高　陽(yáng)， 于興河， 黃丁杰， 王　進(jìn)， 劉文峰， 趙延偉

( 1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京　100083；　2. 中國(guó)石油新疆油田分公司 第一采油廠，新疆 克拉瑪依　834000 )

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準(zhǔn)噶爾盆地紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組辮狀河三角洲沉積特征

高陽(yáng)1， 于興河1， 黃丁杰1， 王進(jìn)1， 劉文峰2， 趙延偉2

( 1. 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)能源學(xué)院，北京100083；2. 中國(guó)石油新疆油田分公司 第一采油廠，新疆 克拉瑪依834000 )

為明確準(zhǔn)噶爾盆地紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組復(fù)雜砂礫巖體的沉積成因，在精細(xì)巖心觀察描述基礎(chǔ)上，利用鉆井、測(cè)井資料，結(jié)合古地理背景分析，研究克拉瑪依組沉積特征。結(jié)果表明：克拉瑪依組屬于以牽引流為主的辮狀河三角洲沉積，兼具間歇性碎屑流沉積；根據(jù)沉積構(gòu)造與垂向沉積序列反映的不同沉積作用，克拉瑪依組辮狀河三角洲可分為三角洲平原、三角洲前緣及前三角洲等3個(gè)亞相，而Gms-Gm-Gf-Sp、Gi-St-Sm-Sh、Sp-Sh-Sp、Fh-Fm-M2、Gi-Sm-Fr、Fr-Sp-Sm、M1-Sw、Fm-M1等8種主要巖相組合分別對(duì)應(yīng)辮狀河道、辮狀分流河道、辮流壩、分流間灣、水下分流河道、河口壩、席狀砂、水下分流間灣等沉積微相；克拉瑪依組為“短源距、物源足、坡度陡、水流強(qiáng)”的水進(jìn)型辮狀河三角洲沉積模式。該成果為紅山嘴地區(qū)油氣儲(chǔ)層研究提供參考。

辮狀河三角洲； 沉積特征； 垂向序列； 沉積模式； 克拉瑪依組； 紅山嘴地區(qū)

0　引言

隨著油氣勘探的逐漸深入，巖性—地層復(fù)合油氣藏已成為油氣勘探的主要目標(biāo)[1-2]?！跋嗫卣摗闭J(rèn)為，在存在有效烴源巖、輸導(dǎo)體系及構(gòu)造背景等前提下，有利儲(chǔ)集相帶是控制油氣分布與富集的主要因素[3-4]。由于不同成因砂體具有不同的儲(chǔ)集性能，因此油氣分布一定受沉積環(huán)境控制[5-6]。準(zhǔn)噶爾盆地西北緣主要儲(chǔ)集體為二疊—侏羅紀(jì)時(shí)期形成的沖積扇、扇三角洲等粗碎屑沉積體，由此提出“扇控論”觀點(diǎn)[7-8]。

紅山嘴地區(qū)是準(zhǔn)噶爾盆地西北緣重要油氣聚集帶[5]，發(fā)育多條南北向油源豐富的大斷裂，油氣成藏與儲(chǔ)層物性關(guān)系密切[9-10]。三疊系克拉瑪依組在紅山嘴地區(qū)沉積一套分布廣泛的厚層砂礫巖體，巖性復(fù)雜、構(gòu)造多樣，是其主要儲(chǔ)集層之一。人們對(duì)紅山嘴地區(qū)沉積特征和沉積演化模式的研究較少，多以準(zhǔn)噶爾盆地西北緣三疊系為整體進(jìn)行分析，如張繼慶等[11]認(rèn)為準(zhǔn)噶爾盆地西北緣中三疊統(tǒng)克拉瑪依組為斷崖扇—扇三角洲(或辮狀河三角洲)—湖泊沉積體系；雷振宇等[12]認(rèn)為多期扇體在階梯式逆掩斷裂控制下呈向盆緣方向退覆式遷移的特點(diǎn)，但對(duì)研究區(qū)克拉瑪依組的沉積相帶組合與沉積作用尚不明確。

