東營凹陷南坡古近系紅層砂體沉積成因類型及模式*

賈光華

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院；2.中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院)

東營凹陷南坡古近系紅層砂體沉積成因類型及模式*

賈光華1,2

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)資源學(xué)院；2.中國石化股份勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院)

東營凹陷南坡古近系孔一段-沙四下亞段沉積時(shí)期發(fā)育了規(guī)模巨大的紅層沉積。在對(duì)鉆井巖心進(jìn)行觀察描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合測(cè)井、錄井及分析化驗(yàn)資料，對(duì)紅層砂體的沉積成因類型及分布規(guī)律進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：①紅層沉積主要發(fā)育了沖積扇、漫湖型三角洲和濱湖灘壩等3種沉積相類型；②沉積受間歇性洪水漫湖控制，洪水活躍期主要發(fā)育漫湖三角洲及灘壩沉積，洪水間歇期發(fā)育沖積扇沉積，沉積相具有南北分帶、繼承遷移的特征。

東營凹陷 紅層沉積相 沉積成因 沉積模式

紅層砂體整體為氣候干旱、蒸發(fā)環(huán)境下的產(chǎn)物[1-2]，沉積成因類型較為復(fù)雜。東營凹陷南坡古近系孔一段-沙四下紅層砂體成因類型目前仍存在較大爭(zhēng)議，主要存在以下幾種觀點(diǎn)：①發(fā)育沖積扇-河流-不穩(wěn)定淺湖沉積[3-4]；②發(fā)育扇三角洲、三角洲、濁積扇、湖漫灘沉積[5]；③發(fā)育淺水間歇鹽湖沉積等。因此，有必要對(duì)東營凹陷古近系紅層砂體的沉積成因類型和沉積模式進(jìn)行探討。

1 沉積相標(biāo)志特征

東營凹陷南坡古近系孔一段-沙四下紅層沉積構(gòu)造類型主要包括層理構(gòu)造、層面構(gòu)造和生物成因構(gòu)造等3種類型。層理構(gòu)造包括塊狀層理、粒序?qū)永?、交錯(cuò)層理、平行層理和浪成沙紋層理等。塊狀層理主要發(fā)育于南部緩坡帶的邊緣，多為棕紅色雜基支撐礫巖，紫紅色、雜色含礫砂巖等，反映了干旱環(huán)境下重力流作用和水上沉積作用的存在(圖1(a))。粒序?qū)永硗瑯又饕l(fā)育于緩坡帶邊緣地區(qū)，為紫紅色、雜色和灰白色的底部具有沖刷的含礫砂巖正粒序?qū)永?，反映了重力流作用向牽引流作用過渡的特征(圖1(b))。交錯(cuò)層理類型較多且分布廣泛，主要分布于緩坡帶內(nèi)側(cè)靠近湖盆的廣泛范圍內(nèi)，包括槽狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理和沙紋交錯(cuò)層理，反映了河流、分流河道等單向水流或其他水流作用(圖1(c)和圖1(d))。平行層理同樣分布廣泛，主要發(fā)育于灰白色或雜色含礫砂巖、砂巖和粉砂巖中，反映了急流高能牽引流作用的存在(圖1(e))。浪成沙紋層理發(fā)育于緩坡帶內(nèi)部，巖石類型主要為灰白色、雜色或紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖等，反映了波浪作用的存在(圖1(f))。研究區(qū)發(fā)育的層面構(gòu)造主要為沖刷面，沖刷面之上巖性多為礫巖、含礫砂巖或含泥礫砂巖，反映了重力流或能量較強(qiáng)的牽引流作用(圖1(g))。研究區(qū)鉆井巖心中可見生物鉆孔和生物擾動(dòng)構(gòu)造，鉆孔多垂直或高角度傾斜，生物成因構(gòu)造主要發(fā)育于灰色或少量雜色及紫紅色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖中，表明水下沉積作用的存在(圖1(h))。

圖1 東營凹陷南坡孔一段-沙四下亞段砂體沉積構(gòu)造特征

2 紅層砂體沉積成因類型

東營凹陷南坡古近系紅層砂體沉積相標(biāo)志分析表明，紅層既發(fā)育重力流沉積又發(fā)育牽引流沉積，既發(fā)育水上沉積又發(fā)育水下沉積，沉積環(huán)境整體較為干旱。結(jié)合測(cè)井、錄井資料分析，認(rèn)為東營凹陷南坡古近系紅層砂體主要發(fā)育沖積扇沉積、漫湖型三角洲沉積和濱湖灘壩沉積3種類型，其中濱湖灘壩主要發(fā)育在紅層前方、間歇性鹽湖周緣，砂體單層厚度較薄，分布較為局限，而沖積扇和漫湖三角洲是紅層主要的沉積類型。

