王秀娟,陳冬霞,郭文杰,呂玉娟

(1.中國石油大學(xué)(北京) 地球科學(xué)學(xué)院,北京 102249;2.中國石油長慶油田分公司,陜西 西安 710018)

在碎屑巖湖盆巖相古地理等研究中,古湖岸線和古深湖線(或深水線)是湖盆沉積相帶劃分最重要的兩條相分界線,是劃分沉積亞相和微相的基礎(chǔ)。湖岸線是湖平面與陸地的交線,是陸上和水下沉積的分界線,通常以洪水期湖平面與陸地的交線即平均洪水面的痕跡線來表征湖岸線[1]。湖岸線以上是水上沉積環(huán)境,河流相或三角洲平原等沉積發(fā)育;湖岸線至深湖線之間是淺水沉積環(huán)境,發(fā)育三角洲前緣和濱淺湖相等沉積。深湖線是最大浪基面與盆地底部的交線,是劃分淺水和深水環(huán)境的分界線。深湖線以下是深水沉積環(huán)境,重力流和泥頁巖等深水沉積物發(fā)育,濁積巖和砂質(zhì)碎屑流等砂體是油氣良好的儲集體。因此,判別湖岸線和深湖線的空間位置是古地理恢復(fù)、沉積演化、沉積相劃分的關(guān)鍵和基礎(chǔ)。在油氣領(lǐng)域,古湖岸線和古深湖線控制著砂體類型、砂體形態(tài)和砂體組合及油氣成藏[2-4],因此,確定古湖岸線和古深湖線的位置對于油氣勘探有著重要的指導(dǎo)作用。

由于不同相帶位置的沉積環(huán)境、水動力和沉積物等特征差異顯著,因此,可以根據(jù)反應(yīng)沉積環(huán)境的多種地質(zhì)因素進行分析,并結(jié)合多種指標(biāo)綜合判斷其位置。目前,一些學(xué)者根據(jù)沉積學(xué)、生物化石、地球物理、測井及地球化學(xué)等沉積相標(biāo)志進行推測[1,5-9],這些成果為進一步深入研究提供了基礎(chǔ)和資料。

鄂爾多斯盆地晚三疊世延長期發(fā)育典型的大型拗陷湖盆沉積, 整體具有盆大、 坡緩、 源多、 流長的沉積背景, 沉積底型北部坡度較緩、 南部相對較陡, 沉降中心位于姬塬—華池—宜君一帶。 由于拗陷湖盆沉積時底型坡度較緩, 湖水的升降變化導(dǎo)致湖岸線和深湖線擺動幅度大, 增大了沉積期古地理恢復(fù)及沉積相演化等分析的難度, 因此, 明確兩條相線位置的判別方法十分重要。 研究區(qū)長6油層組為長7最大湖泛后湖退期沉積, 三角洲平原、 前緣、 淺湖、 深湖環(huán)境均較為發(fā)育(見圖1)。本研究以此層為例,系統(tǒng)分析湖岸線、深湖線附近多口井的巖心、測井等資料,總結(jié)沉積構(gòu)造、旋回、化石、顏色等多種判別湖岸線和深湖線位置的典型標(biāo)志與方法。

圖1 鄂爾多斯盆地延長組長6油層組沉積相平面圖Fig.1 Sedimentary facies plan of Chang 6 oil formation in Yanchang formation, Ordos Basin

1 鄂爾多斯盆地上三疊統(tǒng)延長組的地質(zhì)概況

鄂爾多斯盆地北起陰山,南抵秦嶺,東迄呂梁山,西臨賀蘭山、六盤山,為中國第二大沉積盆地,本部面積25×104km2,是一個沉積穩(wěn)定、拗陷遷移的多旋回克拉通疊合盆地。其上三疊統(tǒng)延長組主要為一套灰綠色、灰色中厚層塊狀細(xì)砂巖、粉砂巖和深灰色、灰黑色泥巖組成的旋回性沉積。湖盆經(jīng)歷了發(fā)生、發(fā)展、鼎盛、消亡的完整演化過程,沉積了一套完整的進積-垂向加積-退積的沉積序列組成的砂泥巖地層。按照盆地演化階段,延長組自下而上分為5個段:T3y1、T3y2、T3y3、T3y4、T3y5。根據(jù)油田生產(chǎn)需要,自下而上劃分為10個油層組,分別是: 長1、 長2、 長3、 長4+5、 長6、長7、長8、長9、長10,每個油層組根據(jù)需要又細(xì)分為2～3個小層(見表1)。