在綜合利用9口取心井(497.5 m)巖心及鉆井、測(cè)井資料基礎(chǔ)上，筆者結(jié)合古地理背景分析，研究紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組沉積作用，分析不同沉積環(huán)境的沉積序列與演化特征，建立相應(yīng)的沉積模式，闡明沉積特征與分布規(guī)律，為研究區(qū)油氣勘探提供指導(dǎo)。

1　古構(gòu)造—古地理背景

紅山嘴地區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地西北緣紅車斷裂帶北段，北接克烏斷裂帶，東臨中拐凸起，西抵車排子凸起，西北為加伊爾山，東南為沙灣凹陷(見(jiàn)圖1(a))，屬于準(zhǔn)噶爾盆地西部隆起構(gòu)造單元，其構(gòu)造演化包含在西北緣演化過(guò)程之中。

古生代時(shí)期，準(zhǔn)噶爾盆地屬于哈薩克斯坦剛性板塊的東延部分，南北分別與塔里木、西伯利亞板塊隔洋相對(duì)。石炭紀(jì)時(shí)期，各地塊在海西運(yùn)動(dòng)作用下碰撞拼合，伴隨強(qiáng)烈的造山作用，西北緣殘余洋于晚石炭世消亡，前陸沖斷體系開始形成并發(fā)展演變。二疊紀(jì)時(shí)期，隨著碰撞不斷加劇，逆掩沖斷作用在前陸坳陷沉積物形成的地層之上達(dá)到高峰，晚期形成統(tǒng)一山間湖盆。三疊紀(jì)時(shí)期，沖斷作用有所減弱，盆地持續(xù)拗陷并發(fā)生沉積補(bǔ)償，湖盆內(nèi)充填巨厚的三疊—白堊系沉積[11,13-14]。隨著西北緣造山帶向南東方向推覆，車排子地區(qū)產(chǎn)生向東方向的逆沖，進(jìn)而強(qiáng)烈隆升而發(fā)生剝蝕，由西北緣造山帶西段受北天山阻擋所致[15]。因此，紅山嘴地區(qū)在晚古生代—中生代時(shí)期受北西與南西兩個(gè)方向的逆沖推覆，逆沖斷層上盤地層遭受風(fēng)化剝蝕，沿溝谷搬運(yùn)而卸載于逆沖斷層下盤，研究區(qū)地層?xùn)|厚西薄的趨勢(shì)也說(shuō)明這一特點(diǎn)。受繼承性的推覆作用影響，紅山嘴地區(qū)在三疊紀(jì)初期處于抬升狀態(tài)，絕大部分缺失下三疊統(tǒng)百口泉組地層。中三疊世時(shí)期，隨著沖斷作用減弱和侵蝕基準(zhǔn)面降低，紅山嘴地區(qū)開始接受沉積；湖水向西入侵，辮狀河流向前推進(jìn)，氣候也向半濕潤(rùn)轉(zhuǎn)變，由盆緣向盆地方向依次形成沖積扇—辮狀河—辮狀河三角洲沉積體系[13,16]。

2　辮狀河三角洲沉積標(biāo)志

辮狀河三角洲是以底負(fù)載辮狀河體系為供源、進(jìn)入穩(wěn)定蓄水盆地形成的富含砂和礫石的粗粒三角洲，是介于扇三角洲與曲流河三角洲之間的一種特有沉積體系[17-19]。紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組既具有適宜辮狀河三角洲發(fā)育的沉積背景，同時(shí)其沉積物也具有辮狀河三角洲的典型沉積特征。

2.1含砂率

克拉瑪依組為盆地坳陷階段發(fā)育的一套沉積層系，得益于西北緣與車排子凸起充足的物源供給。碎屑沉積物分布廣泛，其含砂率多在23.0%～48.0%之間，平均為34.5%，砂體在平面上表現(xiàn)為連片狀分布(見(jiàn)圖1(b-c))。沉積砂巖單層厚度大，分層因數(shù)小，尤其是克拉瑪依上亞組(簡(jiǎn)稱克上組)單層厚度可達(dá)20 m，分層因數(shù)在5～7之間，具有沉積物供給充足、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。

