東營(yíng)凹陷青南地區(qū)沙四上亞段物源沉積體系與灘壩分布

鄧世彪,關(guān)平,2,張鵬飛

1.造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院,北京 1008712.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 1008713.中國(guó)石化勝利油田地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015

東營(yíng)凹陷青南地區(qū)沙四上亞段物源沉積體系與灘壩分布

鄧世彪1,關(guān)平1,2,張鵬飛3

1.造山帶與地殼演化教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院,北京 1008712.北京大學(xué)石油與天然氣研究中心，北京 1008713.中國(guó)石化勝利油田地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng) 257015

灘壩砂巖是近年來(lái)東營(yíng)凹陷沙四上亞段油氣勘探活躍且成效顯著的一類隱蔽巖性地層油氣藏，但在青南地區(qū)，由于缺乏對(duì)物源沉積體系的系統(tǒng)研究，對(duì)灘壩的分布范圍和規(guī)模認(rèn)識(shí)不足，制約了該區(qū)的精細(xì)勘探和儲(chǔ)量升級(jí)。通過(guò)砂巖重礦物組合和泥巖特征元素比值分布模式的綜合物源分析認(rèn)為，北部物源主要供應(yīng)方向?yàn)槲髂戏较?，南部物源主要供?yīng)方向?yàn)槲鞅狈较蚝驼狈较?，且南部物源影響范圍顯著大于北部物源，并將南北物源的混合區(qū)域限定在X7井—Wx583井—W58井—W126井—L74井—Wx119井—L108井—L2井—L64井—Lx63井連線一帶；通過(guò)巖石學(xué)和測(cè)井研究在研究區(qū)劃分出沖積扇、三角洲、湖泊、重力流4種沉積體系和近岸水下扇、扇三角洲、河流三角洲、湖泊和深水濁積扇5種沉積相類型；通過(guò)物源控制下的沉積相連井對(duì)比和不同砂組時(shí)期沉積相的平面分布研究，厘清了物源沉積體系的演化特征和各類砂體，特別是灘壩的分布范圍和規(guī)模，為油田的精細(xì)勘探提供依據(jù)。青南地區(qū)沙四上亞段灘壩主要來(lái)自南部物源，其發(fā)育規(guī)模僅次于河流三角洲，發(fā)育層位遍及整個(gè)沙四上亞段，單個(gè)砂組的發(fā)育規(guī)模受同時(shí)期河流三角洲發(fā)育規(guī)模的影響較大，受扇三角洲發(fā)育規(guī)模的影響較?。汉恿魅侵薨l(fā)育規(guī)模較大但扇三角洲不發(fā)育的純下3砂組—純上4砂組時(shí)期，灘壩發(fā)育規(guī)模較大；河流三角洲發(fā)育規(guī)模逐漸縮小但扇三角洲發(fā)育規(guī)模逐漸增大的純上3砂組—純上1砂組時(shí)期，灘壩發(fā)育規(guī)模也逐漸減小。

青南地區(qū)；沙四上亞段；物源特征；沉積演化；灘壩分布

0 引言

灘壩砂巖是一類以往未被重視的，資源潛力巨大的隱蔽巖性地層油氣藏，是近年來(lái)東營(yíng)凹陷油田老區(qū)深化勘探開發(fā)、維持硬穩(wěn)定和實(shí)現(xiàn)增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要勘探目標(biāo)之一[1-4]。灘壩砂體發(fā)育于濱淺湖高能環(huán)境，是一種湖底未膠結(jié)或弱膠結(jié)的陸源碎屑沉積物經(jīng)過(guò)波浪和湖流的改造作用形成的砂泥巖薄互層沉積體[5-6]，在東營(yíng)凹陷主要分布于古近系始新世地層沙河街組的沙四上亞段[3,7]。

灘壩砂巖的油氣勘探工作在東營(yíng)凹陷的博興洼陷和利津洼陷取得巨大成功[3,8-9]，但在青南地區(qū)卻受到復(fù)雜地面條件的限制，勘探認(rèn)識(shí)程度較低。前人研究表明，青南地區(qū)的沙四上亞段存在較好的生油巖和油氣運(yùn)移系統(tǒng)[10-11]，同期沉積環(huán)境主要為水體較淺的濱淺湖，有利于形成大面積分布的灘壩[5,12]，是湖相致密油氣的潛在賦存區(qū)[13]，具有較好的勘探前景。但是，與青南地區(qū)相關(guān)的基礎(chǔ)地質(zhì)資料和研究成果甚少，理論認(rèn)識(shí)局限。趙偉等[14]宏觀分析了東營(yíng)凹陷東部沙四上亞段的沉積體系，尚不能明確指導(dǎo)青南地區(qū)的沉積相分布；孫海寧等[15]研究了沙四上亞段物源體系及其對(duì)沉積的控制作用，范圍僅限于青南以西的廣利地區(qū)；針對(duì)青南地區(qū)，前人的工作主要集中在沉積環(huán)境[12]、宏觀石油地質(zhì)條件[10-11,16-17]和地震沉積學(xué)[18]等方面，但對(duì)物源沉積體系缺乏系統(tǒng)研究，尚不能確定區(qū)內(nèi)不同物源的供應(yīng)方向和影響范圍，從而影響到對(duì)物源控制下沉積體系演化特征的充分認(rèn)識(shí)，無(wú)法開展對(duì)灘壩分布范圍和規(guī)模的評(píng)價(jià)，制約了該區(qū)的精細(xì)勘探和儲(chǔ)量升級(jí)。

針對(duì)上述問(wèn)題，采用砂巖重礦物組合和泥巖特征元素比值分布模式兩種物源分析方法確定了青南地區(qū)沙四上亞段不同物源的供應(yīng)方向和影響范圍，通過(guò)巖石學(xué)和測(cè)井研究明確了沉積相的類型和測(cè)井曲線形態(tài)響應(yīng)特征，并結(jié)合物源研究厘清了不同物源控制下各類沉積相的空間分布規(guī)律，從而對(duì)灘壩的分布范圍和規(guī)模開展較為準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，為油田的精細(xì)勘探提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

青南地區(qū)屬東營(yíng)凹陷東部邊緣的一個(gè)次級(jí)洼陷單元，地理位置位于山東省東營(yíng)市東城區(qū)，構(gòu)造上處于濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)凹陷和青東凹陷的過(guò)渡地帶，北臨青坨子凸起，南接八面河斷裂帶和廣饒凸起，西部以廣利構(gòu)造帶與牛莊洼陷分離，東部為青東凹陷，勘探面積約450 km2(圖1)。

青南地區(qū)北部以東西向的青南大斷裂(東營(yíng)凹陷陳南大斷裂的向東延伸部分)與青坨子凸起形成接觸帶，該斷裂在中生代后期至古近系活動(dòng)強(qiáng)烈，地形落差大，南部與廣饒凸起的接觸帶上斷層活動(dòng)弱，地形落差小，由此形成了北陡南緩的箕狀斷陷湖盆格局，可進(jìn)一步劃分為北部陡坡帶、中心洼陷帶和南部緩坡帶[18]。