表1 鄂爾多斯盆地三疊系延長組地層簡表Tab.1 Stratigraphic summary of Yanchang Formation of Triassic in Ordos Basin

其延長期湖盆主要經(jīng)歷了5個大的演化階段:長10為湖盆初始形成階段;長9—長8為湖盆發(fā)展階段; 長7為鼎盛期, 也是最大湖泛期, 沉積了中生界最主要的烴源巖——張家灘頁巖; 長6—長4+5,為湖盆穩(wěn)定發(fā)展階段,緩慢湖退期背景,三角洲十分發(fā)育;長3—長1為湖盆萎縮消亡階段。在整個沉積演化過程中,不同時期的湖岸線位置、深湖線位置、沉積中心等發(fā)生了較大幅度的遷移擺動,導(dǎo)致了不同層段、不同位置的沉積特征發(fā)生了相應(yīng)的變化。識別不同時期的古湖岸線、古深湖線位置對于古地理恢復(fù)、沉積相劃分、沉積中心遷移規(guī)律認(rèn)識等具有重要的意義。

三疊紀(jì)末期,由于印支運動使華北陸塊整體抬升,三疊系頂部遭受長期廣泛的侵蝕作用,形成具有“溝谷縱橫、坡洼漫延、丘陵起伏、階地層疊”特點的前侏羅紀(jì)古地貌景觀[10]。

2 湖岸線之上的沉積特征及判別標(biāo)志

湖岸線是水上環(huán)境與水下環(huán)境的分界線,三角洲發(fā)育時為三角洲平原與三角洲前緣亞相的分界線。結(jié)合前人研究成果,在大量巖心及野外露頭觀察分析的基礎(chǔ)上,本研究以巖心資料為主要識別手段,輔助測井曲線等判別湖岸線位置。實際工作中,最主要的是判別出水上、水下沉積環(huán)境,二者之間為湖岸線位置。因此,根據(jù)露頭、巖心等第一手資料判斷是水上沉積還是水下沉積十分必要。

2.1 沉積構(gòu)造

沉積構(gòu)造是沉積物和沉積巖中最常見又最容易直接觀察到的特征之一,無論是研究沉積物或沉積巖,還是解釋沉積環(huán)境,都必然涉及到沉積構(gòu)造,特別是原生沉積構(gòu)造。層理構(gòu)造是沉積物和沉積巖最重要的特征之一,由組成物質(zhì)的成分、顏色、粒度、形狀、排列方式等在平面剖面上的變化顯示出來,可以反映沉積環(huán)境、氧化還原環(huán)境和水動力強度等信息。

湖岸線之上為三角洲平原亞相沉積環(huán)境,主要發(fā)育分流河道和河道間沉積微相。分流河道水動力較強,發(fā)育多種反映水動力較強的層理構(gòu)造,如各種交錯層理,平行層理、斜層理等較為常見(見圖2A、B),野外剖面常見到板狀、槽狀、楔狀等大型交錯層理。在河道砂體邊部也能見到水流波狀層理和沙波紋層理。河道間泥巖沉積發(fā)育,主要是水平層理。泥巖表面的雨痕、泥裂等暴露構(gòu)造也是水上環(huán)境的直接標(biāo)志。

