東海陸架盆地甌江凹陷古近系層序地層學(xué)與沉積特征研究

趙英杰,郭艷東

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083）

東海陸架盆地甌江凹陷古近系層序地層學(xué)與沉積特征研究

趙英杰,郭艷東

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）海相儲(chǔ)層演化與油氣富集機(jī)理教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100083）

應(yīng)用層序地層學(xué)方法,通過(guò)鉆井、測(cè)井、地震反射等標(biāo)志,識(shí)別出層序界面和最大海泛面,將東海陸架盆地甌江凹陷古近系劃分為3個(gè)層序,層序界面分別為 T20、T40、T42、T50,并以地層疊置樣式、巖性、巖相的變化為依據(jù)在單井上將每個(gè)三級(jí)層序細(xì)分為低位、湖侵和高位3個(gè)體系域;在層序格架內(nèi)利用鉆井和古生物資料分析了沉積體系在甌江凹陷的平面展布:月桂峰組主要是三角洲相和湖泊相沉積,靈峰組和明月峰組是三角洲相和濱海相沉積,甌江組和溫州組為三角洲相和濱海相沉積,其中甌江凹陷東次凹為淺海相沉積;沉積物源主要以西向東注入和西北方向向東南注入,同時(shí)揭示了古近系兩次大規(guī)模海侵分別是古新世中期靈峰組沉積時(shí)期和始新世中期甌江組沉積時(shí)期。

甌江凹陷;古近系;層序地層學(xué);沉積體系;

Abstract:The strata of Oujiang Sag are divided into three sequences by identifying the sequence surfaces and the most flooding faces based on drilling data,logging data and seismic data.The sequence faces are recognized in the seismic section,they are T20,T40,T42,T50.Each sequence is divided into three tracts based on the changes of lithology facies,overlying model and so on.Due to the research on the drilling cores,the logging data and paleontologic evidence,we define some depositional systems such as delta,lacustrine and marine in the Paleogene System of Oujiang Sag.Yueguifeng group consistss of delta facies and lacustrine facies sediments,Lingfeng group and Mingyuefeng group consists of delta facies and littoral facies sediments,Oujiang group and Wenzhou group consists of delta facies and littoral facies sediments,and neritic facies deposited in the east sag.Sediments sourced from west and northwest.In the Paleogene System,two large marine transgressions happed in middle Paleocene and middle Eocene.

Key words:Oujiang Sag;Paleogene System;sequence stratigraphy;depositional system

甌江凹陷位于東海陸架盆地的西南部,面積約1.9×104km2,該凹陷屬新生代斷陷型盆地,由甌江凹陷西次凹、甌江凹陷東次凹和靈峰凸起帶組成（圖1）。前人有將甌江凹陷西北部叫椒江凹陷,其他部分叫麗水凹陷。

甌江凹陷具典型的東斷西超半地塹結(jié)構(gòu)。早古新世,東海陸架盆地進(jìn)入裂陷發(fā)育階段,新生代盆地疊加在中生代殘余盆地之上。始新世,整個(gè)東海陸架盆地進(jìn)入斷拗發(fā)育階段,接受了一套厚度不等的海相沉積。漸新世末期,該區(qū)第三次遭受大規(guī)模的區(qū)域抬升（即花港運(yùn)動(dòng)）,使得盆地中西部地區(qū)整套漸新世地層沉積很薄。新近紀(jì)到第四紀(jì),該區(qū)斷裂不發(fā)育,整體接受了一套河流和沖積平原相到海相沉積,呈現(xiàn)東厚西薄的特征。

圖1 甌江凹陷地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.1 Geological structure of Oujiang Sag

