劉軍鍔，簡(jiǎn)曉玲，康 波，蘇 明，杜學(xué)斌

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院，湖北武漢430074；2.中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng)257015；3.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東廣州510760；4.中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所，廣東廣州510640）

東營(yíng)凹陷東營(yíng)三角洲沙三段中亞段古地貌特征及其對(duì)沉積的控制

劉軍鍔1，2，簡(jiǎn)曉玲3，康 波1，蘇 明4，杜學(xué)斌1

（1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院，湖北武漢430074；2.中國(guó)石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東東營(yíng)257015；3.廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局，廣東廣州510760；4.中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所，廣東廣州510640）

東營(yíng)凹陷沙三段中亞段發(fā)育9期特征明顯的三角洲進(jìn)積單元，古地貌對(duì)三角洲進(jìn)積單元的控制作用明顯。利用東營(yíng)凹陷豐富的鉆井和高精度三維地震數(shù)據(jù)，采用適用于該區(qū)的定量高精度古地貌恢復(fù)方法——濱線軌跡法，來重建研究區(qū)9期三角洲進(jìn)積單元的古地貌特征，并揭示古地貌對(duì)沉積的控制作用。研究結(jié)果表明，東營(yíng)三角洲在沙三段中亞段沉積時(shí)期古地貌整體呈現(xiàn)南緩北陡、斜坡向西遷移的特征。沉積體的分布范圍和沉積樣式與古地貌特征具有良好的耦合關(guān)系：三角洲沉積主要沿著東部和東南部凸起逐漸向湖盆推進(jìn)，受物源供給能力和古地貌特征的影響，三角洲朵體沿斜坡向西延伸；深洼區(qū)主要發(fā)育半深湖—深湖相沉積，在坡度較大的斜坡前端沉積物易發(fā)生失穩(wěn)而形成濁積砂體。

古地貌特征三角洲進(jìn)積單元沙三段中亞段東營(yíng)三角洲東營(yíng)凹陷

古地貌特征是構(gòu)造變形、沉積充填、差異壓實(shí)和風(fēng)化剝蝕等因素的綜合表征，特別是構(gòu)造活動(dòng)往往會(huì)導(dǎo)致盆地的面貌發(fā)生整體的變化［1］。古地貌恢復(fù)及分析的研究起步于20世紀(jì)50年代，經(jīng)過近60 a的發(fā)展，古地貌恢復(fù)已經(jīng)成為沉積盆地分析的重要組成部分，在重現(xiàn)盆地原始構(gòu)造格局、揭示物源體系及沉積物供給、探討沉積體系類型及空間配置等方面具有重要的指示意義［2-6］。近年來，古地貌恢復(fù)技術(shù)表現(xiàn)為多學(xué)科交叉、多因素控制、半定量—定量分析、正反演相結(jié)合的特征，不僅在精度上有了很大的提高，而且能夠較為直觀地展現(xiàn)古地貌特征對(duì)沉積體系的控制［7-9］。筆者選取東營(yíng)凹陷東營(yíng)三角洲沙三段中亞段為研究對(duì)象，基于對(duì)研究區(qū)豐富錄井、鉆井和高精度地震數(shù)據(jù)的解釋和對(duì)比，建立區(qū)域高精度層序地層格架；采用濱線軌跡法，重建沙三段中亞段9期三角洲進(jìn)積單元的古地貌特征；將不同時(shí)期的沉積體系與古地貌特征進(jìn)行疊合，分析二者在時(shí)空配置上的耦合關(guān)系；研究結(jié)果不僅能夠直觀地揭示古地貌特征對(duì)沉積體的控制作用，而且將為東營(yíng)凹陷東營(yíng)三角洲的油氣勘探和有利砂體的預(yù)測(cè)提供地質(zhì)基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東營(yíng)凹陷位于渤海灣裂谷盆地濟(jì)陽(yáng)坳陷東南部，是一個(gè)大型的寬緩箕狀凹陷［10］，其北以陳家莊凸起和濱縣凸起為界與沾化凹陷相鄰，東北部為青坨子凸起，東與青東凹陷溝通，西為青城凸起，南與魯西隆起和廣饒凸起相鄰，是一個(gè)四周有凸起環(huán)繞的晚白堊世—新近紀(jì)斷—拗復(fù)合盆地。該凹陷具有北斷南超、盆地基底北陡南緩的特點(diǎn)［11-12］。東營(yíng)三角洲位于東營(yíng)凹陷的東部，是凹陷內(nèi)沙三段沉積時(shí)期的重要沉積體系。前期研究表明，東營(yíng)三角洲砂體及其相關(guān)的濁積砂體是凹陷內(nèi)重要的油氣儲(chǔ)集體，蘊(yùn)含著豐富的油氣資源，成為目前凹陷內(nèi)油氣勘探的重要領(lǐng)域［13-17］。前人對(duì)東營(yíng)三角洲的古地貌恢復(fù)工作也做了初步的研究，如利用層拉平方法對(duì)東營(yíng)三角洲發(fā)育區(qū)進(jìn)行了古地貌特征的描述和分析①。近年來，隨著東營(yíng)凹陷油氣勘探工作的逐漸推進(jìn)，特別是豐富的鉆井資料和大連片三維地震數(shù)據(jù)的采集，使得可以對(duì)沙三段中亞段沉積時(shí)期的東營(yíng)三角洲進(jìn)行高精度的層序地層劃分。通過對(duì)錄井、測(cè)井和高分辨率三維地震資料的解釋，能夠建立研究區(qū)的三級(jí)層序地層格架，在此基礎(chǔ)之上，通過對(duì)比三角洲進(jìn)積形態(tài)和內(nèi)部構(gòu)成特征，對(duì)沙三段中亞段沉積時(shí)期的三角洲進(jìn)積單元進(jìn)行重點(diǎn)解剖，共劃分出9個(gè)四級(jí)層序，分別對(duì)應(yīng)9個(gè)三角洲進(jìn)積單元（Z1—Z9）（圖1）。

