碎屑岩沉积构型研究若干进展*

近10年来,国内外的沉积构型研究从之前的以精细表征为主扩展到成因机制分析。文中以同生逆断层控制的冲积扇、可容空间影响下的曲流河点坝、浅水缓坡背景下的三角洲指状砂坝以及大陆斜坡微盆地背景下的重力流沉积等为例介绍相关研究进展。(1)挤压盆地边缘复杂的同生逆断裂构造活动控制了冲积扇的构型要素类型、叠置样式、分布演化及定量规模,表现出有别于构造稳定条件下的冲积扇构型模式;(2)曲流河在可容空间较小的情况下可发育顺流迁移型点坝,表现出特殊的微相类型、分布样式及旋回特征,而随着A/S值的不断增大,曲流河点坝可由鳞片状逐步演变为条带状,最后变为点状;(3)浅水三角洲中可发育类似于河控较深水三角洲中的指状砂坝沉积,其平面形态、微相组合样式、定量规模等特征受气候、沉积物供给、沉积水体等多因素的影响;(4)大陆斜坡微盆地内部可发育重力流水道、朵叶体、块状搬运体等多种构型要素类型,不同构型要素的空间分布样式、定量规模及构型演化模式受复杂地形地貌及构造活动的影响较为明显。综合原型模型分析、沉积物理模拟及数值模拟开展系统的定量化研究,建立定量的、可预测的碎屑岩沉积构型模式,是今后碎屑岩沉积构型研究的发展趋势。     

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组三角洲沉积及演化

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组广泛发育曲流河三角洲沉积,其总体沉积特征为：沉积体系及相带发育完整;成分成熟度及结构成熟度较高;发育各种沉积构造、动植物化石及生物遗迹构造。曲流河三角洲平原的分流河道具有复杂分支与决口历史,因此常呈交织状,受分流河道冲蚀作用的影响,河口坝不发育。曲流河三角洲主要形成于湖盆坳陷回返期。通过对岩相组合、骨架砂体的几何形态及盆地古地理背景的综合分析,认为延长组的环境演化反映了浅水台地型三角洲逐渐转变为陆上平原的过程。曲流河三角洲可形成良好的储层,是油气勘探的有利相带。     

黑龙江北部孙吴——嘉荫盆地沉积相类型及其演化

通过对孙吴-嘉荫盆地淘淇河组、永安村组、太平林场组、鱼亮子组、乌云组和孙吴组露头剖面详细的沉积学研究,查明该盆地从淘淇河组到孙吴组发育的沉积相类型有冲积扇、辫状河、曲流河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖底扇和湖泊。冲积扇及扇三角洲主要发育于淘淇河组和孙吴组;辫状河及辫状河三角洲主要发育于鱼亮子组和乌云组;曲流河及曲流河三角洲主要发育于永安村组和太平林场组,各组均有湖泊相沉积发育。孙吴-嘉荫盆地从淘淇河组到乌云组,具有冲积扇-扇三角洲-湖泊→曲流河-曲流河三角洲-湖泊→辫状河-辫状河三角洲-湖泊→冲积扇-扇三角洲-湖泊的沉积演化规律,反映晚白垩-古新世构造活动性减弱,中-上新世孙吴组沉积时重又趋于活动。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统沉积特征

