準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)侏羅系層序地層及沉積體系展布

操應(yīng)長, 戶瑞寧, 王 健, 徐琦松, 陳 洪, 宿云國

( 1. 中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580； 2. 海洋國家實(shí)驗(yàn)室 海洋礦產(chǎn)資源評價(jià)與探測技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071； 3. 中國石油新疆油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000； 4. 中國石油新疆油田分公司 新港作業(yè)公司，新疆 克拉瑪依 834000 )

準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)侏羅系層序地層及沉積體系展布

操應(yīng)長1,2, 戶瑞寧1,2, 王 健1,2, 徐琦松1,2, 陳 洪3, 宿云國4

( 1. 中國石油大學(xué)(華東) 地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山東 青島 266580； 2. 海洋國家實(shí)驗(yàn)室 海洋礦產(chǎn)資源評價(jià)與探測技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室，山東 青島 266071； 3. 中國石油新疆油田分公司 勘探開發(fā)研究院，新疆 克拉瑪依 834000； 4. 中國石油新疆油田分公司 新港作業(yè)公司，新疆 克拉瑪依 834000 )

為認(rèn)識(shí)準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)侏羅系層序地層及沉積體系展布，根據(jù)層序地層學(xué)理論，綜合地震、測井、錄井及巖心資料，并結(jié)合各層序井—震聯(lián)合標(biāo)定，對準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)侏羅系進(jìn)行層序地層劃分，建立層序地層格架。結(jié)果表明:在該地區(qū)共識(shí)別3個(gè)二級層序界面和5個(gè)三級層序界面，劃分7個(gè)三級層序；二級層序界面對應(yīng)侏羅系頂、底界面及西山窯組沉積末期；三級層序自下而上對應(yīng)八道灣組下段、八道灣組上段、三工河組、西山窯組、頭屯河組、齊古組及喀拉扎組地層；根據(jù)層序地層結(jié)構(gòu)特征，將7個(gè)三級層序分為二分層序、三分層序和四分層序3種類型。該地區(qū)沉積相類型主要包括扇三角洲、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、辮狀河—曲流河和湖泊相，其中辮狀河三角洲相是主要沉積相類型。SQ1—SQ6層序格架內(nèi)，沉積相演化依次表現(xiàn)為扇三角洲(八道灣組，即SQ1—SQ2)—辮狀河三角洲(三工河組，即SQ3)—曲流河三角洲(西山窯組，即SQ4)—辮狀河—曲流河(頭屯河組，即SQ5)—曲流河(齊古組，即SQ6)的演化序列，整體上侏羅系形成一套正旋回，粒度自下而上由粗逐漸變細(xì)。綜合分析各層序地層特征及沉積體系展布規(guī)律，為尋找優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集砂體、確定有利勘探方向提供重要證據(jù)。

準(zhǔn)噶爾盆地； 阜東斜坡區(qū)； 侏羅系； 層序地層格架； 沉積特征

0 引言

準(zhǔn)噶爾盆地是我國西部重要的含油氣盆地，屬于中央地塊型復(fù)合疊加盆地[1]。盆地周緣被海西褶皺造山帶環(huán)繞，現(xiàn)今盆地平面形態(tài)大致呈南寬北窄的三角形[2]，阜東斜坡區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地東部，區(qū)域分布寬度為20～40 km，面積約為600 km2。侏羅系是該盆地主力含油氣層系之一，年產(chǎn)量過千萬噸[3]。

目前，對該地區(qū)層序地層及沉積體系展布研究相對較少，限于掌握的地質(zhì)資料不同，僅建立局部地區(qū)、部分層位的層序地層格架，缺乏對層序格架的深入研究[4-5]。張滿郎、鮑志東、張冬玲[1,6-7]等對二級層序的認(rèn)識(shí)比較一致，認(rèn)為阜東斜坡區(qū)侏羅系劃分為2個(gè)二級層序，層序界面是在西山窯組沉積末期；對于三級層序的劃分，鮑志東等研究認(rèn)為侏羅系應(yīng)該劃分為7個(gè)三級層序，分別與八道灣組中下段及上段的下部、八道灣組上段中上部和三工河組下段、三工河組上段和西山窯組底部、西山窯組中上部、頭屯河組、齊古組及喀拉扎組對應(yīng)，并指出各層序發(fā)育程度不同，具有不均衡性及橫向變化的分區(qū)性[6]；張滿郎等將侏羅系劃分為6個(gè)三級層序，提出八道灣組中部及西山窯組下部的主煤層應(yīng)當(dāng)作為層序邊界[1]；唐忠華等將侏羅系劃分為5個(gè)三級層序，并提出除Ⅰ層序發(fā)育相對較完整的3個(gè)體系域(低水位體系域、湖侵體系域及高水位體系域)外，其他各三級層序內(nèi)往往缺乏低水位體系域[8]；呂雪雁等研究認(rèn)為侏羅系可識(shí)別4個(gè)三級層序，由于受到振蕩性構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，三級層序發(fā)育并不完整，除了層序Ⅰ發(fā)育低水位體系域和湖侵體系域外，其他3個(gè)層序由湖侵體系域和高水位體系域構(gòu)成[9]。更多的研究主要集中在層序地層的劃分和層序發(fā)育的控制因素方面，而對于在層序地層格架下沉積體系的演化規(guī)律和平面精細(xì)沉積相展布方面研究相對較少。