2.2巖石成熟度

研究區(qū)巖石類型以灰色、灰綠色細(xì)礫巖，含礫中、粗砂巖及不等粒砂巖為主，局部發(fā)育中礫巖(見(jiàn)圖2)。碎屑組分多樣，以凝灰?guī)r巖屑為主，平均體積分?jǐn)?shù)可達(dá)35.7%，另有少量花崗巖等碎屑組分；礫巖中石英、長(zhǎng)石體積分?jǐn)?shù)相對(duì)較低，不足15.0%，在砂巖中石英體積分?jǐn)?shù)可達(dá)36.2%。

圖2　克拉瑪依組巖心典型沉積現(xiàn)象Fig.2 Typical sedimentary features in cores of Karamay formation

巖石碎屑顆粒分選差，細(xì)礫巖主要為顆粒支撐結(jié)構(gòu)，中礫巖多為雜基支撐結(jié)構(gòu)，反映中礫巖多為碎屑流成因；磨圓度相對(duì)較好，為次棱—次圓狀?？死斠澜M巖石成分成熟度差，結(jié)構(gòu)成熟度中等，說(shuō)明沉積時(shí)期沉積區(qū)與物源區(qū)相對(duì)較近，經(jīng)過(guò)一定距離的搬運(yùn)而具有間歇性水流的特點(diǎn)。

2.3過(guò)渡沉積環(huán)境

巖心觀察表明，泥巖顏色為紅褐色、雜色和深灰色，反映沉積時(shí)期水體較淺且動(dòng)蕩，兼具陸上與水下沉積環(huán)境特點(diǎn)(見(jiàn)圖2(a)、(h))。垂向上由下向上、平面上由西向東，泥巖顏色由褐色向深灰色轉(zhuǎn)變，表明由克拉瑪依下亞組(簡(jiǎn)稱克下組)至克上組沉積中心西移，湖水自東向西侵入。

2.4沉積構(gòu)造

克拉瑪依組發(fā)育反映強(qiáng)水動(dòng)力條件的典型沉積構(gòu)造(見(jiàn)圖2(b-g))，如碎屑流成因的塊狀層理、粒序?qū)永恚约盃恳鞒梢虻慕诲e(cuò)層理、河道沖刷面、礫石疊瓦排列等。此外，可見(jiàn)反映波浪改造的浪成交錯(cuò)層理、反映沉積不穩(wěn)定的泥巖滑塌構(gòu)造等。

(1)塊狀層理。主要發(fā)育于礫巖與各粒級(jí)砂巖，為強(qiáng)水動(dòng)力條件下粗碎屑快速堆積形成的(見(jiàn)圖2(b-c))。此外，也可見(jiàn)塊狀層理的粉砂與黏土沉積，如河流洪泛期或三角洲前緣懸浮物質(zhì)大量快速堆積而形成的泥巖層(見(jiàn)圖2(a))。

(2)粒序?qū)永怼６喟l(fā)育于中、粗礫巖和細(xì)礫巖，為河道攜帶大量碎屑懸浮物質(zhì)經(jīng)過(guò)一定距離搬運(yùn)，由流動(dòng)強(qiáng)度變小、流水?dāng)y帶能力減弱、沉積物按粒度大小依次卸載沉積而形成的，反映沉積物供給充沛、間歇性的強(qiáng)水流特征(見(jiàn)圖2(g))。

