松遼盆地梨樹斷陷層序類型及發(fā)育模式

陳賢良，紀(jì)友亮，樊太亮，王宏語，趙春滿，聶文彬，陳曉艷，閆寧

(1. 中國石油大學(xué) 油氣資源與探測國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京，102249；2. 中國地質(zhì)大學(xué) 能源學(xué)院，北京，100083；3. 中國石化 東北油氣分公司 勘探開發(fā)研究院，吉林 長春，130062；4. 中國石化 江漢分公司 物探研究院，湖北 武漢，430035)

自層序地層學(xué)理論引入我國以來，國內(nèi)學(xué)者就陸相斷陷湖盆層序類型和層序發(fā)育模式進(jìn)行了大量的研究[1-4]，在指導(dǎo)巖性油氣勘探方面取得了顯著的成果。梨樹斷陷自2008 年在北部斜坡帶以巖性油氣藏為目標(biāo)的十屋1 井取得突破之后，表明具有良好巖性油氣勘探前景。而后續(xù)的鉆探結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)了巖性油氣藏具有識別刻畫難、主控因素復(fù)雜的特點(diǎn)。前人在層序地層方面的研究成果相對較少[5-7]，如陳新軍等[5-6]分析了梨樹斷陷層序地層及沉積特征，但對于層序類型及發(fā)育模式并未涉及。綜上所述，該區(qū)的層序地層尤其是在層序地層發(fā)育特征方面缺乏系統(tǒng)分析。為此，結(jié)合實(shí)際情況和斷陷盆地層序地層研究成果[8-11]，本文作者應(yīng)用層序地層學(xué)理論進(jìn)行系統(tǒng)研究，以期在層序類型和發(fā)育模式研究的基礎(chǔ)上對梨樹斷陷巖性油氣勘探提供一定的理論和現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1 地質(zhì)背景

圖1 梨樹斷陷位置及構(gòu)造單元劃分Fig.1 Location and structural division of Lishu Rift

梨樹斷陷位于松遼盆地東南隆起區(qū)的南端(圖1(b))，受北北東向桑樹臺同沉積斷層的控制，總體上呈北北東向展布，為一小型西斷東超的箕狀斷陷盆地，由陡坡帶、緩坡區(qū)和深陷區(qū)3 個構(gòu)造單元組成?，F(xiàn)今內(nèi)部可分為桑樹臺次洼帶、北部斜坡帶、中央構(gòu)造帶、東部向斜帶、東南斜坡帶和雙龍次洼帶6 個二級構(gòu)造單元區(qū)帶(圖1(a))。其發(fā)展演化經(jīng)歷了晚侏羅—早白堊世斷陷、早白堊世晚期斷坳轉(zhuǎn)化、晚白堊世坳陷及后期抬升剝蝕4 個演化階段，具有下斷上坳的雙層結(jié)構(gòu)特征[12-15]。斷陷沉積非常發(fā)育，斷陷深處，發(fā)育了近萬米的湖泊、河流碎屑巖沉積，主要沉積有上侏羅統(tǒng)火石嶺組、下白堊統(tǒng)沙河子組、營城組和登婁庫組。其中火石嶺組發(fā)育火山巖夾碎屑巖，在隆起部位主要以火山巖為主，斷陷局部地區(qū)發(fā)育厚層碎屑巖沉積；沙河子組發(fā)育灰黑色泥巖、與灰、淺灰色細(xì)砂巖、少量含礫砂巖略等厚互層；營城組中下部發(fā)育大套泥巖，上部發(fā)育2～3 套正韻律砂泥互層，斜坡部位普遍遭受剝蝕，地層不全；登婁庫組以大套砂礫巖夾薄層泥巖為主。

2 構(gòu)造特征與樣式

2.1 構(gòu)造演化特征

依據(jù)梨樹斷陷構(gòu)造層充填展布特征與構(gòu)造運(yùn)動期次的綜合分析表明(圖2)，梨樹斷裂陷期構(gòu)造演化具有3 個階段：

(1) 初始裂陷期。該期為梨樹斷陷的初始形成期，出現(xiàn)多個小型的西斷東超斷陷，斷陷的構(gòu)造平緩，幅度較小，各斷陷之間分割性較強(qiáng)，發(fā)育火山巖和沖積扇沉積體系。