結(jié)合地震、測井、錄井及巖心等資料，以層序地層學(xué)理論為指導(dǎo)，筆者構(gòu)建該地區(qū)層序地層格架，根據(jù)“以點(diǎn)連線，以線帶面，優(yōu)勢定向”的沉積相分析思路，確定沉積相類型及特征，最終將層序地層格架和沉積體系展布規(guī)律有機(jī)結(jié)合起來[10]，為阜東斜坡區(qū)有利砂體預(yù)測及油氣勘探提供理論依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

阜康凹陷屬于準(zhǔn)噶爾盆地東部次級凹陷構(gòu)造單元，研究區(qū)位于阜康凹陷東部[3](見圖1)。該區(qū)屬于典型的陸相斜坡，整體面貌為平緩單斜構(gòu)造，缺乏構(gòu)造圈閉[11]。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地阜東斜坡區(qū)構(gòu)造位置Fig.1 Structual location map of Fudong slope area in Junggar basin

早—中侏羅世，準(zhǔn)噶爾盆地處于區(qū)域伸展構(gòu)造背景下的緩慢沉降時(shí)期；中—晚侏羅世，由于早期燕山運(yùn)動(dòng)，使得盆地轉(zhuǎn)入擠壓構(gòu)造背景，盆地整體抬升，在一定范圍內(nèi)形成平行不整合，研究區(qū)出現(xiàn)正反轉(zhuǎn)構(gòu)造[12-13]。準(zhǔn)噶爾盆地侏羅系頂、底分別以區(qū)域性不整合面與白堊系、三疊系分開，下侏羅統(tǒng)分為八道灣組和三工河組，八道灣組地層相對較厚，為350～600 m，研究區(qū)內(nèi)穩(wěn)定分布，巖性主要為灰色砂礫巖與泥巖互層，八道灣組上部地層夾薄層煤層，底部為砂礫巖；三工河組沉積厚度小于八道灣組的，為80～370 m，研究區(qū)內(nèi)分布穩(wěn)定，三工河組下部為一套砂礫巖與泥巖互層，上部為厚層粉砂巖夾薄層泥巖；中侏羅統(tǒng)分為西山窯組和頭屯河組，西山窯組沉積厚度為50～320 m，是準(zhǔn)噶爾盆地重要的成煤期，下部以沉積厚層砂礫巖為主，中上部主要為灰綠色、灰色泥巖與粉砂巖的互層；頭屯河組與下伏西山窯組呈不整合接觸，沉積地層較厚，下部以中粗砂巖為主，夾灰色粉砂質(zhì)泥巖，上部以灰褐色粉砂質(zhì)泥巖與泥巖為主，局部夾細(xì)砂巖；上侏羅統(tǒng)分為齊古組和喀拉扎組，齊古組在研究區(qū)內(nèi)大部分區(qū)域發(fā)育，但在東部斜坡邊緣處剝蝕相對嚴(yán)重，底部以砂礫巖沉積為主，中上部主要為中細(xì)砂巖夾薄層灰褐色砂質(zhì)泥巖；喀拉扎組地層遭受嚴(yán)重剝蝕，研究區(qū)內(nèi)鉆/錄井資料并未揭示識(shí)別[14]。侏羅系時(shí)期，準(zhǔn)噶爾盆地處于陸內(nèi)坳陷階段，整體物源供給較弱，但研究區(qū)因受北部克拉美麗山物源和東南側(cè)北三臺(tái)凸起及古博格達(dá)山物源的影響，在斜坡帶發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲和湖泊等一系列沉積相[1]，是準(zhǔn)噶爾盆地最有利儲(chǔ)蓋層發(fā)育區(qū)域。

2 層序地層特征

2.1 界面識(shí)別

在地震、測井及錄井資料的綜合分析基礎(chǔ)上，對阜東斜坡區(qū)侏羅系層序界面進(jìn)行識(shí)別和追蹤，共識(shí)別8個(gè)層序界面，分別為SB1—SB8(見圖2—3、圖5)。其中，3個(gè)二級層序界面(SB1、SB5、SB8)和5個(gè)三級層序界面，自下而上依次為SB2—SB7。

圖2 阜東斜坡區(qū)東西向侏羅系層序界面地震反射特征圖版(剖面位置見圖1)

