季漢成，門相勇，翁慶萍，楊東杰，孟培偉

（1．中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，北京 102249；2．中石油煤層氣有限責(zé)任公司，北京 100028）

0 引 言

東北大三江盆地群為典型的殘留改造盆地［1－2］。前人對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了大量的普查和勘探工作［3－4］，但由于地質(zhì)條件復(fù)雜，其主要為含煤盆地［5－6］，石油勘探程度低［7－10］，地震資料品質(zhì)較差，尤其是地震勘探覆蓋區(qū)小，探井?dāng)?shù)量少，各個(gè)盆地勘探程度不一，造成對(duì)盆地類型認(rèn)識(shí)上的不統(tǒng)一，主要存在2種認(rèn)識(shí)：一種認(rèn)為三江各盆地在早白堊世城子河組、穆棱組沉積時(shí)期為統(tǒng)一大三江盆地［11］；另一種認(rèn)為三江各盆地是分割的斷陷盆地，松遼盆地以東隆起區(qū)早白堊世在上升的背景上有局部斷陷，形成了小型斷陷盆地［12］。因此，對(duì)該地區(qū)還需進(jìn)一步開展針對(duì)性的研究，重新認(rèn)識(shí)盆地類型，恢復(fù)大慶外圍東北部盆地群白堊世巖相古地理面貌，預(yù)測(cè)有利沉積相帶和生儲(chǔ)油氣的潛力，提高鉆井成功率，降低勘探風(fēng)險(xiǎn)，從而指導(dǎo)進(jìn)一步的油氣勘探。

筆者在詳細(xì)分析區(qū)域動(dòng)力學(xué)背景、區(qū)域地層資料［13－18］、生物地 層 資 料 劃 分［19－22］和 對(duì) 比 的 基 礎(chǔ) 上，結(jié)合前人認(rèn)識(shí)，開展了系統(tǒng)的野外地質(zhì)調(diào)查，通過對(duì)巖芯、測(cè)井及地震剖面資料的綜合分析，選擇一批重點(diǎn)露頭剖面進(jìn)行地層、沉積綜合研究；在確定不同盆地沉積相類型的基礎(chǔ)上，對(duì)研究區(qū)早白堊世穆棱組、城子河組的巖相古地理進(jìn)行了恢復(fù)，可為進(jìn)一步的油氣勘探提供重要信息。

1 地質(zhì)概況

松遼外圍東北部盆地包含三江、虎林、雞西等多個(gè)盆地及湯原、方正等斷陷，即現(xiàn)在統(tǒng)稱的東北大三江地區(qū)。本次研究主要針對(duì)大三江地區(qū)中的三江、虎林、雞西、勃利、方正、湯原等6個(gè)盆地（圖1）。

松遼外圍東部盆地群經(jīng)歷了2期重大伸展沉降期（早白堊世和古近紀(jì)［23］），2期擠壓抬升期（早白堊世末期—晚白堊世和古近紀(jì)末期）和2期扭動(dòng)期（早白堊世左行和新近紀(jì)右行）。早白堊世時(shí)，主要的隆起（如樺南隆起、富錦隆起、麻山隆起）已經(jīng)形成，各盆地為整體分隔、局部相連的構(gòu)造格局。

研究區(qū)下白堊統(tǒng)地層以陸相沉積為主，夾火山巖、煤和海相夾層，區(qū)域上可以很好地追蹤對(duì)比，在地層時(shí)代上具有一致性［24－25］，只是不同地區(qū)碎屑巖與火山巖發(fā)育程度不一樣，地層名稱不一樣，其相互對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1［25］。本次研究只涉及城子河組和穆棱組。

2 沉積相類型

城子河組和穆棱組沉積相類型豐富，既有陸相的河流相、湖相、三角洲、扇三 角 洲、湖 底 扇［1，26－27］，還有濱淺海沉積和火山巖。從野外露頭考察來看，相類型復(fù)雜多樣，以濱淺湖、三角洲平原等淺水沉積為主，夾數(shù)層沼澤相煤和海相夾層［28］；在古隆起的邊緣，有扇三角洲、辮狀河相存在，向盆內(nèi)過渡為濱淺湖和半深湖。

