大型坳陷湖盆異重流成因的水道—湖底扇系統(tǒng)
——以松遼盆地白堊系嫩江組一段為例

潘樹新，劉化清，ZAVALA Carlos，劉彩燕，梁蘇娟，張慶石，白忠峰

（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2. National University of the South, San Juan B8000CPB, Argentina；3. 中國石油大慶油田公司，黑龍江大慶 163000）

大型坳陷湖盆異重流成因的水道—湖底扇系統(tǒng)
——以松遼盆地白堊系嫩江組一段為例

潘樹新1，劉化清1，ZAVALA Carlos2，劉彩燕1，梁蘇娟1，張慶石3，白忠峰3

（1. 中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，蘭州 730020；2. National University of the South, San Juan B8000CPB, Argentina；3. 中國石油大慶油田公司，黑龍江大慶 163000）

以松遼盆地齊家—古龍地區(qū)白堊系嫩江組一段為研究對象，通過地震沉積學、沉積構造和沉積序列等分析，發(fā)現(xiàn)異重流成因的大型水道—湖底扇系統(tǒng)，對大型坳陷湖盆深水區(qū)分布的異重流及其形成的異重巖進行研究，構建了陸相湖盆異重流成因的水道—湖底扇沉積模式。研究表明，異重流發(fā)源于盆地邊緣，經(jīng)北部三角洲后在深水區(qū)形成完整的水道—湖底扇系統(tǒng)。自北向南依次發(fā)育順直水道和彎曲水道，直線延伸距離超過80 km，寬度100～900 m；水道末端發(fā)育湖底扇，最大面積可達20 km2。該系統(tǒng)主要以細粒沉積為主，發(fā)育塊狀砂巖和流水成因的沉積構造，內(nèi)部發(fā)育侵蝕接觸面，富含陸源有機質(zhì)碎屑，具底床載荷和懸浮載荷兼有的形成機制。異重巖沉積序列表現(xiàn)為向上變粗和向上變細的旋回成對出現(xiàn)，反映洪水逐漸增強隨后又減弱的動力學特點。圖9參50

松遼盆地；白堊系；嫩江組一段；濁流；濁積巖；異重流；異重巖；沉積特征；水道—湖底扇系統(tǒng)

0 引言

深水沉積一直是油氣勘探和研究最為活躍的領域之一。近20余年來的研究和勘探實踐表明，除濁流和塊體搬運作用能形成大規(guī)模深水儲集層外[1-4]，異重流是另一種重要的將淺水沉積物向深水盆地長距離搬運的地質(zhì)營力，但在流體類型、搬運機制及形成的深水砂體等方面的研究卻未受到重視[5-6]。異重流是指因河口流體密度大于周圍水體密度而形成沿盆地底部流動的高密度流體[6-7]。除冰雪融化、堤岸潰壩、水庫泄水、火山噴發(fā)等事件觸發(fā)外，異重流主要由季節(jié)性洪水觸發(fā)而形成[7]，攜帶大量沉積物的河流洪水，因密度大于匯水盆地水體密度，流體受浮力作用小，高密度洪水可以沿盆地底部長距離運移[5]。

Bates[8]早在1953年就發(fā)現(xiàn)這種流體并定義為異重流，但異重流得到學術界高度重視和認可是在1995年Mulder和 Syvitski等[9]對異重流的概念進行重新厘定之后。近20余年來，異重流的形成條件、沉積特征及油氣勘探價值等已經(jīng)成為深水沉積最為活躍和最熱門的研究內(nèi)容之一。2008年美國石油地質(zhì)學家協(xié)會（AAPG）在阿根廷召開了赫德伯格會議，專門研討了異重流沉積，并于2011年出版了地質(zhì)研究專輯[10]。異重流理論的建立標志著深水沉積理論的新發(fā)展，Mulder等[5]將由外因觸發(fā)而形成的濁積巖、塊體搬運體與非激發(fā)型洪水異重流嚴格地區(qū)分開來，認為深水砂體可以由連續(xù)的源-匯系統(tǒng)所形成，洪水河流攜帶大量懸浮沉積物引起的異重流也許是自然界更常見、更重要的深水地質(zhì)營力，改變了深水砂體形成機制的傳統(tǒng)認識。洪水型異重流頻繁發(fā)生于現(xiàn)代海洋和湖泊等深水環(huán)境[9-11]，在湖盆中心通常形成大規(guī)模的水道—海（湖）底扇系統(tǒng)[12-19]。異重流形成的沉積物稱為異重巖，具底床載荷和懸浮載荷兼有的形成機制，其典型沉積特征為一系列向上變粗的旋回和向上變細的旋回成對出現(xiàn)，反映了洪水先增強、后衰減的特征[5]；異重巖發(fā)育大規(guī)模流水成因沉積構造，但缺乏軟沉積變形構造；其形成機制、沉積系列和沉積特征明顯不同于塊體搬運體和經(jīng)典的濁流沉積[5-7]。