圖1 東營(yíng)凹陷沙三段中亞段沉積時(shí)期東營(yíng)三角洲進(jìn)積單元剖面

2 古地貌特征

利用濱線軌跡法研究思路和工作流程［18-19］，分別計(jì)算了9期三角洲進(jìn)積單元的沉積厚度、可容納空間和古水深，其中沉積厚度反映了沉積物堆積的平面展布形態(tài)，可間接指示主要的物源方向和相對(duì)供給能力的強(qiáng)度；可容納空間代表了沉積物潛在的沉積空間；古水深則直接反映了當(dāng)時(shí)的古地形特征，其作為可容納空間和沉積物供給的綜合結(jié)果，能夠較為直觀地再現(xiàn)各進(jìn)積單元沉積時(shí)期的古地貌形態(tài)［19］。利用濱線軌跡法恢復(fù)古地貌的具體工作流程為：從地震數(shù)據(jù)中獲取9期三角洲進(jìn)積單元頂界面層位數(shù)據(jù)，根據(jù)相應(yīng)的錄井和測(cè)井資料得到其巖石物性參數(shù)進(jìn)行回剝處理，得到各期三角洲進(jìn)積單元的原始沉積厚度及濱線軌跡，所得出的濱線軌跡其垂向增量加上各點(diǎn)差異沉降校正量即為各點(diǎn)的可容納空間，可容納空間減去原始沉積厚度就是三角洲進(jìn)積單元沉積時(shí)的古水深，即三角洲進(jìn)積單元形成的古地貌形態(tài)。

平面上，研究區(qū)南部較緩，地形由物源區(qū)向凹陷內(nèi)部逐步平緩；北部較陡，地形變化明顯。斜坡位置逐漸向盆地西部遷移，凹陷內(nèi)部的深洼區(qū)也不斷向西遷移，范圍越來越小，深度也越來越淺。