青南地區(qū)古近系始新世地層沙河街組從上至下分為沙一段、沙二段、沙三段和沙四段，其中沙四段又分為沙四下亞段和沙四上亞段。沙四下亞段沉積時(shí)期氣候條件干旱，為間歇性鹽湖沉積，以剝蝕充填為主；沙四上亞段沉積時(shí)期氣候條件潮濕，青南地區(qū)處于擴(kuò)張斷陷初期，以濱淺湖沉積為主?，F(xiàn)今地震剖面顯示青南地區(qū)沙四上亞段沉積時(shí)期“山高水深”，但平衡剖面的研究結(jié)果表明，該時(shí)期古地貌整體平緩穩(wěn)定，高差不大，現(xiàn)今構(gòu)造格局是沙三下亞段地層沉積后，在洼陷中心繼承性沉降作用下逐步形成的[12]。

2 物源特征

物源的供應(yīng)方向和影響范圍對(duì)于沉積體系和沉積相的空間展布格局具有很強(qiáng)的控制作用。青南地區(qū)沙四上亞段沉積時(shí)期存在北部青坨子凸起和南部廣饒凸起兩個(gè)物源區(qū)，研究其各自的物源供應(yīng)方向和影響范圍是限定不同類型沉積相空間分布規(guī)律的有效手段。

青南地區(qū)沙四上亞段主要發(fā)育含礫砂巖、砂巖、粉砂巖和泥巖，為了充分提取青南地區(qū)沙四上亞段沉積時(shí)期物源特征的可靠信息，研究覆蓋上述四類巖石，采取礦物學(xué)和地球化學(xué)兩種分析方法，礦物學(xué)分析主要研究重礦物組合特征，以含礫砂巖、砂巖和粉砂巖為分析樣品，地球化學(xué)分析主要研究特征元素比值的分布模式特征，以泥巖為分析樣品。砂巖重礦物組合的平面分布可以確定不同物源提供的砂質(zhì)沉積物的供應(yīng)方向和影響范圍，泥巖特征元素比值分布模式的平面分布可以確定不同物源提供的泥質(zhì)沉積物的供應(yīng)方向和影響范圍，兩種分析方法得到的結(jié)果互相印證和補(bǔ)充，從而能夠?qū)η嗄系貐^(qū)沙四上亞段沉積時(shí)期的物源特征獲得較為綜合、全面和可靠的認(rèn)識(shí)。

2.1 砂巖重礦物組合

重礦物定義為碎屑巖中比重大于2.86的礦物，在巖石中含量很少，一般不超過(guò)1%。幾乎每一種陸源碎屑巖中都含有重礦物，它們的顆粒往往比石英、長(zhǎng)石等輕礦物細(xì)小，因此多分布在較細(xì)的粒級(jí)中，一般在0.05～0.25 mm粒級(jí)中含量最高。不同的物源區(qū)其母巖特征存在特定的差異，這種差異性在由其經(jīng)過(guò)搬運(yùn)形成的沉積物中常表現(xiàn)為重礦物組合的不同，因此，重礦物組合可以有效地反映物源區(qū)母巖的特征，對(duì)不同來(lái)源的沉積物進(jìn)行物源分區(qū)[19-21]。

圖1 濟(jì)陽(yáng)坳陷地質(zhì)簡(jiǎn)圖與青南地區(qū)構(gòu)造位置(據(jù)文獻(xiàn)[18]修改)Fig.1 Brief geological map of Jiyang depression and tectonic location of Qingnan area (modified from reference[18])

青南地區(qū)古近系地層沉積時(shí)代較新，受到溫度、埋深變化的影響較小，沙四上亞段采用重礦物組合的分析方法可以獲得較為準(zhǔn)確、可靠的結(jié)果。在研究區(qū)采集了12口井的沙四上亞段巖芯進(jìn)行重礦物處理和分析，采集樣品巖性為含礫砂巖、砂巖和粉砂巖。樣品處理過(guò)程包括破碎、除油、酸化處理、水洗、烘干、重液分離6個(gè)步驟，隨后提取出粒徑在0.063～0.25 mm之間的重礦物混合物(可以代表整個(gè)巖石的重礦物特征)，并在巖相偏光顯微鏡下觀察和鑒定。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，含有的主要重礦物有鋯石、磷灰石、金紅石、藍(lán)晶石、白鈦礦、銳鈦礦、石榴石、電氣石、尖晶石，部分樣品還含有榍石、藍(lán)銅礦、黃銅礦、鉻鐵礦、輝石、鈦鐵礦、獨(dú)居石、透閃石、綠簾石和磁鐵礦，共計(jì)19種。

根據(jù)不同樣品中所含重礦物的種類及其實(shí)際重量，統(tǒng)計(jì)出各個(gè)樣品中不同重礦物的百分含量(圖2)，根據(jù)鋯石、石榴石和藍(lán)晶石三種重礦物的組合關(guān)系及其百分含量的相對(duì)多少，將12個(gè)樣品區(qū)分為5種類型，分別以Ⅰ—Ⅴ類表示。Ⅰ類樣品的重礦物組合為鋯石+石榴石，不含藍(lán)晶石，包括L64井、L105井、L106井和L108井(圖2A～D)；Ⅱ類樣品的重礦物組合為鋯石+石榴石+藍(lán)晶石，但鋯石+石榴石的百分含量明顯高于藍(lán)晶石的百分含量，包括X7井和L111井(圖2E～F)；Ⅲ類樣品的重礦物組合以藍(lán)晶石為主，基本不含鋯石+石榴石，包括L2井、L5井和Wx119井(圖2J～I(xiàn))；Ⅳ類樣品的重礦物組合為鋯石+石榴石+藍(lán)晶石，但鋯石+石榴石的百分含量明顯低于藍(lán)晶石的百分含量，包括Wx583井和Lx63井(圖2J～K)；Ⅴ類樣品的重礦物組合為鋯石+石榴石+藍(lán)晶石，且鋯石+石榴石的百分含量與藍(lán)晶石的百分含量大致相當(dāng)，包括W58井(圖2L)。

圖2 青南地區(qū)沙四上亞段砂巖重礦物組合Fig.2 Percentage of heavy minerals of the Upper Es4 sandstones in Qingnan area

將12個(gè)樣品的重礦物組合特征投影到研究區(qū)的井位分布圖上，得到重礦物組合特征的平面分布圖(圖3A)，據(jù)此可以看到5種重礦物組合類型的平面分布規(guī)律。Ⅰ類樣品集中分布在研究區(qū)北部，緊鄰青坨子凸起的西南側(cè)，其重礦物組合特征屬于北部物源型，體現(xiàn)了青坨子凸起的物源特征。Ⅲ類樣品集中分布在研究區(qū)南部，緊鄰廣饒凸起的西北側(cè)，其重礦物組合特征屬于南部物源型，體現(xiàn)了廣饒凸起的物源特征。Ⅱ類、Ⅳ類和Ⅴ類樣品主要分布在研究區(qū)中部的位置，其重礦物組合特征體現(xiàn)了北部物源和南部物源混合的特點(diǎn)，屬于混合物源型。

