鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组层序—古地理与聚煤规律*

李明培 邵龙义 夏玉成 李智学 贺 丹 李 丽

1西安科技大学地质与环境学院，陕西西安 710054 2陕西投资集团创新技术研究院有限公司，陕西西安 710061 3中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083 4陕西投资集团有限公司，陕西西安 710061 5陕西省煤田地质集团有限公司，陕西西安 710026

鄂尔多斯盆地三叠系蕴藏丰富的煤炭和油气资源(李文厚等，2019)，前人对上三叠统的含油层位关注较多(邓秀芹等，2011，2019；李克永，2011；李文厚等，2019；李媛等，2019；郭艳琴等，2019)，但对含煤的上三叠统瓦窑堡组则研究较少(王双明，2017)。瓦窑堡组位于延长群的顶部，大致对应石油系统延长组1段(邓胜徽等，2018)。瓦窑堡组煤系分布面积较广，赋煤区煤层煤质优良，煤种稀缺，焦油产率7.42%～17.75%，属于富油煤—高油煤，可作为炼焦配煤，但由于煤层厚度较薄，且已开发矿井和研究热点主要集中于陕北子长矿区(最低可采厚度为0.50im)，范围相对局限，因此对瓦窑堡组富油煤的沉积机理涉及较少。王双明(1996)在全国第三次煤炭资源潜力评价中，提出瓦窑堡组为陆相河流—三角洲—湖泊沉积地层；贺丹(2015)通过分析陕北瓦窑堡组煤炭资源分布，编制了瓦窑堡期的岩相分布图，总结出区内湖泊—三角洲聚煤模式和曲流河聚煤模式。也有许多学者针对长1段含油层段沉积相(李祯等，1995；李克永，2011；李文厚等，2019；江涧等，2019)及层序地层(王起琮，2009；王峰等，2010；喻建等，2010；赵俊兴等，2011；陈林等，2015)进行了研究，但鲜有学者研究该段的聚煤作用。

随着层序地层学理论的不断完善以及其在能源勘探领域的应用不断加强(Allen and Fielding，2007；Catuneanuetal.， 2009)，层序地层学方法为人们理解聚煤作用模式提供了新的思路(李思田等，1992，1995)，特别是基于等时性层序地层格架的岩相古地理研究已经成为聚煤规律分析的有效方法(邵龙义等，2014，2017)。近年来，田野等(2011)、李丽等(2017)利用层序地层学观点(Vailetal.， 1977；Bohacs and Suter，1997；Diesseletal.， 2000；Jerrettetal.， 2011)对陕北子长矿区瓦窑堡组的层序古地理及聚煤特征进行了研究，但利用层序—古地理方法对整个盆地的瓦窑堡组沉积环境与聚煤规律研究涉及相对较少。作者以鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组为研究对象，依据39口石油钻井、13条地质剖面以及36口煤田钻探和岩心资料，分析瓦窑堡组沉积相；在层序地层格架下，以三级层序为作图单元恢复瓦窑堡期沉积相特征，并分析层序格架下瓦窑堡期聚煤规律，以期为瓦窑堡组煤炭资源潜力预测和富油煤形成机理研究提供地质依据。

图 1 鄂尔多斯盆地构造分区和研究区位置Fig.1 Tectonic division of Ordos Basin and location of study area

1 区域地质背景

研究区位于陕西省境内，其东部和南部边界为瓦窑堡组(T3w)剥蚀边界，大致沿铜川漆水河、仕望河、金盆湾和秃尾河等剖面和神木、府谷地区一线分布(贺丹，2015)，西部边界为陕西与蒙甘宁省、自治区边界(图 1)。

研究区位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中部(图 1)，自中生代以来构造相对稳定。瓦窑堡组总体呈NNE—SSW向展布，以1°～3°左右的倾角向NW缓倾，与上覆下侏罗统富县组(J1f)或中侏罗统延安组(J2y)呈平行不整合接触，与下伏上三叠统永坪组(T3y)呈整合接触。

瓦窑堡组岩性为灰白色中厚层—块状中细粒砂岩与深灰色粉砂岩、灰黑色泥质岩互层，夹煤层和泥灰岩，近顶部有油页岩。地层厚度0～386im，在无定河、大理河、清涧河一带沉积厚度大(贺丹，2015)，地层发育较全，自下而上划分为第一段至第五段。