近年來中國陸相湖盆深水砂體勘探不斷取得突破[20-22]，對于深水砂體的成因研究，出現(xiàn)了滑坡及塊體搬運[23-25]、砂質(zhì)碎屑流[26-28]、異重流[29-30]和深水底流[31]等新觀點，這些新認識極大地豐富了中國陸相盆地深水沉積理論。目前已有學者在鄂爾多斯盆地和渤海灣盆地[29-30]發(fā)現(xiàn)異重巖，然而洪水成因的異重流及異重巖的研究仍然極為薄弱。有鑒于此，筆者利用15口探井資料及2 200 km2高精度三維地震資料，通過地震沉積學、沉積構造和沉積序列等分析，對松遼盆地齊家—古龍地區(qū)白堊系嫩江組一段（簡稱嫩一段）湖盆中心分布的深水砂體進行再認識，以期為湖盆中心尋找大規(guī)模深水優(yōu)質(zhì)儲集層提供新的解釋思路。

1 沉積背景

松遼盆地是中國東部具有斷坳雙重結構的中新生代大型疊合沉積盆地[32-34]。盆地以上古生界石炭系—二疊系變質(zhì)巖和花崗巖為基底，沉積蓋層依次為中生界侏羅系、白堊系及新生界第三系和第四系。

白堊系是松遼盆地最主要的沉積地層，下白堊統(tǒng)自下而上發(fā)育火石嶺組（K1h）、沙河子組（K1sh）、營城組（K1y）、登婁庫組（K1d）和泉頭組（K1q）；上白堊統(tǒng)發(fā)育青山口組（K2qn）、姚家組（K2y）、嫩江組（K2n）、四方臺組（K2s）和明水組（K2m）。根據(jù)拗陷期構造和地質(zhì)特征，綜合基底性質(zhì)、埋深和深層構造，將松遼盆地劃分為 5個一級構造單元，分別為中央坳陷區(qū)、東南隆起區(qū)、北部傾沒區(qū)、西部斜坡區(qū)和西南隆起區(qū)。齊家—古龍凹陷位于中央坳陷區(qū)。

嫩江組沉積期處于陸內(nèi)坳陷全盛發(fā)育末期，是盆地發(fā)育的又一個興盛期。嫩一段、嫩二段沉積期，松遼盆地大面積沉降，大規(guī)模湖侵造成湖泊面積急劇擴大，形成一個面積和規(guī)模超越青山口組沉積期的廣闊湖盆，沉積充填以半深湖—深湖泥巖為主。從嫩三段沉積期開始湖泊面積收縮，形成明顯的水退沉積序列，三角洲為主要沉積類型，尤其是北部物源的高建設性三角洲向南逐步進積，影響了盆地大部分地區(qū)[34]。

研究區(qū)位于齊家—古龍凹陷北部，嫩一段厚 0～100 m，巖性主要為黑色、灰黑色泥巖，中部夾頁巖和油頁巖。嫩一段沉積期北部水系極為發(fā)育，西部、南部和東部水系規(guī)模較小，湖相建造是主要沉積充填類型，沉積相類型以三角洲及湖相為主（見圖1）。

2 水道—湖底扇系統(tǒng)

研究區(qū)發(fā)現(xiàn)的嫩一段水道—湖底扇系統(tǒng)位于前三角洲深水區(qū)。地震沉積學揭示三角洲前緣由 3個朵體組成，每個朵體均呈鳥足狀展布，內(nèi)部樹枝狀分流河道的形態(tài)極為清晰（見圖2）。湖底水道自北向南延伸，部分水道延伸直線距離超過80 km，寬度100～900 m，具有期次多、流程遠、寬度逐漸變窄、遷移頻繁等特點，河道可以分為順直水道和彎曲水道 2種類型。水道末端湖底扇極為發(fā)育，最大面積可達20 km2。

