西湖凹陷花港組沉積相特征及相模式

胡明毅，柯 嶺（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

梁建設(shè)（中海石油北京研究總院，北京100027）

西湖凹陷花港組沉積相特征及相模式

胡明毅，柯 嶺（長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 荊州434023）

梁建設(shè)（中海石油北京研究總院，北京100027）

西湖凹陷是我國近海海域最大的凹陷之一，同時也是天然氣勘探重點區(qū)域。目前西湖凹陷主要勘探目的層為漸新統(tǒng)花港組，關(guān)于花港組沉積相前人做過一些研究，但存在較大爭議。以巖心觀察為基礎(chǔ)，結(jié)合測井和地震資料綜合分析，對西湖凹陷花港組沉積相類型及特征進(jìn)行了詳細(xì)研究。研究表明西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組主要發(fā)育河流、三角洲、湖泊和扇三角洲等4種相類型，平面上河流和三角洲沉積主要分布在凹陷西部邊緣，扇三角洲沉積主要分布在凹陷東部邊緣，在凹陷中央主要發(fā)育濱淺湖相沉積。在此基礎(chǔ)上，建立了西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組沉積相模式。

沉積相特征；沉積相模式；花港組；西湖凹陷

西湖凹陷是東海盆地規(guī)模最大的第三系含油氣凹陷，同時也是我國近海天然氣重點勘探區(qū)域之一［1］。自漸新世早期玉泉運動開始，西湖凹陷進(jìn)入裂后坳陷演化階段，形成花港組沉積［2］。對于花港組的沉積相類型及其特征前人做過一些研究，但存在較大的爭議。武法東等認(rèn)為花港組是受過短暫的海水侵入的河流、湖泊、三角洲沉積［3］；王果壽等認(rèn)為花港組主要為河流、三角洲和湖泊沉積［4］；孫思敏等則認(rèn)為花港組為一套辮狀河和曲流河相互交替沉積體系［5］。筆者在巖心精細(xì)觀察的基礎(chǔ)上，結(jié)合測井資料和地震資料解釋，對該區(qū)花港組沉積環(huán)境進(jìn)行了研究，認(rèn)為西湖凹陷西部地形平緩，發(fā)育正常河流和三角洲相沉積；東部地形陡，發(fā)育扇三角洲和湖泊相沉積，并建立了該區(qū)沉積相模式圖。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

東海陸架盆地位于亞洲板塊的東南緣，以新生代沉積為主。研究區(qū)西湖凹陷位于東海陸架盆地浙東坳陷內(nèi)（圖1），東鄰釣魚島隆褶帶，西鄰海礁隆起，向北、南分別與福江凹陷和釣北凹陷相接［6］。西湖凹陷長400多公里，寬100多公里，總面積約5.18×104km2。在構(gòu)造上西湖凹陷具有東西分帶、南北分區(qū)的特點，由西往東依次可分為西部斜坡帶、中央洼陷反轉(zhuǎn)帶、東部斷階帶［7］。

圖1 東海盆地西湖凹陷構(gòu)造位置圖

花港組是在漸新世早期玉泉運動的基礎(chǔ)上形成的［2］。隨著玉泉運動的發(fā)生，在經(jīng)歷平湖組斷陷晚期抬升后，西湖凹陷進(jìn)入裂后坳陷演化階段，主要發(fā)育了一套陸相湖泊沉積［4］，自下而上為一套水進(jìn)沉積過程，而在大的沉降背景下發(fā)生兩次幕式抬升，形成2個三級層序（花上段和花下段）。平面上凹陷西部較為平緩，發(fā)育河流、三角洲相沉積，而東部地形較陡，發(fā)育扇三角洲相沉積。

2 沉積相類型及其特征

在典型單井巖心精細(xì)觀察的基礎(chǔ)上，以巖性、沉積構(gòu)造、沉積層序和生物化石為主要依據(jù)，結(jié)合測井資料和地震資料綜合解釋將東海盆地西湖凹陷古近系漸新統(tǒng)花港組劃分出河流相、三角洲相、湖泊相和扇三角洲相4種沉積相類型，下面對各類沉積相類型及特征進(jìn)行分述。

