混合沉積研究進展與關鍵問題

徐偉，杜曉峰，黃曉波，宋章強，李正宇

中海石油(中國)有限公司天津分公司，天津 300459

傳統(tǒng)的沉積學觀點認為，陸源碎屑的注入會抑制碳酸鹽礦物的產出，而且在絕大多數情況下，這兩種沉積物不應該也不會混合在一起。但從20世紀50年代開始，地質學家們在現(xiàn)代沉積與古代沉積剖面中發(fā)現(xiàn)大量混合沉積現(xiàn)象[1-4]，而且逐漸開始在專題學術研討會中進行介紹、討論[5]，并由此意識到，混合沉積事件是普遍存在的，而非是一種特例。隨后，學者們相繼提出了“混合沉積物”、“混積巖”的概念[6-8]，并指出混合沉積可廣泛發(fā)育于陸相湖泊、海陸過渡、陸棚和深水斜坡等環(huán)境[9-10]。關于混合沉積的相關研究逐漸多樣化、深入化，主要包括：巖石成分、巖性命名等基本理論問題的討論[7-14]，不同沉積背景下的混合沉積模式建立[15]，混合沉積控制因素研究[16-17]，混合沉積型油氣儲層的發(fā)現(xiàn)及其油氣地質意義的探討[18-20]。

隨著混合沉積實例以及與之相關的油氣發(fā)現(xiàn)日益增多，對混合沉積進行系統(tǒng)化、全面化的研究顯得至關重要。本文系統(tǒng)梳理了國內外混合沉積研究所取得的進展，劃分了混合沉積研究的規(guī)律性發(fā)展歷程，歸納總結了混合沉積巖性分類命名方案、不同沉積背景下混合沉積的成因類型、沉積模式、控制因素及其油氣地質意義，并提出了混合沉積研究現(xiàn)階段存在的關鍵性問題與發(fā)展趨勢，以期為古地理環(huán)境恢復、沉積動力學及相關油氣勘探開發(fā)的研究提供思路和依據。

1 混合沉積研究階段劃分

根據主要研究內容與研究的深入程度，將混合沉積研究歷程歸納為4個階段：現(xiàn)象描述階段、基礎理論研究階段、海相混合沉積研究階段、陸相混合沉積及綜合研究階段(圖1)。

1.1 現(xiàn)象描述階段

國外學者在20世紀50年代開始注意到現(xiàn)代海相沉積中陸源碎屑與碳酸鹽礦物混合沉積的現(xiàn)象[1-3]，例如Maxwell、Button分別描述了澳大利亞大堡礁Arlington礁體南部與南非Transvaal省東部Pretoria組中混合沉積的巖性構成、組分含量、巖性組合特征等[2-3]。這一階段的研究雖然僅對混合沉積特征進行了現(xiàn)象性描述，但卻使地質學者們認識到，碳酸鹽礦物與碎屑物質是可以共生的，這為后來的研究提供了重要的案例，也拉開了混合沉積研究的序幕(圖1)。

圖1 混合沉積研究歷程簡表Fig.1 Brief table of the research process for the mixed siliciclastic and carbonate sediments

1.2 基礎理論研究階段

20世紀80年代，國外學者首先開始對混合沉積的基礎性科學問題進行探討，邁出了系統(tǒng)性研究的第一步。Mount首次定義了“Mixed Sediments”(混合沉積物)的概念，建立了系統(tǒng)的混合沉積巖石學分類方案，并提出了淺海陸架混合沉積成因分類[7]，奠定了混合沉積研究的理論基礎(圖1)。楊朝青等[8]首次提出“混積巖”的概念與命名方案，開創(chuàng)了國內混合沉積研究的先例，為后續(xù)研究提供了借鑒與經驗。

1.3 海相混合沉積研究階段

20世紀90年代開始，大量的混合沉積實例被發(fā)現(xiàn)于現(xiàn)代海相沉積體系與古代海相沉積剖面中，學者們從沉積特征、沉積模式以及成因機制等方面展開了系統(tǒng)的研究，海相混合沉積研究逐漸進入高峰期[21-23]。這一階段，學者們提出了眾多海相沉積類型，其中以Davisetal.[21]、Coffeyetal.[24]、Tcherepanovetal.[25]為代表，分別建立了典型的濱海、淺海陸棚、深海斜坡等沉積背景下的混合沉積成因模式(圖1)，完善了海相混合沉積研究。