Ⅱ類、Ⅳ類和Ⅴ類樣品中，重礦物組合特征的差異反映了南部物源和北部物源對(duì)所在區(qū)域砂質(zhì)沉積物影響程度的相對(duì)強(qiáng)弱。Ⅱ類樣品所在區(qū)域受北部物源的影響程度顯著大于南部物源，比如，X7井距離青坨子凸起和廣饒凸起均較遠(yuǎn)，但藍(lán)晶石百分含量明顯少于鋯石百分含量，反映了在X7井附近南部物源的影響已經(jīng)大幅度減小，北部物源的影響則占主導(dǎo)。Ⅳ類樣品所在區(qū)域受北部物源的影響程度顯著小于南部物源，比如，Lx63井鄰近青坨子凸起，但藍(lán)晶石百分含量仍然很高，反映了南部物源在Lx63井附近的影響仍強(qiáng)于北部物源；再如，Wx583井位于W58井的西部偏南方向，但鋯石+石榴石的百分含量明顯少于藍(lán)晶石的百分含量，反映了在Wx583井附近北部物源的影響已大幅度減小，南部物源的影響則占主導(dǎo)。Ⅴ類樣品所在區(qū)域受北部物源和南部物源的影響程度大致相當(dāng)，比如，W58井距離青坨子凸起和廣饒凸起也相對(duì)較遠(yuǎn)，鋯石+石榴石的百分含量與藍(lán)晶石的百分含量基本一致，反映了南部物源和北部物源在W58井附近的影響程度大致相當(dāng)。

2.2 泥巖特征元素比值分布模式

根據(jù)地球化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性的強(qiáng)弱，將沉積物中的特征元素分為穩(wěn)定性特征元素和活動(dòng)性特征元素兩類；穩(wěn)定性特征元素相對(duì)獨(dú)立于沉積環(huán)境和成巖作用，主要受物源的影響，在搬運(yùn)、沉積和成巖過(guò)程中，其含量基本保持不變，具有很好的相似性；活動(dòng)性特征元素受沉積環(huán)境的影響，淋濾和風(fēng)化作用會(huì)導(dǎo)致絕對(duì)含量的變化，但其化學(xué)性質(zhì)相似性較好，具有一致的富集規(guī)律和富集程度，相對(duì)含量基本保持不變；對(duì)于上述兩類特征元素，分別選取相關(guān)性較好的元素對(duì)求其比值即可作為物源分析的示蹤指標(biāo)[22]。按照同一標(biāo)準(zhǔn)選取多個(gè)示蹤指標(biāo)即可繪制出特征元素比值的分布模式，相同物源的分布模式較為相似，不同物源的分布模式具有明顯的差異性，混合物源的分布模式則包含多個(gè)物源信息。

圖3 青南地區(qū)沙四上亞段砂巖重礦物分布及物源特征Fig.3 Provenance characteristics of the Upper Es4 in Qingnan area indicated by the sandstone heavy mineral assemblages

通過(guò)ICP-AES法(電感耦合等離子矩—原子發(fā)射光譜分析法)對(duì)9口井的泥巖樣品進(jìn)行Zn、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、V、Ga、Al、Sr、Ca、Ba、Na和K等14種元素含量的測(cè)定。前人研究表明，Ni/Co、V/Co、Mg/Mn、Mn/Sr、Ba/Mn、Fe/K、Mg/Ca、Ba/Sr、Al/Mg、Al/Na 10個(gè)元素對(duì)具有相似的地球化學(xué)性質(zhì)和富集規(guī)律，包含的物源信息較多，其比值可以作為物源分析的示蹤指標(biāo)[22]。因此，根據(jù)所測(cè)元素的絕對(duì)含量，求取上述10個(gè)元素對(duì)的特征元素比值，并按照相同順序排列，繪制出泥巖樣品特征元素比值的分布模式。

根據(jù)形態(tài)的差異，將特征元素比值的分布模式分為單峰型、多峰型和混合型三類。單峰型特征元素比值的分布模式僅存在一個(gè)高峰點(diǎn)，對(duì)應(yīng)于Mg/Mn比值處，其余部分比較平緩，比值峰值處很低，一般小于5，Wx128井、L74井和Lx62井均屬于單峰型。多峰型特征元素比值的分布模式上，Mg/Mn、Ba/Mn、Al/Na和Al/Mg比值等多處出現(xiàn)尖峰，其中以Mg/Mn比值的尖峰最高，且存在多個(gè)低峰點(diǎn)，峰值在0～5之間，Y89井、L111井和Lx63井均屬于多峰型?；旌闲途哂袉畏搴投喾寤旌系奶攸c(diǎn)，同一口井不同深度的樣品對(duì)應(yīng)不同特征元素比值的分布模式，形成單峰和多峰同時(shí)存在的混合特征元素比值的分布模式，W126井、L108井和L64井均屬于混合型。

將9個(gè)樣品的特征元素比值的分布模式投影到研究區(qū)的井位分布圖上，得到特征元素比值的分布模式的平面分布圖(圖4A)，據(jù)此可以看到3種特征元素比值的分布模式類型的平面分布規(guī)律。單峰型主要分布在研究區(qū)中部和南部，屬于南部物源型，代表廣饒凸起的物源特征；多峰型分布在研究區(qū)北部的青坨子凸起周緣，屬于北部物源型，代表青坨子凸起的物源特征；混合型分布在研究區(qū)中部介于單峰型分布區(qū)和多峰型分布區(qū)的過(guò)渡帶上，屬于混合物源型，代表南部物源和北部物源混合的特征。

特征元素比值的分布模式的平面分布規(guī)律，包含了不同物源提供泥質(zhì)沉積物的供應(yīng)方向和影響范圍等信息。Wx128井和L74井屬于單峰型，而W126井屬于混合型，表明南部物源可以向西北搬運(yùn)至W126井附近。L64井屬于混合型，表明南部物源可以向北搬運(yùn)至L64井附近。Y89井和L111井屬于多峰型，而L64井屬于混合型，表明北部物源的主要供應(yīng)方向?yàn)槲髂戏较?，但由于W126井和L108井屬于混合型，L74井屬于單峰型，指示北部物源不能向西南搬運(yùn)至比L74井更遠(yuǎn)的區(qū)域，其影響范圍相對(duì)較小。Lx63井屬于多峰型，具有北部物源的特征，但其重礦物組合具有混合物源特征，合理的解釋是，北部物源主要為其提供泥質(zhì)沉積物，并提供少量的砂質(zhì)沉積物，而南部物源則主要為其提供砂質(zhì)沉積物，基本不提供泥質(zhì)沉積物。

圖4 青南地區(qū)沙四上亞段泥巖樣品元素比值分布及物源特征Fig.4 Provenance characteristics of the Upper Es4 in Qingnan area indicated by the distribution models of the element ratios of mudstone samples

2.3 物源供應(yīng)方向和影響范圍

砂巖樣品中5種重礦物組合類型的平面分布特征表明(圖3B)，北部青坨子凸起的主要物源供應(yīng)方向?yàn)槲髂戏较?，由其提供的砂質(zhì)沉積物向南覆蓋到L108井附近，向西覆蓋到Wx584井和X7井附近；其次為正南方向，砂質(zhì)沉積物向南僅覆蓋到Lx63井附近。南部廣饒凸起的主要物源供應(yīng)方向?yàn)槲鞅狈较?，由其提供的砂質(zhì)沉積物向西北覆蓋到X7井附近；其次為正北方向，砂質(zhì)沉積物向北覆蓋到Lx63井附近。由北部物源和南部物源提供的砂質(zhì)沉積物的混合區(qū)在X7井—Wx583井—W58井—Wx119井—L108井—L64井—Lx63井連線一帶(圖3B)，南部物源提供的砂質(zhì)沉積物的影響范圍顯著大于北部物源。

