黃驊坳陷沙河街組一段碎屑巖沉積特征及構(gòu)造對沉積的控制作用

張亞雄,董艷蕾，成克男,郭 雷

[1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083; 2.中國石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；3.中國石油 長城鉆探工程有限公司 錄井國際業(yè)務(wù)項目部，北京 100101]

黃驊坳陷沙河街組一段碎屑巖沉積特征及構(gòu)造對沉積的控制作用

張亞雄1,董艷蕾2，成克男3,郭 雷2

[1.中國石化 石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083; 2.中國石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；3.中國石油 長城鉆探工程有限公司 錄井國際業(yè)務(wù)項目部，北京 100101]

黃驊坳陷是渤海灣盆地內(nèi)重要的含油氣坳陷之一。綜合運用巖心、巖性組合、沉積構(gòu)造、古生物、地震等資料，對渤海灣盆地黃驊坳陷沙河街組一段沉積特征進行了研究，將黃驊坳陷古近系沙河街組一段分為沙一下(Es1(1))、沙一中(Es1(2))和沙一上(Es1(3))3個三級層序、9個體系域。研究認為，沙河街組一段碎屑巖沉積主要發(fā)育辮狀河三角洲、曲流河三角洲、近岸水下扇、重力流和湖泊5種沉積相類型。同時研究了各沉積相類型的沉積特征和空間展布特征。辮狀河三角洲主要發(fā)育在板橋凹陷、北塘凹陷和歧口凹陷西南部，曲流河三角洲主要發(fā)育在黃驊坳陷南區(qū)和埕寧隆起東南部，近岸水下扇主要發(fā)育在陡坡大斷層滄縣隆起的根部，重力流主要發(fā)育在歧北凹陷深湖區(qū)。最后指出，構(gòu)造演化、斷層陡緩和古地貌是控制黃驊坳陷沙河街組一段碎屑巖沉積體系的主控因素。

碎屑巖沉積體系；沙河街組；黃驊坳陷；渤海灣盆地

黃驊坳陷是新生代斷陷盆地，位于燕山褶皺帶以南，東以埕寧隆起與濟陽坳陷和渤中坳陷相隔，西以滄縣隆起與冀中坳陷相隔，整體呈南西-北東向展布、南窄北寬的構(gòu)造格局，是渤海灣盆地內(nèi)重要的含油氣坳陷之一，面積為17 000 km2，油氣勘探和開發(fā)程度較高。黃驊坳陷在地質(zhì)歷史上經(jīng)歷了古近紀始新世裂陷初始期、漸新世裂陷擴展期、裂陷衰減期和裂-坳陷過渡期以及新近紀熱沉降期和加速沉降期等構(gòu)造演化發(fā)展階段[1-7]，形成了現(xiàn)今隆凹相間的構(gòu)造格局(圖1)。鉆井發(fā)現(xiàn)黃驊坳陷主要發(fā)育前古近紀基底、古近系孔店組、沙河街組、東營組和新近系館陶組、明化鎮(zhèn)組及第四系沉積。

圖1 黃驊坳陷構(gòu)造單元圖Fig.1 Structure units of Huanghua Depression in the Bohai Bay Basin1.港西凸起；2.孔店凸起；3.徐黑凸起；4.沙壘田凸起

不同學(xué)者對黃驊坳陷古近系層序地層和沉積相開展過大量研究，許淑梅將歧口凹陷古近系劃分為1個二級層序，6個三級層序，認為陸相盆地的單斷特點控制了層序的總體特征[8]。朱筱敏將黃驊坳陷北大港構(gòu)造帶沙一段劃分3個沉積層序，指出主要沉積類型為扇三角洲、濱淺湖和重力流沉積[9]。嚴德天將黃驊坳陷中區(qū)沙河街組劃分出2個二級層序、7個三級層序，并識別出扇三角洲、湖泊三角洲、近岸水下扇、深水濁積體及湖泊5種沉積體系[10]。趙玥對北大港東營組和沙河街組物源進行了研究，認為北大港具有多物源的特性[11]。張琴認為黃驊坳陷沙一段物源具有北部、東部、西北部、西部和東南部5個物源區(qū)[12]。石先濱將黃驊坳陷歧北次凹沙一下亞段劃分為4個四級層序和9個五級層序，并對單個地質(zhì)體進行了詳細的刻畫[13]。董艷蕾將黃驊坳陷沙河街組一段下亞段混合沉積分為母源混合、相緣漸變混合、原地混合和重力流混合沉積[14]。曾威將黃驊坳陷沙河街組一段劃分為3個三級層序，并且認為坳陷內(nèi)的主干斷裂是控制各層序的主控因素[15]。

