巨层序分析

层序有不同的级次（表3-1），与同级别的海平面变化相对应。第一级海平面升降旋回的物质记录是巨层序组和巨层序，它们是由巨大的大陆海侵作用产生的。大陆海侵旋回，是由构造运动－海平面变化引起洋盆容积变化所致，其成因假说很多，但是最重要的因素是海底扩张速率的变化（Rona,1973;Pitman,1978）。快速的海底扩张，引起海水向古大陆进侵及海平面上升；缓慢的海底扩张，导致海平面下降。

表3-1　不同级别层序的时间跨度及与米兰科维奇轨道参数的对比

（据Mitchumh和Vail,1991，略修改）

Vail等（1977）最早的研究和Hoffman（1989）的推测，认为全球有三次大的大陆海泛旋回，第一次由中元古代早期（18亿年前）至新元古代末期，第二次由元古宙末期至早石炭世末期，第三次从晚石炭世至今，其时间跨度分别为60Ma、350Ma和290Ma。Vail原把这种大陆海泛旋回的物质记录称之为巨层序，但是在1988年推出的第二代Haq曲线上，显然已上升到巨层序组（图上未明确表示），而原来Sloss称为“层序”的如上Absaroka（UA）、下Zuni（LZ）、上Zuni（LZ）和Tejas（T）上升为巨层序。Acro公司在1994年建立了古生代海平面变化周期图，图上标注的Sloss原命名的层序，如Sauk、Tippecanoe、Kaskaskia和Absaroka，称为超层序组（超旋回组），与Vail和Haq的中新代层序命名系列相对比，前者可能相当于后者的巨层序。

鄂尔多斯盆地的基底由太古宇和古元古界的结晶岩组成，其沉积盖层有中、新元古界与下古生界的海相碳酸盐岩、上古生界—中生界的滨海相、海陆交互相和陆相碎屑岩。新生界仅在局部地区分布。由中元古界至中新生界共划分出10个巨层序（表2-1）。划分巨层序的原则是识别区域不整合，结合构造运动和盆地演化综合研究来完成。对于巨层序的划分，作者还参考了反射地震资料。各巨层序（Msq）的主要特征如下：

1Msq1（中元古界）

Msq1由中元古界长城系和蓟县系组成。长城系底部的地震反射层为T12—－T16（按原地矿部门系统），在地震剖面上见明显的截切反射结构，反映了T12反射层为巨大的不整合。与这个不整合相对应的是吕梁运动，在鄂尔多斯西缘邻近地区（如六盘山和贺兰山地区）缺失古元古界地层，或者在盆地内部长城系的石英岩状砂岩与下伏更老时代的变质岩呈角度不整合接触关系，并见裂谷式下切其下基底。盆地北部局部地区发育该巨层序，但在隆起部位缺失下部地层。在盆地其它部位（例如西南部）地层广泛发育，并以上超为特征。

该巨层序的陆架边缘体系域（SMST）相当于长城系，海进（TST）和高水位体系域（HST）相当于蓟县系含燧石条带白云岩。

如果按层序的时间跨度细分，鉴于蓟县系底部存在不整合，长城系和蓟县系均可能属于巨层序的范畴。考虑到横向对比和分辨率问题，本文仍将两者作为一个巨层序。

2Msq2（震旦系一下奥陶统）

Msq2由震旦系（新元古界上部）至下奥陶统地层组成。本区震旦系仅见上统罗圈组地层，分布范围局限于西缘和南缘地区，缺失下统及青白口系地层。与之相联系的是晋宁运动，它使盆地隆起，造成上震旦统与下伏蓟县系之间呈假整合接触关系。该不整合与寒武系底界重合的情况下，在地震剖面上显示明显的削切（角度不整合）现象，普遍见上超尖灭现象（T10）。巨层序2相当于Acro公司的Sauk巨层序，其中首次海泛面相当于寒武系底部的含磷页岩或粉砂质泥岩，最大海泛面对应于中寒武统徐庄组或毛庄组的灰绿色页岩。

在东西向方向上，该巨层序向西海槽方向增厚。在南北方向上，地层向北更薄及向石嘴山、东胜一带尖灭。Msq2代表一种碳酸盐岩－陆源碎屑混合台地沉积，随着时间的演化而碳酸盐沉积增加。西缘桌子山及贺兰山一带构造上处于不稳定状态，具有黑色页岩和重力流沉积。整个寒武纪的沉积环境以浅海台地为主，其中发生了多次海进－海退旋回。寒武纪与奥陶纪之间曾发生过一次陆上沉积间断，例如除盆地东南缘外，盆地大部分地区缺失冶里和亮甲山组的一套地层。这个陆上沉积间断成为区域上寒武系与奥陶系的主要分界标志。早奥陶世末，加里东运动使盆地再度隆起，以致中奥陶世沉积仅局限于盆地西缘和南缘。

3Msq3（中、上奥陶统一志留系）和Msq4（泥盆系一下石炭统）

Msq3和Msq4分别相当于Sloss原划分的层序“Tippecanoe”和“Kaskaskia”，但区内缺失Kaskaskia巨层序，列举出Msq4在于与相邻盆地对比。