通过大量的野外剖面观察和盆地内钻井岩心的详细描述,综合测井资料,从岩石类型、结构、沉积构造、古生物化石及测井曲线响应特征等方面对鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统太原组和山西组沉积相特征进行了全面分析研究。结果表明,太原组主要发育陆棚、海岸、冲积扇和三角洲等沉积相,海岸沉积相包括障壁岛、潟湖和潮坪沉积,三角洲沉积相可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积。山西组主要发育冲积扇、河流、曲流河三角洲、湖泊和海岸沉积相,其中河流沉积相包括辫状河和曲流河沉积,曲流河三角洲沉积相可划分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘和前三角洲沉积,而湖泊沉积相以浅湖沉积为主,海岸沉积主要为潟湖沉积。太原期,海相沉积占主导,主要分布于银川-榆林北部一线以南广大地区,并且从东西两侧至中部地区由浅海陆棚沉积和滨浅海过渡为潟湖沉积和潮坪沉积,其间发育障壁岛。盆地西北缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,北部广大地区以三角洲沉积为主,自北向南依次为三角洲平原和三角洲前缘沉积。山西期,海水从盆地东南部退却,整体演变为海陆过渡相沉积,盆地北部乌达-杭锦旗-鄂尔多斯一线发育冲积扇沉积,向南至靖边一带依次发育辫状河和曲流河沉积,靖边以南至延安以北地区以三角洲平原沉积为主,向南至同心-庆阳一线发育三角洲前缘沉积,盆地南部彭阳-泾阳地区主要为浅湖沉积,再向南发育物源来自南部的三角洲沉积,在东南部武乡-义马一带为潟湖沉积。     

河控浅水三角洲沉积构型

自浅水三角洲的概念提出以来,已经历了60多年的研究历史。虽然在诸多方面取得了较大的研究进展,但在浅水三角洲的概念内涵、砂体成因类型及沉积构型样式等方面仍存在一定的分歧。本文探讨了浅水三角洲概念的内涵,并总结和分析了其沉积构型特征和样式。根据浪基面和河-盆水深比(初始河道深度与河口盆地水体深度比值),可将三角洲分为极浅水三角洲、较浅水三角洲和较深水三角洲。典型的浅水三角洲为极浅水三角洲,发育于河-盆水深比值大于或等于1的浅水水体,分流河道可下切至下伏的前三角洲沉积。根据三角洲前缘分流河道与河口坝的组合样式,将河控浅水三角洲的端元类型分为分流砂坝型和指状砂坝型。分流砂坝型三角洲为河道入海(湖)后形成的多级分叉的河口坝与分流河道系统,平面上呈扇状,河—坝组合呈现“河在坝间”的样式,而指状砂坝型三角洲为指状砂坝与分流间湾相间分布的系统,平面上呈枝状,河—坝组合呈现“河在坝内”的样式。     

鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统沉积特征*

通过大量的野外剖面观察和盆地内钻井岩心的详细描述,综合测井资料,从岩石类型、结构、沉积构造、古生物化石及测井曲线响应特征等方面对鄂尔多斯盆地及周缘地区下二叠统太原组和山西组沉积相特征进行了全面分析研究。结果表明,太原组主要发育陆棚、海岸、冲积扇和三角洲等沉积相,海岸沉积相包括障壁岛、潟湖和潮坪沉积,三角洲沉积相可划分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲沉积。山西组主要发育冲积扇、河流、曲流河三角洲、湖泊和海岸沉积相,其中河流沉积相包括辫状河和曲流河沉积,曲流河三角洲沉积相可划分为曲流河三角洲平原、曲流河三角洲前缘和前三角洲沉积,而湖泊沉积相以浅湖沉积为主,海岸沉积主要为潟湖沉积。太原期,海相沉积占主导,主要分布于银川—榆林北部一线以南广大地区,并且从东西两侧至中部地区由浅海陆棚沉积和滨浅海过渡为潟湖沉积和潮坪沉积,其间发育障壁岛。盆地西北缘发育冲积扇和扇三角洲沉积,北部广大地区以三角洲沉积为主,自北向南依次为三角洲平原和三角洲前缘沉积。山西期,海水从盆地东南部退却,整体演变为海陆过渡相沉积,盆地北部乌达—杭锦旗—鄂尔多斯一线发育冲积扇沉积,向南至靖边一带依次发育辫状河和曲流河沉积,靖边以南至延安以北地区以三角洲平原沉积为主,向南至同心—庆阳一线发育三角洲前缘沉积,盆地南部彭阳—泾阳地区主要为浅湖沉积,再向南发育物源来自南部的三角洲沉积,在东南部武乡—义马一带为潟湖沉积。     