前人關(guān)于黃驊坳陷沙河街組(沙一段)的沉積體系主要集中在某個區(qū)塊，缺少對黃驊坳陷整體沉積體系研究，這制約了黃驊坳陷沙一段精細油氣勘探。因此，十分有必要以層序地層學(xué)為理論指導(dǎo)，對黃驊坳陷沙一段的沉積體系進行全面研究，闡述沉積體系類型及其分布規(guī)律，明確沉積體系的主控因素，尤其是重點分析構(gòu)造對沉積的控制作用，并指出有利的巖性圈閉勘探地區(qū)。

1 研究思路及層序地層格架

本次研究運用巖心、測井曲線、地震剖面等資料，通過鉆井取心段巖心精細觀察，綜合利用巖性組合、沉積構(gòu)造、古生物等各種輔助信息，作為沉積相分析的起點和基礎(chǔ)。通過取心段沉積相所對應(yīng)的測井曲線樣式進行全井分析以及地震相與沉積相的對應(yīng)關(guān)系分析[16-22]，在對近60口井的巖心進行觀察與描述的基礎(chǔ)上，采用14條區(qū)域大剖面和54條總體呈NE和NW向覆蓋黃驊坳陷中北區(qū)的地震剖面進行地震層序地層格架分析，將黃驊坳陷古近系沙一段分為沙一下(Es1(1))、沙一中(Es1(2))和沙一上(Es1(3))3個三級層序、9個體系域(圖2)，在沙河街組主要識別出辮狀河三角洲、曲流河三角洲、近岸水下扇、重力流、湖泊5種碎屑巖沉積相類型。同時提取了巖石顏色、巖石類型、碎屑顆粒結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造、古生物等各種典型沉積相標志信息，另外還收集了巖心的各項分析化驗數(shù)據(jù)，包括粘土礦物含量、碳酸鹽含量、巖石的物性特征、膠結(jié)類型以及壓汞測試等資料，而本文主要探討黃驊坳陷沙一段碎屑巖沉積特征和主控因素。

2 碎屑巖沉積相類型及其特征

黃驊坳陷古近系沙一段碎屑巖沉積主要發(fā)育近岸水下扇、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、重力流和湖泊沉積。不同沉積體系發(fā)育于不同沉積層序中和同一沉積層序的不同構(gòu)造部位上。近岸水下扇發(fā)育于陡坡大斷層滄縣隆起的根部，辮狀河三角洲分布于黃驊坳陷中北部大部分地區(qū)，尤其是板橋凹陷、北塘凹陷和歧口凹陷西南部，三角洲沉積主要分布于黃驊坳陷南部和埕寧隆起坡度較為平緩、物源碎屑供應(yīng)相對較少的東南部，重力流主要發(fā)育于歧北凹陷的深湖區(qū)，滑塌濁積扇發(fā)育于曲流河三角洲和辮狀河三角洲前緣亞相的前端(表1)。