層序界面通常對應(yīng)于地層中的不整合面或與之對應(yīng)的整合面。通過識(shí)別特殊的地震反射特征,確定不整合面的存在及層序級別，是識(shí)別和劃分層序的關(guān)鍵[10]。研究區(qū)侏羅系頂界面SB8、底界面SB1及中侏羅統(tǒng)內(nèi)部界面SB5是整個(gè)湖盆范圍內(nèi)展布的區(qū)域性不整合面，與侏羅紀(jì)末期的燕山二幕造山運(yùn)動(dòng)、三疊紀(jì)末期的印支運(yùn)動(dòng)及西山窯組沉積末期的燕山一幕等構(gòu)造活動(dòng)密切相關(guān)[15]。SB1、SB8界面處為一較強(qiáng)的地震反射同相軸，界面下伏地層具有明顯的削截現(xiàn)象，上覆地層呈上超特征，界面上下測井曲線形態(tài)明顯突變，界面附近巖性的突變或不連續(xù)性，通常在層序界面附近由砂泥巖突變?yōu)樯暗[巖，地層疊加樣式由加積式轉(zhuǎn)變?yōu)橥朔e式。SB5界面處對應(yīng)一套相對弱連續(xù)、弱振幅的波峰反射，界面下伏地層具削截現(xiàn)象，上覆地層呈上超特征，界面處出現(xiàn)反向削截特征；西山窯組沉積末期之后，受早期燕山運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造擠壓作用影響，構(gòu)造低洼處在垂向上隆起變形，周圍地層接觸關(guān)系發(fā)生變化，地層由構(gòu)造高點(diǎn)處向構(gòu)造低點(diǎn)處發(fā)生削截、超覆，產(chǎn)生正反轉(zhuǎn)構(gòu)造。將SB1、SB5、SB8定義為二級層序界面(見圖2—3)。

圖3 阜東斜坡區(qū)南北向侏羅系層序界面地震反射特征圖版(剖面位置見圖1)

在二級層序內(nèi)部，界面SB2、SB3、SB4、SB6和SB7在地震剖面上表現(xiàn)為強(qiáng)振幅連續(xù)的強(qiáng)反射，SB3和SB7界面之上上超現(xiàn)象不明顯，界面之下見到明顯的削截現(xiàn)象，其層序界面附近的上超、削截現(xiàn)象普遍出現(xiàn)。在巖性和測井、錄井曲線上，層序界面上下常表現(xiàn)為明顯突變特征(見圖5)，SB7界面在測井、錄井資料上的特征不明顯；由于喀拉扎組地層被剝蝕相對嚴(yán)重，殘留的地層很少甚至沒有[3,15]，即SB7界面僅在全區(qū)地震剖面上識(shí)別出來，可將SB2、SB3、SB4、SB6、SB7定義為三級層序界面(見圖2—3)。

2.2 體系域界面響應(yīng)

陸相湖盆的湖泛面具較嚴(yán)格的等時(shí)意義，以首次湖泛面、最大湖泛面、初始下降面作為劃分低位體系域(“低位域”，即LST)、湖侵體系域(“湖侵域”，即TST)、高位體系域(“高位域”，即HST)和下降體系域(“下降域”，即FSST)的標(biāo)志層[16]。首次湖泛面為低位域和湖侵域的分界面，在測井、錄井剖面上特征明顯,利用首次湖泛面上下各準(zhǔn)層序組的疊置樣式的不同確定其位置[7]，如Bei28井SQ4中LST與TST分界處準(zhǔn)層序組疊置樣式由加積式轉(zhuǎn)變?yōu)橥朔e式(見圖4)，反映水體由相對穩(wěn)定到快速上升的變化；界面上下沉積物的顏色、巖性、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造等也發(fā)生相應(yīng)變化。最大湖泛面為湖侵域和高位域的分界面，形成的密集段是易于識(shí)別的標(biāo)志層[17]。地震反射剖面上，最大湖泛面一般表現(xiàn)為3～4個(gè)強(qiáng)振幅、中等頻率、連續(xù)性較好的反射軸，在全區(qū)范圍內(nèi)穩(wěn)定分布，易于追蹤對比，通常在最大湖泛面之上易識(shí)別顯著的下超現(xiàn)象；界面上下測井曲線差異明顯，如Bei28井SQ3、SQ4最大湖泛面之下湖侵域(TST)低RT，最大湖泛面之上高位域(HST)高RT(見圖4)；初始下降面為高位域和下降域的分界面，地震剖面上，初始下降面之上以斜交前積反射為特征，界面之下以平行或亞平行為特征，常見到小規(guī)模的“S”形前積反射[18]；穿過初始下降面，準(zhǔn)層序組疊置樣式由加積式轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)積式，反映水體由相對穩(wěn)定到快速下降的變化。

2.3 層序地層劃分

一個(gè)完整的、理想的三級層序的相對湖平面變化可劃分為4個(gè)階段，分別對應(yīng)層序演化過程中的低位域、湖侵域、高位域和下降域。在陸相湖盆沉積演化過程中，基準(zhǔn)面變化往往受到氣候、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、物源供給等因素影響，導(dǎo)致基準(zhǔn)面變化并非呈標(biāo)準(zhǔn)的正弦曲線，可能缺失某一體系域，因此三級層序內(nèi)體系域構(gòu)成存在一定的差異。

圖4 阜東斜坡區(qū)侏羅系體系域界面測井響應(yīng)特征(Bei28井)

根據(jù)三級層序內(nèi)發(fā)育的體系域數(shù)量，可將三級層序劃分為二分層序、三分層序及四分層序3種層序結(jié)構(gòu)類型。SQ2層序?yàn)槎謱有?，SQ1、SQ6層序?yàn)槿謱有颍琒Q3—SQ5層序?yàn)樗姆謱有?。研究區(qū)發(fā)育各種體系域類型，彼此頻繁疊置，地層沉積具有多旋回性，可形成良好的儲(chǔ)蓋組合，是巖性圈閉發(fā)育的有利地帶。