在砂巖底部,由于水流突然增強或改道,常發(fā)育沖刷面構(gòu)造,可以見到泥巖礫石順層排列(見圖2C),砂巖和下部泥巖突變接觸。在侵蝕面的不同位置,由于侵蝕能力及沉積物搬運距離不同,礫石的磨圓度、分選和粒度不同,一般具有越靠近侵蝕地區(qū)，侵蝕水動力越強,泥礫分選越差的特點，磨圓度越差，礫石越大，成層性越差;隨著搬運距離增大,泥礫分選、磨圓較好,粒度變小,甚至不含泥礫,表現(xiàn)為砂泥巖突變接觸。

2.2 巖石顏色

巖心原生顏色主要跟巖石所含礦物的成分有關(guān),同時也與其形成的地質(zhì)環(huán)境有關(guān),有時還受含油或含水程度的影響。湖岸線之上為長期暴露的氧化環(huán)境,顏色整體較淺。研究區(qū)長6湖岸線之上主要發(fā)育三角洲平原沉積,邊部發(fā)育河流相,屬于氧化暴露沉積環(huán)境。砂巖整體以淺灰綠色、淺灰色、灰白色為主(見圖2A、B、C、E),局部受油侵染，顏色略有變化(見圖2D)。泥巖顏色主要是淺灰黑色(見圖2I),如果有機質(zhì)含量較高，顏色為深黑色(見圖2G),質(zhì)地不純,手摸有黑色碳屑污手,局部見紫紅色、灰綠色雜色泥巖。

圖2 鄂爾多斯盆地長6三角洲平原沉積巖心Fig.2 Delta plain sedimentary core of Chang 6 in Ordos Basin

2.3 沉積旋回

沉積旋回是指沉積作用和沉積條件按相同的次序不斷重復(fù)沉積而組成的一個層序,實際工作中，應(yīng)注重巖性粒度變化形成的旋回。根據(jù)垂向巖性及粒度變化特征,沉積旋回可分為正旋回、反旋回、正反旋回、反正旋回等類型。一個沉積旋回間接地反映了一次水動力的變化,如正旋回反映了水動力從強到弱的演變過程,反旋回反映了水動力由弱變強的過程。不同環(huán)境形成的沉積旋回差異明顯,因此可以根據(jù)沉積旋回的差異來分析沉積環(huán)境。

湖岸線之上的三角洲平原主要發(fā)育正旋回沉積,與每一期河道水動力由強到弱導(dǎo)致沉積物下粗上細(xì)有關(guān)。巖心自下而上表現(xiàn)為粒度逐漸變細(xì)、顏色由淺變深(見圖2H)。有時其頂部泥巖被后期水流侵蝕殆盡,表現(xiàn)為多期河道砂體連續(xù)疊加。測井曲線表現(xiàn)為鐘形和箱型。

2.4 植物化石

湖岸線之上的三角洲平原、沖積平原等陸上環(huán)境,適合大型植物生長,當(dāng)植物死亡埋藏后就形成了各種植物化石,如植物的根、莖稈、葉片、果實等化石。因此,可以根據(jù)植物化石的特征反演沉積時的沉積環(huán)境。

河道間沼澤等泥巖環(huán)境有利于植物化石的保存,泥巖中常見到較為完整的植物莖稈或葉片、果實等化石,主要是各種蕨類、蘆木類化石。泥巖中，葉片、莖稈等化石一般順層發(fā)育,有機質(zhì)多已碳化(見圖2F),偶見直立莖干化石。有機質(zhì)含量高的形成薄煤層(線)(見圖2G),或者炭質(zhì)泥巖,巖心污手,這是比較常見的標(biāo)志性化石。

砂巖中多為植物殘片,主要是因為植物受后期水流搬運破壞。常見夾于砂巖中的黑色碳化植物莖稈或葉片化石(見圖2F),反映了水動力快速減弱后的快速沉降。在砂巖的層理面中多見破碎的碳化碎屑或殘片。

除了以上化石外,植物根跡也較常見。植物根跡從陸上到淺水區(qū)具有從直根跡、輻射狀根跡、須狀根跡、單根跡到水平狀根跡的過渡。研究區(qū)植物根多順層或穿層分布,泥巖粉砂巖中常見;主要為輻射狀、須狀植物根化石(見圖2E)。

