王琳霖,王振奇,肖 鵬

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100； 2.長(zhǎng)江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430100)

下剛果盆地A區(qū)塊中新統(tǒng)深水沉積體系特征

王琳霖1，2,王振奇1,肖 鵬1，2

(1.長(zhǎng)江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100； 2.長(zhǎng)江大學(xué) 油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430100)

下剛果盆地中新統(tǒng)主要的沉積類型為深水重力流沉積。通過(guò)對(duì)鉆井與測(cè)井資料的分析，結(jié)合高分辨率三維地震特征的研究，揭示了下剛果盆地西南部地區(qū)中新統(tǒng)深水沉積體系與層序的發(fā)育特征。A區(qū)塊中新統(tǒng)可識(shí)別出7個(gè)三級(jí)層序(SQ1—SQ7)，層序格架下發(fā)育塊體搬運(yùn)沉積、水道、堤岸、朵體、廢棄水道、決口扇及深海泥質(zhì)沉積7類沉積單元。各層序格架下重力流發(fā)育特征和規(guī)模不盡相同，其中SQ1—SQ2和SQ4—SQ5沉積時(shí)期重力流沉積規(guī)模較小，發(fā)育小型高彎度重力流水道和堤岸沉積；SQ3和SQ6—SQ7沉積時(shí)期重力流沉積規(guī)模較大，發(fā)育大型復(fù)合重力流水道、朵體和堤岸沉積。綜合研究區(qū)深水沉積單元的發(fā)育特征，建立了該區(qū)深水重力流沉積模式，即塊體搬運(yùn)沉積發(fā)育在近陸坡區(qū)域，向前依次發(fā)育近源端的水道-堤岸復(fù)合體和決口扇沉積，水道高彎度地區(qū)的廢棄水道以及水道末端的朵體沉積。這個(gè)沉積模式為該地區(qū)下一步的深水油氣勘探提供了理論依據(jù)。

重力流;深水沉積體系;層序地層;中新統(tǒng);下剛果盆地

20世紀(jì)70年代以來(lái)，深海油氣勘探逐漸成為油氣勘探的熱點(diǎn)領(lǐng)域。海上勘探的難點(diǎn)在于沉積體位于深水之下，無(wú)法對(duì)其搬運(yùn)和沉積過(guò)程進(jìn)行直接觀測(cè)，利用現(xiàn)代露頭剖面、巖心、測(cè)井、沉積模擬實(shí)驗(yàn)等方面的資料以及高分辨率三維地震數(shù)據(jù)，結(jié)合地震沉積學(xué)研究方法，使深水盆地沉積體系的研究成為可能。全球大部分深水油氣勘探活動(dòng)主要集中在墨西哥灣、西非沿海以及巴西沿海[1-4]，下剛果盆地作為西非海岸盆地帶第二大含油氣盆地，其深水區(qū)油氣勘探引起世界油氣勘探領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。自1997年開(kāi)始，下剛果盆地深水勘探進(jìn)入熱潮期，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)多個(gè)深水油氣田，其中世界級(jí)大油氣田達(dá)到10個(gè)，說(shuō)明該盆地具有較大的油氣勘探潛力。

全球?qū)W者針對(duì)深水重力流沉積進(jìn)行了較深入的研究，Posamentier和Kolla提出了深水水道沉積體系由低彎度水道充填、天然堤沉積、分流水道復(fù)合體、朵體、席狀砂、決口扇等沉積單元所組成[5]。Weimer和Slatt識(shí)別出塊體搬運(yùn)沉積體系、滑塊、水道、堤岸沉積、朵體、席狀砂、薄層沉積以及凝縮層等沉積單元[6]。李磊等將被動(dòng)陸緣深水重力流沉積單元?jiǎng)澐譃閴K體搬運(yùn)沉積體系、深水水道、朵體3個(gè)主要沉積單元[7]。王振奇等在研究下剛果盆地深水水道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，認(rèn)為盆內(nèi)大型侵蝕水道內(nèi)主要發(fā)育粗粒滯留沉積、滑塌成因的滑塊和碎屑流、疊置水道以及水道-天然堤復(fù)合沉積[8]。前人關(guān)于深水重力流沉積單元的劃分存在一定分歧。此外，針對(duì)下剛果盆地深水沉積的研究多集中于深水水道結(jié)構(gòu)及其分布的刻畫，缺乏對(duì)盆內(nèi)沉積體系分析。為滿足研究區(qū)更進(jìn)一步的深水勘探，需要在三維空間里精細(xì)刻畫沉積體的沉積特征，因此在等時(shí)地層格架內(nèi)研究深水沉積體系的展布和沉積特征具有重要勘探意義。本文以層序地層學(xué)和地震沉積學(xué)為指導(dǎo)，在高分辨率三維地震資料以及鉆測(cè)井資料分析基礎(chǔ)上，對(duì)下剛果盆地西南部地區(qū)中新統(tǒng)深水區(qū)層序地層發(fā)育特點(diǎn)以及沉積體系演化展開(kāi)深入研究，并建立了深水沉積模式，以期推動(dòng)下剛果盆地的深水勘探。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