瓦窑堡组第一段(T3w1)： 灰绿色、灰黑色粉砂岩、泥岩与灰白色中—细粒砂岩互层，局部含油。含薄煤层、煤线共1～13层，含可采煤层1号煤。厚度一般为50～80im。

瓦窑堡组第二段(T3w2)： 下部为灰白色、灰绿色中粒砂岩，中上部为灰色粉砂岩、细粒砂岩与灰黑色砂质泥岩、泥岩互层，夹不可采薄煤层或煤线。厚度一般为70～80im。

瓦窑堡组第三段(T3w3)： 下部为灰白色厚层状中—细粒砂岩，中上部为灰色粉—细粒砂岩与深灰色、灰黑色砂质泥岩、泥岩互层，含可采煤层3号煤。厚度一般为70～90im。

瓦窑堡组第四段(T3w4)： 下部为浅灰色、灰白色中—细粒砂岩，向上逐渐过渡为砂岩、灰黑色泥岩、深灰色粉砂岩互层，夹多层薄煤层和煤线，含可采煤层5号煤。厚度一般为60～80im。

瓦窑堡组第五段(T3w5)： 下部为棕黑色、黑色油页岩夹薄层黄绿色铝土质泥岩，上部为灰白色中粒砂岩夹薄层泥岩。厚度一般为0～80im。

表 1 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组岩相及沉积环境解释Table1 Lithofacies and sedimentary environment of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

2 岩相类型及沉积相分析

2.1 岩相类型

根据野外地质填图、地质钻探以及测井等资料，本次在鄂尔多斯盆地中部瓦窑堡组共识别出砂岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩和可燃有机岩等5类岩石类型，并根据各类岩石特征及其沉积构造组合识别出17种岩相类型(表 1)。

2.2 沉积相类型

总体来看，鄂尔多斯盆地中部瓦窑堡组沉积相有曲河流相、三角洲相和湖泊相3种类型。

1)曲流河相。主要划分为河床、堤岸、河漫亚相(图 2)，具有明显的二元结构。河床亚相发育河床滞留沉积微相(岩相类型为Smg)和边滩微相(岩相类型为Sp、Sh、St)，边滩微相常见多期河道叠置。堤岸亚相发育天然堤微相(岩相类型为Sh、Src)和决口扇微相(岩相类型为Sih)。河漫亚相发育河漫滩微相(岩相类型为Msd)、河漫湖泊微相(岩相类型为Sir)和河漫沼泽微相(岩相类型为Mc、Md、Msd)。堤岸亚相和河漫亚相共同组成河流冲积平原。

图 2 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组曲河流相沉积特征Fig.2 Sedimentary characteristics of meandering river facies of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

图 3 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组三角洲相沉积特征(延安蟠龙镇局部露头)Fig.3 Sedimentary characteristics of delta facies of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin(Panlong profile，Yan’an)

a—子长矿区贯屯煤矿瓦窑堡组第五段下部半深湖、深湖亚相厚层状油页岩及其测井曲线 b—油页岩夹薄层铝土质泥岩岩心照片，铝土质泥岩易风化呈灰色，顶部的泥岩夹浊流粉砂岩薄层图 4 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组湖泊相沉积特征Fig.4 Sedimentary characteristics of lacustrine facies of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

2)三角洲相。主要划分为三角洲平原和三角洲前缘亚相(图 3)，前三角洲亚相不发育。三角洲平原亚相发育分流河道微相(岩相类型为Sp、St)、天然堤微相(岩相类型为Sh、Src)、决口扇微相(岩相类型为Sih)、分流间湾微相(岩相类型为Sir、Md、Msd)和泛滥盆地微相(岩相类型为Mc、Msd)。分流河道砂体具有电阻率高、自然伽马低、密度中高等特征，曲线呈“箱型”(张鹏飞等，1993)(图 4)，反映砂岩沉积过程中物源供应丰富、水动力条件稳定并快速堆积。三角洲前缘亚相发育河口坝微相(岩相类型为Sp、Sm)和远沙坝微相(岩相类型为Sih)。

3)湖泊相。主要划分为滨湖、浅湖、半深湖和深湖亚相(图 4)。由于鄂尔多斯盆地中生代构造稳定，陆源细碎屑岩沉积地层岩性突变不明显，加之后期遭受剥蚀，研究区滨湖和浅湖亚相不易区分，本次研究以滨—浅湖亚相代表两者。滨—浅湖亚相发育岩相类型主要有Stb、Src、Sir、Sih、Md、Mb和Lm。半深湖—深湖亚相发育岩相类型主要是Os，夹Mb，油页岩物性特征明显，表现为：电阻率为中高值、曲线起伏较大、自然伽马为高值、曲线呈“巨齿状”、密度为中高值、曲线呈“锯齿状”。子长、清涧一带，深湖亚相中可见深水浊积沉积。