1.4 陸相混合沉積及綜合研究階段

21世紀初始，相對復雜的陸相混合沉積逐漸受到關注，混合沉積模式與成因機制的研究逐漸完善，孟兆鴻等建立的近源型粗?；旌铣练e成因模式[26]以及徐偉、馮進來等提出的遠源型細粒混合沉積發(fā)育模式[20,27]，均是陸相混合沉積研究的代表性成果。具有重要意義的是，這一階段混積型油氣儲層獲得了勘探突破，荷蘭De Wijk氣田砂質鮞粒灘[18]、渤海油田古近系生屑砂巖[19]等典型混積型優(yōu)質儲層的發(fā)現(xiàn)，標志著混合沉積領域油氣勘探實踐的開端，同時，對于混合沉積復雜巖性的成巖作用研究也相繼開展[28-30](圖1)。這一階段，對于海相混合沉積的沉積特征、沉積模式、控制因素的研究仍在繼續(xù)深入[29,31]。

2 混合沉積研究進展

2.1 基本概念與巖性分類方案

美國學者Mount在研究現(xiàn)代淺海陸架沉積體系時，首次提出了“Mixed Sediments”(混合沉積物)的概念[7]，國內學者楊朝青和沙慶安在1990年首次提出了“混積巖”的概念，并指出狹義的混合沉積僅指陸源碎屑與碳酸鹽礦物在同一層系內的相互混雜，而廣義的混合沉積還包括兩種沉積物互層或夾層方式產出[8]，本文傾向于采納狹義的混合沉積概念，即組分型的混合，而非代表經歷過相變的互層型混合，下文中的對沉積特征與沉積類型的描述，也主要是針對狹義的混合沉積。需要注意的是，“混合沉積”與“混合沉積物”的概念可以準確地表述混合沉積的過程及其產物，但并不能代表其形成的一類巖石。因此，可以采用“混積巖”一詞來表述混合沉積作用形成的巖石類型，盡管混積巖的基本巖性仍然是碎屑巖或者碳酸鹽巖[11,28]。

由于地質特征的差異性，對于混積巖的巖石分類方案，至今沒有形成統(tǒng)一的標準。Mount依據硅質碎屑砂、硅質碎屑泥、碳酸鹽顆粒和灰泥四個端元組分，構成一個三角四面體對混積巖進行分類[10](圖2)，這種分類較為全面和準確，但實際應用中稍顯繁瑣。楊朝青和沙慶安提出了由陸源碎屑、碳酸鹽、黏土為三端元的混積巖巖石分類方案，將碳酸鹽組分含量大于25%、陸源碎屑含量大于10%的巖石稱作混積巖[8]，在此基礎上，張雄華[11]、王杰瓊等[14]擴大了混積巖的巖性范疇(圖2)。上述三種方案均未將碳酸鹽粒屑與碳酸鹽填隙物進行區(qū)分，且均以混積巖作為巖石名稱后綴，分類與命名稍顯籠統(tǒng)。筆者在渤海海域古近系混合沉積研究中提出了將陸源碎屑(硅質碎屑砂、黏土)、生物成因碳酸鹽顆粒(生物碎屑、藻粒、團粒等)、化學成因碳酸鹽(鮞粒、內碎屑、泥晶等)作為三端元的巖石分類方案，并結合碳酸鹽組分含量與油氣有效產能的擬合關系，確定了碳酸鹽組分的下限值，將碳酸鹽組分含量大于15%、小于90%定義為混積巖。根據各組分含量的組合關系可進一步將混積巖分為以陸源碎屑為主、以生物成因碳酸鹽顆粒為主、以化學成因碳酸鹽為主的三種類型，并依據常用沉積巖分類標準對混積巖進行進一步的巖性細分與命名。

圖2 混合沉積巖石分類方案a.據Mount[7];b.據楊朝青等[8]；c.據張雄華[11]；d.據王杰瓊等[14]Fig.2 Lithologic classification for mixed siliciclastic and carbonate sediments

2.2 混合沉積成因類型

Mount首次提出了4種混合沉積的成因類型：間斷混合、相混合、原地混合、母源混合[7](圖3)，這幾種類型在前人與后人的研究中均被大量的實例所證實，但需要注意的是，這種分類主要是針對狹義的混合沉積，即同一層系內的成分混合而提出的。

