魏山力

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240）

基于地震資料的陸相湖盆“源-渠-匯”沉積體系分析
——以珠江口盆地開平凹陷文昌組長軸沉積體系為例

魏山力

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司，廣東 廣州 510240）

在勘探程度低、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的陸相湖盆中，單純依靠地震相分析沉積相的方法很難形成從源到匯的系統(tǒng)性認識。文中嘗試將“源-渠-匯”耦合的思想運用到陸相湖盆沉積體系研究中，通過運用古地貌、古水流、層序地層、地震相分析等手段，從成因角度全面分析沉積物來源、輸送渠道和沉積形式，并形成相應(yīng)的從宏觀到中觀再到微觀逐級深入的分析方法?；诙S地震資料，總結(jié)出了開平凹陷文昌組長軸方向沉積相演化規(guī)律：早期，各次洼分隔，發(fā)育近源沉積扇體；中期，水體連片，開平主洼成為沉積物匯聚中心，發(fā)育中深湖相沉積；晚期，來自西部的淺水辮狀河三角洲在開平主洼廣泛沉積。依此判斷，開2構(gòu)造帶文昌組儲蓋條件良好，是油氣勘探的有利區(qū)帶。

陸相湖盆；源-渠-匯；沉積體系；開平凹陷；文昌組

1　研究背景

“源-渠-匯”耦合思想最初被用于研究被動大陸邊緣海相沉積作用的系統(tǒng)過程。2003年，李鐵剛運用“從源到匯”的思想對大陸邊緣的沉積作用進行了系統(tǒng)分析［1-2］。2007年，龐雄等運用三級“源-渠-匯”耦合的方法對珠江深水扇系統(tǒng)展開研究，通過分析陸架邊緣三角洲-陸坡滑塌體-深水扇沉積體系，全面考察控制深水沉積的沉積物來源、輸送渠道、沉積形式等諸多因素，以達到清楚認識珠江深水扇系統(tǒng)的目的［3-11］。

開平凹陷位于珠江口盆地珠二坳陷西部（見圖1），其古近系凹陷結(jié)構(gòu)不同于珠一坳陷中典型的半地塹、地塹形態(tài)，有其特殊性。由于該區(qū)勘探程度低，鉆井資料稀少，前人尚未針對古近系建立完整的沉積體系演化模式。本次研究將“源-渠-匯”耦合的思想運用到開平凹陷文昌組沉積體系研究中，建立起一套適合陸相湖盆沉積體系的宏觀—中觀—微觀逐級深入的研究方法。在二維地震資料的基礎(chǔ)上，運用古地貌、古水流、層序地層、地震相等分析手段，識別出控制沉積的因素：沉積物源、沉積物搬運通道、可容空間變化和古地貌，從成因的角度整體、系統(tǒng)地將其耦合，建立起開平凹陷文昌組沉積相的發(fā)育演化過程，為該區(qū)油氣勘探區(qū)帶評價提供依據(jù)。

2　“源-渠-匯”空間耦合關(guān)系的建立

2.1陸源侵蝕區(qū)的識別

陸源侵蝕區(qū)是在相當(dāng)長的時期內(nèi)向沉積區(qū)供給陸源碎屑物質(zhì)的剝蝕區(qū)，通常是地殼持續(xù)上升的地區(qū)。以黃土高原為例，現(xiàn)今發(fā)育的侵蝕地貌可依據(jù)侵蝕作用的強弱及距離物源區(qū)的遠近不同分為塬狀凸起、梁狀凸起、峁?fàn)钔蛊鸷图忭斖蛊稹?/p>

神狐隆起帶位于開平凹陷西北部，其前第三系基底面埋深比相鄰凹陷區(qū)海拔高2 320～4 250 m，隆起帶被SW—NE走向的溝谷侵蝕分割，形成4種類型的殘余陸源侵蝕地貌（見表1），表明神狐隆起曾遭受過強烈的準平原化作用，剝蝕區(qū)面積超過700 km2，是開平凹陷周邊規(guī)模最大的陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)區(qū)，探2井錄井巖屑證實其基底巖性為變質(zhì)石英巖。此外，凹陷周邊的順開低凸起和南部隆起也曾遭受過一定程度的侵蝕作用，能夠為開平凹陷提供一定的碎屑來源。

