亞?wèn)|菊，張金亮，趙紅娟

（1．中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東青島266100；2．北京師范大學(xué)資源學(xué)院，北京100875）

松遼盆地黒帝廟地區(qū)姚一段淺水三角洲沉積特征及沉積演化＊

亞?wèn)|菊1，張金亮2，趙紅娟1

（1．中國(guó)海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東青島266100；2．北京師范大學(xué)資源學(xué)院，北京100875）

根據(jù)巖心、測(cè)井解釋、錄井資料和地震資料，對(duì)姚一段的沉積微相類型、展布特征及其沉積演化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)研究，結(jié)果表明黒帝廟地區(qū)姚一段發(fā)育淺水三角洲沉積體系。本次研究建立了淺水三角洲沉積體系的沉積模式，其可劃分出淺水三角洲平原、淺水三角洲前緣和前淺水三角洲，根據(jù)不同的沉積特征，各亞相可進(jìn)一步劃分為多種沉積微相。與正常三角洲不同的是，淺水三角洲前緣河口沙壩不發(fā)育，且在該地區(qū)前淺水三角洲地帶發(fā)育出露湖面的淺灘。

淺水三角洲；姚一段；黒帝廟地區(qū)；沉積模式

長(zhǎng)期以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于淺水三角洲沉積已進(jìn)行了較細(xì)致研究［1－3］，認(rèn)為淺水三角洲以分流河道砂為骨架，前緣中河口沙壩不發(fā)育，在河口處不一定形成大面積反韻律砂，且砂體分布明顯受控于分流河道的分流作用，砂體可以呈帶狀集中分布，也可以在局部地區(qū)集中發(fā)育。前人對(duì)松遼盆地姚家組已進(jìn)行了很多研究，并發(fā)表了多篇論文［3－9］，但大多是圍繞松遼盆地北部和中部地區(qū)姚家組層序地層、沉積相、古湖泊演化特征和古生物等方面進(jìn)行的研究。其中，樓章華［3］等對(duì)松遼盆地北部淺水三角洲進(jìn)行過(guò)相關(guān)研究。黒帝廟地區(qū)位于松遼盆地南部，姚家組地層以棕紅色泥巖為主，砂巖主要為泥質(zhì)粉砂巖、碳質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和細(xì)砂巖。為弄清黒帝廟地區(qū)姚一段組的沉積特征，結(jié)合前人的研究成果，本文力圖準(zhǔn)確解釋姚一段的沉積體系特征，建立相應(yīng)的沉積模式，從而更加深入的研究松遼盆地南部姚一段的演化過(guò)程。

1 地質(zhì)背景

松遼盆地是我國(guó)大型中、新生代具斷坳雙重結(jié)構(gòu)的陸相含油氣盆地。長(zhǎng)嶺凹陷位于松遼盆地南部中央坳陷區(qū)南部，其東西兩側(cè)分別為紅崗階地及華字井階地，是縱貫松遼盆地南部中央坳陷區(qū)的大型凹陷。它包含3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元，由北向南依次為：乾安次凹陷、大情字井低隆起和黑帝廟次凹陷。黒帝廟地區(qū)位于長(zhǎng)嶺凹陷最南端，東西兩側(cè)為新星公司登記區(qū)夾持，南為西南隆起，北臨大情字井油田，勘探面積2 500 km2（見圖1）。

松遼盆地地層發(fā)育特征明顯受盆地演化各階段的構(gòu)造背景制約，其中白堊系是松遼盆地油氣勘探的主要目的層。白堊系主要地層從下向上依次發(fā)育下統(tǒng)的泉頭組、青山口組、姚家組、嫩江組，白堊系上統(tǒng)的四方臺(tái)組、明水組（見表1）。其中姚家組可分為姚一段和姚二、三段，姚一段為葡萄花油層，其油藏類型為砂巖透鏡體油氣藏，平面上分布不連續(xù)，埋深相對(duì)較淺，且與其他油層疊置［2］。

圖1 松遼盆地南部中央坳陷區(qū)黑帝廟地區(qū)位置圖Fig．1 Sketch map showing the location of the Heidimiao Area

表1 松遼盆地白堊系地層簡(jiǎn)表Table 1 Stratigraphic division of the Cretaceous，Songliao Basin

