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胡力海洼陷九佛堂组上段沉积相特征

2013-12-01许晓宏戴立飞姚意迅长江大学地球科学学院湖北武汉430100

长江大学学报(自科版) 2013年14期
关键词:亚相佛堂洼陷

许晓宏,戴立飞,姚意迅 (长江大学地球科学学院,湖北武汉430100)

1 区域地质背景

胡力海洼陷是钱家店凹陷下白垩统沉积最厚、面积最大的次级洼陷,洼陷呈北东-北北东向展布[1]。研究工区位于胡力海洼陷北部,长约24.8km,宽约12km,面积约200km2。

钱家店凹陷胡力海洼陷下白垩统具有时间短、沉积厚度大、分割性强、纵横向变化快等特征。早白垩世早期,该区发生了强烈的断裂活动和火山作用[1]。在拉张应力场作用下,北东向断裂的发育形成了断陷盆地雏形。砂岩储层主要发育于九佛堂组、沙海组,分布极为广泛,其中九佛堂组是砂岩储层的主要发育地层。

图1 胡力海洼陷九佛堂组上段沉积相综合图 (钱2井)

2 岩石学特征

胡力海洼陷九佛堂组上段主要发育泥岩、砂岩、凝灰质砂砾岩及砂砾岩 (见图1)。

九佛堂组上段地层发育着大套的凝灰质砂砾岩和砂砾岩,分布于该套地层下部,最大厚度可达几百米,其颜色以浅灰色、灰色和灰绿色为主,分选较差,砾石大小混杂,可见层状层理和大型槽状层理,反应为水动力比较强的沉积环境。

砂岩主要为细砂岩、粉砂岩,颜色一般呈浅灰、灰色、灰绿色,粉砂岩中可见植物炭屑。分选较好,最大厚度可达8~9m。

泥岩颜色多数为灰色、深灰色至灰黑色,分布于该段地层上部,与砂岩互层出现,厚度不大,最大厚度不大于2m。

由于胡力海洼陷东、西部沉积环境有差异,笔者对钱2井和钱18井、钱30井九佛堂组上段的岩石样品,分别做了粒度概率累积曲线。洼陷西部主要有Ⅰ型和Ⅱ型曲线 (见图2),反映流体悬浮负载的能量较大,代表洪泛沟道中碎屑流沉积洼陷;东部主要有II型和III型2种曲线 (见图3),偶尔也见Ⅰ型曲线,反应颗粒搬运方式主要为悬浮和跳跃的牵引搬运特征。

图2 九佛堂组上段西部陡坡带粒度概率累积曲线 (钱2井、钱18井)

图3 九佛堂组上段东部缓坡带粒度概率累积曲线 (钱30井)

3 沉积构造特征

九佛堂组发育的沉积构造有层状层理、大型槽状交错层理、平行层理和水平层理。其中层状层理和槽状交错层理主要见于砂砾岩中,指示着水动力条件相对强烈的环境,比如扇三角洲前缘辫状沟道亚相或者近岸水下扇扇根主沟道亚相环境。水平层理则多见于泥岩中,指示水动力较弱的低能环境。

4 地震反射特征

到目前为止,胡力海洼陷完成了二维地震886km,三维地震414km2。工区九佛堂组上段特殊反射结构地震相带分布在研究区西部陡坡带及东部的缓坡带,湖盆内则发育透镜体。由于西部有2个物源经陡坡进入湖盆,所以在西部陡坡带发育有S型前积和杂乱前积2种反射体,进一步在湖盆里面形成了透镜体的特殊反射体。同时东部缓坡也发现有2个物源进入湖盆,在东部发育一个斜交前积和一个透镜体(见图4)。

5 沉积相类型及特征

通过对野外剖面仔细观察、测量,结合室内岩石学特征和地震相分析,认为研究区九佛堂组上段沉积特征主要为:东部为一套扇三角洲沉积,可划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘和前扇三角洲3种亚相;西部为近岸水下扇沉积,可划分为扇根、扇中和扇端3种亚相;洼陷中央为一套湖相沉积。根据区域地质背景及岩相古地理,并结合胡力海洼陷野外剖面实际情况,通过仔细研究,做出了九佛堂组上段平面沉积相模式图 (见图5)。

图4 九佛堂组上段地震相图

5.1 扇三角洲相

扇三角洲是由冲积扇直接推进到水体中形成的以底负载为主的粗碎屑沉积体系[2-3],是胡力海洼陷九佛堂期主要砂质充填实体。扇三角洲相可进一步划分为扇三角洲平原亚相、扇三角洲前缘亚相和前扇三角洲亚相3个亚相。

