王海生 （中石油辽河油田分公司开发处，辽宁 盘锦 124010）

辽河滩海东部地区层序结构及发育模式

王海生 （中石油辽河油田分公司开发处，辽宁 盘锦 124010）

根据岩性、测井、古生物等层序识别标志，将辽河滩海东部地区古近系划分为9个三级层序（SQ1～SQ9），建立了全区统一的层序地层格架。SQ1～SQ9层序发育具有东西分区、南北分带、纵向叠置的特点。东西分区特征主要表现为：盆地西侧SQ3～SQ9各层序逐层超覆于中央凸起带之上，低水位体系域不发育；盆地中部洼陷带SQ1～SQ9各层序沉积物变细，分布稳定；盆地东侧SQ3～SQ9各层序逐层超覆于东部斜坡之上，削截、上超等现象明显。南北分带的特征表现为：在盖州滩断鼻带、太葵断裂背斜带、龙王庙断裂背斜带内沉积物整体呈南粗北细特征。

辽河滩海；古生物；层序结构；发育模式

1 区域地质背景

辽河滩海地区位于下辽河－辽东湾盆地北部，属陆上辽河坳陷与海域辽东湾坳陷的过渡区 （图1），是中新生代伸展、走滑背景下形成的陆相断陷盆地［1，2］。 研 究 区 为 辽 河滩海东部地区，包括燕东凹陷、燕南潜山带、东部凹陷、中央凸起和部分西部凹陷 （图1）。陆上与海域多年勘探证实，辽河滩海地区石油地质条件优越，生、储、盖层发育齐全且配置良好，形成了多套含油组合，具备了形成多层位、多类型油气藏的条件，是中石油辽河油田分公司后续勘探的主要接替区［3，4］。 但 由 于 其 地 质结构与断裂系统复杂，地层与沉积相变化大，影响了对地质体勘探开发的认识与评价。因此，需从层序地层特征、沉积体系发育等方面，开展系统、深入的研究。层序地层学是基于年代地层格架建立的，用以解释和研究地层展布样式，隶属于现代地层学范畴。经过多年来的实践、探索，目前，层序地层学已经被地质学领域的众多学科所接受，特别是在油气勘探领域得到了广泛的应用，许多石油公司将其视为油气勘探中的一种权威性工具。

图1 辽河滩海东部地区位置图

2 层序发育特征

2.1 识别标志

层序地层学的一个重要研究内容就是层序界面

（等时界面）的识别，即不整合面或与之相对应的整合 面 的 识 别［5，6］。 层 序界面在露头、岩心、测井、地震、古生物、地球化学等资料上都有明显的识别标志［7～10］。

2.1.1 岩性标志

图2 层序界面识别标志

1）古风化面 是古暴露面和不整合面的标志，也是最为可靠的、直接的层序边界标志。古风化面处发育根土岩、古风化壳和古土壤层。东部凹陷古近系根系、古土壤发育 （图2（a）），可以作为层序划分的依据。

2）河道侵蚀面 沉积基准面下降期，河床底砾岩冲刷切割老地层形成河道侵蚀面，它是沉积间断面和不整合面的标志 （图2（b））。沉积基准面上升期，冲刷面之上充填河道砂砾岩。

3）岩相突变面 层序界面在岩性剖面上表现为界面上、下地层岩相突变。4）沉积旋回转换面 由向上水体变浅的相序转换为向上水体变深的相序。

5）事件沉积 指洪水、火山等地质突发事件对陆相湖泊层序的影响。区内太阳岛-荣兴屯地区东营组 （Ed）火山岩多次成套出现，可作为良好标志层。

2.1.2 古生物识别标志

收集整理研究区60口钻井，并采样分析葵花2井等3口取心井的介形类、孢粉等古生物资料，总结出辽河滩海东部地区古近系不同时期的主要古生物组合特征，为全区范围内准确识别层序界面和地层对比提供依据。葵花2井介形类化石分析结果 （图3）表明：1670m以上地层以唇形脊东营介为主要化石组合，揭示该套地层为SQ5，即东营组二段 （Ed2）；1670～1840m为SQ4，即东营组三段 （Ed3）；1840m以下地层以惠东华北介、中国华北介及各类玻璃介为主要化石组合，揭示其为SQ1～SQ2，即沙河街组三段 （Es3）。孢粉、藻类组合分析结果表明：1840m以上为Ed，被子植物高于裸子植物，被子植物以榆粉属为主，裸子植物以松科为主，藻类中见丰富疑源类化石和少量沟鞭藻类化石；1840m以下为Es3，被子植物略高于裸子植物，被子植物以小亨氏栎粉为主，裸子植物以杉粉属、单束松粉属和双束松粉属为主，藻类以渤海藻科为主。