圖2 梨樹斷陷東西向地震剖面及層序地層解釋(剖面位置見圖1)Fig.2 East-west seismic sequence stratigraphic interpretation of Lishu Rift

(2) 快速裂陷期?；鹗瘞X組末期構(gòu)造運(yùn)動使這些小型斷陷不再分割孤立，形成一個統(tǒng)一的受桑樹臺斷層控制的西斷東超的箕狀斷陷盆地?？嘏璧纳渑_斷層活動速率增大，地層西厚東薄、西斷東超，形成同生斷陷型層序，發(fā)育扇三角洲-辮狀河三角洲-湖泊沉積體系。

(3) 裂陷萎縮期。桑樹臺斷層活動速率逐漸降低直至停止，取而代之的是登婁庫期的緩慢沉降運(yùn)動，由此產(chǎn)生了斷陷到拗陷的過渡沉積，轉(zhuǎn)為披蓋式的填平補(bǔ)齊，主要發(fā)育辮狀河三角洲-湖泊沉積體系，在地震剖面上與下覆地層呈超覆不整合接觸。

2.2 坡折帶識別及發(fā)育特征

在層序地層學(xué)理論[4,16-18]指導(dǎo)下，以地震資料為基礎(chǔ)，結(jié)合古地貌恢復(fù)的技術(shù)手段和方法，對坡折帶[19-20]的剖面和平面發(fā)育特征進(jìn)行了識別。

在地質(zhì)剖面上，坡折帶的特征表現(xiàn)為地層厚度的急劇增厚。在地震剖面上，坡折帶的特征表現(xiàn)為同一地震反射層系的地震反射時(shí)間、厚度急劇增大，并有明顯的上超和削截反射終止現(xiàn)象。地層厚度平面圖上表現(xiàn)為，在坡折帶的斜坡處等值線密集，地層厚度由坡折到坡腳急劇增厚。根據(jù)以上特征，選擇橫貫梨樹斷陷的東西向剖面及地層厚度展布特征進(jìn)行研究(圖2和圖3)。研究認(rèn)為，沙河子組沉積時(shí)期，除控盆的桑樹臺斷裂構(gòu)成了陡坡的斷裂坡折之外，坡折帶主要集中發(fā)育在湖盆北部、東南部緩坡。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，整個梨樹斷陷緩坡坡折帶在平面上呈現(xiàn)半環(huán)帶狀展布(圖3)，構(gòu)成二級坡折帶，根據(jù)其相對位置，稱為內(nèi)環(huán)坡折和外環(huán)坡折，在盆地西部不封閉，朝向桑樹臺次洼。其中內(nèi)環(huán)坡折以斷裂坡折為主；外環(huán)坡折在北部斜坡以撓曲坡折為主，在東南斜坡以斷裂坡折為主。二級坡折將緩坡帶分割成內(nèi)帶、中帶和外帶3 個單元。隨著盆地的演化與充填，至營城組沉積期，地貌差異減小，內(nèi)環(huán)坡折帶的部分?jǐn)嗔哑抡坜D(zhuǎn)變?yōu)閾锨抡郏瑪嗔哑抡蹨p少，以斷裂坡折與撓曲坡折交互出現(xiàn)，坡度變緩，而外環(huán)坡折帶位置向盆地邊緣有所遷移。登樓庫組沉積時(shí)期，桑樹臺控盆斷裂沉降速率降低，湖盆裂陷萎縮，斷拗轉(zhuǎn)換，外環(huán)坡折帶消失，僅內(nèi)環(huán)坡折帶對沉積作用起控制作用，轉(zhuǎn)為披蓋式的填平補(bǔ)齊。

圖3 梨樹斷陷沙河子組厚度圖(時(shí)間域)Fig.3 Thickness map of Shahezi Formation in Lishu Rift(time domain)

3 層序地層特征

3.1 層序界面識別

綜合利用地震、錄井及測井曲線、巖心觀察等資料，以不同規(guī)模的各級不整合面、沉積轉(zhuǎn)換面或區(qū)域性沖刷面為界進(jìn)行了識別和追蹤，共識別出8 個層序界面，分別為SB1～SB8(圖2)。其中，SB1 和SB8 為一級層序界面，SB3 和SB7 為二級層序界面，其余均為三級層序界面。各層序界面在地震剖面反射結(jié)構(gòu)、測井和錄井資料上均具有明顯的標(biāo)志性特征(表1)。