(3)交錯(cuò)層理。不同類型的交錯(cuò)層理反映不同的牽引流搬運(yùn)機(jī)制，是碎屑顆粒在不同水動(dòng)力條件下形成的床沙底型遷移結(jié)果。槽狀交錯(cuò)層理在克拉瑪依組碎屑巖的中、粗砂巖中較為常見(jiàn)，多為異心槽，層系底界沖刷面明顯，表現(xiàn)為砂礫質(zhì)沉積物對(duì)下伏細(xì)粒沉積物的侵蝕；底部常見(jiàn)泥礫和滯留礫石，多發(fā)育于各種水道沉積(見(jiàn)圖2(d))。板狀交錯(cuò)層理在粗砂巖和砂質(zhì)細(xì)礫巖中最常見(jiàn)，多為反粒序，偶爾也在正粒序的中上部發(fā)育，反映床沙底形的遷移作用；常與中、細(xì)砂巖中的平行層理伴生，主要形成于辮流壩或河口壩(見(jiàn)圖2(e-f))。小型流水沙紋層理多發(fā)育于粉砂巖，反映單向水流的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，主要發(fā)育于水下分流河道頂部或河口壩底部(見(jiàn)圖2(i))。此外，研究區(qū)還可見(jiàn)由浪成波痕遷移產(chǎn)生的交錯(cuò)層理(見(jiàn)圖2(j-k))，表明沉積受河流、湖浪的雙重作用影響，沉積區(qū)域位于浪基面附近[20]。

(4)水平層理。水平層理通常代表相對(duì)安靜的低能環(huán)境，屬于低流態(tài)。研究區(qū)的粉砂巖、泥巖主要為塊狀層理，局部發(fā)育水平層理，主要見(jiàn)于分流間灣(見(jiàn)圖2(h))。

(5)滑塌構(gòu)造?；鷺?gòu)造的出現(xiàn)通常指示局部地形坡度增大。在三角洲前緣河口地區(qū)，隨著沉積物大量快速卸載，坡度逐漸增大，未固結(jié)的沉積物在重力作用下發(fā)生滑動(dòng)而產(chǎn)生滑塌變形。研究區(qū)滑塌構(gòu)造常表現(xiàn)為砂巖中的泥礫構(gòu)造，或粉細(xì)砂巖中的礫石顆粒，并且礫石顆粒常具有定向性(見(jiàn)圖2(i))。

2.5粒度分布

圖3　克拉瑪依組粒度累積概率曲線Fig.3 Diagram of grain size probability of the Karamay formation

粒度概率累積曲線是判斷沉積環(huán)境與水動(dòng)力條件良好標(biāo)志[21]。紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組發(fā)育三種粒度概率曲線形式，水道作用強(qiáng)，兼具重力流、牽引流特征，其中以兩段式Ⅱ型曲線為主(見(jiàn)圖3)。

Ⅰ型曲線表現(xiàn)為單段式，僅含懸浮總體，主體粒度范圍在-4～6Φ之間；常對(duì)應(yīng)塊狀層理的中、細(xì)礫巖，分選較差，反映洪水期辮狀河道水體能量高，碎屑物質(zhì)呈塊體搬運(yùn)、堆積快的碎屑流特點(diǎn)。

Ⅱ型曲線表現(xiàn)為兩段式，包括分選中等的跳躍總體和含量較高的懸浮總體；常對(duì)應(yīng)各種交錯(cuò)層理、平行層理的中、粗砂巖，反映間洪期辮狀河三角洲辮狀分流河道水流能量減弱、碎屑物質(zhì)開始出現(xiàn)跳躍搬運(yùn)的牽引流沉積特點(diǎn)。

Ⅲ型曲線表現(xiàn)為三段式，包括滾動(dòng)、跳躍和懸浮三個(gè)總體，其中跳躍總體占絕大部分(60%～80%)，斜率較高，且發(fā)育兩個(gè)次總體(雙跳躍)；常對(duì)應(yīng)各種交錯(cuò)層理的中、細(xì)砂巖，反映辮狀河三角洲前緣分流河道能量高、受波浪改造的沉積特點(diǎn)[22]。

2.6植物化石

克拉瑪依組取心中少見(jiàn)生物遺跡和生物擾動(dòng)構(gòu)造，但植物化石較發(fā)育，既可見(jiàn)規(guī)模較大的植物莖干化石，也可見(jiàn)呈斑點(diǎn)狀分布的植物葉片碎屑(見(jiàn)圖2(l))；反映克拉瑪依組沉積時(shí)期地形坡度大、水動(dòng)力較強(qiáng)、水體搬運(yùn)能力強(qiáng)的沉積特點(diǎn)，將陸上植物搬運(yùn)至入湖口前段發(fā)生卸載而形成植物化石。