(1) 間斷混合

間斷混合由事件成因引起，即由風暴、泥石流等沉積事件把沉積物從一個沉積環(huán)境搬運到另一環(huán)境。例如風暴流可以將近岸的硅質碎屑沉積物搬運到相對深水的碳酸鹽巖沉積環(huán)境中，而在鑲邊臺地背景下，大型風暴也可以侵蝕礁體并搬運到向陸方向的碎屑沉積為主的潟湖環(huán)境中(圖3a)，這樣的事件沉積物往往保存為典型的突變沉積特征，并且由于時間與空間的偶然性，可以形成不同類型的混積巖[32]。

(2) 相混合

相混合是指沉積物沿不同相之間的擴散邊界發(fā)生混合。Mount[7]等學者認為，根據瓦爾特相律，不同的沉積相帶間并沒有截然的分界線，在碎屑巖與碳酸鹽巖沉積相過渡帶會產生混合沉積物(圖3b)，例如我國雪峰古陸邊緣發(fā)育沖積扇砂礫巖與濱海高能灘的混合沉積，混合沉積與上下地層均為漸變過渡關系[33]。相混合是發(fā)育最為普遍的一種混積類型，由于相組合特征的不同，既可形成粗粒的、以碳酸鹽顆?；蛘哧懺葱碱w粒為主的混積巖，亦可表現(xiàn)為細粒的、以灰泥為主的混積巖。

(3) 原地混合

原地混合是由堆積在基底之上的原地死亡的鈣質生物與原地或近原地殘留的陸源碎屑混合而成(圖3c)，通常形成以生物碎屑為主的混積巖[34]。李祥輝等[35]在對龍門山地區(qū)泥盆系混合沉積的研究發(fā)現(xiàn)，當風暴過后，生物群落迅速繁盛的過程可以產生典型的原地混積現(xiàn)象。

圖3 陸源碎屑影響下的鑲邊碳酸鹽巖臺地混合沉積過程[7]Fig.3 Mixing processes on rimmed, siliciclastic-influenced carbonate platforms[7]

(4) 母源混合

母源混合由鄰近已石化的碳酸鹽源區(qū)經侵蝕而提供的碳酸鹽碎屑與硅質碎屑混合而成，受流域內母巖主要成分的影響，可以分別形成以碳酸鹽碎屑或者硅質碎屑為主混積巖。渤海海域渤中29-4構造發(fā)育典型的受碳酸鹽巖母巖影響而形成的砂礫巖，巖石中普遍含有碳酸鹽巖屑。

Mount提出的經典的混合沉積成因類型從混合方式上明確了混合沉積過程的發(fā)生機制，研究至今，得到了眾多學者的應用與發(fā)展，其科學性與正確性已被大量的實例所證實。此外，除以上一些成因機制之外，相繼有學者提出了不同類型的混合沉積成因過程，徐偉等[20]曾提出一種由于藻類對碎屑顆粒的黏結作用而形成的藻混合沉積。

2.3 混合沉積環(huán)境及典型沉積類型

大量的研究實例顯示，混合沉積是現(xiàn)代和地史時期的一種普遍沉積現(xiàn)象，其發(fā)育環(huán)境十分廣泛。就盆地類型而言，混合沉積可以發(fā)育于欠補償咸化湖盆[20]、淡水湖盆[36-38]、活動大陸邊緣盆地[13]、弧后前陸盆地[39]；就局部沉積環(huán)境而言，混合沉積可發(fā)育于濱淺湖[19-21,26,36,38,40-41]、濱岸[3,12,21,42-43]、海灣[8]、淺海陸棚[16-17,22,24]、深水斜坡[25,44-45]等(表1)。不同的沉積環(huán)境下，對應發(fā)育不同的混合沉積類型。