下剛果盆地位于非洲西海岸，是典型的被動(dòng)大陸邊緣盆地。盆地北以馬永巴隆起為界，南抵安布里什隆起，向東傾覆于前寒武紀(jì)基底，西界為大陸邊緣。盆

地形成于白堊世南大西洋開(kāi)啟時(shí)代，構(gòu)造演化經(jīng)歷了前裂谷階段、同裂谷階段、過(guò)渡階段及漂移階段。前裂谷期在Tristan地幔的影響下，形成了Walvis Ride火山巖帶；同裂谷期盆地沿西非邊緣向北發(fā)展，形成了富含有機(jī)質(zhì)的河湖相沉積；過(guò)渡階段形成了局限環(huán)境的潟湖相沉積，沉積了一套重要的蒸發(fā)巖鹽地層，標(biāo)志著由陸相環(huán)境向海相環(huán)境轉(zhuǎn)換；后裂谷階段主要表現(xiàn)為海平面升降變化，非洲大陸抬升/掀斜，產(chǎn)生重力滑動(dòng)，形成鹽巖滑動(dòng)構(gòu)造樣式，為陸架邊緣的碳酸鹽巖臺(tái)地、深水水道侵蝕充填與濁流沉積[9]。

研究區(qū)位于下剛果盆地西南部(圖1)，整體處于陸架坡折以下，為中下陸坡沉積，水深為500～1 200 m，三維地震工區(qū)面積為1 760 km2，地震頻帶寬度為0～150 Hz，主頻45 Hz。本次研究的目的層段為中新統(tǒng)，主要發(fā)育碎屑流沉積。

2 方法

綜合利用地震、測(cè)井以及錄井等資料，以層序地層學(xué)和地震沉積學(xué)理論為指導(dǎo)，以精細(xì)地震解釋與分析為關(guān)鍵技術(shù)，采用地質(zhì)與地球物理充分結(jié)合方法，對(duì)A區(qū)塊中新統(tǒng)深水沉積單元的構(gòu)成、形態(tài)、充填特征和演化規(guī)律進(jìn)行分析。①在層序劃分的基礎(chǔ)上建立重力流沉積單元的識(shí)別標(biāo)志，首先建立巖心識(shí)別標(biāo)志和測(cè)井相，總結(jié)濁積巖、碎屑流、滑塌滑動(dòng)沉積巖的發(fā)育特征。其次根據(jù)鉆井與地震特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)沉積單元的外部形態(tài)和內(nèi)部充填結(jié)構(gòu)以及發(fā)育規(guī)模進(jìn)行刻畫，建立重力流沉積單元地震反射特征識(shí)別標(biāo)志。②應(yīng)用地震沉積學(xué)對(duì)重力流平面展布特征進(jìn)行刻畫，在層序格架內(nèi)對(duì)重力流進(jìn)行地震屬性分析。利用均方根振幅屬性可以較好反映研究區(qū)巖性、巖相變化的特點(diǎn)，對(duì)A區(qū)塊中新統(tǒng)重力流空間展布形態(tài)進(jìn)行研究，并建立重力流發(fā)育模式。