泥巖樣品中3類特征元素比值分布模式的平面分布特征表明(圖4B)，北部青坨子凸起的主要物源供應(yīng)方向?yàn)槲髂戏较颍善涮峁┑哪噘|(zhì)沉積物向南覆蓋到L108井附近，向西南覆蓋到W126井附近；其次為正南方向，泥質(zhì)沉積物向南僅覆蓋到Lx63井附近。南部廣饒凸起的主要物源供應(yīng)方向?yàn)槲鞅狈较?，由其提供的泥質(zhì)沉積物向西北覆蓋到W126井附近，；其次為正北方向，泥質(zhì)沉積物向北覆蓋到Lx63井附近。由北部物源和南部物源提供的泥質(zhì)沉積物的混合區(qū)在W126井—L74井—L108井—L64井—Lx63井連線一帶(圖4B)，南部物源提供的泥質(zhì)沉積物的影響范圍顯著大于北部物源。

砂巖重礦物組合和泥巖特征元素比值分布模式的物源分析方法在研究區(qū)物源研究中得出基本一致的認(rèn)識(shí)：北部青坨子的主要物源供應(yīng)方向?yàn)槲髂戏较?，覆蓋范圍大，其次為正南方向，覆蓋范圍?。荒喜繌V饒凸起的主要物源方向?yàn)槲鞅狈较?，覆蓋范圍大，其次為正北方向，覆蓋范圍中等；南部物源的影響范圍顯著大于北部物源。將由不同物源提供的砂質(zhì)沉積物的供應(yīng)方向和影響范圍與由不同物源提供的泥質(zhì)沉積物的供應(yīng)方向和影響范圍進(jìn)行疊合，得到青南地區(qū)沙四上亞段沉積時(shí)期綜合的物源供應(yīng)方向和影響范圍(圖5)，南北物源的混合區(qū)域由圖中的灰色充填區(qū)表示，其中深灰色表示在該區(qū)域內(nèi)南北物源提供的砂質(zhì)沉積物和泥質(zhì)沉積物均發(fā)生混合，淺灰色表示在該區(qū)域內(nèi)南北物源提供的砂質(zhì)沉積物不發(fā)生混合，僅泥質(zhì)沉積物發(fā)生混合。泥質(zhì)沉積物發(fā)生混合的區(qū)域比砂質(zhì)沉積物發(fā)生混合的區(qū)域稍大，原因在于物源混合區(qū)泥質(zhì)沉積物的搬運(yùn)距離應(yīng)該比砂質(zhì)沉積物的搬運(yùn)距離更遠(yuǎn)。在南北物源混合區(qū)內(nèi)，L64井和L108井的砂巖重礦物組合類型為Ⅰ類，但其泥巖特征元素比值分布模式為混合型，表明北部物源的砂質(zhì)沉積物和泥質(zhì)沉積物均能到達(dá)該區(qū)域，但南部物源僅有泥質(zhì)沉積物能到達(dá)該區(qū)域；X7井的砂巖重礦物組合類型為Ⅱ類，表明其砂質(zhì)沉積物受到北部物源的影響更大，其在物源混合區(qū)內(nèi)的位置更靠近北部物源；Wx583井的砂巖重礦物組合類型為Ⅳ類，表明其砂質(zhì)沉積物受到南部物源的影響更大，其在物源混合區(qū)內(nèi)的位置更靠近南部物源；W58井的砂巖重礦物組合類型為Ⅴ類，表明其砂質(zhì)沉積物受到南北物源的影響程度大致相當(dāng)，其在物源混合區(qū)中處于接近中部的位置；W126井的泥巖特征元素比值分布模式為混合型，但混合區(qū)域外的L74井的泥巖特征元素比值分布模式為單峰型，表明物源混合區(qū)的南部邊界不越過(guò)L74井，為W126井作為物源混合區(qū)的南部邊界提供了限定條件；Lx63井的砂巖重礦物組合類型為Ⅳ類，但其泥巖特征元素比值分布模式為多峰型，推測(cè)南部物源僅向該區(qū)域內(nèi)提供了砂質(zhì)沉積物，而北部物源向該區(qū)域內(nèi)同時(shí)提供了砂質(zhì)和泥質(zhì)沉積物。

圖5 青南地區(qū)沙四上亞段源區(qū)分布圖Fig.5 The provenances of the Upper Es4 in Qingnan area

3 沉積相的類型和特征

通過(guò)逐一詳細(xì)觀察描述青南地區(qū)取芯井的沙四上亞段巖芯，典型樣品進(jìn)行粒度分析，按水動(dòng)力成因機(jī)制，在區(qū)內(nèi)共識(shí)別和劃分出沖積扇、三角洲、湖泊和重力流4類沉積體系；根據(jù)巖芯的顏色、成分、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造特征，結(jié)合構(gòu)造沉積背景，確定了區(qū)內(nèi)不同沉積體系所發(fā)育的具體沉積相類型：沖積扇體系對(duì)應(yīng)近岸水下扇相，三角洲體系對(duì)應(yīng)三角洲相，湖泊體系對(duì)應(yīng)湖泊相，重力流體系對(duì)應(yīng)深水濁積扇相；受到區(qū)內(nèi)取芯井?dāng)?shù)量較少的限制，依據(jù)取芯井不同類型沉積相的測(cè)井曲線形態(tài)響應(yīng)特征，選取對(duì)區(qū)內(nèi)砂礫巖和泥巖縱向變化反應(yīng)敏感的自然電位曲線SP，對(duì)大量非取芯井的沉積相劃分進(jìn)行了測(cè)井解釋，并結(jié)合巖芯觀察結(jié)果，劃分出若干亞相和微相類型；依據(jù)各類沉積體系和沉積相發(fā)育的具體井位，結(jié)合不同物源的影響范圍及南北物源混合區(qū)的分布，確定了它們的物源歸屬(表1)。

表1 青南地區(qū)沙四上亞段沉積體系

3.1 近岸水下扇

近岸水下扇的巖芯見于L104井，其由沖積扇直接進(jìn)入湖泊水體形成，宏觀特征上表現(xiàn)為大段的砂礫巖夾薄層湖相粉砂質(zhì)泥巖和暗色泥巖；由于距離物源近，搬運(yùn)距離短，且在搬運(yùn)過(guò)程中快速進(jìn)入到湖泊水面以下，其顏色受到沉積環(huán)境的影響較小，多保留物源區(qū)母巖的顏色特征；形成的巖石以礫巖和砂礫巖為主，結(jié)構(gòu)和成分成熟度很低，分選性差，磨圓度為棱角狀—次棱角狀，整體呈塊狀構(gòu)造(圖6A～D)。粒度概率累計(jì)曲線為寬緩上拱式，對(duì)1個(gè)扇中亞相的含礫粗砂巖樣品進(jìn)行粒度分析表明，其中的礫石含量為14%(圖7A)。

近岸水下扇的測(cè)井曲線響應(yīng)特征為自然電位曲線大幅度偏離泥巖基線，其值出現(xiàn)明顯的負(fù)異常，負(fù)異?？缭降纳疃确秶艽?，反映沉積物中的砂礫巖含量高，且厚度大，如L104井從上至下由湖泊相變?yōu)榻端律认嗟淖匀浑娢磺€形態(tài)所示(圖8)。依據(jù)巖芯觀察和測(cè)井解釋結(jié)果，近岸水下扇緊密分布在青坨子凸起的周緣，向外延伸范圍很小，其物源歸屬為北部物源。