2．1 辮狀河

辮狀河發(fā)育大套厚層礫巖夾薄層的粗砂巖、砂巖。礫巖分選、磨圓較好，定向排列，發(fā)育大型槽狀交錯(cuò)層理、沖刷面，正粒序且在垂向上相互疊置呈多套旋回組合。砂巖中也發(fā)育大型槽狀交錯(cuò)層理，特別以東麻山、穆棱—林口公路30km較典型；辮狀河中見莖葉等植物化石。城子河組野外剖面中辮狀河較為少見，僅在七臺(tái)河市萬寶駕校公路邊出露（圖2）。

2．2 三角洲

圖1 東北大三江地區(qū)各盆地分布Fig．1 Distribution of Each Basin in Dasanjiang Area of Northeast China

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在野外剖面中常見城子河組三角洲平原亞相，三角洲前緣亞相僅見于煤礦連續(xù)取芯中。三角洲平原水上分流河道呈透鏡狀，垂向上一般表現(xiàn)為正粒序，底部往往發(fā)育沖刷面。沖刷面之上發(fā)育滯留沉積，其上多為灰色、灰白色的砂巖、粉砂巖。三角洲平原見爬升層理、槽狀交錯(cuò)層理及平行層理發(fā)育（圖3）。分流間灣中多夾有厚度不等的煤層。分流河道沉積在自然電位和電阻率曲線上為箱型或正韻律鐘型曲線，分流河道間為低幅齒狀。

圖2 下白堊統(tǒng)穆棱組辮狀河沉積特征及沉積構(gòu)造Fig．2 Sedimentary Feature and Structure of Braided River in the Lower Cretaceous Muling Formation

圖3 下白堊統(tǒng)城子河組三角洲平原沉積特征及沉積構(gòu)造Fig．3 Sedimentary Feature and Structure of Delta Plain in the Lower Cretaceous Chengzihe Formation

三角洲前緣水下分流河道、河道間微相與水上分流河道、河道間微相巖性相似，但粒度變細(xì)，成熟度變高（圖4）。該微相在水下分流河道間微相沉積物主要由灰色、深灰色泥巖以及粉砂質(zhì)泥巖組成。三角洲前緣呈現(xiàn)塊狀層理、揉皺變形層理、泄水構(gòu)造，有時(shí)含炭屑，見生物擾動(dòng)（圖4）。水下分流河道沉積在自然電位和電阻率曲線上為高幅箱型或正韻律鐘型，分流河道間為低幅齒狀。

圖4 下白堊統(tǒng)城子河組三角洲前緣沉積特征及沉積構(gòu)造Fig．4 Sedimentary Feature and Structure of Delta Front in the Lower Cretaceous Chengzihe Formation

三角洲相在地震剖面上多表現(xiàn)為中振幅較連續(xù)前積反射結(jié)構(gòu)，有時(shí)表現(xiàn)為發(fā)散楔狀反射（圖5），多出現(xiàn)在盆地邊緣，由差異沉降所引起。

圖5 綏濱坳陷37線前積反射結(jié)構(gòu)Fig．5 Progradation Seismic Reflection of Line 37 in Suibin Depression

三角洲平原與沼澤相在研究區(qū)最為發(fā)育，最典型的是雙鴨山長(zhǎng)安煤礦南雙七公路與鐵路交匯處公路兩側(cè)剖面（圖6）。

圖6 雙鴨山市長(zhǎng)安煤礦雙七公路與鐵路交叉處城子河組三角洲平原與沼澤相Fig．6 Delta Plain and Swamp Facies in Chengzihe Formation at Infall of Shuangqi Road of Chang'an Coal Main and Railway in Shuangyashan City

2．3 濱淺湖

灰色薄層粉砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與泥巖、炭質(zhì)泥巖、粉砂質(zhì)泥巖間互沉積，炭質(zhì)泥巖中發(fā)育大量的炭屑和植物莖葉，見波狀層理、透鏡狀層理。此外，濱淺湖中生物擾動(dòng)比較強(qiáng)烈，潛穴、植物根系化石也較為常見（圖7），發(fā)育在雙鴨山采石場(chǎng)、集賢縣果木一隊(duì)等地。在自然電位和深淺雙側(cè)向曲線上幅值較低，常見有低幅和中幅曲線互層式組合，反映了砂、粉砂和泥巖交互成層。