二分層序SQ2相當(dāng)于八道灣組上部，由湖侵域及湖退域組成(見圖5)，發(fā)育在二級層序上升半旋回的中期。二分層序內(nèi)基準(zhǔn)面經(jīng)歷快速上升和快速下降階段。湖侵域以發(fā)育半深湖—深湖的灰色、灰綠色泥巖及粉砂巖為主，測井響應(yīng)表現(xiàn)為GR曲線呈“齒化鐘型”或多個(gè)“鐘型”疊加，是退積式準(zhǔn)層序組疊加樣式；湖退域以發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道的粉砂及中細(xì)砂為主，測井曲線呈“漏斗型”，是進(jìn)積式準(zhǔn)層序組疊加樣式。整體上，二分層序底部沉積泥頁巖、上部沉積砂巖，砂體發(fā)育程度低。

三分層序SQ1相當(dāng)于八道灣組下部，SQ6相當(dāng)于齊古組，由低位域、湖侵域及高位域組成(見圖5)，在層序演化的晚期，明顯缺乏反映相對湖平面快速下降的標(biāo)志，故不發(fā)育下降域。三分層序內(nèi)基準(zhǔn)面經(jīng)歷低位穩(wěn)定、快速上升和高位穩(wěn)定階段。低位域沉積物以灰色砂礫巖為主,夾少量灰綠色、灰褐色泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，測井曲線上呈“箱型”，測井響應(yīng)表現(xiàn)為低GR、高SP；湖侵域與層序SQ2的湖侵域特征基本相同；高位域主要沉積粗砂巖夾灰綠色泥質(zhì)粉砂巖，粒度較低位域的細(xì)，測井曲線呈“齒化箱型”，是加積式準(zhǔn)層序組疊加樣式，反映正常海退過程。整體上，三分層序呈底部砂礫巖體發(fā)育、上部泥頁巖發(fā)育的正粒序特征。

四分層序SQ3相當(dāng)于三工河組，SQ4相當(dāng)于西山窯組，SQ5相當(dāng)于頭屯河組，由低位域、湖侵域、高位域及下降域組成(見圖5)，基準(zhǔn)面經(jīng)歷4個(gè)完整變化階段，其中SQ3、SQ4發(fā)育在第一個(gè)二級層序下降半旋回的中晚期，SQ5發(fā)育在另一個(gè)二級層序上升半旋回的早期。低位域、湖侵域及高位域與層序SQ1、SQ6各體系域特征基本相同，下降域以發(fā)育辮狀河三角洲的中粗粒砂巖、夾雜色泥質(zhì)粉砂巖為特征，測井曲線上呈進(jìn)積—加積式準(zhǔn)層序組疊加樣式，反映強(qiáng)制海退過程。整體上，四分層序內(nèi)砂體在粒度上表現(xiàn)為“粗—細(xì)—粗”的復(fù)合相序特征。

圖5 阜東斜坡區(qū)侏羅系層序界面測井響應(yīng)特征及層序地層結(jié)構(gòu)(Bei28井)Fig.5 Logging characteristics of sequence boundary and sequence stratigraphy structure of Jurassic in Fudong slope area (well Bei 28)

3 沉積相類型及特征

研究區(qū)侏羅系主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、辮狀河—曲流河及湖泊等沉積相類型[19-21](見圖6)，其中辮狀河三角洲相是主要發(fā)育的沉積相類型[22]。下侏羅統(tǒng)(八道灣組和三工河組，即SQ1—SQ3)，準(zhǔn)噶爾盆地東北側(cè)的克拉美麗山快速隆升，研究區(qū)東部為含粗粒碎屑巖的扇三角洲和辮狀河三角洲沉積；中侏羅統(tǒng)下段(西山窯組，即SQ4)，準(zhǔn)噶爾盆地東北側(cè)克拉美麗山隆升速度相對較慢，研究區(qū)以辮狀河三角洲—曲流河三角洲沉積為主；中侏羅統(tǒng)上段—上侏羅統(tǒng)(頭屯河組和齊古組，即SQ5—SQ6)，準(zhǔn)噶爾盆地南側(cè)古博格達(dá)山隆起相對較快，東北側(cè)克拉美麗山隆升速度相對較緩，研究區(qū)以發(fā)育辮狀河—曲流河沉積相為主。

圖6 單井沉積學(xué)分析結(jié)果Fig.6 Analysis of sedimentary characteristics in well

3.1 扇三角洲

(1)平原。研究區(qū)扇三角洲平原亞相以發(fā)育水上分流河道為主，局部可見分流河道間沉積微相。(1)水上分流河道沉積微相巖性主要以灰色中粗砂巖夾礫巖為主(見圖7(a))，一般多呈正粒序特征，常見塊狀構(gòu)造、大型板狀與槽狀交錯(cuò)層理，粒度概率累積曲線(見圖8，φ為粒徑)除常見的三段式、多段式外，亦可見一段上拱式和一段直線式(見圖8(a-b))，反映強(qiáng)水動(dòng)力條件下沉積特點(diǎn)；(2)分流河道間微相通常是洪水期河道內(nèi)部較細(xì)顆粒溢出河床，直接在河道之間沉積，含砂率較低，主要以紫紅色泥巖夾粉砂巖為主(見圖7(b))，少見層理構(gòu)造。

圖7 阜東斜坡區(qū)侏羅系巖性及沉積構(gòu)造Fig.7 Lithology and sedimentary structures of Jurassic in Fudong slope area

