張昌民 尹太舉 朱永進(jìn) 柯蘭梅

(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院湖北荊州434023)

淺水三角洲沉積模式①

張昌民 尹太舉 朱永進(jìn) 柯蘭梅

(長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院湖北荊州434023)

淺水湖盆三角洲與一般三角洲具有明顯的差異,為弄清淺水三角洲的沉積特征和砂體分布規(guī)律,以現(xiàn)代沉積、地震屬性反演和密井網(wǎng)區(qū)解剖,確定了兩種特征截然不同的淺水湖盆三角洲,即枝狀的分流河道型三角洲和連片的分流砂壩型三角洲(現(xiàn)代洞庭湖和鄱陽湖、尕斯N1—N21油田、BZ28和BZ26區(qū)塊三維地震屬性)。枝狀三角洲骨架砂體發(fā)育的主體為天然堤,三角洲呈現(xiàn)出明顯的樹枝狀,各朵體分散、朵體間不連接或通過決口水道連接。三角洲整體上不具備廣闊的平原相帶,呈現(xiàn)出窄條狀的特征。分流砂壩型三角洲發(fā)育的主體是分流砂壩,砂呈現(xiàn)朵狀、坨狀,朵體發(fā)育集中,基本上呈現(xiàn)片狀分布,在各朵體之間部位會發(fā)育分流間灣沉積,但常常因朵體增長而被填充,最終常表現(xiàn)為淺水沼澤。

淺水湖盆三角洲沉積模式分流砂壩分支河道砂體形態(tài)

三角洲被定義為河流入海(湖)后形成的常具有扇形特征的沉積體。基于水體類型分為湖泊三角洲和海洋三角洲,而基于水動力特征,又劃為河控、浪控和潮汐三角洲,基于三角洲的沉積特征構(gòu)成又劃分為細(xì)粒和粗粒三角洲。從流域盆地特征、沉積物供給、水體深度、沉積粒度等方面總結(jié)三角洲的控制因素[1,2],特別是基于基準(zhǔn)面旋回的可容納空間分析,為三角洲形成過程分析提供了較好的思路[3～6]。三角洲沉積機(jī)理研究更多地集中在河口區(qū)沉積過程,主要討論了湖盆(洋盆)頂托作用下的分流作用和波浪、潮汐的改造作用[7～9],著重強(qiáng)調(diào)了分流作用和河口壩的形成,尤其是河流進(jìn)積和波浪對河口沉積物篩選形成反粒序河口壩的傳統(tǒng)觀點(diǎn),得到了廣泛的認(rèn)可,并被用于三角洲形成的解釋。然而在河流入湖區(qū),河流并不一定能夠像所期望的那樣不斷分流,形成一個個具有獨(dú)立外形的河口砂壩,而對于已有的現(xiàn)代沉積的觀察也表明,在不同的沉積背景下有可能在一次分流中形成一系列小的河口壩,進(jìn)而發(fā)育成天然堤[9,10]。而湖泊波浪強(qiáng)度到底有多強(qiáng),對沉積作用到底有多大的影響,目前還有很多不確定的因素。