2.1 辮狀河三角洲

辮狀河三角洲一般發(fā)育在湖盆陡岸偏緩處，由辮狀河直接入湖形成。黃驊坳陷辮狀河三角洲可細分為3個次級沉積單元，即辮狀河三角洲平原、辮狀河三角洲前緣和前辮狀河三角洲。辮狀河三角洲平原和辮狀河三角洲前緣的區(qū)別在于前者巖性粒度粗(砂礫巖、含礫砂巖常見)、砂體厚度大(幾米至十幾米)、常見水上沉積的氧化色泥巖，而后者巖性粒度細(一般為中砂巖和細砂巖)、砂體厚度較小(一般小于10 m)，而且泥巖全部呈還原色。在地震剖面上辮狀河三角洲主要為斜交前積地震反射結(jié)構(gòu)，沿走向剖面地震反射外形為丘形地震反射結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部的前積特征反映了三角洲不斷的遷移(圖3)。

圖2 黃驊坳陷沙一段層序地層劃分方案Fig.2 Sequence division of the 1st Member of Shahejie Formation in the Huanghua Depression表1 黃驊坳陷沙一段碎屑巖沉積相類型及其分布Table 1 Clastic sedimentary facies and their distribution of the 1st Member of Shahejie Formation in the Huanghua Depression

相亞相微相分布層序及位置近岸水下扇內(nèi)扇主水道、側(cè)緣中扇中扇水道和水道間外扇沙一段各個層序,陡坡大斷層滄縣隆起的根部,沙一中層序北塘地區(qū)辮狀河三角洲辮狀河三角洲平原分流河道、分流河道間灣辮狀河三角洲前緣水下分流河道、河口壩、分流河道間灣、席狀砂前辮狀河三角洲前辮狀河三角洲泥、滑塌濁積扇沙一段各個層序,中北部大部分地區(qū)尤其是板橋凹陷,北塘凹陷和歧口凹陷西南部曲流河三角洲三角洲平原分支河道、支流間灣三角洲前緣水下分支河道、河口壩、支流間灣、遠砂壩前三角洲前三角洲泥、滑塌濁積扇沙一段各個層序,黃驊坳陷南部埕寧隆起東南部重力流水道近源水道、遠源水道水道側(cè)翼近源水道側(cè)翼、遠源水道側(cè)翼沙一段各個層序,歧北凹陷的深湖區(qū)湖泊濱淺湖濱淺湖泥、灘壩半深湖沙一段各個層序,黃驊坳陷大部分地區(qū)

2.1.1 辮狀河三角洲平原

辮狀河三角洲平原可以識別出分流河道和分流河道間灣兩種沉積微相。分流河道巖性主要為含礫砂巖、砂巖和粉砂巖，砂巖單層厚度6～14 m，砂層在垂向剖面呈向上變細的正粒序特征。頂?shù)拙鶠閹r性突變接觸，常見沖刷面構(gòu)造，巖性結(jié)構(gòu)以顆粒支撐，分選與磨圓較好，泥質(zhì)雜基含量少。分流河道間灣主要為暗色泥巖、粉砂巖和泥質(zhì)砂巖?？傮w而言辮狀河三角洲平原縱向上具有高砂地比，高達70%以上的正粒序的沉積旋回。典型代表井是莊淺2井，夾在砂礫巖之間的淺灰色泥巖單層厚度僅1～6 m，泥巖總厚度26 m，砂地比高達78.3%。分流河道間灣沉積微相在自然電位曲線上表現(xiàn)為高幅箱形，微齒光滑，在電阻率曲線上為齒化鐘形(圖3)。

莊淺2井1 845.22～1 848.54 m取心觀察可見，上部巖性為紫紅色粗砂巖，膠結(jié)較疏松，鈣質(zhì)含量較高，發(fā)育大型交錯層理，是辮狀河三角洲平原上的分流河道間灣沉積。下部巖性為褐灰色砂質(zhì)泥巖，砂質(zhì)分布不均勻，砂質(zhì)含量由上至下逐漸減少，見水平層理和雙殼類動物化石，含較多植物殘片，是辮狀河三角洲平原的分流河道間灣沉積(圖3)。