3.2 三角洲

表1將三角洲劃分為扇三角洲和河流三角洲兩種類型，二者同屬于三角洲體系。從前文砂巖重礦物組合的物源特征分析可知，區(qū)內(nèi)的三角洲砂體存在兩種物源：第一種物源來(lái)自青坨子凸起，其重礦物組合以鋯石+石榴石為主，如L64井、L105井、L106井、L108井和L111井，屬于北部物源；第二種物源來(lái)自廣饒凸起，其重礦物組合以藍(lán)晶石為主，如L5井，屬于南部物源。來(lái)自北部物源的三角洲分布于洼陷北部的陡坡帶，且分布于近岸水下扇外圍，其由近岸水下扇繼續(xù)向前搬運(yùn)堆積形成，因此將來(lái)自北部物源的三角洲劃分為扇三角洲[23]；來(lái)自南部物源的三角洲分布于洼陷南部的緩坡帶，不存在水下扇體，其由河流繼續(xù)向前搬運(yùn)砂體并入湖堆積形成，因此將來(lái)自南部物源的三角洲劃分為河流三角洲。由于形成環(huán)境的差異，研究區(qū)扇三角洲巖石的粒度比河流三角洲巖石的粒度大，其他特征則較為相似。

圖6 青南地區(qū)沙四上亞段巖芯沉積特征A.近岸水下扇扇根，中礫巖，分選性差，L104井，2 796.28 m；B.近岸水下扇扇中，細(xì)礫巖，含較大的棱角狀基性巖礫石，L104井，2 899.60 m；C.近岸水下扇扇中，細(xì)礫巖，含較大的棱角狀酸性巖礫石，L104井，2 900.60 m；D.近岸水下扇扇緣，塊狀礫巖底部與暗色泥巖接觸，L104井，2 729.73 m；E.扇三角洲平原，含礫粗砂巖，塊狀構(gòu)造，Lx63井，3 141.20 m；F.扇三角洲前緣，發(fā)育正粒序?qū)永恚琇64井，3 350 m；G.扇三角洲前緣，發(fā)育各種交錯(cuò)層理，L105井，2 774.26 m；H.扇三角洲前緣，發(fā)育沖刷—充填構(gòu)造，L64井，3 346.80 m；I.扇三角洲前緣，含豐富的植物炭屑，L111井，2 717.80 m；J.扇三角洲前緣，含豐富的淺水螺類化石，L111井，2 345.80 m；K.濱湖泥巖，呈紅褐色，L105井，2 738.90 m；L.淺湖泥巖，含豐富的白色鈣質(zhì)夾層，Wx119井，2 583.75 m；M.灘壩砂，發(fā)育透鏡狀層理，L108井，2 603 m；N.灘壩砂，頻繁的砂泥巖薄互層，發(fā)育脈狀層理，L64井，3 347 m；O.深水濁積扇，內(nèi)部含大量暗色泥礫和植物炭屑，W58井，3 023.50 m；P.深水濁積扇，內(nèi)部含暗色泥礫，發(fā)育重荷構(gòu)造，W58井，3 022.5 m；Q.深水濁積扇，底部發(fā)育砂泥混雜沉積，Wx583井，3 477.4 m；R.深水濁積扇，發(fā)育平行層理，Wx583井，3 481.1 m。Fig.6 Fig.6 Macroscopic sedimentary characteristics in the cores of the Upper Es4 in Qingnan area

圖7 青南地區(qū)沙四上亞段各類砂體粒度概率累積曲線A.近岸水下扇砂體，寬緩上拱式，L102井，2 190.75 m；B.扇三角洲砂體，低截高斜兩段式，L64井，3 349.87 m；C.扇三角洲砂體，四段式，L106井，2 869.05 m；D.扇三角洲砂體，低截高斜兩段式，Lx63井，2 384.80 m；E.扇三角洲砂體，低截高斜兩段式，L64井，3 347.62 m；F.灘壩砂體，一跳一懸夾過(guò)渡式，Wx119井，2 588.90 m；G.灘壩砂體，一跳一懸夾過(guò)渡式，L64井，3 663.62 m；H.灘壩砂體，一跳一懸夾過(guò)渡式，Lx62井，2 262.60 m。Fig.7 Cumulative curves of the grain size and probability of different sandstones of the Upper Es4 in Qingnan area

三角洲砂體時(shí)常暴露在湖泊水面之上，顏色常為灰色、灰白色和黃白色等弱氧化色。從三角洲平原到三角洲前緣，再到前三角洲，巖石的粒度由粗變細(xì)，呈現(xiàn)出過(guò)渡變化的趨勢(shì)，三角洲平原以細(xì)礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖和中砂巖為主，三角洲前緣以細(xì)砂巖、粉砂巖為主，夾薄層泥巖，前三角洲主要發(fā)育泥巖，基本不含砂體。三角洲砂體的分選性為中等—好，磨圓度為次圓狀—圓狀。發(fā)育平行層理、正粒序?qū)永怼⑿睂永?、波狀層理、交錯(cuò)層理和沖刷—充填構(gòu)造等，可見豐富的淺水螺類化石和植物炭屑。縱向巖性組合特征上，三角洲砂體的上下均為濱淺湖泥巖，砂體內(nèi)部夾薄層泥巖段(圖6E～J)。粒度概率累計(jì)曲線主要為低截高斜兩段式，也包含其他過(guò)渡類型，對(duì)4個(gè)三角洲平原亞相的砂巖樣品進(jìn)行粒度分析表明，其中的粗砂、中砂和細(xì)砂所占比例為76%～98%，極細(xì)砂、粉砂和泥所占比例較小(圖7B～E)。

工程高邊坡危害后果分析是通過(guò)對(duì)邊坡影響范圍內(nèi)的承災(zāi)體進(jìn)行識(shí)別，分析承災(zāi)體價(jià)值、災(zāi)害到達(dá)承災(zāi)體概率、承災(zāi)體時(shí)空概率、承災(zāi)體易損性，進(jìn)而估算人身傷害損失和財(cái)產(chǎn)損失[15]。

三角洲的測(cè)井曲線響應(yīng)特征為自然電位曲線偏離向泥巖基線的一側(cè)并頻繁地來(lái)回波動(dòng)，其值出現(xiàn)負(fù)異常，曲線形態(tài)呈箱型和鐘型，反映出沉積物中砂巖含量高，厚度較大，并有大量的泥巖夾層，如L64井從上至下由湖泊相變?yōu)樯热侵尴嘣僮優(yōu)楹聪嗟淖匀浑娢磺€形態(tài)所示(圖8)。依據(jù)巖芯觀察和測(cè)井解釋結(jié)果，來(lái)自北部物源的扇三角洲主要發(fā)育在洼陷北部的青坨子凸起西南緣，并向前延伸一定范圍；來(lái)自南部物源的河流三角洲的發(fā)育范圍從洼陷南部的廣饒凸起周緣一直向西北方向延伸到研究區(qū)中心。