盡管對形成于不同水深的三角洲已有所認(rèn)識,明確了在較淺水環(huán)境下三角洲與較深水的特征存在差異[11],但還沒有能夠真正地將淺水湖盆三角洲單元作為一種獨(dú)立端元來進(jìn)行深入的研究。甚至由于對淺水認(rèn)識的不統(tǒng)一,對淺水湖盆三角洲的界定也還不統(tǒng)一。國內(nèi)研究者將大慶油田、鄂爾多斯盆地的主力儲層段界定為淺水湖盆三角洲沉積,討論了該類湖盆水動力特征、三角洲模式及其控制因素[12,13～18],然而從目前的研究看,這些層段都存在半深湖沉積,與渤海海域新近系、青海油砂山組所發(fā)育的以濱淺湖為主的極淺水湖盆三角洲有著較明顯的區(qū)別,應(yīng)歸入一般三角洲范疇。而對于真正的以淺湖、濱湖為背景的淺湖三角洲,有研究者將其稱為末端扇或末端分流河道體系[19～22],將其與扇體系進(jìn)行類比,基本上忽略了湖盆水體對其的作用,這顯然也有失真實(shí)。渤海海域淺水湖盆三角洲研究中盡管已識別出了淺水湖泊和三角洲,并對其特征和成藏特點(diǎn)進(jìn)行了一定研究[23],但對于其成因和模式還沒有深入的討論,而淺水湖盆三角洲廣闊的油氣勘探前景需要明確的模式指導(dǎo)砂體分布預(yù)測。在現(xiàn)代沉積、密井網(wǎng)砂體解剖及地震儲層預(yù)測的基礎(chǔ)上,筆者對淺水湖分三角洲的特征和模式進(jìn)行了討論,以期為后期的勘探提供指導(dǎo)。

1 河口區(qū)沉積特征

河流入湖(海)后,其環(huán)境的能量特征與陸上發(fā)生了顯著變化。陸上主要是受水的慣性力、河床的摩擦力、地形坡度造成的由重力而形成的附加驅(qū)動力及河面之上的空氣摩擦力,其中河流水體本身的慣性力、地形坡度造成的附加動力起著決定作用。入湖后,河流的前端出現(xiàn)了停滯水體,對河水流動具有明顯的阻擋作用。在湖(海)水的阻擋下,基于河水與湖(海)水的密度不同,其有三種混合和流動的方式:即高密度河水的底部異重流、低密度河水的上部漂浮流及具有相近水體密度的快速混合流,在三種方式下河流向湖(海)的推進(jìn)能力和方式也有很大的差別[24]。但無論在那種方式下,湖水本身對入湖水體都具有很強(qiáng)的阻擋作用,導(dǎo)致其流速快速降低、攜帶沉積物能力很快下降,沉積物在河口區(qū)大量堆積而形成河口區(qū)沉積體。

河口區(qū)沉積物沉積的最明顯特征是分流砂壩(河口砂壩)的出現(xiàn)與分流河道的發(fā)育與演化。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為河口砂壩是河流在入湖后其河流入海(湖)的河口區(qū),水流展寬和潮流的頂托作用使流速驟減,河流底負(fù)載下沉而堆積成水下淺灘,淺灘淤高、增大,露出水面,形成新月型河口砂壩[25],即攔門砂壩。河口壩出現(xiàn)后,水流便從砂壩頂端(近岸端)分成兩股,形成兩個分支河道(分流河道),并向外側(cè)擴(kuò)展。分支河道向前發(fā)展,在河口處又會出現(xiàn)新的次一級河口砂壩。這一過程不斷重復(fù),就形成了一個喇叭形向海延伸的多叉道河網(wǎng)系統(tǒng),這一系統(tǒng)的不斷重復(fù)和推進(jìn)便形成了三角洲。這一觀點(diǎn)的核心是分流區(qū)形成多級河口壩構(gòu)成了三角洲的主體,應(yīng)該成為三角洲砂體的骨架,即在多級展布的河口砂壩的基礎(chǔ)上,河流沉積因分流作用而弱化,成為砂壩沉積的背景沉積。在現(xiàn)代的沉積中此種類型的河口也確實(shí)非常普遍,特別是在寬展的河口,筆者在三門峽水庫宏農(nóng)澗入水庫的河口區(qū)便觀察到了這一非常明顯的特征,而現(xiàn)代長江口沉積的特征將這一特點(diǎn)更清晰地展現(xiàn)于人們眼前(當(dāng)然長江口的河口壩還受潮汐的影響)。