垂向上，Z9—Z7沉積時(shí)期，研究區(qū)主要表現(xiàn)為深洼地貌，最深處可達(dá)180 m以上。青坨子凸起西、南部的深洼地形逐漸明顯，至Z7沉積時(shí)期已形成沿北部陡坡帶、青坨子凸起、南部緩坡帶深水區(qū)和研究區(qū)西部的深洼環(huán)帶地貌。北部陡坡帶的深大斷裂對(duì)此處的地貌影響巨大，在演化的過程中始終保持著深洼地貌；而在陳家莊凸起中東部，地勢(shì)相對(duì)較高，因此表現(xiàn)為沿斜坡向盆地中部逐漸過渡的低洼地形。Z6—Z4沉積時(shí)期，研究區(qū)的洼陷地貌逐漸縮小，湖盆整體水深變淺（Z4沉積時(shí)期僅為50～100 m），凹陷東部的平原范圍逐漸擴(kuò)大，整體古地貌格局由民豐洼陷及利津洼陷2個(gè)深洼區(qū)（Z6進(jìn)積單元）向北部斷裂—南部深水—西部斷裂的三叉深洼區(qū)（Z5進(jìn)積單元），再向相互分割的淺洼區(qū)（Z4進(jìn)積單元）過渡。Z3—Z1沉積時(shí)期，湖盆逐漸被沉積物填滿，總體為平原地貌，顯示為過補(bǔ)償區(qū)域，洼陷地形零星分布在研究區(qū)的西部，深度一般較小。

3 古地貌對(duì)三角洲進(jìn)積單元的控制

古地貌形態(tài)制約著盆地的可容納空間，從而影響著沉積物的體積分配和相分異作用，進(jìn)而決定了沉積體系在平面上的展布及垂向上的組合規(guī)律。在沙三段中亞段沉積時(shí)期，東營(yíng)凹陷東營(yíng)三角洲沙三段中亞段古地貌特征可劃分為3個(gè)階段：初始蘊(yùn)育階段、明顯進(jìn)積階段和過補(bǔ)償階段，不同階段對(duì)三角洲進(jìn)積單元表現(xiàn)出不同的控制作用。

初始蘊(yùn)育階段 初始蘊(yùn)育階段對(duì)應(yīng)Z9—Z7沉積時(shí)期（圖2）。該階段湖盆范圍比較廣泛，水深較大，主要發(fā)育深湖—半深湖相，三角洲朵體初始發(fā)育，為三角洲前緣亞相，主要是在凹陷東部的隆起上發(fā)育小型的三角洲，延伸不遠(yuǎn)，并且橫向發(fā)育也很有限。三角洲朵體由盆地周緣的隆起區(qū)沿著斜坡不斷向湖盆推進(jìn)，朵體規(guī)模隨之逐步擴(kuò)展。該階段發(fā)育大量的濁積砂體，受斜坡影響在三角洲前端形成。Z9沉積時(shí)期，濁積砂體主要集中在牛莊洼陷、民豐洼陷及利津洼陷周緣的斜坡位置分布；Z8沉積時(shí)期，濁積砂體零散地分布在湖盆內(nèi)；Z7沉積時(shí)期，坡折位置稍向西遷移，斜坡的坡度也有所增加，濁積砂體由零散分布變成集中分布于深洼區(qū)，主要分布于研究區(qū)的中東部、牛莊洼陷北部及民豐洼陷、中央隆起帶附近。

明顯進(jìn)積階段 明顯進(jìn)積階段對(duì)應(yīng)Z6—Z4沉積時(shí)期（圖2），為三角洲明顯發(fā)育時(shí)期。該階段湖盆范圍以較大幅度向研究區(qū)西部縮小，逐漸呈北北東向條帶狀展布，水深明顯減小，斜坡的位置逐漸向西遷移，斜坡的坡度急劇減小。三角洲朵體由物源隆起區(qū)隨坡折位置不斷向湖盆延展，延伸的范圍越來越廣，主要為三角洲平原及三角洲前緣亞相，其前端湖盆內(nèi)發(fā)育小范圍零星分布的濁積砂體。