2.3.1 海相混合沉積典型類型

對于海相盆地，總結而言，分別發(fā)育濱岸環(huán)境、淺海陸棚環(huán)境以及深水斜坡環(huán)境下不同的混合沉積機制與典型混合沉積類型。

(1) 濱岸混合沉積類型

由陸到海的過渡帶，由于河流注入、潮汐流、沿岸流的作用，易于在三角洲、河口灣、潟湖、潮坪以及海灘等環(huán)境中形成陸源碎屑與碳酸鹽的相混合沉積[3]?，F(xiàn)代墨西哥灣可見到三角洲前緣砂體伸入到陸棚碳酸鹽沉積區(qū)，如密西西比河的陸源碎屑物注入，在佛羅里達西海岸形成陸源碎屑與碳酸鹽的組分型混合沉積[9]。Davisetal.[21]在研究墨西哥灣現(xiàn)代潮汐三角洲中混合沉積現(xiàn)象時發(fā)現(xiàn)，無論是漲潮期還是退潮期，潮汐流的攜帶作用均可以在潮道附近造成砂質顆粒與生物碎屑的混合。此外，濱岸地區(qū)混合沉積類型也與沿岸流和回流相關，河口或濱岸的海灘砂可以被這些洋流帶到碳酸鹽沉積區(qū)形成混合沉積[12]。

(2) 淺海陸棚混合沉積類型

淺海陸棚區(qū)水動力條件較強，混合沉積現(xiàn)象較為普遍，陸源碎屑的進積與波浪作用是混合沉積發(fā)育的主要控制因素。與濱岸帶混合沉積類似，現(xiàn)代陸架區(qū)相混合沉積也較為發(fā)育，陸源碎屑推進至生物碳酸鹽巖沉積區(qū)，堆積、鑲嵌在礁體格架內或與化學成因的碳酸鹽礦物混合，形成含砂屑的碳酸鹽巖沉積[2]。古代陸架沉積剖面中也廣泛發(fā)育相混合沉積，Coffeyetal.[24]對美國北卡羅來納州Albemarle盆地碳酸鹽—陸源碎屑混積陸架進行層序地層學研究時指出，高位域時期陸源碎屑向碳酸鹽陸架進積，強波浪作用造成砂質顆粒與軟體動物碎屑的混合，形成相帶較寬的混合沉積(圖4)。陸架區(qū)也可以發(fā)育原地型混合沉積，拉丁美洲Belize南部更新世低位域時期陸架區(qū)主要發(fā)育河流沖積平原，后期在陸源泥質陸棚之上發(fā)育數量較多的生物礁群建造[31]。

圖4 美國Albemarle盆地漸新世混積陸棚沉積特征(據文獻[24]，有修改)a.沉積模式；b.典型巖性序列Fig.4 Depositional pattern of the Oligocene mixed siliciclastic-carbonate shelf in the Albemarle Basin, USA (modified from reference[24])

(3) 深水斜坡混合沉積類型

這類混合沉積一般發(fā)育碳酸鹽臺地邊緣斜坡或者緩坡型臺地斜坡之上，主要包括兩種類型。一類發(fā)育在海平面快速下降期，碳酸鹽巖陸架受風暴與波浪侵蝕，垮塌并與斜坡碎屑物質混合形成事件性的間斷混合沉積，充填水道或者堆積于坡腳處，一般具泥石流、重力流的混合沉積特征[25]。另一類具有細粒沉積特征，例如在我國南海海域，寬廣的大陸坡上廣泛發(fā)育鈣質軟泥和含硅質鈣質軟泥等深水細粒相混合沉積[42]。

2.3.2 陸相混合沉積典型類型

在陸相盆地中，受控于物源供給、地貌、水動力條件等因素，濱淺湖被認為是混合沉積的主要發(fā)育環(huán)境。陸相湖盆混合沉積類型可以總結為近源混合沉積類型和遠源混合沉積類型，近源即與陸源碎屑伴生，遠源即基本不受陸源碎屑干擾。

(1) 近源混合沉積類型

典型的近源混合沉積發(fā)育于扇體之間的相對靜水區(qū)，或者扇體進積的間歇期，物源干擾作用較弱，腹足類生物與藻類生長繁盛，湖浪的改造作用可以使砂體側翼的砂質碎屑與扇間的生屑顆粒充分混合，在湖灣等波浪減能地帶形成原地或準原地的混合沉積(圖5a)，以較高的生屑含量為特征(圖6a，c)；后期扇體對供源間歇期生物灘的沖刷改造作用，也可以形成富含生屑的砂體(圖5b、圖6d)。這種類型的混合沉積在渤海灣盆地孤北凹陷與渤海海域的沙一二段均較為發(fā)育[19,26]。

