——以渤海灣盆地濟(jì)陽坳陷沾化凹陷東部始新統(tǒng)為例"/>
董道濤,邱隆偉,馬永達(dá),楊勇強(qiáng),鄒 毓,代 莉,滕寶剛,張?jiān)邬i
[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(píng)價(jià)與探測技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,山東 青島 266071; 3. 中國石化 勝利油田分公司 樁西采油廠,山東 東營 257000; 4.長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院,湖北 武漢 430100]
斷陷盆地演化中構(gòu)造和沉積耦合關(guān)系是近年來國內(nèi)外學(xué)者們研究工作的重點(diǎn)[1]。王華[2]、蔣恕[3]等從宏觀的角度將華東典型斷陷盆地構(gòu)造地層格架分為犁式和陡傾式兩種基本層序地層格架,以及斷坡帶、彎折帶和斜坡帶3種典型層序樣式,為隱蔽油氣藏勘探[4-5]提供了一套新的思維框架。其他國內(nèi)外學(xué)者們則提出如古溝谷[6]、斷槽、斷坡帶[7]、斷階帶[8-9]、構(gòu)造調(diào)節(jié)帶[10-11]、構(gòu)造坡折帶(同構(gòu)造調(diào)節(jié)帶)[12-15]、構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶[16-19]等一系列概念,從現(xiàn)代沉積[20]到井下[18-19,21-22],從斷陷湖盆[19,23]到被動(dòng)大陸邊緣[24],來描述碎屑物質(zhì)進(jìn)入?yún)R水盆地后的分散過程及砂體堆積與構(gòu)造活動(dòng)的聯(lián)系,為中國東部斷陷盆地隱蔽油氣藏勘探提供了一套全新的思維框架。
沾化凹陷[12-13,25-27]位于濟(jì)陽坳陷東部(圖1a),其演化過程受多條、多期分段活動(dòng)的斷層控制(圖1b—d),構(gòu)造與沉積的耦合關(guān)系既緊密又復(fù)雜,諸如物源體系、沙(沙河街組)三段重力流砂體物質(zhì)來源、東次洼南坡和長堤?hào)|地區(qū)砂體展布及沉積充填格局等問題一直懸而未決。前期研究工作表明,沾化凹陷古近系始新統(tǒng)發(fā)育T7(沙四上亞段底)和T2(沙一段下部)2個(gè)區(qū)域不整合界面(圖1c,e),其間沉積沙四上亞段—沙三段,為時(shí)間跨度約8 Ma的完整二級(jí)層序(SSQ);進(jìn)一步可細(xì)分為3個(gè)三級(jí)層序(SQ1,SQ2和SQ3),每個(gè)三級(jí)層序由湖侵域(TST)和高位域(HST)組成[28-31](圖1c,e),發(fā)育三角洲相、扇三角洲相、湖相及滑塌砂體(圖2)。
本文選取沾化凹陷東部始新統(tǒng)為研究對(duì)象,基于覆蓋全區(qū)的井-震資料和分析測試資料(330 km2高精度三維地震數(shù)據(jù),96口探井的鉆、測井?dāng)?shù)據(jù),13口關(guān)鍵井876 m巖心,452份鑄體薄片巖屑組分鑒定報(bào)告),從構(gòu)造演化入手,在明確構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、構(gòu)造坡折、次級(jí)斷層和陡坡帶的控砂機(jī)制下,通過古地貌恢復(fù)和物源分析,來探討構(gòu)造主導(dǎo)下多斷型湖盆的沉積充填過程。
