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随着油气勘探程度不断提高,深水重力流砂体相继在多个含油气盆地被发现,因其具有良好的油气储集性,目前已成为沉积领域乃至石油地质学界研究的重点和热点之一[1⁃6]。在20世纪50—70年代,经典浊积岩及约克扇模式[7]相继被提出,对深水重力流沉积理论的研究起到了很大的推动作用,该理论在沉积学界一直广为流行。随着深水沉积研究的不断深入,经典浊积岩及约克扇模式的弊端也日益凸显,在深水油气勘探方面有了较大的局限性。20世纪90年代,以Shanmugam[8]为代表提出砂质碎屑流概念,并在此基础上进行了深入研究[3,9⁃10],随后提出了以砂质碎屑流沉积主导的深水斜坡沉积模式[11]。此后,国内外学者又提出了异重流、混合流、超临界流等流体概念,丰富了我们对陆相湖盆重力流流体类型的理解[6,12⁃14]。
20世纪70年代以来,国内外学者在我国深水重力流沉积领域做了诸多研究,大量的理论研究和油气勘探实践表明了深水重力流砂体作为陆相湖盆中最重要的一种沉积砂体,是目前非常规油气勘探的主要对象[15]。重力流沉积理论在我国松辽盆地[16]、渤海湾盆地[17]、鄂尔多斯盆地[18⁃21]、塔里木盆地[22]、准噶尔盆地[23]等多个陆相湖盆中得到了广泛应用,特别是在鄂尔多斯盆地油气勘探中取得了显著的成果。前人对鄂尔多斯盆地深水重力流沉积的研究主要集中在重力流鉴别标志、沉积类型及特征[20,24⁃25]、沉积体系[18,21]、沉积模式[19,26]等方面。在深水重力流沉积方面研究颇多,不同学者有不同观点：刘芬等[19]利用岩心特征、测井资料等对盆地西南部重力流类型及特征进行了研究,并在此基础上提出其沉积体系及模式；杨仁超等[24]认为盆地南部重力流沉积除由火山、地震等触发机制引起外,还存在洪水成因引起的洪水异重流。由此可见,前人对深水重力流沉积类型、模式及体系有了较为全面且系统的研究,而本次研究主要对研究区出现的岩相从成因的角度进行精细刻画,并以此为基础进一步分析其分布特征和重力流亚相类型。本文以鄂尔多斯盆地西南部长7油层组深水重力流砂体为研究对象,利用大量岩心、测录井、薄片鉴定、电镜扫描、粒度数据分析、X射线衍射全岩分析以及矿物鉴定分析等资料,对典型沉积构造、岩相类型、岩相特征、岩相成因及岩相分布特征进行研究,并以砂质碎屑流砂体占重力流砂体比例为主要依据划分重力流沉积亚相类型,并在此基础上建立了长7段重力流沉积模式,旨在明确不同成因类型砂体的分布特征,进一步明确长7段优质砂体发育规律并预测其分布,为研究区非常规油气的勘探开发提供指导。
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鄂尔多斯盆地是华北板块西部一个多旋回多期次的叠合含油气盆地。根据区域构造特征及基底形态可划分为六个一级构造单元（图1a）。晚三叠世沉积期,受印支运动影响,盆地经历了沉降、发展、拗陷、萎缩、消亡的完整过程,整体呈现西陡东缓的形态,并发育了一套河流—三角洲—湖泊相的陆源碎屑岩地层,厚度介于1 000~1 300 m[24,26⁃27],延长组自下而上可分为10个油层段（长10油层组—长1油层组）（图1b）[28]。长7油层组沉积期,湖盆发生了强烈的构造运动而迅速扩张,成为鄂尔多斯盆地中生界最大湖泛湖[29⁃31]；长7油层组自下而上细分为三段（长73、长72、长71）,长73小层为烃源岩及页岩油的主要富集区；长72、长71小层主要发育致密砂岩油气藏[32],垂向上致密储层与生油层互层共生,含油饱和度高[30]。
研究区位于鄂尔多斯盆地西南部的定边、吴起、华池、庆城一带,区域构造上位于天环凹陷东部,渭北隆起北缘,伊陕斜坡南部,晋西挠褶带西部（图1a）。长7油层组整体以坡折带以下至深水区的湖相深水沉积为主要背景,在下部主要发育一套深灰—黑色富有机质泥页岩,为盆地内生油能力较好的烃源岩层系；其上部主要发育一套储集性能良好的深水重力流砂体,主要包括砂质碎屑流成因砂体及浊流成因砂体。岩性以褐色—灰褐色细砂岩、深灰—黑色富有机质泥页岩为主,是研究湖泊深水重力流沉积的重点层段。
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通过对120余块岩心样品进行X射线衍射全岩分析,并对实验结果进行统计（表1）,获得了不同岩性岩石所对应的矿物成分及含量,并依据矿物成分及含量的差异,为岩相岩性划分提供依据。数据分析表明,研究区细砂岩中长英质矿物分布最为广泛,石英平均含量为42.14%,长石平均含量为31.32%；粉砂岩中长英质矿物占比较大,石英平均含量为34.22%,长石平均含量为31.68%；泥岩中黏土矿物含量较多,平均含量为26.75%；页岩中黏土矿物含量较其他岩石含量最高,平均含量为30.73%。
表 1 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段X衍射全岩分析结果
Table 1. X⁃ray diffraction whole⁃rock analysis results from the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
