珠江口盆地新近系層序劃分與發(fā)育模式

李向陽(yáng) （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023；河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 信陽(yáng)464000）

張昌民，張尚鋒，朱 銳，羅 明 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434023）

施和生，杜家元 （中海石油 （中國(guó)）有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州510240）

珠江口盆地新近系層序劃分與發(fā)育模式

李向陽(yáng) （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023；河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 信陽(yáng)464000）

張昌民，張尚鋒，朱 銳，羅 明 （長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北荊州434023）

施和生，杜家元 （中海石油 （中國(guó)）有限公司深圳分公司研究院，廣東 廣州510240）

以經(jīng)典層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，通過(guò)對(duì)地震、測(cè)井等資料的綜合分析，歸納了具有珠江口盆地特色的層序界面劃分標(biāo)志及其特征，并在珠江口盆地新近系中識(shí)別出3個(gè)二級(jí)層序界面和12個(gè)三級(jí)層序界面，總結(jié)了層序界面特征形成的原因。利用層序劃分結(jié)果建立珠江口盆地的層序格架，針對(duì)具有重要巖性油氣藏意義的低位體系域，根據(jù)層序內(nèi)部發(fā)育特征識(shí)別出低位體系域以扇－溝－楔為主、低位體系域以溝－楔為主和不發(fā)育低位體系域等3種層序模式。

珠江口盆地；層序界面識(shí)別；層序發(fā)育模式

珠江口盆地位于南中國(guó)海北部大陸架上［1］，其形成緣于南海的擴(kuò)張作用。在23.8Ma以后，由于持續(xù)的熱沉降與物源供應(yīng)的相對(duì)不足而引起海水持續(xù)自南向北推進(jìn)，使盆地形成開闊的海盆。伴隨高頻的相對(duì)海平面變化，古珠江三角洲在陸架區(qū)和上陸坡區(qū)往復(fù)遷移，在珠二凹陷形成了低水位期的深水沉積，以粗碎屑砂巖為特征的深水扇系統(tǒng)。在盆地的北部形成由高水位期的三角洲、濱淺海沉積組成的陸架體系。筆者以經(jīng)典層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，通過(guò)巖心、測(cè)井以及二維測(cè)線的地震反射特征的分析，解剖了珠江口盆地內(nèi)層序發(fā)育特征，總結(jié)層序發(fā)育背景及模式，力求為珠江口盆地的隱蔽油氣藏的預(yù)測(cè)構(gòu)建一套等時(shí)的地層系統(tǒng)。

1 井震結(jié)合的層序格架的建立

層序格架的建立關(guān)鍵在于等時(shí)層序界面 （SB）的識(shí)別，而層序界面識(shí)別則需要通過(guò)巖心、測(cè)井以及地震等資料綜合分析。就分析過(guò)程來(lái)看，可大致分為垂向分辨率較高的巖心、測(cè)井層序界面識(shí)別，以及橫向分辨率較高的地震層序界面識(shí)別。

1.1 巖心、測(cè)井層序界面識(shí)別

珠江口盆地在17.5×104km2面積范圍內(nèi)，探井與評(píng)價(jià)井僅200多口，而取心井則更為稀少，取心的層段亦多限于油田開發(fā)的目的層段，不能反映所有的層序界面的特征。因而在層序劃分過(guò)程中，筆者采用了以測(cè)井分析為主，巖心分析為輔的研究方式。

珠江口盆地以碎屑巖沉積為主，因此適宜用對(duì)泥質(zhì)敏感的自然伽馬曲線進(jìn)行層序界面的識(shí)別與劃分［2］。通過(guò)對(duì)區(qū)域上單井的層序劃分與對(duì)比可得出如下結(jié)論：盆地范圍內(nèi)的層序界面的特征隨分布區(qū)域的不同而在自然伽馬曲線上有不同的響應(yīng)。在恩平、西江凹陷這類近物源區(qū)，主要發(fā)育河流相－三角洲平原沉積，地層多為厚層箱形砂巖，層序界面表現(xiàn)為大套河道砂體之間的切割，在自然伽馬測(cè)井曲線上層序界面上下均為箱型，其間薄層泥質(zhì)夾層為高值 （圖1（a））。在番禺低隆起南部稍遠(yuǎn)物源的區(qū)域，層序界面之下屬高位期進(jìn)積型三角洲前緣沉積，自然伽馬測(cè)井曲線上多表現(xiàn)為漏斗形河口砂壩－遠(yuǎn)砂［3］，界面之上為直線型的海侵期的泥巖沉積 （圖1（b））。遠(yuǎn)物源區(qū)的深水區(qū)域，多接受泥質(zhì)沉積物且為連續(xù)沉積，因此界面上下在測(cè)井曲線上均為平直段 （圖1（c））。