晚白堊世燕山運(yùn)動(dòng)末期,濟(jì)陽坳陷所在華北地塊區(qū)域表現(xiàn)為明顯擠壓和抬升剝蝕,形成中-新生界一級(jí)角度不整合界面Tr。進(jìn)入古近紀(jì),濟(jì)陽坳陷區(qū)域在喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)早期經(jīng)歷負(fù)反轉(zhuǎn),整體拉張并進(jìn)入初始裂陷期,對(duì)應(yīng)地在沾化凹陷東部發(fā)育NW向負(fù)反轉(zhuǎn)同生五號(hào)樁正斷層和活動(dòng)速率稍慢的NE向同生埕東正斷層(表1),使得地形西高東低,沉積西薄東厚的孔店組—沙四下亞段(Tr與T7間)紅層。古新世—始新世之交(沙四下亞段—沙四上亞段之交),沾化凹陷東部經(jīng)歷短暫弱正反轉(zhuǎn),形成長堤、孤東等多條近SN向雁列式壓扭性斷層,這種弱擠壓變形與抬升形成沙四下亞段與沙四上亞段之間的區(qū)域不整合界面T7。早始新期開始(沙四上亞段),沾化凹陷再次經(jīng)歷強(qiáng)負(fù)反轉(zhuǎn),濟(jì)陽坳陷進(jìn)入裂陷伸展期,五號(hào)樁、埕東、長堤和孤東斷層轉(zhuǎn)化為劇烈活動(dòng)的正斷層,同時(shí)一批新生NE向及NEE向正斷層(樁南、孤北、孤南斷層)開始劇烈活動(dòng),它們一道控制該時(shí)期沾化凹陷東部“兩洼四隆,多面斷陷”的復(fù)雜沉積構(gòu)造格局。始新世末(沙一段),沾化凹陷地區(qū)各條斷層發(fā)生最后一幕劇烈活動(dòng),至古近紀(jì)末(東營組)除埕東斷層繼續(xù)劇烈活動(dòng)外,其他斷層逐漸“偃旗息鼓”,為盆地演化的裂陷收斂期[14-15,25,32-34](圖1b,c,e;表1)。在沾化凹陷東部古近紀(jì)裂陷伸展期,構(gòu)造對(duì)沉積格局的控制作用最為復(fù)雜和典型,本文分構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、構(gòu)造坡折帶、次級(jí)斷階斷槽和陡坡帶4個(gè)類別闡述之。
構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶發(fā)育于相鄰的、分段活動(dòng)的斷層之間,它伴隨斷層活動(dòng)形成,為保持區(qū)域地層縮短或伸展守恒而產(chǎn)生的一類構(gòu)造調(diào)節(jié)區(qū)[16-18],地貌上往往表現(xiàn)為連接物源區(qū)和洼陷區(qū)的斜坡或斷槽。沾化凹陷東部發(fā)育多個(gè)規(guī)模不等的同向疊覆型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(圖3a),據(jù)構(gòu)成轉(zhuǎn)換帶的斷層級(jí)別分Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)兩類。
Ⅰ級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶系主干斷層之間應(yīng)力變換形成,往往決定二級(jí)構(gòu)造單元宏觀沉積構(gòu)造格局,如洼陷和(低)凸起的空間配置,實(shí)例如長堤-孤東構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(圖3b)和長堤-孤北構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(圖3c)。
長堤和孤東這兩條孿生斷層(圖1d)近SN走向,一致西傾,同步活動(dòng),得以在各自下降盤區(qū)域形成孤北洼陷和孤南洼陷,對(duì)應(yīng)上升盤隆升為區(qū)域性NE傾單面山[28]的長堤凸起和孤東凸起。近NEE向樁南、孤南斷層活動(dòng)[25,33,35]強(qiáng)化了這種構(gòu)造單元的配置,兩個(gè)洼陷間為長堤斷層南支和孤南斷層的共同上升盤隔開;而長堤和孤東斷層間的疊覆和相對(duì)較遠(yuǎn)的空間距離促進(jìn)長堤轉(zhuǎn)換斜坡形成[36](圖1d,圖3a,圖3b,圖3f)。斜坡北高南低,將長堤凸起、孤東凸起和孤南洼陷連接起來,并將源自長堤凸起南部的大量碎屑物質(zhì)和源自孤東凸起的碎屑物質(zhì)導(dǎo)入孤南洼陷[37]。