2.1.2 辮狀河三角洲前緣

研究區(qū)辮狀河三角洲前緣亞相可細分為水下分流河道、河口壩和分流河道間灣3種沉積微相。

1)水下分流河道

水下分流河道是辮狀河三角洲平原辮狀河道的水下延續(xù)部分，沉積物粒度較平原河道細，其他沉積特征與辮狀河三角洲平原辮狀河道相似。巖性以含礫砂巖、礫巖為主，同時也有細砂巖和中砂巖。巖性顏色較暗，單層厚度3～19 m。常見沖刷面構(gòu)造、平行層理、交錯層理及波狀層理。自然電位曲線呈高幅度值，鐘形或箱形，在本區(qū)多為指狀組合，底部常為突變型，向上沉積物粒度變細，單砂體厚度減薄，具有下粗上細的正粒序結(jié)構(gòu)。在粒度概率曲線表現(xiàn)為兩段式，即滾動總體不發(fā)育，跳躍和懸浮總體發(fā)育。在測井曲線上一般表現(xiàn)為中高幅齒化箱形-鐘形組合，底部常為突變型(圖3)。歧南6井巖心觀察3 122.80～3 126.90 m為灰色泥巖夾薄層鈣質(zhì)砂巖。3 200.59～3 204.62 m為多個呈正韻律的薄砂層縱向疊置，單層厚0.5～1.5 m，砂層底部均為沖刷面。3 247.3～3 253.8 m以灰色泥巖為主，中部夾薄層(0.3～0.9 m)鈣質(zhì)砂巖，呈復(fù)合韻律。

2)河口壩

河口壩巖性為中、細砂巖，局部為含礫砂巖，向上沉積物粒度由細變粗的反韻律，顆粒分選好，磨圓好到中等，受較強水動力作用，泥質(zhì)含量低，發(fā)育平行層理、微波狀層理、復(fù)合韻律。板深88-1井3 149.0～3 153.2 m巖心觀察顯示一個完整的上部正韻律,為淺灰綠色塊狀含油細-中砂巖向灰色油斑含礫粗砂巖、礫巖的過渡，粒徑為2～30 mm，見平行層理，下部反韻律為灰色塊狀含礫粗砂巖，見油斑，含鈣質(zhì)，粒徑2～10 mm，底部為沖刷面，其下為深灰色泥巖，含粉砂質(zhì)條帶，見水平層理(圖3)。粒度概率累積曲線表現(xiàn)為兩段式，主要由跳躍總體和懸浮總體組成，不存在滾動組分。懸浮總體分選較差，跳躍總體坡度較陡，傾斜多在65°～70°，分選好-較好，細截點是過渡的，不是突變的，其過渡性質(zhì)是河口砂壩粒度分布的最大特征。懸浮總體與跳躍總體間交截點在2.49～3.91(粒徑Φ值)(圖3)。

3)分流河道間灣

分流河道間灣位于水下分流河道之間，其沉積主要是灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖和泥巖互層，發(fā)育水平層理和交錯層理。

2.2 曲流河三角洲

研究區(qū)發(fā)育的曲流河三角洲主要是三角洲前緣亞相，微相類型主要包括水下分支流河道、河口壩、支流間灣、席狀砂和遠砂壩等。在順水流方向地震剖面上可見前積地震反射結(jié)構(gòu)，而垂直水流方向可見地震反射結(jié)構(gòu)為透鏡狀。

2.2.1 水下分支河道

水下分支河道為陸上分支河道的水下延伸部分。巖心觀察可見上部為淺灰色、灰綠色泥晶結(jié)構(gòu)泥灰?guī)r與淺灰色粉砂巖、生屑砂巖的互層，生物碎屑豐富，砂巖單層厚度0.7～1 m，沉積物主要以砂和粉砂巖為主，可見板狀交錯層理、波狀層理、平行層理、塊狀層理及沖刷構(gòu)造(圖3)。粒度概率圖可以看出，粒度概率累積曲線呈兩段式，由懸浮總體和跳躍總體組成，曲線形態(tài)與辮狀河三角洲前緣水下分流河道類似，但是明顯粒度偏細，跳躍總體斜角大(60°～70°)，分選好，含量為50%～60%，懸浮總體斜角小，懸浮總體含量為10%～30%。電測曲線呈鐘形和或箱型以及微齒狀形態(tài)(圖3)。