2．4 扇三角洲

扇三角洲平原亞相水上分流河道自下而上一般表現(xiàn)為正粒序。沉積物主要由礫巖、含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖組成。砂巖成分成熟度低，主要有長(zhǎng)石巖屑砂巖和巖屑長(zhǎng)石砂巖。由于沉積物粒度粗（圖8），砂巖中以塊狀層理居多，此外還常見中、小型槽狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理和板狀交錯(cuò)層理。測(cè)井曲線多表現(xiàn)為箱形曲線，反映為頂、底部突變接觸。

扇三角洲前緣亞相水下分流河道微相與水上分流河道的區(qū)別是粒度較細(xì)，沖刷面之上砂巖中也含有滯留礫石、灰色與深灰色大小不等的泥礫。河口壩微相主要由深灰色與灰色的粉砂質(zhì)泥巖、灰色粉砂巖和細(xì)砂巖組成，其中常見小型交錯(cuò)層理、波狀層理、透鏡狀層理，可見蟲孔。巖相在垂向上構(gòu)成典型的反粒序。測(cè)井曲線上多呈箱形和鐘形，表現(xiàn)為底部突變接觸。前扇三角洲亞相常與河口壩、席狀砂相伴生。其巖性組成為深灰色泥巖，以塊狀層理為主，生物擾動(dòng)比較明顯。

2．5 半深湖—深湖亞相

半深湖—深湖亞相主要由深灰色、灰黑色泥巖組成，主要在勃利盆地中部金沙凹陷城子河組、穆棱組以及綏濱坳陷穆棱組發(fā)育。此外，在半深湖—深湖相中常發(fā)育湖底扇相，其整體巖性為夾于厚層暗色泥巖中的粗碎屑沉積，常見鮑瑪序列。在自然電位和電阻率曲線上，半深湖—深湖亞相為低幅值。半深湖—深湖亞相在地震剖面上多表現(xiàn)為中弱振幅平行—亞平行反射結(jié)構(gòu)，代表相對(duì)比較穩(wěn)定的低能量沉積環(huán)境（圖9）。

圖7 下白堊統(tǒng)城子河組濱淺湖沉積特征及沉積構(gòu)造Fig．7 Sedimentary Feature and Structure of Shore Shallow Lacustrine in the Lower Cretaceous Chengzihe Formation

3 巖相古地理

3．1 湯原斷陷和三江盆地城子河期

城子河組沉積時(shí)期，湯原斷陷沉積物較粗，主要發(fā)育濱淺湖和扇三角洲沉積，扇三角洲沉積發(fā)育扇三角洲平原和前緣沉積。在地震剖面上，濱淺湖沉積為中振幅較連續(xù)亞平行短波狀反射；扇三角洲沉積以中振幅較連續(xù)短波狀－雜亂楔形－丘形反射為主，如湯原斷陷南部望1井和湯熱1井附近（圖10）。半深湖、深湖區(qū)不發(fā)育。本期沉積物主要來自斷陷東北和東南隆起。

綏濱坳陷主要發(fā)育三角洲和濱淺湖沉積。三角洲沉積在地震剖面上表現(xiàn)為以中弱振幅不連續(xù)短波狀、雜亂和亂崗狀丘形反射為主，如綏D1井和濱1井東南部、濱參1井南部的三角洲前緣沉積為中振幅不連續(xù)亞平行、前積、雜亂丘型反射；三角洲平原亞相沉積少，可能是三角洲平原亞相后期被剝蝕了的緣故。濱淺湖沉積則以中振幅連續(xù)亞平行、中振幅較連續(xù)—不連續(xù)亞平行短波狀為主。沉積物主要來自凹陷周邊的樺南隆起、富錦隆起和北側(cè)的山地。前進(jìn)坳陷資料少，鉆井皆未到達(dá)該地層，根據(jù)地震資料推測(cè)主要為三角洲和濱淺湖沉積，物源來自周邊的古隆起。城子河期有數(shù)層沼澤相的煤和海相夾層［20－21，28］，隨著氣候變化，海平面上升時(shí)，海水自古鄂霍茨克海侵入三江盆地，形成海相夾層（圖11）。