2.2 层序构成

综合运用岩心、钻井、测井及古生物等资料，分析了辽河滩海东部地区古近系层序界面特征和地层叠加样式，将古近系划分为9个三级层序 （图4）。三级层序SQ1相当于沙河街组三段下亚段 （EsL3），SQ2相当于沙河街组三段中、上亚段 （Esm～u3），SQ3相当于沙河街组一、二段 （Es1～2），SQ4相当于东营组三段下亚段 （EdL3），SQ5相当于东营组三段中、上亚段 （Edm～u3），SQ6相当于东营组二段下亚段 （EdL2），SQ7相当于东营组二段上亚段 （Edu2），SQ8相当于东营组一段下亚段 （EdL1），SQ9相当于东营组一段上亚段 （E）。

图3 葵花2井古生物特征

辽河滩海东部地区的不同构造单元，其成因不同，层序发育特征亦有所不同。海22井SQ1～SQ9岩性由下而上出现多个粗→细→粗旋回，反映多个三级层序演化旋回，因此河道冲刷面和沉积旋回转换面是划分该井层序界面的良好标志。另外该井泥岩颜色也呈现出红→灰→红的变化规律，代表了沉积环境的旋回变化，为层序划分提供了可靠依据 （图4）。SQ1揭示基本完整，为冲积环境层序地层特征。底部大套砂砾岩夹紫红色泥岩，为低水位体系域 （LST）辫状河沉积，呈砂砾岩加积叠加样式；中部砂、泥岩互层，为水进体系域 （TST）曲流河沉积，呈退积叠加样式；顶部大套棕红色泥岩，为高水位体系域 （HST）网状河沉积，呈泥岩加积叠加样式。SQ2为一个完整的三级层序粗→细→粗变化旋回。下部大套厚层砂岩夹泥岩，为LST沉积，呈进积式叠加样式；中部大套泥岩夹砂岩薄层，为TST沉积，呈退积式叠加样式；上部为砂、泥岩互层，为HST沉积，呈加积式叠加样式。其底界岩相突变面之下泥岩为红色，之上泥岩为灰色，说明此时该区沉积环境的突变，深水相 （滨浅湖）直接覆盖在浅水相 （河流）之上。SQ3为砂泥岩互层沉积，相对于SQ2，泥岩厚度减小，砂岩含量增高，单砂层出现频率增高，表明此时该区水体变浅，层序底界为沉积旋回转换面。SQ4整体为砂岩夹泥岩沉积，体系域三分性明显。下部砂岩夹泥岩，为LST沉积，呈加积式叠加样式；中部砂、泥岩互层，为TST沉积，呈退积式叠加样式；上部泥岩夹砂岩，为HST沉积，呈加积式叠加样式。SQ4底界为沉积环境转换面。SQ5整体为泥岩夹砂岩。相对于SQ4，SQ5泥岩厚度增大、砂岩含量低，表明此时该区水体变深，为全区第二次最大水泛期，体系域三分性明显。下部砂岩夹泥岩，为LST沉积，呈加积式叠加样式；中部砂、泥岩互层，为TST沉积，呈退积式叠加样式；上部泥岩夹砂岩，出现厚层棕红色泥岩，为HST沉积，呈进积式叠加样式。SQ5底界为沉积旋回转换面。SQ6、SQ7以砂、泥岩互层为主，局部泥岩占优势。相对于SQ5，沉积物变细，砂岩含量降低，单层砂岩厚度变小，但底部和顶部均出现棕红色泥岩和黄色泥岩，说明沉积环境变浅。SQ8沉积物粒度变粗、砂地比增大，说明沉积环境持续变浅。SQ9为大套砂砾岩夹泥岩沉积，并且出现杂色泥岩，说明沉积环境进一步变浅。从SQ7开始，层序内部三分性不明显，两分性明显，只发育TST和HST，缺失LST。

