肖明國(guó)，李杰，郭建華，郭祥偉，王璽凱，譚慧, ，劉辰生

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T-R旋回在東濮凹陷的應(yīng)用：以古近紀(jì)沙河街期為例

肖明國(guó)1，李杰2, 3，郭建華2, 3，郭祥偉2, 3，王璽凱2, 3，譚慧1, 2, 3，劉辰生2, 3

(1. 湖南華晟能源投資發(fā)展有限公司，湖南 長(zhǎng)沙，410083； 2. 中南大學(xué) 地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙，410083； 3. 中南大學(xué) 有色金屬成礦預(yù)測(cè)與環(huán)境監(jiān)測(cè)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙，410083)

基于不同級(jí)次的T?R旋回對(duì)應(yīng)于不同的儲(chǔ)層分級(jí)，在不同環(huán)境中的T?R沉積旋回中，儲(chǔ)集砂體的分布特征也明顯不同，通過(guò)沉積相突變帶、生物絕滅帶、物源變化等對(duì)沙河街組不同級(jí)次的T?R旋回層序進(jìn)行劃分。研究結(jié)果表明：沙河街組可劃分出2個(gè)二級(jí)旋回、9個(gè)三級(jí)旋回和3類沉積體系的組合模式；層序格架內(nèi)主要由沖積扇、河流、(扇)三角洲、湖底扇、濱淺湖、深湖、深盆鹽湖等沉積體系組成；在湖近體系域中，主要沉積體系是水下扇、辮狀河三角洲、灘壩、濱淺湖、湖灣、半深湖—深湖；在湖退體系域中，主要沉積體系為扇三角洲、辮狀河三角洲、半深湖—深湖、湖底扇以及深水鹽湖沉積體系，但其分布與組合也明顯受盆地古地貌形態(tài)、構(gòu)造(控凹斷層)活動(dòng)強(qiáng)度、氣候及物源等因素控制。

斷陷盆地；層序地層；T?R旋回；東濮凹陷；沙河街期

陸相斷陷湖盆是我國(guó)東部含油氣盆地的主要類型，建立陸相斷陷湖盆等時(shí)地層格架有利于尋找隱蔽圈閉及油氣藏。近年來(lái)，隨著以VAIL等為代表的經(jīng)典層序地層學(xué)在陸相斷陷湖盆中的應(yīng)力，多種等時(shí)地層學(xué)模式被應(yīng)用于斷陷盆地研究，VAIL等[1?8]對(duì)陸相湖盆中的層序地層學(xué)進(jìn)行了探討，但大多數(shù)研究者主要采用局限于經(jīng)典層序地層學(xué)的地層格架及其內(nèi)部構(gòu)成的模式。郭建華等[9?11]對(duì)我國(guó)東部以陸相斷陷湖盆為特征的含油氣盆地進(jìn)行了研究，認(rèn)為不同沉積盆地具有不同的構(gòu)造背景、構(gòu)造格架、地貌特征和物源，且控制湖平面升降變化的因素也不同，從而導(dǎo)致湖平面升降變化的軌跡不同。層序地層學(xué)起源于被動(dòng)型大陸邊緣盆地中，這種盆地在構(gòu)造背景、地貌特征、物源、海平面升降等方面均具有其特點(diǎn)，它不能夠包羅所有不同類型盆地的特點(diǎn)。不同的沉積環(huán)境有不同的沉積特征，不同的沉積環(huán)境有不同的沉積模式，SCHOLZ 等[12]也認(rèn)為這類盆地層序地層具有其特殊性。在這種斷陷湖盆的沉積層序中，反映湖進(jìn)—湖退的沉積旋回現(xiàn)象是非常發(fā)育的，由這種湖進(jìn)—湖退旋回所形成的一套地層特征可以與JOHNSON等[13]提出的T?R旋回層序相對(duì)比，反映了自一次水體加深事件的開(kāi)始至下一次同等級(jí)別水體加深事件之初這段時(shí)間內(nèi)的沉積單元。為此，將1個(gè)旋回層序的內(nèi)部構(gòu)成分為2個(gè)部分，即湖進(jìn)體系域與湖退體系域，分別用LTST (lacustrine transgressive system tract)與LRST(lacustrine regressive system tract)表示，簡(jiǎn)稱為T?R旋回層序。T?R旋回可以更加方便地反映湖平面變化對(duì)陸相沉積盆地的影響，在斷陷湖盆的地層格架劃分對(duì)比研究中比經(jīng)典層序地層學(xué)更適用。