3　典型沉積序列

沉積構(gòu)造的垂向序列或巖相組合反映沉積環(huán)境的垂向演化，證明克拉瑪依組是辮狀河三角洲沉積作用的結(jié)果。根據(jù)研究區(qū)取心井的觀察描述結(jié)果，將克拉瑪依組沉積構(gòu)造劃分為14種巖相(見(jiàn)表1)，不同巖相組合反映不同的沉積亞環(huán)境。

表1克拉瑪依組巖相分類

Table 1 The classification of lithofacies of Karamay formation

3.1辮狀河三角洲平原

該亞相為辮狀河三角洲的水上部分，沉積特征與辮狀河三角洲的相似，表現(xiàn)為近源礫石質(zhì)辮狀河沉積特征，同時(shí)兼具扇三角洲重力流沉積特點(diǎn)[19,21]，主要由辮狀河道、辮狀分流河道、辮流壩及分流間灣等微相組成。

(1)辮狀河道。位于辮狀河三角洲上平原，呈正粒序。三角洲上平原距離物源近，地形坡度大，辮狀河道以間歇性水流沉積為特點(diǎn)。洪水期，以碎屑流沉積為主，風(fēng)化剝蝕的砂、礫、泥混雜堆積，基質(zhì)含量比較高；間洪期，隨著水流作用減弱，逐漸向牽引流過(guò)渡，向上礫石粒度變細(xì)，同時(shí)由于經(jīng)過(guò)不斷淘洗，礫石沉積相對(duì)較純，以塊狀層理為主，反映河道中部垂向加積的特點(diǎn)。河道頂部為板狀交錯(cuò)層理砂巖相，表明后期隨著河道不斷充填，水體變淺，能量減弱，水體更加趨于穩(wěn)定，對(duì)底形的沖刷作用有限，床砂底形變得平坦，砂質(zhì)沉積不斷向前推進(jìn)，形成板狀交錯(cuò)層理砂巖。典型巖相組合為Gms-Gm-Gf-Sp。

(2)辮狀分流河道。主要發(fā)育于辮狀河三角洲下平原，呈正粒序。進(jìn)入三角洲下平原后，水道分叉增多，水體能量減弱，河道規(guī)模變小，為砂質(zhì)充填沉積。河道底部可見(jiàn)少量定向排列的礫石沉積，向上為槽狀交錯(cuò)層理砂巖，表明早期分流河道水動(dòng)力具有一定能量。向上河道主體沉積為塊狀砂巖，表明物源供給比較充足，同時(shí)水動(dòng)力大為減弱，攜帶的大量碎屑物質(zhì)開始卸載沉積。河道頂部為平行層理細(xì)砂巖，體現(xiàn)頂部水淺流急的特點(diǎn)。主要巖相組合為Gi-St-Sm-Sh。

(3)辮流壩。主要發(fā)育于辮狀河三角洲下平原，呈均質(zhì)粒序。整體表現(xiàn)為板狀交錯(cuò)層理砂巖和平行層理砂巖的交互出現(xiàn)，表明水體能量較弱，但趨于穩(wěn)定，以順流加積作用為主。粒度適中，分選磨圓較好，砂質(zhì)相對(duì)純凈，是下平原中的有利相帶。主要巖相組合為Sp-Sh-Sp。

(4)分流間灣。主要發(fā)育于平原水道間的低能環(huán)境，呈正粒序。由于受河道分叉、改道等作用影響，殘留一些匯水洼地，內(nèi)部主要以細(xì)粒充填沉積為主。序列底部可見(jiàn)水平層理粉砂巖、塊狀粉砂巖，向上變?yōu)殡s色泥巖，整體以正粒序?yàn)橹鳎砻髟缙跒榱６壬源值姆凵凹?jí)顆粒發(fā)生沉積，后期泥質(zhì)碎屑逐漸堆積，并且受充填作用影響，沉積物逐漸暴露于地表，呈一種氧化環(huán)境而顯現(xiàn)雜色。典型巖相組合為Fh-Fm-M2。