本文通過(guò)對(duì)黒帝廟地區(qū)姚一段沉積特征的具體研究，探討該地區(qū)淺水三角洲沉積演化過(guò)程。姚家組沉積早期湖盆整體抬升，水體變淺，氧化強(qiáng)烈，物源供應(yīng)不足，造成沉積速率低，非補(bǔ)償性的沉積特征明顯，與下伏青山口組呈整合—假整合接觸［2，4－6］。姚一段底界是古松遼湖盆經(jīng)歷青山口組沉積末期振蕩性回返抬升之后，湖盆再次振蕩性下降接受沉積的結(jié)果。青山口組沉積末期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，造成了盆地邊緣及東南隆起區(qū)抬升幅度較大，受古地形控制，致使姚家組與青山口組之間存在沉積間斷，即到青三段沉積后期，部分地區(qū)開始出露水面，湖水范圍縮到最小，到姚一段沉積早期湖盆下降又開始以紅層大面積沉積于青三段不同層位之上。姚一段隨盆地北部抬升，湖盆萎縮，沉積中心沿大安和乾安分布。姚一段以紅棕色泥巖為主，夾灰綠色粉砂質(zhì)泥巖，顯示了姚一段為陸上或淺水氧化環(huán)境。本文通過(guò)對(duì)研究區(qū)內(nèi)6口取心井、169口探井和測(cè)井資料綜合分析，確定了黒帝廟地區(qū)姚一段的沉積相特征。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步繪制了姚一段各沉積時(shí)期的砂巖等厚圖，為研究姚一段各沉積時(shí)期沉積微相和沉積演化特征提供了基礎(chǔ)。

2 淺水三角洲

在對(duì)研究區(qū)6口取心井詳細(xì)巖心觀察和描述的基礎(chǔ)上，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，綜合運(yùn)用探井和開發(fā)井的鉆井、錄井、測(cè)井、測(cè)試及各項(xiàng)分析鑒定等資料，對(duì)黑帝廟地區(qū)姚一段的沉積特征和沉積相類型有了較全面的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為研究區(qū)主要發(fā)育淺水三角洲。根據(jù)巖性組合特征、沉積構(gòu)造和砂體分布形態(tài)，可分為淺水三角洲平原、淺水三角洲前緣和前淺水三角洲，其中，平原面積最為廣闊，前緣和前淺水三角洲亞相帶較窄，這是淺水三角洲區(qū)別于正常三角洲的特點(diǎn)之一。

2．1 淺水三角洲平原

系淺水三角洲的水上部分，該研究區(qū)內(nèi)淺水三角洲平原可進(jìn)一步劃分為分流河道、決口扇和決口水道、水上分流間、泛濫平原、河漫灘和河漫湖泊等沉積微相。其中，泛濫平原最為發(fā)育，以紅棕色泥巖為主，砂體以分流河道砂為骨架。

2．1．1 分流河道 分流河道主要由粗砂巖、細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖組成正韻律結(jié)構(gòu)，具有沖刷疊覆現(xiàn)象。單個(gè)河道底部有微沖刷，其上有滯留磨圓狀泥礫和少量礫石，主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理（見圖2a和圖2b）、楔狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理、平行層理、水流沙紋層理（見圖2c）和波狀層理等沉積構(gòu)造，構(gòu)成向上變細(xì)的沉積層序（見圖3），還常見變形構(gòu)造（見圖2d）和生物擾動(dòng)構(gòu)造等。自然電位曲線幅度為高幅—中幅，組合形態(tài)為平滑箱形或鐘形、齒化箱形和鐘形。由分流河道砂體中心向兩側(cè)或河流末端延伸，隨砂巖巖性變細(xì)以及泥質(zhì)隔夾層數(shù)量增多，曲線幅度由高幅變?yōu)榈头?，形態(tài)由平滑性逐漸齒化，即由平滑箱形演化為齒化箱形或鐘形。

2．1．2 決口扇和決口水道 當(dāng)洪水漫溢河床，沖決天然堤向分流間地區(qū)傾瀉時(shí)，便在天然堤外側(cè)的分流間沉積層之上形成扇狀沉積體，這就是決口沉積，即決口扇。該地區(qū)決口水道由厚度較薄的粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖組成，含泥礫，變形構(gòu)造發(fā)育。