1 地質(zhì)背景

東濮凹陷屬華北地臺(tái)渤海灣盆地南端的1個(gè)凹陷，盆地呈長(zhǎng)條形(長(zhǎng)為140 km)，東斷西超，北窄南寬(16~60 km)，北東向展布。凹陷內(nèi)部呈早期箕狀東斷西超、晚期呈雙斷式，總體上受斷裂構(gòu)造控制，在構(gòu)造演化及沉積相帶上具有明顯的“東西分帶、南北分塊”的特征。依據(jù)基底形態(tài)及斷裂特征，自西向東可劃分為西部斷階帶、西部洼陷帶、中央隆起帶、東部洼陷帶及東明集斷階帶共5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，沿凹陷長(zhǎng)軸方向并排發(fā)育，縱貫?zāi)媳保尸F(xiàn)“兩洼—隆起—斜坡”的構(gòu)造格局[14?18]，總面積約5 300 km2(圖1)。其中，西南部蘭聊大斷裂為東濮凹陷的控盆斷層，對(duì)東濮凹陷的發(fā)展演化起著主要的控制作用。盆地以中、古生界為基底，在其上沉積了厚度約為5 000 m古近系沙河街組地層，這套地層構(gòu)成了本地區(qū)的主要生烴層與儲(chǔ)集層。沙河街組發(fā)育多套優(yōu)質(zhì)砂層，其對(duì)于油氣的運(yùn)移、聚集和保存發(fā)揮著重要的控制作用，也是認(rèn)識(shí)盆地古地理演化的重要依據(jù)。本文作者采用T?R旋回研究方法，探討東濮凹陷沙河街組沙體內(nèi)部結(jié)構(gòu)沉積體系的變遷，以便于東濮凹陷的油氣勘探與開(kāi)發(fā)。

圖1 東濮凹陷構(gòu)造格局略圖

2 沙河街期T?R旋回發(fā)育特征

按層序地層學(xué)級(jí)次的劃分原則，東濮凹陷沙河街與東營(yíng)組同屬于裂谷盆地形成期的沉積地層，跨時(shí)約18.7 Ma，屬于二級(jí)旋回的范疇[1, 19]，其中沙河街期跨時(shí)13.8 Ma，東營(yíng)期4.9 Ma?？紤]到斷陷盆地填充速度快及構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)的特點(diǎn)，將沙河街組(Es)與東營(yíng)組(Ed)作為1個(gè)二級(jí)層序組，將具有明顯的地層缺失或沉積相的突變面作為二級(jí)層序的邊界面；三級(jí)層序則是以副層序組的堆疊方式由進(jìn)積向退積轉(zhuǎn)換面為界。在1個(gè)三級(jí)T?R旋回層序中，有3個(gè)客觀存在的物理界面，即層序的底界面、頂界面及層序內(nèi)部的由湖進(jìn)(T)向湖退(R)轉(zhuǎn)換的界面。這種旋回層序的上、下邊界均是以初始湖進(jìn)面為界，表現(xiàn)為副層序組堆疊形式是由進(jìn)積向退積的轉(zhuǎn)換界面，而層序內(nèi)部的湖進(jìn)體系域與湖退體系域以最大湖泛面或下超面為界，這些界面均可通過(guò)測(cè)井資料、巖芯資料及地震資料給予標(biāo)定與識(shí)別。1個(gè)二級(jí)層序的跨時(shí)為3~10 Ma，三級(jí)層序跨時(shí)大多為1~3 Ma。

通過(guò)綜合分析地震、鉆井、測(cè)井、沉積學(xué)、地球化學(xué)及古生物等資料，將東濮凹陷古近系劃分為1個(gè)二級(jí)T?R旋回層序組、3個(gè)二級(jí)T?R旋回層序，進(jìn)一步從沙河街組中識(shí)別出9個(gè)三級(jí)T?R旋回層序，見(jiàn)圖2。

