長嶺斷陷龍鳳山地區(qū)營城組沉積特征

欒 穎

（中國石化東北油氣分公司勘探開發(fā)研究院，吉林長春 130062）

龍鳳山地區(qū)位于松遼盆地南部長嶺斷陷南緣，長嶺斷陷從早白堊世開始發(fā)育，伴隨著控陷斷裂的強(qiáng)烈活動，形成了大規(guī)模的火山巖，碎屑巖沉積物由斷陷邊緣向中心快速充填。龍鳳山鼻狀構(gòu)造為營城組末期構(gòu)造反轉(zhuǎn)所形成的。龍鳳山構(gòu)造動力演化主要受兩種因素控制，一是營城組早期受地幔熱物質(zhì)的對流活動出現(xiàn)上隆，地殼拉張減薄，形成西部掀斜半地塹（伸展裂谷特征）；二是營城組晚期北北東向基底斷裂帶發(fā)生壓扭活動，形成反轉(zhuǎn)構(gòu)造，同時局部隆起地區(qū)遭受剝蝕[1–2]。在此構(gòu)造演化下，龍鳳山構(gòu)造格局劃分為西部構(gòu)造帶、東南斜坡帶、北部洼陷帶（圖1）。受古構(gòu)造、古地形、水動力等不同條件的影響[3–5]，西部構(gòu)造帶發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系，東南斜坡帶發(fā)育扇三角洲沉積體系。本文綜合利用巖心、鉆井、測井等資料，對龍鳳山地區(qū)辮狀河三角洲、扇三角洲進(jìn)行了系統(tǒng)研究，以闡明不同三角洲類型的沉積特征和分布規(guī)律，指導(dǎo)油氣精細(xì)勘探[6–8]。

1 物源分析

1.1 巖石碎屑組分

碎屑巖中的碎屑組分直接反映物源區(qū)和沉積盆地的地質(zhì)背景。碎屑顆粒組分是來源于母巖風(fēng)化的產(chǎn)物，不同物源體系的碎屑顆粒組合及其含量存在差異[9–11]。研究區(qū)西南部和東南部砂礫巖成分成熟度高于中部的砂礫巖成分成熟度。西南部具有中石英、中長石、高巖漿巖變質(zhì)巖巖屑的特點(diǎn)，中部具有低石英、低長石、高巖漿巖巖屑的特點(diǎn)，東南部具有高石英、低長石、高巖漿巖巖屑的特點(diǎn)（圖1）。

1.2 重礦物組合

龍鳳山地區(qū)營城組砂礫巖中的重礦物類型及其含量差異較大，以含鐵礦物（磁鐵礦和鈦鐵礦）為主，其次為鋯石、綠簾石、錫石、石榴石，黝簾石、角閃石，榍石的含量較少。西南部北1井以變質(zhì)巖重礦物組合為主，不穩(wěn)定重礦物組分含量較高；東南部北2井以酸性巖漿巖重礦物組合為主；北 204井、北202、北201和北203井以中性及基性巖漿巖重礦物組合為主，穩(wěn)定重礦物組分含量較高。

1.3 砂巖含量

營Ⅳ砂組沉積時期有西南部、南部和東南部三個方向上的物源供給，西南部砂巖含量自西南向東北逐漸降低，而南部砂巖含量呈現(xiàn)向北部迅速降低的趨勢，來自南部物源與西南物源的沉積物受F4同沉積斷層所分隔。東南部砂礫巖含量向北部逐漸降低，砂體由南向北推進(jìn)（圖2）。

綜合研究表明，龍鳳山地區(qū)營城組沉積時期共存在三個方向的物源供給，即西南部的變質(zhì)巖物源區(qū)，南部的巖漿巖物源區(qū)和東南部的巖漿巖物源區(qū)。