根據(jù)源-匯系統(tǒng)的不同，順直水道（Sc）、彎曲水道（Mc）和湖底扇（Df）按照自西向東及從北往南依次命名為Sc1—Sc4、Mc0—Mc6、Df1—Df3等。

圖1 松遼盆地白堊系嫩一段沉積相圖（據(jù)文獻[34-36]修改）

2.1 順直水道

研究區(qū)發(fā)育Sc1、Sc2、Sc3和Sc4等4條順直水道，這些水道直接與三角洲前緣分流河道相連，彎曲系數(shù)一般小于1.2，水道寬100～900 m，延伸長度5～40 km。Sc1和Sc2發(fā)源于三角洲前緣的朵體側緣或朵體之間，而Sc3和Sc4發(fā)源于朵體前緣。Sc2是最典型的順直水道，其平面延伸距離超過40 km，隨后水道分叉或者改道演變?yōu)閺澢?。在地震剖面上，順直水道主要表現(xiàn)為強振幅、具有強烈下切及侵蝕前三角洲斜坡區(qū)的反射特征（見圖3a），水道最寬可達900 m，平均寬度約為500 m。鉆遇Sc2水道的W1和W2井揭示，水道砂巖分別厚11.6 m和6.4 m，巖心以粉細砂巖為主（見圖2b）?？傮w來說，順直水道平面形態(tài)較平直且分叉較少，水道寬度和厚度向下游有變窄及變薄的趨勢。

2.2 彎曲水道

彎曲水道位于水道—湖底扇系統(tǒng)的中下部，上部與順直水道相連，末端均終止于湖底扇系統(tǒng)。順直水道Sc1向南延伸20 km后開始改道或者分叉，西側一枝轉(zhuǎn)向南東方向，延伸約40 km后終止于湖底扇Df3；東側一枝由于晚期水道和三角洲切割與破壞，展布形態(tài)極為不清。順直水道Sc2向南延伸約40 km后分叉或者改道演變?yōu)閺澢?，西側水道繼續(xù)向南延伸40 km后終止于湖底扇Df1；東側一枝向東南延伸約7 km后又轉(zhuǎn)向近南北向延伸，最終與彎曲水道Mc3匯集，繼續(xù)向南延伸約12 km后終止于湖底扇Df2。順直水道Sc4向南延伸約5 km后即轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢繫c5，Mc5向南延伸約20 km后出現(xiàn)了水道分叉或者改道，西側一枝依舊整體向南延伸并呈高彎度展布（見圖2b）；東側一枝在分叉后向南東延伸，長度超過40 km，超出研究工區(qū)，推測這兩支彎曲水道均終止于湖底扇系統(tǒng)。

研究區(qū)彎曲水道的彎曲指數(shù)為 1.51～1.71（平均1.58），屬于典型的曲流水道沉積[37]。在地震剖面上彎曲水道表現(xiàn)為透鏡狀、強波峰的反射特征（見圖3b），水道向湖盆中心明顯變窄，平均寬度僅120 m。鉆井資料揭示，彎曲水道砂巖明顯減薄，并且表現(xiàn)為“泥包砂”的特征，如鉆遇Mc3的W3井累計砂巖厚度僅4.6 m；鉆遇Mc5的W6井累計砂巖厚度僅4.3 m（見圖2b）。另外，彎曲水道外側還發(fā)育中強振幅的扇形沉積體，推測為溢岸沉積（見圖4）。

2.3 湖底扇

隨著水道向湖盆中心地帶過渡，由于地形坡度逐漸變緩、流速降低、能量減弱，沉積物大幅卸載而形成湖底扇，研究區(qū)共發(fā)現(xiàn)3個湖底扇，面積為10～20 km2，均呈中強地震振幅，反映泥質(zhì)含量增高的特點。鉆遇Df1的W4井揭示，湖底扇以砂泥巖薄互層沉積為主，砂巖單層厚度一般不超過1 m，巖性主要以粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主（見圖2b）。

3 沉積特征

研究區(qū)鉆井資料豐富，Ta-X系統(tǒng)取心井位于水道軸部（見圖2b），北距湖岸線約30 km、處于順直水道和彎曲水道的轉(zhuǎn)換處，鉆遇砂巖26 m，為研究水道的沉積特征提供了資料基礎。