2.1 二級(jí)T-R旋回層序組

渤海灣裂谷盆地始于早第三紀(jì)古新世，盆地的形成和消亡經(jīng)歷了裂陷期(Ek?Es3)、萎縮期、穩(wěn)定下沉期(Es2?Es1)、收縮期(Ed)、消亡?坳陷期(N)等發(fā)展階段[20?21][2121]。從裂陷期(Ek-Es3)至收縮期(Ed)這一過(guò)程是1個(gè)裂谷盆地演化的完整的構(gòu)造沉積旋回，相當(dāng)于一個(gè)經(jīng)典層序地層學(xué)的二級(jí)旋回[1]，其頂、底分別為2個(gè)區(qū)域性的構(gòu)造不整合面。按構(gòu)造活動(dòng)及盆地演化的特點(diǎn)，在此將其視為二級(jí)旋回組(EⅡ)，它由3個(gè)二級(jí)旋回組成。

2.2 二級(jí)T?R旋回層序

二級(jí)T?R旋回層序自下而上分別命名為EⅡ1，EⅡ2與EⅡ3(圖2)，跨時(shí)分別為10.8，3.0和4.9 Ma。層序EⅡ1包括沙四段和沙三段。沙四段底部自陸上沖積平原、河流相沉積開(kāi)始，逐漸過(guò)渡到濱淺湖—半深湖—深湖相，是1次大規(guī)模湖侵的開(kāi)始，也是該區(qū)一級(jí)和二級(jí)旋回的起點(diǎn)，該界面是1個(gè)區(qū)域性的角度不整合面，頂界面也代表了盆地由強(qiáng)烈斷陷向斷拗的轉(zhuǎn)換界面，盆地范圍內(nèi)在沙31亞段的頂部廣泛存在剝蝕現(xiàn)象。

沙三段沉積時(shí)，水體總體較深，特別是沙34和 沙33亞段沉積了大范圍的半深湖—深湖相暗色泥巖，構(gòu)成了該區(qū)主要的烴源巖。最大湖泛面可能位于沙33亞段的頂部。自沙32亞段至沙31亞段，該區(qū)水體是一個(gè)逐漸變淺的過(guò)程，盡管該區(qū)沙31亞段沉積時(shí)期是2條邊界斷層活動(dòng)的最強(qiáng)烈時(shí)期，但由于此時(shí)沉積物補(bǔ)給速率也增大，導(dǎo)致湖平面相對(duì)下降、可容納空間不斷減小，從而形成了一套以進(jìn)積為主、向上變淺的沉積序列；凹陷南部大部分地區(qū)湖水幾乎完全退出，從而形成了沙31亞段頂部的不整合面。

關(guān)于該界面，許多研究者將其置于沙2下與沙2上之間，但本文作者經(jīng)過(guò)研究并結(jié)合前人的研究成果，認(rèn)為將其置于沙31與沙2下之間更加合理。

2.2.1 區(qū)域地質(zhì)條件對(duì)比

從區(qū)域上講，沙三期與沙二期為始新世與漸新世的過(guò)渡時(shí)期。在全球范圍內(nèi)，氣候劇變，從溫暖變?yōu)楹洌蛐院Ｆ矫嫦陆?，為沉積間斷集中期。濟(jì)陽(yáng)、遼河、冀中、黃驊等坳陷沙三與沙二之間均存在局部的平行不整合，東濮地區(qū)和這些坳陷處于同時(shí)期的同一個(gè)渤海灣大水域，局部出現(xiàn)地層不連續(xù)現(xiàn)象是可能的。

圖2 東濮凹陷沙河街組T?R旋回層序地層劃分綜合圖

2.2.2 沉積相的突變

全盆地內(nèi)沙31亞段為細(xì)粒的暗色泥巖、粉砂巖沉積，代表了水體較深的湖相沉積。而沙2下則以紫紅色、棕褐色的砂泥巖沉積為主，代表了以河流沉積為主的沉積相。與下伏地層相比，上覆的沙2下沉積物粒度突然變粗，沉積水體突然變淺，反映了沉積相向盆地方向的遷移，是Ⅰ型層序邊界的標(biāo)志[22?24]。