前人在研究區(qū)層序地層研究方面有各種不同的看法。甌江西次凹上古新統(tǒng)劃分為3個(gè)三級(jí)層序,自下而上為 TS1、TS2和 TS3。而靈峰凸起構(gòu)造帶上（據(jù)LF-1井、WZ20-1-1井和 WZ15-1井資料）僅發(fā)育 TS3層序,且缺乏低位體[1]。甌江凹陷古近系可劃分出7個(gè)三級(jí)層序,即下古新統(tǒng)月桂峰組,上古新統(tǒng)靈峰組下段、靈峰組上段和明月峰組,以及始新統(tǒng)甌江組、溫州組和平湖組。每一個(gè)三級(jí)層序的下部均為低位及海進(jìn)域時(shí)期沉積的砂巖儲(chǔ)層,而最大海泛面發(fā)育時(shí)期沉積的泥巖段則是很好的區(qū)域蓋層,它們均可形成良好的儲(chǔ)蓋組合[2]。古新統(tǒng)明月峰組是甌江西次凹中重要的含油氣層段,其淺海—三角洲相沉積構(gòu)成了一個(gè)完整的三級(jí)層序。依據(jù)初始海泛面、最大海泛面和高位域晚期存在的明顯海退界面,三級(jí)層序內(nèi)可劃分出低水位、海侵、高水位和下降體系域四部分。層序界面和主要的海侵、海退面均得到了古生物豐度和分異度的佐證[3]。前人在此地區(qū)層序地層的研究有的基于構(gòu)造演化,有的基于巖性地層,有的基于海侵期次,導(dǎo)致劃分層序的方案不統(tǒng)一,本次研究依據(jù)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)劃分層序,依據(jù)海侵識(shí)別最大海泛面,將古近系劃分為三個(gè)層序。

1 層序劃分和識(shí)別

圖2 甌江凹陷地層剖面略圖Fig.2 Stratigraphic section of Oujiang Sag

圖3 甌江凹陷古近系層序地層劃分方案Fig.3 Sequence stratigraphy framework of Oujiang Sag in Paleogene System

結(jié)合地震和鉆井資料,將甌江凹陷新生界古近系劃分為3個(gè)層序,層序界面分別為 T20、T40、T42、T50（圖2和圖3）。T20是中新統(tǒng)底界面底界,T40是始新統(tǒng)的底界面,T42是古新統(tǒng)靈峰組和月桂峰組的分界面,T50是新生界的底界面。層序1為月桂峰組,可以劃分為三個(gè)體系域:低位體系域、湖侵體系域和高位體系域。層序2為由靈峰組和明月峰組組成,最大海泛面是 T41,劃分為三個(gè)體系域:低位體系域、湖侵體系域和高位體系域。層序3是由剝蝕后的始新統(tǒng)組成,最大海泛面是 T33,劃分為三個(gè)體系域:低位體系域、湖侵體系域和高位體系域（表1）。

表1 甌江凹陷古近系層序地層劃分方案Tab.1 Sequence stratigraphy framework of Oujiang Sag in Paleogene System

1.1 層序界面的特征

層序是以不整合和與之相對(duì)應(yīng)的整合為邊界的一套相對(duì)整一、有成因聯(lián)系的地層序列。層序邊界的形成代表了某一時(shí)間段在一定地區(qū)的沉積間斷,其上下沉積巖層在巖性、沉積相組合、反射特征、電測(cè)曲線上都會(huì)產(chǎn)生一些特殊的響應(yīng)[4]。圖4A～F是截取了甌江凹陷靈峰1井以及WZ4-1-1井的典型層序界面,反映了層序界面在鉆井上的巖性突變、沉積環(huán)境突變標(biāo)志和最大海泛面在鉆井上大范圍厚層灰?guī)r發(fā)育、厚層泥巖發(fā)育等標(biāo)志。

層序1的底界（T50反射界面）是新生界的底界,在凹陷西部斜坡與洼陷過(guò)渡帶一般開(kāi)始出現(xiàn)上超和削截現(xiàn)象;在鉆井上中生代地層巖性為火山巖或紅層,新生代地層巖性為淺灰色砂泥巖,沉積環(huán)境由火山巖帶或干旱湖泊變?yōu)闈駶?rùn)的湖泊環(huán)境;在聲波時(shí)差測(cè)井曲線上由高值突變?yōu)榈椭?。層?的底界（T42反射界面）在地震上為強(qiáng)軸,連續(xù)性較差,在甌江凹陷東次凹和西次凹都可以追蹤,在西次凹西斜坡上有上超現(xiàn)象,在東次凹表現(xiàn)為整一,在靈峰凸起上未追蹤到此同相軸,說(shuō)明靈峰凸起上在古新世早期為剝蝕期;在鉆井上界面之下巖性主要為淺灰色砂巖與深灰色泥巖互層,界面之下巖性為深灰色泥巖,發(fā)生了沉積相的突變;測(cè)井曲線形態(tài)由界面之下的漏斗形變?yōu)辇X狀,由低值突變?yōu)楦咧怠有?的底界（T40）在地震上表現(xiàn)為高振幅強(qiáng)連續(xù)性的同相軸,在整個(gè)凹陷中可以追蹤,在西次凹的東部有削截造成的微角度不整合;在鉆井上巖性為區(qū)域性的煤層沉積;在測(cè)井曲線上,界面上下的曲線形態(tài)出現(xiàn)突變,界面上形成多段箱型曲線的疊置,代表厚層的下切水道或低位域沉積砂體。