表1 梨樹斷陷層序界面識別特征Table 1 Sequence boundary identification characteristics in Lishu Rift

一級層序界面SB1 為盆地的基底面，其下是中生代地層，是由盆地構(gòu)造活動抬升期形成的區(qū)域削蝕不整合面，對應(yīng)于地震反射界面T5，相當(dāng)于侏羅系底界反射界面。反射層之上表現(xiàn)為上超現(xiàn)象，基底一般反射能量較強(qiáng)，下部為雜亂-弱反射或?qū)訝?較弱反射。界面之下是基底變質(zhì)巖，泥巖直接覆蓋在基底的變質(zhì)巖之上，該突變面一般代表了沉積環(huán)境的突變，同時(shí)在測井曲線也有明顯的響應(yīng)(圖2 和圖4(a))。SB8 是盆地內(nèi)構(gòu)造背景以斷陷作用為主向拗陷作用為主轉(zhuǎn)換的一個構(gòu)造作用轉(zhuǎn)換面，對應(yīng)于地震反射界面T3，相當(dāng)于泉頭組的底界面，為松遼盆地的標(biāo)準(zhǔn)層，分隔了同裂陷期和裂后期的演化，地震剖面上反射能量較強(qiáng)，表現(xiàn)出中—強(qiáng)振幅、較連續(xù)的反射特征，界面上下具有明顯的上超、削截反射特征。界面之下灰色中砂巖、粗砂巖，界面之上為棕紅色泥巖夾薄層細(xì)砂巖。測井曲線在SB8 上下表現(xiàn)出明顯的突變特征(圖2 和圖4(h))。

二級層序界面SB3 為沙河子組和火石嶺組的分界面，對應(yīng)地震反射截面T42。地震剖面上以中—強(qiáng)振幅、連續(xù)性橫向變化大為特征，界面之上以平行反射或上超接觸為主，之下以反射波組的削截現(xiàn)象為特征；界面之下為厚層深灰色凝灰?guī)r，自然伽馬為低值，電阻率為低值，界面之上為淺灰色細(xì)砂巖夾薄層灰色泥巖，自然伽馬為高值，視電阻率為高值，上下沉積環(huán)境突變(圖2和圖4(c))。SB7為營城組和登婁庫組的分界面，對應(yīng)地震反射截面T4。地震剖面上表現(xiàn)為下部強(qiáng)反射波組與上部弱反射波組的分界面，具中—強(qiáng)振幅、高連續(xù)的特征，其上的上超和其下的削截現(xiàn)象較為常見；界面之下為深灰色泥巖夾細(xì)砂巖，自然伽馬為高值，電阻率為低值，界面之上為厚層含礫細(xì)砂巖與泥巖略等厚互層，自然伽馬為低值，電阻率為高值，反映了沉積環(huán)境的轉(zhuǎn)變(圖2、圖4(g)和圖5)。

三級層序界面SB5 對應(yīng)地震反射界面T41，表現(xiàn)為強(qiáng)振幅、高連續(xù)，界面之上為較強(qiáng)振幅、中等連續(xù)的反射波組，界面之下為中等振幅、較連續(xù)的反射波組，界面之上在湖盆邊緣地區(qū)見上超現(xiàn)象；SB2，SB4和SB6 分別為火石嶺組、沙河子組和營城組內(nèi)部的沉積轉(zhuǎn)換面，在地震剖面上表現(xiàn)為地震反射波組特征的差異，鉆測井上表現(xiàn)為進(jìn)積疊加樣式向退積疊加樣式的轉(zhuǎn)換面(圖2、圖4(b)、圖4(d)、圖4(f)和圖5)。