基于現(xiàn)代沉積的觀察,不少學(xué)者建立起了各種河口區(qū)的沉積模式,特別是菲斯克的河口壩形成模式更是得到了大家的普遍認(rèn)可[25]。此模式中將河口壩與分流河道融合為一復(fù)合砂體,河道作為砂體的供砂通道,僅分布于河口壩頂部的中心部位,而砂體主體則是河口壩。這一模式與筆者所觀察的實(shí)例有較大的差異,主要體現(xiàn)在現(xiàn)代沉積地貌上河壩共處,分流河道展布區(qū)內(nèi)部分區(qū)域?yàn)榉至魃皦嗡紦?jù),這至少說明,此類模式并非河口區(qū)沉積的唯一模式。Donaldson所總結(jié)的河口區(qū)模式與此模式極為相似[26],也是將河口壩作為主體,而河道僅是主體沉積中沉積物搬運(yùn)通道,而且在河口壩形成中一直保持活動,這一模式的實(shí)質(zhì)是將同期砂體都?xì)w入到河口壩沉積,這雖解釋了河口壩的形成過程,但卻不利于區(qū)分河口區(qū)各種砂體,而且也未能將河口壩的形成過程和機(jī)理闡述清楚。

關(guān)于河口區(qū)沉積討論的另一重點(diǎn)是河道外動力的影響,或者說是波浪和潮汐對三角洲形成的影響,而且基于這兩種能量對三角洲的改造將三角洲進(jìn)行了分類,傳統(tǒng)中也將三角洲中河口壩反粒序和席狀砂的形成歸因于波浪改造作用。然而在內(nèi)陸湖盆三角洲研究中也發(fā)現(xiàn),河口壩粒序并不是只具有反粒序特征,此時的波浪所造成的影響可能就不會象原來認(rèn)為的那么大。

對于河口區(qū)沉積演化特征傳統(tǒng)觀點(diǎn)之一是認(rèn)為隨著分流砂壩的發(fā)育和河道的多級分流,形成多級分流砂壩,構(gòu)成三角洲骨架。另一觀點(diǎn)則是分流砂壩下陷埋藏,分流河道跨越砂壩,在更近湖盆中心區(qū)形成新的分流砂壩。這兩種方式都有可能出現(xiàn),然而卻沒有解釋分流河道進(jìn)一步發(fā)育是如何形成的、在其發(fā)育的過程中其地貌形態(tài)或沉積環(huán)境是如何轉(zhuǎn)換的、原來沉積物如何進(jìn)一步演化最終形成三角洲的等一系列問題。

對現(xiàn)代河口區(qū)沉積觀察時筆者發(fā)現(xiàn),原來的模式過于理想化,事實(shí)上河口區(qū)的發(fā)育盡管是沿著兩種模式發(fā)育,但其發(fā)育形式與傳統(tǒng)觀點(diǎn)還是有差異的。一是河口壩的發(fā)育,并不是在河口形成一個河口壩,促使河道分流,然后再進(jìn)一步形成次級或更次級的河口壩,而是在河口形成一系列的小型底形,這些小型底形形成了河口壩的雛形,隨分流河道中沉積物的進(jìn)一步沉積,部分底形連片形成河口壩,而部分底形則被破壞成為河道的河床,而次一級的河口壩的形成則是更遠(yuǎn)處的底形進(jìn)一步發(fā)育的結(jié)果,這些處于不同地區(qū)的河口壩有可能是不同時期的,正如傳統(tǒng)觀點(diǎn)的遠(yuǎn)離河口形成更晚的特征,也可能是同時或近同時形成的,但其形成時同時也接受改造。二是關(guān)于分流河道,傳統(tǒng)觀點(diǎn)中分流河道的形成是局限于分流砂壩壩核中,作為遠(yuǎn)距離運(yùn)砂的通道,這與枝狀三角洲的特征相匹配,但也有一些問題,就是河道側(cè)緣的堤岸沉積,傳統(tǒng)中是河道切過分流砂壩而直接向前推進(jìn),此時并不形成堤岸,后期在水體上漲時在分流砂壩的側(cè)緣部位形成泥質(zhì)堤岸。在實(shí)際觀察中發(fā)現(xiàn)堤岸的形成并不是后期的結(jié)果,而是同期沉積的產(chǎn)物,也是河口小型分流砂壩底形進(jìn)一步發(fā)育的產(chǎn)物,那些在河道分流較弱的方向,沉積物堆積較快,易于連片,當(dāng)其連片將河道與外部水體完全割裂開時,便形成了分流河道的堤岸。同時另一種模式下的分流河道發(fā)育,還沒有文獻(xiàn)探討,即在非限定性的河口區(qū),并沒有形成連片的堤岸,而是形成一系列的相對分隔開的分流河道,此時分流河道是什么特征,具有什么樣的展布特點(diǎn)?對于現(xiàn)代沉積觀察及地下砂體發(fā)育的分析,表明此時的模式是在片狀河道沉積背景下,分流砂壩鑲嵌于河道砂之中,分汊河道是砂體沉積的背景,大面積的分流河道砂連片分布,但由于是過水環(huán)境,可能沉積厚度不會很大,只有在局部地形較低或下沉較快區(qū)會形成較厚的砂體,此時處形成的分流河道砂體具有傳統(tǒng)的正粒序的特征。若整個河口區(qū)廢棄,那么便會在河道中填積后期的懸移沉積,整體上形成分流河道以泥質(zhì)為主,分流砂壩構(gòu)成優(yōu)勢儲層的特點(diǎn)。