2.3 层序横向展布特征

图4 海22井层序地层综合柱状图

海南20井－葵花9井－葵东1井－燕南2井连井剖面 （图5）揭示了研究区中南部层序地层特征。SQ1～SQ2时期，盆地处于强烈断陷期，地层分布局限，海南潜山顶部和燕南潜山未接受沉积。地层由东向西逐渐增厚，呈楔状地震相，说明该时期盆地结构具有西断东超半地堑特征。西侧为控盆断裂带，盖州滩断裂控制沉积作用明显；东侧发育反向调节断裂，燕南潜山为沉积型缓斜坡，地层逐层超覆于东侧斜坡带。SQ3时期，盆地处于断拗初始期，地层分布范围扩大，开始向海南潜山顶部和燕南潜山超覆。地层整体厚度稳定，具有中部厚、东西两侧薄的特征，层序底界面附近可见明显的超覆、削截现象。SQ4～SQ9整体厚度稳定，具有中部厚、东西两侧薄的特征，各层序逐层超覆于海南潜山顶部。其中SQ6时期，海南潜山完全沉没水下，接受沉积。

图5 海南20井－葵花9井－葵东1井－燕南2井连井层序对比图

3 层序平面特征及充填演化

辽河滩海东部地区古近纪经历了伸展裂陷、热沉降、走滑伸展再次裂陷、裂陷收敛4个构造演化阶段。SQ1～SQ9在平面上的展布特征各不相同，但各二级层序内的三级层序具有一定的继承性。SQ1分布局限于中央凸起两侧的断槽内，沉积厚度大，为盆地伸展裂陷早期沉积［11，12］。地层分布严格受控于燕南断裂、盖州滩断裂和海南断裂，在中央凸起、燕南潜山带、燕东洼陷带没有沉积 （图6（a））。研究区有3个沉降中心，西侧沉降中心位于海南洼陷，最大沉积厚度1500m，东侧沉降中心分别位于凹陷的南部和北部，最大沉积厚度分别为3250、1750m。SQ2继承SQ1特点，但水体稳定扩张，地层分布范围扩大，在中央凸起西侧，SQ2越过盖州滩断裂超覆于中央凸起东坡之上；在燕南潜山带和燕东洼陷带的南部，SQ2越过燕南断裂超覆于燕东洼陷东部斜坡之上 （图6（b））。SQ3分布范围继续扩大，厚度变化平缓，为盆地第一裂陷期后热沉降沉积。中央凸起北部的海南潜山已完全沉没水下接受沉积，东部凹陷和西部凹陷开始连通。在燕南潜山和燕东洼陷带，大部分地区也已沉没水下接受沉积，SQ3完全越过燕南断裂向东超覆于燕东洼陷东部斜坡之上。中央凸起南部的月东潜山和燕东洼陷东部斜坡局部地区没有沉积 （图6（c））。SQ4、SQ5分布范围进一步增大，继续向中央凸起南部的月东潜山和燕东洼陷东部斜坡区超覆 （图6（d）、（e））。SQ6～SQ9分布继承SQ4特征，厚度变化更加平缓，燕南断裂带后期发生走滑改造，燕南潜山带和燕东洼陷北部的SQ9被剥蚀殆尽 （图6（f））。

全区层序研究表明：受幕式裂陷影响，总体上表现为Es和Ed，2个裂陷沉积充填旋回。纵向上，发育层序SQ1和SQ5，2期全区最大的湖泛，形成不同级别层序的有序叠加；平面上，不同时期、不同构造位置，层序发育存在差异，具有东西分区、南北分带的特征。