圖1 龍鳳山地區(qū)營城組砂礫巖類型平面分布

圖2 龍鳳山地區(qū)營Ⅳ砂組砂巖含量等值線

2 沉積相標(biāo)志

2.1 巖性及結(jié)構(gòu)特征

龍鳳山地區(qū)西部構(gòu)造帶主要發(fā)育雜色砂礫巖、灰色粗砂巖、含礫細(xì)砂巖夾灰色粉砂質(zhì)泥巖和泥巖，見煤層，反映了辮狀河三角洲沉積時坡度較緩、水體較淺的特點(diǎn)；東南斜坡帶主要發(fā)育灰色含礫細(xì)砂巖、灰色砂礫巖夾灰色、深灰色泥巖，反映了扇三角洲前緣沉積時水體較深的特點(diǎn)。東南斜坡帶以巖屑砂巖為主，見少部分長石巖屑砂巖，顆粒呈次圓狀–次棱角狀，分選較差，碎屑顆粒中巖屑含量為47%～89%，平均含量71.8%；長石含量為5%～30%，平均含量16.3%；石英含量為3%～40%，平均含量11.9%；成分成熟度較差，說明搬運(yùn)距離近，為短距離供源。西部構(gòu)造帶以長石巖屑砂巖為主，部分巖屑長石砂巖，顆粒呈次圓狀，分選中等–較差，碎屑顆粒中巖屑含量為21%～74%，平均含量53%；長石含量為15%～56%，平均含量26.9%；石英含量為9%～45%，平均含量 19.7%；成分成熟度較東南斜坡帶高，說明搬運(yùn)距離較東南斜坡帶遠(yuǎn)（圖3）。

圖3 龍鳳山地區(qū)營城組巖石類型三角圖

通過對營城組典型取心井段的粒度概率曲線特征進(jìn)行分類總結(jié)，得出其粒度概率曲線有5種主要類型：①粗粒一段式（圖5a），呈現(xiàn)一段式或?qū)捑徤瞎暗幕⌒危甭市?，即沉積物主要由粒度較粗的懸浮總體組成，分選差，跳躍總體和懸浮總體緩慢過渡而無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，反映扇三角洲前緣水下分流河道重力流的特點(diǎn)；②細(xì)粒一段式（圖5b），呈現(xiàn)一段式，斜率大，即懸浮總體組成。以細(xì)粒沉積物為主，分選較好，跳躍總體和懸浮總體緩慢過渡而無明顯轉(zhuǎn)折點(diǎn)，反映辮狀河三角洲分流河道牽引流的特點(diǎn)；③兩段式（圖5c），呈現(xiàn)典型的兩段式折線，包括斜率較高的跳躍組分和斜率較低的懸浮總體，跳躍和懸浮總體交截點(diǎn)1.5～2.5 Φ，為較典型的扇三角洲前緣水下分流河道牽引流特點(diǎn)；④三段式Ⅰ型（圖5d），具有跳躍、滾動和懸浮三段式，滾動曲線斜率較大，分選中等，具有牽引流的典型特征，為扇三角洲前緣遠(yuǎn)端水下分流河道沉積；⑤三段式Ⅱ型（圖5e），滾動組分斜率低（＜10%），跳躍總體含量為20%～80%， 斜率 50°～70°，細(xì)截點(diǎn) 2～3 Φ，反映分選中等偏好、以牽引流為主的搬運(yùn)方式，體現(xiàn)辮狀河三角洲水下分流河道的沉積特點(diǎn)。

圖4 龍鳳山地區(qū)營城組概率累積曲線

2.2 沉積構(gòu)造特征

研究區(qū)營城組沉積構(gòu)造類型多樣，西部構(gòu)造帶以牽引流形成的沉積構(gòu)造為主，東南斜坡帶發(fā)育重力流及牽引流兩種成因的沉積構(gòu)造，主要有小型交錯層理、楔狀交錯層理、平行層理、波狀層理，也可見沖刷構(gòu)造，是較強(qiáng)水動力條件牽引流的一種標(biāo)志。除此之外，東南斜坡帶發(fā)育滑塌變形等反映重力流沉積的構(gòu)造。從以上巖性及結(jié)構(gòu)特征、沉積構(gòu)造特征兩方面分析可知，西部構(gòu)造帶發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系，東南斜坡帶發(fā)育扇三角洲沉積體系。

3 沉積相識別

龍鳳山地區(qū)營城組發(fā)育辮狀河三角洲相和扇三角洲相，辮狀河三角洲分布在西部構(gòu)造帶上，發(fā)育規(guī)模較大；扇三角洲分布在東南緩坡帶上，發(fā)育規(guī)模較小。F4同沉積斷層控制了西部辮狀河三角洲及東部扇三角洲的沉積形態(tài)，研究區(qū)西部主要發(fā)育辮狀河三角洲平原、前緣2種亞相，共6種微相；東部主要發(fā)育扇三角洲前緣亞相，共4種微相（圖5）。