圖8 阜東斜坡區(qū)侏羅系粒度概率累積曲線Fig.8 Grain size probability cumulative curve of Jurassic in Fudong slope area

(2)前緣。研究區(qū)扇三角洲前緣亞相主要發(fā)育水下分流河道、分流河道間及河口壩等沉積微相。(1)與水上分流河道相比，水下分流河道的粒度相對細(xì)些，泥質(zhì)含量亦相對減少，主要由中粗粒砂巖和含細(xì)礫砂巖組成(見圖7(c))，常見平行層理、槽狀交錯(cuò)層理和波狀層理等。(2)水下分流河道間多由較細(xì)粒粉砂及泥質(zhì)構(gòu)成，常位于水下分流河道之間。(3)河口壩巖性多為中細(xì)砂巖，下細(xì)上粗，呈明顯的反粒序?qū)永?見圖7(d))，因經(jīng)常受到波浪的沖洗改造作用，故砂巖成分成熟度較高。

3.2 辮狀河三角洲

(1)平原。研究區(qū)辮狀河三角洲平原亞相以辮狀河道為主，局部發(fā)育沖積平原微相。(1)辮狀河道沉積物顆粒較粗，主要為含礫粗砂巖、細(xì)砂巖；砂巖分選中等，磨圓呈次棱角—圓狀；粒度概率累積曲線表現(xiàn)為滾動(dòng)跳躍加懸浮式和一跳一懸夾過渡式(見圖8(c-d))，反映較強(qiáng)的水動(dòng)力環(huán)境；沉積構(gòu)造多以平行層理、槽狀交錯(cuò)層理及塊狀層理為主，河道底部可見典型的沖刷面(見圖7(e))，具辮狀河道特有的“下切侵蝕，底沖刷”的特征；垂向上可見河道發(fā)育的正韻律旋回。(2)沖積平原沉積物粒度相對較細(xì)，主要以泥巖和細(xì)粉砂巖為主，少見層理構(gòu)造；泥巖顏色常以紫紅色、棕色等氧化色為主。

(2)前緣。研究區(qū)辮狀河三角洲前緣亞相發(fā)育水下分流河道、河口壩及分流間灣等沉積微相。(1)水下分流河道是陸上辮狀河道在水下的延伸，河道砂體分選較好，雜基含量相對較少，是辮狀河三角洲前緣的主要沉積砂體；沉積物以中—粗砂巖為主，局部可見細(xì)礫巖及細(xì)砂巖，常見槽狀交錯(cuò)層理、平行層理及泄水構(gòu)造(見圖7(f))、重荷模和火焰狀構(gòu)造(見圖7(g))等沉積構(gòu)造；由于水下分流河道的遷移性相對較強(qiáng)，河口不穩(wěn)定，進(jìn)而形成的河口壩規(guī)模較小[23]。(2)河口壩砂體以中—細(xì)砂巖、粉砂巖為主，砂質(zhì)純凈，成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度較高，自下而上呈反粒序；粒度概率累積曲線常見斜率較高的跳躍懸浮兩段式(見圖8(e))；可見平行層理、各種交錯(cuò)層理及生物擾動(dòng)等沉積構(gòu)造。(3)水下分流間灣以沉積灰綠色及雜色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖等細(xì)粒沉積物為主，以懸浮沉積為主，很少甚至不發(fā)育特殊沉積構(gòu)造，反映較弱的水動(dòng)力環(huán)境；由于水下分流河道和分流間灣交互疊置出現(xiàn)，在辮狀河三角洲前緣出現(xiàn)數(shù)套砂、泥巖互層，即有利的儲(chǔ)蓋層組合。

3.3 曲流河三角洲

(1)平原。研究區(qū)曲流河三角洲平原亞相發(fā)育規(guī)模相對較小，主要發(fā)育水上分流河道和河漫沼澤等沉積微相。(1)水上分流河道主要以中細(xì)砂巖為主，缺乏粗粒成分，底部河道具有沖刷構(gòu)造，發(fā)育平行層理、交錯(cuò)層理等沉積構(gòu)造，粒度概率累積曲線多呈兩段式，以牽引流為主。(2)河漫沼澤微相多發(fā)育在水上分流河道之間的低洼地區(qū)，巖性以灰綠色、雜色泥質(zhì)粉砂巖為主，炭質(zhì)含量相對較高(見圖7(h))，少見層理構(gòu)造。

(2)前緣。研究區(qū)曲流河三角洲前緣亞相發(fā)育水下分流河道、分流間灣、席狀砂等沉積微相。 (1)水下分流河道是水上分流河道入湖后在水下延伸的部分，巖性以中細(xì)砂巖為主，偶含泥礫，發(fā)育平行層理、小型槽狀交錯(cuò)層理(見圖7(i))和正粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造，垂向上可見多個(gè)河道砂體彼此疊置沉積。(2)分流間灣整體巖性偏細(xì)，以灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及泥巖為主，反映較弱水動(dòng)力條件下沉積產(chǎn)物。(3)席狀砂分布范圍較為局限，巖性主要為粉砂巖與細(xì)砂巖，砂質(zhì)較為純凈，常受到波浪的改造作用，呈薄層席狀產(chǎn)出，垂向上粒序并無明顯變化。