2.1 河流相

河流相在西湖凹陷花港組上、下段都較為發(fā)育，平面上主要分布在西湖凹陷西部斜坡帶。河流相由河道、堤岸及泛濫平原亞相構(gòu)成，整體呈向上變細(xì)的正旋回沉積（圖2）。

圖2 BYT3井花港組河流－三角洲沉積相構(gòu)成

2.1.1 河道亞相

河道亞相由河床滯留沉積和邊灘構(gòu)成。河床滯留沉積形成于河床底部沖刷面之上，巖性為含泥礫、炭質(zhì)屑的塊狀粗砂巖、含泥礫砂巖。邊灘沉積位于河床滯留沉積之上，以側(cè)向加積為主，發(fā)育大型板狀或楔狀交錯層理。河道滯留沉積地震反射為強振幅的斷續(xù)反射特征，反映了河道離物源區(qū)較近，連續(xù)性差反映了能量相對較強的特點。

2.1.2 堤岸亞相

堤岸亞相由天然堤和決口扇沉積組成。天然堤沉積以細(xì)砂巖和粉砂巖薄互層為主，發(fā)育小型交錯層理及爬升層理，含植物根化石，向上沉積物粒度變細(xì)。決口扇沉積厚度較小，一般1～3m，多發(fā)育于泛濫平原沉積物中，其主要成因單元是決口水道。決口水道底部具規(guī)模不等的沖刷面，其上見有泥礫和礫石。底部以塊狀層理為主，中上部為小型板狀交錯層理，頂部為決口水道之上的片流沉積，見波狀交錯層理。

2.1.3 泛濫平原亞相

泛濫平原沉積由河漫湖泊及泥炭沼澤構(gòu)成。河漫湖泊由具水平層理、波狀層理和塊狀層理的泥巖和粉砂巖組成，其間夾有水流波痕紋理的粉砂巖和細(xì)砂巖。泥巖顏色以灰、灰綠色為主，表明水體較淺，經(jīng)常受到洪泛的影響。泛濫平原沼澤沉積包括煤（圖2）、炭質(zhì)泥巖以及粉砂巖，富含植物根化石。地震反射為平行、亞平行、中低頻、中振幅較連續(xù)相。

2.2 三角洲相

2.2.1 三角洲平原亞相

三角洲平原亞相主要由分流河道、天然堤和沼澤沉積構(gòu)成。分流河道由含礫中－細(xì)砂巖、細(xì)砂巖組成，底面多具有沖刷侵蝕面（圖2）。分流河道底部以塊狀層理、大型槽狀、板狀交錯層理為主，向上層理規(guī)模變小。分流河道砂巖厚度大，粒度粗，電測曲線具有箱形或鐘形的特點，地震反射具丘狀外形，內(nèi)部呈雜亂反射。天然堤沉積由細(xì)砂巖、粉砂巖組成，具波紋層理及爬升層理。在垂向上，天然堤一般位于分流河道之上；在側(cè)向上，它與分流河道間灣細(xì)粒沉積物相過渡。沼澤沉積在三角洲平原亞相中分布面積大，以泥巖、炭質(zhì)泥巖局部夾煤層沉積構(gòu)成。

2.2.2 三角洲前緣亞相

三角洲前緣由水下分流河道、河口砂壩以及水下分流間灣沉積組成。水下分流河道總體特征與三角洲平原分流河道相似，為其水下延伸部分［8］。巖性以細(xì)砂巖為主，粒度相對要細(xì)一些，發(fā)育小型板狀或楔狀交錯層理，底部有時見沖刷面并含泥礫。在層序上其下為前三角洲或淺湖泥巖，向上變?yōu)樗路至骱拥?。測井曲線明顯呈箱形或鐘形特征（圖3）。河口砂壩以細(xì)砂巖、粉砂巖互層沉積為主，反映水動力條件頻繁變化，沉積構(gòu)造主要發(fā)育塊狀、板狀交錯層理，也有變形層理、逸水構(gòu)造等。由近端壩向遠(yuǎn)端壩，沉積物粒度變細(xì)，泥質(zhì)含量增高，常常夾有泥質(zhì)薄層。電測曲線呈漏斗形。地震反射出現(xiàn)“S”型前積結(jié)構(gòu)。水下分流河道間灣是在三角洲朵體之間開闊水體中的細(xì)粒沉積物，以泥質(zhì)沉積物為主體，有時可形成沼澤和泥炭沉積（圖3）。