3.1 巖石學特征

Ta-X井巖性以粉砂巖為主，單層砂巖厚度0.03～5.00 m。巖石類型以巖屑長石粉砂巖為主，成分成熟度普遍較低，平均僅為0.33。砂巖中石英含量約為40%、長石平均含量25%、巖屑含量25%。砂巖顆粒分選好，磨圓以次棱角狀為主。接觸方式為點狀、線狀和點線狀，膠結類型為孔隙式，顆粒直徑主要分布在0.03～0.27 mm。

圖2 松遼盆地嫩一段均方根振幅屬性及水道—湖底扇系統(tǒng)解釋圖（SP—自然電位，mV；Rt—電阻率，Ω·m）

圖3 松遼盆地嫩一段水道地震反射特征（剖面位置見圖2a）

圖4 彎曲水道均方根地震屬性（平面位置見圖2a）

3.2 粒度分布特征

概率累計曲線總體表現(xiàn)為以跳躍和懸浮為主的兩段式，滾動總體不發(fā)育（見圖5a），跳躍總體與懸浮總體交截點在粒度為4附近，并且懸浮總體的比例高達50%～90%，說明以懸浮搬運為主。粒度概率曲線的形態(tài)主要有2種類型：①曲線基本由一條斜率較高的直線段組成，與典型濁積巖的粒度分布曲線非常相似；②曲線有多個交截點并呈多段式展布，由多個次總體組成的跳躍總體粒度區(qū)間跨度大（0.5～4.0）、斜率范圍變化較大（10°～70°），分段性明顯，但懸浮總體含量可高達90%，反映洪水增強時具有底載搬運和牽引流的沉積特征。從C-M圖（C—累計質(zhì)量分數(shù)為1%的顆粒直徑，μm；M—粒徑中值，μm）上來看，該套砂巖主要位于1區(qū)和2區(qū)（見圖5b），說明該套沉積物兼有牽引流和重力流2種形成機制。

3.3 沉積構造

巖心觀察表明，該系統(tǒng)沉積構造十分豐富，類型多樣（見圖 6—圖 7）。除大規(guī)模發(fā)育塊狀層理外，還發(fā)育爬升層理、平行層理、交錯層理和侵蝕構造等典型的流水成因沉積構造，另外還可見少量軟沉積變形構造和生物成因構造等。

3.3.1 層理

塊狀層理。塊狀層理在Ta-X取心井中分布最為廣泛（見圖7a），85%以上的砂巖均為塊狀砂巖（見圖6），異重巖中的塊狀砂巖主要是異重流中的懸浮物質(zhì)快速沉積而成[38]。塊狀砂巖中局部發(fā)育黑色泥礫，少數(shù)泥礫呈橢圓狀，最大粒徑可達5 cm，多數(shù)泥礫呈疊瓦狀分布在塊狀砂巖中（見圖 7b—7c）。Ta-X井塊狀砂巖中分布的泥礫與砂質(zhì)碎屑流中分布的泥礫存在顯著差異。砂質(zhì)碎屑流中的泥巖碎塊表現(xiàn)出雜亂分布的特征，泥巖碎屑的這些沉積特點既揭示了砂質(zhì)碎屑流為層狀流體，也反映了砂質(zhì)碎屑流為整體“凍結式”的沉積過程[24]；而Ta-X井中的泥礫呈疊瓦狀定向排列，反映了流體能量增強時的底載搬運作用。

平行、爬升和交錯層理。發(fā)育流水成因的層理構造是異重巖有別于其他重力流沉積的重要標志之一[5-10]。由于異重流在形成時伴隨洪水水動力先增強后減弱的持續(xù)流水和波浪作用，因此交錯層理和平行層理在異重巖中比較發(fā)育（見圖7d—7g）。在較弱水動力條件下，當沉積物沉積速率大于搬運速率時會形成爬升層理（見圖7e）；當沉積物沉積速率等于搬運速率時會形成波狀交錯層理（見圖7f）；水動力作用較強階段則以斜層理和平行層理為主（見圖7d、圖7g）。

3.3.2 軟沉積變形構造

軟沉積變形構造多出現(xiàn)在事件沉積地層中，也有學者將軟沉積變形稱之為同沉積變形、軟巖石變形、準同生變形或成巖前變形構造等[39-40]。異重巖由于沉積速率極快，來不及充分排水，從而形成超孔隙壓力，在沉積后期由于其他外因的觸發(fā)，極易形成軟沉積變形構造。研究區(qū)異重巖底部軟沉積變形構造比較發(fā)育，常見球枕構造、火焰狀構造和滑塌變形構造（見圖7h、圖 7i、圖 7k）。

