珠江口盆地NSQ2陸架邊緣三角洲的識(shí)別標(biāo)志及沉積模式

易雪斐 張昌民 李少華 杜家元，2

（1.長(zhǎng)江大學(xué) “油氣資源與勘探技術(shù)”教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 荊州434023；2.中海石油（中國(guó)）有限公司 深圳分公司，廣州510240）

三角洲因其豐富的油氣資源，一直成為國(guó)內(nèi)外地質(zhì)學(xué)家研究的重點(diǎn)。學(xué)者們?cè)谘芯咳侵迺r(shí)根據(jù)不同的因素進(jìn)行了各自的分類，據(jù)于興河總結(jié)，目前大致有8種分類方法［1］。隨著層序地層學(xué)的發(fā)展，Porebski and Steel（2003）提出了一種根據(jù)相對(duì)海平面變化的分類方案，即在一個(gè)完整的海平面變化周期內(nèi)，將陸架上的三角洲分為灣頭－內(nèi)陸架－中陸架－陸架邊緣三角洲［2］。其中陸架邊緣三角洲是指發(fā)育于大陸架邊緣、越過大陸坡折向陸坡延伸發(fā)育的三角洲，它不僅在相類型上與其他類型的三角洲存在差異，而且它對(duì)于尋找深海陸坡低位扇具有重要意義。近年來，陸架邊緣三角洲日漸引起石油地質(zhì)學(xué)家的重視，成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)［3］。

珠江口盆地位于南海北部大陸架上，處在歐亞、印度洋和太平洋三大板塊交匯的南海北部，是一個(gè)新生代含油氣盆地［4］。盆地由北向南可劃分為5個(gè)NE向的大型構(gòu)造單元，即北部斷階帶、北部拗陷帶、中央隆起帶、南部拗陷帶和南部隆起帶，各個(gè)構(gòu)造單元又可以分為若干個(gè)凹陷和低隆起［5］（圖1）。目前一致認(rèn)為，盆地內(nèi)經(jīng)歷了裂陷—拗陷—斷塊升降階段的演化［6，7］，而新近系以海相地層為主，整體呈海侵旋回，在其背景下發(fā)育古珠江三角洲—濱岸沉積體系［8］。自21Ma B.P.（NSQ2的底界面）以來，東沙隆起被淹沒，整個(gè)盆地成為一個(gè)廣泛海域［9］。古珠江攜帶的巨量沉積物和珠江口盆地的陸架特征使得陸架邊緣三角洲在本區(qū)的發(fā)育成為可能［10］。因此，本文綜合巖心、測(cè)井和地震資料，分析認(rèn)為珠江口盆地在NSQ2低位時(shí)期發(fā)育陸架邊緣三角洲。

圖1 珠江口盆地構(gòu)造區(qū)劃圖Fig.1 Structural division of the Pearl River Mouth basin

1 陸架邊緣三角洲的識(shí)別

由于大量的沉積物供給和相對(duì)海平面下降幅度較大，三角洲不斷向盆地進(jìn)積，越過陸緣坡折帶附近形成陸架邊緣三角洲。陸架邊緣三角洲與其他類型三角洲的主要區(qū)別為［11］：①規(guī)模較大，相對(duì)其他類型三角洲在振幅上變化較大；②S形的傾斜體的最厚部分位于已經(jīng)存在的退覆轉(zhuǎn)折附近；③傾向于三角洲前緣或前三角洲的濁流沉積特征；④較厚的走向拉長(zhǎng)的合成等厚圖往往是由于生長(zhǎng)斷層擴(kuò)張引起的；⑤三角洲沉降中心隨著陸架坡折的向海推進(jìn)而遷移。

1.1 地震剖面特征

圖2中，箭頭指示處為陸架坡折?？梢娫竭^坡折處，發(fā)育一個(gè)向海方向變薄的楔狀體。其中發(fā)育大規(guī)模的前積發(fā)射結(jié)構(gòu)，為三角洲前緣沉積。仔細(xì)觀察可發(fā)現(xiàn)三角洲終端通過上超逐漸向陸尖滅，內(nèi)部整體上可以區(qū)分出6個(gè)呈反S形發(fā)育形態(tài)的斜坡體，S形最厚部分位于進(jìn)積轉(zhuǎn)折處，層理清晰、連續(xù)性較好、振幅中強(qiáng)，局部呈現(xiàn)楔形。S形的底部出現(xiàn)類似的陸架坡折的形態(tài)，三角洲的生長(zhǎng)沉降中心逐漸向南遷移。S形斜坡體的最厚部位處于坡折帶附近，并且隨著沉積物的不斷向海推進(jìn)，沉降中心逐漸遷移。隨著三角洲由外陸架，越過陸架邊緣然后到達(dá)上陸坡，斜坡的幾何形態(tài)向盆地方向變陡。當(dāng)三角洲進(jìn)積到陸架上，可以看到小型的斜坡體（傾角較?。?，對(duì)應(yīng)于加積的三角洲前緣，與坡角一致。但當(dāng)三角洲到達(dá)陸架邊緣時(shí)，前三角洲進(jìn)積到先前的陸坡上，坡度為3°～5°，可看到斜坡體的角度在陸架邊緣之下變陡為4°～7°。