2.5 動物化石

動物類化石包括生物活動時留下的遺跡化石和生物死亡后保留的實體化石。遺跡化石常見的有足跡、行跡、潛穴、鉆孔、糞化石、生物擾動構(gòu)造等。實體化石常見有雙殼類、魚、葉質(zhì)介、介形蟲等。由于各種動物的習(xí)性及生活環(huán)境不同,可以根據(jù)動物化石分析其當(dāng)時生活的環(huán)境。

水上環(huán)境常見的有各種動物的足跡化石及垂直潛穴(俗稱蟲孔)。潛穴一般形成于富含水的水上或淺水區(qū),從陸上到水下，蟲孔一般由垂直、傾斜到近水平狀發(fā)育[11]。研究區(qū)蟲孔化石主要是垂直孔,孔中多充填砂巖,反映了慮食性生物的特征,砂巖、泥巖中均有發(fā)育,密集分布,直徑一般幾毫米到一厘米(見圖2I)。

3 湖岸線、深湖線間的沉積特征及判別標(biāo)志

3.1 沉積構(gòu)造

湖岸線、深湖線間為淺湖或三角洲前緣沉積環(huán)境,沉積微相主要有淺湖亞相的淺湖泥、灘壩、席狀砂等;三角洲前緣亞相主要有水下分類河道、河口壩、分流間灣、遠砂壩等。水動力主要由湖水波浪和水下分流河道提供,相應(yīng)地形成了多種層理類型。

波浪形成的波狀層理是最典型的淺湖相判別標(biāo)志,巖性主要為分選較好的細(xì)砂巖和粉砂巖,波峰、波谷較圓滑,層理波痕對稱分布(見圖3A、G),與流水形成的不對稱波痕易于區(qū)別。

水下分流河道是分流河道入湖后的水下延伸部分,受湖水阻擋，水動力快速減弱,形成的層理構(gòu)造與分流河道既有相似性又有差異性。平行層理和低角度斜層理在厚層砂巖中較發(fā)育(見圖3C),而砂紋層理更加發(fā)育(見圖3B、H)。由于水下分流河道水動力快速減弱,攜砂能力降低,沉積物快速沉降堆積,不穩(wěn)定性增加,包卷等各種變形構(gòu)造較發(fā)育(見圖3E、F)。

3.2 巖石顏色

湖岸線、深湖線為水下沉積區(qū),水體較淺,受波浪擾動較強,為弱氧化—弱還原環(huán)境,巖石顏色整體較湖岸線以上的水上環(huán)境顏色變深、變暗。砂巖主要為深灰色(見圖3A、B、C、E),泥巖主要為黑色、灰黑色(見圖3B、I)。

3.3 沉積旋回

該區(qū)沉積旋回既有正旋回又有反旋回,還有二者的旋回疊加組合。正旋回主要在水下分流河道發(fā)育,反映了單期河道水動力由強向弱演化的過程。反旋回反映了水下分流河道進積,雖然單期水下分流河道為正旋回沉積,但縱向上多期疊加后表現(xiàn)為反旋回(見圖3D)。特別是河口壩微相沉積最為典型,測井曲線上表現(xiàn)為漏斗狀特征。因此,反旋回是判斷三角洲前緣最典型的沉積旋回,特別是具有較高頻率分布的地區(qū)。

3.4 植物化石

該區(qū)植物化石相對不發(fā)育,但在湖岸線附近的淺水區(qū)能夠生長一些小型的植物,巖心中常見植物水平狀根和碎片化石;完整的化石相對較少,主要原因是該區(qū)水動力較活躍,原始葉片等破壞嚴(yán)重。化石主要成碎片狀分布在泥巖和砂巖層面上,由于含量較低，通常不污手。