圖5 Ta-X井概率累計曲線和C-M圖

圖6 松遼盆地Ta-X井嫩一段綜合柱狀圖（井位置見圖2b；SP—自然電位，mV；GR—自然伽馬，API；

圖7 松遼盆地Ta-X井嫩一段異重巖沉積構造特征

3.3.3 生物成因構造

生物逃逸跡是最主要的生物成因構造，一般位于異重巖的中下部，表現(xiàn)為一種細長的垂直潛穴，逃逸構造內(nèi)部的層理向上彎曲發(fā)生變形，代表了異重流以及底載沉積物到達時，動物為逃避被掩埋而向上逃逸形成的沉積構造（見圖7l）。

3.3.4 侵蝕構造

洪水型異重流存在流量增強和衰減 2個階段，當流速增強并超過侵蝕臨界速度時開始對早期沉積物進行侵蝕；當后期流速降低時再次以沉積作用為主。因此晚期沉積物和早期侵蝕殘余沉積物之間發(fā)育層內(nèi)侵蝕接觸面[7]。侵蝕接觸面的發(fā)育程度與洪水能量強弱有著密切的聯(lián)系，洪水能量較弱時侵蝕作用微弱或不發(fā)生侵蝕作用；洪水能量較強時可形成明顯的侵蝕接觸面（見圖7e—7f）。

4 成因機制分析和沉積模式

深水水道—海（湖）底扇系統(tǒng)廣泛分布在古代深水地質(zhì)體、現(xiàn)代湖泊及現(xiàn)代深海沉積體系中[41-45]，尤其是近20年來發(fā)現(xiàn)了大量的深水曲流或彎曲水道[41-42]，深水水道—扇體系統(tǒng)的成因、流體類型、形成過程成為深水研究的熱點話題。目前多數(shù)學者認為深水水道主要為濁流成因[41-43]，但由于深水水道難以直接觀察，其形成機制和流體性質(zhì)依舊存在很大爭議[44-47]，還存在異重流[5,11]和砂質(zhì)碎屑流[48]等多種成因解釋方案。

馮志強等[34,49]通過高分辨率三維地震資料分析，在研究區(qū)東側的大慶長垣地區(qū)嫩一段中也發(fā)現(xiàn)了水道—湖底扇系統(tǒng)，但解釋為濁流成因。筆者以為，該套系統(tǒng)從沉積序列、沉積搬運方式和有機質(zhì)碎片等方面分析，解釋為異重流成因更為合理。

4.1 異重流成因的主要證據(jù)

4.1.1 沉積序列

異重巖沉積序列截然不同于經(jīng)典濁積巖的鮑馬序列，二者的搬運機制和沉積動力學均不同。Mulder等[9]最早提出異重巖沉積序列具有以下特征：①異重巖由洪水增強期的逆粒序（Ha）和衰減期的正粒序（Hb）組成；②Ha段和Hb段的沉積厚度從幾厘米到幾米不等；③Ha段依次發(fā)育爬升波紋層理、交錯層理、平行層理，而Hb段與經(jīng)典濁流垂向序列相似；④Ha段和Hb段的轉(zhuǎn)換處通常發(fā)育突變接觸面或者侵蝕接觸面。Zavala等[6,50]依據(jù)異重流時空演化特征，提出了更為完善的異重巖沉積序列、沉積構型及空間組合樣式：①在靠近河口位置，異重流在發(fā)生和增強階段主要以侵蝕和沉積路過作用為主，導致河口區(qū)只有在異重流衰減時才接受沉積，沉積物主要為底載搬運沉積，因此形成了多套正粒序疊置的厚層砂巖，主要有塊狀基質(zhì)支撐礫巖、碎屑支撐礫巖和各種流水成因的砂礫巖；②在遠離物源區(qū)的位置，底床載荷部分逐漸減少，異重巖主要以懸浮載荷沉積為主，并具有較為完整的異重巖沉積序列。

