随着科学技术的不断发展和深水沉积研究的不断深入, 深水水道逐渐成为沉积学及深水油气勘探的重要对象。国内对深水水道的研究相对滞后，主要体现在水道沉积机制和物性分析的研究尚显不足，水道类型复杂，划分方案迥异^[1]。鄂尔多斯盆地西部奥陶系拉什仲组是深水重力流沉积的典型发育区，前人对研究区的古生物、地层、构造等进行过诸多研究^[2]。相对而言，研究区在沉积学方面的研究尚显不足，且各学者之间存在较大争议。费安玮^[3]系统研究了拉什仲组的遗迹化石，认为拉什仲组属于深海远源浊流沉积环境；肖彬等^[2]通过岩性、沉积构造、古生物及地球化学等资料的分析，认为该剖面是典型的深水浊流沉积，为斜坡相及盆地边缘相；另有观点认为拉什仲组为深海盆地沉积模式^[4]；但丁海军等^[5]认为拉什仲组还发育等深流沉积。本文以野外观察、室内薄片鉴定等系统分析为基础，结合前人研究成果对研究区拉什仲组沉积特征和沉积环境进行详细研究，分析了深水重力流的沉积特征、演化及储集性能，为研究区深水油气勘探提供依据。

研究区位于鄂尔多斯盆地西缘，内蒙古桌子山地区，处于阿拉善古陆与鄂尔多斯古陆之间的三角地区。其构造位置为贺兰构造带与秦岭、北祁连海槽形成的三叉裂谷系^[6](图 1)。

图  1  研究区位置图(A据文献4]修改，B据文献[1]修改)

Figure 1.  Geographical location map of the study area (A modified from reference [4], B modified from reference [1])

研究区奥陶系总体呈一个海平面升—降旋回，中奥陶统从下到上由乌拉力克组、拉什仲组、公乌素组及蛇山组组成^[6]。拉什仲组整体为砂岩和泥岩互层的深水重力流沉积层序，下部为砂页岩不等厚互层沉积；中部以泥岩为主，夹薄层粉砂岩；上部砂岩、粉砂岩与泥岩互层。常见槽模、交错层理以及鲍马序列，深水重力流沉积发育^[1-2]。

研究区拉什仲组岩性从下至上可分为3段(图 2)，特征如下：

图  2  研究区拉什仲组沉积相剖面分析柱状图

Figure 2.  Stratigraphic and facies column of Lashizhong Formation in the study area

第1段(1~24层)：底部主要为灰绿色钙质泥岩夹薄层钙质粉砂岩，泥岩单层厚10~20 cm，含笔石及小型腕足类化石，可见含砾砂岩，砾石成分为泥砾，分选较差，磨圆为次圆状，可见最大砾石为12 cm×7 cm，中部夹薄层泥岩，上部砂泥岩薄互层，顶部主要为粉砂岩及泥岩。可见不完整鲍马序列，以T_abce最为常见，砂岩中见小型交错层理及遗迹化石，砂岩底部发育槽模构造，横向不稳定。

第2段(25层)：灰绿色钙质泥岩，泥岩中央夹有薄—中层砂岩透镜体，砂岩具正粒序及变形构造，下部发育底模，上部发育交错层理，构成不完整鲍马序列。泥岩中含笔石。

第3段(26~34层)：主要为灰绿色钙质砂岩、粉砂岩与灰黑色泥岩不等厚互层，向上砂岩单层变薄，粒度变细，而泥岩向上增多下部泥砂比大致为1:1，中上部泥岩增多，泥砂比为1:1~3:1，泥岩厚一般为10~30 cm，具T_abce、T_bce、T_ce等似鲍马序列组合，粉砂岩底部发育底模及遗迹化石。

研究区海底扇常见水道化沉积砂体及向上变薄变细的水道化沉积层序，主要包括中扇和外扇亚相，上扇不发育。细化研究区海底扇沉积特征如表 1。

中扇沉积厚度为90 m左右，主要由水道化砂体组成，发育于拉什仲组第1段和第3段。主要为灰绿色薄—中层块状砂岩、细砂岩、灰黑色泥岩互层(图 3A)。砂岩单层厚度0.4~1.2 m，横向连续性较好，含海百合、介壳、头足类(图 3D)。垂向上砂岩单层由厚变薄，粒度逐渐变细，泥岩相对增多的变化规律，发育槽模、重荷模等沉积构造，见T_be、T_abce、T_ce等不完整鲍马序列(图 3C)。水道从下至上分别为复合型水道(图 3B)，迁移型水道及垂向加积型水道沉积。

图  3  中扇沉积特征

Figure 3.  Sedimentary characteristics of middle fan

外扇沉积朵叶体厚度约为30 m，发育在拉什仲组第2段(图 4A)。岩性主要为灰绿色钙质泥岩，偶见少量薄层细砂岩，泥岩中夹有薄到中层透镜状的砂岩体，砂岩粒度从下往上逐渐变细，正粒序层理及槽模发育(图 4B)，分选不好，泥质含量增高(图 4C)。

图  4  外扇沉积特征

Figure 4.  Sedimentary characteristics of outer fan

复合水道是深水水道沉积的重要类型之一，研究区中复合型水道主要发育于拉什仲组第1段底部(图 3B)。其岩性以中砂岩为主, 底部有少量砾岩, 上部粉砂岩和泥岩常见, 中部夹有薄层厚度不一的泥岩，含大量矿物碎屑和生物碎屑，可见角石、海百合等(图 3D)。水道外形为“V”形、“U”形以及复合形态。复合型水道内部含有较多次一级水道, 呈透镜状, 组成大型的水道复合体。粒度粒度0.11~2.2 mm，分选好，次圆与次棱角状。研究区复合水道从下往上大致可分3期，分别对应于水道发育的早中晚时期。早中期水道总体呈现透镜状，粒序层理、平行层理及交错层理较为发育(图 3C), 不完整鲍马序列常见。晚期水道发育时能量进一步降低，以页岩为主，水道被填满或者废弃。

