东北逐渐降低，西部环县演武较低，其它组分无明显的分区性。表 3 2 陇东地区长 68重矿物分层、分区统计表层位区块井数样品 数锆石金红 石电气 石石榴石榍石绿帘 石硬绿泥石白云 石磷灰 石白钛矿环县 -演武41322.345.783.5718.720.000.000.240.000.0036.50镇原13533.273.209.007.240.270.004.810.000.0034.95长镇北1133

12、6.091.626.982.220.000.000.580.000.0032.32西峰1715.393.1411.097.190.000.433.530.000.0059.67庆阳 -马岭911234.834.4713.624.560.010.041.740.000.0138.75板桥21333.545.0210.722.590.000.000.630.000.0047.156固城川52245.272.007.527.870.020.301.310.000.0031.43城壕86036.143.1014.616.620.140.161.200.000.0028.30东北53848.062.37

13、6.811.230.000.010.170.000.0038.13平均3731636.253.6111.155.500.060.081.680.000.0036.22环县 -演武31040.993.7510.5810.020.000.000.150.000.0034.06镇原11131.115.038.747.890.020.008.120.000.0030.79长镇北31830.841.7313.131.210.090.004.020.000.0037.23西峰1186.500.501.500.000.000.000.500.000.009.00庆阳 -马岭79138.654.3713.89

14、3.930.000.011.250.000.0036.61板桥41337.922.9510.211.450.020.001.250.000.0043.887固城川41154.372.145.0111.080.000.100.730.000.0018.53城壕42535.799.3813.704.340.070.310.080.000.0035.58东北53543.223.389.241.960.000.010.030.000.0136.08平均3221538.914.3711.934.120.020.051.420.000.0035.55环县 -演武3544.901.163.6629.560.

15、000.042.500.000.0016.82镇原22411.730.981.2843.434.400.001.440.000.0014.32长镇北33915.290.502.3942.070.010.002.750.000.2127.58西峰1161.501.000.0010.000.000.002.000.000.0020.00庆阳 -马岭68322.932.114.0935.030.000.022.840.000.0024.89板桥51918.461.021.9557.070.000.000.660.000.0017.588固城川11320.083.514.3244.450.000.04

16、6.020.000.0021.06城壕4936.491.934.7424.120.000.032.720.000.0023.82东北2734.191.684.4922.840.000.003.370.000.0029.03平均2820420.981.563.2439.000.520.012.600.000.1022.62长6-85273532.793.269.1814.400.180.051.860.000.0332.25、环县上里塬地区物源分析1环县上里塬地区碎屑物组分特征（1）砂岩类型及特征 盆内陆源碎屑物是由物源区提供的，因此碎屑物组分的组合特征与物源区有密切 关系。根据环县上里塬地区长

17、 6-长 8砂岩类型的统计，编制了不同成分三角图（图 3-1 、 2、 3），可以看出，主要砂岩类型为岩屑长石砂岩和长石岩屑砂岩（见表3-3 ），从表 33 中明显显示砂岩的特点：岩屑含量较高， 10.73 49.8 ，长 8 平均可达 31.44 ，长7平均为 27.61，长6平均为 25.16 。石英含量低， 19.50 60.55 ， 长8平均可达 30.95，长7平均为 44.29 ，长6平均为 46.17 。长石含量较低， 5.10 43.95 ，长 8平均可达 28.34 ，长 7平均为 21.05 ，长 6平均为 30.94 。 砂岩中各类岩屑含量长 8 期为变质岩岩屑 火成岩岩

18、屑 沉积岩岩屑（图 3 4），长 7、 长 6 期岩屑含量则为变质岩岩屑 沉积岩岩屑 火成岩岩屑（图 3 5、 6）。其中变质岩 岩屑平均可达到占总岩屑中 50以上。石英0.001.00长石 岩屑 图 3-1 长 8 期砂岩组分三角图石英长石 岩屑 图 3-2 长 7 期砂岩组分三角图0.001.00石英长石岩屑火成岩岩屑变质岩岩屑长6长7长8井号石英长石岩屑石英 长石 岩屑石英长石岩屑图 3-3 长 6 期砂岩组分三角图图 34 长 8 期岩屑组分三角图白 13530.2022.4040.60白 23919.5042.7021.90白 24030.8039.7529.5434.1427.29

19、38.5731.2526.1942.56里160.5523.0212.4757.0011.0020.0039.2031.0018.65里656.9121.6312.7547.8226.6818.1427.1041.3025.87里 2827.0031.0033.0029.0032.5023.50里 3734.6030.8018.20里 5548.9514.5036.5533.2526.3040.45里 5648.0014.5037.5032.4027.8039.80里 5743.5025.2517.5034.5024.8617.3525.0036.0019.00里 6122.0038.0022