3.2辮狀河三角洲前緣

該亞相位于最低水平面與浪基面之間，在河流與湖水的共同作用下是三角洲最具特色的地帶，主要由水下分流河道、河口壩、席狀砂和水下分流間灣組成。

(1)水下分流河道。呈正粒序，是平原辮狀分流河道的水下延伸，粒度較平原分流河道細(xì)，以砂質(zhì)充填沉積為主。序列頂部為波狀交錯(cuò)層理粉砂巖相，反映河道頂部以小型沙紋為主的低流態(tài)沉積特點(diǎn)。典型巖相組合為Gi-Sm-Fr。

(2)河口壩。呈反粒序，底部為波狀交錯(cuò)層理粉砂巖，向上為板狀交錯(cuò)層理砂巖、塊狀砂巖，反映三角洲前緣沙壩順流加積的沉積特點(diǎn)。典型巖相組合為Fr-Sp-Sm。

(3)席狀砂。呈反粒序，以發(fā)育暗色泥巖和深灰色浪成交錯(cuò)層理、復(fù)合層理細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖為主，主要是河口壩、遠(yuǎn)砂壩等早期沉積受波浪的淘洗作用，在三角洲前緣遠(yuǎn)端發(fā)生再次沉積，形成一套粒度較細(xì)、厚度較薄的席狀粉細(xì)砂質(zhì)沉積。典型巖相組合為M1-Sw。

(4)水下分流間灣。呈正粒序或均質(zhì)粒序，粒度較細(xì)，屬于三角洲前緣分流河道間的細(xì)粒沉積，常為灰色粉砂巖、泥巖，見(jiàn)水平層理。典型巖相組合為Fm-M1。

3.3前辮狀河三角洲

位于三角洲前緣前方浪基面以下，屬于波浪難以波及的靜水環(huán)。以泥質(zhì)沉積為主，巖性為灰色、深灰色泥巖夾薄層粉砂巖；泥巖色深質(zhì)純，可見(jiàn)塊狀層理與水平層理，反映水體較深的安靜水體沉積環(huán)境，屬于正常淺湖沉積；受三角洲的進(jìn)積作用影響，其上部常與前緣分流河道或河口壩砂體接觸。

4　沉積相展布與演化

4.1沉積相展布

紅山嘴地區(qū)受控于西北緣的逆沖推覆作用，接受西北緣扎伊爾山與南西方向車排子凸起兩處物源供給，以北西方向?yàn)橹鱗15]。沉積相展布多平行于物源方向或沿?cái)嗔褞Х植糩7]，向盆地方向依次發(fā)育辮狀河三角洲平原、三角洲前緣及前三角洲(湖相)沉積。兩處供源體系在研究區(qū)南部有一定程度交匯(見(jiàn)圖1)，不同時(shí)期的展布特點(diǎn)有差異。

根據(jù)反映湖平面變化的辮狀河三角洲各沉積微相組合與相序變化，將克拉瑪依組劃分為4個(gè)三級(jí)層序(SQ1-SQ4)，分別對(duì)應(yīng)4個(gè)完整的長(zhǎng)期水進(jìn)—水退序列，整個(gè)克拉瑪依組在垂向上構(gòu)成一個(gè)向上水體不斷加深的退積序列(見(jiàn)圖4)。

4.1.1克下組

早三疊世時(shí)期，準(zhǔn)噶爾盆地已形成統(tǒng)一湖盆，且以淺湖沉積為主，絕大多數(shù)沉積物形成于水上環(huán)境[23]；紅山嘴地區(qū)處于抬升狀態(tài)，缺失下三疊統(tǒng)百口泉組沉積。中三疊世時(shí)期，隨著沖斷作用減弱，基準(zhǔn)面上升，紅山嘴地區(qū)開始接受沉積，克下組地層直接覆蓋在石炭系基底風(fēng)化殼之上；以紅色、雜色泥巖夾雜色含礫砂巖、砂礫巖沉積為主；正粒序、正旋回特征明顯；砂巖相對(duì)不發(fā)育，砂體多為透鏡狀(見(jiàn)圖5)；顯示該時(shí)期侵蝕基準(zhǔn)面較低，絕大部分地區(qū)主要發(fā)生侵蝕或沉積過(guò)路作用，以辮狀沖積平原背景下的間歇性辮狀水道沉積作用為主。辮狀河道具有辮狀河特征，碎屑顆粒粗，可達(dá)到中礫級(jí)別；常見(jiàn)塊狀層理、粒序?qū)永砑暗[石的疊瓦排列，反映由間歇性洪水形成的雜基支撐碎屑流沉積。該時(shí)期研究區(qū)整體處于辮狀河三角洲上平原沉積環(huán)境。