3.4 辮狀河—曲流河

研究區(qū)可見由辮狀河向曲流河過渡的沉積相類型，包括河道亞相和泛濫平原亞相。(1)河道亞相是由多期河道在垂向上加積而成，常由中細(xì)礫巖及中粗砂巖組成，礫石磨圓以次圓狀—次棱角狀為主，分選性較差，常發(fā)育板狀交錯(cuò)層理、楔狀交錯(cuò)層理、正粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造，在河道底部發(fā)育沖刷面。(2)泛濫平原亞相巖性以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖為主，并夾有少量薄層煤層，可見塊狀層理和水平層理。

3.5 曲流河

研究區(qū)曲流河相又可細(xì)分為河床、河漫及堤岸3種亞相類型。(1)河床亞相巖性以中細(xì)砂巖為主，偶爾可見礫石，礫石呈疊瓦狀排列，底部常見沖刷面構(gòu)造，垂向上具有曲流河完整的“二元結(jié)構(gòu)”，發(fā)育平行層理、爬升沙紋層理(見圖7(j))、正粒序?qū)永砑鞍鍫罱诲e(cuò)層理等沉積構(gòu)造，粒度概率累積曲線(見圖8)常表現(xiàn)為兩段式(見圖8(e-f))，顆粒的搬運(yùn)方式以跳躍和懸浮為主，反映中等水動(dòng)力條件。(2)當(dāng)洪水期河流的水位超過河床，河水中細(xì)粒物質(zhì)將溢出河床而在側(cè)岸沉積下來，形成堤岸亞相，主要以粉砂巖及細(xì)砂巖沉積為主，粒度較細(xì)。(3)河漫亞相常位于天然堤外側(cè)，是河水越過天然堤在廣闊的平原上堆積而成的，長期暴露于地表，以紫紅色泥質(zhì)粉砂巖及泥巖沉積為主，層理構(gòu)造不發(fā)育。

3.6 湖泊相

研究區(qū)湖泊相主要發(fā)育濱淺湖亞相和半深湖—深湖亞相。(1)濱淺湖亞相常介于浪基面與枯水面之間。由于湖泊水體與物源供應(yīng)的碎屑物之間相互作用，濱淺湖泥巖往往同辮狀河三角洲前緣水下分流河道砂巖頻繁交互出現(xiàn)。濱淺湖泥由灰色泥巖和粉砂質(zhì)泥巖組成，發(fā)育水平層理和塊狀層理，測井曲線常以低幅弱齒型為主。(2)半深湖—深湖亞相常位于浪基面以下水體較深部位，水動(dòng)力相對較弱，是典型的缺氧還原環(huán)境，以灰褐色粉砂質(zhì)泥巖夾細(xì)粉砂巖為主，泥巖層厚度大，偶爾可見中細(xì)砂巖條帶，發(fā)育平行層理、交錯(cuò)層理及正粒序?qū)永?，在泥巖層中可見變形構(gòu)造，是典型的低密度濁流沉積特征。

4 沉積演化

4.1 體系特征

沉積相在油田勘探開發(fā)過程中具有重要意義，而準(zhǔn)確和精細(xì)的層序地層格架模型是開展有效沉積相研究的基礎(chǔ)[17]。在單井沉積相分析基礎(chǔ)上，結(jié)合鉆井巖心和地震剖面層序地層研究，建立研究區(qū)侏羅系層序地層格架并進(jìn)行地層等時(shí)對比，分析沉積體系在層序格架內(nèi)的展布特征(見圖9)。

圖9 阜東斜坡區(qū)侏羅系層序地層格架充填模式(剖面位置見圖1 AA′)

(1)SQ1沉積時(shí)期。連井剖面東部SQ5井位于盆地邊緣，受印支運(yùn)動(dòng)的影響，克拉美麗山發(fā)生強(qiáng)烈隆升[24]，物源供給充足，發(fā)育扇三角洲平原河道及沖積平原沉積微相，扇三角洲平原河道沉積物以中細(xì)礫巖、粗砂巖為主，沖積平原以沉積灰色—雜色泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主；從連井剖面的東部向西部逐漸由盆地邊緣向斜坡過渡，離物源區(qū)越來越遠(yuǎn)，發(fā)育扇三角洲前緣水下分流河道及水下分流河道間微相，其中水下分流河道以沉積細(xì)礫巖、中粗砂巖為主，成分成熟度及結(jié)構(gòu)成熟度相對較低，是一套相對較厚的儲(chǔ)集體，垂向上呈正粒序特征；水下分流河道間以沉積灰色泥巖為主，泥巖厚度大，連續(xù)性好，可作為下伏砂礫巖儲(chǔ)集體的有利蓋層。

(2)SQ2沉積時(shí)期。SQ2層序由湖侵域及湖退域組成，湖退域疊加在湖侵域之上。早期，湖盆基底再次發(fā)生規(guī)模性構(gòu)造抬升，導(dǎo)致大范圍湖侵，砂體退積，沉積厚層泥巖。晚期，發(fā)生湖退，砂體進(jìn)積，垂向上呈反粒序特征，東部離物源區(qū)較近，物源供給充足，繼承性發(fā)育扇三角洲平原河道及沖擊平原沉積微相；西部離物源區(qū)較遠(yuǎn)，以水下分流河道砂巖及分流河道間泥巖為主，砂體延伸遠(yuǎn)，是一套相對較薄的儲(chǔ)集體。與SQ1時(shí)期相比，水下分流河道砂體展布范圍擴(kuò)大，湖盆大幅擴(kuò)張，基準(zhǔn)面快速上升。

