齐文博 李小伟

摘要：对二连盆地额仁淖尔地区赛汉组砂岩的粒度测试数据进行综合分析，赛汉组砂岩以中、细粒为主，分选中等，偏度介于-0.29～0.65，呈现为正偏态分布，且峰度值介于0.54～1.25，表现为中等，说明赛汉组砂岩沉积时的水动力能量较强，识别为河流—三角洲沉积相。

关键词：砂岩粒度分析；沉积环境；赛汉组；二连盆地

基金项目：二连盆地中西部油气勘查区铀矿选区与调查（DD20160128-12）。

Grain-Size of Saihan Formation in Errennaer Area in the Erlian Basin

QI-Wen bo，Li-xiao wei

Sino Shaanxi NuclearIndustry Group Geological Survey Co.Ltd，Xian，710100

Abstract： The comprehensive analysis of grain size test data of Saihan formation sandstone in Errennaer Area in the Erlian Basin，The sandstone of Saihan formation is mainly medium and fine grained，medium sorting，The skewness ringing -0.29～0.65，showing a normal skew distribution，and the kurtosis 0.54～1.25，showing a moderate，Reflected the characteristics of traction current deposits，and identified the fluvial-delta deposition in Saihan formation.

Key words： sandstone grain-size analysis；sedimentary environment；Saihan formation；Erlian basin

1.引言

赛汉组为二连盆地砂岩型铀矿的主要赋矿层位，分布范围广，沉积期处于整个盆地断拗转换期，普遍认为赛汉组为辫状河—三角洲沉积体系。赛汉组沉积末期以来，盆地发生构造反转，地层遭受剥蚀，大部分地区缺失赛汉组上段，因此与上覆地层界面特征不明显。近年来大量的综合找矿工作和科研工作成果对研究赛汉组地质特征、沉积环境提供了坚实的物质基础。我们运用赛汉组砂岩粒度测试数据，通过概率累积曲线形态、参数特征、判别函数等基本参数来研究赛汉组沉积环境。

2.区域地质背景

额仁淖尔凹陷位于二连盆地乌兰察布坳陷北西部，为一北东向展布的东断西超的箕状凹陷，东北部较宽，南西部较狭窄，凹陷内部褶皱构造不发育，断陷、断裂作用强烈，断裂构造控制了凹陷的形成与发育。

赛汉组属于下白垩世早期沉积，与上覆地层二连组呈不整合接触，与下伏地层腾格尔组呈整合接触关系。多数研究资料认为二连盆地在整个漫长的地质演化历史中可以划分为第一裂陷幕、第二裂陷幕及列后期，分别对应的主要地层为阿尔善组、腾格尔组、二连组，而赛汉组处于第二裂陷幕后期，此时盆地发生回返、萎缩，具有断—拗转换性质，断陷强度已大大减弱，沉积速率超过沉降速率。早期以一套低水位体系域为代表的辫状河沉积为主；中期沉积范围扩大，聚煤作用较为强烈，黄铁矿、有机质含量高，形成一套湖沼沉积；晚期沉积范围发生萎缩，以辫状河三角洲沉积为主。

3.砂岩粒度特征分析

粒度分析在沉积学中有着广泛的应用，是判定沉积环境沉积相的主要工作手段之一。粒度可以作为研究沉积物及沉积岩分类的定量指标，可以准确地反映出沉积作用的流体力学性质[1-2]。沉积物的粒度分布受搬运方式、搬运介质、沉积环境等因素控制，因此对沉积物的粒级分布、粒度判别函数、概率累积曲线、粒度特征参数等开展综合研究可以判别出沉积物所处的沉积环境[6，10]。

3.1粒级分布

沉积物粒度分布能够准确地反映出沉积物质来源、沉积区水动力环境、搬运能力和搬运路线。沉积物的粒级分布能够反映出水动力的强弱，沉积物粒度粗表明沉积过程中的水动力强，沉积物粒度细表明沉积过程总水动力条件弱[7]。赛汉组砂岩中细砂含量34.97%，中砂含量19.03%，粗砂岩含量17.36%，粒级以细砂—中砂为主，反映出该区域沉积物距离物源区较远，水动力条件较强。

3.2粒度特征参数

福克等认为平均粒径和中值、分选系数、不对称系数、标准偏差、偏度、峰度等参数可以反映粒度特征。这些数值是鉴别沉积环境的参考数值，每个粒度参数都定量地表示碎屑物质的粒度特征，能判别出沉积物质搬运时的水动力条件、沉积环境[8]。

福克等用KG值确定了峰值的等级界限：KG<0.67，很平坦；KG：0.67～0.90，平坦；KG：0.90～1.11，中等（正态）；KG：1.11～ 1.56，尖銳；KG：1.56～3.00，很尖锐；非常尖锐，KG：>3.00[9]。