3.2 體系域界面識別

圖4 梨樹斷陷典型井各層序界面特征Fig.4 Characteristics of each sequence boundary in Lishu Rift

完整的三級層序由低位體系域、湖侵體系域和高位體系域組成，初始湖泛面為低位體系域和湖侵體系域的分界面，最大湖泛面為湖侵體系域和高位體系域的分界面。地震剖面上初始湖泛面為湖平面再次上升越過內(nèi)環(huán)坡折帶的第一個濱岸上超點(diǎn)對應(yīng)的界面，界面之上常可見到明顯的向陸地方向超覆的地震反射軸，穿過此界面地層由進(jìn)積、加積式轉(zhuǎn)為退積式，反映了水體由相對穩(wěn)定到快速上升的變化。地震剖面上最大湖泛面一般表現(xiàn)為2～3 個振幅強(qiáng)、連續(xù)性好、中等頻率的反射軸，在全區(qū)分布穩(wěn)定，易于追蹤對比，巖性主要為深灰色、灰黑色半深湖-深湖相泥巖或具有水平層理的油頁巖，穿過此界面準(zhǔn)層序疊置樣式由退積式變?yōu)檫M(jìn)積式(圖2 和圖5)。梨樹斷陷斷陷層共識別出6 個明顯的最大湖泛面，SQ1 層序?yàn)槌跏剂严萜诔练e充填，主要為火山噴發(fā)充填物，由于埋藏深，地震品質(zhì)差，鉆井極少鉆到該層段，因此，只劃分到三級層序。

依據(jù)識別出的層序界面，將梨樹斷陷斷陷層劃分為3 個二級層序(Ⅰ～Ⅲ)和7 個三級層序(SQ1-SQ7)(圖6)。二級層序大致依次對應(yīng)于火石嶺組、沙河子組—營城組、登婁庫組；7 個三級層序大致依次對應(yīng)于火石嶺組下部、火石嶺組上部、沙河子組下部、 沙河子組上部、營城組下部、營城組上部和登婁庫組。三級層序SQ2-SQ7 根據(jù)初始湖泛面、最大湖泛面可進(jìn)一步劃分出低位體系域(LST)、湖侵體系域(TST)和高位體系域(HST)。

3.3 層序地層格架及特征

在層序界面和體系域界面識別和追蹤的基礎(chǔ)上，選取層位齊全且特征明顯的鉆井，進(jìn)行單井、連井層序地層分析(圖6 和圖7)，并與地震層序地層解釋相互驗(yàn)證，對7 個三級層序體系域構(gòu)成進(jìn)行了系統(tǒng)的劃分和對比，對于深部層位在個別井點(diǎn)的控制下，以地震資料為主，建立了梨樹斷陷斷陷層的層序地層格架(圖8)，為研究層序結(jié)構(gòu)類型與發(fā)育模式奠定了基礎(chǔ)。

圖5 梨樹斷陷SW9 井高精度層序地層分析圖Fig.5 High-resolution sequence stratigraphy of well SW9 in Lishu Rift

圖6 梨樹斷陷層序地層劃分方案(氣候類型引自文獻(xiàn)[21-22])Fig.6 Sequence division project in Lishu Rift

梨樹斷陷經(jīng)歷了2 個“初始斷陷活動較弱→中期斷陷活動強(qiáng)烈→晚期斷陷衰弱”的構(gòu)造活動旋回和1個由斷陷向整體拗陷轉(zhuǎn)換的構(gòu)造旋回，控制了3 個二級層序。發(fā)育于二級層序不同演化階段的三級層序具有明顯不同的響應(yīng)特征。

SQ1 和SQ2 層序分別對應(yīng)于火石嶺組下部和上部地層，為初始裂陷期沉積充填。此時(shí)區(qū)內(nèi)分布多個長軸方向?yàn)楸睎|方向的小斷陷，斷陷的規(guī)模小，分布范圍十分局限。層序厚度橫向變化較大，湖盆邊緣大部分地區(qū)遭受剝蝕，只有形成于早期小斷陷內(nèi)的沉積地層被保存下來。地震剖面上SQ1 層序具強(qiáng)振幅、中—差連續(xù)的特點(diǎn)，以火成巖為主，局部地區(qū)為火成巖夾碎屑巖層系(圖4(a))，表明裂陷初期以火山活動為主；SQ2 層序則以中—強(qiáng)振幅、低頻、中—好連續(xù)地震相為主，結(jié)合SN146 井等少數(shù)幾口鉆到火石嶺組的鉆井巖性測井特征，研究認(rèn)為為沖積扇-扇三角洲沉積，巖性以砂礫巖為主，表明繼早期的火山活動之后，構(gòu)造趨于穩(wěn)定，形成匯水洼地，從而接受周圍碎屑物質(zhì)充填。

圖7 梨樹斷陷SW6-SN129 井層序地層對比剖面Fig.7 Profile of sequence stratigraphic correlation from SW6 to SN129 in Lishu Rift