2．1．3 水上分流間 水上分流間地區(qū)以泥質(zhì)沉積為主，平行層理、波狀－透鏡狀層理發(fā)育，常見變形構(gòu)造，生物擾動(dòng)構(gòu)造強(qiáng)烈，自然電位和自然伽馬曲線呈指狀或比較平直，幅度較小。

圖3 黒帝廟地區(qū)黑157井姚一段分流河道沉積特征Fig．3 Sedimentary characteristics of distributary channel of Well Hei 157in the 1st member of Yaojia Formation，Heidimiao area

2．1．4 泛濫平原 在河流迅速側(cè)向遷移的情況下，天然堤發(fā)育不良，洪水泛濫可形成廣闊的河漫沉積區(qū)，沉積物不僅有泥質(zhì)，而且還有大量砂質(zhì)沉積，這時(shí)堤岸亞相和河漫亞相已無(wú)什么區(qū)別，故統(tǒng)稱為泛濫平原沉積。姚一段沉積時(shí)期，泛濫平原面積較廣，主要發(fā)育紅棕色泥巖，含少量粉砂質(zhì)泥巖，砂巖不發(fā)育，有少量泥質(zhì)粉砂巖。

2．1．5 河漫灘 河漫灘是河床外側(cè)河谷底部較平坦的部分，平水期無(wú)水，洪水期水流滿溢出河床，淹沒(méi)平坦的谷底，形成河漫灘沉積。該地區(qū)河漫灘沉積以泥質(zhì)粉砂巖為主，發(fā)育沙紋層理、波狀－透鏡狀層理。

2．1．6 河漫湖泊 洪水期后，河漫灘上的低洼地區(qū)就會(huì)積水，加上河床高于兩側(cè)低地，成為低地積水區(qū)的地下水的源泉，使低洼地帶能長(zhǎng)期積水形成河漫湖泊。該地區(qū)河漫湖泊以泥巖和粉砂巖沉積為主，層理一般發(fā)育不好。

2．2 淺水三角洲前緣

淺水三角洲前緣是河流入湖處以下受河流和淺水湖泊共同作用的沉積地帶，主要包括水下分流河道、河口沙壩、前緣沙席（席狀砂）等微相類型。

2．2．1 水下分流河道 水下分流河道是陸上分流河道的水下延伸［10－12］。由于研究區(qū)地形較平緩，湖泊水動(dòng)力在向湖岸長(zhǎng)距離推進(jìn)的過(guò)程中與底面沉積物摩擦，能量減弱，湖泊水動(dòng)力相對(duì)河流動(dòng)力較弱［3］，形成以河流作用為主的水下分流河道相，主要由細(xì)砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖組成正韻律結(jié)構(gòu)。自然電位曲線為高幅－中幅，形態(tài)為平滑箱型或鐘形和齒化箱型或鐘形。通過(guò)黑157井－黑159井－黑143井－黑88井的測(cè)井相，對(duì)水下分流河道沉積特征進(jìn)行研究（見圖4），黑157井是發(fā)育于淺水三角洲平原相的取心井，在測(cè)井曲線顯示段發(fā)育分流河道沉積（見圖3），根據(jù)測(cè)井相理論，黑88井測(cè)井曲線反映了正韻律沉積特征，水流能量逐漸減弱以及物源供應(yīng)的不斷減少，代表一期河道沉積從發(fā)生、發(fā)展到消亡的過(guò)程［13－14］。

2．2．2 河口沙壩 淺水三角洲前緣中河口沙壩不同于正常三角洲之處是河口沙壩不發(fā)育，其砂體分布不具有席狀特征，而是一種相對(duì)局限，僅在局部區(qū)域分布的窄條帶狀展布的砂體類型［1］，主要是水下分流河道砂疊加的結(jié)果。黒帝廟地區(qū)淺水三角洲前緣中，在姚一下段黑49井、黑51井、黑103井和黑104井井區(qū)可見反韻律砂體存在，其他地區(qū)反韻律特征不明顯。自然電位曲線幅度中幅—高幅，組合形態(tài)為平滑箱型或鐘形和齒化箱型或鐘形，由河口沙壩主體向側(cè)緣，自然電位幅度逐漸降低，同時(shí)曲線齒化嚴(yán)重。