20、.5029.1727.3323.0022.0038.7527.25里 12026.8023.9532.85木 1140.7011.6047.7026.2519.4554.30环 2043.0633.2023.7464.0014.5021.5034.7035.3030.00环 3047.8021.2031.0053.2022.8024.00环 5934.405.1041.0023.4016.4030.20环 6054.7510.0021.5033.7633.8119.25环 6240.0213.0028.3339.208.4024.0024.8023.2038.00庄 1939.4011.402

21、0.0028.4631.8926.83庄 2251.3813.3819.6850.4413.9421.6833.2528.0026.75庄 3345.3418.3620.5836.6321.5622.0930.0535.7622.19木349.5822.4517.3840.3529.2027.85木745.0013.0023.0039.0024.0037.0045.0011.0044.00木927.0033.2539.75木 1023.4014.6035.50木 1243.9322.8033.2744.6724.1711.3326.0027.7523.75木 1446.6317.3036.07

22、36.5013.7049.8045.9315.1438.93木 1525.6325.8848.49木 1632.3929.1038.51剖757.6019.3023.1054.0026.0319.9737.4042.5320.07悦 1956.0021.8022.2056.1026.0017.90悦 2058.9619.2221.8256.5617.8025.64镇 5839.5013.0031.0033.1718.8320.5029.4232.5028.30镇 5933.5429.0018.95镇 6031.509.0049.00镇 6822.5031.9227.27岭354.4126.05

23、10.7343.8832.2317.86岭 5255.8823.07511.26554.3222.6614.1932.3937.7925.65岭 7051.3923.9018.4154.2123.7712.9235.4143.9523.41岭 7257.1724.9326.0049.9022.6520.49岭 8041.9034.3017.40岭试 131.4026.5027.20岭试 622.5025.0027.50岭试 1142.0015.5029.9028.0028.0021.50沉积岩岩屑沉积岩岩屑0.00 1.000.2750.750.5.500.550图 3-6 长 6 期岩屑组分

24、三角图 这些特征反映了环县上里塬地区长 6-长 8 砂岩成分成熟度低，结构成熟度低， 局部含砾，分选较差，越向盆地边缘，靠古陆，粗碎屑沉积物增多， 变为砂砾岩组成， 表明物源区近；研究区长 6长 8 期砂岩中，岩屑平均含量占砂岩总组分的 28左右， 但不同层段和地区中，岩屑成分不同，从岩屑成分对比研究，对于物源区的确定是很 有意义的（2）砂岩平面变化特征 根据研究区的砂岩组分变化特征可以看出：环县地区的砂岩类型及岩屑组分类型 具有相同特征， 其中石英含量由西至东逐渐增加， 石英最高含量可达 54.75 ，岩屑主 要为变质岩岩屑，含量最高可达 61；镇北至贺旗、上里塬一带具有相似的砂岩类型 和岩

25、屑组分，主要为岩屑长石砂岩，也有少量的长石岩屑砂岩，岩屑的含量较高，岩 屑中变质岩岩屑的含量较高；元城、白马、坪庄一带的砂岩类型及岩屑类型具有相同 的特征，石英含量由东北向西南逐渐增多，其中岩屑主要以变质岩岩屑为主，火成岩 岩屑次之，沉积岩岩屑含量极少。 研究区长 6-长 8轻矿物以及岩屑分布图如 3 7，8， 9，10，11，12。2. 重矿物组分及其平面分布特征 利用岩石中重矿物组合，也可以判断物源区的来源及其特征。环县上里塬地区 长 6 长 8 不同层位及地区重矿物组合特点是各不相同的。 其中榍石含量很低， 甚至为 零，白钛矿普遍含量偏高，尤其是长 6、长 7，这与部分为自生白钛矿有关。

26、因此利用 重矿物特征作物源区分析，主要依据锆石、金红石、电气石、石榴石。研究区长 8 期锆石平均含量达到 27.29 ，石榴石为 46.65 ，电气石为 1.85 ， 金红石为 0.93 （表3-4 ）。研究区长 7期锆石平均含量达到 43.49 ，石榴石为 10.14 ， 电气石为 7.71 ，金红石为 2.34 （表3-5）. 研究区长6期锆石平均含量达到 46.02 ， 石榴石为 5.96 ，电气石为 5.88 ，金红石为 1.65 （表 3-6）。图 37 环县上里塬地区长 8 油层组轻矿物变化图图 38 环县上里塬地区长 8 油层组岩屑组分变化图图 3 9 环县上里塬地区长 7 油层