2.2碎屑物質(zhì)搬運通道的識別

根據(jù)搬運通道發(fā)育的位置、形態(tài)及成因可將其分為三大類，分別是隆起帶上發(fā)育的古溝谷、隆起帶邊緣的構(gòu)造變換帶和凹陷內(nèi)的古洼槽。

2.2.1古溝谷

隆起帶上發(fā)育的古溝谷是山區(qū)河流長期侵蝕下切物源區(qū)的證據(jù)［12-16］。本文以云南省長江上游支流小江吊嘎河流域現(xiàn)今地貌為例，總結(jié)出山區(qū)河流河床剖面地貌形態(tài)主要有U型和V型兩大類；根據(jù)其發(fā)育位置、伴生沉積物的不同，進一步細分為5種亞類，在研究區(qū)神狐隆起帶上均可從地震剖面識別出（見圖2）。2條古溝谷沿NE—SW向延伸，其發(fā)育位置和平面形態(tài)受控于先存斷裂，多發(fā)育在斷層下降盤或古地形低洼處，與斷裂走向一致，是碎屑物質(zhì)在隆起帶上的搬運通道（見圖3）。

2.2.2構(gòu)造變換帶

構(gòu)造變換帶是正斷層伸展位移誘導(dǎo)出的構(gòu)造變形帶，它常常是隆起邊緣主邊界斷裂帶上地形高差變化較小的部位，是碎屑物源注入盆地的入口［13，17-19］。在神狐隆起西部、中部和東部分別識別出3個構(gòu)造變換帶（見圖3、圖4），是碎屑物質(zhì)進入開平凹陷的入口。

2.2.3古洼槽

古洼槽是凹陷內(nèi)地勢低洼的溝槽，根據(jù)成因不同可以分為2類：一類是斷槽，正斷層活動時，在斷層下降盤形成可容空間，若物源注入方向與斷層走向一致，斷槽可作為通道，沿凹陷軸向輸送碎屑物質(zhì)到沉積中心［14，19］；另一類是凹槽，是夾在相鄰2個凸起之間的狹窄溝槽，在湖平面上升期，碎屑物質(zhì)繞過凸起，沿凹槽輸送到沉積中心。在開平凹陷內(nèi)可識別出3個方向的古洼槽，分別是SWW—NEE方向長軸凹槽、SW—NE方向斷槽、S—N方向短軸凹槽。

2.2.4坡折帶

坡折帶是地形坡度發(fā)生突變的地帶，按成因可分為構(gòu)造坡折、沉積坡折、侵蝕坡折三大類，其中，構(gòu)造坡折又可進一步地分為斷裂坡折和撓曲坡折［19］。

依據(jù)地形突變點數(shù)量的多少坡折帶還可分為單級坡折和多級坡折。多級坡折存在多個突變點，當(dāng)基準面上升到不同坡折點位置時，會在相應(yīng)坡折點以下形成扇體堆積。在開平凹陷長軸方向發(fā)育三級撓曲坡折（見圖5），其成因是受同期深部構(gòu)造活動影響在淺部地層中發(fā)生撓曲變形所致。

2.3文昌組沉積體系“源-渠-匯”空間耦合關(guān)系

耦合是指2個或2個以上控制沉積的因素之間存在緊密響應(yīng)與相互影響，并通過相互作用從一種因素向另一種因素轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象。沉積體系“源-渠-匯”空間耦合就是將沉積物來源、輸送渠道、沉積形式3個因素建立起空間上相互依賴的共存關(guān)系，以此來建立完整的沉積體系。