2．2．3 前緣沙席 前緣沙席是河口沙壩和部分水下分流河道砂受改造和簸選后重新沉積于河口沙壩前部或側(cè)翼的薄層狀砂體（河口沙壩側(cè)翼沉積和遠(yuǎn)沙壩沉積）。其砂體厚度較薄，砂質(zhì)較純，見水平微波狀層理、沙紋層理，生物蟲孔構(gòu)造發(fā)育。自然電位曲線幅度多中幅—低幅，組合形態(tài)為指形、錐形或鋸齒形，有時(shí)甚至出現(xiàn)平直形。

2．3 前淺水三角洲

前淺水三角洲是河流推進(jìn)到地形平緩的濱淺湖地帶形成的沉積類型，深湖、半深湖不發(fā)育，沉積環(huán)境的水體比末端扇沉積深，而比正常三角洲水體要淺。泥巖主要以棕色、雜色、灰綠色的塊狀泥巖為主。在本研究區(qū)，由于湖浪作用，少量粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖被搬運(yùn)遷移至前淺水三角洲中，形成反韻律或韻律不明顯砂質(zhì)淺灘，并出露出湖面。

2．3．1 淺灘 淺灘是淺水三角洲前緣受波浪沖洗與改造使碎屑物質(zhì)再分配形成，在前淺水三角洲局部地區(qū)形成的出露湖面的砂質(zhì)沉積體［12］，如姚一下段黑53井、黑54井、黑73井和黑118井等井區(qū)。淺灘沉積物較細(xì)，以紅色和棕褐色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖為主，含少量灰色粉砂質(zhì)泥巖，分選性不好，成分成熟度較差。在垂向上表現(xiàn)為紅色砂巖與紅色和棕褐色泥巖互層，自下向上總體顯示泥巖由灰色變?yōu)樽睾稚图t色，粒度由細(xì)變粗再變細(xì)，砂巖厚度由薄變厚再變薄的復(fù)合反韻律。

3 姚一段淺水三角洲沉積相展布及其演化規(guī)律

在姚一段沉積初期松遼盆地曾經(jīng)歷短暫的擠壓抬升作用，而后又開始沉降，重新接受沉積，湖盆整體抬升，氣候持續(xù)干熱，湖水迅速變淺，有機(jī)質(zhì)的沉積環(huán)境由還原變?yōu)檠趸?。由于姚家層序湖盆地?shì)高差小，河流下切作用不明顯，發(fā)育淺水三角洲沉積體系，主要為陸上或淺水氧化環(huán)境，部分區(qū)域出現(xiàn)弱還原環(huán)境（見圖5）。砂巖分選較差，泥質(zhì)含量較高，單層砂巖厚度較薄。

圖4 分流河道—水下分流河道測(cè)井相演化Fig．4 the electrofacies evolution from distributary channel to Underwater distributary channel

圖5 黒帝廟地區(qū)姚一段淺水三角洲沉積模式Fig．5 Shallow－water delta sedimentary facies model of the 1st member of Yaojia Formation，Heidimiao area

根據(jù)姚一段地層分布特征，姚一段可進(jìn)一步劃分為姚一下、中和上段。不同沉積時(shí)期沉積相分布特征不同，但黒帝廟地區(qū)姚一段總體上表現(xiàn)為水退型沉積。

3．1 姚一下段沉積時(shí)期

姚一下段沉積時(shí)期，物源主要來(lái)自西部、西南部和南部。姚一下段砂體主要分布在研究區(qū)西部和南部地區(qū)，砂體厚度大都介于0．6～15．2m之間，最大值15．2 m出現(xiàn)在中部，大致順物源和垂直物源方向，砂體厚度是逐漸減小的，北部砂體厚度較?。ㄒ妶D6a）。該時(shí)期主要發(fā)育淺水三角洲平原和淺水三角洲前緣亞相，前淺水三角洲面積較小，砂體以分流河道砂和前緣砂席為主，河口沙壩砂體較發(fā)育，砂體由分流河道向兩側(cè)厚度逐漸變小，由平原向湖盆方向也逐漸變?。ㄒ妶D7a）。