2.2.3 生物演化

沙二與沙三之間存在明顯的生物界線，生物演化經(jīng)歷了1次重大變革，生活在沙三時(shí)期的介形類一進(jìn)入沙二時(shí)期，絕大多數(shù)滅絕，個(gè)別淡水型、淺水型、沼澤相型的屬種得以生存，同時(shí)出現(xiàn)種類繁多、數(shù)量豐富的新物種，尤其是沙三罕見(jiàn)的輪藻類空前繁盛。這說(shuō)明沙三時(shí)期與沙二時(shí)期演變過(guò)程中發(fā)生了突然事件，造成生物演化序列突然“間斷”即生物絕滅。造成生物絕滅的因素很多，對(duì)于東濮這樣小范圍內(nèi)的生物絕滅，通常認(rèn)為是生活環(huán)境突然改變，原有生物絕大多數(shù)不能很快適應(yīng)所致。

在地質(zhì)記錄中，生物滅絕和引起滅絕的地質(zhì)現(xiàn)象往往相伴生，共同形成地質(zhì)歷史中突變事件，是沉積間斷引起的沉積環(huán)境突然改變所致。

2.2.4 物源變化

從衛(wèi)城等地區(qū)的巖礦特征來(lái)看，沙二段重礦物以高質(zhì)量分?jǐn)?shù)(62.8%)柘榴石為顯著特點(diǎn)，鋯石、電氣石、磁鐵礦質(zhì)量分?jǐn)?shù)較低。砂巖中普遍可見(jiàn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1%的沸石膠結(jié)物，可作為衛(wèi)城一濮城地區(qū)沙二段的對(duì)比標(biāo)志；此外，團(tuán)粒狀白云巖也是一個(gè)對(duì)比標(biāo)志。

在沙三段中的重礦物中，柘榴石質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，平均為49.5%，鋯石、電氣石質(zhì)量分?jǐn)?shù)明顯增大，可作為對(duì)比標(biāo)志的巖石類型有含鮞粒石英細(xì)砂巖等。

以上結(jié)果表明：沙三與沙二期物源有明顯變化；從一個(gè)物源體系變化到另外一個(gè)物源體系時(shí)，往往伴隨沉積方面的缺失或間斷。

2.2.5 地層對(duì)比

徐集翼部向西至構(gòu)造高部位，向南至馬廠、三春集一帶，沙31頂部缺失地層；胡狀集、慶祖集兩地 沙31下部地層與文西斷層上升盤厚度差不多，電性對(duì)應(yīng)關(guān)系清楚，上部地層卻薄很多，很可能是頂部的2個(gè)泥巖標(biāo)志層已缺失，相互對(duì)比較困難；文留與戶部寨以北沙31頂界劃在9號(hào)泥巖標(biāo)志處，但后者在該標(biāo)志層之上有一套厚度為20~30 m的地層，其電性特征與沙31的完全一樣，與上覆沙二段的電性特征存在差別。通過(guò)連井對(duì)比，認(rèn)為文留地區(qū)缺失這一段巖層(部分研究者將這一段地層劃歸于沙三段)。

EⅡ2層序包括沙二段和沙一段，同樣也代表了1次大的湖進(jìn)—湖退過(guò)程。通過(guò)分析沙二下亞段的沉積相可知，它以河流沉積為主，是經(jīng)歷了沙31晚期的湖退、暴露剝蝕之后，湖平面上升導(dǎo)致陸上新增可容空間，向上逐漸過(guò)渡到湖相。這一湖侵過(guò)程在沙一段中下部達(dá)到最大，沉積了一套暗色泥巖，從而也構(gòu)成了該區(qū)又一套烴源巖系。此后，自沙一段中部至上部則是一系列的湖退沉積，其沉積相類型也由較深湖相至淺湖相類型過(guò)渡，代表了這一旋回的湖退部分。在測(cè)井曲線上，這些湖退沉積均表現(xiàn)為一系列的進(jìn)積副層序組構(gòu)成了1個(gè)總體向上變淺的沉積序列。沙一段的頂部與上覆東營(yíng)組沉積相帶的突變(上覆沉積相突然變淺變粗)其實(shí)反映了1個(gè)沉積間斷，也是盆地由斷陷向斷拗轉(zhuǎn)換的以不整合為界的層序邊界。

