基于Google Earth的蒙古西部現(xiàn)代湖盆扇體研究

虞莉紅,姜 超,王彤達(dá)

(1.山東勝軟科技股份有限公司 勝軟油氣勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257015; 2.中國石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257015)

?

基于Google Earth的蒙古西部現(xiàn)代湖盆扇體研究

虞莉紅1,姜 超2,王彤達(dá)2

(1.山東勝軟科技股份有限公司 勝軟油氣勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257015; 2.中國石化勝利油田分公司 勘探開發(fā)研究院,山東 東營 257015)

基于“將今論古”的原理,利用Google Earth平臺圖像清晰,且具有長度和面積的計算功能的特點,對蒙古西部烏布蘇湖等10個湖盆的扇體特征進(jìn)行定性和定量的分析。結(jié)果表明:斷陷湖盆中沖積扇和扇三角洲的長寬比平均值分別為1.2和1.3,辮狀河三角洲和曲流河三角洲的長寬比平均值均為1.9;扇體類型主要受坡度控制,沖積扇和扇三角洲坡度平均值分別為1.78°和1.91°,而辮狀河三角洲的坡度平均值為0.65°,曲流河三角洲的坡度最小,平均值為0.09°。

現(xiàn)代湖盆;沉積特征;Google Earth;大湖盆地

Google Earth軟件是著名的美國網(wǎng)絡(luò)搜索服務(wù)商谷歌公司投資300多億美元于2005年夏季推出的以網(wǎng)絡(luò)為平臺的地圖服務(wù)系統(tǒng)[1]。Google Earth軟件圖像清晰,且具有長度和面積計算的功能。目前,該軟件已在沉積學(xué)領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用,尤其是在現(xiàn)代曲流河平面形態(tài)參數(shù)研究[1-2]、現(xiàn)代三角洲砂體展布形態(tài)研究[3-5]等方面均取得了較好的應(yīng)用效果。本文利用Google Earth軟件的距離和面積計算功能,對蒙古西部地區(qū)現(xiàn)代湖盆沉積特征定性和定量分析,探討不同類型沉積體的形態(tài)參數(shù)和控制因素。

1 地質(zhì)背景

蒙古高原西部阿爾泰山脈、唐努烏拉山脈與杭愛山脈之間發(fā)育大湖盆地(Great Lakes Region),面積10.6×104km2,海拔750～2 000 m。大湖盆地由烏布蘇盆地、吉爾吉斯盆地和沙爾加音盆地3個次一級盆地組成,盆地內(nèi)發(fā)育眾多現(xiàn)代斷陷湖盆。湖盆的周緣普遍發(fā)育沖積扇、扇三角洲、辮狀河三角洲和曲流河三角洲等扇狀砂體(圖1)。古生代阿爾泰山曾是蒙古-西伯利亞板塊與準(zhǔn)噶爾-哈薩克斯坦板塊的拼合帶,中生代由于西伯利亞板塊的向南運動形成侏羅紀(jì)山間盆地[6]。大湖盆地古代曾發(fā)育一個大型的湖泊,目前仍然存在的湖泊包括烏布蘇湖、吉爾吉斯湖、哈爾烏蘇湖等300多個內(nèi)陸湖泊,因此也被稱為“湖泊之谷”(vally of the lakes)[7]。這些湖盆主要是受一系列大型北西、北北西向的走滑斷裂控制而形成的,如科布多斷裂、哈爾烏蘇湖斷裂、杭愛斷裂等[8]。流經(jīng)當(dāng)?shù)氐闹饕恿饔性己购印⒖撇级嗪?、特斯河?此外還發(fā)育14 000 km2的鹽沼地。

大湖盆地地勢南高北低,呈三級階梯,海拔分別約為1 100、1 000和740 m,可分為3個次級的盆地:北部為烏布蘇盆地,位于唐努馬拉山和汗呼赫山之間,烏布蘇湖為主要湖泊;中部是吉爾吉斯盆地,主要湖盆有吉爾吉斯湖何艾拉格湖;南部是沙爾加音盆地,主要的湖盆有哈爾湖、哈爾烏蘇湖和德勒湖。

本文主要以烏布蘇湖、吉爾吉斯湖、艾拉格湖、哈爾烏蘇湖、哈爾湖、德勒湖、小哈爾烏蘇湖、阿奇特湖、阿勒包湖、烏雷格湖等10個現(xiàn)代湖盆為研究對象(圖1),分析各湖盆內(nèi)沉積相的發(fā)育特征,探討不同沉積相的影響因素。

圖1 蒙古西部地形及主要湖盆分布

2 沉積規(guī)律和影響因素

2.1 沉積特征

受地形和氣候的影響,大湖盆地各湖盆周圍主要發(fā)育了沖積扇、扇三角洲、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、灘壩、河流等水流沉積和沙漠等風(fēng)成沉積。在湖泊長軸方向上多有河流的注入,加之物源豐富,辮狀河三角洲和曲流河三角洲規(guī)模較大;短軸方向上,地形較陡,多發(fā)育一系列平行排列的沖積扇和扇三角洲(圖2)。

圖2 各主要湖盆地形和沉積相

受西風(fēng)和西北風(fēng)的影響,各湖盆中沉積體明顯受到波浪和湖流相應(yīng)的改造。主要表現(xiàn)在各湖泊中南岸沉積體扇體邊緣多表現(xiàn)為向岸的弧形,而北岸沉積體扇體邊緣表現(xiàn)為向湖的弧形。當(dāng)湖流強(qiáng)度較強(qiáng)時,入湖砂體受湖流改造可形成沿岸砂壩,如吉爾吉斯湖北岸扇三角洲砂體前緣發(fā)育多個近北西向的砂壩。