圖5 辮狀河三角洲及扇三角洲各微相測井響應(yīng)特征

3.1 辮狀河三角洲相

3.1.1 辮狀河三角洲平原

位于湖盆邊緣辮狀河大量分叉處與湖岸線之間的陸上沉積區(qū)，發(fā)育煤層，是河漫沼澤沉積微相的重要標(biāo)志。研究區(qū)平原亞相由分流河道和河漫沼澤微相組成，其中分流河道沉積占主導(dǎo)地位。

（1）分流河道：分流河道是研究區(qū)辮狀河三角洲平原亞相中最重要的微相類型，巖石類型以灰色、雜色砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖為主，砂巖中炭質(zhì)含量豐富，常見炭屑條帶、植物莖干化石、泥礫等。在剖面上顯示為塊狀韻律層序，局部顯示底部沖刷、向上變細(xì)的正韻律，發(fā)育塊狀層理，平行層理、小型交錯層理、板狀或楔狀交錯層理等。其自然電位、自然伽馬和電阻率測井曲線多為微齒化的箱型組合，呈頂、底突變的接觸關(guān)系。

（2）河漫沼澤：巖石類型主要為灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖以及煤層，炭質(zhì)含量極豐富，可見少量水平層理。其電測曲線表現(xiàn)為鋸齒狀低值組合，而煤層則是典型的指狀高電阻、高聲波、伽馬曲線負(fù)異常、自然電位較平直的組合。

3.1.1 辮狀河三角洲前緣

研究區(qū)辮狀河三角洲前緣共識別出水下分流河道、河口壩、席狀砂、分流間灣等微相，其中水下分流河道是研究區(qū)辮狀河三角洲前緣的沉積主體。

（1）水下分流河道：水下分流河道是三角洲平原分流河道入湖后在水下的延續(xù)部分，砂體呈席狀展布，橫向分布較穩(wěn)定。沉積特征與分流河道極為相似，巖性較分流河道稍細(xì)，主要為灰色、深灰色粗砂巖、含礫細(xì)砂巖等，泥質(zhì)雜基含量少，主要呈顆粒支撐，炭屑含量減少，正韻律，發(fā)育小型交錯層理、平行層理及沖刷構(gòu)造。自然電位、自然伽馬及電阻率曲線微齒，常呈頂、底突變的箱形結(jié)構(gòu)，向上變細(xì)的鐘形結(jié)構(gòu)，或兩種結(jié)構(gòu)的疊加組合。

（2）河口壩：位于水下分流河道的側(cè)緣，自下而上主要為粉砂巖、中細(xì)砂巖與灰色泥巖交互組成的反韻律或復(fù)合韻律，發(fā)育交錯層理及平行層理。自然電位、自然伽馬曲線為漏斗形。

（3）席狀砂：位于水下分流河道末端向前延伸的部分，巖性由薄層粉砂、細(xì)砂巖與灰色泥巖不等厚互層組成。見水平層理、砂紋交錯層理。其電測曲線呈鋸齒狀高幅組合。

（4）分流間灣：位于水下分流河道之間相對低洼的地區(qū)，巖性主要為灰色、深灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖和泥質(zhì)粉砂巖，發(fā)育水平層理。其自然電位曲線平直，自然伽馬高值，電阻率曲線呈微齒狀。

3.2 扇三角洲相

（1）水下分流河道：水下分流河道微相是扇三角洲前緣亞相的主體，兼具重力流和牽引流流體特征，向前端方向沉積物粒度變細(xì)，由塊狀、厚層狀砂礫巖、含礫中粗砂巖、含礫細(xì)砂巖組成。其相序多表現(xiàn)為多個正韻律層或塊狀韻律層的頻繁疊置，底部具明顯沖刷面。多發(fā)育平行層理、交錯層理、塊狀層理等沉積構(gòu)造。測井曲線上多表現(xiàn)為正韻律組合，形態(tài)為箱形、鐘形或下箱上鐘復(fù)合形，呈底突變、頂漸變接觸關(guān)系。