EⅡ3包括整個(gè)東營(yíng)組。

2.3 三級(jí)T?R旋回

通過(guò)單井層序綜合分析、連井剖面的對(duì)比及地震資料的標(biāo)定、追蹤對(duì)比，在EⅡ1和EⅡ2這2個(gè)Ⅱ級(jí)旋回層序中進(jìn)一步識(shí)別出9個(gè)Ⅲ級(jí)T?R旋回層序，從老到新依次命名為EⅢ1，EⅢ2，EⅢ3，EⅢ4，EⅢ5，EⅢ6，EⅢ7，EⅢ8和EⅢ9，分別大致對(duì)應(yīng)于沙4下亞段(Es4下)、沙4上亞段(Es4上)、沙34亞段(Es34)、沙33亞段(Es33)、沙32亞段(Es32)、沙31亞段(Es31)、沙2下亞段 (Es2下)、沙2上亞段(Es2上)和沙一段(Es1)，跨時(shí)分別為2.50，2.50，2.75，1.03，1.39，0.63，0.95，0.95和1.10 Ma(圖2)。

1) EⅢ1：對(duì)應(yīng)于沙4下亞段。以河流沉積為主，由下至上依次出現(xiàn)河道—洪泛平原—河道的垂向疊置，表明在盆地?cái)嘞莩跗?，氣候干熱，近源山區(qū)河流起主導(dǎo)作用。

2) EⅢ2：對(duì)應(yīng)于沙4上亞段。區(qū)內(nèi)南部由下至上出現(xiàn)三角洲前緣—前三角洲—三角洲前緣—三角洲平原的垂向疊置，北部出現(xiàn)濱淺湖沉積，反映了在沙四段中晚期，蘭聊斷裂活動(dòng)加劇，盆地下沉，湖盆水體加深，物源供給豐富，可容納空間先增大再減小的三級(jí)T?R旋回。副層序的堆積形式上由退積的副層序組向上過(guò)渡到進(jìn)積的副層序組，構(gòu)成1個(gè)向上變深再變淺的沉積序列。

3) EⅢ3：對(duì)應(yīng)于沙34亞段(圖3)。在沙34沉積期，斷層差異活動(dòng)加劇，湖水變深。南部沉積相由下至上出現(xiàn)三角洲前緣—半深湖—三角洲前緣的垂向疊置；文留和胡狀集的沉降中心在湖退體系域中出現(xiàn)鹽韻律層；東部蘭聊斷層陡坡處出現(xiàn)了扇三角洲—半深湖—湖底扇—扇三角洲的垂向疊置；西部斜坡處出現(xiàn)了三角洲前緣—前三角洲—三角洲前緣的垂向疊置，代表了1個(gè)三級(jí)T?R旋回形成時(shí)的湖平面升降過(guò)程。

圖3 東濮凹陷沙三段衛(wèi)93井-毛1井T?R層序劃分與對(duì)比剖面

根據(jù)測(cè)井資料和沉積微相分析，副層序的頂界在測(cè)井曲線上呈現(xiàn)出高放射性、低電阻。在鹽層和泥巖互層的鹽韻律層中，泥巖反映了洪泛期水體加深、變淡的沉積環(huán)境，巖鹽則反映了干旱、蒸發(fā)、湖水濃縮的沉積環(huán)境，從泥巖向上過(guò)渡到巖鹽代表1個(gè)向上變淺的副層序，因此，將副層序的分界線劃在較厚鹽層的頂部[25]。

4) EⅢ4：對(duì)應(yīng)于沙33亞段(見(jiàn)圖3)。在沙33沉積期，斷層活動(dòng)更加劇烈，斷陷最深，在沉積相上基本繼承了沙34的特征，只是湖泊水體更深，鹽層沉積隨沉降中心向北移動(dòng)。由下向上出現(xiàn)了半深湖—深湖—半深湖—前(扇)三角洲—(扇)三角洲前緣的沉積序列，反映了湖平面快速上升后緩慢下降的升降過(guò)程。

5) EⅢ5：對(duì)應(yīng)于沙32亞段(見(jiàn)圖3)。在沙32沉積期，斷裂活動(dòng)減弱，水體變淺。沉積相由下至上由湖進(jìn)期的半深湖深湖，再到湖退期的前(扇)三角洲—(扇)三角洲前緣—(扇)三角洲平原。

6) EⅢ6：對(duì)應(yīng)于沙31亞段(見(jiàn)圖3)。在沙31沉積期，凹陷南部大部分湖水完全退出，北部大部分地區(qū)由下至上形成前三角洲—三角洲前緣—三角洲平原疊置沉積序列。