图 5 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组区域不整合界面Fig.5 Sequence boundary represented by regional unconformity of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

3 层序地层分析

3.1 关键层序界面识别

3.1.1 层序界面(SB)

根据陆相层序地层研究成果，结合野外地质填图、地质钻探以及测井等手段，在鄂尔多斯盆地中部瓦窑堡组识别的层序界面主要有3种。

1)区域不整合界面。瓦窑堡组与上覆下侏罗统富县组或中侏罗统延安组之间为平行不整合接触(图 5)，代表瓦窑堡期沉积后存在一定时间的沉积间断或剥蚀，测井曲线上表现为岩石物性的突变。这个不整合界面也代表了鄂尔多斯盆地中生代瓦窑堡组聚煤期的结束和侏罗纪聚煤期的初始。

2)地层颜色突变面。瓦窑堡组与下伏上三叠统永坪组具有较明显的颜色突变。瓦窑堡组为深灰色、灰—灰白色、黑色含煤与油页岩地层，局部夹灰绿色岩层，易风化成浅灰色、灰白色；永坪组为浅灰绿色砂岩、粉砂岩、砂质泥岩等，泥岩层易风化成浅灰色(图 6)，局部含油层位不易风化。

3)河道下切谷冲刷面。伴随着基准面下降，由河流回春作用形成。河流下切谷以群集性河道充填沉积为主。该规模发育的河道下切谷主要位于瓦窑堡组第三段和第四段的底部(图 7)，由北向南从子长蟠龙到富县牛武一带，瓦窑堡组第四段下部发育河道下切谷砂体。其次位于第二段底部，但其在横向上快速相变为粉砂岩、泥质粉砂岩等细粒的碎屑岩。

3.1.2 初始湖泛面(Ifs)

为低位正常湖退与湖侵的分界面(Tanner and Lucas，2010；Wangetal.， 2020)，理论上为湖水漫过低位下切谷所形成的湖泛面。自该面向上水体逐渐变深，沉积物呈正粒序，粒度逐渐变细，泥岩、粉砂岩等细粒碎屑岩的底面即为初始湖泛面(Vailetal.， 1977；Wagoner Wagoneretal.， 1990；Catuneanuetal.， 2009)。

图 6 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组地层颜色突变面Fig.6 Abrupt surface of stratum colour of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

3.1.3 最大湖泛面(Mfs)

为一个基准面旋回内基准面上升速率增加最快时形成的沉积面，是湖侵与高位正常湖退的分界面(Wagoner Wagoneretal.， 1990；Catuneanuetal.， 2009)。研究区内最大湖泛面一般是层序上部厚层泥岩、油页岩及相当层位粉砂岩等细粒碎屑岩的底板(图 4油页岩底部为Mfs)。

3.2 层序地层格架建立

图 7 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组河道下切谷测井曲线对比Fig.7 Basal erosional surface of incised valley fills of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

根据识别的层序界面，可将瓦窑堡组划分为3个三级层序： SQ1、SQ2和SQ3。依据初始湖泛面和最大湖泛面，每个三级层序可以划分出低位体系域、湖侵体系域和高位体系域(图8)。需要指出的是，由于中生代以来，鄂尔多斯盆地整体的升降运动以及盆地东缘和南缘的差异抬升，使得瓦窑堡组在不同区域保存不完整，在层序地层格架下，榆林以北SQ3基本缺失，SQ2局部残留，富县至铜川一带SQ3保存不全(图 9)。

图 8 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组典型沉积相与层序地层分析柱状图Fig.8 Columnar section showing typical sedimentary facies and sequence stratigraphy of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

图 9 鄂尔多斯盆地中部南北向上三叠统瓦窑堡组沉积相与层序地层对比Fig.9 N-S cross section showing sedimentary facies and sequence stratigraphy of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