（2）河口壩：位于水下分流河道前端或側(cè)緣，是由于水體深度增加或地形坡降突然變緩，分流河道攜帶的碎屑物質(zhì)在河道前緣沉積下來所形成的反粒序砂壩。研究區(qū)扇三角洲前緣河口壩巖性主要為灰色粉細(xì)砂巖，發(fā)育各種交錯層理，電測曲線以漏斗形為特征，局部發(fā)育。

（3）席狀砂：席狀砂環(huán)繞水下分流河道及河口壩外緣分布，主要由薄層均質(zhì)粉細(xì)砂巖組成。電測曲線以指狀為特征。

（4）河道間：河道間微相巖性主要為深灰色塊狀泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖，發(fā)育透鏡狀層理、脈狀層理、滑塌構(gòu)造等，是扇三角洲前緣的典型標(biāo)志。測井曲線呈低幅微齒狀。

4 沉積相展布與演化

4.1 沉積模式

受構(gòu)造、地形及物源控制，西部、南部為物源區(qū)，東北方向為深水區(qū)。西南部發(fā)育辮狀河三角洲沉積體系，沉積范圍較廣；南部受構(gòu)造作用及湖盆影響，發(fā)育扇三角洲沉積體系，沉積范圍較西南部辮狀河三角洲小，受”溝–扇”對應(yīng)的影響，發(fā)育兩個分支物源。研究區(qū)營城組總體上表現(xiàn)為水動力較強(qiáng)的三角洲沉積環(huán)境，呈現(xiàn)出三角洲平原–三角洲前緣–濱湖–淺湖–半深湖沉積序列，其中三角洲前緣為其沉積主體，分布范圍最廣（圖6）。

圖6 龍鳳山地區(qū)營城組沉積模式

4.2 沉積相展布與演化

營Ⅵ砂組沉積時期，在繼承沙河子組古地貌特征的基礎(chǔ)上，龍鳳山地區(qū)大部分處于暴露環(huán)境，導(dǎo)致沉積范圍較小，物源供給能力較差。西南主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣及外前緣沉積，而東南主要發(fā)育扇三角洲前緣及外前緣沉積，受”溝–扇”影響，發(fā)育兩支扇體，研究區(qū)整體由西南向東北逐漸過渡為淺湖–半深湖沉積；營Ⅴ砂組沉積時期，物源供給能力增強(qiáng)，全區(qū)沉積范圍逐漸擴(kuò)大，湖盆逐漸萎縮，但仍以三角洲前緣及外前緣沉積為主；營Ⅳ砂組沉積時期，物源供給能力繼續(xù)增強(qiáng)，西南發(fā)育辮狀河平原及前緣沉積，東南發(fā)育扇三角洲前緣沉積，受湖平面變化及”溝–扇”遷移的影響，東南兩支扇體逐漸向中間靠攏；營Ⅲ砂組沉積時期，全區(qū)物源供給能力變強(qiáng)，沉積范圍最大，西南辮狀河三角洲繼續(xù)向前推進(jìn)，東南扇三角洲兩支扇體合為一支扇體，東北部湖盆范圍進(jìn)一步縮小（圖7）。

5 結(jié)論

龍鳳山地區(qū)營城組沉積時期發(fā)育三個物源體系，即西南部的變質(zhì)巖物源區(qū)、南部的巖漿巖物源區(qū)和東南部的巖漿巖物源區(qū)，多物源導(dǎo)致巖礦組分區(qū)域分帶性強(qiáng)，成分差異較大。F4同沉積斷層控制了龍鳳山地區(qū)沉積作用類型和沉積相帶的展布，辮狀河三角洲分布在西部構(gòu)造帶上，發(fā)育規(guī)模較大，分為平原、前緣2種亞相，共6種微相；扇三角洲分布在東南緩坡帶上，發(fā)育規(guī)模較小，發(fā)育扇三角洲前緣亞相，共4種微相。來自不同物源的沉積砂體自南向北推進(jìn)，從營Ⅵ砂組到營Ⅲ砂組沉積時期，物源供給能力增強(qiáng)，沉積范圍逐漸擴(kuò)大，呈現(xiàn)出三角洲平原–三角洲前緣–濱湖–淺湖–半深湖沉積序列，其中三角洲前緣為其沉積主體，分布范圍最廣。

圖7 龍鳳山地區(qū)營城組沉積優(yōu)勢相