7) EⅢ7：對(duì)應(yīng)于沙2下亞段。在沙2下沉積期，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)以河流沉積體系為主，由下向上出現(xiàn)河流—洪泛平原—河流的疊置序列，反映了經(jīng)沙31晚期的暴露剝蝕后，湖面上升導(dǎo)致陸上可容納空間先增大再減小的過(guò)程。

8) EⅢ8：對(duì)應(yīng)于沙2上亞段。在沙2上沉積期，蘭聊斷裂活動(dòng)有所加強(qiáng)，盆地基底下沉，水域擴(kuò)大，水體加深。沉積相由沙2下的河流相過(guò)渡到湖相，向上出現(xiàn)半深湖—前(扇)三角洲—(扇)三角洲前緣的垂向疊置層序。

9) EⅢ9：對(duì)應(yīng)于沙一段。在沙一沉積期，沉積中心略向北移，斷裂活動(dòng)由強(qiáng)轉(zhuǎn)弱，最后趨于穩(wěn)定。沙一段下部沉積了一套深湖—半深湖相的暗色泥巖，代表了T?R旋回中的湖侵部分；中上部由半深湖過(guò)渡到淺湖、(扇)三角洲相，測(cè)井曲線上表現(xiàn)為一系列的進(jìn)積副層序組，代表了T?R旋回中的湖退部分。

3 T?R旋回層序地層格架內(nèi)的沉積體系及其組合

東濮凹陷古近系沙河街組中的主要沉積體系包括(扇)三角洲、沖積扇、湖底扇、濱淺湖、深湖、河流、深盆鹽湖等沉積體系。(扇)三角洲幾乎見(jiàn)于各個(gè)三級(jí)T?R旋回中，沖積扇僅分布于EⅢ7層序的湖退體系域中，河流則發(fā)育在EⅢ1和EⅢ7的層序中，在EⅢ2，EⅢ3，EⅢ4，EⅢ5和EⅢ6等層序中均見(jiàn)湖底扇體系，深盆鹽湖體系主要分布在EⅢ3，EⅢ5，EⅢ6，EⅢ8和EⅢ9等層序中。

層序格架中不同沉積體系的分布與組合明顯受盆地古地貌形態(tài)、構(gòu)造(控凹斷層)活動(dòng)強(qiáng)度、氣候及物源等因素控制。

受東濮凹陷箕狀結(jié)構(gòu)影響，盆地具有西緩東陡的古地形，造成不同時(shí)代的沉積體系平面展布具有明顯的不對(duì)稱性[26]。在盆地?cái)嘞葑饔脧?qiáng)烈的沙四和沙三期(EⅢ1—EⅢ4)，蘭聊斷裂和黃河斷裂的劇烈差異活動(dòng)造成盆地東陡西緩的古地形，從而在盆地東側(cè)陡坡白廟、前梨園、毛崗、濮城等地發(fā)育較深水的扇三角洲沉積體系，在干旱氣候條件下形成深盆鹽湖體系；在西側(cè)緩坡、馬廠地區(qū)發(fā)育較淺水的復(fù)合型長(zhǎng)軸三角洲；在深洼區(qū)橋口附近沉積了深水軸向重力流水道、湖底扇沉積體系。

在盆地?cái)噗曜饔幂^明顯的沙二、沙一期 (EⅢ5—EⅢ9)，黃河斷裂活動(dòng)加劇，盆地東陡西緩的箕狀特征已不像盆地?cái)嘞輹r(shí)期那么明顯。整體來(lái)說(shuō)，湖盆水體較淺，從而在西側(cè)緩坡、馬廠等處形成三角洲、灘壩、河流及沖積扇沉積體系；在東側(cè)陡坡發(fā)育扇三角洲沉積體系。根據(jù)各層序不同體系域的沉積體系分布情況，大致可總結(jié)出3種沉積體系的組合模式(見(jiàn)圖4，剖面位置見(jiàn)圖1)：第1種是盆地強(qiáng)烈斷陷期氣候較潮濕條件下的組合模式，它包括緩坡側(cè)的三角洲體系、陡坡側(cè)的扇三角洲體系、向湖盆中心的半深湖—深湖體系及廣泛發(fā)育的湖底扇體系(圖4(a))；第2種是盆地強(qiáng)烈斷陷期氣候較干旱條件下的組合模式，它也包括緩坡側(cè)的三角洲體系、陡坡側(cè)的扇三角洲體系、向湖盆中心的半深湖—深湖體系及深盆鹽湖體系(圖4(b))；第3種是盆地?cái)噗昶诘慕M合模式，它主要由沖積扇、河流洪泛平原體系、扇三角洲體系及濱淺湖體系組成(圖4(c))。

