珠江口盆地番禺低隆起A井區(qū)珠海組沉積研究

朱俊杰,張尚鋒,朱 銳 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 (長江大學(xué)),湖北荊州434023)

杜家元 (中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳51 0240)

珠江口盆地位于華南大陸南緣,是華南大陸向南海水下延伸部分,由北向南劃分為北部斷階帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部坳陷帶和南部隆起帶5個NE向二級構(gòu)造單元,各二級構(gòu)造單元又細(xì)分為若干個凹陷和低隆起構(gòu)造。番禺低隆起位于中央隆起帶的中部,北部為恩平凹陷、西江凹陷,南部與白云凹陷相連。A井區(qū)珠海組發(fā)育在珠江口盆地南海運動之后,盆地由斷陷轉(zhuǎn)為坳陷的地質(zhì)背景條件,海水逐漸由南向北進侵,陸相沉積歷史結(jié)束,逐漸發(fā)展為海陸過渡相沉積環(huán)境[1～3]。

下面,筆者在系統(tǒng)研究番禺低隆起A井區(qū)巖心、鉆/測井基礎(chǔ)上,結(jié)合古構(gòu)造-古地理背景分析,總結(jié)出番禺低隆起珠海組三角洲與潮汐相互作用的潮汐影響三角洲體系,建立了番禺低隆起珠海組三角洲潮汐沉積模式。

1 巖石相特征及沉積相帶特征

1.1 巖石相特征

根據(jù)番禺地區(qū)珠海組巖心觀察和描述,A井區(qū)取心段巖性以灰黃色-淺灰色砂巖及中、細(xì)砂巖為主,含少量泥巖和粉砂巖。沉積構(gòu)造以塊狀層理,板狀交錯層理,沙紋層理為主,內(nèi)含泥質(zhì)條帶,鐵質(zhì)結(jié)核,粉砂巖中偶見垂直生物擾動現(xiàn)象。自下而上呈現(xiàn)多個由粗變細(xì)的正韻律層和由細(xì)變粗的反韻律,底部可見明顯的沖刷面。在研究區(qū)內(nèi)識別出12種巖石相類型,其中的6種巖石相最能反映該地區(qū)的巖石相特征,巖石相特征如下:

1)槽狀交錯層理中細(xì)砂巖相 (STR) 巖性以灰黃色中砂巖、細(xì)砂巖為主,該巖石相發(fā)育槽狀交錯層理,單層厚度0.6～2m層系厚度5～16cm,紋層傾角一般小于10°,一般在4～8°,該巖石相中富含鐵質(zhì)結(jié)核與炭化植物碎屑,含少量生物碎屑和鈣質(zhì)膠結(jié)。反映了較強的水動力環(huán)境。

2)板狀交錯層理細(xì)砂巖相 (ST) 巖性以灰色-灰黃色-淺灰色中砂巖,細(xì)砂巖為主,發(fā)育單斜層理,單層厚度為8～15cm,各紋層相互平行,并且平行于層系界面,紋層傾角10～15°紋層厚度一般為0.5～1cm,層內(nèi)正粒序變化特征明顯,下部紋層界面較上部清晰,層系之間常發(fā)生巖性突變和沖刷面,該巖石相界面處富含炭屑及鐵質(zhì)結(jié)核。反映較強的水動力環(huán)境,一般發(fā)育在水下分流河道。

3)生物擾動粉砂巖相 (SB) 巖性以淺灰色-淺灰色粉砂質(zhì)細(xì)砂、細(xì)砂巖為主,發(fā)育蟲孔構(gòu)造,生物擾動強烈。該巖石相多與槽狀交錯層理砂巖相連續(xù)接觸,其單層厚度變化較大,平均15cm左右,最大可達48cm,最小為7cm。

4)雙向交錯層理細(xì)砂巖相 (SBD) 巖性為黃色-灰黃色細(xì)砂巖,粉砂質(zhì)細(xì)砂巖為主,相鄰的交錯層單元中的前積紋層具有傾向相反的特征紋層間夾角8～12°層系厚度大,在40～70cm,相鄰交錯層之間界面明顯,常被一層薄的泥質(zhì)隔開,反映了水流方向和流速的突然改變下的沉積,代表強水動力環(huán)境,一般發(fā)育在潮汐砂壩中。

5)沙紋層理粉砂巖相 (SR) 主要為灰色粉砂巖和灰黑色泥質(zhì)粉砂巖組成,發(fā)育沙紋層理,紋理面平行或彎曲,單層厚度一般2～5cm,紋層傾角一般5～10°,厚度0.2～0.5cm,且層理連續(xù)性好,砂質(zhì)紋層與粉砂質(zhì)泥巖紋層呈互層狀交替發(fā)育,底部常見沖刷接觸面。

6)復(fù)合層理異粒巖相 (HC) 巖性為淺灰色-灰色-灰黃色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖,深灰色-灰黑色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖為主,砂質(zhì)巖單層厚度一般為0.5～4cm,泥質(zhì)巖單層厚度變化較大,一般0.5～6cm,較厚的砂質(zhì)巖或泥質(zhì)巖內(nèi)可見細(xì)小的紋層,砂質(zhì)紋層之間平行接觸,厚度為0.2～0.5cm,泥質(zhì)紋層之間有時可見5～10°的傾角,紋層厚度為0.2～1cm,反映了水動力條件強弱交替的變化,一般發(fā)育于潮間帶混合坪沉積中。