1.2 沉積構(gòu)造

由于本區(qū)取心井較少并且取心層位比較局限，所以導(dǎo)致缺乏陸架邊緣三角洲的取心；但發(fā)現(xiàn)了與陸架邊緣三角洲相關(guān)的濁流沉積的巖心。

陸架的坡度一般小于1°，陸坡坡度一般為3°～6°［12］，所以向盆地方向，當(dāng)三角洲到達(dá)陸架邊緣時(shí)，開始往上陸坡進(jìn)積，由于下層的坡度增加，有利于觸發(fā)重力變形和重力流，所以相帶上發(fā)生重要的變化。陸架楔主要由非均質(zhì)的滑塌單元組成，它們有特殊的滑塌到成層的層偶。由于三角洲前緣疊覆在之前的、陡的寬廣的陸架邊緣之上，所以它通常包含厚（幾十米）的砂質(zhì)、陸坡濁積體。如圖3所示，LW－A井主要發(fā)育濁積水道和陸坡泥的交互，其間夾有滑塌異粒巖沉積（圖4－A）。底部砂體中無變形構(gòu)造，表明它不是滑塌沉積，而是單個(gè)大型重力流沉積［11］，即濁積水道。它主要為較純凈的塊狀細(xì)—中砂巖。多期水道之間沖刷面明顯。從下往上，濁積水道砂體厚度逐漸減小，由10m左右變?yōu)?0cm左右，可見水動(dòng)力作用逐漸變?nèi)酰煌瑫r(shí)陸坡泥主要為暗色泥巖，其厚度逐漸增大，也反映水體能量變?nèi)?，水體變深。而異粒巖則主要是三角洲前緣砂體由于斜坡變形或滑塌作用，而向陸坡方向發(fā)生滑塌形成的，表現(xiàn)為薄層的砂泥交互，泥巖為不規(guī)則的紋層狀。這些特征均顯示與三角洲前緣或前三角洲的沉積特征類似，也證明了盆地內(nèi)陸架邊緣三角洲的存在。

圖2 番禺低隆起－白云凹陷的N－S向地震剖面（NSQ2）Fig.2 Seismic section of Panyu low uplift－Baiyun sag from north to south（NSQ2）

圖3 NSQ2低位域重力流特征Fig.3 Gravity flow deposits characteristics of LST in NSQ2

LH－A井中發(fā)育明顯的鮑馬序列和濁積水道沉積。鮑馬序列具有多種組合樣式，其中在深度為2 474.26～2 474.93m處可見一個(gè)完整的鮑馬序列（圖4－B）。從整體上看，這里a段中沖刷面和遞變層理不明顯，主要表現(xiàn)為塊狀砂巖，在深2 477.39～2 477.56m處可見泄水構(gòu)造。由于發(fā)育的鮑馬序列的組合不同，所以每個(gè)組合的厚度變化也不一，其中最厚的可達(dá)127cm，而最薄的只有10cm。濁積水道與LW－A井相比，可見較多的水道底部礫石沉積，它們大都平行地層分布，礫徑最大可達(dá)4.57cm。

圖4 巖心照片F(xiàn)ig.4 Core photos

1.3 測(cè)井曲線特征

圖5 低位域單井沉積相柱狀圖Fig.5 Sedimentary facies columnar sections of single wells in LST

陸架邊緣三角洲主要發(fā)育三角洲前緣、前三角洲沉積，三角洲平原不發(fā)育。圖5的PY－A井和PY－B井中，測(cè)井曲線上顯示盆地內(nèi)部沉積多套薄砂層，表現(xiàn)為漏斗狀；同時(shí)整體上也顯示出反韻律的特征。根據(jù)錄井資料可知砂巖主要為厚的、純的、水平或低角度及含沙紋層理中—細(xì)砂巖，可判定為三角洲前緣的河口砂壩－遠(yuǎn)砂壩沉積。河口壩為純凈的、分選好的細(xì)—中砂，它們通常形成15～35m厚的單元，這些單元在GR曲線上顯示出塊狀到微齒狀，并具向上變粗的特征。而遠(yuǎn)砂壩主要由分選、磨圓都較好的粉－細(xì)砂巖與薄層的泥質(zhì)粉砂巖－粉砂質(zhì)泥巖互層組成，厚度可達(dá)3～20m，其測(cè)井曲線齒化更明顯，同樣顯示出向上變粗的反韻律。圖5中的LH－A井和LW－A井砂體曲線顯示出塊狀箱形，與頂?shù)啄鄮r突變接觸。箱形厚度較大，可達(dá)26m，為三角洲前緣前端的重力流沉積，也可見其沉積時(shí)期物源供給相當(dāng)充足。同時(shí)，巖心資料也證實(shí)為重力流水道沉積。圖中的方框內(nèi)的砂巖段均為與陸架邊緣三角洲相關(guān)的重力流沉積，開發(fā)實(shí)踐證實(shí)這2個(gè)層段均為出油層位。