若將觀察的時窗開的更大一些,那么在研究中又會遇到另外一個問題,即同一時窗中不同相的疊置及相歸屬的確認(rèn)問題。在前面的討論中談到堤岸的形成是由河口壩進(jìn)一步發(fā)育的結(jié)果,而一部分的河口壩在沉積后可能會因?yàn)樗幌陆党雎冻芍?沼澤化構(gòu)成三角洲平原,這些相轉(zhuǎn)化問題會使三角洲內(nèi)部相構(gòu)成分析更為復(fù)雜,難于界定其歸屬。

2 淺水三角洲的識別與砂體形態(tài)追蹤

2.1 密井網(wǎng)砂體形態(tài)剖析

利用密井網(wǎng)對淺水砂體進(jìn)行解剖,發(fā)現(xiàn)了兩種類型砂體分布樣式,具有完全不同的砂體形態(tài),代表了不同沉積環(huán)境,從而預(yù)示了不同的沉積模式。

研究表明,尕斯N1—N12和躍進(jìn)Ⅱ號新近系沉積為砂泥巖地層,砂巖粒度為以中細(xì)砂到粉砂,具有水下沉積特征,泥巖顏色相對較淺,不發(fā)育深水沉積,屬淺水三角洲沉積。對該區(qū)的砂體展布特征研究表明,該區(qū)的砂體特征各不相同,具有獨(dú)特的分布樣式。2.1.1連片分布砂體

圖1 尕斯上盤密井網(wǎng)砂體解剖及沉積相分布Fig.1 Sedi mentary faciesmap of GasiN1—N12(upthrow),a mature oil field,Qaidam Basin

尕斯N1—N12上盤及躍進(jìn)II號油藏砂體解剖中發(fā)現(xiàn)砂體具有較好的連片性,基本上全區(qū)分布,基于三角洲前緣的沉積背景,其砂體應(yīng)歸為分流河道、河口壩和席狀砂,詳細(xì)研究表明這些連片砂體具有一定的厚度,多具正韻律,盡管面上連片分布,但厚度并不穩(wěn)定,具有較大的變化,內(nèi)部沉積構(gòu)造具有河道常見的交錯層理,說明其沉積時具有一定的底形。除此之外,在連片砂體中的很多部位,砂體在一定的區(qū)域內(nèi)尖滅,表明其沉積時或由于底形或由于剝蝕而沒有明顯的砂體沉積。這表明其不具有席狀砂特征,應(yīng)主要為分流河道砂體,但進(jìn)一步研究表明,砂體厚度變化較大,局部部位厚度可厚達(dá)一般部位的2～3倍,而且這些厚度大的區(qū)域的分布并不具有連片性,而是以一種間斷的方式出現(xiàn),喻示這些地方可能具有不同的成因。從分流河道本身的沉積看,在寬廣河口區(qū),河道分散其流量后,前緣分流河道應(yīng)是相對均勻的、連續(xù)的,而本區(qū)顯然與此不太相適應(yīng)。局部厚度成因應(yīng)與原始底形有關(guān),而這可能與分流砂壩相關(guān)。據(jù)此思路,將厚度較大區(qū)作為分流砂壩,那么砂體所揭示的原始沉積的底形和微相構(gòu)成便具有如圖1所示的特征。