圖1 下剛果盆地A區(qū)塊地理位置Fig.1 Location map of Block A in the Lower Congo Basin

3 研究區(qū)層序地層發(fā)育特征

3.1 層序界面識(shí)別

層序地層格架建立的基礎(chǔ)是層序界面的識(shí)別，研究區(qū)位于中下陸坡，為深水沉積，地震上缺乏可以反映海平面升降變化的區(qū)域上超與削截等不整合面，與之對(duì)應(yīng)的往往是整合面，因此僅依靠地震反射接觸關(guān)系無(wú)法確定層序界面[10]，但可以利用層序界面上下地震相的差異進(jìn)行層序界面識(shí)別[11]。本次研究根據(jù)鉆井、測(cè)井資料和地震相特征建立了研究區(qū)的層序界面識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)：①地震反射特征表現(xiàn)為局部的水道侵蝕不整合；②大段高值“微齒狀”GR曲線轉(zhuǎn)變?yōu)榈椭怠跋湫巍?圖2a)；③高頻、連續(xù)的以及平行的地震相突然轉(zhuǎn)變?yōu)榈皖l的、雜亂的地震相(圖2b)。根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，在研究區(qū)中新統(tǒng)共識(shí)別出8個(gè)三級(jí)層序界面，從下向上依次為SB1，SB2，SB3，SB4，SB5，SB6，SB7和SB8。

3.2 層序界面特征

在深水沉積環(huán)境中，層序界面下部一般為深海泥質(zhì)沉積，界面之上一般發(fā)育深水重力流沉積，且上部重力流沉積對(duì)下部泥質(zhì)沉積具有侵蝕作用(圖3)。SB1界面表現(xiàn)為全區(qū)較連續(xù)的強(qiáng)反射特征，其主要為海平面上升到較高位置時(shí)形成一套穩(wěn)定的深海泥質(zhì)沉積與下伏地層形成的強(qiáng)反射界面。SB2界面在全區(qū)為中高

頻、較連續(xù)地震反射特征，局部發(fā)育水道侵蝕不整合。SB3界面之上表現(xiàn)為低連續(xù)、強(qiáng)振幅地震反射特征，有明顯的多期水道下切現(xiàn)象，界面之下自然伽馬曲線表現(xiàn)為低幅齒形，界面之上呈箱型。SB4界面之上表現(xiàn)為高頻、中弱振幅地震反射特征，局部見(jiàn)水道下切侵蝕特征。SB5界面之上發(fā)育半透明、低振幅、雜亂反射特征的地震相，為海平面快速下降造成陸坡失穩(wěn)，陸坡沉積物向下滑動(dòng)、滑塌沉積形成碎屑流沉積。SB6界面之下為高頻、低振幅反射，之上為中低頻、中高振幅反射特征，局部發(fā)育水道侵蝕不整合。SB7界面為典型的沉積轉(zhuǎn)換面，界面之上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅反射特征，可見(jiàn)多期水道侵蝕不整合和中高連續(xù)、中低頻、強(qiáng)振幅反射的朵體沉積地震相。SB8界面之上為凝縮層，地震上表現(xiàn)為全區(qū)連續(xù)高振幅反射特征，是海平面處于長(zhǎng)期上升時(shí)期沉積的一套深海泥質(zhì)沉積物的頂界。

通過(guò)連井層序地層對(duì)比及層序界面典型地震剖面可以看出，三級(jí)層序由重力流發(fā)育的深水異地沉積和深海、半深海泥質(zhì)發(fā)育的深水原地沉積組成，垂向上具有厚層砂巖夾泥質(zhì)沉積交替出現(xiàn)的沉積旋回韻律性，基于深水沉積的二元結(jié)構(gòu)特征，將三級(jí)層序劃分為異地沉積體系域和原地沉積體系域。異地沉積體系域?yàn)榈秃Ｆ矫鏁r(shí)期發(fā)育的一套深水重力流沉積，原地沉積體系域?yàn)楦吆Ｆ矫鏁r(shí)期發(fā)育的一套深海、半深海泥質(zhì)沉積。層序界面一般位于測(cè)井曲線由厚層的高值“微齒狀”泥巖轉(zhuǎn)變?yōu)榈椭怠跋湫巍被颉扮娦巍鄙皫r的轉(zhuǎn)換面，即濁積水道底部，對(duì)應(yīng)于最大海泛面(圖4)。

4 深水重力流沉積體系特征

通過(guò)對(duì)研究區(qū)鉆井(包含1口取心井-X1井)、測(cè)井以及高分辨率三維地震資料的綜合分析(圖5)，在研究區(qū)中新統(tǒng)識(shí)別出7個(gè)三級(jí)層序，認(rèn)為中新統(tǒng)以深水重力流沉積體系為主，共發(fā)育7類沉積單元，分別為塊體搬運(yùn)沉積、深水水道、堤岸、朵體、廢棄水道、決口扇以及深海泥質(zhì)沉積。

圖2 下剛果盆地A區(qū)塊中新統(tǒng)層序界面識(shí)別標(biāo)志Fig.2 Recognition marks of sequence interfaces in the Miocene of Block A in the Lower Congo Basina.巖性柱狀圖；b.層序識(shí)別標(biāo)志