(a) inline2369測(cè)線EⅢ7層序(Es2下)湖退體系域沉積體系組合；(b) inline1620測(cè)線EⅢ5層序(Es32)湖退體系域沉積體系組合；(c) inline2369測(cè)線EⅢ3層序(Es34)湖侵體系域沉積體系組合

4 討論

4.1 T?R旋回層序邊界及內(nèi)部構(gòu)成的兩分性

在T?R旋回內(nèi)部可識(shí)別出2類層序邊界，即湖退晚期盆地邊緣的過(guò)路沖刷與沉積間斷以及突發(fā)性海侵形成的“沉沒(méi)”邊界[23?24]。在第1種情況下，由于斷陷盆地是受控凹斷層控制、整體下沉過(guò)程中形成的，難以出現(xiàn)基底的快速抬升和湖平面的快速下降，因此，不可能形成大面積的暴露與剝蝕的Ⅰ型層序邊界，相當(dāng)于Vail理論的高位域與低位域在這里是1個(gè)連續(xù)性可容空間減小、湖平面相對(duì)下降的沉積序列。第2種情況更加明顯，由于水體突然變深，導(dǎo)致沉積相明顯間斷和向陸遷移。因此，這2種情形所形成的層序邊界之上都是以明顯的湖侵為特征。

1個(gè)完整的T?R旋回層序的內(nèi)部構(gòu)成仍然可用體系域、副層序組及副層序來(lái)描述。這種湖進(jìn)湖退的旋回層序由下部的湖進(jìn)體系域(LTST)及上部的湖退體系域(LRST)這2部分組成[16]。

4.2 湖進(jìn)—湖退過(guò)程中的可容納空間變化

在橫穿斷陷湖盆的剖面上，不同點(diǎn)、不同位置湖平面變化對(duì)可容納空間的變化影響不同。在通常情況下，以湖平面的高程位置變化為例，在最低湖平面位置到最高湖平面位置之間逐漸出現(xiàn)新增可容納空間，并隨著湖面的不斷升高，可容納空間也隨之增大，直至達(dá)到最大湖泛面。在最大湖平面位置向外的兩側(cè)，仍然沒(méi)有新增可容納空間，以剝蝕作用為主。在湖平面下降過(guò)程中，湖平面位置波動(dòng)范圍內(nèi)(最低湖平面與最高湖平面位置之間)可容納空間則逐漸減少，直至消失而出現(xiàn)剝蝕。但若緩坡側(cè)坡度足夠小，則由于沉積物不斷向盆地方向推進(jìn)導(dǎo)致河流平衡剖面位置發(fā)生變化，可出現(xiàn)陸上(水上)新增可容空間[27]，形成緊鄰湖盆的陸上沖積扇或三角洲陸上平原部分的沉積。在湖面位置內(nèi)的盆地內(nèi)，可容空間隨湖平面的上升而增大。

4.3 T?R旋回層序中的沉積體系與地層展布模式

在湖進(jìn)體系域中，主要的沉積體系是水下扇、扇三角洲、辮狀河三角洲、灘壩、濱淺湖、湖灣、半深湖—深湖、湖底扇以及深水鹽湖等體系。盆地陡坡帶發(fā)育水下扇、扇三角洲以及由于沉積物不斷堆積造成扇體前緣失穩(wěn)而在深湖區(qū)形成湖底扇。在緩坡側(cè)，由于地形坡度平緩，在物源區(qū)則以發(fā)育三角洲(辮狀河三角洲)為主，物源間則以濱淺湖沉積、灘壩沉積及湖灣沉積為主。在坡折帶之下，由于三角洲前緣滑塌，可形成湖底扇。盆地沉降中心(深陷區(qū))在氣候干旱、炎熱的環(huán)境下，可能形成湖進(jìn)體系域中的深水鹽湖沉積。