岩性 全岩矿物含量（%） 石英 长石 黏土 方解石 白云石 黄铁矿 菱铁矿 重晶石 细砂岩 16.7~63.1（42.14） 17.8~52.0（31.32） 6.4~31.1（15.27） 0.2~42.0（5.90） 0~58.1（4.93） 0~0.6（0.07） 0~3.5（0.37） — 粉砂岩 19.4~46.7（34.22） 15.5~49.6（31.68） 15.4~39.5（21.09） 0~38.1（11.61） 0.5~2.1（1.26） 0~0.7（0.14） — — 泥岩 15.9~45.2（33.10） 14.1~43.8（30.08） 14.0~46.1（26.75） 0~35.9（7.22） 0~11.0（1.90） 0~4.2（0.58） 0~3.0（0.27） 0~0.4（0.10） 页岩 26.9~64.8（43.07） 2.4~39.9（17.57） 9.9~46.4（30.73） 0~4.9（2.00） 1.0~29.7（4.73） 0~5.8（1.24） 0~3.1（0.66） — 总计 15.9~64.838.13 2.4~52.027.66 6.4~46.423.46 0~42.06.68 0~58.13.20 0~5.80.51 0~3.50.33 0~0.40.03 研究区长英质矿物分布最为广泛,石英含量介于15.90%~64.80%,平均为38.13%,长石含量介于2.40%~52.00%,平均为27.66%,二者在镜下主要呈分散状（图2a,b）、条带状（图2c,d）、团块状（图2e,f）,常呈伴生出现。黏土矿物含量介于6.4%~46.4%,平均为23.46%,以绿泥石（图2g）、伊利石（图2h）为主,含少量伊/蒙混层（图2i）,多呈条带状（图2j）、块状（图2k）分布。白云石（图2l~n）含量介于0~58.10%,平均为3.20%,常与方解石伴生。方解石含量介于0~42.00%,平均为6.68%,多以块状（图2o）、透镜状（图2p）、脉状（图2q）产出,重结晶现象普遍。黄铁矿平均含量为0.51%,呈薄层状（图2r）、散点状（图2s）、团块状（图2t）三种形态产出,为强还原环境下形成的自生矿物。总体来说,研究区内岩石矿物类型丰富多样,相对含量也极为多变。
图 2 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段典型矿物镜下和岩心照片
Figure 2. Microscope and core photos of typical minerals in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
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岩相是在一定环境中形成的岩石类型及组合,是沉积相的主要组成部分。通过识别不同的岩相组合有利于推断其沉积过程,能在一定程度上反映沉积环境。首先依据岩相的岩性（矿物成分、颗粒大小）将岩相的岩性整体划分为砂岩、泥岩、页岩和凝灰岩,再根据其宏观与微观沉积构造特征将研究区岩相进一步细分。
通过对研究区50口典型取心井的岩心资料进行精细描述与取样分析,在明确了研究区主要的沉积构造类型及特征之后,根据岩相的岩性（矿物成分、颗粒大小）、颜色、宏观与微观沉积构造特征等将鄂尔多斯盆地长7段深水重力流沉积划分为6种岩相类型（表2）,其沉积特征及岩相分别描述如下。
表 2 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段深水重力流沉积岩相类型划分
Table 2. Classification of deep⁃water gravity flow sedimentary lithofacies in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
岩石类型 岩相类型 代号 基本特征 成因解释 砂岩 块状层理细砂岩相 Sm 灰色、褐灰色,局部可见次棱角泥砾、泥岩撕裂屑 砂质碎屑流成因 正粒序粉砂—细砂岩相 Sa 深灰色,纵向上形成鲍马序列,底部可见到沟模 浊流成因 泥岩 条带状（粉砂质）泥岩相 Mh 暗色、黑色,条带状较为发育 半深湖—深湖原地沉积 似块状泥岩相 Mm 黑色泥岩,多见自生矿物黄铁矿,有机质含量极为丰富 有机质—矿物集合体悬浮沉降 页岩 水平纹层页岩相 Sh 暗色、黑色页岩,页理非常发育 半深湖—深湖原地沉积 凝灰岩 凝灰岩相 T 黄色、灰褐色凝灰岩,常与暗色页岩互层 火山活动 （1） 块状层理细砂岩相（Sm）：岩相颜色以灰色、褐灰色为主,岩性主要为细粒级砂岩。由于快速堆积导致矿物颗粒粒度变化较大,分选磨圆差,结构成熟度低；主要发育块状层理（图3a）,不显其他沉积构造,整体以块状“冻结”方式沉积[3],反映了块状搬运的过程。在沉积相序的中上部可见泥岩撕裂屑（图3b）构造,其大小较混杂；在沉积相序上部可见次棱角泥砾（图3c）、“泥包砾”等构造,“泥包砾”构造常表现为泥质结核被外部泥页岩呈同心包裹,李相博等[33]认为其沉积物是以块状方式搬运,为砂质碎屑流沉积的重要鉴别标志；在沉积相序底部含大量植物碎屑,由于以块状“冻结”方式沉积,往往不显侵蚀性,底部较为平坦,与顶底部泥页岩接触方式有多种类型,多以突变接触为主；概率累计曲线呈“宽缓上拱形”（图4a）,反映了颗粒呈单一的“杂基支撑或颗粒支撑悬浮”整体搬运,主要发育在坡折带以下至半深湖—深湖区,由以上可推断其为砂质碎屑流沉积的产物。