圖3 下剛果盆地A區(qū)塊中新統(tǒng)三級(jí)層序界面地震反射特征Fig.3 Seismic reflection characteristics of the third-order sequence interfaces in the Miocene of Block A in the Lower Congo Basin

4.1 塊體搬運(yùn)沉積

塊體搬運(yùn)沉積(mass transport deposits，簡(jiǎn)稱MTDs)作為深水沉積體系的重要組成部分，在世界深水盆地內(nèi)廣泛存在[12-15]。MTDs是在一定的地質(zhì)作用下，沉積物沿著大陸斜坡、峽谷、隆起翼部及水道側(cè)壁產(chǎn)生的重力流，包括滑動(dòng)、滑塌和碎屑流等重力流過(guò)程[16-17]。綜合大量三維地震數(shù)據(jù)解釋結(jié)果，研究區(qū)處于中下陸坡，屬于塊體搬運(yùn)沉積體系的末端，MTDs發(fā)育較少，僅在研究區(qū)東南部少量發(fā)育。已發(fā)現(xiàn)的MTDs在地震剖面上表現(xiàn)為半透明、低振幅、不連續(xù)以及斑點(diǎn)狀的雜亂反射特征，頂?shù)捉缑娌黄秸?，與下伏地層接觸面未見(jiàn)有明顯的侵蝕擦痕(圖6)，在垂向上,與上覆的深水水道沉積、深海泥質(zhì)披覆沉積構(gòu)成沉積旋回。研究區(qū)MTDs符合碎屑流具有塑性流變性質(zhì)的流體，呈層流狀態(tài)，對(duì)下伏地層的侵蝕能力相對(duì)較弱的特點(diǎn)，為碎屑流沉積[18]。

4.2 深水水道

水道是深水沉積體系重要的沉積單元之一，既是重力流輸送沉積物至深海的通道，也是重力流沉積卸載的主要場(chǎng)所。重力流形成早期，搬運(yùn)能力較大，重力流流體對(duì)下部地層侵蝕作用強(qiáng)，以沉積過(guò)路為主。在該階段末期，流體的能量降低，部分富含泥質(zhì)碎屑的滯留沉積物和重力流對(duì)水道壁長(zhǎng)期侵蝕，導(dǎo)致水道壁發(fā)生滑塌形成的滑塊沉積于切谷底部，形成底部滯留沉積和滑塌碎屑流沉積。重力流發(fā)育晚期，攜帶能量變?nèi)酰簧俺练e物在切谷內(nèi)發(fā)生沉積充填，形成高砂泥比疊置水道段。隨著流體能量的進(jìn)一步降低，細(xì)粒沉積物逐漸沉積下來(lái)，形成低砂泥比水道段。Mayall等建立的深水水道垂向充填模式認(rèn)為，一個(gè)完整的水道相序列從底部到頂部依次為：底部滯留沉積、滑塌-碎屑流沉積、高砂泥比疊置水道和低砂泥比水道4個(gè)部分，反映流體能量逐漸減小的沉積過(guò)程[19]。但是，依據(jù)主水道發(fā)育的位置不同、流體的性質(zhì)不同及受后期改造影響，水道的充填相序列也存在差異。

三維地震資料顯示，研究區(qū)水道在平面上具有與曲流河相似的形態(tài)特征，在剖面上水道多呈“U”型或“V”型。水道下部為低振幅、差連續(xù)性以及雜亂充填的地震反射特征，在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為指形或齒形。水道中部表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、中-差連續(xù)性以及亞平行或雜亂充填的地震相，測(cè)井相具有箱形或齒化箱形特征。水道上部多表現(xiàn)為中-弱振幅、中-好連續(xù)性以及平行-亞平行的地震反射特征，測(cè)井曲線上具有齒形或齒化鐘形特征(圖7)。