Ta-X井位于水道軸部（見圖 2b），處于順直水道和彎曲水道的轉(zhuǎn)換處，沉積記錄反映該井具有異重巖的典型特征。該井整體砂地比可達 80%～95%，但單砂層厚度?。◤膸桌迕椎綆酌撞坏龋?，砂體之間發(fā)育大量的薄層泥巖夾層。測井曲線和取心資料反映出單層砂巖都具有正、反旋回成對出現(xiàn)的現(xiàn)象（見圖6）。最為典型的異重巖分布在1 248.5 m附近（見圖6、圖7j—圖7l），厚度僅13 cm的一段巖心便發(fā)育9層泥巖夾層和8套砂巖，每套砂巖厚1～3 cm，每套砂巖均有逆粒序-正粒序?qū)訕嫵傻耐暾愔貛r序列。通過局部放大和利用熱圖成像（見圖 7k），單套砂巖內(nèi)部的逆粒序-正粒序?qū)痈忧宄?，同時正、反旋回的轉(zhuǎn)換處發(fā)育大量疊瓦狀展布的泥礫，均為異重流最強時底載搬運所形成。

4.1.2 底載搬運

盡管異重巖與濁積巖均以懸載搬運為主，但異重流由于受洪水持續(xù)性補給并且能夠持續(xù)數(shù)天或數(shù)周，因此高能量的異重流經(jīng)常發(fā)育大量的底床載荷，高密度的底床載荷不僅可侵蝕早期地層，同時也可長距離運移并形成大量牽引流成因的沉積構造。

Ta-X井發(fā)育大量由底載搬運形成的沉積物及其相關沉積構造。大量疊瓦狀排列的泥礫是底載搬運的直接證據(jù)，這些泥礫直徑最大可達5 cm，一般出現(xiàn)在正、反旋回的轉(zhuǎn)換處，說明泥礫主要是在異重流及底載搬運最強時形成。粒度資料上除反映近直線段的濁流特征外，有些樣點的跳躍總體還存在兩段式或多段式，說明水道中仍有牽引流性質(zhì)的流體存在（見圖5a）。

4.1.3 陸源有機質(zhì)

由于異重巖是陸上洪水河流攜帶的沉積物在匯水盆地深水區(qū)直接卸載而形成，因此異重巖中經(jīng)常含有陸源成因的有機質(zhì)[6,9]，包括炭質(zhì)碎屑和植物碎片等。與此相反，由滑塌觸發(fā)形成的經(jīng)典濁積巖和砂質(zhì)碎屑流一般不發(fā)育大量的陸源有機質(zhì)碎屑。Ta-X井中的炭質(zhì)碎屑和植物碎片的分布呈現(xiàn) 2種狀態(tài)：①直徑較大的炭質(zhì)碎屑和植物碎片（最大長度可達1 cm）呈層狀分布（見圖 7c），通常位于逆粒序-正粒序的轉(zhuǎn)換處，常與疊瓦狀排列的泥礫巖相伴生，系異重流最強時底載搬運所致；②炭質(zhì)碎屑和植物碎片呈雜亂狀分布于塊狀砂巖中（見圖 8），黑色的植物碎片數(shù)量極大、且分布沒有顯著的定向性，粒徑一般30～200 μm，系高濃度懸浮搬運載荷快速沉積所致。

圖8 Ta-X井塊狀砂巖中的植物碎片（1 251.3 m，鑄體薄片）

綜上所述，洪水成因的異重巖與經(jīng)典濁積巖在觸發(fā)機制、搬運機制、沉積構型和是否含陸源有機質(zhì)等方面均存在顯著差異。Zavala等[50]認為經(jīng)典濁積巖由盆內(nèi)滑塌等因素觸發(fā)，因此稱之為盆內(nèi)濁積巖；而異重巖由外部洪水觸發(fā)，因此將異重巖又稱為盆外成因的濁積巖。Mulder等[5]基于異重巖沉積序列和搬運機制的再研究，認為異重流是完全有別于濁流的一種全新深水地質(zhì)營力。

圖9 嫩一段異重流成因的水道—湖底扇沉積模式

4.2 沉積模式

圖9概括了異重流成因水道—湖底扇系統(tǒng)的沉積模式。季節(jié)性的河流洪水形成異重流后直接入湖，異重流首先沿著坡折帶溝谷體系形成了順直水道沉積。隨著湖盆地形變緩[49]，順直水道逐漸演化為彎曲水道沉積，這些彎曲水道改道或者分叉極為頻繁，因此在湖盆中心區(qū)形成了大量的彎曲水道沉積體系。最終這些水下水道均終止于湖底扇系統(tǒng)。水下彎曲水道與正常陸上曲流河沉積特征具有顯著差異，水下彎曲水道不具有陸上曲流河典型的“二元”結構，大部分砂巖單砂層厚度?。◤膸桌迕椎綆酌撞坏龋?，具有逆粒序-正粒序?qū)訕嫵傻耐暾愔貛r序列，主要為懸浮搬運、快速沉降形成的塊狀層理。