2.2.3 前三角洲亞相

前三角洲主要以泥巖為主，夾粉砂巖及細(xì)砂薄層。沉積構(gòu)造以水平層理及波狀層理為主，透鏡狀層理也較發(fā)育，見少量生物潛穴。

2.3 湖泊相

2.3.1 濱湖亞相

研究區(qū)濱湖發(fā)育有砂壩、砂灘、泥坪微相。濱湖巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖，發(fā)育平行層理和浪成沙紋層理，電測曲線呈指形或尖峰齒形。濱湖泥坪微相以泥質(zhì)沉積為主，局部夾粉砂巖沉積。濱湖電測曲線多平直或微齒形。濱湖位于湖盆邊緣，距岸較近，接受來自湖岸的粗碎屑物質(zhì)，由于砂泥頻繁互層，地震反射頻率主要以中高頻為主，地震反射主要為平行、亞平行、中高頻、中強振幅較連續(xù)結(jié)構(gòu)。

2.3.2 淺湖亞相

淺湖亞相位于濱湖亞相內(nèi)側(cè)至浪基面以下的地帶，水體比濱湖區(qū)深，泥巖含量升高，主要為泥質(zhì)沉積，淺湖亞相發(fā)育富含有機質(zhì)的頁巖、油頁巖、泥巖，為缺氧的深水環(huán)境，一般為良好的生油層，測井曲線低平。相對濱湖，地震反射頻率有所降低，地震反射主要為平行、亞平行、中頻、中弱振幅連續(xù)結(jié)構(gòu)。

圖3 HG1井花港組三角洲前緣沉積亞相構(gòu)成

2.4 扇三角洲相

扇三角洲沉積是由沖積扇直接入湖形成的三角洲沉積。扇三角洲由于近物源，巖性較粗，以礫巖或含礫粗－中砂巖沉積為主，以菱角狀為主，反映近物源快速堆積的特征。扇三角洲地震反射外形為楔狀，由于形成時的能量較強，內(nèi)部多為雜亂反射。扇三角洲沉積體系可進(jìn)一步分為扇三角洲平原和扇三角洲前緣亞相。東海盆地西湖凹陷扇三角洲沉積主要分布在凹陷東部緊靠斷層的深水區(qū)，其物源可能主要來自斷層上升盤一側(cè)釣魚島隆起區(qū)。由于研究區(qū)靠近凹陷東部目前沒有鉆井，因此沒有巖心方面有關(guān)扇三角洲的直接證據(jù)，但從地震剖面解釋可以看出，在盆地東部釣魚島附近發(fā)育一些楔狀沉積體，其內(nèi)部為雜亂反射，推測為扇三角洲沉積。

3 沉積相平面展布特征

3.1 花港組下段沉積相平面展布特征

漸新世花港組沉積早期，西湖凹陷主要為一套坳陷型陸相沉積盆地，根據(jù)鉆井沉積相和地震相綜合分析研究，該時期西湖凹陷主要發(fā)育河流相、三角洲相、扇三角洲相、湖泊沉積相。河流主要分布在盆地西部，主要由大套黃灰色含礫中砂巖、細(xì)砂巖夾粉砂巖和泥巖沉積構(gòu)成，地震剖面上可見充填地震相或強振幅斷續(xù)分布地震相。該時期三角洲沉積極為發(fā)育，主要分布在盆地西部邊緣，并且三角洲沉積不斷向盆地推進(jìn)，構(gòu)成進(jìn)積型三角洲，地震剖面上可見到三角洲沉積的前積結(jié)構(gòu)。濱湖主要分布在西湖凹陷西部邊緣，主要為一套粉砂巖與泥巖互層沉積。淺湖主要分布在凹陷中心。在凹陷東部邊緣發(fā)育一些小面積扇三角洲沉積（圖4）。

圖4 西湖凹陷花港組下段沉積相平面分布圖

3.2 花港組上段沉積相平面展布特征

漸新世花港組沉積晚期東海盆地西湖凹陷總體繼承了花港組早期的沉積特征，主要發(fā)育河流、三角洲、扇三角洲、湖泊相，其分布特征也較為相似，但是與花港組沉積早期相比，存在以下不同：①該時期砂巖厚度、砂巖分布面積相對要小，同時砂地比相對要低；②該時期湖泊特別是淺湖分布面積加大，表明該時期湖平面上升，花港組自下而上為湖平面上升的退積沉積旋回。