1)SQ1相当于瓦窑堡组的第一段和第二段，全区分布。层序底界面为瓦窑堡组与下伏永坪组整合界面，即地层颜色突变面。低位体系域以曲河流沉积为主，发育曲流河床及河漫亚相，主要位于研究区的南北两侧，其次为西部，岩相主要为Smg、Sp、St和Sh，夹Sir和Src。以子长矿区为中心，南北两侧发育低位体系域，中部缺失。湖侵体系域以三角洲沉积为主，主要位于子长矿区及其南部，分流河道厚层中粒、细粒砂岩发育，岩相为Sp、Sh、St、Src和Sih，其次为分流间湾沉积(Sir、Md、Msd)和泛滥盆地沉积(Mc、Msd)。高位体系域位于最大湖泛面以上，以湖泊相为主，其次为三角洲相。湖泊相主要发育于靖边—吴起—子长一线及其南部，退积超覆于三角洲沉积之上，岩相为Sir、Md、Msd和Mc，局部发育薄层状Lm。在该时期，聚煤作用主要发生在湖侵体系域滨—浅湖与三角洲沉积过渡地带，聚煤作用较弱，煤层厚度薄。长17-1孔煤层厚度为0.15～0.23im，富县4-1孔煤层厚度为0.20～0.24im，子长4-2孔煤层厚度为0.20～0.60im，仅局部可采。

2)SQ2相当于瓦窑堡组第三段，层序底界面为河流下切谷冲刷面，主要分布于榆林以南区域。低位体系域主要以曲流河沉积和三角洲分流河道沉积为主，岩相主要为Sp、Sh和St，局部钻孔发育Smg。湖侵体系域主要以三角洲沉积为主，三角洲平原分流间湾较发育，岩相为Sir、Md、Msd和Mc，富县以南至铜川漆水河为曲流河沉积。高位体系域主要以三角洲和沼泽沉积为主，富县一带有局限的滨—浅湖沉积，岩相主要为Sir、Md、Msd、Mc和C。与SQ1期聚煤作用相比稍强，沉积薄煤层。

3)SQ3相当于瓦窑堡组第四段和第五段，层序底界面为第四段底部河流下切谷冲刷面，层序顶界面为瓦窑堡组与富县组的平行不整合面。低位体系域主要以曲流河和三角洲分流河道沉积为主。湖侵体系域主要以三角洲和滨—浅湖沉积为主，岩相为Stb、Sir、Md、Msd、Mc和C，为聚煤作用高峰期，煤层层数相对变多、厚度相对较大，其中5号煤最大厚度可达3.10im。高位体系域主要以湖泊沉积为主，子长—清涧一带顶部发育深水浊流沉积，受剥蚀作用保存不全；该体系域主要分布在子长矿区至富县一带，岩相主要为Sir、Fr & Fd、Md、Msd、Mc、Os和Sm，超覆于湖侵体系域之上，代表瓦窑堡期聚煤作用结束。

4 层序地层格架下沉积演化

通过统计研究区内地质剖面(13条)、煤炭系统的钻探和区内及周边石油系统钻井资料(共75个)，以砂泥比等值线为主要依据，以单因素分析多因素综合作图法为指导(冯增昭，2004)，综合考虑沉积模式确定三级层序沉积单元边界(邵龙义等，2017)，编制了鄂尔多斯盆地中部瓦窑堡组层序地层格架下沉积相图。

4.1 SQ1期沉积相

SQ1期地层全区分布，厚度变化较大，为21.87～211.4im，以子长—安塞—延安—富县为沉积中心，中间厚、南北相对较薄。最薄处位于横2井，仅为21.87im，最厚处位于子长—清涧一带，约为200im。砂岩和泥岩厚度变化范围较大，分别为8～149im和9～147im，明显表现出大数据分区性。横山东部及北部广大地区砂泥比超过1.5，刀2井高达8，砂岩在层序中占据绝对比重，子长及其西北砂泥比一般在1左右，表现为砂岩和泥岩的互层，局部超过2，为河道沉积区。研究区中部及富县一带砂泥比一般在0.5左右，厚层状泥岩普遍发育，部分钻孔中有1im左右的泥灰岩或粉砂质灰岩。

SQ1期沉积单元主要有曲流河、冲积平原、三角洲平原、三角洲前缘和滨—浅湖(图 10-a)。研究区内横山东部和北部、定边及其南部为曲流河和冲积平原沉积，沉积物总体粒度较粗。横山—子长—延安一线、吴起、富县西部一带发育三角洲沉积，三角洲平原亚相发育，其次为三角洲前缘。环靖边—吴起—富县—宜君—延安—安塞区域为湖泊沉积，沉积物粒度较细，以泥岩、粉砂质泥岩夹粉砂岩为主，沉积厚度大，超覆于下部三角洲沉积物之上(图 9)。由于SQ1期沉积范围大，湖域面积广阔，各古地理单元发育，奠定了瓦窑堡期古地理格局。