(2) 遠源混合沉積類型

遠源混合沉積現(xiàn)象一般發(fā)育在三角洲沉積體系的前端，包括靜水環(huán)境下的低能細?；旌铣练e與水下隆起之上的高能混合灘。由于三角洲沉積體系前緣遠端陸源碎屑供給量較小，較弱的干擾作用不足以抑制淺水洼地內泥晶碳酸鹽巖的生長與發(fā)育，便可在三角洲與碳酸鹽沉積的相邊界過渡帶形成粒度較細的組分型混合沉積(圖6e、圖7a)。柴達木盆地西北區(qū)新近系[20]、渤海灣盆地東營凹陷沙四段[38]、惠民凹陷沙一段[46]三角洲前端均發(fā)育此種類型的相混合。

水下隆起高能混合灘主要發(fā)育于淺湖區(qū)、碎屑巖沉積體系與碳酸鹽沉積體系的過渡帶，在古隆起的地貌背景上發(fā)育碳酸鹽粒屑灘，受控于波浪對兩種沉積物的再改造作用，在碳酸鹽粒屑灘向陸方向的邊緣相帶，形成粒屑與砂質顆粒的組分型混合沉積[18,20,27,46](圖6f、圖7b)。另外，徐偉等[20]在柴達木盆地西北區(qū)新近系、渤海海域古近系中識別出一種特殊的藻混合沉積。藻混合沉積發(fā)育于水下隆起之上的藻灘及藻灘外緣，由藻類的黏結作用捕獲碎屑以及經歷滑塌作用后再混合而形成(圖6g，h、圖7a)。

2.4 混合沉積主控因素

盡管是相對特殊的沉積現(xiàn)象，但混合沉積作為地質歷史時期中的一類沉積事件，其控制因素又具有普遍性，一般包括碎屑物質供給、氣候與水體環(huán)境、古地貌條件、構造作用、海(湖)平面變化以及水動力條件。相比于碎屑巖沉積，混合沉積作用得以發(fā)生的先決物質條件是碳酸鹽的發(fā)育，因此碎屑物質供給、氣候與水體環(huán)境、海(湖)平面變化以及古地貌條件是控制混合沉積發(fā)育的關鍵性因素，構造運動與水動力條件則通過影響碎屑物質供給量、可容納空間、混合沉積規(guī)模以及混合方式等對混合沉積作用起到間接的控制作用，大多數情況下，各種控制因素間相互牽制，共同影響。

圖5 孤北洼陷沙一段混合沉積發(fā)育特征(據文獻[26]，有修改)a.沉積相特征；b典型巖性序列Fig.5 Mixed sediment characteristics for the First Member of the Shahejie Formation in the Gubei Depression (modified from reference[26])

圖6 混積巖巖芯與微觀巖石學特征a.含螺砂礫巖，生屑孔大量發(fā)育，QHD29-2E-5井，渤海海域古近系沙二段；b.藻灰?guī)r，南105井，柴達木盆地新近系；c.含砂生屑云巖，生物體腔孔發(fā)育，QHD36-3-2井，渤海海域古近系沙二段；d.含生屑砂礫巖，QHD36-3-2井，渤海海域古近系沙二段；e.含砂泥晶灰?guī)r，南102井，柴達木盆地新近系；f.鮞粒砂巖，鮞粒與石英顆粒均勻混合，見鮞?；?guī)r內碎屑，荷蘭DeWijk氣田下三疊系；g.滑塌型含砂藻灰?guī)r，南102井，柴達木盆地新近系；h.含砂藻黏結白云巖，藻類骨架結構，BZ36-2-W井，渤海海域古近系沙二段；i.砂礫巖，碳酸鹽巖屑與火成巖巖屑混合，BZ29-4-5井，渤海海域古近系沙二段Fig.6 Petrologic features of mixed rock cores and rock slices

圖7 柴達木盆地遠源混合沉積類型(據文獻[15，20]，有修改)Fig.7 Distant mixing sedimentary types in the Qaidam Basin (modified from references[15, 20])