2.3.1宏觀級別的耦合關(guān)系

神狐隆起是開平凹陷周邊重要的物源區(qū)，其上發(fā)育的古溝谷和隆起邊緣的變換帶共同構(gòu)成了“兩溝三口”搬運通道體系。碎屑物質(zhì)經(jīng)過入口進入凹陷，在凹陷邊緣快速堆積形成近岸水下扇、扇三角洲［15］，構(gòu)成了物源區(qū)-古溝谷-凹陷邊緣扇體三者之間良好的空間對應(yīng)關(guān)系（見圖3）。順開低凸起、南部隆起邊緣均有類似的對應(yīng)關(guān)系，共同確立了開平地區(qū)宏觀沉積體系分布格局。

2.3.2中觀級別的耦合關(guān)系

中觀級別的耦合（物源供應(yīng)量-長軸凹槽形態(tài)-沉積物堆積中心）研究，是在層序地層單元內(nèi)通過分析物源供應(yīng)量、古地貌形態(tài)、沉積物堆積中心三者之間的關(guān)系建立沉積體系的時空演化過程。

依據(jù)地震反射終止關(guān)系對開平地區(qū)的地震剖面進行追蹤對比，將文昌組劃分為5個地震層序，從下往上依次為SQ1，SQ2，SQ3，SQ4和SQ5，每個層序的底界面依次為SB1，SB2，SB3，SB4和SB5。

在文昌組沉積時期，開平凹陷SWW—NEE向的長軸凹槽具有西高東低的地勢特征，發(fā)育3個級次的構(gòu)造坡折，具備形成長軸沉積體系的地貌條件（見圖5）。在層序地層格架內(nèi)，沉積物供應(yīng)量、可容空間變化、長軸凹槽形態(tài)共同控制沉積物堆積中心的遷移［16］，進而控制長軸沉積體系的時空演化（見圖6）（圖6中A′為可容空間增加量，S′為沉積物供應(yīng)量）：文昌早期（SQ1），可容空間較小，沉積物供應(yīng)量小，在長軸凹槽地貌的限制下，沉積物的堆積中心位于一級坡折帶以下；文昌中期（SQ2—SQ3），隨著沉積物供應(yīng)量和可容空間的持續(xù)增加，堆積中心推進到二級坡折帶以下，沉積物高速供給，超過了可容空間的增加速率，SQ3頂部可見頂超前積型疊置樣式；文昌晚期（SQ4—SQ5），可容空間增加緩慢或者停止，而沉積物供應(yīng)量十分充足，長軸沉積體系推進到開平主洼，層序頂部可見疊瓦狀前積疊置樣式。

2.3.3微觀級別的耦合關(guān)系

由于目前研究區(qū)鉆井資料有限，缺乏完整的三維地震資料，所以，對于微觀級別的耦合研究十分有限。

探5井位于開平主洼北部斜坡帶，文昌組巖性為（含礫）細—粗粒長石巖屑砂巖與灰色、深灰色泥巖互層，地層含砂率約60%；砂巖概率累積曲線呈無滾動組分雙跳躍三段式、有滾動組分跳躍三段式和無滾動組分兩段式3種類型（見圖7）；砂巖段測井相以箱型和鐘形為主，個別為漏斗形；微電阻率成像測井分析結(jié)果顯示古水流方向為SWW—NEE方向。綜合分析判定，該井區(qū)物源來自SWW方向，沉積相為淺水辮狀河三角洲前緣和平原沉積。

3　開平凹陷文昌組沉積體系演化

在3個級別的“源-渠-匯”耦合研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)出開平凹陷文昌組沉積相演化模式：SQ1，5個次洼彼此分隔，凹陷內(nèi)僅發(fā)育少量近岸水下扇、扇三角洲；由于湖盆范圍狹小，物源供應(yīng)不足，長軸方向的沉積體系難以長距離向主洼推進，僅在一級坡折帶以下發(fā)育小規(guī)模楔形扇體。SQ2—SQ3，湖盆擴張，5個次洼水體連為一片，物源供給量增大，開平主洼水體最深，成為匯聚中心，發(fā)育中深湖穩(wěn)定沉積層。長軸方向的沉積體系推進至西洼，在二級坡折帶以下發(fā)育辮狀河三角洲前緣沉積物。SQ4—SQ5，湖盆萎縮，物源供應(yīng)充分，長軸沉積體系推進至主洼，由于湖水較淺、地形平緩，發(fā)育廣闊的淺水辮狀河三角洲沉積砂體。