图 3 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段典型井沉积构造及岩心照片
Figure 3. Sedimentary structure and core photos of typical wells in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 4 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段Zh70井和N189井概率累积曲线图
Figure 4. Cumulative probability curves of wells N189 and Zh70 in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
（2） 正粒序粉砂—细砂岩相（Sa）：岩相颜色以灰色、深灰色为主,岩性主要为极细—粉级砂岩。由于重力分异作用,导致大的颗粒先沉积在底部,小颗粒后沉积,在纵向上形成下部较粗颗粒,往上颗粒逐渐变细的正粒序；砂岩底部由于受到牵引流作用,在正粒序层理上可见少量的具牵引流成因的平行纹层、沙纹层理等沉积构造,与顶部的泥页岩在纵向上多可形成不完整的鲍马序列,可见AB段组合、AE段组合（图3d）、ABE段组合（图3e）和ABCDE段组合；由于流动状态为紊流,往往对其下部地层具有侵蚀作用,在岩层底部可见槽模（图3f）、火焰状构造（图3g）以及沟模（图3h）；概率累计曲线呈“一段悬浮式”（图4b）,反映了颗粒呈湍流支撑悬浮搬运,主要为浊流事件发育形成的产物。
（3） 条带状（粉砂质）泥岩相（Mh）：主要为暗色、黑色粉砂质泥岩或泥岩,常呈条带状产出（图3i,m）,可见少量的云母和植物碎屑及丰富的动物遗迹化石,常与块状层理细砂岩互层产出。在水动力条件较弱的半深湖—深湖环境下形成。
（4） 似块状泥岩相（Mm）：岩性主要是黑色泥岩（图3j,n）,有机质含量极为丰富,其沉积机理为有机质—矿物集合体悬浮沉降,多见自生矿物黄铁矿（图3j）,为火山喷发期的深湖环境下形成。岩石矿物成分以黏土矿物为主,长英质矿物含量较低。
（5） 水平纹层页岩相（Sh）：岩性主要为暗色、黑色页岩,成层性及横向稳定较好,页理非常发育,可见水平纹层（图3k,o）,黏土矿物为其主要矿物成分。其沉积环境含氧量较低,有机质含量较为丰富,在水动力条件较弱的半深湖—深湖环境下形成。
（6） 凝灰岩相（T）：岩性主要为黄色、灰褐色凝灰岩（图3l,p）,常与暗色页岩互层,主要发育块状层理、脉状层理和透镜状层理。该岩相类型在研究区长73亚段发育较为普遍,在多口井的取心中均有发现,且在局部分布较为稳定,反映在该地质历史时期火山活动较为强烈。
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通过对研究区长7油层组岩心、测井等资料进行分析,并根据岩相发育特征总结出研究区长7油层组发育4种岩相组合方式（图5）。
图 5 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段深水重力流沉积岩相组合
Figure 5. Deep⁃water gravity flow sedimentary lithofacies assemblages in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
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该组合中可见多期厚层块状层理细砂岩相（Sm）叠置发育,薄层条带状（粉砂质）泥岩相（Mh）或水平纹层页岩相（Sh）夹于不同期次块状层理细砂岩相（Sm）之间（图5a）。块状层理较为发育,不发育其他沉积构造；Sm岩相的顶底界面通常与Mh（Sh）岩相呈突变接触,这种接触方式在一定程度上反映砂质碎屑流呈块状“冻结”方式沉积,主要为多期砂质碎屑流沉积与深水原地沉积环境下发育的结果。
2） 组合二：Sm-Sa-Mh（Sh）
该组合中可见厚层块状细砂岩相（Sm）与正粒序粉砂—细砂岩相（Sa）交替发育,Sm和Sa岩相被其上覆或下伏的Mh（Sh）岩相所分离,可见Sm-Sa-Mh（Sh）岩相组成的韵律层（图5b）,局部可见冲刷侵蚀的特征,在垂向上由下至上砂岩整体呈现出变细、变薄的趋势。反映砂质碎屑流、浊流和深水原地沉积环境下发育的结果。
3） 组合三：Sa-Mh（Sh）
该组合由正粒序粉砂—细砂岩相（Sa）与条带状（粉砂质）泥岩相（水平纹层页岩相）（Mh（Sh））呈薄互层形式产出（图5c）,其鲍马序列底部发育正粒序层理,之上发育平行纹层、沙纹层理,与顶部的泥页岩呈渐变接触。在其底部可见冲刷侵蚀特征,包括槽模、沟模、火焰状等沉积构造。主要为多期浊流沉积与深水原地沉积环境下发育的结果。
