西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組下段沉積相特征及模式

張紹亮，秦蘭芝，余逸凡，唐賢君

（中海石油（中國）有限公司上海分公司，上海200030）

西湖凹陷是東海陸架盆地規(guī)模最大的第三系含油氣凹陷，其花港組的沉積相類型及其特征前人已經(jīng)做過很多研究，但一直存在較大的爭議。武法東等認(rèn)為花港組是受過短暫的海水侵入的河流、湖泊、三角洲沉積［1］；孫思敏等則認(rèn)為花港組為一套辮狀河和曲流河相互交替沉積體系［2］；胡明毅等則認(rèn)為花港組主要發(fā)育河流、三角洲、湖泊和扇三角洲等4種相類型，平面上河流和三角洲沉積主要分布在凹陷西部邊緣，扇三角洲沉積主要分布在凹陷東部邊緣，在凹陷中央主要發(fā)育濱淺湖相沉積［3－4］。

隨著西湖凹陷勘探的不斷深入，以及新鉆井資料的不斷補(bǔ)充，筆者通過大量的巖心精細(xì)描述，結(jié)合測井資料和地震資料解釋，對西湖凹陷的沉積相進(jìn)行了詳細(xì)的研究，特別是對主力油氣層段花港組下段沉積相進(jìn)行了詳細(xì)的分析，認(rèn)為西湖凹陷花港組下段主要為河流－扇沉積相組合。

1 地質(zhì)背景

西湖凹陷位于東海陸架盆地，構(gòu)造上屬于東海陸架盆地浙東坳陷內(nèi)的二級構(gòu)造單元，呈NNE向。西湖凹陷在構(gòu)造上具有東西分帶、南北分塊的特點(diǎn)，總體上是一個東斷西超的箕狀斷陷盆地。凹陷內(nèi)部自西向東可以分為西部斜坡帶、中央洼陷區(qū)和東部斷階區(qū)（圖1）。西湖凹陷新生界主要發(fā)育古新統(tǒng)、始新統(tǒng)平湖組、漸新統(tǒng)花港組、中新統(tǒng)龍井組、玉泉組和柳浪組、上新統(tǒng)三潭組及第四系東海群，沉積厚度9～10 km，經(jīng)歷了斷陷、拗陷和區(qū)域沉降3個階段，花港組為拗陷期沉積［5－6］。主要的含油層系為花港組下段和平湖組，本文重點(diǎn)分析花港組下段的沉積相特征。

花港組是在漸新世早期玉泉運(yùn)動的基礎(chǔ)上形成的，隨著玉泉運(yùn)動的發(fā)生，西湖凹陷正式從斷陷階段進(jìn)入拗陷階段。隨著太平洋俯沖作用加強(qiáng)，西湖凹陷范圍縮??；此時海平面處于下降階段，東部邊緣釣魚島隆褶帶的進(jìn)一步抬升使西湖凹陷進(jìn)入相對封閉的陸盆體系，西湖凹陷具有東陡西緩、北高南低的構(gòu)造特征。鉆井資料顯示，西湖凹陷中北部花港組除含有豐富的孢粉化石外，少見其他門類化石，從孢粉化石的組合來看，為較濕潤的亞熱帶氣候；取心顯示黑色泥巖多為碳質(zhì)，為陸上沼澤沉積的產(chǎn)物；綜合反映了中北部無穩(wěn)定湖泊的潮濕氣候條件下的沉積環(huán)境，中南部花港組發(fā)育濱淺湖水體。

2 沉積相類型及其特征

在巖心精細(xì)描述的基礎(chǔ)上，以巖性、沉積構(gòu)造、沉積層序和生物化石為主要依據(jù)，結(jié)合測井資料和地震資料綜合解釋，將西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組下段劃分出曲流河扇、辮狀河扇、曲流河三角洲及辮狀河三角洲4種沉積相類型。

2．1 曲流河扇

圖1 西湖凹陷構(gòu)造區(qū)劃示意圖（據(jù)文獻(xiàn)［4］略有修改）

曲流河扇是指低彎度曲流河所攜帶的物質(zhì)在開闊平原卸載所形成的扇體［7－8］。西湖凹陷漸新世地勢開闊平坦，西部以短小密集水系為主，曲流河扇主要發(fā)育在西部斜坡帶花港組下段，位于湖盆的短軸方向。地震顯示中強(qiáng)振幅，中－低頻率，連續(xù)－較連續(xù)反射，內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為發(fā)散結(jié)構(gòu)，整體具有地層向中間變厚的特點(diǎn)。