2.1.2 局限分布砂體

在解剖中也發(fā)現(xiàn)有另外一種相對局限、窄條帶狀展布的砂體類型。與前一種相比,其分布不具有連片性,僅在局部區(qū)域分布,而且分布方向與湖岸線垂直,密井網(wǎng)控制下,在垂直于走向方向難于被兩口井同時鉆遇,寬度多在200 m以內(nèi),顯示其沉積受限,并非是一種寬展的河口形態(tài),而是一種限定性的河道沉積,基于此認(rèn)定其應(yīng)為窄條帶分流河道沉積為骨架的沉積格局(圖2)

2.2 地震屬性砂體識別與追蹤

渤海海域新近系明化鎮(zhèn)組下段為一套淺水湖盆砂泥巖互層沉積,整體上具有較低的砂地比,砂體在地震上可得到較好的識別。依據(jù)地震屬性特征對砂體發(fā)育進(jìn)行識別和追蹤,在該地區(qū)同樣發(fā)現(xiàn)兩類不同的砂體類型。研究中以劃分的砂組為基礎(chǔ),將研究時窗細(xì)化,時窗大約為40～50 ms,很好地體現(xiàn)了短時段砂體發(fā)育特征。

在對BZ26-3三維地震區(qū)的屬性分析發(fā)現(xiàn)三角洲砂體有明顯的分異和變化,基本上可歸為兩種類型(圖3),一種呈現(xiàn)出明顯的枝狀,另一種則呈現(xiàn)出較連續(xù)的片狀。

圖2 尕斯下盤密井網(wǎng)砂體解剖及沉積相分布Fig.2 Sedimentary faciesmap of GasiN1-N12(down block),a mature oil field,Qaidam Basin

如圖3上圖該時窗內(nèi)高幅值基本上在區(qū)內(nèi)都有發(fā)育,但分布相對零散,但也有一定的規(guī)律。在圖中部東西方向相對較為連續(xù),基本上呈條帶狀,可能是較連續(xù)的河道帶的響應(yīng)特征。而上部和下部高幅帶相對更為分散,但在分散的背景下,仔細(xì)觀察又表明具有方向性,砂體發(fā)育呈窄條帶狀特征,其條帶的方向變化較大,而且具有向中間匯聚的特征。這種振幅響應(yīng)特征可能與局限發(fā)育的分流河道相關(guān)。條帶狀高振幅異常代表了局限分流河道,中間高幅缺失及高幅方向的指向可能喻示了分流河道向低洼地區(qū)的匯聚。

圖3 BZ26-3三維區(qū)三角洲砂體形態(tài)追蹤Fig.3 RMS seis mic attributes ofBZ26-3 showing different deltaic sand pattern

圖3 下圖時窗中的砂體高振幅響應(yīng)更為連續(xù),基本上呈現(xiàn)出連片特點(diǎn)。尤其是圖的右上部高振幅異?；具B片分布,呈現(xiàn)出兩個明顯的朵體特征。而其它部相對較為分散,特別是在西部,高幅響應(yīng)區(qū)雖分分布較廣,但內(nèi)部連續(xù)性較差,呈現(xiàn)出一定的窄條帶狀特點(diǎn)。這表明在這一時窗區(qū)間內(nèi),工區(qū)整體上發(fā)育的是以連片狀砂體為主,特別是中、北部更為明顯,砂體主要經(jīng)北西向推入盆內(nèi),而中南部可能是低洼地,砂體發(fā)育相對較差,砂體由周緣各個方向匯向此處。