圖8 梨樹斷陷斷陷期東西向?qū)有虻貙犹卣?剖面位置見圖1)Fig.8 East-west sequence stratigraphic characteristics of faulted period in Lishu Rift

SQ3 和SQ4 層序分別對應(yīng)于沙河子組下部和上部地層，為快速裂陷早期沉積充填，發(fā)育了完整的低位、湖侵和高位體系域。受火石嶺組末期構(gòu)造作用，各小斷陷連通一體，基本形成梨樹斷陷現(xiàn)今的面貌，但早期水域窄， SQ3 層序僅分布于桑樹臺洼陷地區(qū)，以中—弱振幅、低頻、中—弱連續(xù)為特征，由于埋藏深，目前無鉆井鉆到，故依據(jù)地震反射特征推測其為沖積扇—扇三角洲—湖泊體系沉積。伴隨著湖盆的持續(xù)穩(wěn)定沉降，至SQ4 層序沉積時(shí)期，湖盆擴(kuò)展到整個斷陷范圍，面積大、水體深，同時(shí)緩坡發(fā)育二級坡折帶，低位體系域發(fā)育在內(nèi)環(huán)坡折帶之下，物源供給主要來源于北部和東南部的凸起剝蝕區(qū)，外環(huán)坡折帶控制了扇三角洲平原和前緣相帶的展布。地震剖面上層序內(nèi)部的振幅、頻率橫向差異較大，在斜坡地區(qū)多表現(xiàn)為中低頻、中強(qiáng)振幅、中等連續(xù)性，以扇三角洲體系沉積為主；而在深洼區(qū)多表現(xiàn)為中弱振幅、低頻、中連續(xù)性，以湖泊體系沉積為主；陡坡帶多表現(xiàn)為中強(qiáng)振幅、弱連續(xù)、楔形前積反射特征，為扇三角洲體系沉積(圖2 和圖7)。

SQ5 和SQ6 層序?qū)?yīng)于營城組下部和上部地層，為快速裂陷晚期沉積充填。各層序發(fā)育了完整的低位、湖侵和高位體系域，低位體系域發(fā)育在內(nèi)環(huán)坡折帶之下。此時(shí)湖盆沉降速率降低，但沉積范圍擴(kuò)大，進(jìn)入盆地?cái)嘞莅l(fā)育的鼎盛期，周圍高差減小，緩坡帶物源轉(zhuǎn)為遠(yuǎn)源的辮狀河三角洲沉積體系，如圖7 所示，該剖面為位于緩坡邊緣過十屋油田和七棵樹油田的東西向剖面，由于位置靠近盆地邊緣，因此僅發(fā)育湖侵體系域和高位體系域，為一套辮狀河三角洲—湖泊沉積形成的退積—進(jìn)積序列。湖侵體系域以厚層深灰色泥巖為主，夾灰色粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，測井曲線呈低幅鋸齒形，反映以淺湖—半深湖沉積為主的湖侵體系域退積沉積；高位體系域由灰色泥巖夾細(xì)砂巖、砂礫巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖組成，測井曲線以齒化漏斗型和箱型為主，整體巖性向上變粗，砂巖增加，顯示出由加積到進(jìn)積的沉積序列特征。地震剖面上表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、連續(xù)的強(qiáng)反射(圖2 和圖7)。陡坡帶和深洼區(qū)繼承了SQ4 層序沉積格局。

SQ7 層序相當(dāng)于登婁庫組地層，為裂陷萎縮期沉積充填，發(fā)育了完整的低位、湖侵和高位體系域，低位體系域發(fā)育在內(nèi)環(huán)坡折帶之下。與下伏地層和上覆地層均以不整合接觸，表明該時(shí)期構(gòu)造沉降與抬升是盆地的整體運(yùn)動，盆地內(nèi)部差異性較小，沉積格局發(fā)生轉(zhuǎn)變，以北東向辮狀河三角洲沉積體系為主，砂泥互層(圖7)，地震剖面上表現(xiàn)為中—弱振幅、較差連續(xù)性、中等頻率的反射特征，LS1 井區(qū)及其以西洼陷地區(qū)仍然為湖泊區(qū)，表現(xiàn)為中—強(qiáng)振幅、中等連續(xù)性、中等頻率的反射特征(圖2)。