4） 组合四：T-Sh（Mm）
该组合由凝灰岩相（T）和水平纹层（似块状泥岩相）页岩相（Sh（Mm））以互层的形式产出（图5d）,水平层理较发育,呈块状构造。泥页岩颜色呈黑色、深黑色,页理更为发育,多见黄铁矿,有机质含量比较高。为火山碎屑沉积与深水原地沉积交互环境所形成的产物,主要发育在半深湖—深湖区域。
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以长73小层研究为例,沿顺物源方向从湖盆边缘到湖盆中心对N199井、Zh233井、N36井、Zh22井进行岩相描绘（图6,7）,对鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段深水重力流沉积岩相在平面上的分布进行研究。研究发现N199井的岩相类型以Sm、Mh、Sh为主,主要发育岩相组合一；Zh233井岩相类型以Sm、Sa、Mh为主,主要发育岩相组合一和岩相组合二；N36井的岩相类型以Sa、Mh为主,主要发育岩相组合三；Zh22井的岩相类型以T、Sh为主,主要发育岩相组合四,在剖面上砂质碎屑流砂体逐渐减少,而浊流砂体含量逐渐增多。从湖盆边缘到湖盆中心依次呈现出砂质碎屑流沉积砂岩与泥岩互层叠置、砂质碎屑流、浊流沉积与泥质沉积垂向叠置、浊流沉积与泥质沉积垂向组合、凝灰岩与泥质沉积互层叠置的变化特征。表明从湖盆边缘到湖盆中心,砂质碎屑流沉积不断向前推进,并不断被稀释,流体状态由层流渐变为紊流,逐渐向位于其前端或侧翼的浊流沉积转换（图6a）[34]。
图 6 鄂尔多斯盆地西南部延长组长73段深水重力流沉积岩相分布特征
Figure 6. Distribution characteristics of deep⁃water gravity flow sedimentary lithofacies in the Chang 73 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 7 鄂尔多斯盆地西南部延长组长73段深水重力流沉积平面展布
Figure 7. Plane distribution of the deep⁃water gravity flow deposition in the Chang 73 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
在平面上（图7）,坡折带以下以发育砂质碎屑流沉积为主,由不同沉积期次中—厚层砂质碎屑流沉积在垂向上相互叠置形成,期间被一定厚度的深水原地沉积相隔,该组合在研究区最为常见,岩相多发育块状层理细砂岩相（Sm）与条带状（粉砂质）泥岩相（水平纹层页岩相）（Mh（Sh））的组合形式（图6b）；随着砂质碎屑流向前推进逐渐被稀释导致浓度降低,流态逐渐发生变化转化为牛顿流体,具有塑性流变性质的砂质碎屑流表面部分转化为具有牛顿流变性质的浊流,出现二者相混合的沉积（图6a、图7）,常表现为厚度较薄、粒度较细的浊流沉积叠加在厚度较大、粒度较粗的砂质碎屑流沉积之上,与其上伏或下伏的深水原地沉积相交替发育,多以发育岩相组合二（图6c）,该类组合主要发育在湖盆中坡折带以下至半深湖—深湖沉积环境中；随着砂体进一步向湖盆中心推进,直至砂质碎屑流大部分转化为浊流（图6a、图7）,以发育浊流沉积为主,以深水原地沉积与不同期次的浊流沉积垂向叠置,浊流沉积单砂体厚度较薄,岩相多以正粒序粉砂—细砂岩相（Sa）与条带状（粉砂质）泥岩相（水平纹层页岩相）（Mh（Sh））互层的形式产出（图6d）,该组合发育在湖盆中坡折带以下至深水沉积环境中；在半深湖—深湖区,可见多期薄层的火山碎屑沉积的垂向叠置,期间被一定厚度深水原地沉积所相隔,岩相上多以凝灰岩相（T）和水平纹层（似块状泥岩相）页岩相（Sh（Mm））互层的形式产出（图6e）。从湖盆边缘至湖盆中心,重力流整体呈现砂质碎屑流—砂质碎屑流与浊流—浊流沉积的演化特征。
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鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组发育分布范围广的重力流沉积,不同的区域由于地形及物源供应的不同,导致形成的重力流类型和分布范围也不同。以延长组长73亚段为例,盆地西南部由于坡折带比较陡倾,距离物源较近的原因,发育辫状河三角洲,在坡折带以下重力流沉积极为发育,延伸距离长,从坡折带以下至湖盆中心依次发育砂质碎屑流沉积、砂质碎屑流—浊流混合成因沉积、浊流沉积三种类型。坡折带以下近端主要发育砂质碎屑流沉积,在平面上呈聚拢条带状展布,主要分布于庆阳、宁县、正宁一带（图7）；混合成因沉积为砂质碎屑流沉积向浊流沉积转化而形成,砂质碎屑流密度较大,分布于流体底部,浊流由于密度较小位于流体前端或顶部,平面上呈带状展布,主要分布于桐川—合水一带（图7）；在浊流沉积中,浊流可延伸分布于湖盆中心,在平面上呈扇形或朵状展布,主要分布于环县—华池一带（图7）。东北部由于地形较宽缓,物源距离较远,重力流发育规模较小,延伸距离较短,发育曲流河三角洲,坡折带以下至湖盆中心仅发育砂质碎屑流—浊流混合成因沉积、浊流沉积两种类型,在平面上呈零星或舌状展布,主要分布于盐池、定边、吴起一带（图7）。