3.5 動物化石

該區(qū)動物化石較為發(fā)育,蟲孔、葉肢介、貝殼等化石常見。蟲孔既有垂直孔又有斜向孔(見圖3G、H),以斜蟲孔最為典型,是判斷水下環(huán)境的標(biāo)志。同時,在安靜的泥巖環(huán)境中葉肢介化石常見(見圖3I)。

圖3 鄂爾多斯盆地長6三角洲前緣沉積巖心Fig.3 Delta front sedimentary core of Chang 6 in Ordos Basin

4 深湖區(qū)沉積特征及判別標(biāo)志

深湖線位于最大浪基面位置,該線以下為深湖沉積區(qū),發(fā)育深水重力流和泥頁巖沉積,還原環(huán)境。其粒度更細(xì),細(xì)砂巖、粉砂巖、泥頁巖發(fā)育。

4.1 沉積構(gòu)造

重力流沉積主要有砂質(zhì)碎屑流、濁積巖、滑塌等沉積類型。砂質(zhì)碎屑流發(fā)育塊狀層理,內(nèi)部常發(fā)育泥巖撕裂屑,撕裂屑來自深湖泥頁巖,分選較差,平面橢圓狀,多順層分布,有時近直立(見圖4A),反映了突發(fā)性重力流強烈侵蝕下部泥頁巖后，近距離搬運快速沉積的特征,是深水勘探的主力目的層。

濁積巖是深水沉積的典型標(biāo)志,發(fā)育粒序?qū)永砑磅U瑪序列(見圖4B),火焰構(gòu)造、重荷模、溝模等發(fā)育(見圖4B、C)。濁積巖在深水環(huán)境能夠大量保存,也是判斷深水環(huán)境的標(biāo)志型沉積類型。

部分巖心中能見到由滑塌作用形成的混雜變形沉積(見圖4D)、小規(guī)模的正斷層、褶皺等滑塌體系構(gòu)造。液化砂巖脈、砂球等軟沉積物變形構(gòu)造也較常見,沉積環(huán)境需和同層的泥巖綜合分析。

圖4 鄂爾多斯盆地長6深湖沉積巖心Fig.4 Deep lake sedimentary core of Chang 6 in Ordos Basin

4.2 巖石顏色

深水區(qū)為強還原環(huán)境,巖石顏色更深。研究區(qū)砂巖以深灰色為主(見圖4B、C);泥巖黑色，質(zhì)純(見圖4G)，油頁巖深黑色,頁理發(fā)育,有時見結(jié)核狀黃鐵礦(見圖4F)。

4.3 沉積旋回

砂質(zhì)碎屑流由于撕裂屑分布位置的不確定,既可以是正旋回也可以是反旋回;濁積巖主要是正旋回沉積(見圖4B、H),測井曲線主要為指狀或齒化鐘形。

4.4 植物化石

該區(qū)水體較深,植物化石不發(fā)育,少量為外來搬運的植物碎屑沉積,在巖石層面上有時能見到少量植物碎屑化石(見圖4E)。植物碎屑含量的多少主要與重力流搬運距離有關(guān),一般距離越遠，殘留的植物碎屑化石越少。

4.5 動物化石

該區(qū)動物化石含量較多,主要有方鱗魚及魚鱗化石(見圖4I),偶見紡錘狀魚糞化石;介形蟲化石較常見。

以上方法主要是根據(jù)常見的巖心露頭及測井曲線等資料識別沉積環(huán)境，進而判斷古湖岸線、古深湖線位置,該方法具有簡單快捷、實用方便等特征。同時，也可以參考地化指標(biāo)，判斷水體氧化-還原環(huán)境，進而推斷兩條線的位置[12]。根據(jù)以上論述,最終形成了識別古湖岸線、古深湖線位置的綜合標(biāo)志表(見表2)。