2.2.2 河口壩

河口壩位于水下分支河道的河口處，沉積速率最高。受湖水和河水的沖刷和篩選作用，使泥質(zhì)沉積物被帶走，砂質(zhì)沉積物被保存下來，故河口壩沉積物主要由分選好、質(zhì)純的中細砂和粉砂巖組成，發(fā)育槽狀交錯層理，成層厚度為中、厚層，可見水流波痕和浪成擺動波痕。

歧東3-1井巖心觀察見分選好的細砂和粉砂巖組成，發(fā)育脈狀層理、波狀交錯層理、變形層理、包卷層理，砂巖厚度總體比較小，電測曲線具有漏斗形，垂向上具有典型的下粗上細的反韻律沉積序列，為典型的河口壩沉積(圖3)。

2.3 近岸水下扇

黃驊坳陷沙一段近岸水下扇巖性以粗碎屑沉積為主，巖性為淺灰色泥巖夾雜色含礫砂巖、砂礫巖、砂巖和粉砂巖，砂礫巖和含礫砂巖單層厚度多在6～8 m，單層最大厚度達32 m，縱向上均表現(xiàn)為正韻律，自然電位曲線為較平緩的箱狀，電阻率曲線為鋸齒狀箱形、漏斗形，反映了近岸水下扇沉積類型。地震反射特征主要為分布在斷層根部或凸起周邊的雜亂、楔狀反射特征。近岸水下扇沉積亞相類型包括內(nèi)扇、中扇和外扇，中扇是扇體的最主要部分，為水下辮狀水道分布區(qū)，主要巖性是含礫砂巖和砂巖，與少量泥質(zhì)夾層組成正韻律，底部具沖刷面，顯交錯和塊狀層理。外扇亞相以淺灰色、褐灰色泥巖為主，夾薄層粉細砂巖，一般為幾十米的厚層，粒序不明顯(圖4)。

2.4 重力流

根據(jù)沉積序列、砂體形態(tài)和形成機理的初步分析，研究區(qū)內(nèi)古近系所見重力流沉積主要為重力流水道沉積和滑塌濁積扇。

2.4.1 重力流水道

重力流水道砂體是指由重力流或濁流在湖盆內(nèi)的斷凹或溝槽中所形成的帶狀碎屑砂體，其在垂直重力流流向的沉積剖面上呈頂平底凸的透鏡體，與下伏湖盆泥巖為侵蝕突變接觸。重力流水道砂體在沙河街組一段各層序中均有發(fā)育，分布位置主要局限于歧北凹陷的北大港構(gòu)造帶。

在宏觀上，深水重力流水道砂體主要為灰黑色泥巖中夾塊狀或具遞變層理的砂巖，砂巖層組厚度一般為30～50 m。巖心觀察見變形構(gòu)造、泄水構(gòu)造、火焰構(gòu)造以及泥巖撕裂屑。自然電位曲線呈中低幅箱形，電阻率曲線呈中高幅齒化箱形或菱形。

重力流沉積巖性主要淺灰色細砂巖夾少量灰色泥質(zhì)砂巖，見平行層理、交錯層理、脈狀層理、變形層理以及火焰構(gòu)造，局部富集有炭屑，可達層面的60%，常見撕裂狀泥礫，直徑為0.5～2 cm。重力流水道粒度概率曲線最重要的特點是曲線逐漸過渡，形成一個很大的過渡帶，粒度范圍分布很廣，分選差，反映重力流沉積物以懸浮和遞變懸浮載荷搬運為主，C-M圖為一近平行于C=M基線的長條形(圖4)。