圖1 珠江口盆地新近系測(cè)井層序界面識(shí)別標(biāo)志

1.2 地震層序界面識(shí)別

在珠江口盆地內(nèi)少井條件下層序的劃分主要依據(jù)地震資料。層序界面在地震剖面上可以表現(xiàn)為削截、頂超、向陸方向的上超及下切谷等 （圖2）。這些特征形成于珠江口盆地不同的區(qū)域，其構(gòu)造、沉積背景各不相同。

圖2 層序界面在地震剖面上的識(shí)別

1）削截 區(qū)域大范圍的削截現(xiàn)象位于盆地內(nèi)的隆起區(qū)——南部隆起和陸架區(qū)域，例如SB10.5界面位于盆地北部的陸豐凹陷以及東沙隆起上 （圖2（a）），SB5.5界面削截現(xiàn)象則位于番禺低隆起的東部以及東沙隆起上，這些削截現(xiàn)象分布范圍廣，是地層明顯剝蝕的標(biāo)志，屬典型的構(gòu)造成因的層序界面，對(duì)應(yīng)于二級(jí)層序界面。

2）上超 上超位于白云凹陷北坡的上陸坡區(qū)，是低位期海平面上升過(guò)程中物源向陸方向的加積作用形成的，它位于層序界面之上，一般與層序界面下的前積現(xiàn)象相伴隨 （圖2（b））。

3）頂超 頂超在地震剖面上表現(xiàn)為斜交型的前積體的頂面 （圖2（c）），順物源方向的沉積物沉積差異是頂超面下的前積體形成的重要原因，在珠江口盆地的陸架區(qū)反映了高位期沉積物向盆地內(nèi)進(jìn)積的過(guò)程。這種反射結(jié)構(gòu)在近坡折處水體突然加深的背景下易于保存，地震剖面上白云北坡和番禺低隆起南部可見(jiàn)大范圍、多期次、相互疊置的前積體，通過(guò)前積體期次性分析進(jìn)行三級(jí)層序的劃分是珠江口盆地新近系層序地層劃分的重要依據(jù)。頂超面也可能出現(xiàn)在北部的陸架區(qū)，但僅局部可見(jiàn)，這是前積結(jié)構(gòu)形成后在陸架背景下受波浪、潮汐作用不易保存的緣故，由于分布范圍小且不易識(shí)別，在層序劃分中作為次要的證據(jù)?；葜莅枷輧?nèi)的頂超現(xiàn)象是識(shí)別SB18、SB17.5界面的重要特征，這兩個(gè)層序界面下的前積體的形成與古珠江盆地內(nèi)特殊的地形地貌有關(guān)，18.5Ma海侵期惠州凹陷快速沉降，為沉積物提供了充足的可容納空間，后期受多次三級(jí)海平面旋回變化的驅(qū)動(dòng)，古珠江三角洲從西江凹陷向惠州凹陷進(jìn)積，形成了分布于惠州凹陷南部、東沙隆起北部的多期次疊置的厚層前積體。

4）下切谷 下切谷位于白云凹陷北坡的陸架坡折處，是海平面下降到陸架坡折以下，河流對(duì)陸架下切形成的切谷 （圖2（d）），其與上陸坡區(qū)的海底峽谷相溝通，形成盆地內(nèi)輸送沉積物的重要通道，在地震剖面上很難區(qū)別陸上切谷與海底峽谷的具體分界線，但是它們的形成是相關(guān)聯(lián)的，都形成于低位早期，具有相對(duì)的等時(shí)性。陸上水道在海底峽谷的出口下陸坡區(qū)則形成丘狀反射地質(zhì)體，對(duì)應(yīng)于低位期的盆底扇或斜坡扇，層序界面位于地質(zhì)體底部。

1.3 層序地層格架建立

以地震資料為主結(jié)合200多口單井的資料，借助VSP資料所建立的精準(zhǔn)時(shí)深關(guān)系把單井層序分析與地震層序分析相統(tǒng)一，識(shí)別出3個(gè)二級(jí)層序界面以及12個(gè)三級(jí)層序界面，最終建立了珠江組－韓江組－粵海組的層序地層格架 （圖3）。