3 現(xiàn)代沉積中的淺水三角洲特征

用Google Earth平臺提供的衛(wèi)星照片,對洞庭湖、鄱陽湖現(xiàn)代沉積進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了兩種類型的三角洲。一是以天然堤為主體的枝狀三角洲,另一是以分流砂壩為主體的朵狀三角洲,這兩類三角洲在沉積上各具特點(diǎn),顯示了不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特征。

3.1 洞庭湖現(xiàn)代沉積解剖

在洞庭湖現(xiàn)代沉積中,東洞庭湖與南洞庭湖發(fā)育了兩種截然不同類型的淺水三角洲。東洞庭湖主要發(fā)育分支河道型淺水三角洲(圖4),三角洲的前緣呈枝狀展布,河道為順直型分流河道,向湖內(nèi)延伸較遠(yuǎn)。其沉積主體為各個河流砂壩連接而成的天然堤,而水下天然堤快速沼澤化出露。天然堤較河道要寬許多,有的可達(dá)河道寬度的4～5倍。此種三角洲的發(fā)育與東洞庭湖河口區(qū)水動力條件相關(guān)。該區(qū)波浪作用較弱,基本不能對入湖沉積進(jìn)行改造,泥砂沿河道堆積延伸,形成長條形伸入湖中。同時比較穩(wěn)定的河道兩側(cè)發(fā)育有天然堤,天然堤又起著約束水流的作用,使得河道能繼續(xù)向湖里推進(jìn)。東洞庭湖的湖水較淺,天然堤沉積后迅速的成沼澤化出露水面。天然堤一旦被洪水沖毀,就形成了新的汊流。在河口處發(fā)育少量的分流砂壩。

而在南洞庭湖,主要發(fā)育分流砂壩型淺水三角洲(圖5)。其特點(diǎn)是前緣呈朵狀展布,這是河流與湖泊共同改造的結(jié)果,而且前緣相帶相比東洞庭湖的分支河道型三角洲的前緣相帶要窄許多。此類三角洲的沉積骨架為砂壩,在后期不斷接受沉積或遇枯水期后出露水面,逐漸演化成砂洲、沼澤。此類三角洲平原為前緣沼澤化的結(jié)果,而并非是像常規(guī)三角洲的同期沉積。

在南洞庭湖,湖水的改造作用增強(qiáng),河流和湖泊共同作用,常形成扇形三角洲。河流攜帶了大量的泥砂入湖,在入湖處迅速堆積,形成了分流砂壩,由于湖水較淺,砂壩出露水面,兩個或兩個以上砂壩相連形成較大的砂洲,與河道一同形成三角洲前緣。三角洲上河道變遷頻繁,分流砂壩被沖刷或形成新的分流砂壩。

3.2 鄱陽湖現(xiàn)代沉積學(xué)解剖

在鄱陽湖現(xiàn)代沉積中,淺水三角洲沉積同樣非常發(fā)育,與洞庭湖發(fā)育的淺水三角洲非常類似。在鄱陽湖東部主要發(fā)育分支河道型淺水三角洲(圖6)。三角洲前緣呈條帶狀展布,分流河道以順直型為主,并向湖內(nèi)不斷延伸且有些河道延伸較遠(yuǎn)。其沉積主體為天然堤,是由各個砂壩相連而成,而水下天然堤則快速出露并沼澤化。在此類三角洲中,水上天然堤較分流河道寬許多,有的可達(dá)河道寬度的4～5倍。鄱陽湖的分支河道型三角洲形成過程與東洞庭湖分支河道型三角洲形成過程類似。由于河口區(qū)較弱的波浪作用,泥砂的堆積量超過了波浪的侵蝕量,泥沙沿著河道向前堆積延伸,形成了長條形沙嘴伸入湖中。兩側(cè)發(fā)育天然堤,由于湖水較淺,河道后端先接受沉積的天然堤最終出露水面并沼澤化,前段仍然發(fā)育水下天然堤。天然堤被沖毀,就產(chǎn)生了新的分流河道與天然堤。在河流入湖處,泥砂堆積發(fā)育少量的分流砂壩。