3.3 湖泊

青南地區(qū)沙四上亞段的半深湖—深湖亞相僅在局部地區(qū)的個(gè)別層段發(fā)育，湖泊相主體為濱淺湖亞相，沉積物受到波浪和湖流作用的影響，形成獨(dú)具特色的砂泥巖薄互層、分布穩(wěn)定的沉積類型，可分為灘壩微相和湖泥微相。湖泥主要為濱湖泥巖和淺湖泥巖，濱湖泥巖多呈棕黃色、褐色和紅褐色等氧化色，淺湖泥巖多呈淺灰色和暗灰色等還原色，含豐富的白色鈣質(zhì)夾層，富含淺水螺類化石和植物炭屑，反映當(dāng)時(shí)的水體環(huán)境為同時(shí)具備高鹽度和高生產(chǎn)力的蒸發(fā)性濱淺湖環(huán)境。灘壩通常表現(xiàn)為大套泥巖中的薄層粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，常形成砂泥巖薄互層，以塊狀構(gòu)造為主，局部可見沙紋交錯(cuò)層理、透鏡狀層理和脈狀層理(圖6K～N)。灘壩砂巖的粒度概率累計(jì)曲線為一跳一懸夾過(guò)渡式，對(duì)3個(gè)灘壩微相的砂巖樣品進(jìn)行粒度分析表明，其中的粗砂、中砂和細(xì)砂所占比例為5%～18%，極細(xì)砂、粉砂和泥所占比例為82%～95%(圖7F～H)。

以湖泥微相為主的湖泊相沉積，其自然電位曲線長(zhǎng)期處于泥巖基線上，呈一條平坦光滑的曲線；含有灘壩微相的湖泊相沉積，其測(cè)井曲線響應(yīng)特征為長(zhǎng)期處于泥巖基線上的自然電位曲線經(jīng)常出現(xiàn)偏離泥巖基線的負(fù)異常波動(dòng)，出現(xiàn)負(fù)異常波動(dòng)的曲線形態(tài)呈指狀，寬度較窄，反映出以泥巖為主的沉積物中含有豐富的薄層砂巖夾層，砂巖單層厚度較小，但縱向疊置，呈指狀凸起的薄砂層正好是發(fā)育在濱淺湖中的灘壩砂體，如L108井湖泥微相和灘壩微相反復(fù)疊置的自然電位曲線形態(tài)所示(圖8)。依據(jù)巖芯觀察和測(cè)井解釋結(jié)果，區(qū)內(nèi)主要為湖泊相沉積，其中以濱淺湖亞相為主，半深湖—深湖亞相僅分布在研究區(qū)西北部和洼陷中心的L64井區(qū)，濱淺湖中發(fā)育有大量的灘壩沉積。湖泊相發(fā)育范圍廣，因而其物源歸屬既有北部和南部物源，又有混合物源，應(yīng)視其具體發(fā)育位置而定。

3.4 深水濁積扇

深水濁積扇屬于重力流體系的一種，由滑塌體在重力的作用下沿斜坡搬運(yùn)至湖泊較深水處堆積形成，從斜坡根部向湖泊深水區(qū)依次形成內(nèi)扇、中扇和外扇三種亞相。巖芯見于L64井、W58井和Wx583井，主要觀察到深水濁積扇的中扇部分，以中砂巖和細(xì)砂巖為主。湖底較長(zhǎng)距離的搬運(yùn)使得砂體內(nèi)部裹挾著大量的深水暗色泥礫和少量礫石，常見塊狀層理、平行層理、重荷和砂泥混雜(圖6O～R)。

深水濁積扇的測(cè)井曲線響應(yīng)特征為長(zhǎng)期處于泥巖基線上的自然電位曲線，突然出現(xiàn)偏離泥巖基線的負(fù)異常，之后又返回泥巖基線上，出現(xiàn)負(fù)異常波動(dòng)的曲線形態(tài)呈箱型，反映出一次快速變化的沉積事件，以泥巖為主的環(huán)境中突然出現(xiàn)事件性的砂體堆積，且砂體厚度大，呈箱型凸起的砂巖段正好是半深湖—深湖區(qū)的深水濁積砂體，如Wx583井湖相沉積物中所夾深水濁積扇的自然電位曲線形態(tài)所示(圖8)。深水濁積扇主要發(fā)育在青南地區(qū)西北部的物源混合區(qū)域內(nèi)，屬于混合物源。

4 物源控制下的沉積相對(duì)比

圖8 青南地區(qū)沙四上亞段各類沉積相自然電位曲線形態(tài)響應(yīng)特征Fig.8 Morphology response characteristics of SP logging curves of different sedimentary facies of the Upper Es4 in Qingnan area

自西向東的連井剖面A1—A2中，存在兩個(gè)半深湖—深湖區(qū)，其余部分為濱淺湖區(qū)，其中，X176井—Lx112井的半深湖—深湖區(qū)主要發(fā)育在純上1砂組—純上5砂組，L64井的半深湖—深湖區(qū)主要發(fā)育在純上4砂組—純上6砂組。半深湖—深湖區(qū)發(fā)育厚度較大的深水濁積扇，如X176井、X142井、L60井和Lx112井。濱淺湖區(qū)發(fā)育三角洲、灘壩和湖泥，其中，該連井剖面的三角洲物源來(lái)自青坨子凸起，屬于扇三角洲，主要發(fā)育在純上1砂組—純上2砂組，從東部的Lx63井向西延伸至Lx112井附近；該連井剖面上灘壩的發(fā)育規(guī)模較小，分布層位主要是純上6砂組—純下3砂組。

圖9 青南地區(qū)沙四上亞段連井沉積相對(duì)比剖面Fig.9 Seven well-sections and sedimentary facies analysis of the Upper Es4 in Qingnan area

自西向東的連井剖面B1—B2中，半深湖—深湖區(qū)僅發(fā)育在西部W588井—W58井的純上1砂組—純上5砂組，其余部分均為濱淺湖區(qū)。半深湖—深湖區(qū)發(fā)育厚度較大的深水濁積扇，分布于W588井—W58井的純上5砂組。濱淺湖區(qū)發(fā)育三角洲、灘壩和湖泥。三角洲的發(fā)育層位為純上1砂組—純上2砂組，根據(jù)前文物源研究結(jié)果，該連井剖面上的三角洲有兩個(gè)物源，其中，L109井—L75井的三角洲物源來(lái)自青坨子凸起，屬于扇三角洲；Lx62井—L76井的三角洲物源來(lái)自廣饒凸起，屬于河流三角洲。灘壩在該剖面上發(fā)育層位多，分布范圍廣。

自西向東的連井剖面C1—C2中，全部為濱淺湖區(qū)，發(fā)育三角洲、灘壩和湖泥。三角洲分布于W24井—J15井，發(fā)育層位主要為純上5砂組—純上6砂組，還發(fā)育在L3井的純上4砂組和J15井的純下1砂組—純下3砂組。由于該連井剖面位于研究區(qū)南部，由廣饒凸起提供物源，因此，其發(fā)育的三角洲屬于河流三角洲。灘壩在該連井剖面上僅零星發(fā)育，如W63井的純上6砂組和J15井的純上1砂組—純上3砂組。

從南往北的連井剖面D1—D2中，半深湖—深湖區(qū)僅發(fā)育在北部Wx583井—X176井的純上1砂組—純上5砂組，其余部分為濱淺湖區(qū)。半深湖—深湖區(qū)發(fā)育厚度較大的深水濁積扇，分布于Wx583井—X176井的純上5砂組。濱淺湖區(qū)發(fā)育三角洲、灘壩和湖泥。三角洲分布于連井剖面南部的M19井—W24井，由廣饒凸起提供物源，屬于河流三角洲，發(fā)育層位由南部的純下3砂組向北過(guò)渡為純下1砂組—純下3砂組，再向北變?yōu)榧兩?砂組。灘壩在該連井剖面南部的Xj7井—W121井呈規(guī)模分布，主要發(fā)育層位為純上1砂組—純上5砂組，W72井的純下1砂組—純下2砂組也有發(fā)育。