圖3 珠江口盆地新近系層序地層格架

二級(jí)層序界面為：SB23.8、SB10.5、SB5.5，它們分別對(duì)應(yīng)于不同時(shí)期的區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)期，SB23.8對(duì)應(yīng)于白云運(yùn)動(dòng)，SB10.5及SB5.5分別對(duì)應(yīng)于東沙運(yùn)動(dòng)的不同期次的斷塊活動(dòng)，由一系列的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)組成的構(gòu)造旋回使珠江口盆地三級(jí)層序發(fā)育呈現(xiàn)階段性的變化。SB23.8～SB10.5：珠江口盆地開始進(jìn)入持續(xù)海進(jìn)期，完全結(jié)束了陸相的沉積歷史進(jìn)入海相沉積時(shí)期，且還造成陸架坡折的北移形成白云凹陷內(nèi)一系列的低位期的深水扇沉積。SB10.5～SB5.5：陸架坡折變陡，珠江口盆地沉降加速，相對(duì)海平面上升，海岸線北移進(jìn)一步遠(yuǎn)離陸架坡折，結(jié)束了白云凹陷內(nèi)的低位期深水扇的沉積史。三級(jí)層序發(fā)育則受控于海平面的變化，海平面的變化導(dǎo)致古珠江三角洲在陸架上往復(fù)遷移，在盆地的北部陸架區(qū)形成以三角洲相－濱岸相為主的高位、海侵體系域，在南部深水區(qū)則主要形成重力流性質(zhì)的低位深水沉積體系。

2 層序發(fā)育的模式

珠江口盆地新近紀(jì)的沉積處于盆地的拗陷期，盆地接受了來(lái)自古珠江攜帶的大量沉積物，形成了多套縱向上疊置的三級(jí)層序。而在陸坡區(qū)，低位體系域中因多發(fā)育富泥環(huán)境中的砂體［4］，而已經(jīng)成為巖性油氣藏勘探的重點(diǎn)區(qū)域。因此，在建立層序發(fā)育模式的過(guò)程中，筆者擬從低位體系域的發(fā)育特征入手，根據(jù)不同的海平面升降幅度所形成的不同特征的低位體系域?qū)有虬l(fā)育模式歸納為以下3種。

2.1 低位體系域 （扇、溝、楔）＋海侵體系域＋高位體系域

該發(fā)育模式與珠江口盆地相對(duì)海平面大幅下降有關(guān)，以SQ10（SB13.8～SB12.5）以及SQ2（SB21～SB18）兩個(gè)層序最為典型。其在地震剖面上的特征表現(xiàn)為：下伏層序的高位末期三角洲前積體已完全到達(dá)陸架坡折，其頂部強(qiáng)連續(xù)強(qiáng)振幅反射顯示了富砂前三角洲背景，與其他層序?qū)Ρ韧茢?，其與充足的沉積物供給導(dǎo)致的高位三角洲向白云凹陷內(nèi)大幅度進(jìn)積有關(guān)。該類高位體系域的沉積體為上覆層序的低位提供了大量的富砂的碎屑物，是形成斜坡扇、盆底扇的重要因素 （圖4）。通過(guò)白云北坡的下切谷、水下溝道以及地震反射異常體分析可以說(shuō)明：低位期沉積時(shí)期，近陸坡的沉積物通過(guò)下切谷、水下溝道進(jìn)入白云凹陷內(nèi)，在出口處形成具有朵葉狀，地震剖面上表現(xiàn)為丘狀的強(qiáng)振幅反射地質(zhì)體，為典型的低位扇特征，在近坡折處見(jiàn)低位楔發(fā)育，向北超覆于陸坡之上。鉆探表明該類的低位楔內(nèi)的砂體是構(gòu)成白云凹陷北坡的重要的儲(chǔ)集層。

圖4 低位體系域 （扇、溝、楔）＋海侵＋高位體系域?qū)有虬l(fā)育模式

2.2 低位體系域 （溝、楔）＋海侵體系域＋高位體系域

這類層序發(fā)育模式，其下伏的高位體系域具有明顯的沉積物向盆地內(nèi)部進(jìn)積的特征：其三角洲沉積的前端 （前積體）距離坡折相對(duì)較遠(yuǎn)且為泥質(zhì)背景，低位楔近坡折較連續(xù)強(qiáng)振幅反射表明其大致為砂泥互層沉積，向下陸坡方向則反射減弱，表明低位時(shí)期海平面下降幅度不大，粗碎屑沉積物向盆地內(nèi)搬運(yùn)逐漸減少。此時(shí)，有水下溝道發(fā)育，但發(fā)育程度有強(qiáng)有弱，其強(qiáng)弱取決于低位期到達(dá)陸架坡折的物源大小與陸坡的坡度，如SB10.5界面所發(fā)育的大量水下溝谷，其形成原因?yàn)闁|沙運(yùn)動(dòng)影響使東沙隆起與番禺低隆起的東部隆升，造成陸坡變陡且陸架區(qū)受到剝蝕 （陸豐凹陷及東沙隆起在地震剖面上區(qū)域的剝蝕現(xiàn)象）而物源充分，進(jìn)而形成大量水下溝谷。在低幅度的海平面下降中，近坡折沉積的泥質(zhì)背景作用下，向白云凹陷內(nèi)輸送的沉積物多為泥質(zhì)滑塌和濁積沉積，在順物源的陸坡區(qū)地震剖面上見(jiàn)不到明顯的深水扇沉積跡象。