2.4.2 滑塌濁積扇

沙一段沉積時期是湖盆發(fā)育期，盆緣尤其是北部物源活躍，湖盆沉降深，坡降大，近岸水下扇、辮狀河三角洲、三角洲前緣沉積物發(fā)生滑塌，沿溝谷凹槽向湖盆中心遷移，形成深水密度流濁積體。從沉積背景上看，滑塌濁積扇分布于湖盆內(nèi)深水或較深水的凹陷區(qū)，在沉積剖面上則表現(xiàn)為大段暗色泥巖中夾一套砂泥巖頻繁互層的韻律層系，其砂體平面呈扇形體分布，在地震剖面上為透鏡狀。如歧108井Es1(3)中泥巖厚度78 m，巖性為大套深灰色泥巖、砂質(zhì)泥巖、油頁巖，其中夾1～2 m滑塌濁積扇砂巖，總體上表現(xiàn)為反韻律。大套泥巖的自然電位曲線為微齒漏斗狀，而電阻率曲線在細砂巖對應(yīng)井段出現(xiàn)尖峰，電阻率數(shù)值有較明顯的增高(圖4)。

2.5 湖泊

黃驊坳陷沙河街組一段湖泊沉積可以進一步細分為濱淺湖、半深湖沉積，在地震上可見平行及亞平行的席狀地震反射特征。

2.5.1 濱淺湖

濱淺湖沉積主要發(fā)育在盆地缺乏進積水流的緩坡帶部位，以波浪作用為主，巖性主要由淺灰色、灰色和灰綠色塊狀泥巖和淺灰色粉細砂巖構(gòu)成，夾褐色白云質(zhì)灰?guī)r，常見魚化石，發(fā)育波狀交錯層理，在伽馬曲線表現(xiàn)為低幅度鋸齒狀，無明顯的韻律性(圖4)，沉積相類型為濱淺湖沉積，粒度概率曲線也成兩段式。濱淺湖中還發(fā)育灘壩亞相，它的特征是砂泥巖間互，電測曲線上表現(xiàn)為反韻律，平行湖岸分布。

2.5.2 半深湖

半深湖指位于正常浪基面以下，風暴浪基面以上的湖底范圍，屬缺氧的弱還原-還原環(huán)境。巖性以褐灰色灰質(zhì)頁巖為主，頁巖的層理面非常發(fā)育，沿層理面易剝開，見較多植物殘屑，常見魚類的骨刺化石和植物的莖、葉化石，由于鈣質(zhì)含量在不同部位有所不同，導(dǎo)致了頁理具有不同的顏色(圖4)。

3 沉積體系空間展布特征

黃驊坳陷沙一段碎屑巖沉積主要發(fā)育辮狀河三角洲、曲流河三角洲、近岸水下扇、重力流、湖泊沉積。沙一段各層序均在黃驊坳陷陡坡發(fā)育辮狀河三角洲和近岸水下扇，在坳陷緩坡發(fā)育曲流河三角洲和辮狀河三角洲沉積，在坳陷內(nèi)部發(fā)育重力流沉積，在內(nèi)部凸起四周可見小型的近岸水下扇和濱淺湖灘壩沉積(表1；圖5)。

圖5 黃驊坳陷沙一段沉積體系分布Fig.5 Depositional system distribution of the 1st Member of Shahejie Formation in the Huanghua Depresssion

在板橋凹陷、北塘凹陷和歧口凹陷西南部主要發(fā)育辮狀河三角洲，黃驊坳陷南區(qū)和埕寧隆起東南部主要發(fā)育曲流河三角洲沉積，陡坡大斷層滄縣隆起的根部主要發(fā)育近岸水下扇，歧北凹陷的深湖區(qū)主要發(fā)育重力流。在縱向演化上，辮狀河三角洲、曲流河三角洲、近岸水下扇、濱淺湖灘壩在縱向上具有繼承性，重力流沉積出現(xiàn)發(fā)育-萎縮-發(fā)育的演化特點。

4 構(gòu)造對碎屑巖沉積體系演化控制作用

4.1 構(gòu)造控制碎屑巖沉積體系的演化

黃驊坳陷在地質(zhì)歷史上經(jīng)歷了古近紀始新世裂陷

初始期、漸新世裂陷擴展期、裂陷衰減期和裂-拗陷過渡期以及新近紀熱沉降期和加速沉降期等構(gòu)造演化發(fā)展階段，反映出斷裂活動呈弱—強—弱，拉張速度呈低—高—低，沉積出現(xiàn)分割—統(tǒng)一，水域呈小—大—小的變化特征(圖6)。

