西湖凹陷T-H區(qū)平湖—花港組濕地扇三角洲沉積研究

仝 燕 傅 恒 高雁飛

（1.中國(guó)石油大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第五油礦，黑龍江 大慶 163000；2.成都理工大學(xué)，四川 成都 610059；3.油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室·成都理工大學(xué)，四川 成都 610059）

0 引言

東海陸架盆地西湖凹陷的T-H區(qū)（天外天、春曉及黃頁(yè)區(qū)北部邊緣區(qū)）沉積體系劃分存在較大爭(zhēng)議，主要有潮坪—三角洲沉積體系、河流三角洲沉積和辮狀河三角洲沉積等幾種觀點(diǎn)［1-4］，初步分析幾種劃分方案認(rèn)為：① 三角洲向海（或湖）能量減弱，而潮坪則反映向陸能量減弱，三角洲—潮坪沉積體系的劃分方案使得西湖凹陷T-H區(qū)的潮坪低能帶和三角洲高能帶的位置混雜在一起，存在矛盾之處；② 河流三角洲沉積體系中的河流三角洲沉積相應(yīng)存在河流作用，目前研究表明能夠滿足條件的古河流應(yīng)為古長(zhǎng)江，但已有學(xué)者對(duì)古長(zhǎng)江匯入東海的時(shí)間進(jìn)行了研究，認(rèn)為古長(zhǎng)江匯入東海的時(shí)間在中中新世或更晚［5］，始新世—漸新世東海陸架盆地就不存在一條能夠提供西湖凹陷T-H區(qū)物源的古河流；③Mpherson，J.G.提出的經(jīng)典辮狀河三角洲概念，定義辮狀河三角洲沉積與冰川有關(guān)，與沖積扇沒(méi)有必然聯(lián)系［6-8］；④ 根據(jù)趙澄林著沉積學(xué)原理，扇三角洲與辮狀河三角洲的最大區(qū)別是辮狀河三角洲側(cè)向連接性好（幾十到幾千公里）［9］，研究區(qū)的（扇）三角洲側(cè)向延伸較遠(yuǎn)；也有學(xué)者認(rèn)為該區(qū)存在扇三角洲沉積體系［10］，但是扇三角洲又分為旱扇三角洲和濕扇三角洲，根據(jù)東海陸架盆地的較濕潤(rùn)的亞熱帶氣候背景［11］，筆者認(rèn)為研究區(qū)東海陸架盆地西湖凹陷的T-H區(qū)平湖—花港組可能存在濕地扇三角洲沉積體系，SQ3、SQ4應(yīng)劃分為濕地扇三角洲沉積體系，并探尋存在濕地扇三角洲沉積體系的證據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)東海陸架盆地西湖凹陷是一個(gè)東陡西緩的箕形盆地（西—東“凹—凸—凹”分帶，北—南“分塊”構(gòu)造的格局），西鄰海礁—漁山隆起，東臨釣魚(yú)島隆褶帶，北、南分別與福江凹陷和基隆凹陷（釣北凹陷）相連［12］。T-H區(qū)位于西湖凹陷的西部緩坡帶—盆地中部，主要為箕形盆地西部緩坡的斜坡帶—平湖斜坡帶南部、海礁灣斜坡帶、天臺(tái)斜坡帶北部，以及中部的“中央反轉(zhuǎn)構(gòu)造帶”的寧波構(gòu)造—黃巖—天臺(tái)構(gòu)造。

2 濕地扇三角洲沉積體系劃分依據(jù)

筆者以西湖凹陷始新統(tǒng)—漸新統(tǒng)亞熱帶沉積環(huán)境背景為基礎(chǔ)，通過(guò)巖心資料的觀察、粒度分析、巖礦成分資料整理分析、結(jié)構(gòu)成熟度和成分成熟度分析、測(cè)井特征分析、地震相分析等方面研究，提出西湖凹陷T-H區(qū)SQ3、SQ4濕地扇三角洲沉積體系劃分依據(jù)。

2.1 沉積環(huán)境

始新世—漸新世發(fā)生了古新世—始新世的極熱事件（PETM）和漸新世的驟冷事件（Oi-1）重大氣候事件，其中平湖—花港組沉積期間（約33.9 Ma）發(fā)生的驟冷事件（Oi-1）導(dǎo)致大氣中CO2濃度繼續(xù)減少并在漸新世末達(dá)到現(xiàn)今水平［11］32，另外東海陸架盆地西湖凹陷T-H區(qū)的孢粉化石整理研究發(fā)現(xiàn)平湖組以榿木粉屬（Alnipollenites）為主，花港組以單（或雙束）松粉屬（Abietineaepioll／Pinuspoll）— 櫟粉屬（Quercoidites）為主，均為較喜溫暖植物，說(shuō)明東海西湖凹陷平湖—花港組沉積期 T-H區(qū)為較溫暖的氣候。通過(guò)對(duì)研究區(qū)的T-1井、T-GS1井樣品的Fe2+／Fe3+分析，介于1～5的占32.3%，大于5的占64.4%，泥巖的顏色以灰色為主，未見(jiàn)大量的氧化色泥巖（圖1、圖3），說(shuō)明研究區(qū)主要為還原環(huán)境［3，13］。從沉積環(huán)境上看，東海西湖凹陷 T-H區(qū)可能發(fā)育濕地扇三角洲沉積體系。