孤島凸起是由孤北、孤南斷層夾持的地壘[28],長堤斷層南支揳入其中,與孤北斷層構(gòu)成長堤-孤北構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶(圖1d,圖3a,圖3c,圖3g),因兩條斷層斜交,故在地貌上表現(xiàn)為“喇叭口”型斷槽,其喇叭口深入孤島凸起,為東次洼匯聚了大量源自孤島凸起的碎屑物質(zhì)。正因?yàn)榇耍履贤菹荼睅г醋怨聧u凸起的碎屑物質(zhì)體量非常有限[37]。
Ⅱ級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶多因斷層形成過程中的分段性[38-39]產(chǎn)生,一般控制局部輸砂通道和砂體展布(圖3a)。如孤北斷層內(nèi)部(圖3a中m處)和五號(hào)樁斷層內(nèi)部(圖3a中n處)的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶,分別在盆地演化某一階段作為物源區(qū)碎屑物質(zhì)輸入通道及局部砂體展布。
圖2 沾化凹陷孤北東次洼始新統(tǒng)巖心沉積特征Fig.2 Sedimentary characteristics of cores from the Eocene in the eastern sub-sag of Gubei,Zhanhua SagA. 樁77井;B. 樁30井;C. 樁202井
沉積時(shí)期埕東五號(hào)樁長堤孤東樁南孤北孤南東營組61.111.829.615.110.118.4沙一段97.43.212.724.637.136.3沙三段中-上亞段32.67.420.016.020.116.813.4沙三下亞段63.023.846.630.628.231.822.7沙四上亞段49.816.229.119.327.125.39.8孔店組-沙四下亞段38.455.915.617.826.78.7
構(gòu)造坡折指由同沉積斷層長期活動(dòng)引起的沉積斜坡明顯突變[12-13]。進(jìn)入沙四上亞段沉積時(shí)期,由于區(qū)域構(gòu)造應(yīng)力場方向改變,東次洼及鄰區(qū)構(gòu)造格局由近SN向斷層主導(dǎo)轉(zhuǎn)由NEE向斷層主導(dǎo)[25,33,35],早期的五號(hào)樁和長堤斷層南端派生出近NE走向次級(jí)斷層,它們在孤北洼陷南部與NEE向孤北斷層一道,構(gòu)成規(guī)模巨大的二階構(gòu)造坡折(圖1c,圖1d,圖3a,圖3f),地貌上表現(xiàn)為二階階地(圖4a),北部最深處為孤北洼陷,往南經(jīng)五號(hào)樁斷層上升到階地區(qū),再經(jīng)孤北-長堤斷層過渡到孤島凸起。
構(gòu)造坡折對(duì)砂體展布的控制作用是結(jié)合湖平面的升降變化實(shí)現(xiàn)的。斷陷湖盆演化過程中的幕式構(gòu)造活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致湖平面頻繁的升降,而二階構(gòu)造坡折的存在造成濱線大規(guī)?!澳皇健边w移,進(jìn)而控制入湖砂體的加積類型和空間展布。對(duì)于一個(gè)三級(jí)層序(沉積旋回)而言,在湖侵體系域早期,湖平面的上升主要導(dǎo)致湖水加深,濱線橫向遷移緩慢,在坡折帶深水側(cè)形成一系列弱退積-加積砂體;至湖侵域末,湖水漫過構(gòu)造坡折,濱線迅速外擴(kuò)形成大面積的淺水區(qū),這些淺水區(qū)在湖侵域發(fā)育退積十分明顯的砂體;在進(jìn)入高位域之后,大量入湖碎屑物質(zhì)堆積于此,形成規(guī)模巨大的進(jìn)積砂體。如果物源充足,多余的碎屑物質(zhì)還會(huì)越過構(gòu)造坡折,向深水區(qū)搬運(yùn)堆積,形成重力流砂體。