從南往北的連井剖面E1—E2中，全部為濱淺湖區(qū)，發(fā)育三角洲、灘壩和湖泥。三角洲分布于M10井—L38井，來(lái)自兩個(gè)物源區(qū)：M10井—Wx119井的三角洲由南部的廣饒凸起提供物源，屬于河流三角洲，發(fā)育層位為純上3砂組—純下3砂組；L70井—L38井的三角洲由北部的青坨子凸起提供物源，屬于扇三角洲，發(fā)育層位為純上1砂組—純上2砂組，在更靠近青坨子凸起的L38井，還發(fā)育于純上3砂組—純上4砂組。灘壩主要分布在南部M138井—C14井的純上4砂組—純下3砂組，以及北部L113井—L45井的純上4砂組—純下2砂組。

從南往北的連井剖面F1—F2中，半深湖—深湖區(qū)僅發(fā)育在L64井的純上4砂組—純上6砂組，其余部分為濱淺湖區(qū)，發(fā)育近岸水下扇、三角洲、灘壩和湖泥。近岸水下扇發(fā)育在臨近青坨子凸起的Lx78c井的純上5砂組—純下3砂組。三角洲具有兩個(gè)物源：南部C17井—J11井的三角洲由廣饒凸起提供物源，屬于河流三角洲，發(fā)育層位由南部的純上1砂組—純下3砂組向北減薄至純下2砂組—純下3砂組；北部Lx66井—Lx78c井的三角洲由青坨子凸起提供物源，屬于扇三角洲，發(fā)育層位為純上1砂組—純上2砂組。灘壩主要發(fā)育在J15井—J11井的純上1砂組—純上3砂組，Lx66井的純上4砂組—純下2砂組，以及L64井的純下2砂組—純下3砂組。

從南往北的連井剖面G1—G2中，全部為濱淺湖區(qū)，發(fā)育近岸水下扇、三角洲、灘壩和湖泥。近岸水下扇分布在L104井及其周緣，發(fā)育層位為純上1砂組—純下3砂組。三角洲發(fā)育在該連井剖面北部的L87井及其周緣，由青坨子凸起提供物源，屬于扇三角洲，發(fā)育層位為純上1砂組—純上3砂組。灘壩發(fā)育在Yx3井的純下2砂組，Lx61井的純上2砂組—純上3砂組和純下1砂組—純下3砂組，以及L87井的純上5砂組和純下3砂組。

5 物源沉積演化與灘壩分布

通過(guò)7條能基本覆蓋研究區(qū)的連井剖面的沉積相對(duì)比，以砂組為單位，分別繪制出沙四上亞段純下3砂組—純上1砂組共9個(gè)砂組的沉積相平面分布圖(圖10)。純下3砂組—純下1砂組沉積相平面分布特征相似，屬于早期沉積特征；純上6砂組—純上4砂組沉積相平面分布特征相似，屬于中期沉積特征；純上3砂組—純上1砂組沉積相平面分布特征相似，屬于晚期沉積特征。

沉積早期(純下3砂組—純下1砂組)，青南地區(qū)整體屬于濱淺湖環(huán)境。南部物源的物源供應(yīng)量較大，從廣饒凸起向西北方向發(fā)育出規(guī)模較大的河流三角洲，分布于南部緩坡帶并向前分為兩支；河流三角洲從早到晚分布范圍有所遷移，但發(fā)育規(guī)模變化不大，反映該時(shí)期湖泊水體深度變化不大。北部物源的物源供應(yīng)相對(duì)較小，從青坨子凸起向西南方向發(fā)育出規(guī)模較小的近岸水下扇，分布于北部陡坡帶。灘壩大量發(fā)育在河流三角洲外圍廣闊的濱淺湖中，但在距離河流三角洲前端較遠(yuǎn)的研究區(qū)西北部并不發(fā)育；大部分的灘壩來(lái)自南部物源，由三角洲前緣砂質(zhì)沉積物受波浪和湖流作用搬運(yùn)改造而來(lái)，來(lái)自北部物源的灘壩規(guī)模則較小，同時(shí)，灘壩在物源混合區(qū)域內(nèi)也有分布。

圖10 青南地區(qū)沙四上亞段不同砂組沉積期沉積相平面分布圖Fig.10 Horizontal distributions of sedimentary facies of different sand groups of the Upper Es4 in Qingnan area

沉積中期(純上6砂組—純上4砂組)，青南地區(qū)開始出現(xiàn)湖侵過(guò)程，水體深度不斷增大。南部物源的物源供應(yīng)量較前期變化不大，但受水體加深影響，物源搬運(yùn)距離變短，河流三角洲由兩支變?yōu)橐恢?，且發(fā)育規(guī)模逐漸減小。早期，河流三角洲向西北方向可延伸至W72井附近，在洼陷中心的L64井開始發(fā)育半深湖—深湖沉積的深灰色泥頁(yè)巖；中期，水體加深，河流三角洲的規(guī)模開始縮小，L64井的半深湖—深湖沉積繼續(xù)發(fā)育，并在研究區(qū)西北部的很大范圍內(nèi)發(fā)育半深湖—深湖沉積，其底部發(fā)育厚度和規(guī)模都較大的深水濁積扇，由南部物源和北部物源形成的先期砂質(zhì)沉積物受重力作用垮塌、搬運(yùn)和堆積而成，具有混合物源特征；晚期，湖侵達(dá)到頂峰，河流三角洲發(fā)育范圍向東南方向萎縮至L3井附近。灘壩大量發(fā)育在河流三角洲外圍和半深湖—深湖區(qū)之間廣闊的濱淺湖中。北部物源的物源供應(yīng)量小幅度減少，近岸水下扇在純上6砂組和純上5砂組時(shí)期仍能延伸至Lx78c井，但從純上4砂組時(shí)期開始萎縮，僅發(fā)育在青坨子凸起周緣很小的范圍內(nèi)。該時(shí)期的灘壩大部分來(lái)自南部物源，僅少數(shù)灘壩來(lái)自北部物源和混合物源。

沉積晚期(純上3砂組—純上1砂組)，青南地區(qū)開始出現(xiàn)小規(guī)模的湖退過(guò)程，洼陷中心由半深湖—深湖環(huán)境變?yōu)闉I淺湖環(huán)境，但由于水深變淺幅度較小，研究區(qū)西北部仍為半深湖—深湖環(huán)境，僅發(fā)育規(guī)模有略微減小。北部物源的物源供應(yīng)量持續(xù)擴(kuò)大，扇三角洲在該沉積時(shí)期開始發(fā)育，出現(xiàn)一大一小兩支，小的一支由青坨子凸起向正南方向延伸至L87井，發(fā)育規(guī)?；静蛔?；大的一支由青坨子凸起向西南方向延伸，早期規(guī)模較小，僅到達(dá)Lx112井附近，中后期規(guī)模不斷增大，逼近W72井附近。雖然該沉積時(shí)期的湖泊水體變淺，但由于南部物源的物源供應(yīng)量持續(xù)減少，南部由廣饒凸起發(fā)育的河流三角洲相比于前一時(shí)期出現(xiàn)了大范圍的萎縮；同時(shí)，在廣饒凸起的北部出現(xiàn)了一個(gè)規(guī)模不斷增大的河流三角洲分支，指示南部物源的物源供應(yīng)方向有所轉(zhuǎn)變。該時(shí)期的近岸水下扇僅發(fā)育在青坨子凸起周緣很小的范圍內(nèi)，灘壩主要發(fā)育在河流三角洲和扇三角洲之間廣闊的濱淺湖環(huán)境中。早期，扇三角洲規(guī)模較小，灘壩主要來(lái)自南部物源；中后期，扇三角洲規(guī)模擴(kuò)大，灘壩除來(lái)自南部物源外，還可來(lái)自于混合物源。