(3)SQ3—SQ4沉積時(shí)期。東部北三臺(tái)凸起區(qū)地層被剝蝕殆盡，西部斜坡區(qū)物源供給豐富，發(fā)育辮狀河三角洲—曲流河三角洲水下分流河道及分流間灣等沉積微相，水下分流河道以河道砂礫巖為主，分選較差，磨圓以次棱角狀為主，垂向上呈正粒序特征，向湖盆方向逐漸進(jìn)積，由于砂礫體連續(xù)性及物性較差，不利于油氣儲(chǔ)集及保存；分流間灣沉積灰色泥巖。與SQ2沉積時(shí)期相比，水下分流河道砂體展布范圍縮小，湖盆收縮，基準(zhǔn)面下降；同時(shí)，SQ4作為第1個(gè)二級層序的結(jié)束(見圖5和圖9)，整體上反映在二級層序中基準(zhǔn)面先上升(SQ1—SQ2)后下降(SQ3—SQ4)的特點(diǎn)，氣候由濕潤多雨轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊瞪儆辍?/p>

(4)SQ5沉積時(shí)期。由于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力性質(zhì)發(fā)生變化，由早期伸展構(gòu)造作用逐漸向擠壓構(gòu)造作用轉(zhuǎn)變，東部地層被不斷抬升，并且遭受嚴(yán)重剝蝕，物源區(qū)向西部斜坡區(qū)逐漸靠近，呈“東升西降”的構(gòu)造格局；斜坡區(qū)東部發(fā)育辮狀河—曲流河體系的河道亞相及泛濫平原亞相，西部繼承性發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道及分流間灣微相，河道砂體是一套相對較厚的儲(chǔ)集體，由于經(jīng)過湖浪的沖刷與改造，使得分流河道砂體物性好，連通性強(qiáng)，有利于油氣儲(chǔ)集。與SQ4沉積時(shí)期相比，水下分流河道砂體展布范圍擴(kuò)大，湖盆擴(kuò)張，基準(zhǔn)面上升，氣候由干旱轉(zhuǎn)變?yōu)榘敫珊怠霛駶櫋?/p>

(5)SQ6沉積時(shí)期。準(zhǔn)噶爾盆地東北側(cè)克拉美麗山隆升速度相對較緩，南側(cè)古博格達(dá)山隆起相對較快，整體上，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為活躍。研究區(qū)東部以發(fā)育曲流河沉積相為主，西部發(fā)育辮狀河三角洲前緣水下分流河道及分流間灣微相，河道砂礫巖體相對較厚，但展布范圍有限。與SQ5沉積時(shí)期相比，水下分流河道砂體展布范圍縮小，湖盆收縮，氣候由半干旱半濕潤轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊?。與第1個(gè)二級層序(SQ1—SQ4)相比，第2個(gè)二級層序(SQ5—SQ6)基準(zhǔn)面緩慢上升，湖盆小幅擴(kuò)張，但整體上以收縮為主。

4.2 充填特征

阜東斜坡帶在準(zhǔn)噶爾盆地中為典型鼻狀緩斜坡，地勢整體呈東高西低，研究區(qū)沉積相演化依次表現(xiàn)為扇三角洲(八道灣組，即SQ1—SQ2)—辮狀河三角洲(三工河組，即SQ3)—曲流河三角洲(西山窯組，即SQ4)—辮狀河—曲流河(頭屯河組，即SQ5)—曲流河(齊古組，即SQ6)的演化序列(見圖10)。

(1)SQ1沉積時(shí)期。八道灣組早期沉積盆地為溫暖潮濕的熱帶、亞熱帶氣候，雨量充沛，氣候濕潤。受印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，山脈隆升強(qiáng)烈，盆地迅速沉降，物源供給充足，古水流總體指向南[2]，物源主要是北部克拉美麗山，沉積物整體上由北向南搬運(yùn)沉積。研究區(qū)發(fā)育大型扇三角洲沉積體系，河道砂體總體物性較好，有利于油氣儲(chǔ)集(見圖10(a))。

(2)SQ2沉積時(shí)期。研究區(qū)自八道灣組早期盆地被充填夷平后首次發(fā)生大規(guī)模湖侵，也是侏羅紀(jì)最大規(guī)模的一次湖侵[25]，沉積大套暗色泥頁巖，可作為下伏SQ1層序低位域及高位域河道砂礫巖的有利蓋層。該時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對較弱，物源供給量減少，河道砂礫巖體厚度減薄，油氣儲(chǔ)集空間也相應(yīng)減少，并非油氣有利儲(chǔ)集帶(見圖10(b))。