圖4 東洞庭分支河道型淺水三角洲沉積微相圖Fig.4 Distributary channel type shallow water delta from EastDongtingLake

圖5 南洞庭分流砂壩型淺水三角洲沉積微相圖Fig.5 Distributary bars-dominated shallow water delta from South DongtingLake

而在鄱陽湖的南部則主要發(fā)育分流砂壩型淺水三角洲(圖7)。分流砂壩型淺水三角洲的前緣呈朵狀展布,推測是河流與湖泊共同改造的結(jié)果,在三角洲前緣,分流河道有許多分支,并且前緣相帶與鄱陽湖東部的分支河道型三角洲的前緣相帶相比要窄許多。砂壩是此類三角洲的沉積骨架,并在后期不斷接受沉積后出露水面,逐漸演化成砂洲、沼澤。此類三角洲平原并非是像常規(guī)三角洲的同期沉積,而是前緣沼澤化的結(jié)果。

圖6 鄱陽湖分支河道型淺水三角洲沉積微相Fig.6 Distributary channel type shallow water delta from PoyangLacustrine

鄱陽湖南部的分流砂壩型淺水三角洲與南洞庭湖的淺水三角洲形態(tài)上并不相似。鄱陽湖南部的波浪作用較弱,地勢較為平緩,在入湖處泥砂成片堆積,形成了分流砂壩。由于河流水動力較強(qiáng),河流改道頻繁,形成了許多的分支河道并對分流砂壩不斷的沖刷,因此三角洲不斷的向前推進(jìn),并在入湖處發(fā)育了大量的分流砂壩。由于湖水較淺的緣故,一些砂壩快速成沼澤化出露水面,形成砂洲。

4 淺水三角洲沉積模式

4.1 分流河道型淺水三角洲

分流河道型三角洲發(fā)育的主體為天然堤,三角洲呈現(xiàn)出明顯的樹枝狀,各朵體分散、朵體間不連接或通過決口水道連接(圖8)。三角洲整體上不具備廣闊的平原相帶,呈現(xiàn)窄條狀特征的天然堤分水下和水上兩部分,兩者寬度上差別不大,主要差別是水下天然堤沒植被發(fā)育,而水上天然堤則有明顯沼澤化特征,植被繁茂。水下天然堤水下部分延伸不太遠(yuǎn),天然堤盡頭不太連續(xù),為小規(guī)模的分流砂壩。天然堤寬度相對較穩(wěn)定,單側(cè)寬度一般是分流河道寬度的1.5～2倍,最多可達(dá)分流河道的3～4倍。

4.2 分流砂壩型淺水三角洲

圖7 鄱陽湖分流砂壩型淺水三角洲Fig.7 Distributary bars-dominated shallow water delta from PoyangLacustrine

圖8 分支河道型淺水三角洲沉積模式Fig.8 Faciesmodel for distributary channel-type shallow water delta

圖9 分流砂壩型淺水三角洲沉積模式Fig.9 Faciesmodel for distributary bars-type shallow water delta

分流砂壩型三角洲發(fā)育的主體是分流砂壩,砂呈朵狀、坨狀,朵體發(fā)育集中,基本上呈現(xiàn)片狀分布,在各朵體之間部位會發(fā)育分流間灣沉積,但常常因朵體增長而被填充,最終常表現(xiàn)為淺水沼澤。而在朵體內(nèi)部,基本上是連續(xù)沉積(圖9)。三角洲平原沉積發(fā)育,基本上占據(jù)了三角洲的3/4以上面積,而前緣相帶不甚發(fā)育。平原部位主體有兩種沉積,一種是分流河道內(nèi)部區(qū)域,主要是分流砂壩進(jìn)一步發(fā)育,部分河道淤塞連片進(jìn)一步沼澤化而成砂洲,可能是一個也可能是多個砂洲連片分布。另一種則是分流河道外緣部位,由原位于邊緣的分流砂壩進(jìn)一步發(fā)育,分流河道后淤塞沉積連片而成天然堤。這種天然堤原來位于水下,隨著河流的推進(jìn),逐漸露出水面,最終沼澤化而成。