從青南地區(qū)沙四上亞段的物源沉積演化特征可知，灘壩是區(qū)內(nèi)發(fā)育時(shí)間最長(zhǎng)的一類砂體，在整個(gè)沙四上亞段沉積時(shí)期的濱淺湖環(huán)境中均有較大規(guī)模，呈現(xiàn)出縱向上發(fā)育層位多，橫向上分布范圍廣、面積大的特點(diǎn)，為湖相致密油氣提供了豐富的儲(chǔ)層。灘壩在每個(gè)砂組沉積時(shí)期較為準(zhǔn)確的平面分布范圍如圖10所示，可以看出，灘壩分布在河流三角洲前緣廣闊的濱淺湖環(huán)境中，在河流三角洲比較發(fā)育的時(shí)期(純下3砂組—純上4砂組)，灘壩的分布范圍和面積較大，隨著河流三角洲的持續(xù)萎縮(純上3砂組—純上1砂組)，灘壩的分布范圍和面積也不斷減小。結(jié)合不同物源的影響范圍和物源混合區(qū)域的分布，認(rèn)為灘壩主要來(lái)自南部物源，形成研究區(qū)灘壩的最主要物質(zhì)來(lái)源是受波浪和湖流改造的未固結(jié)或弱固結(jié)的河流三角洲砂體，而北部物源的扇三角洲砂體對(duì)灘壩形成的貢獻(xiàn)則比較小。

6 結(jié)論

(1) 青南地區(qū)沙四上亞段北部物源青坨子凸起和南部物源廣饒凸起的物源混合區(qū)限定在X7井—Wx583井—W58井—W126井—L74井—Wx119井—L108井—L2井—L64井—Lx63井連線一帶；北部物源的主要供應(yīng)方向?yàn)槲髂戏较?，南部物源的主要供?yīng)方向?yàn)槲鞅狈较蚝驼鞣较?；南部物源的影響范圍顯著大于北部物源。

(2) 青南地區(qū)沙四上亞段發(fā)育沖積扇、三角洲、湖泊和重力流4種沉積體系，其對(duì)應(yīng)的沉積相依次為近岸水下扇、三角洲、湖泊和深水濁積扇；結(jié)合物源特征，將三角洲細(xì)分為扇三角洲和河流三角洲兩類，扇三角洲分布在北部陡坡帶，由青坨子凸起提供物源，河流三角洲分布在南部緩坡帶，由廣饒凸起提供物源。

(3) 厘清了青南地區(qū)沙四上亞段的物源沉積體系演化特征：純下3砂組—純下1砂組沉積時(shí)期為水體較淺的濱淺湖，南部物源供應(yīng)量較大，河流三角洲大規(guī)模發(fā)育，北部物源供應(yīng)量較?。患兩?砂組—純上4砂組沉積時(shí)期為湖侵期，局部出現(xiàn)半深湖—深湖區(qū)，南部物源供應(yīng)量基本不變，但搬運(yùn)距離縮短，河流三角洲開始萎縮，北部物源供應(yīng)量較??；純上3砂組—純上1砂組沉積時(shí)期為緩慢湖退期，南部物源供應(yīng)量縮減，河流三角洲持續(xù)萎縮，北部物源供應(yīng)量增加，扇三角洲發(fā)育規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。

(4) 青南地區(qū)沙四上亞段灘壩主要來(lái)自南部物源，其發(fā)育規(guī)模僅次于河流三角洲，發(fā)育層位遍及整個(gè)沙四上亞段，單個(gè)砂組的發(fā)育規(guī)模受同時(shí)期河流三角洲發(fā)育規(guī)模的影響：河流三角洲發(fā)育規(guī)模較大的純下3砂組—純上4砂組時(shí)期，灘壩發(fā)育規(guī)模也較大；河流三角洲萎縮的純上3砂組—純上1砂組時(shí)期，灘壩發(fā)育規(guī)模逐漸減小。

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Provenance, Sedimentary System and Beach Bar Distribution of the Upper Es4in Qingnan Area, Dongying Depression

DENG ShiBiao1,GUAN Ping1,2,ZHANG PengFei3

1. Key Laboratory of Orogenic Belts and Crustal Evolution, Ministry of Education, School of Earth and Space Sciences, Peking University, Beijing 100871, China2. Oil and Gas Research Center, Peking University, Beijing 100871, China3. Research Institute of Geological Sciences, Shengli Oilfield Company, Sinopec, Dongying, Shandong 257015, China

The provenance and sedimentary facies of the upper Es4of Qingnan area, Dongying Depression lack systematic research, especially the distribution and scale of lacustrine beach-bar sediment, which restrict the precise exploration and reserves promotion in this area. This paper determines the types of sedimentary facies through petrological study, clarifies the sedimentary evolution by using logging methods, cleares the provenance direction and influence range using heavy mineral assemblage and the distribution of characteristic element ratio, and thus restricts the distribution of different sedimentary facies controlled by different provenance, especially the precise distribution of each sand-body, which can provide references for precise exploration of the oilfield. According to the research, there are four sedimentary systems(alluvial fan, delta, lake and gravity flow)and five sedimentary facies(coastal subsea apron, delta, fan delta, lake and deep water turbidity fan)in the study area; The boundary of southern and northern provenances lies along the line X7-Wx583-W58-W126-L74-Wx119-L108-L2-L64-Lx63, the southern Guangrao Heave provides a massive provenance to the north and northwest, nevertheless, the northern Qingtuozi Heave provides a limited provenance to the southwest; Delta sand-body exists through the whole Es4and widely spreads from Guangrao Heave to northwest, deep water turbidity fan sand-body exists at the middle period of Es4and distributes contiguously at the semi-deep and deep lake evironment in the northwest, fan delta sand-body exists at the late period of Es4and has a limited distribution from Qingtuozi Heave to the southwest, beach bar sand-body exsits at the whole time of Es4and has a wide range at the shore-shallow lake evironment, which has a range only smaller than delta sand-body and provides abundant potential reservoirs for lacustrine tight oil and gas.

Qingnan Area; Upper Es4; Provenance Characteristics; Sedimentary Evolution; Beach Bar Distribution

1000-0550(2017)03-0561-16

10.14027/j.cnki.cjxb.2017.03.014

2016-04-11； 收修改稿日期： 2016-09-21

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2012CB214801)[Foundation: National Key Basic Research Program of China (973 Program), No.2012CB214801]

鄧世彪，男，1989年出生，博士研究生，沉積巖石學(xué)與沉積地球化學(xué)，E-mail: dengshibiaopeking@126.com

關(guān)平，男，教授，E-mail: pguanl@pku.edu.cn

P512.2

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