4.3 堤岸

深水水道內(nèi)濁流的動(dòng)力學(xué)機(jī)制與河流的動(dòng)力學(xué)機(jī)制有很大不同，濁流與海水的密度差比河流與空氣的密度差要小，濁流易越過(guò)水道邊緣形成溢流，在水道兩側(cè)形成堤岸沉積，并與水道一起構(gòu)成水道-堤岸復(fù)合體[20-21]。堤岸沉積由水道邊緣往兩側(cè)，流體能量隨搬運(yùn)距離的增加而降低，沉積物的粒度逐漸變細(xì)、厚度逐漸減薄。橫切水道-堤岸復(fù)合體方向，地震相主要表現(xiàn)為中-強(qiáng)振幅，并沿水道邊緣向兩側(cè)振幅逐漸減弱，地震反射同相軸由水道邊緣向兩側(cè)呈逐漸收斂的楔狀外形，并與水道沉積一起構(gòu)成典型的“海鷗翼狀”地震反射特征(圖8)。高精度三維地震資料顯示，研究區(qū)高彎曲度水道較發(fā)育，在水道彎曲部位，兩側(cè)的堤岸沉積呈現(xiàn)出不對(duì)稱的特征，堤岸在凸岸方向比凹岸方向更發(fā)育。此外，復(fù)合疊置水道的堤岸在沉積規(guī)模上比孤立水道的堤岸大(圖8)。

圖5 下剛果盆地A區(qū)塊X1井中新統(tǒng)深水沉積特征Fig.5 Deep-water sedimentary characteristics in the Miocene of Well X1 in Block A of the Lower Congo Basina.深灰色泥質(zhì)粉砂巖與板狀泥巖和細(xì)砂巖交替發(fā)育，頂部和底部發(fā)育平行層理，中部發(fā)育小型波狀交錯(cuò)層理和流水沙紋，局部見(jiàn)透鏡狀細(xì)砂巖，埋深1 630.05～1 630.24 m；b.暗灰色泥巖為主，局部夾核狀灰白色粉砂巖，半深海泥質(zhì)沉積，埋深1 654.10～1 654.34 m；c.灰褐色粉砂質(zhì)泥巖與灰色細(xì)砂巖混積,細(xì)砂巖中漂浮泥巖,埋深1 662.73～1 662.92m；d.灰色塊狀砂巖,內(nèi)部含不均勻粉砂質(zhì)泥巖顆粒和圓形石英顆粒,可見(jiàn)少量卵石和結(jié)核,滑塌-碎屑流沉積段,埋深1 671.00～1 671.40 m；e.砂礫巖、泥巖以及斑塊狀白云質(zhì)粘土巖混合沉積， 見(jiàn)斑塊狀構(gòu)造，滯留沉積段，埋深1 745.61～1 745.80m

4.4 朵體

朵體一般是指發(fā)育于水道末端的席狀沉積體，Galloway將其進(jìn)一步細(xì)分為近端朵體和遠(yuǎn)端朵體。由于在水道末端限制性環(huán)境的減弱或消失，導(dǎo)致大量的沉積物卸載于水道口從而形成朵體。近端朵體內(nèi)部主要由一系列分支水道和席狀砂組成，而遠(yuǎn)端朵體則是由薄層席狀細(xì)砂巖和泥巖互層。圖9a為研究區(qū)北部發(fā)育的朵體，平面上呈朵葉狀，順重力流流動(dòng)方向的地震剖面D—D′(圖9b)顯示從朵體根部到朵體前端，砂體的厚度逐漸減薄。在橫切朵體的剖面中，A—A′剖面(圖9c)見(jiàn)明顯的重力流分支水道，且規(guī)模較大，對(duì)下伏地層形成較強(qiáng)侵蝕，隨著朵體向前推進(jìn)，B—B′剖面(圖9d)在薄層的席狀砂中可見(jiàn)多條小規(guī)模分支水道，對(duì)下伏地層侵蝕較弱，再推進(jìn)到朵體末端的C—C′(圖9e)剖面，未見(jiàn)重力流分支水道，朵體厚度減小，屬于薄層狀席狀砂沉積。從朵體的推進(jìn)過(guò)程可以看出，在A—A′剖面位置，朵體屬于近端朵體，到了B—B′剖面位置，分支水道規(guī)模已經(jīng)很小，可以認(rèn)為是近端朵體向遠(yuǎn)端朵體的轉(zhuǎn)換帶，而C—C′剖面位置則完全演化為遠(yuǎn)端朵體。朵體在地震剖面上整體呈現(xiàn)強(qiáng)振幅、好連續(xù)性、亞平行反射反射特征，局部也有低角度疊瓦反射。

圖7 下剛果盆地A區(qū)塊水道沉積地震反射與測(cè)井響應(yīng)特征Fig.7 Seismic reflection and logging response features of channel deposits in Block A of the Lower Congo Basin

圖8 下剛果盆地A區(qū)塊孤立水道堤岸復(fù)合體均方根振幅屬性(a)、地震剖面(b)與充填樣式(c)Fig.8 RMS attribute(a),seismic profiles(b) and filling patterns(c) of channel-levee complex in Block A of the Lower Congo Basin