5 結(jié)論與討論

依據(jù)現(xiàn)代沉積調(diào)查與密井網(wǎng)解剖和地震反演,識別出兩類截然不同的淺水湖盆三角洲。分流河道型淺水三角洲骨架砂體為分流河道及其天然堤,砂體窄小,連續(xù)性差,而分流砂壩型淺水湖盆三角洲骨架砂體為分流砂壩,砂體相對寬大,連續(xù)性好。

在三角洲沉積體系中并不是整個分流河道都是砂體發(fā)育的有利部位,砂體并未像以往所期望的在河道內(nèi)部呈現(xiàn)出條帶狀展布,而是分流河道的局部部位砂體集中發(fā)育,其它部位則主要是過水的通道和砂體運(yùn)輸?shù)耐ǖ?早期的砂體雛形應(yīng)為砂壩,在后期演化中發(fā)育成天然堤或砂洲或沼澤,而成為砂體的主體部位。而在地下研究中,經(jīng)常將較厚的砂體帶劃分為分流河道,這顯然是對地質(zhì)現(xiàn)象的一個誤解或理解的一個偏差。

從現(xiàn)代淺水湖盆三角洲的形成過程分析,所謂的天然堤或沙洲和富砂的沼澤,其最初成因有可能是分流砂壩,即由分流砂壩進(jìn)一步發(fā)育演化而成。在演化過程中,主要的砂體沉積可能也形成于砂壩形成期前后,特別是由于砂壩的進(jìn)一步發(fā)育而形成的水下天然堤沉積,可能構(gòu)成了砂體主體,而在這些部位演化為分流平原期后沉積下來的物質(zhì)并不多,主要是填充了原來的決口水道或河道間的洼地,進(jìn)而使已有的天然堤沼澤化,形成平原環(huán)境,而這與以往認(rèn)為分流平原的砂體與前緣砂體為同期砂體的認(rèn)識也完全不同。最終保留下來的三角洲平原、前緣和前三角洲三個組成部分中,前三角洲與前緣可能是同期的,而平原部分只有少量的沼澤化沉積和廢棄河道棄填沉積可能是與前緣同期沉積的,而大量砂質(zhì)沉積其主體基本上不是與前緣同期發(fā)育的,而是前期前緣沉積物。

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Shallow-Water Deltas andModels

ZHANG Chang-minYIN Tai-juZHU Yong-jinKE Lan-mei
(College of Geoscience,Yangtze University,Jingzhou,Hubei434023)

Deltas in shallow water is very different from that fo rmed in deeperwater.Through modern deposits survey in Dongting and Poyong lacustrine,detailed correlation of sandstone in mature oil field(Gasi N1-N12)and seismic attributes analysis ofBZ28 in BohaiBay,two types of shallow water deltaswere recognized according to the sandbody type and distibution.Sand framework ismainlymade of distributary channel in the firstone and the otherone ismainly made of distributary bar.Sandstones are narrow and isolated in the deltamainlymade of distributary channel,while sandstones are widespread and continuous in the delta made of distributary bar.

shallow water delta;faciesmodel;distributary bar;distributary channel;sand geometry

book=5,ebook=265

張昌民男1963年出生教授沉積學(xué)E-mail:zcm@yangtzeu.edu.cn

P512.2

A

1000-0550(2010)05-0933-12

①國家科技重大專項(xiàng)(編號:2008ZX05010-003、2008ZX05007-002)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(批準(zhǔn)號:40602013)聯(lián)合資助。

2010-05-20;收修改稿日期:2010-06-05