4.2 SQ2期沉积相

受鄂尔多斯盆地整体隆升影响，SQ2期地层分布范围缩小至研究区的中部，横山以北的榆林—神木—府谷一带SQ2期沉积缺失。地层厚度变化相对较小，为36.3～76.81im，以子长—安塞—延安为沉积中心。砂岩和泥岩厚度变化范围相对SQ1较小，分别为13～46im和11～40im。砂泥比也有一定的分带性，横山及其东部砂泥比超过2，子长及其西北砂泥比一般在1左右，表现为砂岩和泥岩的互层，局部超过1。研究区中部及富县东部砂泥比一般在0.5左右。

SQ2期沉积格局继承了SQ1期沉积格局，沉积单元主要有曲流河、冲积平原、三角洲平原、三角洲前缘和滨—浅湖(图 10-b)。总体来看，全区三角洲平原、三角洲前缘以及定边—吴起和宜君一带冲积平原等范围有所扩大，湖泊水体变浅、范围变小，横山以北曲流河和冲积平原退缩至横山及其以东一带。

4.3 SQ3期沉积相

SQ3期地层分布范围进一步缩小，研究区南部宜君—黄陵一带以西SQ3期沉积缺失。SQ3期地层厚度变化较大，为28.9～162im，以子长—清涧—安塞—延安为沉积中心。最薄处位于横2井，仅为28.9im，最厚处位于子长—清涧一带，清涧河剖面实测SQ3期地层厚度为162im。由于剥蚀作用，砂岩厚度变化范围较大，为5～103im；泥岩厚度变化相对较小，为9.56～58im。砂泥比分布与SQ2期具有一定的相似性，横山及其东部砂泥比达到2，子长及其西北砂泥比一般在0.8～1.0之间，表现为砂岩和泥岩的互层，局部超过1。靖边—安塞—志丹—延安—富县东砂泥比一般在0.5以内，厚层泥质岩发育。

SQ3期沉积格局与SQ2期沉积格局相似，沉积单元主要有曲流河、冲积平原、三角洲平原、三角洲前缘和湖泊(图 10-c)，靖边—志丹一带已经演变为冲积平原和三角洲平原，靖边南部—志丹—富县西的三角洲沉积向研究区中部退覆，子长—清涧一带SQ3顶部发育深水浊流沉积。从SQ3期地层厚度变化以及沉积演化推断，研究区SQ3期发生了1次湖侵事件，晚三叠世晚期盆地范围虽有萎缩，但是在子长—安塞—延安一带以及富县西局部湖盆具有较高的可容空间，此时湖泊相沉积了厚层黑色页岩或油页岩(图 4，图 8，图 9)，油页岩平均厚度为8～9im，以安塞—子长西为油页岩沉积中心，向周边逐渐相变为页岩或泥岩，局部相变为铝土质泥岩。

5 层序地层格架下聚煤规律

鄂尔多斯盆地地处华北地台西部，中生代以来盆地内部构造运动以稳定升降为主，周缘构造运动以横向挤压为主。从鄂尔多斯盆地晚三叠世瓦窑堡期沉积演化看，研究区构造运动经历了稳定抬升并在晚三叠世晚期(SQ3期)发生短暂的沉降，沉积格局随之发生变化，聚煤作用也受到这种构造运动的控制。

5.1 SQ1期聚煤规律

SQ1期，研究区继承了延长群沉积晚期(相当于长2期)的沉积格局，北部为曲流河沉积区，西部及南部逐渐由滨—浅湖和水下三角洲过渡为三角洲平原、曲流河冲积平原。该时期水体变浅，碎屑及成煤植物等物源供给较充分，为聚煤作用提供了物质基础。环湖泊周缘发育的三角洲为煤炭富集提供了有利场所，在子长—安塞—延安地区的湖泊三角洲发生聚煤作用。煤层多形成于湖侵体系域中上部，煤层总厚度为0.2～2.22im，单层最厚为0.60im(子长4-2孔)，子长南北各形成1个聚煤中心，均位于三角洲平原(图 10-a)。

由于研究区周缘抬升较快，安塞—延安西部—志丹东部一带基底抬升响应缓慢，形成局部“相对凹陷区”(图 9)，沉积物堆积速度小于基底相对沉降速度，物源供给不充分，不利于成煤作用发生。