在古近系沙三段(Es3)沉積時期，整個坳陷開始大規(guī)模的裂陷活動，從南到北水平拉張明顯，沉降幅度大，主要沉降區(qū)為中北區(qū)，形成了滄東-板橋、歧口、北塘等一系列單斷箕狀凹陷，結(jié)束了孤立小型凹陷的初始斷陷階段，逐步形成北東走向的連通湖盆。該時期主要物源來自燕山褶皺帶和埕寧隆起，地形高差大，在坳陷陡坡形成近岸水下扇沉積，在緩坡為扇三角洲沉積，扇三角洲前緣繼續(xù)向深湖區(qū)提供碎屑物質(zhì)，形成重力流沉積。至沙二段(Es2)、沙一段(Es1)沉積時期，凹陷形態(tài)由不對稱的箕狀，逐漸變成對稱的碟狀，斷陷活動進入穩(wěn)定的發(fā)展階段。中北部地區(qū)由于受邊界斷層活動的影響，沉積厚度大，陸源碎屑物質(zhì)供給極為豐富，沉積相類型豐富多彩，陡緩斷層根部主要發(fā)育辮狀河三角洲沉積，局部發(fā)育三角洲、近岸水下扇和深水重力流沉積。至東三段(Ed3)沉積時期，斷陷活動進一步減弱，區(qū)域構(gòu)造進入上升階段，湖盆收縮，水體變淺，沉積速度大于沉降速度，最終導(dǎo)致整體上升，遭受剝蝕，形成古近系與新近系之間的區(qū)域不整合，主要為三角洲沉積。新近系館陶組(Ng)和明化鎮(zhèn)組(Nm)沉積時期，由古近系的斷陷沉積轉(zhuǎn)為新近系的坳陷沉積，辮狀河和曲流河沉積發(fā)育，展現(xiàn)出河流橫溢、百川分流的沉積特征。

圖6 黃驊坳陷構(gòu)造-沉積演化剖面示意圖Fig.6 Tectonic-sedimentary evolution of the Huanghua Depression

4.2 斷層陡緩控制碎屑巖沉積類型及展布

滄東斷層是控制黃驊坳陷古近系斷陷盆地構(gòu)造西部的主干邊界伸展斷層，對沉積具有明顯的控制作用。通過對滄東斷層的精細分析，發(fā)現(xiàn)該斷層在坳陷南區(qū)產(chǎn)狀較緩，在坳陷中區(qū)產(chǎn)狀較陡，不同地區(qū)斷層的陡緩可以控制不同的沉積相類型。在斷層產(chǎn)狀較陡(>60°)的中區(qū)，沉積物在斷層根部快速卸載，搬運距離較近，發(fā)育近岸水下扇沉積(圖7a)；而在斷層產(chǎn)狀較緩(<30°)的南區(qū)，沉積物可以向湖區(qū)搬運較長距離，多發(fā)育曲流河三角洲沉積(圖7b)；在坡度介于30～60°的坳陷北區(qū)，多發(fā)育辮狀河三角洲沉積(圖7c)。