二连盆地额仁淖尔地区塞汉组14块样品图像粒度分析统计的特征参数（表2）。表中粒度均值介于-0.12～3.92，平均为1.95，根据温德华碎屑粒级分类，主要为中—细砂岩结构；标准偏差介于0.61～2.51，平均为1.18，分选中等—较差；偏度介于-0.29～0.65，平均为0.18，以正偏态为特征；峰度介于0.54～1.25，平均为0.95，峰值以中等为主。可见，赛汉组砂岩颗粒分选中等—较差反映出沉积物距离物源区具有一定的距离、沉积时的水动力能量较强。

3.3粒度判别函数分析

萨胡利用粒度分析资料进行数理统计，得出不同沉积环境下沉积物的平均粒径、偏度、标准偏差、尖度这四个粒度参数的变化以及同一沉积物内四个参数间的关系，得出四个综合公式及关系圖，用来区别沙丘、海滩、浅湖、河流和浊流这五种常见的沉积物。判别公式如表3所示[3]。

根据萨胡（Sahu，1964）沉积环境判别公式（3）和公式（4）计算，Y3表明沉积环境为浅湖相沉积，Y4表明沉积环境为河流浊流相沉积，据此可以说明赛汉组砂岩属于河流—三角洲沉积相。

3.4结构参数散点图解

水动力条件控制沉积物的粒度分布，同时粒度分布是反映原始沉积状态的直接标志，可以直接提供沉积时的水动力条件[10]。根据矩法和图像法计算出粒度平均值、偏度、尖度、标准偏差，对照弗里德曼的粒度统计参数离散图分析（图1），得出赛汉组属于河流—三角洲沉积。与运用萨胡环境判别式所得赛汉组粒度参数判别结果基本一致。

3.5粒度概率累积曲线

概率累积曲线可以反映沉积物搬运方式与粒度分布之间的关系，能够有效了解沉积物搬运机制并解释沉积环境[1]。本研究选取赛汉组6个砂岩样品进行概率累积曲线分析（图2）。

从概率累计曲线可以看出，赛罕组砂岩粒度总体以一段式概率累积曲线的跳跃为主，斜度为50°～60°，粒度分选中等—差，与滚动总体的截点为0.75φ～3.0φ，与悬浮总体的截点为3.25φ～4.0φ；其次为悬浮次总体，斜度为10°～35°；还有较少部分的滚动次总体部分，其斜度为15°～35°。此外，少量样品有滚动搬运组分，主要是相对较粗粒的组分。反映了沉积物沉积时水动力能量较强。

4.结论

本文通过对赛汉组砂岩的粒度实验测试数据运用粒级分布、粒度参数特征、粒度判别函数、结构散点图解及概率累积曲线形态等方法进行综合分析，认为额仁淖尔地区赛汉组砂岩属于河流—三角洲沉积。

参考文献：

[1]成都地质学院陕北队.沉积岩（物）粒度分析及其应用[M].北京：地质出版社， 1976：1-147.

[2]刘岫峰.粒度分析讲座（一）[J].矿物岩石， 1981（06）：107-119.

[3]刘正伟，李文厚，张龙等.安塞油田长10油层组砂岩粒度与沉积环境的关系[J].陕西科技大学学报（自然科学版）， 2011， 02， 25： 112-115

[4]Folk R L.Petrology of Sedimentary Rocks[M]. Austin：Hemphill Pulishing Company， 1974：1-190.

[5]Visher G S.Grain Size Distributions and Depositional Processes [J]. Journal of Sedimentary Reseach，1969，39（3）：1074-1106.

[6]丁喜桂，叶恩源，高宗军.粒度分析理论技术进展及其应用[J].世界地质， 2005， 24（2）：203-207.

[7]燕辉.颗粒粒度分布测试精度的影响因素[J].石油大学学报（自然科学版）， 1994， 18（4）：106-110.

[8]Folk R L，WARD W C.Brazos River bar：a study in the significance of grain size parameters[J].Journal of Sedimentary Petrology，1957，57（1）：3-26.

[9]肖晨曦，李志忠.粒度分析及其在沉积学中应用研究[J].新疆师范大学学报（自然科学版）， 2006， 25（3）：118-123.

[10]李勇，李海燕，赵应权.沉积物粒度特征及其对环境的指示意义：以濠河为例[J].吉林大学学报（地球科学版）， 2015， 45（3）： 918-925.

[11]柏春广，王建.一种新的粒度指标：沉积物粒度分维值及其环境意义[J].沉积学报. 2003. 21（2）：234-239.