3.4 層序類型及特征

層序分類所選的標(biāo)準(zhǔn)不同，劃分出來的類型也就不一樣。紀(jì)友亮等[4]、牛嘉玉等[21]和楊明慧等[22]依據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)對陸相斷陷湖盆的層序類型進(jìn)行了劃分。本文依據(jù)梨樹斷陷斷陷期的構(gòu)造特征、氣候變遷[23-24]、沉積物供給和沉積層序發(fā)育等特點(diǎn)，劃分出洪積層序、湖泊層序和沖積層序3 種層序類型。

3.4.1 洪積層序

洪積層序主要是在盆地伸展初期地貌反差強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)、物源供給充分、氣候干旱條件下發(fā)育的一套沉積地層。主要特征是此時(shí)山高盆窄，以沖積扇-扇三角洲沉積體系為主，匯水湖泊占沉積面積的比例低。洪積層序由火石嶺組構(gòu)成，其中SQ1 層序發(fā)育時(shí)期以火山噴發(fā)為特征，SQ2 層序發(fā)育時(shí)期以碎屑巖夾火山巖沉積為主。SQ2 層序發(fā)育時(shí)期構(gòu)造沉降速率較大，沉積物供給充足，但總的沉降面積小，因此可容納空間較小，水體淺，低位體系域發(fā)育沖積扇-扇三角洲沉積體系，湖侵體系域湖平面上升，并形成退積式準(zhǔn)層序組，高位體系域發(fā)育扇三角洲沉，為進(jìn)積式準(zhǔn)層序組，最大湖泛面位于層序的中上部(圖2 和圖8)。

3.4.2 湖泊層序

湖泊層序主要發(fā)育在盆地強(qiáng)烈伸展，基底快速沉降，氣候溫暖濕潤，湖泊水域面積廣、深度大的時(shí)期。湖泊層序由沙河子組和營城組構(gòu)成。根據(jù)沉積時(shí)期可容納空間增長速率與沉積物供給速率之間的關(guān)系又可以分為沙河子組快速裂陷早期湖泊層序和營城組快速裂陷晚期湖泊層序2 種類型。

SQ3 和SQ4 層序發(fā)育時(shí)期，由于控盆的桑樹臺同沉積斷層強(qiáng)烈活動，梨樹斷陷形成統(tǒng)一的單斷式盆地，“西斷東超、北超”的構(gòu)造格局控制著統(tǒng)一水體的廣盆沉積。低位體系域和湖侵系域發(fā)育期，盆地基底沉降快，物源匱乏，形成大的可容納空間，湖泊擴(kuò)展迅速，最大湖泛時(shí)水體很深，沉積地層厚度相對較薄，灰黑色頁巖發(fā)育。高位體系域發(fā)育扇三角洲沉積，物源供給充足，形成多個進(jìn)積式準(zhǔn)層序組，沉積地層厚度大，最大湖泛面位于層序的中下部(圖2 和圖8)。SQ3 層序僅分布在內(nèi)帶，SQ4 層序的厚度內(nèi)帶、中帶厚，外帶薄，內(nèi)帶層序完整，中帶以湖侵和高位體系域?yàn)橹鳌⑼鈳Ш煮w系域和高位體系域均不完整，均缺失低位體系域。內(nèi)帶以深湖—半深湖沉積為主，中帶和外帶以扇三角洲和濱淺湖沉積體系為主。

SQ5 和SQ6 層序發(fā)育時(shí)期為梨樹斷陷快速裂陷晚期，盆地基底經(jīng)過早期的快速沉降，可容納空間達(dá)到最大，之后沉降速度減慢，周圍高差變小，沉積物供給較充足。低位體系域由辮狀河三角洲沉積體系組成，多發(fā)育加積式準(zhǔn)層序組，厚度相對較大，第一次湖泛水體較淺，灰色泥巖發(fā)育，湖侵體系域相對較厚，由多個退積式準(zhǔn)層序組組成，最大湖泛面位于層序的中部，深灰色泥巖發(fā)育，高位體系域發(fā)育辮狀河三角洲沉積，形成多個進(jìn)積式準(zhǔn)層序組(圖5、圖7 和圖8)。層序厚度同樣內(nèi)帶、中帶厚，外帶薄，內(nèi)帶層序完整，中帶以湖侵和高位體系域?yàn)橹?、外帶湖侵體系域和高位體系域均不完整，均缺失低位體系域。內(nèi)帶以半深湖沉積為主，中帶和外帶以辮狀河三角洲和濱淺湖沉積體系為主。