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研究区深水重力流沉积主要发育在坡折带以下至半深湖—深湖区域。湖盆中广泛发育的深水重力流沉积主要受沉积物源供应、盆地底形及构造活动等触发机制控制[25]。主要物源供应来自西部、南部及东北部三个地区[35],且由于物源距离、坡度和地形原因,盆地西部及南部浅湖区内发育辫状河三角洲,东北部主要发育曲流河三角洲[19,36]；晚三叠世受强烈构造运动影响,鄂尔多斯盆地受到强烈挤压变形,形成西南陡倾,东北宽缓的地形特征,西南部的陡坡地形为重力流的形成提供前提条件[37]；再者,晚三叠世印支构造运动强烈,古地震、火山活动等频发[38],均可作为重力流的主要触发机制。
鄂尔多斯盆地西南部三角洲前缘斜坡处的水下分流河道砂体在地震、火山等触发因素作用下开始移动,逐渐形成滑动、滑塌砂体；流体在遇到液化作用并被湖水稀释后,开始以块状搬运,在坡折带末端形成具有塑性流变性质的砂质碎屑流；砂质碎屑流向深湖区搬运,浓度开始降低,流体性质开始逐渐转化为牛顿流体,最后在重力分异作用下逐渐沉积下来,形成浊积岩。除在三角洲前缘斜坡处由于地震、火山活动等触发机制引起的重力流沉积外,在盆地南部,还存在由于洪水作用,在三角洲前缘斜坡处形成由牵引流转变为的洪水异重流[24]。
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沿平行物源方向对Zh161井—W100井砂体成因连井图（图8a）进行分析,并对长7段砂质碎屑流成因砂体厚度、浊流成因砂体厚度以及二者占重力流砂体比例进行统计（图8b）。结合对各种岩相类型、组合特征、分布规律的研究,提出依据砂质碎屑流砂体所占重力流砂体比例、岩相类型、岩相组合、GR形态和水道规模等因素来定量划分深水重力流沉积各亚相（表3）。最后,依据研究区岩相特征分析、沉积环境的研究,建立了鄂尔多斯盆地西南部长7段重力流沉积模式（图9）。可以看出,从湖盆边缘坡折带以下至湖盆中心沟道型重力流沉积体系依次发育限制性水道、非限制性水道、前端朵体和半深湖—深湖泥（图9a）。
图 8 长7段Zh161井—W100井砂体成因连井分析图（连井平面分布见图7）
Figure 8. Analysis of the origin of sand bodies in wells Zh161⁃W100 of the Chang 7 member (The plane distribution of wells is shown in Fig.7)
表 3 鄂尔多斯盆地延长组长7段深水重力流沉积体系亚相划分方案
Table 3. Subfacies division scheme of the deep⁃water gravity flow depositional system in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
相 亚相 砂质碎屑流占重力流砂体 比例 岩相类型 岩相组合 GR形态 水道规模（单砂体厚度/m 沟道型重力流 限制性水道 >70% 块状层理细砂岩相为主正粒序粉砂—细砂岩相次之 Sm-Mh（Sh） 光滑箱形为主 4.0~7.5 非限制性水道 5%~70% 正粒序粉砂—细砂岩相与块状层理细砂岩相共同发育 Sm-Sa-Mh（Sh） 箱形或钟形 3.0~5.5 前端朵体 <5% 正粒序粉砂—细砂岩相为主 Sa-Mh（Sh） 指状 0.3~1.0 
图 9 （a）鄂尔多斯盆地西南部长7段深水重力流沉积模式；（b）纵切面上从近端到远端的演变
Figure 9. (a) Sedimentary model of deep⁃water gravity flow in the Chang 7 member in the southwestern Ordos Basin; (b) proximal to distal longitudinal evolution
1） 限制性水道
在坡折带处,由于地形坡度及强烈构造活动等触发因素的影响,沉积物开始沿斜坡下滑逐渐形成滑动、滑塌砂体,流体遭受液化及湖水稀释作用在斜坡末端逐渐形成砂质碎屑流,砂质碎屑流沿着限制性水道搬运,在斜坡处多发生过路而不沉积作用,在坡折带末端开始沉积,其沉积的砂质碎屑流砂体占重力流砂体比例大于70%；限制性水道单砂体厚度介于4.0~7.5 m,自然伽马（GR）曲线形态特征为光滑箱型,主要发育岩相组合一,延伸距离短,主要为聚拢状平面展布（图9a,bⅠ）。
2） 非限制性水道
主要发育于限制性水道的下游部分,发育规模较小。砂质碎屑流继续向前推进进入较为开阔的非限制性水道中,流体被稀释,流态性质发生变化,逐渐转变为牛顿流体,具有塑性流变性质的砂质碎屑流表面部分转化为具有牛顿流变性质的浊流,出现二者相混合的沉积,砂质碎屑流砂体占重力流砂体比例可达到5%~70%；其单砂体厚度介于3.0~5.5 m,GR曲线形态特征为箱形或钟形,主要发育岩相组合二,延伸距离较长,水道主要表现为分支状平面展布（图9a,bⅡ）。
3） 前端朵体