垂向加积水道主要发育于拉什仲组第3段下部(图 5A)，发育在重力流初期能量较强时，以垂向加积沉积为主，侧积充填在此水道类型中较为少见，水道外形常为“U”形。其岩性主要为粉砂，粒度较细，分选性好，磨圆度好(图 5C)，垂向上粒序层理明显，含大量矿物碎屑和生物碎屑。水道内的中砂岩与细砂岩构成多个下粗上细的沉积旋回(图 5A)。在其下伏地层常发育有透镜状砾岩。水道内常见海百合及腹足类生屑。

图  5  垂向加积水道与迁移水道沉积特征

Figure 5.  Sedimentary characteristics of vertical aggradationary channel deposits and migrational channel deposits

迁移型水道主要发育于拉什仲组第1段上部和第3段下部，有明显的定向迁移特征, 水道侧积体发育较好，与曲流河的边滩沉积类似，此时处于重力流中—后期, 能量较重力流初期低，室内薄片分析岩性粒度为细粉砂，整体粒度越来越细，以次棱角、次圆状为主，杂基支撑，基底胶结为主，有少量接触胶结，分选差，可见鲕粒，含量约占5%(图 5D)，海百合及介壳等生屑。水道整体形状呈透镜状, 粒序层理、平行层理等常见，不完整鲍马序列发育，大致为NW向迁移(图 5B)。

朵叶体主要位于水道末端，其形态主要为朵叶状和树枝状等，其内部主要由一些发散的重力流分支水道所组成，整体上呈朵状。研究区朵叶区岩性主要为灰绿色钙质泥岩，夹有薄到中层砂岩透镜体，砂岩具正粒序，发育有小型槽模(图 4B)，上部发育交错层理。粒度相比水道进一步变细，为0.004~0.12 mm，泥质含量增高(图 4C)，分选不好，次圆状，裂缝较为发育。

整体上，鄂尔多斯盆地西南缘由被动大陆边缘转变为主动大陆边缘，发育沟、弧及弧后构造体系，火山活动，地震活跃，构造活动加剧，地形高差明显，发育大规模浊流沉积^[4,8]，拉什仲组时期经历了完整的海进—海退沉积旋回过程，拉什仲组沉积早期和中期，水体逐渐加深，沉积晚期水体变浅，从下至上重力流沉积规模先减小再增大(图 2)。

第1段岩性主要为灰绿色不等厚钙质泥岩夹薄层钙质粉砂岩，单层砂岩向上变细变薄，分选不好，磨圆度为次圆状，泥岩中常见笔石化石及小型腕足类化石。砂岩底部槽模发育，并可见小型交错层理以及包卷层理、水平层理，具不完整的鲍马序列。整体属于中扇沉积亚相，其中1~7层属于复合型水道微相，8~24层为迁移水道微相。

第2段岩性主要为灰绿色钙质泥岩，其中夹有极少量不等厚的薄层砂岩，砂岩具有正粒序，发育底模及交错层理。总体为外扇朵叶沉积。

第3段岩性主要为灰绿色薄到厚层状钙质砂岩与泥岩不等厚互层，砂岩具有向上变细变薄的正粒序，泥岩增多，厚度一般为10~30 cm。砂岩横向不稳定，具水平层理、交错层理，底部发育槽模，不完整鲍马序列较为常见。属于中扇沉积。

复合型水道渗透率多低于0.386×10^-3μm²，孔隙度变化较大，介于0.48%~18.14%，平均孔隙度为2.324%，为典型低孔-中渗致密储集层。迁移型水道渗透率平均为0.132×10^-3μm²，孔隙度介于2.64%~0.597%，为低孔-低渗储集层。垂向加积型水道渗透率集中分布于(0.11~0.54)×10^-3μm²，孔隙度为3.30%~0.44%，平均0.71%。朵叶渗透率较为集中，平均为0.123×10^-3μm²，孔隙度为0.43%~4.05%(表 2)。

综合分析发现，不同类型水道由于经历了不同时期的沉积成岩过程，储层物性有一定差异。复合型水道沉积时期较早，此时重力流能量较高，岩石分选好，磨圆度好，渗透率高，孔隙度较大，其油气储集性能最好。垂向加积型水道发育于重力流能量减弱时期，物性相对变差，油气储集性能变差。迁移型水道和朵叶的孔隙度相对较低，油气储集性能较差。

以露头资料为基础, 对鄂尔多斯盆地西缘桌子山地区奥陶系拉什仲组深水重力流沉积的类型及储集性能进行了详细研究, 主要得到以下几方面的认识:

(1) 研究区拉什仲组岩石类型主要为灰绿色钙质砂岩、灰黑色泥岩及少量粉砂岩和砾岩, 沉积构造丰富, 常发育粒序层理、平行层理、小型交错层理、槽模及重荷模等沉积构造，砂岩底部常见遗迹化石，沉积环境为深水，重力流沉积较为发育。

(2) 根据野外实测以及室内薄片资料的观察，从岩石类型、沉积构造、生物遗迹化石等方面综合进行判断，研究区沉积相为海底扇。亚相为中扇和外扇，以中扇为主。中扇亚相包括复合型水道、垂向加积型水道、迁移型水道3种亚相，总体砂岩和泥岩不等厚互层，由几个下粗上细的正粒序沉积旋回构成。朵叶是外扇的主要微相，泥岩之中夹有砂岩，粒度较细。

(3) 复合型水道、朵叶及迁移型水道具有较好的储集性能，是油气聚集的有利场所。