4.1.2克上組

克上組沉積時(shí)期，湖水向西侵入，可容納空間增大，辮狀河流攜帶的大量沉積物質(zhì)在研究區(qū)開始卸載；表現(xiàn)為灰色砂礫巖與灰色、深灰色泥巖互層沉積，砂巖分布增多且顏色變深，砂體連續(xù)性變好，側(cè)向上相互切割疊置(見(jiàn)圖5)。

克上組早期以三角洲下平原沉積為主，發(fā)育辮狀分流河道與辮流壩沉積，分流間灣不發(fā)育。辮狀分流河道常見(jiàn)槽狀交錯(cuò)層理、塊狀層理及平行層理，反映河道的沖刷、充填作用；辮流壩常見(jiàn)板狀交錯(cuò)層理與平行層理，反映沙壩的遷移作用。由于河道頻繁遷移改道，上部細(xì)粒溢岸沉積很少，因此河道沉積在垂向上并無(wú)典型的“二元結(jié)構(gòu)”，在平面上往往成片分布，為“砂包泥”特征。河道的遷移沖刷導(dǎo)致辮流壩很少發(fā)育，通常在基準(zhǔn)面上升時(shí)期保存較好。

圖4　研究區(qū)鉆井層序地層劃分與沉積相解釋剖面Fig.4 Sequence strtigraphic division and deposition facies interpretation of the study area

克上組晚期以三角洲前緣沉積為主。由于辮狀河水動(dòng)力條件強(qiáng)，盆地周緣物源供給充足、碎屑物質(zhì)豐富，因此水下分流河道相對(duì)發(fā)育，與河口壩相比占主要地位，與辮狀分流河道相比規(guī)模變小、粒度變細(xì)。水下分流河道常見(jiàn)槽狀交錯(cuò)層理、塊狀層理及小型流水沙紋交錯(cuò)層理，河口壩常見(jiàn)板狀交錯(cuò)層理與塊狀層理。三角洲前緣砂體受到一定程度波浪改造，經(jīng)過(guò)湖水沖刷重新分配形成大而薄的砂層，碎屑物質(zhì)分選好、砂質(zhì)純，在席狀砂中常見(jiàn)浪成沙紋交錯(cuò)層理與復(fù)合層理。

圖5　研究區(qū)克拉瑪依組北西—南東向沉積相剖面Fig.5 Depositional facies correlation profile of Karamay formation from northwest to southeast

4.2沉積模式

辮狀河三角洲具有“富砂貧泥”、“水穩(wěn)砂純”的特征，是油氣有利儲(chǔ)集體之一，在油氣勘探領(lǐng)域受到重視[24-27]。受構(gòu)造、氣候、地形坡度、物源供給、河流與湖盆的性質(zhì)及兩者相互關(guān)系等因素影響，不能簡(jiǎn)單用單一模式概括辮狀河三角洲的沉積特點(diǎn)[28-29]。對(duì)沉積現(xiàn)象豐富、沉積特征明顯的紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組，借鑒已有研究成果[11-16]，總結(jié)其辮狀河三角洲沉積相模式(見(jiàn)圖6)。

早中三疊世時(shí)期，準(zhǔn)噶爾盆地西北緣地形高差大、氣候干旱，風(fēng)化剝蝕的大量碎屑物質(zhì)經(jīng)過(guò)沖積扇搬運(yùn)至山口后，密度降低、流量減弱，部分碎屑物質(zhì)以辮狀河為載體繼續(xù)向盆地搬運(yùn)。紅山嘴地區(qū)地勢(shì)相對(duì)較高、坡度陡，碎屑物質(zhì)多發(fā)生沉積過(guò)路作用，表現(xiàn)為以陸上暴露為特點(diǎn)的紅褐色洪泛泥巖沉積為主，間歇性辮狀河道沖刷、充填，呈透鏡狀鑲嵌其中，河道沉積中常見(jiàn)反映碎屑流成因的雜基支撐礫巖。