5.2 SQ2期聚煤规律

SQ2期，研究区继承了SQ1期沉积格局。此时水体持续变浅，三角洲平原向湖泊推进，沉积范围变大，靖边—子长—安塞—延安一带三角洲平原沼泽发育，聚煤作用大规模发生，聚煤中心位于子长矿区(图 10-b)。西部吴起—志丹南和富县一带三角洲平原与滨—浅湖过渡带前缘，在SQ2演化期间，虽然局部为滨—浅湖，但由于水体变浅，随着湖岸线的迁移，也发生了小规模的聚煤作用。SQ2期，煤层多形成于湖侵体系域及高位体系域的下部，子长矿区煤层总厚度为0.3～1.53im，单层最大厚度已达1.19im(贯屯7406孔)；富县地区煤层总厚度为0.5～1.5im，单层最大厚度为0.60im(富1-2孔)。

5.3 SQ3期聚煤规律

SQ3期，研究区沉积范围持续萎缩，湖域面积缩小。但由于湖侵事件，子长—安塞—延安一带以及富县西局部湖盆面积增大，水体变深。西部吴起—志丹南和富县一带的聚煤作用停止，子长矿区大规模的三角洲平原依然为聚煤作用提供有利场所，聚煤中心位于子长矿区(图 10-c)。煤层形成于湖侵体系域，湖侵事件对于成煤作用强度贡献较大，使得聚煤作用达到顶峰，煤层总厚度为0.49～4.40im。在近物源的低可容空间三角洲沉积体系，陆源供给相对充分，短期内泥炭的堆积速率RP大于可容空间的增加速率RA(邵龙义等，2017)，容易在最大湖泛面附近形成相对较厚的5号煤层(图 11)，单层最大厚度为3.10im(贯屯煤矿)。

a—不同可容空间层序格架下煤层厚度变化规律(据邵龙义等，2017)； b—瓦窑堡组低可容空间向高可容空间转换煤层发育较好，厚度较大图 11 鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组可容空间背景下的聚煤模式Fig.11 Coal accumulation pattern under accommodation space setting of the upper Triassic Wayaobu Formation in central Ordos Basin

在湖侵持续作用下，研究区可容空间快速增加，可容空间增加速率RA超过陆源供给速率RP。高位体系域沉积了厚层黑色页岩、油页岩或泥岩，沉积物供给和堆积速率小于可容空间增加速率(图 11)，瓦窑堡期聚煤作用逐渐停止。

总体来看，瓦窑堡组三级层序地层格架下聚煤规律表现在以下2个方面： (1)在SQ1—SQ3沉积期平面相带上，煤层主要形成于三角洲平原相带，为最有利于成煤的环境，主要控制煤层平面分布。河流冲积平原向三角洲平原过渡地带、三角洲前缘与滨—浅湖过渡地带(局部可延伸至滨—浅湖相带)，也有强度较弱的聚煤作用。(2)在SQ1—SQ3沉积期层序垂向上，煤层主要形成于湖侵体系域，最大湖泛面附近形成的煤层厚度相对较大；其次为高位体系域(图 8；图 11)。盆地中，湖侵体系域可容空间增长速率RA小于(或近似平衡)泥炭堆积速率RP，决定了瓦窑堡组煤层厚度。高位体系域沉积早期，聚煤作用逐渐减弱，到晚期聚煤作用逐渐停止。

6 结论

1)根据钻孔岩心及测井曲线分析，在鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组共识别出砂岩、粉砂岩、泥岩、泥灰岩和可燃有机岩等5类岩石类型及17种岩相类型，划分出曲流河、三角洲及湖泊等沉积相类型。

2)以区域不整合界面、地层颜色突变面和河道下切谷冲刷面为层序地层界面，将瓦窑堡组划分为3个三级层序，并根据识别出的初始湖泛面和最大湖泛面，将每个层序划分为低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。

3)鄂尔多斯盆地中部上三叠统瓦窑堡组各三级层序沉积单元均包含曲流河、冲积平原、三角洲平原、三角洲前缘和湖泊。随着盆地的整体升降运动，各三级层序的沉积单元逐步向子长—安塞—延安地区退缩，湖泊范围逐渐萎缩，SQ3期在子长—清涧一带发育深水浊流沉积。

4)三角洲平原的发育为聚煤作用提供了有利场所，聚煤主要发生于湖侵体系域。自SQ1期至SQ3期，聚煤作用强度逐渐增强，煤层总厚度和煤层单层最大厚度逐渐增大，主要聚煤中心位于子长—安塞—延安一带(子长矿区)。