4.5 廢棄水道

廢棄水道多發(fā)育于深水水道的高彎曲部位，主要是由水道的側(cè)向遷移使水道達(dá)到一定的彎曲度，嚴(yán)重阻礙重力流的前進(jìn)，從而發(fā)生重力流的“截彎取直”現(xiàn)象，形成廢棄水道[21]。研究區(qū)廢棄水道與深水水道具有類似的地震反射特征和外部形態(tài)，呈現(xiàn)中-強(qiáng)振幅的地震反射特征，水道的“截彎取直”現(xiàn)象在高彎度水道的近源端多于遠(yuǎn)源端(圖10)。分析認(rèn)為，廢棄水道的形成除與水道的彎曲程度密切相關(guān)外，還與重力流的流體能量有關(guān)。水道近源端，流體的能量強(qiáng)，更易發(fā)生重力流的“截彎取直”，形成廢棄水道。廢棄水道巖性由廢棄前和廢棄后兩段組成，廢棄前其沉積特征與水道一致，沉積物為深水水道砂巖，廢棄后，缺乏重力流物源，多以垂向加積為主，主要是泥質(zhì)沉積，整體形成下粗上細(xì)的沉積序列。

圖9 下剛果盆地A區(qū)塊朵體均方根振幅屬性(a)、地震剖面(b)與充填樣式(c)Fig.9 RMS attributes(a), seismic profiles(b) and filling patterns(c) of lobes in Block A of the Lower Congo Basin

圖10 下剛果盆地A區(qū)塊廢棄水道均方根振幅屬性(a)、地震剖面(b)與充填樣式(c)Fig.10 RMS attributes(a),seismic profiles(b) and filling patterns(c) of abandoned channels in Block A the Lower Congo Basin

4.6 決口扇

洪水期高能量重力流流體沖出水道堤岸,并于水道旁側(cè)堆積形成決口扇沉積。研究區(qū)決口扇發(fā)育較少，一般在水道彎曲處，流體的侵蝕作用較強(qiáng)，易形成決口扇(圖11a)。決口扇巖性主要為砂泥巖互層，多為向上變粗的反粒序。與深水水道沉積相比，決口扇沉積厚度較薄，粒度較細(xì)，地震反射特征上振幅相對(duì)較弱(圖11c)，其地震剖面反射特征為中-弱振幅、中等連續(xù)性以及丘狀或不明顯斜層反射(圖11b，c)。

4.7 深海泥質(zhì)沉積

深海泥質(zhì)沉積大量發(fā)育在上述沉積單元周圍，地震相為弱振幅、連續(xù)性好以及平行-亞平行反射特征，在測(cè)井曲線上表現(xiàn)為高幅微齒形，是海平面上升到高位時(shí)沉積的原地泥質(zhì)沉積，為深海凝縮段沉積。

5 沉積體系發(fā)育模式與演化特征

5.1 沉積體系發(fā)育模式

根據(jù)研究區(qū)層序地層格架下的沉積體系分析認(rèn)為，在相對(duì)海平面較低時(shí)期，物源供給充足，層序下部發(fā)育以重力流沉積為主的異地沉積體系域，該體系域內(nèi)砂體十分發(fā)育(圖12a)。在相對(duì)海平面較高時(shí)期，物源供給不足，層序上部發(fā)育以深海、半深海泥質(zhì)沉積為主的原地沉積體系域(圖12b)，以此特點(diǎn)建立了研究區(qū)沉積模式。垂向上，低海平面時(shí)期的重力流砂質(zhì)沉積與高海平面時(shí)期的深海泥質(zhì)沉積交替發(fā)育，形成砂泥巖交互出現(xiàn)的沉積旋回特點(diǎn)。平面上，由陸地向盆地方向，隨著重力流流體性質(zhì)由滑動(dòng)-滑塌向碎屑流以及碎屑流向濁流的轉(zhuǎn)換，依次發(fā)育塊體搬運(yùn)沉積、水道-堤岸復(fù)合體沉積和朵體沉積。研究區(qū)中新統(tǒng)沉積時(shí)期，塊體搬運(yùn)沉積僅在東南部少量發(fā)育，重力流攜帶大量砂、泥、礫石從中下陸坡直抵深水區(qū)，并強(qiáng)烈沖蝕下伏地層，形成大量的水道-堤岸復(fù)合沉積體，水道形態(tài)和水道類型豐富，這幾點(diǎn)均與研究區(qū)所處的中下陸坡環(huán)境吻合。另外，研究區(qū)決口扇沉積多見(jiàn)于水道的近源端，廢棄水道發(fā)育在水道的高彎曲部位。

