该露头考察可满足储层表征与建模、层序地层学、油气田开发地质工程等课程的综合研究使用。
一、剖面位置
本次考察研究的露头位于山西省大同市西郊,地处云冈石窟及周缘,距市区约17公里(图1,图2)。由于修建公路和矿区运煤铁路,人工开凿出多条连续的侏罗系露头剖面。剖面横向连续性较好,揭露的岩相、沉积微相类型丰富,砂体构型特征明显,为储层构型研究的理想场所。

图1 考察区地理位置图
二、地质背景
(一)地层概况
本次考察研讨的地层为侏罗系中统云岗组。
大同地区侏罗系与下伏二叠系呈平行不整合接触,与其上覆白垩纪火山岩类地层呈不整合接触。侏罗系在本区主要发育下侏罗统永定庄组、中侏罗统大同组和云冈组,上统被剥蚀缺失。
云冈组出露厚度100多米,垂向上可分为三段。下段,亦称为砂砾岩段,主要由砂砾岩和粗砂岩组成;中段,亦称为石窟段,以大套砂岩夹泥岩为特征;上段,以泥岩夹砂岩为特征。整体呈下粗上细的沉积正旋回(图2)。

图2 中侏罗统云冈组岩性柱状图
(二)构造背景
现今大同地区表现为北东约30°的拉长型S形盆地构造。地层产状较为平缓,倾角约为4~8°,最大为10°。
在侏罗纪,大同地区属于大鄂尔多斯盆地的一部分,位于盆地的东北部。受海西-印支运动的影响,在大鄂尔多斯盆地整体沉降的基础上,大同地区为鄂尔多斯盆地内的一个凹陷,长期不断下沉;燕山运动末期,华北地区强烈的造山运动使得大同地区开始抬升,导致本区侏罗系上统缺失,并发育大量的褶皱和断层,形成现今的构造格局。在随后的白垩纪直至第四纪,火山作用均较为强烈,发育有大量的火山岩。
(三)沉积背景
在石炭纪及之前,大同地区以海相沉积为主,之后逐渐演化为陆相沉积。侏罗纪主要发育一套河流-湖泊沉积。下侏罗统永定庄组为一套厚约50米的非含煤的杂色泥岩,植被还不甚发育,主要为凹陷内“填平补齐”式的湖相沉积。
中侏罗世早期的大同组沉积时期,气候湿润,植物明显增多,主要发育曲流河沉积。河道的冲刷、废弃导致的河湖沼泽化周期性发生,在该区形成多套煤层。该期末发生抬升运动,含煤地层顶部出现区域不整合。
中侏罗统云冈组沉积时期,气候和沉积环境发生了较大的变化,气候逐渐变得干旱,湖盆面积萎缩。大同地区发育一套近物源的辫状河沉积。物源来自北部,方向近南北向。
三、露头简介
大同地区侏罗系出露良好的层段主要为云冈组中段(石窟段)和上段,而下段砂砾岩段无出露连续的剖面。
中段(石窟段)出露三条连续性好的剖面,分别晋华宫剖面、石窟剖面和铁路桥剖面(图3);上段出露一条连续的剖面,位于吴官屯煤矿北部,称为吴官屯剖面(图3)。

图3 考察区域露头剖面位置图
晋华宫剖面(图4)与石窟剖面(图5)的层位相同,剖面走向为近东西向,与古水流方向近于垂直。在东西方向4公里范围内侧向上发育两套辫状河砂体(可分别定名为晋华宫砂体和石佛砂体),其间为以泥岩、粉砂岩为主的泛滥平原沉积。晋华宫砂体宽度1500m左右,最大可见厚度约为36m;石佛砂体最大宽度约为1500m,最大厚度38m;两个宽条带状砂体之间的泛滥平原沉积体宽度1000m左右。各砂体实际为多期切叠形成的复合砂体。
铁路桥剖面(图6)位于晋华宫公路剖面之上,为一套多期切叠-叠加的复合砂体。各期砂体之间界面可追踪。
吴官屯剖面(图7)的走向为北东-南西向,与古水流方向斜交。该剖面直到2009年修建309公路开凿山道时才得以很好出露。该剖面位于云冈组上段,由多期辫状河沉积叠加而成。在辫状河砂体内部,可清晰地分辨出心滩和辫状河道。
四、数据采集方案
大同吴官屯公路剖面数据采集与补样
测量内容:心滩单一交错层系厚度(针对心滩,中部、两侧三条测线、自下而上连续测量);
每个辫流带测量一个典型心滩
岩石取样:着重取心滩和砂质河道,集中于某个心滩取样(注意基准面的位置);
照片:确定取样位置的照片,心滩照片等。