4 西湖凹陷花港組沉積相模式

漸新統(tǒng)花港組時期，西湖凹陷拉張裂陷趨于停止，發(fā)育了一套坳陷型湖泊沉積。該時期由于凹陷東部釣魚島隆起已經(jīng)形成，因此西湖凹陷與外海聯(lián)系被割斷，形成了一個較為封閉的湖盆沉積。同時由于東部釣魚島強烈隆升，使得凹陷東部邊緣地形坡度陡，發(fā)育了一套扇三角洲沉積。在西湖凹陷的西部邊緣，由于地形平緩，發(fā)育了一套以正常河流－三角洲沉積為主體的沉積，而在凹陷中心則為大面積的濱淺湖沉積。西湖凹陷古近系花港組沉積相模式如圖5所示。

圖5 西湖凹陷古近系花港組沉積相模式

［1］林志強，周平.東海西湖凹陷新生界沉積相的演化［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，1994，14（2）：63～70.

［2］陳琳琳，謝月芳.東海西湖凹陷花港組沉積模式初探［J］.海洋石油，1998，98（4）：15～21.

［3］武法東，陸永潮.東海西湖凹陷漸新統(tǒng)花港組海綠石的發(fā)現(xiàn)及其意義［J］.沉積學(xué)報，1997，15（3）：158～161.

［4］王果壽，周卓明.西湖凹陷春曉區(qū)帶下第三系平湖組、花港組沉積特征［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2002，23（3）：257～265.

［5］孫思敏，彭仕宓.東海西湖凹陷平湖油氣田花港組高分辨率層序地層特征［J］.石油天然氣學(xué)報，2006，28（4）：184～187.

［6］陳琳琳.西湖凹陷陸盆沖積體系河道演變規(guī)律探討［J］.上海地質(zhì)，2003，85（1）：40～44.

［7］武法東，周平.東海陸架盆地西湖凹陷第三系層序地層與沉積體系分析［M］.北京：地質(zhì)出版社，2000.

［8］胡明毅，馬艷榮，劉仙晴，等.大型坳陷型湖盆淺水三角洲沉積特征及沉積相模式——以松遼盆地茂興－敖南地區(qū)泉四段為例［J］.石油天然氣學(xué)報，2009，31（3）：13～17.

The Characteristics and Pattern of Sedimentary Facies of Huagang Formation in Xihu Depression

HU Ming－yi，KE Ling（College of Geosciences，Yangtze Universiry，Jingzhou434023，Hubei，China）
LIANG Jian－she（Research Institute of Petroleum Exploration and Development，CNOOC，Beijing100027，China）

Xihu Depression was one of the largest depressions in coastal waters of China，and also a key natural gas exploration area.Currently the main exploration target in Xihu Depression was the Huagang Formation of Oligocene，a number of studies were carried out on its sedimentary facies by predecessors，but there were some controversies.Based on core observation，in combination with well logging and seismic data analysis，the sedimentary facies type and distribution of the Huagang Formation in Xihu Depression were studied in detail.The results show that fluvial facies，delta facies，lacustrine facies and fan delta facies are identified in the Huagang Formation of Oligocene in Xihu Depression.On the plane，river and delta deposits are mainly distributed in the western edge of the depression，fan delta is mainly distributed in the eastern edge of the depression，and lacustrine facies is distributed in the center of the depression.On this basis，the depositional pattern of Huagang Formation in Xihu Depression can be established.

sedimentary facies feature；depositional pattern；Huagang Formation；Xihu Depression

TE121.3

A

1000－9752（2010）05－0001－05

2010－07－23

國家科技重大專項（2008ZX05023－001－003）；中海石油（中國）有限公司項目（CNOOCRC－2008－KTYJ－014）。

胡明毅（1965－），男，1986年大學(xué)畢業(yè)，教授，博士生導(dǎo)師，現(xiàn)主要從事儲層沉積學(xué)方面的研究工作。

［編輯］ 宋換新