4　油氣勘探潛力分析

開2構(gòu)造帶位于開平主洼與西洼之間的凸起帶上，文昌組受長軸沉積體系影響，屬淺水辮狀河三角洲平原沉積，推測其巖性應(yīng)以（含礫）中—粗砂巖夾灰色泥巖為主，儲蓋條件良好。其上發(fā)育斷塊圈閉、構(gòu)造-巖性圈閉及地層超覆圈閉，且鄰近開平主洼烴源灶，位于油氣運移優(yōu)勢方向上，具有一定的勘探潛力。

5　結(jié)論

1）將“源-渠-匯”耦合的思想運用到陸相湖盆沉積體系研究中，在宏觀級別實現(xiàn)“隆起帶—溝谷、入口—凹陷”的耦合，把握宏觀格局；中觀級別在層序地層格架內(nèi)實現(xiàn) “物源供應(yīng)量—凹槽古地貌形態(tài)—沉積物堆積中心”的耦合，確定沉積體系的時空演化過程；微觀級別在三維空間、微觀結(jié)構(gòu)尺度實現(xiàn)“供源背景-輸送過程-沉積內(nèi)幕”的耦合，精確認識其內(nèi)在響應(yīng)過程。

2）開平凹陷在文昌早期5個次洼相互分隔，僅發(fā)育少量的近源沉積扇體；文昌中期主洼成為沉積物匯聚中心，發(fā)育中深湖穩(wěn)定沉積層，具備生烴潛力；文昌晚期長軸沉積體系推進到主洼，形成廣闊的淺水辮狀河三角洲富砂質(zhì)沉積。開2構(gòu)造帶受長軸沉積體系影響，具備良好儲蓋組合，有一定的勘探潛力。

［1］周祖翼，李春峰.大陸邊緣構(gòu)造與地球力學(xué)［M］.北京：科學(xué)出版社，2008：66-88.

［2］李鐵剛，曹奇原，李安春，等.從源倒匯：大陸邊緣的沉積作用［J］.地球科學(xué)進展，2003，18（5）：713-721.

［3］龐雄，申俊，袁立忠，等.南海珠江深水扇系統(tǒng)及其油氣勘探前景［J］.石油學(xué)報，2006，27（3）：11-15.

［4］POREBSKI S J，STEEL R J.Delta types and sea level cycle［J］. Journal of Sedimentary Research，2006，76：390-403.

［5］POREBSKI S J，STEEL R J.Shelf-margin deltas：their stratigraphic significance and relation to deepwater sands［J］.Earth-Science Reviews，2006，62：283-326.

［6］UROZA C A，STEEL R J.A highstand shelf-margin delta system from the EoceneofWestSpitsbergen，Norway［J］.SedimentaryGeology，2008，62：229-245.

［7］龐雄，陳長民，彭大鈞，等.南海珠江深水扇系統(tǒng)的層序地層學(xué)研究［J］.地學(xué)前緣，2007，14（1）：220-229.

［8］龐雄，陳長民，彭大鈞，等.南海珠江深水扇系統(tǒng)及油氣［M］.北京：科學(xué)出版社，2007：26-55.

［9］彭大鈞，龐雄，黃先律，等.南海珠江深水扇系統(tǒng)的形成模式［J］.石油學(xué)報，2007，28（5）：7-11.

［10］龐雄，彭大鈞，陳長民，等.三級“源-渠-匯”耦合研究珠江深水扇系統(tǒng)［J］.地質(zhì)學(xué)報，2007，81（6）：857-864.

［11］祝彥賀，朱偉林，徐強，等.珠江口盆地13.8 Ma陸架邊緣三角洲與陸坡深水扇的“源-匯”關(guān)系［J］.中南大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2011，42（12）：3827-3834.