(3)SQ3—SQ4沉積時(shí)期。氣候干旱炎熱，蒸發(fā)量大于降雨量，基準(zhǔn)面下降，導(dǎo)致湖盆進(jìn)一步收縮。受燕山一幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，東部北三臺(tái)凸起持續(xù)隆起，北部以克拉美麗山物源為主，研究區(qū)以發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相為主，砂體分布較局限，并且后期遭受嚴(yán)重剝蝕，連續(xù)性和物性較差，并非油氣有利儲(chǔ)集帶；地層剝蝕線逐漸向湖盆中心遷移，剝蝕區(qū)面積明顯擴(kuò)大(見圖10(c-d))，沉積構(gòu)造格局較下侏羅統(tǒng)(SQ1—SQ2)發(fā)生較大變化，反映在第1個(gè)二級層序內(nèi)，氣候由濕潤多雨轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊瞪儆?，?gòu)造活動(dòng)逐漸增強(qiáng)的趨勢，整體上以北部克拉美麗山物源為主，其次為東部北三臺(tái)凸起供給。

(4)SQ5沉積時(shí)期。隨著氣候變化使湖平面處于緩慢上升階段，湖盆小幅擴(kuò)張，也是侏羅紀(jì)另一次規(guī)模性湖侵。該時(shí)期除了北部克拉美麗山物源和東部北三臺(tái)凸起2個(gè)主要物源外，南部古博格達(dá)山物源區(qū)對研究區(qū)南部沉積的控制作用加強(qiáng)。研究區(qū)以廣泛發(fā)育辮狀河—曲流河體系、辮狀河三角洲和濱淺湖沉積體系為主要特征。由于經(jīng)過湖浪的沖刷與改造，使得河道砂體規(guī)模大，物性好，連通性強(qiáng)；同時(shí)，濱淺湖中的泥巖作為有效蓋層，在空間上成為有效儲(chǔ)蓋組合，是最有利勘探目標(biāo)(見圖10(e))。

(5)SQ6沉積時(shí)期。該時(shí)期受到燕山運(yùn)動(dòng)的影響，盆地整體處于抬升狀態(tài)，基準(zhǔn)面下降，東部剝蝕范圍有所增加，湖盆收縮，隨著東部和南部物源供給能力不斷增強(qiáng)，使得研究區(qū)北部以發(fā)育曲流河沉積相為主，中南部發(fā)育多套辮狀河三角洲疊置連片(見圖10(f))。與第1個(gè)二級層序(SQ1—SQ4)相比，第2個(gè)二級層序內(nèi)(SQ5—SQ6)，物源供給除了北部克拉美麗山和東部北三臺(tái)凸起外，南部古博格達(dá)山物源也是重要組成部分，研究區(qū)南部構(gòu)造運(yùn)動(dòng)愈發(fā)劇烈。

圖10 阜東斜坡區(qū)侏羅系沉積相平面展布Fig.10 Distribution of sedimentary facies of Jurassic in Fudong slope area

5 結(jié)論

(1)侏羅系可劃分為7個(gè)三級層序，其中，SQ1與八道灣組下部對應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)三分；SQ2與八道灣組上部對應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)二分；SQ3與三工河組對應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)四分；SQ4與西山窯組對應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)四分；SQ5與頭屯河組對應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)四分；SQ6與齊古組對應(yīng)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)三分；SQ7與喀拉扎組對應(yīng)。

(2)研究區(qū)侏羅系主要發(fā)育扇三角洲、辮狀河三角洲、曲流河三角洲、辮狀河—曲流河及湖泊等沉積相類型，其中辮狀河三角洲相是主要發(fā)育的沉積相類型。沉積相演化依次表現(xiàn)為扇三角洲(八道灣組，即SQ1—SQ2)—辮狀河三角洲(三工河組，即SQ3)—曲流河三角洲(西山窯組，即SQ4)—辮狀河—曲流河(頭屯河組，即SQ5)—曲流河(齊古組，即SQ6)的演化序列。

(3)第1個(gè)二級層序內(nèi)(即SQ1—SQ4)，研究區(qū)以含粗粒碎屑巖的扇三角洲和辮狀河三角洲沉積為主，東部靠近物源區(qū)以扇三角洲、辮狀河三角洲平原河道及沖積平原沉積微相為主，西部斜坡區(qū)以辮狀河三角洲前緣水下分流河道及分流間灣微相為主，水下分流河道砂體展布范圍先擴(kuò)大后縮小，基準(zhǔn)面先上升后下降，湖盆先擴(kuò)張后收縮，氣候由濕潤多雨轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊瞪儆辍５?個(gè)二級層序內(nèi)(即SQ5—SQ6)，研究區(qū)東部地層剝蝕嚴(yán)重，以發(fā)育辮狀河—曲流河體系為主，西部斜坡區(qū)繼承性發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，水下分流河道砂體展布范圍縮小，基準(zhǔn)面緩慢上升，湖盆小幅擴(kuò)張，但整體上以收縮為主，氣候由半干旱半濕潤轉(zhuǎn)變?yōu)楦珊怠?/p>

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2016-07-06；編輯：關(guān)開澄

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(U1262203)；國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(“973”計(jì)劃)項(xiàng)目(2014CB239002)

操應(yīng)長(1969-)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事沉積學(xué)、層序地層學(xué)及油氣儲(chǔ)層地質(zhì)學(xué)方面的研究。

戶瑞寧，E-mail: 1225931703@qq.com

TE111.3

A

2095-4107(2016)06-0082-14

DOI 10.3969/j.issn.2095-4107.2016.06.010