4.3 古地貌控制碎屑巖沉積體系的分布

黃驊坳陷的沉積體系的發(fā)育可以用“源溝控砂”四個字來概括，即物源方向和古地貌控制砂體的展布。研究區(qū)存在3個外部物源區(qū)(燕山褶皺帶、滄縣隆起和埕寧隆起)和2個內(nèi)部物源區(qū)(港西凸起、孔店凸起)。受燕山褶皺帶的粗碎屑物質(zhì)控制，北塘地區(qū)發(fā)育了沖積扇-辮狀河三角洲-重力流的沉積體系。而西部滄縣隆起和北部燕山褶皺帶物源共同控制板橋地區(qū)的沉積，其發(fā)育了大面積的辮狀河三角洲沉積體系。歧口凹陷主要受埕寧隆起物源區(qū)的控制，發(fā)育辮狀河三角洲-曲流河三角洲-滑塌濁積扇沉積體系。滄東和南皮凹陷受控于西部滄縣隆起的物源區(qū)，在局部地區(qū)發(fā)育曲流河三角洲沉積體系，同時因為黃驊坳陷中南部地區(qū)陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)不很充分，因此在該區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖沉積。在構(gòu)造沉降較大的坳陷內(nèi)部發(fā)育濱淺湖、淺-半深湖沉積。由于在盆地整個裂陷期同沉積構(gòu)造的不斷活動，無論是盆地規(guī)?；蚓植繀^(qū)帶的沉積地貌、沉積物分散體系及沉積相的發(fā)育分布都受到古構(gòu)造或同沉積構(gòu)造的制約，尤其是重力流沉積的分布主要受溝道的控制。

圖7 斷層產(chǎn)狀對黃驊坳陷沙一段沉積相的控制作用示意圖(剖面位置見圖5)Fig.7 Control of fault on sedimentary facies of the 1st Member of Shahejie Formation in the Huanghua Depresssion(profile location see Fig.5)

5 結(jié)論

1)黃驊坳陷沙一段主要發(fā)育辮狀河三角洲、曲流河三角洲、近岸水下扇、重力流和湖泊5種碎屑巖沉積相類型。

2)在板橋、北塘和歧口凹陷西南部主要發(fā)育辮狀河三角洲，黃驊坳陷南區(qū)和埕寧隆起東南部主要發(fā)育曲流河三角洲沉積，陡坡大斷層滄縣隆起的根部主要發(fā)育于近岸水下扇，歧北凹陷的深湖區(qū)主要發(fā)育重力流。

3)構(gòu)造演化、斷層陡緩和古地貌是控制黃驊坳陷沙一段碎屑巖沉積體系分布的主控因素。構(gòu)造演化決定沉積體系的演化，斷層陡緩控制巖沉積類型及展布，古地貌控制沉積體系的分布。

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(編輯 張亞雄)

Depositional characteristics and tectonic control on sedimentation of the 1stMember of Shahejie Formation in Huanghua Depression,Bohai Bay Basin

Zhang Yaxiong1,Dong Yanlei2,Cheng Kenan3，Guo Lei2

(1.PetroleumExploration&ProductionResearchInstitute,SINOPEC,Beijing,100083,China；2.CollegeofGeosciences,ChinaUniversityofPetroleum,Beijing102249,China；3.MudloggingInternationalDepartment，CNPCGreatwallDrillingCompany,Beijing100101,China)

Huahua Depression is one of the most important petroliferous depressions in Bohai Bay Basin.Based on core observation,lithology association,sedimentary structure,paleontology and seismic data,this paper studied the depositional characteristics of the 1stMember of Shahejie Formation in Huanghua Depression.We divided the target formation into three 3rdorder sequences,namely Es1(1),Es1(2)and Es1(3),and nine system tracts.The results show that five facies including braided river delta,meandering delta,nearshore subaqueous fan,gravity flow and lacustrine facies develop in the 1stMember of Shahejie Formation.We also analyzed the depositional characteristics and the space distribution of each facies.The braided river delta facies distributes in Banqiao sag,Beitang sag and the southwest of Qikou sag.The meande-ring delta facies mainly develops in the south of Huanghua Depression and the southeast of Chengning Uplift.The nearshore subaqueous fan facies develops near the foot of the Cangxian Uplift with steep fault side.The gravity flow facies occurs in the deep lake of the Qibei sag.Tectonic evolution,steepness of fault and palaeomorphology are the main controlling factors on the clastic sedimentary system of the 1stMember of Shahejie Formation.

clastic sedimentary facies,Shahejie Formation,Huanghua Depression,Bohai Bay Basin

2015-04-20;

2015-08-20。

張亞雄(1983—)，男,工程師，沉積學(xué)。E-mail：157498674@qq.com。

0253-9985(2015)06-0975-10

10.11743/ogg20150612

TE121.3

A