鄂尔多斯盆地子洲地区上三叠统延长组长1段沉积相和浅水三角洲河口坝发育规律

鄂尔多斯盆地上三叠统延长组沉积时期为大型坳陷湖盆,具有坡缓、水浅和构造相对稳定的特点,有利于浅水三角洲的形成。通过野外露头观察发现,鄂尔多斯盆地子洲地区大理河剖面三叠系延长组长1段发育浅水三角洲沉积。其中,三角洲前缘沉积中发育河口坝,河口坝内部具明显3期下细上粗反韵律,而且每期河口坝内部具泥质夹层厚度具有向上增加的趋势,指示可容纳空间向上增大。总结了浅水三角洲河口坝发育规律,认为河口坝的形成由可容纳空间与沉积物供给共同决定:(1)在可容纳空间变大的情况下,河口坝的形成由沉积物供应量决定,若有一定量的沉积物供给,则形成具湖侵退积序列的河口坝沉积;(2)在可容纳空间变小的情况下,河口坝的形成由剩余可容空间决定,若有剩余可容纳空间,则形成具湖退进积序列的河口坝沉积;(3)当没有可容纳空间时,河口坝不发育。鄂尔多斯盆地子洲地区延长组长1段河口坝的形成属于可容纳空间变大且有沉积物供给的情况。     

川西前陆盆地上侏罗统蓬莱镇组沉积特征

经岩性、岩石组合、沉积韵律等综合分析认为川西前陆盆地上侏罗统蓬莱镇组主要为冲积扇、曲流河、三角洲和湖泊沉积.其中冲积扇发育扇中和扇端两个亚相,扇根不发育;曲流河发育河道和洪泛平原两个亚相;三角洲发育三角洲平原、三角洲前缘以及前三角洲三个亚相;而湖泊相主要发育滨浅湖和半深湖沉积,深湖在研究区内不发育.在龙门山前缘的盆地边缘发育冲积扇相带.大小不同的冲积扇体连接或叠覆构成冲积扇群.并依次出现扇中、扇端的微相分带.同时砾石由粗变细,逐渐过渡到河流的砂岩相;由河流往东则进入湖泊沉积区,并在河流入湖处形成三角洲相沉积.根据冲积扇-曲流河-三角洲一湖泊的时空展布规律,建立了本区蓬莱镇组的沉积模式.     

冯地坑-洪德地区延长组长6沉积相特征研究

结合整个鄂尔多斯盆地的构造及沉积演化特征,对鄂尔多斯盆地冯地坑-洪德地区上三叠统延长组长6油层组沉积相类型和特征进行分析,建立长6油层组沉积模式,对其岩石类型、砂岩的岩石结构、沉积构造、古生物及测井相等相标志进行详细研究。研究表明,冯地坑-洪德地区长6沉积时期发育着一套曲流河三角洲沉积体系,曲流河三角洲发育三角洲前缘和三角洲平原2种亚相;三角洲平原沉积砂体以细砂和粉砂为主,最粗可达到中砂级,其中可见到分支河道微相,陆上天然堤微相及沼泽微相。三角洲前缘砂体以细砂-粉砂为主,发育有水下分支河道、水下天然堤、支流间湾、河口砂坝和前缘席状砂5种微相。     

小型箕状断陷盆地构造—沉积模式与油气成藏——以苏北管镇次凹为例

管镇次凹位于苏北盆地洪泽凹陷中部,是一个典型的箕状断陷,由南向北可划分为4个构造带:陡岸带、深凹带、断裂构造带和缓坡带.识别出5种沉积体系,即曲流河三角洲沉积体系、滨浅湖沉积体系、半深湖-深湖沉积体系、冲积扇(扇三角洲)沉积体系、水下扇沉积体系;在缓坡带发育三角洲沉积体系,深凹带发育湖相沉积体系,陡坡带发育冲积扇(扇三角洲)-水下扇沉积体系.研究区主要目的层存在2种沉积体系组合:水下扇-半深湖(深湖)-曲流河三角洲沉积体系组合和冲积扇(扇三角洲)-滨浅湖-小型三角洲沉积体系组合;阜宁组沉积时期,第1种沉积体系组合模式下更有利于烃源岩的发育;戴南组沉积时期,第2种沉积体系组合模式下容易形成一定规模的低水位扇(扇三角洲).因此在这2种沉积体系组合的有机配置下,极有利于岩性油气藏的形成.     