在湖退體系域中，扇三角洲、辮狀河三角洲、半深湖—深湖、湖底扇以及深水鹽湖沉積體系發(fā)育。在盆地陡坡帶，由于可容空間減小和湖平面的相對(duì)下降以及沉積物不斷堆積而導(dǎo)致陡坡帶坡度不斷變緩，最終使水下扇體不發(fā)育，從而扇三角洲甚至辮狀河三角洲發(fā)育；前緣的滑塌仍可形成湖底扇。緩坡側(cè)以發(fā)育三角洲(辮狀河三角洲)為主；隨著湖面不斷下降以及沉積物不斷堆積填充，可出現(xiàn)陸上可容空間及其沉積作用。在盆地沉降中心(深陷區(qū))，在氣候干旱、炎熱環(huán)境下，湖水不斷濃縮，可形成大量湖退體系域中的深水鹽湖沉積；湖退體系域中主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、半深湖—深湖、湖底扇以及深水鹽湖沉積體系。

5 結(jié)論

1) 以湖退晚期盆地邊緣的過(guò)路沖刷、沉積間斷以及突發(fā)性海侵形成的“沉沒(méi)”邊界為劃分標(biāo)志，可將這2種情形所形成的層序邊界之東濮凹陷古近系劃分為1個(gè)二級(jí)T?R旋回層序組、3個(gè)二級(jí)T?R旋回層序，其中，在沙河街組(Es)中識(shí)別出9個(gè)三級(jí)T?R旋回 層序。

2) 據(jù)東濮凹陷各層序不同體系域的沉積體系分布情況可總結(jié)出3類沉積體系的組合模式：強(qiáng)斷陷—?dú)夂虺睗窠M合模式、盆地強(qiáng)斷陷—?dú)夂蚪M合模式和斷坳期組合模式。

3) 在T?R旋回中，隨著可容空間的變化，沉積體系與地層的展布模式也發(fā)生變化。在湖進(jìn)體系域中，主要沉積體系類型是水下扇、扇三角洲、辮狀河三角洲、灘壩、濱淺湖、湖灣、半深湖—深湖、湖底扇以及深水鹽湖等體系，是構(gòu)造型油氣藏發(fā)育的時(shí)期；在湖退體系域中，主要沉積體系主要類型是扇三角洲、辮狀河三角洲、半深湖—深湖、湖底扇以及深水鹽湖沉積體系，是巖性油氣藏發(fā)育的主要體系。

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Application of T-R cycles in Dongpu sag: taking Shahejie stage of Paleogene as an example

XIAO Mingguo1, LI Jie2, 3, GUO Jianhua2, 3, GUO Xiangwei2, 3,WANG Xikai2, 3, TAN Hui1, 2, 3, LIU Chensheng2, 3

(1. Hunan Huasheng Energy Resource Investment & Development Co. Ltd., Changsha 410083, China; 2. School of Geosciences and Info-Physics, Central South University, Changsha 410083, China; 3. Key Laboratory of Metallogenic Prediction of Nonferrous Metals and Geological Environment Monitoring, Ministry of Education, Central South University, Changsha 410083, China)

With consideration that different orders of T?R cycles correspond to different reservoir grades, and the distribution characteristics of the sand bodies are also significantly different in T?R sedimentary cycles in different environments, the T?R cyclic sequences of different orders in Shahe formation were subdivided into two 2nd order cycles and nine 3rd order cycles based on sedimentary facies, extinction zone and provenance changes. The results show that the framework is mainly composed of alluvial fan, fluvial system, (fan) delta, sublacustrine fan, shallow lake, deep lake and deep saline lake basin sedimentary system, etc. The subaqueous fan, braided river delta, shallow lake, bay and deep lake mainly develop in transgressive system while the regressive system is composed of fan delta, braided river delta, semi-deep to deep lake and salty deep lake etc, but its distribution and association are affected by factors such as paleogeomorphy, intensity of tectonic(active faults) and provenance.

fault basin; sequence stratigraphy; T?R cycle; Dongpu depression; Shahejie Stage

10.11817/j.issn.1672?7207.2018.12.014

P539.2

A

1672?7207(2018)12?3002?09

2018?01?04；

2018?04?28

國(guó)家科技十二五重大專項(xiàng)(2011ZX05002-005)；湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(2017JJ1034)(Project (2011ZX05002-005) supported by the National Science and Technology Major Program; Project(2017JJ1034) supported by the Natural Science Foundation of Hunan Province)

郭建華，博士，教授，博士生導(dǎo)師，從事石油地質(zhì)研究；E-mail：gjh796@cus.edu.cn

(編輯 陳燦華)