圖3 沾化凹陷東部構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、構(gòu)造坡折、陡坡帶和次級(jí)斷階形態(tài)及展布Fig.3 Shapes and distribution of tectonic transition zones,tectonic slope breaks,steep slopes and secondary fault terraces in the eastern Zhanhua Saga.沾化凹陷東部構(gòu)造形態(tài)分布;b—e.幾種構(gòu)造形態(tài)控砂機(jī)制示意圖;f,g.橫穿不同構(gòu)造形態(tài)的地震-地層剖面
圖4 沾化凹陷東部始新統(tǒng)古地貌(a)、巖屑組分特征(b)和輸砂系統(tǒng)(c)Fig.4 Eocene paleogeomorphology(a),clastic composition characteristics(b),and sand transport systems(c) in the eastern Zhanhua Sag
研究區(qū)廣泛發(fā)育的次級(jí)斷層影響著盆內(nèi)局部輸砂系統(tǒng)及砂體的堆積和展布??紤]到斷層走向與主流向的關(guān)系,分順流斷槽和垂直-斜交斷階兩類來討論研究區(qū)次級(jí)斷層的控砂作用。
順流斷槽集中分布在長堤構(gòu)造轉(zhuǎn)換斜坡和長堤凸起西緣(圖1c,圖1d,圖3a,圖3d)。在長堤轉(zhuǎn)換斜坡發(fā)育3條規(guī)模較大的斷槽;在盆地充填早期(SQ1-SQ2),這些斷槽作為輸砂通道,大量碎屑物質(zhì)經(jīng)此注入孤南洼陷,斷槽末端即是入湖碎屑堆積位置。長堤凸起西緣發(fā)育的6條斷槽規(guī)模小,雖匯水面積局限,仍將少量碎屑導(dǎo)入孤北東次洼;伴隨湖平面上升(SQ3-TST),這些斷槽逐漸沒入水下,成為湖侵域退積砂體的有利堆積位置。
孤北洼陷內(nèi)部廣泛發(fā)育垂直-斜交斷階。在其南部階地區(qū)發(fā)育多米諾式斷階,截住入湖碎屑物質(zhì),填平一個(gè)斷階洼地,再充填下一個(gè)斷階,直至階地區(qū)被填滿鋪平,形成東次洼SQ2高位時(shí)期規(guī)模最大的三角洲(圖2,圖5b)。SQ1時(shí)期,在孤北洼陷深處發(fā)育多級(jí)“Y”字型近NEE向斷階,使深水區(qū)大部分重力流砂體順斷階呈條形展布,南北方向彼此隔開。
圖5 沾化凹陷東部始新統(tǒng)典型三級(jí)層序體系域內(nèi)部砂巖厚度分布特征Fig.5 Sandstone thickness distribution in typical third-order sequence system tracts of the Eocene in the eastern Zhanhua Saga.SQ1-HST;b.SQ2-HST;c.SQ3-TST;d.SQ3-HST
在沾化凹陷東部盆緣還發(fā)育多處陡坡帶。除孤島凸起外,樁西凸起、長堤凸起和孤東凸起均為半地塹性質(zhì)斷塊山,緩坡一側(cè)向外傾斜,靠近沾化凹陷一側(cè)高峻陡直,源自凸起的碎屑物質(zhì)向外沿緩坡輸出十分容易(圖1c,圖1d,圖3a,圖3b),向里沿陡坡帶輸入沾化凹陷碎屑十分有限;而陡坡帶根部地震反射特征表現(xiàn)為代表穩(wěn)定深湖沉積的強(qiáng)振幅連續(xù)平行狀,鉆井揭示證實(shí)為大套深湖泥巖夾薄層砂的貧砂地層(圖1c)??梢?,在沾化凹陷東部,陡坡帶并不是一種有利于碎屑物質(zhì)注入的構(gòu)造類型。