隨著沖斷作用的減弱和氣候向半濕潤(rùn)的轉(zhuǎn)變，地形坡度變緩，湖水向西侵入，紅山嘴地區(qū)可容納空間逐漸增大，辮狀河攜帶的碎屑物質(zhì)開始在該地區(qū)卸載沉積，有一部分處于水下環(huán)境。沉積物粒度較粗，分選較差，磨圓較好；發(fā)育各種反映強(qiáng)牽引流成因的沉積構(gòu)造，如河道沖刷面、各種交錯(cuò)層理、平行層理和礫石疊瓦排列等。由于河道頻繁遷移改道，導(dǎo)致“二元結(jié)構(gòu)”旋回上部的細(xì)粒沉積并不發(fā)育，植被相對(duì)茂盛，常見(jiàn)植物莖干或碎屑與碎屑物質(zhì)共同沉積。

入湖后河流水動(dòng)力條件減弱，河道下切能力降低、分叉嚴(yán)重、規(guī)模變小，粒級(jí)以中、細(xì)砂為主，可見(jiàn)反映三角洲進(jìn)積特點(diǎn)的反韻律沉積。由于河道侵蝕能力減弱，導(dǎo)致以暗色泥巖與粉砂巖為主的分流間灣相對(duì)發(fā)育，受波浪改造的前緣砂體重新分配形成席狀砂體，常見(jiàn)反映波浪改造的交錯(cuò)層理。

綜上所述，紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組沉積時(shí)期物源近、地形坡度陡、水動(dòng)力條件強(qiáng)、物源供給充足、植被發(fā)育，為一套辮狀河三角洲沉積體系，由碎屑物質(zhì)在經(jīng)過(guò)短距離搬運(yùn)而入湖卸載背景下形成。

圖6　克拉瑪依組辮狀河三角洲沉積模式Fig.6 The depositional model of braided-river delta in Karamay formation

5　結(jié)論

(1)在準(zhǔn)噶爾盆地西北緣沖斷作用減弱、湖水入侵的基礎(chǔ)上，自北西和南西方向而來(lái)的充足物源流出山口，經(jīng)過(guò)短距離搬運(yùn)，在湖盆邊緣卸載沉積，形成紅山嘴地區(qū)克拉瑪依組巖性復(fù)雜、沉積構(gòu)造多樣、水動(dòng)力條件多變的水進(jìn)型粗粒辮狀河三角洲沉積。

(2)以巖相劃分與沉積特征分析為基礎(chǔ)，總結(jié)Gms-Gm-Gf-Sp、Gi-St-Sm-Sh、Sp-Sh-Sp、Gh-Fm-M2、Gi-Sm-Fr、Fr-Sp-Sm、M1-Sw、Fm-M1等8種典型沉積序列(巖相組合)，分別代表辮狀河道、辮狀分流河道、辮流壩、分流間灣、水下分流河道、河口壩、席狀砂、水下分流間灣等不同的沉積微相環(huán)境。

(3)克拉瑪依組辮狀河三角洲以牽引流沉積為主，兼具間歇性碎屑流沉積，表現(xiàn)為水動(dòng)力向盆地方向逐漸減弱，河道趨于穩(wěn)定，碎屑物質(zhì)沉積方式由填積向順流加積過(guò)渡的特點(diǎn)。

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2016-03-08；編輯：朱秀杰

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41472091)

高陽(yáng)(1988-)，男，博士研究生，主要從事沉積學(xué)、儲(chǔ)層表征與建模方面的研究。

于興河，E-mail: billyu@cugb.edu.cn

10.3969/j.issn.2095-4107.2016.04.005

TE122.2+3

A

2095-4107(2016)04-0035-10