圖4 鉆、測(cè)井層序界面識(shí)別標(biāo)志Fig.4 The identification marks of sequence boundary

1.2 體系域界面的特征

初次海泛面是基準(zhǔn)面下降與上升的轉(zhuǎn)換面,沉積旋回表現(xiàn)為由反旋回變?yōu)檎?在層序內(nèi)識(shí)別初次海泛面主要是依據(jù)鉆井、測(cè)井資料。

T41反射界面代表了層序2（上古新統(tǒng)靈峰組和明月峰組）中最大的海泛面,構(gòu)成層序2高位域與海侵體系域的分界面。該界面在地震剖面上表現(xiàn)為較連續(xù)的強(qiáng)反射軸,高位域明顯底超于該界面之上,在全凹陷內(nèi)可追蹤對(duì)比。在鉆井上表現(xiàn)為區(qū)域性的厚層泥巖沉積。

T33反射界面代表了層序3（始新統(tǒng)）中最大的海泛面,構(gòu)成層序3高位域與海侵域的分界面。該界面在地震剖面上表現(xiàn)為高連續(xù)的強(qiáng)反射軸,在鉆井上表現(xiàn)為區(qū)域性的灰?guī)r沉積。

2 層序內(nèi)沉積體系組成及展布特征

古新世早期開(kāi)始到始新世末期,東海陸架盆地共發(fā)生3次海侵,古新世早期海水隨著大洋暖流由東南方向侵入,但是海水還未進(jìn)入甌江凹陷。古新世中期海侵范圍向北部發(fā)展此時(shí)海侵到達(dá)最大海泛期,古新世晚期出現(xiàn)海退現(xiàn)象,部分鉆井海相微體古生物的含量稀少。始新世早期海水又一次侵入,始新世中期甌江組各種海相微體古生物化石含量又達(dá)到了頂峰,為此次海侵的最大海泛面[1]。

層序1（月桂峰組）沉積體系展布（圖5）是受海侵影響的河湖相沉積,沉積相類型有三角洲相和湖泊相。三角洲相沉積面積約有1 800 km2。主要沉積物源來(lái)自西部斜坡帶,次要物源來(lái)自東部隆起帶。WZ4-1-1、WZ26-1-1、SMT1井都鉆遇早古新世月桂峰組,而甌江凹陷的其他鉆井都未鉆遇月桂峰組,根據(jù)鉆井和地震資料,確定了層序1沉積體系的分布和沉積相類型。在WZ4-1-1井還有淡水溝鞭藻和綠藻類盤(pán)星藻,表明月桂峰組當(dāng)時(shí)沉積環(huán)境為淡水湖泊[5]。

圖5 層序1（月桂峰組）沉積體系平面圖Fig.5 Planar graph of depositional system of sequence 1（Yueguifeng group）

圖6 層序2（靈峰組、明月峰組）沉積體系平面圖Fig.6 Planar graph of depositional system of sequence 2（Lingfeng group&Mingyuefeng group）