2.2 不同沉積體的規(guī)模

為了研究不同扇體的發(fā)育規(guī)模和影響因素,利用Google Earth軟件對研究區(qū)較為典型的11個沖積扇、16個扇三角洲、10個辮狀河三角洲、6個曲流河三角洲共43個扇體的高差、長度、寬度和面積等數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計,并計算了扇體的坡度和長寬比。

統(tǒng)計表明,不同類型扇體的形態(tài)和規(guī)模具有不同的特征(圖3):沖積扇和扇三角洲的形態(tài)類似,長度均小于35 km,長寬比均為0.5～2.5,平均值分別為1.2和1.3,反映了該類型砂體橫向擺動性較強(qiáng);辮狀河三角洲和曲流河三角洲的形態(tài)近似,長寬比為0.4～4,平均值均為1.9,反映了該類型砂體的延伸范圍較大,不同的是辮狀河三角洲長度和寬度平均值比曲流河三角洲小,介于扇三角洲和曲流河三角洲之間。不同湖盆中沖積扇和扇三角洲砂體的面積均小于500 km2,反映水體能量迅速衰減,沉積物快速就近堆積;而辮狀河三角洲和曲流河三角洲砂體由于有常年水流的存在,面積變化較大,最大可達(dá)近2 000 km2,主要受河道遷移性和地形開闊程度的影響。

圖3 不同類型扇體的規(guī)模

2.3 沉積體發(fā)育的控制因素

通過對不同沉積體坡度角的統(tǒng)計表明(圖4),坡度是控制扇體類型的重要因素。沖積扇和扇三角洲坡度均大于0.4°,平均值分別為1.78°和1.91°;而辮狀河三角洲的坡度較小,一般為0.13°～1.24°,平均為0.65°;曲流河三角洲的坡度最小,一般為0.04°～0.17°,平均為0.09°。以上分析表明,斷陷湖盆周圍沉積相的類型主要是受坡度控制的,而坡度最直觀的體現(xiàn)就是地形。

當(dāng)?shù)匦胃卟畲?流程短時,沉積相類型以沖積扇或扇三角洲為主。湖盆的短軸一側(cè)坡度較陡,離物源也最近,季節(jié)性的洪水沖出山口時,所攜帶的泥沙迅速堆積,因此沖積扇和扇三角洲較發(fā)育。當(dāng)?shù)匦胃卟钚?流程較長時,沉積相類型則以辮狀河三角洲或曲流河三角洲為主。湖盆的長軸一側(cè)坡度較緩,也常是遠(yuǎn)距離河流流入湖泊的地區(qū),受河道常年的擺動和向湖推進(jìn),是辮狀河三角洲和曲流河三角洲發(fā)育的有利場所。

圖4 不同扇體發(fā)育區(qū)地形坡度特征

3 結(jié) 論

(1)斷陷湖盆中沖積扇和扇三角洲的形態(tài)近似,長寬比為0.5～2.5;辮狀河三角洲和曲流河三角洲的形態(tài)近似,長寬比為0.4～4。沖積扇和扇三角洲的面積均小于500 km2,而辮狀河三角洲和曲流河三角洲砂體面積變化較大。

(2)湖盆周緣扇體的類型主要受坡度控制,沖積扇和扇三角洲坡度平均值分別為1.78°和1.91°,而辮狀河三角洲的坡度平均值為0.65°,曲流河三角洲的坡度最小,一般為0.04°～0.17°。

[1] 石書緣,胡素云,馮文杰,等.基于Google Earth 軟件建立曲流河地質(zhì)知識庫[J].沉積學(xué)報,2012,30(5):869- 878.

[2] 李宇鵬,吳勝和,岳大力.現(xiàn)代曲流河道寬度與點壩長度的定量關(guān)系[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā),2008,27(6):19- 22.

[3] 張昌民,尹太舉,朱永進(jìn),等.淺水三角洲沉積模式[J].沉積學(xué)報,2010,28(5):933- 944.

[4] 馮天舒. 基于Google Earth 的現(xiàn)代黃河三角洲平原水道分流樣式研究[J].中國石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報,2016,30(4):14-15.

[5] 杜威.基于衛(wèi)星影像的三角洲規(guī)模和形態(tài)認(rèn)知[J].中國石油大學(xué)勝利學(xué)院學(xué)報,2017,31(1):15-17.

[6] 沈軍,李瑩甄,汪一鵬,等.阿爾泰山活動斷裂[J].地學(xué)前緣,2003,10(特刊):132-141.

[7] 汪衛(wèi)國,馮兆東,P.Khosbayar,等.蒙古全新世氣候變化研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展,2005,20(2):240- 247.

[8] 洪順英,申旭輝,賴木收,等.阿爾泰山東緣主要活動斷裂影響特征分析[J].地震地質(zhì),2006,28(1):119-127.

[責(zé)任編輯] 高 亮

2017-03-15

虞莉紅(1988—),女,山東莘縣人,山東勝軟科技股份有限公司勝軟油氣勘探開發(fā)研究院助理工程師,碩士,主要從事油氣勘探綜合研究。

10.3969/j.issn.1673-5935.2017.02.004

P512.2

A

1673-5935(2017)02- 0013- 03