主要发育在水道末端,砂质碎屑流流体搬运距离进一步增加,已大部分转化为浊流,沉积了一套以岩相组合三形式产出的泥砂沉积,浊流砂体占据主导地位,占重力流砂体的比例可达95%以上；其单砂体厚度介于为0.3~1.0 m,GR形态特征为指状,由于受到环境的限制及重力流流体能量的减弱,在这种较开放的环境中,重力流流体能量已无法携带砂体继续向前搬运,即在水道末端呈片状或朵叶状分布（图9a,bⅢ）。
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（1） 研究区长7油层组岩性以细砂岩、粉砂岩及泥页岩为主,依据岩性、宏观与微观沉积构造特征将其细分为块状层理细砂岩相（Sm）、正粒序粉砂—细砂岩相（Sa）、条带状（粉砂质）泥岩相（Mh）、似块状泥岩相（Mm）、水平纹层页岩相（Sh）、凝灰岩相（T）等6种岩相类型。
（2） 研究区深水重力流沉积发育四种岩相组合类型：Sm-Mh（Sh）、Sm-Sa-Mh（Sh）、Sa-Mh（Sh）、T-Sh（Mm）,反映深水重力流沉积与湖泊相环境中砂质碎屑流—深水原地沉积、砂质碎屑流—浊流—深水原地沉积、浊流—深水原地沉积、火山碎屑沉积—深水原地沉积作用,指示从湖盆边缘至湖盆中心,沉积环境呈现砂质碎屑流、砂质碎屑流向浊流转换、浊流的演化特征。
（3） 依据砂质碎屑流砂体所占重力流砂体比例、岩相类型、岩相组合、GR形态和水道规模等因素将重力流沉积定量划分为限制性水道、非限制性水道及前端朵体三个亚相,并建立了研究区长7段深水重力流沉积模式。
Lithofacies Characteristics and Distribution Patterns of Deep Water Gravity Flow Deposits in the Chang 7 Oil Member in the Southwest Ordos Basin
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摘要: 目的 鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7油层组广泛发育深水重力流沉积,然而其岩相分布规律、沉积演化过程及沉积模式研究较为薄弱,制约了该区深水油气勘探部署。 方法 以盆地西南部长7油层组为研究对象,依据大量岩心、测录井、薄片鉴定、电镜扫描、粒度数据分析、X射线衍射全岩分析以及矿物鉴定分析等资料,对研究区深水重力流沉积岩石类型、岩相特征、岩相组合、岩相分布特征以及沉积相划分等进行分析,并在此基础上建立了重力流沉积模式。 结果 （1）研究区岩性以灰色、褐灰色细粒级砂岩,灰色、深灰色极细—粉级砂岩,暗色、黑色泥页岩为主,夹少量凝灰岩；矿物成分主要由石英、长石及黏土矿物组成；（2）主要岩相类型包括块状层理细砂岩相（Sm）、正粒序粉砂—细砂岩相（Sa）、条带状（粉砂质）泥岩相（Mh）、似块状泥岩相（Mm）、水平纹层页岩相（Sh）、凝灰岩相（T）等6种岩相类型,并根据不同沉积环境的发育情况总结出四种岩相组合类型：Sm-Mh（Sh）、Sm-Sa-Mh（Sh）、Sa-Mh（Sh）、T-Sh（Mm）,反映湖泊相环境中砂质碎屑流—深水原地沉积、砂质碎屑流—浊流—深水原地沉积、浊流—深水原地沉积、火山碎屑沉积—深水原地沉积作用；（3）依据不同类型重力流发育的岩相组合及平面分布特征,认为从坡折带以下至湖盆中心,重力流呈现砂质碎屑流、砂质碎屑流—浊流、浊流的演化特征；（4）依据砂质碎屑流砂体所占重力流砂体比例、岩相类型、岩相组合、自然伽马（GR）曲线形态和水道规模等因素,将重力流沉积划分为限制性水道、非限制性水道、前端朵体三个亚相。 结论 该研究有助于明确长7油层组优质砂体发育规律并预测其分布,为研究区非常规油气的勘探开发提供指导。Abstract: Objective Deep-water gravity flow deposits are widely developed in the Chang 7 oil member of the Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin. However, the research on the distribution pattern of lithofacies, sedimentary evolution process, and depositional model is relatively weak, which restricts the deployment of deep-water oil and gas exploration in this area. Methods Taking the Chang 7 oil member in the southwestern Ordos Basin as the research object, based on a large number of cores, well logging, thin section identification, electron microscope scanning, particle size date analysis, X-ray