表2 湖岸線深湖線位置判別標(biāo)志Tab.2 distinguishing marks of shoreline and deep lake line

5 古湖岸線、古深湖線位置判別的地質(zhì)意義

通過以上方法判別出古湖岸線、古深湖線位置后,對進一步研究工區(qū)的古地理恢復(fù)、沉積相帶劃分、砂體分布預(yù)測及湖盆演化分析具有重要的地質(zhì)意義,進而對深化油氣空間分布規(guī)律認(rèn)識提供指導(dǎo)。

5.1 提供了沉積相帶劃分的依據(jù),為進一步的亞相微相研究及古地理恢復(fù)奠定了基礎(chǔ)

確定了某一時期某一層段的古湖岸線、古深湖線位置,實際上就確定了沉積相帶的邊界及范圍,為進一步細(xì)分相帶內(nèi)的亞相和微相提供了基礎(chǔ)。古湖岸線位置確定后,水上部分就是三角洲平原,微相主要發(fā)育分流河道、河間洼地等沉積微相。水下部分就是三角洲前緣,微相主要是水下分流河道、河控壩、分流間灣、席狀砂、灘壩等沉積微相。古深湖線確定后就圈定了深湖區(qū)的位置,深湖泥頁巖、濁積巖、砂質(zhì)碎屑流、滑塌等沉積類型就可以進一步分析研究。如果這兩條線的位置不落實,沉積相及微相的劃分識別可能出現(xiàn)錯誤,導(dǎo)致地質(zhì)認(rèn)識出現(xiàn)偏差。

5.2 為砂體刻畫及預(yù)測提供了指導(dǎo)

湖岸線及深湖線對沉積砂體類型及分布具有重要的控制作用。某一時期某一層段的古湖岸線、古深湖線的位置落實后,砂體相類型就比較容易確定。

湖岸線對砂體具有重要的作用。湖岸線是河流入湖后快速卸載之處,水下分流河道等砂體最為發(fā)育,在湖岸線較為穩(wěn)定時,湖岸線附近砂體是最發(fā)育的位置。在坡度較緩的淺水三角洲,湖水升降時,湖岸線大幅度遷移,砂體順物源方向條帶狀展布,沿湖岸線坨狀分布,砂體間分布距離遠，連續(xù)性較差,即湖岸線控砂[4，13]。

深湖線以下位置是深水重力流砂體發(fā)育區(qū),濁積巖、砂質(zhì)碎屑流砂體是主要的砂體類型。

5.3 促進了湖盆沉積演化及沉積中心遷移規(guī)律分析

通過編制不同時期古湖岸線、古深湖相的位置,就可以分析出湖盆從形成到消亡的整個演化過程,以及不同時期湖水升降的范圍及沉積中心遷移等演化特征。研究區(qū)延長組在整個沉積過程中(長10～長1)，湖岸線、深湖線及沉積中心位置并不是固定不變的,研究表明,各個油層組沉積時沉積中心也發(fā)生了遷移。沉積中心在半深湖、深湖沉積期形成的泥巖為優(yōu)質(zhì)烴源巖,在淺水時期沉積中心形成的泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為好的區(qū)域蓋層。沉積中心在不同時期的遷移導(dǎo)致了成藏組合在時空上的有效配置,為多層系復(fù)合油藏的形成奠定了基礎(chǔ)；同時其對油藏的宏觀分布也具有重要控制作用[14]。

6 實例分析

本研究選取鄂爾多斯盆地長63層進行分析。研究區(qū)長6整體屬于湖退沉積背景, 長63層為長6早期沉積,整體具有明顯的退積特征。本研究在大量巖心觀察分析基礎(chǔ)上,總結(jié)不同沉積類型在測井曲線上的特征,進而根據(jù)測井曲線特征分析未取心段的沉積相及沉積微相。