图6 辽河滩海东部地区各三级层序厚度图

4 层序发育模式

滩海东部凹陷层序发育具有东西分区、南北分带、纵向叠置的特点 （图7）。

东部凹陷北区SQ1～SQ2由西向东逐渐增厚，呈楔状单元，前积现象发育，说明该时期盆地结构具有东断西超半地堑特征 （图7（a））。东部凹陷北区西侧无基底主干边界断裂，为东倾沉积型缓斜坡，地层逐层超覆于西侧斜坡带，SQ1发育扇三角洲沉积，SQ2发育辫状河三角洲沉积；东部凹陷北区东侧发育控盆主干边界断裂带，燕南断裂控制沉积作用明显，SQ1发育近岸水下扇沉积，SQ2发育辫状河三角洲沉积。东部凹陷中区SQ1～SQ2由东向西逐渐增厚，呈楔状地震单元，说明该时期盆地结构具有西断东超半地堑特征 （图7（b））。东部凹陷中区西侧为控盆主干边界断裂带，盖州滩断裂控制沉积作用明显，SQ1发育近岸水下扇沉积，SQ2发育扇三角洲沉积；东部凹陷中区东侧燕南断裂活动性减弱，发育缓坡带。东部凹陷南区SQ1～SQ2具中间厚两侧薄，盆地结构具有双断地堑特征 （图7（c））。东部凹陷南区东、西侧均发育控盆基底断裂，盖州滩断裂和燕南断裂控制沉积作用明显。

SQ1～SQ3发育模式在东部凹陷的北、中、南区表现的各不相同。在北区表现为东断西超半地堑；中区为西断东超半地堑；南区为东西双断地堑。但随着地层发育和构造演化的进行，SQ1～SQ3具样式各异的层序发育模式，在SQ4～SQ5逐渐趋于统一，整体表现为双断的地堑结构。SQ4～SQ5沉积时期，东部凹陷西侧地层沉积受控于盖州滩断裂，发育扇三角洲沉积，东侧地层沉积受控于燕南断裂，发育辫状河三角洲沉积。此外，燕东次洼开始发育，表现为西断东超的半地堑，西侧受断裂控制发育近岸水下扇沉积，东侧缓坡带发育辫状河三角洲沉积。东部凹陷的双断格局发生在Ed1沉积期 （SQ8和SQ9消失），该时期古地貌以准平原化作用为特点。整个Ed1的LST不发育，只发育TST和HST。TST以河漫泛滥平原沉积为主；HST以曲流河边滩或辫状河心滩沉积为主 （图8）。SQ8发育曲流河沉积，SQ9发育辫状河沉积。

图7 辽河滩海东部地区SQ1～SQ2发育模式

图8 辽河滩海东部地区SQ9发育模式

5 结论

1）根据岩性、测井、古生物等层序识别标志，特别是微体生物的分带性，将辽河滩海东部地区古近系划分为9个三级层序。

2）滩海东部凹陷层序发育具有东西分区、南北分带、纵向叠置的特点，并具有一定的继承性。

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［编辑］ 邓磊

The Sequence Structure and Its Development Mode in the East of Liaohe Beach Area

WANGHaisheng（Author' sAddress：DepartmentofOilfieldDevelopment，LiaoheOilfieldCompany，PetroChina，Panjin124010，Liaoning，China）

According to the sequence stratigraphic markers of lithology，logging and paleontology of Paleogene System in the east of Liaohe Beach Area was divided into 9third-order sequences and unified sequence stratigraphic framework was established in the whole area.The sequence of SQ1～SQ9had the characteristics of partition in EW，zoning in SN and vertical superposition.The partition in EW presented that each sequence in SQ3～SQ9in the west side of basin was overlapped on the central hump without development of low water system domain，in each sequence of SQ1～SQ9in the central depression belt，the deposit became diminution with stable distribution.Each sequence of SQ3～SQ9in the east of the basin was overlapped on the east slope with obvious truncation and onlap.The difference between the north and south presents that the deposits in Gaizhoutan fault-nose zone，Taikui fault anticlinal zone and Longwangmiao fault anticlinal zone are totally coarse in the south and diminution in the north.

Liaohe Beach；paleontology；sequence structure；development mode

TE121.3

A

1000-9752（2014）04-0006-07

2013-12-05

王海生 （1970-），男，1994年中国石油大学 （华东）毕业，高级工程师，现从事油田开发管理工作。