1.2 沉積相帶特征

根據(jù)珠海組的沉積環(huán)境和沉積特征,研究區(qū)主體位于受潮汐影響的三角洲水下平原,主要發(fā)育三角洲水下平原的水下分流河道微相、潮間帶的混合坪微相以及潮下帶的潮汐砂壩微相。

1)潮汐沙壩微相 巖石相組合以槽狀交錯層理粉砂巖相-雙向交錯層理細(xì)粉砂巖相-板狀交錯層理細(xì)砂巖相-沙紋層理粉砂巖相為主。巖性主要由細(xì)砂巖、粉砂巖組成。沉積構(gòu)造主要有雙向交錯層理、板狀交錯層理、槽狀交錯層理、沙紋層理。沉積物含大量的單粘土層和雙粘土層、泥質(zhì)披覆,偶夾泥質(zhì)條帶,局部發(fā)育突變面和部分鈣質(zhì)膠結(jié),生物擾動現(xiàn)象并不常見。自然伽馬 (GR)測井曲線呈漏斗形、復(fù)合漏斗形,齒化不明顯,整體上呈現(xiàn)反韻律的特征 (圖1)。

圖1 潮汐沙壩微相剖面圖

2)混合坪微相 巖石相組合主要為復(fù)合層理異巖相-沙紋層理粉砂巖相-生物擾動粉砂巖相,巖性以泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖為主,偶夾泥質(zhì)條紋。發(fā)育主要沉積構(gòu)造為波狀層理、透鏡狀層理、沙紋層理、生物擾動、水平層理、泥質(zhì)粉砂巖與粉砂質(zhì)泥巖互層,局部層段發(fā)育沉積物變形構(gòu)造,底部發(fā)育沖刷接觸,在很多的薄層中可以找到豐富的鐵質(zhì)結(jié)核和炭屑。測井曲線較平直,齒化明顯,頂?shù)锥酁橥蛔兘佑| (圖2)。

圖2 混合坪微相剖面圖

3)水下分流河道微相 巖石相以板狀交錯層理砂巖相-槽狀交錯層理砂巖相-沙紋層理砂巖相組合為主。剖面常常發(fā)育巖石相組合為板狀交錯層理細(xì)砂巖相-槽狀交錯層理細(xì)砂巖相。巖性主要由灰色-灰黃色中砂巖、細(xì)砂巖組成。河道砂體主要發(fā)育板狀交錯層理、槽狀交錯層理,水道底部可見沖刷侵蝕構(gòu)造。砂體向上變細(xì)的正韻律明顯,水下分流河道與潮汐砂壩或混合坪共生,垂向上相互疊置。該微相伽馬測井曲線呈現(xiàn)中-高幅箱型,微齒化箱型為主,頂部漸變正韻律,底部突變接觸 (圖3)。

圖3 分流河道微相剖面圖

2 三角洲與潮汐作用特征

如圖4所示,根據(jù)珠海組取心段沉積特點,進一步預(yù)測整個珠海組三角洲與潮汐作用特征。珠海組地層下部,古珠江三角洲受河流控制作用明顯,主要發(fā)育三角洲水上平原沉積,以分流河道微相為主,天然堤和分流間灣與分流河道相互疊置發(fā)育,分流河道砂體的砂巖單層厚度大,砂體相對富集,揭示出研究區(qū)位于水下分流河道主體位置,水動力環(huán)境相對較強。珠海組地層中部,主要為發(fā)育泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖,砂體單層厚度減薄,泥巖層數(shù)和含量增加,代表了研究區(qū)海平面快速上升,潮汐作用加強,三角洲水下平原的分流間灣和水下分流河道受潮汐作用強烈改造,發(fā)育潮間帶混合坪和潮下帶潮汐砂壩沉積。珠海組上部,三角洲水下平原為該層段的主要相帶,發(fā)育水下分流河道,分流間灣和水下天然堤。潮汐作用影響逐漸減弱,潮汐相帶的沉積厚度逐漸變薄。反映了相對海平面由緩慢上升到緩慢下降的過程,河流作用逐漸加強,潮汐作用減弱。由此,總結(jié)出珠海組沉積平面沉積相模式,如圖5所示。

圖4 三角洲與潮汐作用特征

圖5 A井區(qū)珠海組沉積相序模式圖

[1]陳長民,施和生,許仕策.珠江口盆地(東部)第三系油氣藏形成條件 [M].北京:科學(xué)出版社,2003.

[2]石國平.珠江口盆地下中新早期的水下潮汐三角洲[J].沉積學(xué)報,1989,7(1):135-141.

[3]鄧宏文,鄭文波.珠江口盆地惠州凹陷古近系珠海組近海潮汐沉積特征 [J].現(xiàn)代地質(zhì),2009(10):767-775.