3.4.3 沖積層序

沖積層序是在盆地伸展末期地貌反差強(qiáng)度減弱、物源距離逐漸加大時(shí)的沉積產(chǎn)物，該類層序由登婁庫組構(gòu)成。由于營城組末期的構(gòu)造抬升夷平，至SQ7 層序發(fā)育時(shí)期，控盆的桑樹臺斷裂沉降速率逐漸降低至停止，向全盆地統(tǒng)一的熱沉降轉(zhuǎn)換，湖盆周圍高差減小，基底沉降緩慢，導(dǎo)致可容納空間的增加速率減弱。且此時(shí)氣候變干旱[21-22]，主要發(fā)育河流、辮狀河三角洲沉積，湖泊沉積局限。低位體系域以斷陷湖盆萎縮的濱淺湖、辮狀河三角洲沉積為主，湖侵體系域和高位體系域主要為辮狀河三角洲—湖泊沉積。高位體系域發(fā)育時(shí)北東方向的物源供給豐富，因此沉積物的供應(yīng)速率大于可容納空間增加的速度，導(dǎo)致發(fā)育典型的進(jìn)積式準(zhǔn)層序組，最大湖泛面位于層序的中下部(圖5和圖8)。由于地勢低平，湖平面上升使登婁庫組沉積時(shí)期成為梨樹斷陷斷陷期湖水面積最大時(shí)期。

4 層序地層發(fā)育模式

層序的發(fā)育模式受盆地結(jié)構(gòu)的控制，不同的盆地結(jié)構(gòu)造成了層序結(jié)構(gòu)的差異。根據(jù)對梨樹斷陷湖盆構(gòu)造演化、坡折帶的識別、湖盆結(jié)構(gòu)特征以及層序類型等的綜合分析，認(rèn)為梨樹斷陷斷陷期主要發(fā)育簡單箕狀斜坡、快速裂陷緩坡坡折和斷拗轉(zhuǎn)換3 種層序地層模式(表2)。

4.1 簡單箕狀斜坡模式

SQ1～SQ3 層序發(fā)育時(shí)期，盆地為簡單箕狀斷陷湖盆。其中SQ1 層序發(fā)育時(shí)期以火山活動為特征，SQ2層序?yàn)槌跏剂严萜诤榉e層序，SQ3 層序?yàn)榭焖倭严菰缙诤磳有?圖8)，層序發(fā)育模式為簡單箕狀斜坡模式。SQ2 層序發(fā)育時(shí)期各斷陷分割性強(qiáng)，有多個沉積中心，主要發(fā)育沖積扇沉積和濱淺湖相沉積(圖9)。至SQ3 層序發(fā)育時(shí)期，梨樹斷陷形成統(tǒng)一的箕狀斷陷，沉積中心位于桑樹臺同沉積斷層下降盤一側(cè)，但沉積范圍局限，主要發(fā)育沖積扇—扇三角洲沉積和濱淺湖相沉積。此時(shí)按構(gòu)造可分為陡坡帶和緩坡帶，由陡坡帶向緩坡帶其厚度逐漸減薄，緩坡大部分地區(qū)的早期沉積接受剝蝕(圖10)。

4.2 快速裂陷緩坡坡折模式

SQ4～SQ6 層序發(fā)育時(shí)期，盆地為統(tǒng)一的箕狀斷陷湖盆，且緩坡發(fā)育二級坡折帶。其中SQ4 層序類型為快速裂陷早期湖泊層序，主要為扇三角洲—湖泊沉積，SQ5 和SQ6 層序類型為快速裂陷晚期湖泊層序(圖8)，主要為辮狀河三角洲—湖泊沉積。層序發(fā)育模式為快速裂陷緩坡坡折模式(圖11)。各層序分布廣泛，低位體系域發(fā)育在內(nèi)環(huán)坡折帶之下，形成厚度較大的扇三角洲或水下扇相的砂礫巖體，湖侵體系域發(fā)育在坡折帶之上的平臺區(qū)，砂體層層向湖岸方向上超。高位體系域同樣也發(fā)育在折帶之上的平臺區(qū)，為進(jìn)積式準(zhǔn)層組，覆蓋在湖侵體系域之上，同時(shí)外環(huán)坡折帶控制了扇(辮狀河)三角洲平原與前緣沉積。