圖6 黒帝廟地區(qū)姚一段各沉積時(shí)期砂巖等厚圖Fig．6 Isopach map of sandstone in different stages of the 1st member of Yaojia Formation，Heidimiao area

圖7 黒帝廟地區(qū)姚一段各沉積時(shí)期沉積相平面圖Fig．7 Sedimentary facies of different stages of the 1st member of Yaojia Formation，Heidimiao area

3．2 姚一中段沉積時(shí)期

姚一中段沉積時(shí)期，物源主要來(lái)自西部和南部，西南部物源不發(fā)育。姚一中段砂體主要分布在研究區(qū)西部和南部地區(qū)，較姚一下段砂體厚度有所減小，砂體厚度大都介于0．1～9．4m之間，最大值9．4m出現(xiàn)在西部，中部砂體厚度較?。ㄒ妶D6b）。淺水三角洲平原和前淺水三角洲的面積較姚一下段有所增大，而淺水三角洲前緣的面積則減小，砂體以分流河道砂為骨架（見圖7b）。

3．3 姚一上段沉積時(shí)期

姚一上段沉積時(shí)期，物源主要來(lái)自西北部、西部和南部，西南部物源仍不發(fā)育。姚一上段砂體主要分布在研究區(qū)西北部和南部地區(qū)，砂體厚度一般在0．1～8．8m之間，最大值8．8m出現(xiàn)在西北部，砂體在姚一段中最不發(fā)育，東北部砂體最?。ㄒ妶D6c）。與姚一中段相比，淺水三角洲平原相帶進(jìn)一步變寬，而淺水三角洲前緣和前淺水三角洲的面積則有所減?。ㄒ妶D7c）。

4 結(jié)論

（1）姚一段沉積時(shí)期湖盆整體抬升，屬于水退型沉積，主要發(fā)育淺水三角洲沉積。在縱向上，沉積范圍逐漸縮小，淺水三角洲平原面積逐漸加大，淺水三角洲前緣和前淺水三角洲面積隨之減小。

（2）淺水三角洲河口沙壩不發(fā)育，是水下分流河道砂相互疊加的效果，在波浪作用下，部分水下分流河道砂和河口沙壩被改造遷移到前緣沙席中。水下分流河道砂和前緣沙席砂被搬運(yùn)到前淺水三角洲中，被改造成孤立的露出水面的淺灘。淺水三角洲前緣和前淺水三角洲的過(guò)渡地帶，可發(fā)育透鏡狀巖性油藏。

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Shallow－Water Delta Sedimentary Characteristic and Evolution of the 1stMember of Yaojia Formation，Heidimiao Area

YA Dong－Ju1，ZHANG Jin－Liang2，ZHAO Hong－Juan1
（1．College of Marine Geosciences，Ocean University of China，Qingdao 266100，China；2．College of Resources Science ＆Technology，Beijing Normal University，Beijing 100875，China）

According to core observation，logging data and seismic survey，the sedimentary facies types of the 1st member of Yaojia Formation，distribution and evolution of Heidimiao area were studied systematically．The research showed shallow－water delta facies deposited in the 1st member of Yaojia Formation．The model of the shallow－water delta sedimentary system of the region of interest was established．Shallow－water delta could be divided into shallow－water delta plain，shallow－water delta front and prodelta．Based on the different sedimentary characteristics，different subfacies conld be further divided into a variety of sedimentary facies．Different from normal delta，distributary mouth bar was poorly developed in the shallow－water delta front，and shoal patch develop in the prodelta which exposed the shallow lake．Key words： shallow－water delta；the 1st member of Yaojia Formation；Heidimiao area；sedimentary model

P512．2

A

1672－5174（2011）05Ⅱ－299－06

國(guó)家科技支撐計(jì)劃（2006BAC18B05）；山東省自然科學(xué)基金（2009ZRB0213）項(xiàng)目資助

2011－04－05；

2011－05－17

亞?wèn)|菊（1983－），女，碩士生。E－mail：dongju911＠163．com

責(zé)任編輯 徐 環(huán)