［12］陳長民，施和生，許仕策，等.珠江口盆地（東部）第三系油氣藏形成條件［M］.北京：科學(xué)出版社，2003：65-88.

［13］漆家福.裂陷盆地中的構(gòu)造變換帶及其石油地質(zhì)意義［J］.海相油氣地質(zhì)，2007，12（4）：43-50.

［14］朱紅濤，楊香華，周心懷，等.基于地震資料的陸相湖盆物源通道特征分析：以渤中凹陷西斜坡東營組為例［J］.地球科學(xué)，2013，38（1）：121-129.

［15］王華.層序地層學(xué)基本原理、方法與應(yīng)用［D］.武漢：中國地質(zhì)大學(xué)，2008.

［16］趙俊峰，劉池洋，喻林，等.鄂爾多斯盆地中生代沉積和堆積中心遷移及其地質(zhì)意義［J］.地質(zhì)學(xué)報，2008，82（4）：540-552.

［17］姜華，王華，肖軍，等.應(yīng)用古地貌分析方法進行有利區(qū)帶預(yù)測：以瓊東南盆地2號斷裂帶為例［J］.石油勘探與開發(fā)，2009，36（4）：436-441.

［18］林海濤，任建業(yè)，雷超，等.瓊東南盆地2號斷層構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶及其對砂體分布的控制［J］.大地構(gòu)造與成礦學(xué)，2010，34（3）：308-316.

［19］徐長貴.陸相斷陷盆地源-匯時空耦合控砂原理：基本思想、概念體系及控砂模式［J］.中國海上油氣，2013，25（4）：1-11.

（編輯趙旭亞）

"Source-Transportation-Sink"analysis method and application in continental lacustrine basin sedimentary system based on 2D seismic data:an example from Wenchang Formation of long axis direction，Kaiping Sag，Pearl River Mouth Basin

WEI Shanli
（Shenzhen Branch of CNOOC Ltd.，Guangzhou 510240，China）

For some continental lacustrine basins with low degree of exploration and complex structure，it is very difficult to recognize from source to sink systematically with traditional seismic facies analysis.This paper attempts to use the thought of "Source-Transportation-Sink"in the research of depositional system in continental lacustrine basins.Using palaeogeomorphology，paleocurrent，sequence stratigraphy，and seismic facies analysis，sediment sources，transport pathway and depositional pattern are analyzed.A set of analysis methods is established，which involves three steps:from macroscopic to mid-gradational，and finally to microcosmic.Based on the 2D seismic data，this paper summarizes the sedimentary facies evolution of Wenchang Formation in the direction of the long axis of Kaiping Sag:in the early stage，Kaiping Sag was separated into 5 secondary sags，which mainly developed fan delta near source；in the middle stage，water in the 5 secondary sags connected together，the main sag became the sedimentary center，which developed deep and semi-deep lacustrine sediments；in the late stage，shallow braided river delta，which originated from the west of Kaiping Sag，was widely distributed in the main sag.According to the analysis results，the reservoir and caprock conditions of Wenchang Formation in Kai 2 structural belt are good，which has the potential of oil and gas exploration.

continental lacustrine basin；Source-Transportation-Sink；depositional system；Kaiping Sag；Wenchang Formation

TE121.1

A

10.6056/dkyqt201604002

2015-11-01；改回日期：2016-04-10。

魏山力，男，1984年生，工程師，2010年獲中國石油大學(xué)（北京）碩士學(xué)位，主要從事珠江口盆地油氣勘探研究工作。E-mail：weishl3@cnooc.com.cn。

引用格式：魏山力.基于地震資料的陸相湖盆“源-渠-匯”沉積體系分析：以珠江口盆地開平凹陷文昌組長軸沉積體系為例［J］.斷塊油氣田，2016，23 （4）：414-418.

WEI Shanli.“Source-Transportation-Sink”analysis method and application in continental lacustrine basin sedimentary system based on 2D seismic data：an example from Wenchang Formation of long axis direction，Kaiping Sag，Pearl River Mouth Basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（4）：414-418.