27、组轻矿物变化图图 310 环县上里塬地区长 7 油层组岩屑组分变化图图 311 环县上里塬地区长 6油层组轻矿物图 312 环县上里塬地区长 6 油层组岩屑组变化图 分变化图表 3-4 环县上里塬地区长 8 重矿物组合特征井号自形锆石金红石电气石无色石榴石磁铁矿白钛矿硬绿泥石镇 68 井33.000.501.5044.500.0037.505.00镇 58 井7.500.501.7560.332.6017.670.90镇 59 井18.000.751.0060.501.2515.752.88里1井14.72.65.618.20.6531.326.3里6井27.93.03.832.90.9530

28、.50.58里 51 井59.290.671.939.331.7121.436.71里 53 井44.131.000.6749.501.503.500.50里 54 井14.671.3351.671.0026.005.00里 52 井18.170.500.7074.831.174.330.50里 55 井23.000.501.1350.881.0022.000.88里 56 井48.501.001.1328.751.0018.001.33里 60 井15.830.701.1065.253.178.005.50里 59 井14.001.0074.881.504.250.83里 58 井47.00

29、1.502.902.0016.504.00白 240 井13.831.1773.501.005.003.50白 246 井20.000.500.7069.001.417.730.50庄 19 井25.000.750.7561.257.500.50庄 22 井50.001.2535.5011.002.25木735.000.502.0053.501.008.00木99.000.000.7577.751.0010.00木 1039.000.501.0047.001.005.006.00木 1145.500.501.3333.003.7010.005.33木 123.000.0077.001.0018

30、.001.00木 1325.001.000.7556.001.009.504.75木 1448.001.003.009.801.5035.802.00木 1523.170.501.0040.832.0022.0011.50木 1628.830.081.4255.501.678.832.83剖725.403.804.5821.0035.754.90岭试 1 井26.01.33.636.61.618.93.5岭 70 井26.01.03.547.10.5119.90.61岭 52 井17.701.104.6027.400.5343.103.80平均27.290.931.8546.651.3717.

31、193.93表 3-5 环县上里塬地区长 7 重矿物组合特征井号自形锆石金红石电气石无色石榴石磁铁矿白钛矿硬绿泥石镇 58 井14.002.0070.501.0012.000.50镇 59 井65.000.501.0011.003.0012.007.00里 2866.502.0023.00里 52 井50.400.582.351.502.0441.49里 55 井39.670.832.173.001.0051.331.00里 60 井41.001.002.0047.001.007.00里 59 井38.001.003.4010.802.2036.801.00里 58 井43.500.503.0

32、05.501.3326.751.00白 240 井78.000.502.674.331.0013.00白 246 井86.000.503.002.331.007.00木751.500.502.001.0045.00木 12 井71.000.502.200.802.0022.00木 1432.331.001.6711.501.3024.301.67悦 1938.805.3413.101.700.1537.601.50悦 2032.203.5018.832.1436.12剖735.306.7413.403.830.9037.400.30环 20 井24.903.708.0036.50环 59 井1

33、8.001.003.004.003.0070.00里1井41.451.956.006.750.5333.650.20里6井31.203.1010.800.200.8852.10环 30 井35.305.4016.800.5040.200.20岭 52 井40.303.004.8010.001.1040.001.17岭 72 井35.504.1010.003.7040.500.78岭 70 井35.102.1012.402.790.2943.352.07岭 148 井42.206.4040.5010.002.40平均43.492.347.7110.141.3232.721.49长 6、长 7 中

34、锆石含量高与长 8 ，长 6、长 7 的锆石含量均高与 40，而长 8 平均 含量仅为 27.29 。按长 6、长 7中锆石含量变化，环县一带锆石含量较低，平均 26 左右，木钵贺旗上里塬一带锆石含量较高，且锆石含量由南向北逐渐增多，含量 为3150，在里 52井、木 7井、木 14井一带达到最高，最高可达 59。元城表 3-6 环县上里塬地区长 6 重矿物组合特征井号自形锆石金红石电气石无色石榴石磁铁矿白钛矿硬绿泥石镇 68 井12.000.003.002.000.0026.001.00镇 58 井48.251.503.002.002.5036.752.00里 53 井77.130.507.

35、001.501.0011.50里 54 井66.561.002.505.331.0022.561.33里 52 井53.501.003.003.001.0036.50里 55 井42.630.802.504.001.0050.440.50里 56 井42.330.902.404.171.3347.330.90里 60 井63.331.083.833.672.8322.831.17里 59 井36.002.8011.602.4042.202.00里 58 井46.830.502.339.003.3337.001.00白 240 井86.380.501.501.001.0010.00白 239 井77.750.502.059.390.957.700.50庄 19 井44.002.005.0020.001.0026.00庄 22