川西前陆盆地上三叠统沉积特征

应用层序地层学方法将川西前陆盆地上三叠统划分为4个三级层序和12个体系域。在层序格架内，研究了不同时期的古地理背景、物源、沉积类型和沉积相展布，明确了上三叠统存在龙门山古陆、米仓山-大巴山古陆、康滇古陆、江南古陆4个物源，识别出上三叠统海湾、冲积扇、曲流河、辫状河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲和湖泊8种沉积相类型。层序Ⅰ沉积时期，盆地处于海陆交互相向陆相转变的时期，整体具有填平补齐的沉积特征，发育海湾等沉积；层序Ⅱ沉积时期，川西前陆盆地成为统一的内陆湖盆，其湖侵期为须家河期最大的湖侵期，主要发育三角洲沉积和湖相沉积；层序Ⅲ沉积时期，米仓山-大巴山古陆提供充足的物源，在米仓山-大巴山两逆冲推覆带前缘广泛发育大型冲积扇、辫状河、辫状河三角洲沉积体系；层序Ⅳ沉积时期，主要受江南古陆的影响，发育三角洲沉积和湖泊沉积。整体上，川西前陆盆地沉积相带的展布格局受构造控制，具有平行构造带展布的特点。盆地西北部陡坡带发育粗粒的冲积扇、扇三角洲-湖底扇，西南部陡坡带发育辫状河三角洲、北部-东北部陡坡带发育辫状河三角洲，而在东南部缓坡带则发育远源的曲流河、曲流河三角洲。     

渤海湾盆地A油田新近系明下段沉积特征及演化模式

渤海湾盆地A油田新近系明下段Ⅱ—Ⅴ油组是其主力含油层位。通过观察分析岩心资料的沉积构造特征、岩矿特征和粒度特征、测井形态、地球物理属性等特征,综合判定其主要发育曲流河和浅水三角洲两种沉积相类型,油田范围内曲流河主要发育河道、决口扇、天然堤和泛滥平原4种沉积微相,浅水三角洲主要发育水下分支河道、水下天然堤、河口坝和分流间湾4种沉积微相。通过分析沉积相特征,结合高分辨率层序地层学观点,对A油田明下Ⅱ—Ⅴ油组的垂向演化特征进行了探讨,结果表明:处于长周期上升半旋回的Ⅴ油组曲流河呈条带状分布;处于长周期下降半旋回初期的Ⅳ油组浅水三角洲平面呈坨状,内部砂体连通性差;处于长周期下降半旋回中期的Ⅲ油组浅水三角洲平面呈朵叶状,砂体以侧向叠置为主;处于长周期下降半旋回晚期的Ⅱ油组浅水三角洲平面呈鸟足状,砂体以垂向叠置为主。最终提出该油田沉积演化模式。     

浅水湖盆三角洲储层构型模式探讨

针对浅水湖盆三角洲储层构型模式研究的不足,在考察鄱阳湖现代浅水湖盆三角洲沉积和解剖扶余油田扶余油层古代浅水湖盆三角洲储层构型的基础上,综合应用卫星照片、岩心、测井等资料,建立了浅水湖盆三角洲平原分流河道和三角洲前缘水下分流河道的沉积构型模式。研究结果表明:浅水湖盆三角洲主要发育三角洲平原上部曲流型分流河道、三角洲平原下部顺直型分流河道和三角洲前缘顺直型水下分流河道3种砂体类型,曲流型分流河道主要为侧积的点砂坝沉积构型模式,顺直型分流河道主要为垂积的心滩坝沉积构型模式,顺直型水下分流河道主要为垂积的分流砂坝沉积构型模式。同时从沉积亚相、砂体几何形态、夹层倾向及倾角、废弃河道、决口扇、粒度分析等几个方面总结了不同类型的分流河道及水下分流河道砂体的判别标志,为浅水湖盆三角洲储层内部构型及地质建模研究工作奠定了基础。     

