基于Google Earth的蒙古西部现代湖盆扇体研究

2017-07-12虞莉红王彤达

中国石油大学胜利学院学报 2017年2期

关键词：辫状河三角洲砂体

虞莉红,姜超,王彤达

(1.山东胜软科技股份有限公司胜软油气勘探开发研究院,山东东营 257015; 2.中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营 257015)

基于Google Earth的蒙古西部现代湖盆扇体研究

虞莉红1,姜超2,王彤达2

(1.山东胜软科技股份有限公司胜软油气勘探开发研究院,山东东营 257015; 2.中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院,山东东营 257015)

基于“将今论古”的原理,利用Google Earth平台图像清晰,且具有长度和面积的计算功能的特点,对蒙古西部乌布苏湖等10个湖盆的扇体特征进行定性和定量的分析。结果表明:断陷湖盆中冲积扇和扇三角洲的长宽比平均值分别为1.2和1.3,辫状河三角洲和曲流河三角洲的长宽比平均值均为1.9;扇体类型主要受坡度控制,冲积扇和扇三角洲坡度平均值分别为1.78°和1.91°,而辫状河三角洲的坡度平均值为0.65°,曲流河三角洲的坡度最小,平均值为0.09°。

现代湖盆;沉积特征;Google Earth;大湖盆地

Google Earth软件是著名的美国网络搜索服务商谷歌公司投资300多亿美元于2005年夏季推出的以网络为平台的地图服务系统[1]。Google Earth软件图像清晰,且具有长度和面积计算的功能。目前,该软件已在沉积学领域得到了普遍的应用,尤其是在现代曲流河平面形态参数研究[1-2]、现代三角洲砂体展布形态研究[3-5]等方面均取得了较好的应用效果。本文利用Google Earth软件的距离和面积计算功能,对蒙古西部地区现代湖盆沉积特征定性和定量分析,探讨不同类型沉积体的形态参数和控制因素。

1 地质背景

蒙古高原西部阿尔泰山脉、唐努乌拉山脉与杭爱山脉之间发育大湖盆地(Great Lakes Region),面积10.6×104km2,海拔750～2 000 m。大湖盆地由乌布苏盆地、吉尔吉斯盆地和沙尔加音盆地3个次一级盆地组成,盆地内发育众多现代断陷湖盆。湖盆的周缘普遍发育冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲和曲流河三角洲等扇状砂体(图1)。古生代阿尔泰山曾是蒙古-西伯利亚板块与准噶尔-哈萨克斯坦板块的拼合带,中生代由于西伯利亚板块的向南运动形成侏罗纪山间盆地[6]。大湖盆地古代曾发育一个大型的湖泊,目前仍然存在的湖泊包括乌布苏湖、吉尔吉斯湖、哈尔乌苏湖等300多个内陆湖泊,因此也被称为“湖泊之谷”(vally of the lakes)[7]。这些湖盆主要是受一系列大型北西、北北西向的走滑断裂控制而形成的,如科布多断裂、哈尔乌苏湖断裂、杭爱断裂等[8]。流经当地的主要河流有扎布汗河、科布多河、特斯河等,此外还发育14 000 km2的盐沼地。

大湖盆地地势南高北低,呈三级阶梯,海拔分别约为1 100、1 000和740 m,可分为3个次级的盆地:北部为乌布苏盆地,位于唐努马拉山和汗呼赫山之间,乌布苏湖为主要湖泊;中部是吉尔吉斯盆地,主要湖盆有吉尔吉斯湖何艾拉格湖;南部是沙尔加音盆地,主要的湖盆有哈尔湖、哈尔乌苏湖和德勒湖。

本文主要以乌布苏湖、吉尔吉斯湖、艾拉格湖、哈尔乌苏湖、哈尔湖、德勒湖、小哈尔乌苏湖、阿奇特湖、阿勒包湖、乌雷格湖等10个现代湖盆为研究对象(图1),分析各湖盆内沉积相的发育特征,探讨不同沉积相的影响因素。

图1 蒙古西部地形及主要湖盆分布

2 沉积规律和影响因素

2.1 沉积特征

受地形和气候的影响,大湖盆地各湖盆周围主要发育了冲积扇、扇三角洲、辫状河三角洲、曲流河三角洲、滩坝、河流等水流沉积和沙漠等风成沉积。在湖泊长轴方向上多有河流的注入,加之物源丰富,辫状河三角洲和曲流河三角洲规模较大;短轴方向上,地形较陡,多发育一系列平行排列的冲积扇和扇三角洲(图2)。

图2 各主要湖盆地形和沉积相

受西风和西北风的影响,各湖盆中沉积体明显受到波浪和湖流相应的改造。主要表现在各湖泊中南岸沉积体扇体边缘多表现为向岸的弧形,而北岸沉积体扇体边缘表现为向湖的弧形。当湖流强度较强时,入湖砂体受湖流改造可形成沿岸砂坝,如吉尔吉斯湖北岸扇三角洲砂体前缘发育多个近北西向的砂坝。

2.2 不同沉积体的规模

为了研究不同扇体的发育规模和影响因素,利用Google Earth软件对研究区较为典型的11个冲积扇、16个扇三角洲、10个辫状河三角洲、6个曲流河三角洲共43个扇体的高差、长度、宽度和面积等数据进行了统计,并计算了扇体的坡度和长宽比。

统计表明,不同类型扇体的形态和规模具有不同的特征(图3):冲积扇和扇三角洲的形态类似,长度均小于35 km,长宽比均为0.5～2.5,平均值分别为1.2和1.3,反映了该类型砂体横向摆动性较强;辫状河三角洲和曲流河三角洲的形态近似,长宽比为0.4～4,平均值均为1.9,反映了该类型砂体的延伸范围较大,不同的是辫状河三角洲长度和宽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间。不同湖盆中冲积扇和扇三角洲砂体的面积均小于500 km2,反映水体能量迅速衰减,沉积物快速就近堆积;而辫状河三角洲和曲流河三角洲砂体由于有常年水流的存在,面积变化较大,最大可达近2 000 km2,主要受河道迁移性和地形开阔程度的影响。

图3 不同类型扇体的规模

2.3 沉积体发育的控制因素

通过对不同沉积体坡度角的统计表明(图4),坡度是控制扇体类型的重要因素。冲积扇和扇三角洲坡度均大于0.4°,平均值分别为1.78°和1.91°;而辫状河三角洲的坡度较小,一般为0.13°～1.24°,平均为0.65°;曲流河三角洲的坡度最小,一般为0.04°～0.17°,平均为0.09°。以上分析表明,断陷湖盆周围沉积相的类型主要是受坡度控制的,而坡度最直观的体现就是地形。

当地形高差大,流程短时,沉积相类型以冲积扇或扇三角洲为主。湖盆的短轴一侧坡度较陡,离物源也最近,季节性的洪水冲出山口时,所携带的泥沙迅速堆积,因此冲积扇和扇三角洲较发育。当地形高差小,流程较长时,沉积相类型则以辫状河三角洲或曲流河三角洲为主。湖盆的长轴一侧坡度较缓,也常是远距离河流流入湖泊的地区,受河道常年的摆动和向湖推进,是辫状河三角洲和曲流河三角洲发育的有利场所。