選取東北沉積體系順物源方向的青23—里80井長63層剖面作為沉積相分析實例(見圖5)。 該剖面橫跨了不同的沉積相帶, 位置見圖1。 從圖1上可以看出, 不同沉積相帶的測井相特征差異顯著。 在三角洲平原地區(qū), 主要發(fā)育分流河道和河道間微相(見圖5中青23—鐮44)。 分流河道砂體發(fā)育, 常多期疊加, 形成厚層砂體, 測井曲線上為弱齒化箱型或鐘型, 主要是正旋回沉積。 河道剖面的形態(tài)為頂平底凸, 水動力較強, 交錯層理發(fā)育; 底部常發(fā)育沖刷面, 沖刷面底部泥礫發(fā)育; 側(cè)向砂體尖滅較快。 河道間泥巖中植物繁盛, 常見植物根莖、 莖稈、 葉片等化石, 顏色淺灰色, 含碳較高時呈深灰黑色。 有時見垂直的蟲孔遺跡化石。

在三角洲前緣地區(qū),水下分流河道、河口壩、灘壩、席狀砂、分流間灣、遠砂壩等微相發(fā)育(見圖5中高7—白232)。水下分流河道是水上河道的水下延伸,水動力由于受湖水阻擋而減弱,沖刷面相對不發(fā)育,測井曲線以鐘型、箱型為主;由于河流入湖后水動力降低較快,沉積快速卸載,在水下分流河道前端發(fā)育河口壩沉積,縱向上常形成壩上河沉積組合,測井曲線為漏斗型+箱型組合,反旋回特征明顯。同時,受湖浪改造,部分河道砂體再次搬運形成了灘壩、席狀砂和遠砂壩沉積,由于厚度較薄,測井曲線多為指狀。分流間灣以泥巖沉積為主,顏色深黑色,為弱還原環(huán)境特征;泥巖中植物碎屑、斜蟲孔、雙殼化石等發(fā)育。

在深湖區(qū), 深水重力流和泥頁巖沉積發(fā)育(見圖5)。 在地震、 火山等觸發(fā)條件下， 三角洲前緣發(fā)生滑塌, 經(jīng)過斜坡區(qū)搬運后在深湖坡腳區(qū)沉積。 重力流主要類型為砂質(zhì)碎屑流、 濁積巖和滑塌體等, 泥巖撕裂屑、 鮑馬序列等沉積構(gòu)造發(fā)育。 斜坡區(qū)砂體相對不發(fā)育(見圖5中白232—白141),沉積物主要在坡腳處沉積,形成了深湖區(qū)厚層儲集砂體,測井曲線為齒化箱型或指狀,正旋回為主。泥巖為深黑色泥巖或油頁巖,為還原環(huán)境產(chǎn)物,質(zhì)地較純,有機質(zhì)含量較高,介形蟲、魚鱗等化石常見,偶見植物碎屑。

圖5 青23—里80井長63沉積相剖面圖Fig.5 Sedimentary facies profile of Chang 63 in well Qing 23-li 80

本研究在以上分析的基礎(chǔ)上,建立了拗陷湖盆沉積相立體模式圖(見圖6)。由圖6可以看出，拗陷湖盆整體具有盆大、坡緩、水淺、源長等沉積特征,沉積體系系列發(fā)育完整,特別是在緩坡帶更為典型，沖積扇、辮狀河、曲流河、三角洲、淺湖、深湖、濁積巖等均有發(fā)育。河流入湖后因受湖水阻擋流速降低,沉積物大量卸載,形成三角洲。三角洲繼續(xù)推進露出湖面形成三角洲平原,水下部分為三角洲前緣,分界線是湖岸線。

圖6 拗陷湖盆沉積相立體模式圖Fig.6 Three dimensional model of sedimentary facies in depression lake basin

研究區(qū)三角洲平原砂體較發(fā)育,和入湖附近的河流相特征相似,河流水動力較強,平行層理、交錯層理發(fā)育,沖刷面較發(fā)育,縱向上為正旋回沉積相序。該區(qū)帶植物繁盛,因此植物根莖葉化石常見,植物根以單根和輻射根為主,沼澤處能形成煤線和碳質(zhì)泥巖;垂直蟲孔發(fā)育。三角洲前緣是三角洲的水下延伸部分,水動力逐步減弱,交錯層理、波狀層理等沉積構(gòu)造較多。砂體較發(fā)育,以水下分流河道、河口壩、灘壩、席狀砂等微相砂體為主,縱向上反旋回沉積相序常見。大型植物不發(fā)育,主要是一些小型植物,植物根為須狀根,生物遺跡較多,雙殼類、斜向蟲孔、介形蟲等常見。