表2 梨樹斷陷層序地層模式類型及特征Table 2 Sequence stratigraphic model types and characteristics in Lishu Rift

圖9 梨樹斷陷SQ1 和SQ2 層序地層發(fā)育模式Fig.9 Sequence stratigraphy model of sequence Ⅰ-Ⅱ in Lishu Rift

4.3 斷拗轉(zhuǎn)換層序地層模式

SQ7 層序發(fā)育時(shí)期，湖盆由裂陷向拗陷轉(zhuǎn)化，主要表現(xiàn)為填平補(bǔ)齊作用，呈披蓋式覆于前期裂陷沉積之上。層序類型為裂陷萎縮期沖積層序，層序發(fā)育模式為斷拗轉(zhuǎn)換層序地層模式(圖12)。此時(shí)外環(huán)坡折帶已經(jīng)消失，僅發(fā)育內(nèi)環(huán)坡折帶，控制著低位體系域的發(fā)育，為進(jìn)積式準(zhǔn)層序組，以斷陷湖盆萎縮期的濱淺湖、辮狀河三角洲沉積為主，湖侵體系域發(fā)育退積式準(zhǔn)層序組，由于此時(shí)地勢低平，湖平面上升使該時(shí)期成為梨樹斷陷斷陷期湖水面積最大時(shí)期。至高位體系域發(fā)育時(shí)期物源由來自盆地周圍的短軸物源轉(zhuǎn)變成為來自北東方向的單一長軸物源，主要為辮狀河三角洲沉積。

圖10 梨樹斷陷SQ3 層序地層發(fā)育模式Fig.10 Sequence stratigraphy model of sequence Ⅲ in Lishu Rift

圖11 梨樹斷陷SQ4～SQ6 層序地層發(fā)育模式Fig.11 Sequence stratigraphy model of sequence Ⅳ-Ⅵ in Lishu Rift

圖12 梨樹斷陷SQ7 層序地層發(fā)育模式Fig.12 Sequence stratigraphy model of sequence Ⅶ in Lishu Rift

5 石油地質(zhì)意義

依據(jù)層序類型可知湖泊層序以湖泊沉積為主，此時(shí)湖泊水域?qū)?，連通好，湖水深，是烴源巖發(fā)育的黃金時(shí)期。根據(jù)盆地結(jié)構(gòu)特征可知：坡折帶上下水體變化大，沉積環(huán)境突變，下傾方向砂巖厚度和層數(shù)增加，是巖性圈閉的有利發(fā)育區(qū)。因此，通過對梨樹斷陷斷陷期層序類型和發(fā)育模式的綜合研究可知，梨樹斷陷快速裂陷期坡折帶之下是尋找?guī)r性油氣藏的有利地帶。

6 結(jié)論

(1) 梨樹斷陷斷陷期經(jīng)歷了初始裂陷、快速裂陷和裂陷萎縮3 個演化階段。初始裂陷期為多個孤立的小型箕狀斷陷，至快速裂陷期形成受控盆桑樹臺斷裂控制的統(tǒng)一箕狀斷陷，且緩坡帶發(fā)育二級坡折帶，在平面上呈現(xiàn)半環(huán)帶狀展布，裂陷萎縮期湖盆由斷陷向均勻熱沉降轉(zhuǎn)換。

(2) 梨樹斷陷斷陷層可劃分為3 個二級層序(Ⅰ～Ⅲ)和7 個三級層序(SQ1～SQ7)，其中SQ2～SQ7 層序均劃分為3 個體系域即低位、湖侵和高位體系域。坡折帶控制了沉積相和體系域的發(fā)育。

(3) 綜合分析表明梨樹斷陷斷陷期發(fā)育3 種層序類型和3 種層序地層模式，其中：SQ1 和SQ2 層序?yàn)槌跏剂严萜诤榉e層序，SQ3 為快速裂陷湖泊層序，發(fā)育簡單箕狀斜坡層序地層模式；SQ4，SQ5 和SQ6 層序?yàn)榭焖倭严莺磳有?，發(fā)育快速裂陷緩坡坡折層序地層模式；SQ7 層序?yàn)閿噗贽D(zhuǎn)換期沖積層序，發(fā)育斷坳轉(zhuǎn)換層序地層模式。

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