2.3 海侵體系域＋高位體系域

SB8.5界面以上的層序發(fā)育，是珠江口盆地總體海平面進(jìn)一步上升造成的，其特征為：下伏層序的高位體系域前積體向北推移，在后期三級(jí)海平面作用變化影響下，沒(méi)有明顯的低位楔發(fā)育，在陸坡區(qū)海底峽谷不發(fā)育，而陸坡附近未能找到明顯的向陸上超的楔狀體?？梢?jiàn)層序主要發(fā)育海侵體系域和高位體系域，而不發(fā)育低位體系域。陸架上因?yàn)槿侵耷胺e體遠(yuǎn)離陸架坡折，其高位期的三角洲前積體不發(fā)育，具有中陸架三角洲沉積特征，其前積體發(fā)育規(guī)模小，近坡折及陸坡區(qū)的沉積為富泥的濁積沉積，在地震剖面上陸坡區(qū)可見(jiàn)明顯的重力流作用的前積結(jié)構(gòu)。

3 結(jié) 語(yǔ)

珠江口盆地范圍大，盆地不同區(qū)域之間的沉積環(huán)境具有較大差異，因而層序界面特征在測(cè)井、地震等資料上在不同的區(qū)域上亦表現(xiàn)為不同的特征。通過(guò)這些特征分析對(duì)盆地內(nèi)新近系地層的層序界面進(jìn)行識(shí)別，共識(shí)別出3個(gè)二級(jí)層序界面和12個(gè)三級(jí)層序界面，最終建立了珠江口盆地層序地層格架。

珠江口盆地新近系的層序發(fā)育模式根據(jù)低位體系域發(fā)育特征可分為3種：①低位體系域 （扇、溝、楔）＋海侵體系域＋高位體系域，受大幅度的相對(duì)海平面下降，在白云凹陷陸坡區(qū)形成盆底扇、下切谷以及富砂的低位楔；②低位體系域 （溝、楔）＋海侵體系域＋高位體系域，受控于小幅的相對(duì)海平面變化，低位期近陸架坡折的泥質(zhì)背景決定了白云凹陷內(nèi)低位扇不發(fā)育；③海侵體系域＋高位體系域，經(jīng)歷10.5Ma的東沙運(yùn)動(dòng)后，海平面持續(xù)上升，岸線進(jìn)一步遠(yuǎn)離陸架坡折，后期珠江口盆地的相對(duì)海平面變化未能到達(dá)陸架坡折以下，造成低位體系域不發(fā)育。

［1］彭大鈞，陳長(zhǎng)民，龐雄，等.南海珠江口盆地深水扇系統(tǒng)的發(fā)現(xiàn) ［J］.石油學(xué)報(bào)，2004，25（5）：17～23.

［2］郭彥如，劉化清，李相博，等.大型坳陷湖盆層序地層格架的研究方法體系——以鄂爾多斯盆地中生界延長(zhǎng)組為例 ［J］.沉積學(xué)報(bào)，2008，26（3）：384～391.

［3］邢文禮，張尚鋒，杜家元，等.稀疏井網(wǎng)條件下利用測(cè)井曲線識(shí)別層序界面方法探討——以珠江口盆地珠江組為例 ［J］.巖性油氣藏，2010，22 （2）：111～115.

［4］柳保軍，龐雄，顏承志，等.珠江口盆地白云深水區(qū)漸新世－中新世陸架坡折帶演化及油氣勘探意義 ［J］.石油學(xué)報(bào)，2011，32（2）：234～242.

Neogene Sequence Subdivision and Its Development Pattern in Pearl River-mouth Basin

LI Xiang－yang，ZHANG Chang-min，ZHANG Shang-fen，ZHU Rui，LUO Ming，SHI He-sheng，DU Jia-yuan （First Author’s Address：College of Geosciences，Yangtze University，Jingzhou434023，Hubei，China；Henan Nuclear Industry Geology Bureau，Xinyang464000，Henan，China）

Based on the guidance of classical sequence stratigraphic theory and comprehensive analysis on seismic and logging data，identification markers of sequence boundaries in Pearl River-mouth Basin were summarized and 3second-order sequence boundaries and 12third-order sequence boundaries were subdivided，and their formational reasons were obtained.The result of sequence division is used to establish a sequence framework of studied basin.Further more，3types of low stand system tract patterns，such as fan-incised valley-wedge system，incised valley-wedge system and no low stand system tract are confirmed.

Pearl River-mouth Basin；identification of sequence interface；sequence development patterm

TE121.3

A

1000-9752 （2012）04-0047-05

2011-12-20

國(guó)家科技重大專項(xiàng) （2008ZX05023）。

李向陽(yáng) （1969-），男，1990年大學(xué)畢業(yè)，博士生，現(xiàn)主要從事油藏描述方面的科研工作。

［編輯］ 龍 舟