深湖線分隔了三角洲和深湖環(huán)境,深湖區(qū)坡度較陡,水體較深,為還原環(huán)境,深色泥頁巖發(fā)育;化石相對較少,偶見魚及魚鱗化石,植物碎屑偶見。在地震等觸發(fā)機制作用下,三角洲前緣沉積發(fā)生滑塌搬運形成重力流沉積體系,濁積巖、砂質(zhì)碎屑流等砂體發(fā)育。

7 討論

7.1 地質(zhì)上某一時期湖岸線和深湖線為一條帶

陸相湖盆相對海相盆地,無論是盆地規(guī)模、水體范圍還是水深都要小得多,湖面升降影響因素較多,升降頻率、幅度變化更大,導(dǎo)致湖岸線及深湖線位置擺動變化頻繁。因此,實際上，在某個地層形成時段內(nèi)，這兩條線是帶狀分布而非一條精確的線,除非某個時間段或時間點湖水非常穩(wěn)定。這就造成了巖心等資料有時在環(huán)境劃分中出現(xiàn)矛盾的情況,因此建議采用多種方法,綜合分析判定兩條相線的位置。

7.2 湖岸線和深湖線位置的確定以優(yōu)勢位置標(biāo)定

理論上講,如果資料較豐富,地層形成時間越短，湖岸線和深湖線的位置確定就越可靠,越接近歷史真實。實際工作中，恢復(fù)地質(zhì)時期兩條相線時,無法達到像研究現(xiàn)今或近期湖盆兩條相線位置那么精確,其時間跨度較長,即使是一個小層也以百萬年為時間尺度。因此,兩條相線位置的判斷應(yīng)以其長期存在的相帶位置進行標(biāo)定,即優(yōu)勢相方法確定。

7.3 盆地底形坡度影響兩線位置的確定(陡坡與緩坡)

除了地層形成時間影響兩條相線的標(biāo)定外,湖盆沉積底形坡度也是影響古湖岸線、古深湖線位置精度的重要地質(zhì)因素。一般來說,由于斷陷湖盆底形坡度更陡,與拗陷湖盆相比，兩條相線的平面位置變化擺動范圍更小;同一盆地,陡坡帶比緩坡帶相帶位置更加穩(wěn)定,擺動幅度更小。

8 結(jié)論

1)水上、 淺水和深水環(huán)境在沉積構(gòu)造、 沉積旋回、 沖刷面、 化石、 測井相、 巖石顏色等多方面存在明顯差異; 水上環(huán)境沉積構(gòu)造以反映強水動力的沉積構(gòu)造最為典型, 沖刷面, 大型植物化石等為更發(fā)育, 正旋回沉積為主, 巖石顏色反映了氧化環(huán)境顏色, 整體較淺; 淺水環(huán)境沉積構(gòu)造以反映較強水動力沉積構(gòu)造為主, 沖刷面相對不發(fā)育, 植物化石相對不發(fā)育, 局部發(fā)育水上漂浮來的少量植物碎片化石, 水生動物化石相對發(fā)育, 反旋回沉積發(fā)育, 巖石顏色反映了弱還原環(huán)境, 相對較深; 深水區(qū)發(fā)育重力流沉積相關(guān)沉積構(gòu)造, 沖刷侵蝕面發(fā)育, 動物化石相對發(fā)育而植物化石不發(fā)育, 正旋回沉積為主, 巖石顏色反映了還原環(huán)境, 以深黑色為主。

2)湖岸線、深湖線位置的確定對拗陷湖盆沉積相劃分、砂體分布、湖盆演化等方面的研究提供重要依據(jù)和參考。