圖11 下剛果盆地A區(qū)塊決口扇均方根振幅屬性(a)與地震反射特征(b,c)Fig.11 RMS attributes(a) and seismic reflection characteristics(b,c) of flood fan in Block A of the Lower Congo Basin

圖12 下剛果盆地A區(qū)塊中新統(tǒng)深水沉積模式Fig.12 Deep-water sedimentary models of the Miocene in Block A of the Lower Congo Basin

5.2 沉積體系演化特征

海平面下降時(shí)期，碎屑流發(fā)育，砂泥比高。海平面上升時(shí)期，泥質(zhì)發(fā)育，砂泥比低。基于研究區(qū)深水沉積

的特征及其沉積序列，將中新統(tǒng)三級(jí)層序劃分為異地沉積體系域和原地沉積體系域。異地沉積體系域主要為重力流沉積，發(fā)育砂泥巖互層，原地沉積主要為泥質(zhì)沉積。本文沉積演化分析關(guān)注重點(diǎn)為層序內(nèi)儲(chǔ)層發(fā)育的異地沉積體系域，對(duì)其沉積分布特征進(jìn)行總結(jié)。

通過(guò)井震結(jié)合分析，研究區(qū)均方根振幅屬性可以較好地反映深水重力流沉積體系的時(shí)空展布特征(圖13)，故利用均方根振幅屬性圖來(lái)研究各個(gè)層序的沉積相分布。研究認(rèn)為，下剛果盆地A區(qū)塊中新統(tǒng)各三級(jí)層序沉積相的展布特征、全球海平面在10.5 Ma的海退事件與SB6界面的一致性均說(shuō)明重力流沉積體系演化明顯受海平面升降變換的影響，研究區(qū)主要發(fā)育深水水道沉積，水道基本呈NW向分布，塊體搬運(yùn)沉積和朵體發(fā)育較少。研究區(qū)物源方向基本一致，均來(lái)自SE方向，各層序異地沉積體系域呈現(xiàn)規(guī)律性變化(圖13)。SQ1沉積時(shí)期，相對(duì)海平面處于較高范圍，構(gòu)造活動(dòng)弱，沉積供給長(zhǎng)期處于饑餓環(huán)境，發(fā)育廣泛的深海泥質(zhì)沉積。異地沉積體系域重力流沉積范圍局限，主要在研究區(qū)南部發(fā)育3條水道，水道規(guī)模均較小，呈NW方向分布，水道的兩側(cè)發(fā)育小型天然堤-溢岸沉積，朵體不發(fā)育。相對(duì)SQ1來(lái)說(shuō)，SQ2在沉積構(gòu)造背景上具有繼承性，該時(shí)期研究區(qū)水道向北側(cè)遷移，規(guī)模依舊較小，發(fā)育小型水道和堤岸沉積。SQ3沉積時(shí)期相對(duì)海平面下降，沉積物供給充足，構(gòu)造活動(dòng)加劇，異地沉積體系域發(fā)育水道規(guī)模明顯增大，研究區(qū)多期水道疊置、交織在一起，水道兩側(cè)堤岸沉積發(fā)育，朵體不發(fā)育。SQ4沉積時(shí)期，相對(duì)海平面上升，沉積物供給相對(duì)較弱，以原地沉積體系域發(fā)育的深海泥質(zhì)沉積為主，研究區(qū)深水重力流水道規(guī)模開(kāi)始減小，隨著重力流水道向深海方向發(fā)育逐漸演變成重力流分支河道，水道兩側(cè)發(fā)育堤岸沉積。SQ5相對(duì)SQ4沉積構(gòu)造環(huán)境上具有繼承性，以原地沉積體系發(fā)育的廣泛深海泥質(zhì)沉積為主，深水水道規(guī)模進(jìn)一步減小，僅在研究區(qū)南部和中部發(fā)育兩條小型高彎度水道和堤岸沉積，未見(jiàn)朵體發(fā)育。SQ6沉積時(shí)期，水道規(guī)模變大，尤其是南部發(fā)育了一條富砂且規(guī)模較大的疊置水道，水道兩側(cè)伴隨發(fā)育堤岸沉積。SQ7沉積時(shí)期，相對(duì)海平面經(jīng)歷較長(zhǎng)的下降周期，沉積物供給豐富，該時(shí)期研究區(qū)深水水道沉積規(guī)模較大，交錯(cuò)發(fā)育大量復(fù)合