層序2（古新統(tǒng)靈峰組和明月峰組）沉積體系展布（如圖6）:海侵范圍擴(kuò)大甌江凹陷由濱淺湖沉積過(guò)渡為濱海沉積。由于海水的涌入,海水深度快速加大,使物源供給不足,沿甌江凹陷西斜坡三角洲相沉積范圍縮小,但向凹陷內(nèi)部延伸長(zhǎng)度加大,沉積面積大約為1 500 km2。靈峰1井鉆井揭示古新統(tǒng)靈峰組地層直接覆蓋于元古代片麻巖之上,缺失早古新世月桂峰組沉積,說(shuō)明當(dāng)時(shí)靈峰構(gòu)造暴露水面受到剝蝕,晚古新世靈峰構(gòu)造變?yōu)樗侣∑?接受了晚古新世沉積,靈峰組下段以深灰色泥巖、粉砂巖為主夾少量灰質(zhì)砂巖,底部有2 m厚的生物灰?guī)r,含有較多的浮游和底棲有孔蟲(chóng)化石,鈣質(zhì)超微和溝鞭藻化石也很豐富,說(shuō)明古新統(tǒng)晚期靈峰凸起水體較淺為濱淺海中的臺(tái)地。位于甌江凹陷東次凹南部的 FZ2-1-1井揭示始新統(tǒng)巖性主要為濱海相厚層灰?guī)r和淺灰色粉砂巖,甌江凹陷東次凹由濱海相過(guò)渡為淺海相。

層序3（始新世甌江組和溫州組）沉積體系展布（如圖7）:海侵進(jìn)一步加大,水深明顯加大,甌江凹陷西斜坡三角洲范圍明顯減小,沉積面積約為1 200 km2,位于甌江凹陷東次凹南部的FZ2-1-1井揭示始新統(tǒng)巖性主要為淺海相泥巖,甌江凹陷東次凹由濱海相過(guò)渡為淺海相。

圖7 層序3（甌江組、溫州組）沉積體系平面圖Fig.7 Planar graph of depositional system of sequence 3（Oujiang group&Wenzhou group）

3 結(jié)論

（1）甌江凹陷古近系依據(jù)地震不整合面劃分為3個(gè)層序,通過(guò)地震、鉆井特征識(shí)別最大海泛面在層序內(nèi)部劃分出低位體系域、海侵體系域（湖侵體系域）和高位體系域。

（2）月桂峰組主要是湖泊相沉積,靈峰組和明月峰組是濱淺海相沉積。月桂峰 book=6,ebook=110組有利的油氣儲(chǔ)集層是位于凹陷西斜坡的三角洲相,儲(chǔ)蓋層均發(fā)育在本組以內(nèi),這樣的生儲(chǔ)蓋層系將構(gòu)成甌江凹陷古新世早期陸相含油氣系統(tǒng)。甌江凹陷西次凹靈峰組和明月峰組是濱淺海相烴源巖。

（2）新下段不同沉積期受到兩支物源影響程度各異。Ⅲ油組馬王廟地區(qū)主要受北東向漢川物源影響,受到北西漢水物源的影響較小,以西北部的馬4—馬11區(qū)域砂體沉積為輔;Ⅱ油組時(shí)期,發(fā)生湖侵,湖岸線東移,主要物源來(lái)自東北方向,其影響較前期增大,次要物源來(lái)自book=4,ebook=135西北方向;Ⅰ油組時(shí)期,湖盆緩慢退縮,東北部物源影響變小,而西北物源影響范圍變大,但仍以東北物源影響為主。

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（3）通過(guò)層序平面編圖,揭示了不同時(shí)期沉積體系展布及其演化。確定沉積物源主要以西向東注入和西北方向向東南注入,同時(shí)揭示了古近系兩次大規(guī)模海侵分別是古新世中期靈峰組沉積時(shí)期和始新世中期甌江組沉積時(shí)期。

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Research on sequence stratigraphy and depositional features of Paleogene System of Oujiang Sag in the East China Sea

Zhao Yingjie,Guo Yandong

（The Key Laboratory of Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Accumulation Mechanism,Ministry of Education,China University of Geosciences（Beijing）,Beijing100083）

P539.2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.015

1008-2336（2010）04-0015-06

全國(guó)油氣資源戰(zhàn)略選區(qū)調(diào)查與評(píng)價(jià)國(guó)家專項(xiàng)（2009GYXQ05-04）資助。

2010-06-28;改回日期:2010-07-05

趙英杰,女,1984年生,中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）能源學(xué)院礦產(chǎn)普查與勘探專業(yè)在讀碩士研究生,研究方向?yàn)閼?yīng)用沉積學(xué)和層序地層學(xué)。E-mail:zyj070908@163.com。