曲流河扇可劃分為近端亞相、中部亞相和遠(yuǎn)端亞相3個亞相，近端亞相主要為河道充填微相；中部亞相為扇的主體，為曲流河道發(fā)育區(qū)，泛濫平原極為發(fā)育，同時發(fā)育決口扇、沼澤等微相；遠(yuǎn)端亞相主要由分流河道末端沉積的席狀砂體，主要為漫流沉積。

河道充填和分流河道為主要的砂體微相，構(gòu)成了曲流河扇的砂質(zhì)骨架。河道充填微相總體顯示向上變細(xì)的正韻律，自下而上依此為含礫石砂巖－中砂巖－細(xì)砂巖－粉砂巖。沉積構(gòu)造方面，發(fā)育槽狀交錯層理、低角度交錯層理、沙紋層理等，侵蝕沖刷構(gòu)造和生物擾動構(gòu)造明顯（圖2）。巖性主要為雜色泥巖與灰白色細(xì)砂巖、粉砂巖互層，夾棕紅或紫色泥巖和海侵層。測井曲線一般為極厚箱型，厚度一般50 m以上；分流河道的顯著特征是它頻繁的改道或發(fā)生沖裂作用，廢棄河道頻繁出現(xiàn)，電測曲線呈箱型或鐘形，單形態(tài)厚度10 m以上。

圖2 西湖凹陷花港組下段曲流河扇沉積相構(gòu)成

2．2 辮狀河扇

辮狀河扇體系主要發(fā)育在西湖凹陷東緣北側(cè)花港組下段，位于湖盆的短軸方向。地震顯示中弱振幅，中－低頻率，連續(xù)－較連續(xù)反射，內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為斜交前積結(jié)構(gòu)，其上傾部位頂超于上覆地層，整體具有地層向中間變厚的特點(diǎn)。相對于曲流河扇其特點(diǎn)是河道多、切割淺、不固定，沉積體向盆地平原延伸較長。

辮狀河扇內(nèi)部環(huán)境極不穩(wěn)定，河道遷移頻繁，沉積相分異不明顯，可分為近端亞相、中部亞相和遠(yuǎn)端亞相。近端亞相沉積物主要是分選極差的混雜礫巖或疊瓦狀砂礫巖所組成的河床充填沉積為主，層理不太發(fā)育或呈不明顯的平行層理、大型板狀交錯層理及遞變層理。中部亞相以辮狀分流河道、河道沙壩和漫流沉積為主，與扇根沉積相比，砂／礫比值較大，巖性以砂巖為主，在砂巖和礫狀砂巖中，可見辮狀河流作用形成的不明顯的平行層理和交錯層理，河道沖刷現(xiàn)象比較明顯（圖3）。遠(yuǎn)端亞相沉積類型以漫流沉積為主，沉積物較細(xì)，通常由砂巖夾粉砂巖、粘土巖組成。砂巖分選變好，可見平行層理、交錯層理、粉砂巖、粘土巖中可顯示塊狀層理、水平紋理。辮狀河扇沉積微相主要為河道滯留沉積和河道沙壩沉積［9－10］。

圖3 西湖凹陷花港組下段辮狀河扇沉積相構(gòu)成

2．3 曲流河三角洲相

由遠(yuǎn)源較長的曲流河入湖形成三角洲［11－12］，主要發(fā)育于西湖凹陷中南部。分流河道為主要的砂體微相，可形成近百米厚的大規(guī)模疊合砂體，巖性主要為中、細(xì)砂巖，發(fā)育槽狀交錯層理、低角度交錯層理、沙紋層理等沉積構(gòu)造，侵蝕沖刷構(gòu)造和生物擾動構(gòu)造明顯；地震剖面上表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、中－低頻、連續(xù)－較連續(xù)的反射特征，發(fā)育S形前積和復(fù)合前積地震相；測井曲線縱向上表現(xiàn)箱形、鐘形的疊加，多為中高幅度。發(fā)育三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲三個亞相，三角洲前緣帶是三角洲砂體的集中發(fā)育帶。