沾化凹陷東部始新統(tǒng)整體以沉降為主,只在南部二階坡折帶存在三級(jí)層序間和對(duì)下伏孔店組—沙四下亞段地層的局部剝蝕,斷裂活動(dòng)繼承性強(qiáng),古近紀(jì)后的整體熱沉降使構(gòu)造變形簡單。因此,本文基于沙四上亞段—沙三段整體地層厚度,結(jié)合聲波時(shí)差和相鄰層厚度比值恢復(fù)剝蝕厚度[40],以三角洲前積層高度代替古水深[41],恢復(fù)壓實(shí)[42]后得到東次洼始新統(tǒng)沉積前古地貌(圖4a)。自沉積中心向物源區(qū)可分為洼陷區(qū)(孤北東次洼、孤南洼陷)、孤北洼陷南部階地區(qū)、斜坡區(qū)(長堤斜坡、環(huán)孤島凸起斜坡)和凸起區(qū)(孤島、孤東、長堤和樁西凸起)4個(gè)單元??梢姡乘纳蟻喍巍橙纬练e時(shí)期,沾化凹陷東部地貌格局完全受構(gòu)造活動(dòng)主導(dǎo)。
在沾化凹陷東部,孤島凸起剝蝕古近系依次出露前古生界變質(zhì)巖基底、古生界及少量富火山巖的中-下侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng),長堤、孤東凸起主要出露富火山巖的中-下侏羅統(tǒng)和下白堊統(tǒng)[35],北部樁南斷層附近出露下古生界和中生界(圖1c)??梢耘袛啵醋怨聧u凸起的碎屑物質(zhì)形成的巖石,其變質(zhì)巖屑含量較高;源自長堤和孤東凸起的碎屑物質(zhì)形成的巖石,其巖漿巖屑含量較高;而源自樁西凸起的碎屑物質(zhì)形成的巖石,其沉積巖屑(碳酸鹽巖)含量較高。由此,可依據(jù)研究區(qū)豐富的鑄體薄片鑒定報(bào)告中巖屑組分的分布來判斷東次洼及鄰區(qū)的砂體物質(zhì)來源,以及各物源在供源規(guī)模和波及范圍的差異。
統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),東次洼內(nèi)部各井和孤南洼陷西北緣各井(GN138井、GN155井),即圖4b左下角紅色點(diǎn)群,其碎屑巖表現(xiàn)為高變質(zhì)巖屑特征;而位于長堤凸起西緣、長堤斜坡和孤南洼陷腹地各井,即圖4b中上部藍(lán)色點(diǎn)群,表現(xiàn)為高巖漿巖屑特征;東次洼北部Z423和Z42井除表現(xiàn)為高沉積巖屑特征外,部分點(diǎn)與藍(lán)色點(diǎn)群重合。
可見,孤北東次洼碎屑物質(zhì)最主要的來源是南部孤島凸起,源自孤島凸起的碎屑物質(zhì)由南往北長驅(qū)直入,深入孤北東次洼深湖區(qū);長堤凸起西緣和樁西凸起有少量碎屑注入東次洼,但波及范圍十分局限。孤南洼陷碎屑物質(zhì)主要由長堤和孤東凸起供給,與此同時(shí)西北緣有少量孤島碎屑物質(zhì)注入(圖4c)。
綜上所述,結(jié)合SQ1—SQ3典型體系域砂厚展布特征(圖5)認(rèn)為,在SQ1—SQ2沉積時(shí)期,樁西凸起緊鄰孤北東次洼,但因本身單面山的特性,匯水面積局限,不能成為東次洼碎屑物質(zhì)主要來源。與前者類似,長堤凸起以其單面山的性質(zhì),但因?yàn)殚L堤構(gòu)造轉(zhuǎn)換斜坡的存在,仍有相當(dāng)體量的碎屑物質(zhì)匯入孤南洼陷,孤東凸起亦然。得益于長堤-孤島斷層構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶對(duì)碎屑物質(zhì)的匯聚作用,南部距離東次洼較遠(yuǎn)的孤島凸起反而成為東次洼最主要的物源區(qū)。就是說,存在孤北(樁西凸起小部—長堤凸起小部—孤島凸起—孤北-長堤構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶—東次洼)和孤南(孤島凸起小部—長堤-孤東凸起—長堤斜坡—孤南洼陷)兩個(gè)物源區(qū)有交集、但輸砂通道和匯水區(qū)完全獨(dú)立的輸砂系統(tǒng)(圖4c,圖5a,圖5b)。SQ3湖侵域沉積時(shí)期,由于湖平面進(jìn)一步上漲,除孤島、孤東和長堤凸起高部位外,如樁西凸起、長堤斜坡、東次洼和孤南洼陷間分水嶺等逐漸沒入水中,東次洼、孤南洼陷及其他相鄰匯水區(qū)域開始連片,孤北與孤南輸砂系統(tǒng)不再獨(dú)立,合二為一(圖5c)。隨著湖侵域入湖碎屑在先期輸砂通道中的堆積,到SQ3高位域沉積時(shí)期(圖5d),東次洼、孤南洼陷及相鄰?fù)蛊痖g不再存在深溝高壘,寬緩坦蕩的斜坡取而代之,進(jìn)入?yún)R水區(qū)的碎屑物質(zhì)展布不再受控于古地貌,主要受控于溫濕氣候下物源區(qū)的供源能力。