2.1 沖積扇沉積

沖積扇垂向相序上常表現(xiàn)為底部發(fā)育塊狀堆積、粒序特征不明顯的泥石流沉積，巖性多為雜基支撐礫巖，向上逐漸演化為多個(gè)粒度向上變細(xì)的正旋回疊加特征的辮狀水道沉積，巖性主要為含礫砂巖、中粗砂巖等，常見平行層理或交錯(cuò)層理發(fā)育。通過橫切沖積扇沉積的連井對(duì)比剖面可以看出，沖積扇發(fā)育早期以重力流性質(zhì)的泥石流沉積為主，分布范圍相對(duì)較小，砂體厚度大，沖積扇發(fā)育晚期以具有牽引流沉積的辮狀水道沉積為特征，分布范圍廣，砂體相對(duì)較薄。

2.2 漫湖型三角洲沉積

東營凹陷南坡孔一段-沙四下沉積時(shí)期，湖盆地形平緩，常常發(fā)生季節(jié)性洪水作用，有利于漫湖三角的形成。在洪水期，洪水?dāng)y帶的大量碎屑物質(zhì)在湖盆沉積，在旋回底部形成厚層、粗粒的重力流沉積，同時(shí)湖盆變廣，水體加深，碎屑物質(zhì)在湖浪的作用下在濱湖區(qū)形成河口壩和廣泛的席狀砂沉積。在間洪水期，由于氣候干旱，水體迅速變淺，湖盆面積萎縮，加上碎屑物質(zhì)供應(yīng)減少，在湖盆中，形成正常的牽引流沉積物，覆蓋于早先沉積的重力流沉積物之上。在垂向上形成砂巖厚度減少，紅色泥巖厚度增大的正序沉積。

東營凹陷南坡古近系紅層漫湖三角洲主要發(fā)育在孔一段沉積時(shí)期。巖石中石英、長石含量相對(duì)沖積扇較高，巖屑含量降低，結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度低，巖石類型為礫巖、含礫砂巖、砂巖、泥質(zhì)砂巖、泥巖等。沉積構(gòu)造可見泥礫、沖刷面及平行層理、交錯(cuò)層理等各種類型的層理，反映了漫湖三角洲沉積過程中具有重力流和牽引流并存的特征。垂向相序上表現(xiàn)為事件性沉積和正常沉積的互層特征。在漫湖三角洲形成早期，由于季節(jié)性湖水作用，形成粒度較粗、礫石或泥礫含量高的洪水水道沉積，隨著洪水能量低，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳π再|(zhì)，形成以發(fā)育辮狀水道沉積為主的沉積砂體，在垂向上表現(xiàn)為多個(gè)相互疊加的事件性沉積到正常沉積的旋回。

3 沉積模式

在紅層砂體沉積成因類型分析的基礎(chǔ)上，建立了東營凹陷紅層沉積模式，見圖2。

紅層沉積主要受季節(jié)性洪水控制，可分為洪水活躍期及洪水間歇期2種類型，湖平面表現(xiàn)為頻繁升降的振蕩性特征。在洪水活躍期，湖平面迅速上升，入湖洪水?dāng)y帶大量的陸源碎屑物質(zhì)在盆地緩坡帶和局部的陡坡帶堆積，在緩坡帶邊緣形成了規(guī)模不等的沖積扇沉積，緩坡帶內(nèi)部形成大規(guī)模連片分布的漫湖三角洲砂體。由于緩坡帶平坦開闊，水體波浪、湖流作用較強(qiáng)，在連片砂體前端孤立分布的砂體易改造形成濱、淺湖灘壩。

圖2 東營凹陷孔一段-沙四下亞段沉積模式

4 結(jié) 論

(1)東營凹陷南坡古近系紅層沉積類型多樣，具有重力流與牽引流并存、水上沉積與水下沉積并存的特征。

(2)東營凹陷南坡古近系紅層發(fā)育了沖積扇、漫湖型三角洲和濱湖灘壩沉積，以前2類為主。

(3)東營凹陷南坡古近系紅層沉積受間歇性洪水漫湖控制，洪水活躍期主要發(fā)育漫湖三角洲沉積，洪水間歇期發(fā)育沖積扇沉積，沉積相具有南北分帶、繼承遷移的特征。

[1] 李廷勇，王建力. 中國的紅層及發(fā)育的地貌類型[J].四川師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2002，25(4)：427-431.

[2] 田景春，曾允孚，張長俊，等. 東營凹陷沙河街組層序地層及地層格架研究[J].礦物巖石，1994，14(2)：37-46.

[3] 呂明才，張立強(qiáng)，史文東，等. 東營凹陷南斜坡孔店組沖積體系碎屑巖儲(chǔ)層特征及評(píng)價(jià)[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，19(6)：5-9.

[4] 余心起，舒良樹，顏鐵增，等. 贛杭構(gòu)造帶紅層盆地原型及其沉積作用[J].沉積學(xué)報(bào)，2005，23(1)：12-19.

[5] 朱先才，唐 海. 八面河地區(qū)孔店組油氣成藏模式分析[J].石油天然氣學(xué)報(bào)，2005，27(6)：691-692.

*中國石油化工股份有限公司資助項(xiàng)目(編號(hào)：P09009)。

2015-03-06)

賈光華(1972—)，男，高級(jí)工程師，257015 山東省東營市勝利油田分公司。