Msq3实际上只包括中、上奥陶统的一套地层，中奥陶统平凉组主要分布于盆地西部和南部边缘；上奥陶统背锅山组仅见盆地边缘泾阳、陇县、固原及大青山、乌拉特前旗一带。在盆内大部分地区，Msq3缺失，表现为其顶底界重合的现象。其顶部边界即T9反射层，T9反射层之下，具有顶超、侵蚀削截等现象。早奥陶世末的构造抬升与侵蚀不整合（Msq3底界），在全球范围内具有一致性，例如塔里木盆地在中奥统底部也存在一个巨大的不整合。

巨层序3在盆地北部（研究区）西缘仅发现有中奥陶统地层，桌子山一带厚383m，向西、向南方向明显增厚，例如贺兰山胡家台一带厚达2055m以上，层序底界表现为石炭系本溪组直接覆盖在中奥陶统公乌素与蛇山组之上。其沉积背景类似于淹没陆架和末端陡倾的碳酸盐台地。

4Msq5（中、上石炭统一二叠系）

Msq5由中、上石炭系和二叠系地层组成，相当于Arco公司的“Absaroka”巨层序。其底界即T9反射层，形成的不整合与加里东和海西运动有关，在鄂尔多斯地块表现为古浪运动、祁连运动和中宁运动，造成大部分地区缺失上奥陶统至中石炭统下部的地层。露头上西缘（例如桌子山苏必沟剖面）底部见多处蜂窝状赤铁矿和褐铁矿；东缘在东胜－榆林－延安一线以东，底部见黄褐色铁质结核透镜体及灰白色铝土质粘土岩（铁铝岩段），均显示与下伏地层呈不整合接触关系及暴露标志。在地震剖面上，下部边界T9之上见低角度的上超及下超现象。上超以西部边缘多见，地层自西向东超覆。下超以东部多见，地层自东向西推进。最大洪泛面可能为上石炭统的灰黑色泥岩及泥灰岩，它代表了一次规模较大但时间不长的海侵。

5Msq6（中、下三叠统）

巨层序6主要由中、下三叠统地层组成，由地震剖面分析，在深凹地带还可能包括上二叠统石千峰组地层和上三叠统部分地层。底界为T8反射层，在含石千峰组地层的部位，边界位于T8反射层之下。在边界与T8反射层重叠的部位，其上上超反射结构多见。

Msq6顶界与印支运动早幕相联系，在四川盆地该界面位于上三叠统须二段顶界之上。Msq6相当于Exxon公司的上Absaroka A（UAA）超层序组。

6Msq7（上三叠统一下侏罗统）

Msq7底界与Msq6顶界重合，顶界为T4反射层，主要由上三叠统和下侏罗统地层组成。该巨层序代表大型内陆湖盆沉积，是前陆盆地的主要组成部分，也是主要产油层段。该巨层序相当于上Absaroba A（UAB）超层序组。

7Msq8（中、上侏罗统）

Msq8底界即T4反射层，见下切河谷及削截反射结构，其顶界为T3反射层。顶界与燕山运动I幕相联系，在区内及邻区缺失部分上侏罗统及下白垩统地层。该巨层序相当于下Zuni A（LZA）超层序组。

8Msq9（白垩系）

Msq9由白垩系地层组成，底界为高振幅强连续性的T3反射层，其下具有削截反射结构及下切河道。顶界为T2反射层，与燕山运动第Ⅱ幕相联系，以至缺失白垩系上部和第三系下部地层。Msq9与下ZuniB及上ZuniA超层序组相当。

9Msq10（新生界）

未细分，由T2反射层以上的新生界地层组成。该巨层序与喜马拉雅运动相联系，相当于Exxon公司所指的Tejas巨层序。

综上所述，鄂尔多斯盆地由中元古界至新生界共划分出10个巨层序，时间跨度按18亿年计算，每个巨层序的平均周期为18亿年。自上震旦统至新生界共含9个巨层序，按时间跨度7亿年计算，每个巨层序的平均周期为07亿年。这样，每个巨层序相当于Mi-chum（1991）的一级层序（>50Ma）和王鸿祯先生（1996）层序分类中的一级层序（60～120Ma）。

由巨层序分析可以得出两点重要结论：

（1）巨层序的发育与盆地演化和构造运动密切相关。Msq1对应于古大陆裂解作用阶段，Msq2和Msq3对应于克拉通内坳陷与边缘裂陷阶段，Msq3、4、5和6对应于克拉通内坳陷和边缘碰撞阶段，Msq7、8、9和10对应于前陆盆地及盆地消亡阶段。巨层序边界（MSB）与构造运动的对应关系是：MSB1——吕梁运动；MSB2——晋宁和蓟县运动；MSB3——加里东运动；MSB4和5——加里东和海西运动（古浪、祁连、中宁运动）；MSB6—海西运动；MSB7和8——印支运动；MSB9—燕山运动工幕；MSB10—燕山运动Ⅱ幕；MSB11——喜马拉雅运动。

（2）巨层序与控油、控气层段关系密切。主要的控气层段为Msq2、3和5，主要的控油层位是Msq7，次控油层位为Msq6和Msq8。