2．4 辮狀河三角洲

辮狀河三角洲主要發(fā)育于西湖凹陷東部陡坡帶，辮狀分流河道為主要的砂體微相，砂巖粒度較粗，河道遷移頻繁，河道層序上部出現(xiàn)的粗粒度的板狀交錯層理粗砂－中砂巖顯示河道沙壩層序特征，小型反韻律砂體以平行層理和交錯層理為主，由辮狀三角洲平原、辮狀三角洲前緣和前辮狀三角洲構(gòu)成。

3 沉積相模式

漸新世花港組時期，西湖凹陷拉張裂陷作用停止，發(fā)育了一套拗陷型湖泊沉積。該時期由于凹陷東部釣魚島隆起已經(jīng)形成，因此西湖凹陷與外海聯(lián)系被割斷，同時海水大規(guī)模退出。西湖凹陷北部地區(qū)演化為潮濕氣候條件下的陸相沼澤環(huán)境，穩(wěn)定水體不存在，碎屑物源供給充足，北部西側(cè)斜坡帶發(fā)育了有煤層存在的曲流河扇沉積體系，北部東側(cè)陡坡帶發(fā)育辮狀河沉積體系。西湖凹陷南部發(fā)育濱淺湖水體，廣泛分布著曲流河三角洲及辮狀河三角洲沉積。西湖凹陷古近系花港組下段沉積相模式如圖4所示。

圖4 西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組下段沉積相模式

4 結(jié)論

（1）漸新統(tǒng)花港組下段沉積時期，西湖凹陷北部地區(qū)為潮濕氣候條件下的陸相沼澤環(huán)境，無穩(wěn)定水體發(fā)育。

（2）通過對巖心、古生物、測井、錄井及地震資料的綜合分析認(rèn)為，漸新統(tǒng)花港組下段沉積時期，西湖凹陷主要發(fā)育曲流河扇、辮狀河扇、曲流河三角洲、辮狀河三角洲沉積相類型。

（3）建立了西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組下段沉積相模式，凹陷西北部發(fā)育了有煤層存在的曲流河扇沉積體系，東北地區(qū)發(fā)育辮狀河沉積體系，中南部發(fā)育曲流河三角洲和辮狀河三角洲沉積。

［1］武法東，陸永潮．東海西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組海綠石的發(fā)現(xiàn)及其意義［J］．沉積學(xué)報，1997，15（3）：158－161．

［2］孫思敏，彭仕宓．東海西湖凹陷平湖油氣田花港組高分辨率層序地層特征［J］．石油天然氣學(xué)報，2006，28（4）：184－187．

［3］胡明毅，柯嶺，梁建設(shè)．西湖凹陷花港組沉積相特征及相模式［J］．石油天然氣學(xué)報（江漢石油學(xué)院學(xué)報），2010，32（5）：1－5．

［4］張國華．西湖凹陷高壓形成機(jī)制及其對油氣成藏的影響［J］．中國海上油氣，2013，25（2）：1－8．

［5］陶士振，鄒才能．東海盆地西湖凹陷天然氣成藏及分布規(guī)律［J］．石油勘探與開發(fā)，2005，32（4）：103－110．

［6］賈健誼，顧惠榮．東海西湖凹陷含油氣系統(tǒng)與油氣資源評價［M］．北京：地質(zhì)出版社，2002．

［7］I G Stanistreet，T S McCarthy．The Okavango Fan and the classification of subaerial fan systems［J］．Sedimentary Geology，1993，85（1－4）：115－133．

［8］I G Stanistreet，B Cairncross，T S McCarthy．Low sinuosity and meandering bedload rivers of the Okavango Fan：channel confinement by vegetated levées without fine sediment［J］．Sedimentary Geology，1993，85（1－4）：135－156．

［9］H R Jo，C W Rhee1，S K Chough．Distinctive characteristics of a streamflow－dominated alluvial fan deposit：Sanghori area，Kyongsang Basin （Early Cretaceous），southeastern Korea［J］．Sedimentary Geology，1997，110（1－2）：51－59，61－79．

［10］Dirck E Wuellner1，W C James．Braided and meandering submarine fan channel deposits，Tesnus Formation，Marathon basin，West Texas［J］．Sedimentary Geology，1989，62（1）：27－45．

［11］范萌萌，卜軍，曾家明，等．鄂爾多斯盆地東南部晚三疊世延長期沉積相及巖相古地理演化特征［J］．石油地質(zhì)與工程，2012，26（4）：9－14．

［12］高艷紅，李建明．烏南地區(qū)下油砂山組沉積微相研究［J］．石油地質(zhì)與工程，2011，25（2）：27－29．