1.4 平面形態(tài)

陸架邊緣三角洲指發(fā)育于大陸架邊緣、越過大陸坡折向陸坡延伸發(fā)育的三角洲，隨著物源不斷向陸坡運(yùn)移，陸架坡折逐漸向遠(yuǎn)陸方向前進(jìn)。因此，當(dāng)海平面發(fā)生較大幅度下降，并且沉積物供給比較充足時(shí)，由于重力作用的影響，沉積物在向遠(yuǎn)陸方向運(yùn)移的過程中，相當(dāng)大一部分會(huì)越過陸架坡折沉積，形成發(fā)育于陸架邊緣上的巨厚沉積層。

Suter和Berryhill指出在等厚圖上陸架邊緣三角洲一般為不連續(xù)的弓形體或新月形［13］。通過對(duì)珠江口盆地NSQ2低位域的陸架邊緣三角洲的砂厚等值線和地層厚度等值線投到同一張平面圖上（圖6），可見在走向方向上，出現(xiàn)一個(gè)明顯的延長(zhǎng)，在陸架邊緣方向上可以越過坡折20～100km。在盆地內(nèi)三角洲發(fā)育區(qū)斷層發(fā)育，且斷層多為垂直于三角洲即NE－SW 或NEE－SW向發(fā)育［14］。這種走向上的長(zhǎng)條形與陸架外緣可容空間的突然增大有關(guān)，反映了構(gòu)造和沉積物重力引起的沉降作用的增加，而不是由于特殊的外陸架水動(dòng)力體系。從表面形態(tài)上，也表現(xiàn)為陸架邊緣三角洲的特征。

圖6 珠江口盆地陸架邊緣三角洲的平面幾何形態(tài)Fig.6 Geometry of the shelf－margin delta in plain view of the Pearl River Mouth basin

2 沉積模式

從目前陸架邊緣三角洲的研究中可以發(fā)現(xiàn)，在陸架邊緣三角洲沉積過程中，河道中的濁流沉積作用占據(jù)主導(dǎo)地位，這就導(dǎo)致在巖心上可見大套濁積水道頻繁出現(xiàn)。除此之外，重力流及風(fēng)暴浪也起著一定作用。因此，陸架邊緣三角洲的沉積作用是比較復(fù)雜的。Porebski和Steel在對(duì)陸架邊緣三角洲進(jìn)行總結(jié)時(shí)，提出根據(jù)內(nèi)部重力引發(fā)的變形的樣式及規(guī)模，將陸架邊緣三角洲劃分為2種［2］：不穩(wěn)定陸架邊緣三角洲和穩(wěn)定陸架邊緣三角洲，并給出了其沉積模式（圖7）。

圖7 穩(wěn)定陸架邊緣三角洲沉積模式Fig.7 Depositional facies model of the stable shelf－margin delta

21Ma B.P.之后一段時(shí)期內(nèi)，本區(qū)構(gòu)造作用不甚明顯，斷層活動(dòng)較弱［15］，借助RMS屬性的提取，同時(shí)結(jié)合珠江口盆地鉆井、地震及其他資料，可以得出21Ma B.P.時(shí)期陸架邊緣三角洲的沉積特征（圖8），其中砂體表現(xiàn)出較強(qiáng)的振幅，主要發(fā)育三角洲前緣河口壩、滑塌異粒巖沉積、下切谷、濁積體等?？梢钥吹矫黠@的三角洲前緣滑塌體和重力流水道特征，為一種穩(wěn)定的陸架邊緣三角洲沉積。

圖8 NSQ2低位域沉積相平面展布圖Fig.8 Facies distribution map in plain on NSQ2LST

3 結(jié)論

a.充足的物源及相對(duì)海平面下降較大易于形成陸架邊緣三角洲。

b.越過陸架坡折的明顯前積、測(cè)井曲線顯示反韻律及漏斗形、重力流沉積的巖心和弓形的平面形態(tài)，是識(shí)別珠江口盆地NSQ2低位域陸架邊緣三角洲的主要標(biāo)志。

c.本區(qū)的陸架邊緣三角洲屬于穩(wěn)定型陸架邊緣三角洲。

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