5 結論

松遼盆地齊家—古龍地區(qū)嫩一段發(fā)現(xiàn)異重流成因的水道—湖底扇系統(tǒng)。湖底水道總體由北向南延伸，延伸直線距離超過80 km。水道可分為順直水道和彎曲水道。彎曲水道改道頻繁，水道末端發(fā)育湖底扇，最大面積可達20 km2。該系統(tǒng)主要以細粒沉積為主，單砂層厚度從幾厘米到幾米不等，單砂體沉積序列表現(xiàn)為向上變粗和向上變細的旋回成對出現(xiàn)，為典型異重巖的沉積序列。除大規(guī)模發(fā)育懸浮載荷成因的塊狀層理外，還發(fā)育少量爬升層理、平行層理、交錯層理和侵蝕構造等典型的流水成因構造，同時富含有機質(zhì)和陸源植物碎屑。粒度資料揭示該系統(tǒng)具底床載荷和懸浮載荷兼有的形成機制。異重流通過盆地連續(xù)的源-渠-匯系統(tǒng)可以形成大規(guī)模的深水儲集層。

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Sublacustrine hyperpycnal channel-fan system in a large depression basin: A case study of Nen 1 Member, Cretaceous Nenjiang Formation in the Songliao Basin, NE China

PAN Shuxin1, LIU Huaqing1, ZAVALA Carlos2, LIU Caiyan1, LIANG Sujuan1, ZHANG Qingshi3, BAI Zhongfeng3
(1.Research Institute of Petroleum Exploration & Development,PetroChina,Lanzhou730020,China; 2.National University of the South,San Juan B8000CPB,Argentina; 3.Daqing Oilfield Company,PetroChina,Daqing163000,China)

Based on the integrated analysis of the seismic sedimentology, drilling and core data from the Nen 1 Member of the Cretaceous Nenjiang Formation in the Qijia-Gulong area, a large channel fan system of hyperpycnal flow origin was found in the Songliao Basin, and the hyperpycnal flows and hyperpycnites distributed in the deep water area of large depression lake basin were examined to find out the depositional model of channel-fan of hyperpycnal flow origin in the continental lake basin. The study shows that the hyperpycnal flow in this area originated from the edge of the basin, passed the northern delta, and then gave rise to a complete channel-fan system in the deep water area. The channel-fan system consists of straight channel and meandering channel from north to south with a straight extension of over 80 km and width of 100-900 m, and distal fan lobes at the channel tip with the maximum area of 20 km2. Dominated by fine-grained deposits, the system contains massive sandstone and sedimentary structures of flow water origin,internal erosion surfaces, and rich continental organic clasts, and shows bed-load and suspended-load transportation mechanisms. The hyperpycnite sequence has a coarsening-upward lower sequence and fining-upward upper sequence appearing in pairs, reflecting the dynamic feature of flood strengthening and then weakening cycle.

Songliao Basin; Cretaceous; Nenjiang Formation; turbidity current; turbidite; hyperpycnal flow; hyperpycnites; sedimentary characteristics; sublacustrine channel-fan

“十三五”國家油氣重大專項（2016ZX05001）

TE121.3

A

1000-0747(2017)06-0860-11

10.11698/PED.2017.06.03

潘樹新, 劉化清, ZAVALA C, 等. 大型坳陷湖盆異重流成因的水道—湖底扇系統(tǒng): 以松遼盆地白堊系嫩江組一段為例[J]. 石油勘探與開發(fā), 2017, 44(6): 860-870.

PAN Shuxin, LIU Huaqing, ZAVALA C, et al. Sublacustrine hyperpycnal channel-fan system in a large depression basin: A case study of Nen 1 Member, Cretaceous Nenjiang Formation in the Songliao Basin, NE China[J]. Petroleum Exploration and Development, 2017, 44(6): 860-870.

潘樹新（1974-），男，甘肅臨洮人，博士，中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院高級工程師，主要從事沉積學及油氣勘探研究。地址：甘肅省蘭州市雁兒灣路 535號，中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，郵政編碼：730020。E-mail：pansx@petrochina.com.cn

2016-11-28

2017-10-13

（編輯 王暉）