鄂尔多斯盆地南部延长组沉积体系和层序特征

鄂尔多斯盆地南部延长组沉积体系类型形成于不同的地质背景，物源方向和沉积环境也不同，因此沉积特征和分布规律差异较大。以主力含油层段长8油组为例，辫状河三角洲体系主要位于盆地西南缘较陡坡带，砂体为长石砂岩，以槽状层理构造发育、前三角洲中有重力流沉积为特征；重力流沉积主要分布在盆地南部渭北地区的长7油层段，以岩屑砂岩为主，形成于深湖环境中，发育的鲍玛组合层序有ABCE、ADE、AE和BCE型序列；东北方向水系形成了曲流河三角洲体系，主要位于盆地东北缓坡带上，三角洲分流河道伸展距离长，朵体规模大，以长石细砂岩为主，河口砂坝发育。     

川西前陆盆地中侏罗统千佛岩组沉积体系研究

千佛岩组发育冲积扇、曲流河、三角洲和湖泊沉积。曲流河发育洪泛平原和河道两个亚相;三角洲发育三角洲前缘、三角洲平原及前三角洲三个亚相;湖泊相则发育浅湖和滨湖亚相;冲积扇分出扇中和扇端两个亚相。龙门山系周期性推覆构造活动是川西前陆盆地沉积作用及层序发育的主控因素。     

曲流河浅水三角洲沉积过程与沉积模式探讨——沉积过程数值模拟与现代沉积分析的启示

浅水曲流河三角洲是近年来沉积学研究的热点和油气勘探的重点对象,国内外学者基于地下储层、露头、现代沉积进行了大量研究,关于浅水曲流河三角洲的沉积特征与沉积模式,不同学者往往持不同观点,在缺乏沉积过程与演化特征观察、分析的现状下,很难统一认识。基于此,本文选取鄱阳湖赣江三角洲这一典型的浅水曲流河三角洲,根据其水动力、水深、沉积物供给等数据,采用基于泥沙水动力学的沉积过程数值模拟软件(Delft3D)再现浅水曲流河三角洲的生长与演化过程,并与现代浅水曲流河三角洲对比验证,建立浅水曲流河三角洲沉积模式。研究表明:(1)在浅水环境下,曲流河三角洲快速向湖生长,三角洲前缘持续向前延伸并快速平原化,具有典型的宽平原-窄前缘的特征。三角洲垂向沉积厚度较小,但底积-前积-顶积三层结构完整。(2)浅水曲流河三角洲平原发育数条同期活跃的高弯度分流河道,在平原近端,分流河道存在频繁的侧向迁移现象,可对先期三角洲前缘、前三角洲沉积侵蚀改造,形成串珠状点坝,经长期侧向迁移可形成大规模的长条宽带状分流河道复合体,分流河道对先期沉积体的长期改造使得大部分厚层砂体呈正韵律,导致先期河口坝保存程度较低;在前缘远端,由于堤岸不稳定,分流河道往往存在决口改道现象,废弃的水道缺乏砂质沉积物供给而成为高泥质充填水道,多条废弃分流河道在三角洲平原远端形成高泥质充填河网系统。(3)浅水曲流河三角洲前缘水下分流河道是平原分流河道在水体中的短程延伸,水道长约300m,由于水体较浅,河口处水流冲刷能力较强,水携沉积物多在水下分流河道侧缘堆积形成指状坝。由于分流河道建设性极强,水下分流河道往往频繁发生决口或侧向摆动,经多期复合,可形成多分叉复合体指状坝,而前缘水下分流河道在废弃后往往被泥质充填。(4)受三角洲平原远端水道决口改道的控制,前缘多分叉指状复合坝沿岸线迁移,可形成大面积近等厚砂体。     