過補(bǔ)償階段 過補(bǔ)償階段對(duì)應(yīng)Z3—Z1沉積時(shí)期（圖2）。該階段水體范圍縮至西北部，研究區(qū)主要為過補(bǔ)償區(qū)，主要發(fā)育三角洲平原和三角洲前緣亞相。三角洲朵體繼續(xù)向西進(jìn)積，橫向上延伸較廣，連片發(fā)育，幾乎已占據(jù)整個(gè)研究區(qū)。

圖2 東營(yíng)凹陷沙三段中亞段9期三角洲進(jìn)積單元古地貌與沉積體系疊合

4 沉積模式

研究區(qū)沙三段中亞段主要的物源區(qū)為東北部的青坨子凸起以及東南部的濰北凸起和廣饒凸起。沙三段中亞段沉積時(shí)期，沉積物物源供給充足，隨著凸起區(qū)向湖盆不斷地提供物源和古水深的逐漸減小，斜坡以南緩北陡的特征不斷向西部的湖盆內(nèi)遷移，從而控制了三角洲進(jìn)積單元的時(shí)空分布。隨著三角洲的不斷進(jìn)積，研究區(qū)東北部的三角洲沉積體系與東南部的三角洲沉積體系逐漸連成一體。西部凹陷（即三角洲沉積物的前部區(qū)域）水體深度較大，一般發(fā)育以灰色泥巖或砂質(zhì)泥巖為代表的半深湖—深湖相沉積，由于研究區(qū)內(nèi)三角洲進(jìn)積作用明顯，特別是在三角洲前端往往具有較快的沉積堆積速率，當(dāng)坡度不斷增大達(dá)到一定角度時(shí)，三角洲進(jìn)積單元所攜帶的大量沉積物將沿著斜坡在重力誘導(dǎo)下發(fā)生沉積物失穩(wěn)，以濁積砂體的形式在深湖—半深湖區(qū)沉積下來（圖3）。

圖3 東營(yíng)凹陷沙三段中亞段東營(yíng)三角洲沉積模式

5 結(jié)論

東營(yíng)凹陷東營(yíng)三角洲在沙三段中亞段沉積時(shí)期共劃分出9個(gè)四級(jí)層序，對(duì)應(yīng)9個(gè)三角洲進(jìn)積單元。利用濱線軌跡法恢復(fù)了9期三角洲進(jìn)積單元的古地貌，其總體特征表現(xiàn)為：研究區(qū)地形南部較緩，由物源區(qū)向凹陷內(nèi)部逐步平緩，隆凹的差異性不明顯；北部較陡，地形變化明顯；斜坡位置逐漸向盆地西部遷移，湖盆范圍也不斷向西遷移，范圍越來越小，深度也越來越淺。

不同的地貌特征控制了不同沉積體系的空間展布，三角洲沉積體系主要沿著東部和東南部物源凸起區(qū)向湖盆推進(jìn)，隨著物源不斷往西部供給，坡折位置逐漸向西遷移，古地貌逐漸平緩，三角洲朵體順著斜坡在橫向上不斷地延展。湖盆區(qū)主要發(fā)育深湖—半深湖相；物源越過三角洲沉積體系，在坡度較大的斜坡上，沉積物由于重力作用而滑塌，從而在斜坡前端的深湖—半深湖中形成濁積砂體。

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編輯經(jīng)雅麗

TE111.3

：A

：1009-9603（2014）01-0020-04

2013-11-22。

劉軍鍔，男，高級(jí)工程師，在讀博士研究生，從事油氣地質(zhì)研究。聯(lián)系電話：（0546）8715030，E-mail：ljelyx@163.com。

國(guó)家油氣重大專項(xiàng)“渤海灣盆地東營(yíng)凹陷勘探成熟區(qū)精細(xì)評(píng)價(jià)示范工程”（2008ZX05051）。

①李家強(qiáng).層拉平方法在沉積前古地貌恢復(fù)中的應(yīng)用——以濟(jì)陽(yáng)坳陷東營(yíng)三角洲發(fā)育區(qū)為例.油氣地球物理，2008，6(2)：46-49.