水道，寬度可達(dá)數(shù)公里，局部發(fā)育小型孤立水道，堤岸沉積也十分發(fā)育。此外，在研究區(qū)北部水道末端發(fā)育規(guī)模較大的朵體沉積。

6 結(jié)論

1) 通過(guò)對(duì)下剛果盆地中新統(tǒng)層序地層分析，共識(shí)別出8個(gè)層序界面，自下而上依次為SB1，SB2，SB3，SB4，SB5，SB6，SB7，SB8，依次將中新統(tǒng)劃分為SQ1—SQ7共7個(gè)三級(jí)層序。

2) 研究區(qū)中新統(tǒng)發(fā)育深水重力流沉積，包括塊體搬運(yùn)沉積、深水水道、堤岸、朵體、廢棄水道、決口扇以及深海泥質(zhì)沉積共7種沉積單元，其中深水水道、堤岸和深海泥質(zhì)沉積相對(duì)較發(fā)育。

3) 建立了研究區(qū)中新統(tǒng)沉積模式：垂向上重力流砂質(zhì)沉積與深海泥質(zhì)沉積交替發(fā)育形成旋回；平面上，由陸地向盆地方向，隨著重力流流體性質(zhì)由滑動(dòng)-滑塌向碎屑流及碎屑流向濁流的轉(zhuǎn)換，依次發(fā)育塊體搬運(yùn)沉積、水道-堤岸復(fù)合體沉積和朵體沉積。

4) 中新統(tǒng)從SQ1到SQ7沉積時(shí)期，相對(duì)海平面經(jīng)歷了上升—下降—上升—下降的過(guò)程，SQ1—SQ2和SQ4—SQ5相對(duì)海平面上升時(shí)期異地沉積體系域主要發(fā)育小型高彎度水道和堤岸沉積，水道沉積體的含砂率整體較低；SQ3和SQ6—SQ7相對(duì)海平面下降時(shí)期異地沉積體系域主要發(fā)育大型的復(fù)合水道，水道寬度大，含砂率高，其中SQ7北部發(fā)育規(guī)模較大的朵體沉積。

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(編輯 董 立)

Characterization of deep water sedimentary system in the Miocene of Block A in Lower Congo Basin

Wang Linlin1，2,Wang Zhenqi1,Xiao Peng1，2

(1.CollegeofEarthScience,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100，China;2.KeyLaboratoryofExplorationTechnologiesforOilandGasResourcesofMinistryofEducation,YangtzeUniversity,Wuhan,Hubei430100,China)

Sedimentary types in the Miocene of Lower Congo Basin is of dominantly deep water gravity flow.Analyses of drilling and logging data combined with study of high-resolution 3D seismic attributes reveal characteristics of the deep water sedimentary system and sequence of southwestern lower Congo Basin.About 7 third-order sequences can be recognized from the Miocene of Block A:massive transportation,water channels,levees,lobes,abandoned water channels,flood fans and deep sea mud under their respective sequence frameworks.Features and scales of gravity flow under these frameworks vary greatly:small-scale highly-bent gravity flow channels and levees were developed in the less intensive sedimentation of SQ1-SQ2 and SQ4-SQ5 and massive complex gravity flow channels,lobes and levees were developed during the large-scale deposition of SQ3 and SQ6-SQ7.An integrated development characterization of the units was performed to establish the sedimentary model in the area:the massive transportation occurring near continental slope,water channel-levee complexes and flood fans near provenance,and abundant water channels in highly-bent area and lobes at the end of water channels.The modal may provide guidance for further deep oil and gas exploration in the area.

gravity flow,deep water sedimentary system,stratigraphic sequence,Miocene,Lower Congo Basin

2014-12-30;

2015-10-28。

王琳霖(1986—)，男,博士研究生，沉積學(xué)、石油地質(zhì)學(xué)。E-mail:wanglinlin2003@sina.cn。

王振奇(1963—)，男,教授、博士生導(dǎo)師，石油地質(zhì)學(xué)、儲(chǔ)層地質(zhì)。E-mail:wzq@yangtzeu.edu.cn。

國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05030-003-001)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41072086)。

0253-9985(2015)06-0963-12

10.11743/ogg20150611

TE121.3

A