2.2 巖礦成分

通過(guò)對(duì)T-H區(qū)鉆井樣品的分選、圓度研究及典型井的巖礦成分分析，發(fā)現(xiàn)T-H區(qū)分選性為較差—中等，圓度為次棱—次圓，表明結(jié)構(gòu)成熟度較低，巖礦成分鑒定與巖性定名可以看出長(zhǎng)石等相對(duì)不穩(wěn)定成分含量較高，表明成分成熟度較低［14］，且?guī)r心觀察見(jiàn)植物莖（圖1），表明T-H區(qū)平湖—花港組為搬運(yùn)距離短，距物源區(qū)較近的快速沉積，為濕地扇三角洲沉積體系存在提供進(jìn)一步的證據(jù)。

2.3 巖心觀察及粒度分析

1）取心井（10口）巖心觀察［15］總結(jié)：① T區(qū)、C區(qū)：中礫巖，礫石成分為石英礫、變質(zhì)巖礫、炭屑礫或泥質(zhì)礫，礫徑主要為1～5 cm，最大為6 cm，礫間充填石英質(zhì)細(xì)礫和粗砂，順層定向排列；中砂巖，局部含泥礫、含灰質(zhì)或炭質(zhì)紋層，見(jiàn)平行層理、楔狀斜層理（交錯(cuò)層理）、大型板狀斜層理，局部層理面充填炭質(zhì)。細(xì)砂巖—粉砂質(zhì)泥巖組成多個(gè)正旋回，見(jiàn)沙紋層理及同生變形構(gòu)造，以及泥巖、炭質(zhì)泥巖（圖1）。② H區(qū)北部邊緣區(qū)：中礫巖、礫石成分主要為石英礫、泥質(zhì)礫，礫徑主要為0.3～1.5 cm，最大為2 cm，圓度次棱—次圓；細(xì)、中砂巖，含泥礫、含炭化植物莖或條帶，見(jiàn)同生變形構(gòu)造，見(jiàn)小型—大型板狀斜層理、平行層理；粉砂質(zhì)泥巖，見(jiàn)同生變形構(gòu)造，且泥礫定向順序排列，泥礫顏色有紅色和綠色。巖心觀察總結(jié)可見(jiàn)T-H地區(qū)的平湖—花港組的礫巖較為發(fā)育，以粗粒沉積為主（圖1）。

圖1 東海陸架盆地西湖凹陷T-H（北部）平湖—花港組巖心照片圖

2）粒度分析顯示西湖凹陷T-H區(qū)的巖性以中—細(xì)砂巖為主，含砂礫巖、粗砂巖次之，以H區(qū)的H2-2S-1井為例（圖2），見(jiàn)粗砂（0Φ～1Φ）、主體為中砂、細(xì)砂（1Φ～3Φ），極細(xì)砂（3Φ～4Φ）次之、細(xì)粉砂（5Φ～8Φ）再次之、含有粘土（＞8Φ），T-H區(qū)的平湖—花港組鏡下鑒定的砂巖粒度主要為中—細(xì)粒砂巖（圖3），與粒度分析的粒度以較粗的中、細(xì)砂為主相吻合。粒度概率曲線為較明顯的濕地扇三角洲前緣的水下分流河道（二段式）粒度概率曲線［16］，跳躍總體與懸浮總體的交截點(diǎn)范圍存在變化，一般在2.5Φ～3.5Φ，跳躍主體（可能存在少量0Φ～1Φ的滾動(dòng)載荷）斜率較大反應(yīng)分選差，懸浮總體分選也較差，存在混合過(guò)渡段，反應(yīng)水流狀態(tài)復(fù)雜［17］，結(jié)合巖心觀察所見(jiàn)的大量礫石、平行層理及小型斜層理，應(yīng)為扇三角洲前緣亞相。另外，T-C區(qū)重點(diǎn)井T-C1、T-C4、T-C2、T-C3、T-C5、T-1、T-2、T-3、T-4砂地比均大于50，尤其是T-C3的SQ4砂地比值為72、T-C2的SQ3砂地比值為67、T-2的SQ3砂地比值為68，進(jìn)一步證明了T-H區(qū)的平湖—花港組SQ3、SQ4存在濕地扇三角洲沉積體系。