圖8 方正斷陷方4井下白堊統(tǒng)穆棱組單井相分析Fig．8 Core Facies Analysis of the Lower Cretaceous Muling Formation of Well Fang4in Fangzheng Rift

圖9 勃利盆地410線中振幅連續(xù)平行—亞平行反射結(jié)構(gòu)Fig．9 Middle－amplitude Continuous Parallel to Sub－parallel Seismic Reflection of Line 410in Boli Basin

圖10 湯原斷陷324線下白堊統(tǒng)沉積相剖面Fig．10 Sedimentary Facies Profile of the Lower Cretaceous of Line 324in Tangyuan Rift

3．2 雞西盆地、勃利盆地和虎林盆地城子河期

城子河組沉積時(shí)期，雞西盆地以三角洲和濱淺湖沉積為主。雞西盆地北部雞D6井附近以中振幅較連續(xù)—不連續(xù)短波狀－雜亂反射為主，反映三角洲平原相沉積；雞D6井、雞D2井以南以中振幅較連續(xù)—不連續(xù)雜亂和前積楔形丘形反射為主，對(duì)應(yīng)三角洲前緣；東部以及雞1井、雞2井、雞D1井附近以中振幅較連續(xù)亞平行反射為主，反映濱淺湖沉積。該沉積時(shí)期，雞西盆地湖泊分成2部分，一部分在梨樹鎮(zhèn)坳陷西部，與另一部分在雞東—東?！谂_(tái)一帶交匯，并在東?！谂_(tái)一帶形成統(tǒng)一的湖泊，該相區(qū)周圍為濱淺湖夾沼澤沉積；雞西盆地在該沉積時(shí)期仍與古鄂霍茨克海有通道相連，當(dāng)海平面上升時(shí)（或風(fēng)暴潮時(shí)），海水可自東向西偏南進(jìn)入到本盆地形成海相夾層，黑臺(tái)地區(qū)的73－1井、75－22井，雞西市附近的83－87井產(chǎn)有海相雙殼類化石即是證明。雞東凹陷、梨樹鎮(zhèn)坳陷西部為三角洲發(fā)育區(qū)。本期的物源主要來自雞西盆地西部和西北部的剝蝕區(qū)，南部和北部也有物質(zhì)供給。

勃利盆地以三角洲和濱淺湖沉積為主。勃利盆地西部附近以中振幅較連續(xù)—不連續(xù)短波狀－雜亂反射為主，反映三角洲平原相沉積；中部勃D3井、勃D4井、勃D5井附近以中振幅較連續(xù)—不連續(xù)雜亂和前積楔形丘形反射為主，對(duì)應(yīng)三角洲前緣；北部以及勃參1井、勃1井、勃D7井南部以中振幅較連續(xù)亞平行反射為主，反映濱淺湖沉積。向盆地內(nèi)部為濱淺湖沉積，并與雞西盆地湖泊相交匯，也發(fā)育海相夾層［28］和數(shù)層煤。

虎林盆地資料較少，根據(jù)前人資料和地震相分析，北部凹陷主要為半深湖沉積，南部凹陷為濱淺湖沉積，在盆地邊緣發(fā)育三角洲沉積（圖12）。

圖11 湯原斷陷和三江盆地早白堊世城子河期巖相古地理Fig．11 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Chengzihe Age in Tangyuan Rift and Sanjiang Basin

3．3 湯原斷陷和三江盆地穆棱期

穆棱組沉積時(shí)期，湯原斷陷周邊發(fā)育扇三角洲沉積，地震剖面上表現(xiàn)為以中振幅較連續(xù)短波狀－雜亂楔形丘形反射為主。湯參2井附近為中振幅連續(xù)—較連續(xù)平行—亞平行反射，為半深湖沉積。而三江盆地沉積的分布范圍大大縮小，僅分布于綏濱坳陷西南部一隅，主要為濱淺湖沉積，半深湖范圍較小。濱參1井東南部地震反射以中振幅較連續(xù)—不連續(xù)短波狀前積楔形透鏡形為主，對(duì)應(yīng)三角洲沉積；綏濱坳陷其余地區(qū)反射以中振幅較連續(xù)亞平行為主，相應(yīng)為濱淺湖沉積，物源區(qū)位于凹陷的西側(cè)。前進(jìn)坳陷該組地層不太發(fā)育（圖13）。