diffraction whole rock analysis, mineral identification analysis, and other data, the rock types, lithofacies characteristics, lithofacies assemblages, distribution characteristics, and sedimentary facies division of the deep-water gravity flow deposits were analyzed. Then, the gravity flow depositional model was established. Results （1） The lithology of deep-water gravity flow deposits of the Chang 7 oil member is mainly composed of gray and brown-gray fine-grained sandstone, gray and dark gray ultrafine-powder sandstone, and dark and black mud shale, with a small amount of tuff； the mineral components are mainly composed of quartz, feldspar, and clay minerals； （2） the main lithofacies types include massive bedding fine sandstone facies （Sm）, positive-order silt-fine sandstone facies （Sa）, banded （silty） mudstone facies （Mh）, laminated shale facies （Sh）, block like mudstone facies （Mm）, and tuff facies （T）. According to the development of different sedimentary environments, four lithofacies assemblages are summarized： Sm-Mh （Sh）, Sm-Sa-Mh （Sh）, Sa-Mh （Sh）, and T-Sh （Mm）. This reflects sandy debris flow -deep water in situ deposition, sandy debris flow -turbidity currents-deep water in situ deposition, turbidity currents -deep water in situ deposition, and volcaniclastic deposits-deep water in situ deposition in the lacustrine environments； （3） based on the lithofacies assemblages and plane distribution characteristics developed by different types of gravity flow deposits, from below the slope break zone to the center of the lake basin, the gravity flow presents the evolution characteristics of sandy debris flow, sandy debris flow- turbidity currents, and turbidity currents. （4） According to the sandstone proportion of sandy debris flow in gravity flow, lithofacies types, lithofacies assemblages, GR form, and channel scale, the gravity flow deposits are divided into three subfacies： restricted channel, non-restricted channel, and front end lobes. Conclusions This study helps to clarify the development pattern and predict the distribution of high-quality sand bodies in the Chang 7 oil member, providing guidance for the exploration and development of unconventional oil and gas in the study area.