1)扇三角洲平原亚相 可进一步划分成上扇三角洲平原(水上部分)和下扇三角洲平原[4]。该亚相在工区九佛堂组上段不发育。

2)扇三角洲前缘亚相 扇三角洲前缘位于湖平面以下,为河流和湖水的剧烈交锋带,沉积作用活跃,是扇三角洲的主体。研究区扇三角洲前缘亚相可以进一步划分为水下分流河道、支流间湾和河口砂坝等3个微相。岩性主要为砂砾岩、含砾砂岩和中砂岩等构成,部分地区凝灰质含量较高。岩石中泥质杂基含量低。单一水下分流河道砂体显示下粗上细的特征。砂岩中沉积构造发育,常见小型槽状交错层理、块状层理及冲刷-充填构造。其自然电位齿化箱型形曲线,电阻率为中低幅锯齿曲线,底部的接触关系为突变-渐变,多为渐变,顶部的接触关系为加速式渐变。

图5 九佛堂组上段沉积相图

3)前扇三角洲亚相 前扇三角洲亚相位于扇三角洲前缘的前方,向湖方向过渡为浅湖区,是扇三角洲沉积最厚的地区,沉积物大部分是在波基面以下深度范围内形成的。研究区内前扇三角洲亚相主要发育前扇三角洲泥微相。岩性以深灰色、灰色泥岩为主,其在自然电位平直基线,电阻率为中低幅指形曲线。

5.2 近岸水下扇相

1)扇根亚相 扇根可进一步分为主沟道微相、主沟道间微相。在研究区,岩性以砂砾岩、凝灰质砂砾岩为主,次为细砾岩、不等粒砂岩、粗-中砂岩,粒度较大;底部可见冲刷面上充填片状和撕裂状泥砾,系重力流搬运过程中侵蚀下伏泥岩形成的同生角砾,该微相从下往上具有由多个正粒序组成,是多次阵发性突发事件的产物,每次事件组成一个正韵律粒序,由砂砾岩 (或细砾岩)向上渐变为含砾粗砂岩-中砂岩或渐变为含砾不等粒砂岩;由冲刷-叠加-再冲刷-再叠加的多次浊流事件沉积作用形成多个正韵律的叠加复合体 (AA段或AB段组合);自然电位曲线形态为中-高幅箱形、齿化箱形到钟形曲线组合,具突变及加速渐变的顶底,电阻率曲线为锯齿状中高值。

2)扇中亚相 主要发育辫状沟道、辫状沟道间和扇中前缘沉积。辫状沟道微相是扇中部分的主要组成部分,上接扇根主沟道。横向上,砂岩体呈透镜状,岩性变化较大。岩性主要为凝灰质含砾砂岩、含砾砂岩;泥岩含量较扇根增多,与砂层组成正韵律,底部冲刷面发育,常见粒序层理、平行层理和冲刷构造及块状层理;主要岩相有混杂组构砂砾岩,由分选差的、杂乱分布的泥、砂、砾石和泥砾组成,基质支撑结构,具有递变层理的砂砾岩或含砾砂岩的岩相;自然电位曲线呈中-高幅箱形、齿化箱形组合,电阻率曲线为锯齿状中高值。

3)扇端亚相 主要为扇端泥沉积,位于水下扇末端,已进入浅湖-半深湖区。由于该处水体较深、地形较平缓,水下沟道在此已不发育,与湖泊沉积相过渡。研究区岩性主要为泥岩夹薄层细砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩沉积组成。见水平层理。自然电位曲线呈齿状曲线,电阻率为中低幅指形曲线。

5.3 湖泊相

胡力海洼陷湖泊为一半封闭的盐湖,可划分出滨-浅湖及半深湖-深湖2个亚相;全区发育。由粉砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩、灰色、灰绿色泥岩、暗色泥坪等沉积构成。

6 结 论

(1)胡力海洼陷九佛堂组上段主要发育3种沉积体系类型:东部扇三角洲沉积体系、中部湖泊沉积体系和西部近岸水下扇沉积体系。

(2)胡力海洼陷九佛堂组上段砂体发育,其中由于底部由于凝灰质含量过高,影响物性;有利储集相带为近岸水下扇扇中和长轴方向的扇三角洲前缘部位。

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