3．4 雞西盆地、勃利盆地和虎林盆地穆棱期

穆棱組沉積時(shí)期，雞西盆地、勃利盆地和虎林盆地沉積體系與城子河組沉積時(shí)期基本一致，只是水體變淺，盆地主體依然是濱淺湖沉積。雞西盆地雞D6井以東、雞2井西北、雞D2井東南以及雞D3井附近地震相主要為中振幅較連續(xù)—不連續(xù)短波狀、雜亂、前積楔形、透鏡形、丘形反射，反映為三角洲前緣沉積，其余地區(qū)為中振幅較連續(xù)亞平行、短波狀反射，對(duì)應(yīng)為濱淺湖環(huán)境。

圖12 雞西盆地、勃利盆地和虎林盆地早白堊世城子河期巖相古地理Fig．12 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Chengzihe Age in Jixi Basin，Boli Basin and Hulin Basin

圖13 湯原斷陷和三江盆地早白堊世穆棱期巖相古地理Fig．13 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Muling Age in Tangyuan Rift and Sanjiang Basin

勃利盆地勃參1井至勃利一線西側(cè)和麻山隆起北側(cè)反射為中振幅斷續(xù)雜亂，對(duì)應(yīng)三角洲沉積；七臺(tái)河市和勃參2井以東為中振幅較連續(xù)亞平行短波狀反射，反映為濱淺湖沉積；勃參2井東北為中振幅連續(xù)—較連續(xù)亞平行反射，對(duì)應(yīng)為半深湖相沉積?；⒘峙璧匾灾姓穹^連續(xù)亞平行和短波狀反射為主，結(jié)合古生物資料分析為濱淺湖相含海相夾層［21－22，28］?；⒘峙璧啬喜颗d凱地區(qū)虎參1井附近以波狀－雜亂丘狀反射為主，為三角洲沉積，其余地區(qū)以中強(qiáng)振幅連續(xù)平行反射為主，為濱淺湖相沉積。該時(shí)期仍然發(fā)育海相夾層，海侵方向仍然沿著城子河時(shí)期故道侵入［21－22，28］，其規(guī)模與城子河晚期海侵范圍相當(dāng)，只是持續(xù)時(shí)間較短（圖14、15）。

4 結(jié) 語

（1）城子河組和穆棱組沉積相類型豐富，既有陸相的河流相、湖相、三角洲、扇三角洲、湖底扇，還有濱淺海沉積和火山巖。以濱淺湖、三角洲平原等淺水沉積為主，夾數(shù)層沼澤相煤和海相夾層；在古隆起的邊緣有扇三角洲、辮狀河相存在，向盆內(nèi)過渡為濱淺湖和半深湖。

圖14 勃利盆地410線下白堊統(tǒng)沉積相剖面Fig．14 Sedimentary Facies Profile of the Lower Cretaceous of Line 410in Boli Basin

圖15 雞西盆地、勃利盆地和虎林盆地早白堊世穆棱期巖相古地理Fig．15 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Muling Age in Jixi Basin，Boli Basin and Hulin Basin

（2）城子河組沉積時(shí)期，湯原斷陷周邊發(fā)育扇三角洲沉積，綏濱和前進(jìn)坳陷以三角洲和濱淺湖沉積為主，局部發(fā)育半深湖，并發(fā)育海相夾層和沼澤沉積；雞西盆地和勃利盆地以三角洲和濱淺湖沉積為主，虎林盆地以濱淺湖沉積為主，局部發(fā)育半深湖，并發(fā)育海相夾層和沼澤沉積，張廣才嶺和樺南隆起是盆地主要物源供給區(qū)。穆棱組沉積時(shí)期，湯原斷陷周邊發(fā)育扇三角洲沉積，綏濱和前進(jìn)坳陷地層不太發(fā)育；雞西盆地和勃利盆地以三角洲和濱淺湖沉積為主，局部發(fā)育半深湖，并發(fā)育海相夾層和沼澤沉積，虎林盆地南部凹陷以濱淺湖沉積為主，張廣才嶺和樺南隆起是盆地主要物源供給區(qū)。

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