SQ1時(shí)期,氣候由干熱開始向溫濕轉(zhuǎn)化[14-15,34],發(fā)源于南部凸起的小股徑流攜帶源自孤島凸起的碎屑,并剝蝕下伏孔店組—沙四下亞段地層,沿五號(hào)樁斷層南支內(nèi)部的幾個(gè)小型構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶注入五號(hào)樁斷層以西、以北的東次洼。同時(shí),在孤北洼陷也有數(shù)支小規(guī)模水系入湖形成扇三角洲砂體,由于湖小水淺,干熱氣候下湖平面會(huì)頻繁波動(dòng),在洼陷區(qū)形成一套退積和進(jìn)積均不明顯的砂、泥互層(扇)三角洲-濱淺湖沉積。孤南洼陷沉積環(huán)境與孤北類似,主要發(fā)育小規(guī)模扇三角洲砂體,物源來自長堤和孤島凸起,少量碎屑源自孤島凸起南部(圖6a,b)。
SQ2湖侵域時(shí)期,構(gòu)造活動(dòng)劇烈,洼陷區(qū)發(fā)育退積型扇三角洲砂體;湖侵域末期,湖水淹沒南部階地區(qū),高位域入湖碎屑首先在斷階橫布的南部階地區(qū)堆積形成大規(guī)模三角洲砂體,直至階地填滿,富余碎屑注入(半)深湖區(qū)形成大量深水重力流砂體。由于凸起區(qū)的持續(xù)抬升,孤北洼陷北部樁西凸起和長堤凸起北部內(nèi)幕地層向外傾斜幅度增加,減小了注入孤北洼陷水系匯水面積,使得北部扇三角洲砂體規(guī)模銳減,南部孤島凸起的供源作用占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。與此同時(shí),孤南洼陷沉積范圍同步擴(kuò)大,主要發(fā)育數(shù)個(gè)小規(guī)模三角洲砂體,物源構(gòu)成與SQ1一致(圖6a,c)。
圖6 沾化凹陷東部始新統(tǒng)沉積充填過程Fig.6 Sediment filling process of the Eocene in the eastern Zhanhua Saga.沉積剖面特征;b.SQ1-HST平面沉積展布特征;c.SQ2-HST平面沉積展布特征;d.SQ3-TST平面沉積展布特征;e.SQ3-HST平面沉積展布特征
SQ3湖侵域時(shí)期,湖平面迅速擴(kuò)張,東次洼、孤南洼陷水域開始連成一片,入湖碎屑沿斜坡區(qū)先期溝谷和斷槽堆積,形成一套厚度不大、規(guī)模中等的退積型三角洲砂體。湖侵域末期,先期高差懸殊的古地貌基本被填平補(bǔ)齊(圖6a,d)。高位域時(shí)期,構(gòu)造穩(wěn)定,氣候溫濕[10-11,26],源自周緣高地的地表徑流水量大、供源充足,東次洼及鄰區(qū)進(jìn)入全面充填階段,源自孤島凸起的大量碎屑物質(zhì)分別在東次洼南坡和孤南洼陷西北緣堆積形成大面積展布的放射狀進(jìn)積型三角洲砂體,源自長堤和孤東凸起的碎屑物質(zhì)在長堤斜坡和孤南洼陷北緣堆積形成近南北向大型三角洲砂體,同時(shí)受湖水頂托作用影響長堤潛山中部注入東次洼碎屑物質(zhì)增加。在東次洼北部(半)深湖區(qū),還發(fā)育大量形態(tài)受斷階控制的深水重力流砂體,其巖屑組分與孤島物源的巖屑組分一致(圖5a)??梢?,這些砂體或源自東次洼南部三角洲前端滑塌,或由南部孤島徑流陣發(fā)性洪水帶入(圖6a,e)