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图 2 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段典型矿物镜下和岩心照片
Figure 2. Microscope and core photos of typical minerals in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 3 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段典型井沉积构造及岩心照片
Figure 3. Sedimentary structure and core photos of typical wells in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 4 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段Zh70井和N189井概率累积曲线图
Figure 4. Cumulative probability curves of wells N189 and Zh70 in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 5 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段深水重力流沉积岩相组合
Figure 5. Deep⁃water gravity flow sedimentary lithofacies assemblages in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 6 鄂尔多斯盆地西南部延长组长73段深水重力流沉积岩相分布特征
Figure 6. Distribution characteristics of deep⁃water gravity flow sedimentary lithofacies in the Chang 73 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 7 鄂尔多斯盆地西南部延长组长73段深水重力流沉积平面展布
Figure 7. Plane distribution of the deep⁃water gravity flow deposition in the Chang 73 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
图 8 长7段Zh161井—W100井砂体成因连井分析图（连井平面分布见图7）
Figure 8. Analysis of the origin of sand bodies in wells Zh161⁃W100 of the Chang 7 member (The plane distribution of wells is shown in Fig.7)
图 9 （a）鄂尔多斯盆地西南部长7段深水重力流沉积模式；（b）纵切面上从近端到远端的演变
Figure 9. (a) Sedimentary model of deep⁃water gravity flow in the Chang 7 member in the southwestern Ordos Basin; (b) proximal to distal longitudinal evolution
表 1 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段X衍射全岩分析结果
Table 1. X⁃ray diffraction whole⁃rock analysis results from the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
岩性 全岩矿物含量（%） 石英 长石 黏土 方解石 白云石 黄铁矿 菱铁矿 重晶石 细砂岩 16.7~63.1（42.14） 17.8~52.0（31.32） 6.4~31.1（15.27） 0.2~42.0（5.90） 0~58.1（4.93） 0~0.6（0.07） 0~3.5（0.37） — 粉砂岩 19.4~46.7（34.22） 15.5~49.6（31.68） 15.4~39.5（21.09） 0~38.1（11.61） 0.5~2.1（1.26） 0~0.7（0.14） — — 泥岩 15.9~45.2（33.10） 14.1~43.8（30.08） 14.0~46.1（26.75） 0~35.9（7.22） 0~11.0（1.90） 0~4.2（0.58） 0~3.0（0.27） 0~0.4（0.10） 页岩 26.9~64.8（43.07） 2.4~39.9（17.57） 9.9~46.4（30.73） 0~4.9（2.00） 1.0~29.7（4.73） 0~5.8（1.24） 0~3.1（0.66） — 总计 15.9~64.838.13 2.4~52.027.66 6.4~46.423.46 0~42.06.68 0~58.13.20 0~5.80.51 0~3.50.33 0~0.40.03 
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表 2 鄂尔多斯盆地西南部延长组长7段深水重力流沉积岩相类型划分
Table 2. Classification of deep⁃water gravity flow sedimentary lithofacies in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
岩石类型 岩相类型 代号 基本特征 成因解释 砂岩 块状层理细砂岩相 Sm 灰色、褐灰色,局部可见次棱角泥砾、泥岩撕裂屑 砂质碎屑流成因 正粒序粉砂—细砂岩相 Sa 深灰色,纵向上形成鲍马序列,底部可见到沟模 浊流成因 泥岩 条带状（粉砂质）泥岩相 Mh 暗色、黑色,条带状较为发育 半深湖—深湖原地沉积 似块状泥岩相 Mm 黑色泥岩,多见自生矿物黄铁矿,有机质含量极为丰富 有机质—矿物集合体悬浮沉降 页岩 水平纹层页岩相 Sh 暗色、黑色页岩,页理非常发育 半深湖—深湖原地沉积 凝灰岩 凝灰岩相 T 黄色、灰褐色凝灰岩,常与暗色页岩互层 火山活动
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表 3 鄂尔多斯盆地延长组长7段深水重力流沉积体系亚相划分方案
Table 3. Subfacies division scheme of the deep⁃water gravity flow depositional system in the Chang 7 member of the Yanchang Formation in the southwestern Ordos Basin
相 亚相 砂质碎屑流占重力流砂体 比例 岩相类型 岩相组合 GR形态 水道规模（单砂体厚度/m 沟道型重力流 限制性水道 >70% 块状层理细砂岩相为主正粒序粉砂—细砂岩相次之 Sm-Mh（Sh） 光滑箱形为主 4.0~7.5 非限制性水道 5%~70% 正粒序粉砂—细砂岩相与块状层理细砂岩相共同发育 Sm-Sa-Mh（Sh） 箱形或钟形 3.0~5.5 前端朵体 <5% 正粒序粉砂—细砂岩相为主 Sa-Mh（Sh） 指状 0.3~1.0
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图(9) / 表 (3)
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