西北地区侏罗系的三角洲沉积

西北地区侏罗广泛发育扇三角洲,辫状河三角洲和曲流河三角洲相沉积,其中扇三角洲与陡倾的盆地边缘有关,盆地的沉降速率大于沉积率,沉积层序为加积型,并以沉积物重力流和无河道片流区同搬运的沉积短斩泄荷为特征,辫状河三角洲与不很陡的盆地边缘梯度有关,其沉积速率大于盆地的沉降速率,沉积层序为进积型,并以河道径流广泛发育为特征,曲流河三角洲与缓坡陷型构造边界有关,并具有以河流作用为主,湖泊作用的辅的特征,３种三     

川东北前陆盆地上三叠统沉积相及沉积演化

在对川东北前陆盆地上三叠统须家河组露头剖面野外实测和钻井等资料综合研究的基础上,对该区上三叠统须家河组层序及沉积相类型、沉积特征进行了详细的研究。结果表明:研究区内主要发育冲积扇、辫状河、曲流河、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、湖泊、海相三角洲等八种主要的沉积相类型。古地理演化经历了由海相环境—海陆过渡相环境—陆相环境的转变。反映了川东北前陆盆地晚三叠世须家河期盆-山耦合过程及其沉积响应。须一段(即小塘子期)发育时期,受印支期构造运动的影响,本区大部分隆升成陆,仅在研究区北西部广元、剑阁等地发育海相三角洲相沉积。须二段发育时期,米仓山-大巴山构造山系的逆冲推覆构造作用较为强烈,川东北前陆盆地坳陷幅度加大,沉积物供给充分,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积,而盆地西南部主要发育浅湖沉积。在须三段发育时期,米仓山-大巴山构造山系构造活动逐渐减弱,处于低幅稳定隆升状态,碎屑物供给量减少,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积;从盆地前缘地带向中心地带则主要发育浅湖沉积。须四-须六段发育时期,米仓山-大巴山开始进入强烈逆冲推覆和构造隆升阶段,川东北前陆盆地坳陷幅度急剧加大,碎屑物供给量骤然增多,从盆地前缘地带向中心地带主要发育冲积扇-扇三角洲-辫状河三角洲、曲流河、曲流河三角洲相到浅湖相沉积。     

鄂尔多斯盆地东北部山西组-上石盒子组三角洲沉积及演化

鄂尔多斯盆地东北部二叠系山西组和石盒子组是重要的天然气产层。综合野外露头和钻井的岩石学、沉积构造、剖面结构特征,分析了鄂尔多斯晚古生代陆内坳陷盆地3个演化阶段沉积充填的差异性,认为盆地形成阶段以大型辫状河潮控三角洲向陆相曲流河三角洲转化为特征;发展阶段以大型陆相辫状河三角洲向陆相曲流河三角洲转化为特征;成熟阶段以发育陆相网结河三角洲为特征,建立了3种适合研究区储集砂体预测和评价的"大平原,小前缘"三角洲模式,提出辫状河三角洲或曲流河三角洲的分流河道、水下分流河道和河口坝形成了粒度较粗、规模较大、厚度较稳定的有利于天然气运移聚集的砂体,是储层发育和分布的最有利相带,网结河三角洲和浅湖沉积了大量泥岩可作为盖层,加上太原组和山西组的聚煤作用,共同形成了该地区的天然气藏的生储盖组合。     

吐哈盆地前侏罗系沉积相带与砂体的展布特征

吐哈盆地二叠系─三叠统和中上三叠统广泛发育冲积扇、河流、湖泊、扇三角洲、辫状河三角洲及曲流河三角洲相沉积。其中的中上三叠统辫状河三角洲前缘水下分流河道、扇三角洲前缘水下分流河道、辫状河河道砂坝及滨浅湖滩砂等相带是良好的储集砂体，其纵向发育和横向展布是今后油气田勘探的一个重要研究课题。