多斷,指控盆斷層數(shù)量多、多期活動(dòng)、走向多樣,這樣的盆地往往多面斷陷、一方超覆,發(fā)育眾多規(guī)模不等的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、構(gòu)造坡折、次級(jí)斷階和陡坡帶。其中,Ⅰ級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶奠定盆地宏觀格局,如一個(gè)二級(jí)層序內(nèi)洼陷和凸起間的空間配置關(guān)系;多階構(gòu)造坡折疊合湖平面升降,造成濱線“幕式”遷移,控制三級(jí)層序體系域間進(jìn)-退積、空間規(guī)模和沉積體系的旋回性變化。Ⅱ級(jí)構(gòu)造坡折和遍布盆地的次級(jí)斷階(斷槽)控制著體系域內(nèi)部輸砂系統(tǒng)和砂體堆積展布的具體情形;斷陷湖盆陡坡帶凸起側(cè)往往為外傾半地塹性質(zhì)單斷山,往往不利于碎屑物質(zhì)注入湖盆。
古氣候的變化在盆地沉積充填過程中也起著較重要作用。干熱氣候下,物源區(qū)風(fēng)化速率和搬運(yùn)能力較低,同時(shí)湖平面波動(dòng)非常頻繁,盆內(nèi)砂體橫向規(guī)模小,垂向見不到明顯的退積和進(jìn)積;而在溫濕的氣候下,物源區(qū)風(fēng)化速率高,提供大量的原始母質(zhì),同時(shí)潮濕氣候下地表徑流搬運(yùn)能力提高,巨量的碎屑物質(zhì)注入盆地形成規(guī)模龐大的三角洲砂體,這在我國東部斷陷盆地古近系沙三段中、上部(SQ3)高位域十分常見。
無論如何,在多斷型盆地控砂機(jī)制和沉積充填過程中,構(gòu)造無疑占據(jù)著絕對(duì)主導(dǎo)地位。它通過構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、坡折帶、次級(jí)斷層和陡坡帶等具體形式,控制盆地的宏觀地貌格局、砂體加積類型、沉積旋回性變化及體系域內(nèi)部具體的輸砂機(jī)制和砂體展布。氣候作為一個(gè)獨(dú)立于構(gòu)造的因素,強(qiáng)化或者弱化前者的控制作用,但不會(huì)改變盆地的沉積充填過程。
1) 多斷湖盆發(fā)育眾多規(guī)模不等的構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、構(gòu)造坡折、次級(jí)斷階和陡坡帶,它們主導(dǎo)著碎屑注入盆地后的分散過程和砂體堆積。其中,Ⅰ級(jí)構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶奠定盆地宏觀格局,如洼陷和凸起間的空間配置;多階構(gòu)造坡折疊合湖平面升降,造成濱線“幕式”遷移,控制三級(jí)層序體系域間砂體加積與沉積體系的旋回性變化。Ⅱ級(jí)構(gòu)造坡折和遍布盆地的次級(jí)斷階(斷槽)控制著體系域內(nèi)部具體輸砂系統(tǒng)和砂體展布。陡坡帶往往不利于碎屑物質(zhì)注入湖盆。
2) 在沾化凹陷東部始新統(tǒng),SQ1—SQ2時(shí)期存在孤北和孤南兩個(gè)獨(dú)立輸砂系統(tǒng),至SQ3時(shí)期隨湖平面上升合二為一。SQ1時(shí)期,在孤北東次洼和孤南洼陷分別發(fā)育扇三角洲-濱淺湖沉積體系,扇三角洲砂體小而多,進(jìn)積-退積不明顯。SQ2時(shí)期湖域擴(kuò)張,發(fā)育(扇)三角洲-湖相-重力流砂體沉積體系,扇三角洲集中分布在湖侵域,高位域以三角洲為主。SQ3時(shí)期,孤北東次洼與孤南洼陷連片,發(fā)育三角洲-湖相-重力流砂體沉積體系,湖侵域三角洲以退積型為主,高位域進(jìn)積三角洲規(guī)模巨大,滑塌砂體十分發(fā)育。
3) 在多斷型盆地控砂機(jī)制和沉積充填過程中,構(gòu)造無疑占據(jù)著絕對(duì)主導(dǎo)地位。它通過構(gòu)造轉(zhuǎn)換帶、坡折帶、次級(jí)斷層和陡坡帶等具體形式,控制盆地的宏觀地貌格局、砂體加積類型、沉積旋回性變化及體系域內(nèi)部具體的輸砂機(jī)制和砂體展布。干濕溫?zé)嶙兓臍夂蜃鳛橐粋€(gè)獨(dú)立于構(gòu)造的因素,通過改變物源風(fēng)化產(chǎn)能和搬運(yùn)能力來強(qiáng)化或者弱化前者的控砂作用,但不會(huì)改變盆地的沉積充填過程。