圖2 東海陸架盆地西湖凹陷黃巖地區(qū)平湖—花港組粒度概率曲線圖（H2-2S-1井）

2.4 巖性、電性特征

在層序地層研究［18］基礎(chǔ)上，根據(jù)濕地扇三角洲微相的典型巖性、測(cè)井特征，識(shí)別出濕地扇三角洲平原亞相的分流河道微相，其巖性主要為砂礫巖、含礫砂巖，測(cè)井曲線為底部突變的箱形或鐘形。濕地扇三角洲前緣亞相的水下分流河道微相，其巖性主要為粉—細(xì)砂巖，測(cè)井曲線為底部突變的箱形或鐘形，河口壩微相，其巖性主要為細(xì)砂巖，測(cè)井曲線為底部漸變頂部突變的漏斗形［19］。前濕地扇三角洲亞相的席狀砂微相，其砂體厚度相對(duì)較薄，筆者將其定為前濕地扇三角洲席狀砂。巖性主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖與泥巖互層，測(cè)井曲線為中幅指狀或手套狀。扇三角洲的沉積微相的巖性、電性特征較明顯，有力地證明了T-H區(qū)平湖—花港組可能存在濕地扇三角洲沉積。

圖3 東海西湖凹陷T-H區(qū)平湖—花港組薄片鑒定圖

2.5 地震相分析

以西湖凹陷T-H區(qū)S06qy20a-93qy5測(cè)線為例，西湖凹陷平湖—花港組東側(cè)D隆褶帶主要發(fā)育近岸水下扇，見(jiàn)清晰的楔形體（研究區(qū)外，不做詳細(xì)分析），西部緩坡帶地震相分析見(jiàn)大量前積現(xiàn)象（圖4），近西湖凹陷T-H區(qū)的西部隆起海礁—漁山隆起區(qū)前積特別發(fā)育，平湖組的三級(jí)層序SQ1、SQ2、SQ3均發(fā)育典型的疊瓦狀前積，花港組的三級(jí)層序SQ4、SQ5、SQ6疊瓦狀前積更發(fā)育，且規(guī)模較大，SQ4的疊瓦狀前積同向軸延伸較遠(yuǎn)；向盆地方向前積也較為發(fā)育，平湖組的SQ1、SQ2、SQ3均發(fā)育近S形前積，前積同向軸延伸較遠(yuǎn)，花港組三級(jí)層序SQ4、SQ5見(jiàn)前積現(xiàn)象，但是規(guī)模相對(duì)較小，SQ6前積現(xiàn)象不明顯，但是其向盆地方向整體加厚，說(shuō)明前積可能發(fā)育（圖4）。T-H區(qū)平湖—花港組由西向東（物源區(qū)向盆地）整體上前積發(fā)育［14］6551，結(jié)合巖心觀察見(jiàn)大量礫巖、低成分成熟度、較低的結(jié)構(gòu)成熟度及還原沉積環(huán)境。進(jìn)一步證明研究區(qū)存在濕地扇三角洲沉積相，根據(jù)砂地比值，濕地扇三角洲沉積相應(yīng)主要發(fā)育在平湖組的三級(jí)層序SQ3和花港組的三級(jí)層序SQ4。

圖4 東海陸架盆地西湖凹陷平湖—花港組典型前積（箭頭指向前積下傾向）圖

3 結(jié)論

1）通過(guò)古生物分析、古氣候研究、沉積環(huán)境分析及巖礦成分分析，發(fā)現(xiàn)東海陸架盆地西湖凹陷T-H區(qū)為亞熱帶濕潤(rùn)氣候環(huán)境、還原沉積環(huán)境，及低成分成熟度，證明研究區(qū)可能發(fā)育濕地扇三角洲沉積體系。

2）通過(guò)巖心資料、巖性資料研究，發(fā)現(xiàn)東海陸架盆地西湖凹陷T-H區(qū)平湖—花港組的巖性粒度較粗，且見(jiàn)大量砂礫巖、含礫砂巖、礫巖，且分選性、磨圓度及巖礦成分分析顯示研究區(qū)的平湖—花港組的結(jié)構(gòu)成熟度差—中等、成分成熟度低，表明研究區(qū)為短距離搬運(yùn)的近物源快速沉積。粒度概率累積曲線為較典型的扇三角洲前緣水下分流河道的二段式曲線，并根據(jù)巖性、電性識(shí)別出扇三角洲沉積相的典型微相，結(jié)合T-H區(qū)平湖—花港組地震相分析的大規(guī)模疊瓦狀—近S形前積（W-E），且前積側(cè)向延伸較遠(yuǎn)，砂地比統(tǒng)計(jì)表明研究區(qū)的砂地比普遍較高，且T-C區(qū)一些井SQ3、SQ4遠(yuǎn)大于50%，進(jìn)一步說(shuō)明東海西湖凹陷T-H區(qū)西部緩坡構(gòu)造帶的平湖—花港組存在濕地扇三角洲沉積體系，尤其東海西湖凹陷T-H區(qū)西部緩坡帶SQ3、SQ4應(yīng)劃分為濕地扇三角洲沉積體系。

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