(1) 碎屑物質供給

碎屑物質供給通過沉積物供給數量的變化以及供給種類影響著混合沉積。碎屑物質的供給量直接影響了混合沉積的組分特征和規(guī)模，當碎屑物質供給量增大時即物理因素影響逐漸加大，化學因素影響將減弱，混合沉積中碳酸鹽組分含量將受到限制，反之亦然。此外，來自碳酸鹽巖母巖的沉積物易形成母源型的混合沉積，如渤海海域渤中29-4油田沙一二段時期，受渤南低凸起碳酸鹽母巖的影響，形成碳酸鹽巖與火成巖碎屑混合的砂礫巖(圖6i)。

(2) 氣候與水體環(huán)境

由于內陸湖盆對各種氣候變化非常敏感，因此氣候及水體環(huán)境對混合沉積的控制作用在陸相湖盆沉積環(huán)境中體現(xiàn)的較為明顯。降雨期和枯水期、干旱和潮濕、溫暖期和寒冷期的交替變化均能直接和明顯地影響混合沉積[38]。渤海海域古近系混合沉積主要發(fā)育于沙一二段，元素分析表明，沙一二段時期，氣候干旱，水體鹽度較高(圖8)，利于碳酸鹽飽和沉淀，同時地表徑流較弱，湖泊內陸源碎屑供給量相對很少，此時混合沉積以碳酸鹽組分為主，可含有少量的陸源碎屑。氣候由干旱向潮濕轉換時，湖泊鹽度變低，湖泊內陸源碎屑供給量增加，碳酸鹽巖沉積受到抑制，形成以陸源碎屑為主的混合沉積[47]。

(3) 海(湖)平面變化

海平面的升降從控制陸源物質的供應和碳酸鹽巖發(fā)育程度兩方面影響著混合沉積作用的進行及強度[48]。對于陸源碎屑系統(tǒng)控制的陸架而言，已有的類型表明大多數陸源碎屑到達較深水環(huán)境是在海平面低水位期[49]，而在高水位期由于河流攜帶的碎屑物推進距離有限，混合沉積發(fā)育受到限制。海平面變化也會影響碳酸鹽的生產率，從而對盆地內的混合沉積產生控制作用。在碳酸鹽臺地環(huán)境中，海平面變化的沉積響應與陸源碎屑系統(tǒng)完全不同[50]。在高水位期碳酸鹽臺地被水體淹沒，大大地增加了淺水碳酸鹽的生產區(qū)域和混合沉積發(fā)生的概率[50]；相反，在低水位期，臺地區(qū)淺水碳酸鹽生產區(qū)域縮小，碳酸鹽巖沉積受到限制，出現(xiàn)混合沉積的機率也就很小[51]。

(4) 古地貌條件

古地貌特征通過影響碳酸鹽淺灘的形成來控制混合沉積的發(fā)育[20,27,38]。筆者對渤海海域沙一二段混合沉積的發(fā)育背景分析表明，有91%的混合沉積均發(fā)育在盆內低凸起、凸起傾末端、水下低隆起、孤立潛山等地貌背景下(圖9)，這些正向構造單元易于受到波浪、湖流作用影響，利于碳酸鹽礦物與粒屑顆粒的形成，是混合沉積發(fā)育的有利古地貌類型。

(5) 構造作用

除了構造運動造成暴露剝蝕而形成的碎屑物質可為混合沉積的形成提供陸源組分以外[48,52]，構造運動對混合沉積的影響主要體現(xiàn)在構造沉降速率和沉積速率的配置關系[9,53]。如果構造沉降速率大，則潛在的可容納空間較大，沉積速率較大的情況下，碎屑物質與短暫供源間歇期發(fā)育的生物碎屑形成厚層的混合沉積，反之厚度較小[38]。渤海灣盆地埕東凸起陡坡帶沙一段發(fā)育陸源碎屑與螺類的混合沉積，由于邊界斷層長期活動、沉積區(qū)穩(wěn)定沉降，可容納空間持續(xù)增大，含螺砂礫巖與砂礫質螺灰?guī)r多期疊加(圖5)，形成近百米厚的混積螺灰?guī)r[26]。

圖9 環(huán)渤中凹陷古近系古地貌特征Fig.9 Paleotopography characteristic from the Paleogene around the Bozhong Depression

(6) 水動力條件

水動力條件是搬運陸源碎屑與碳酸鹽顆粒的直接驅動力，是控制混合沉積的至關重要的因素。在海相濱岸帶環(huán)境中，潮汐以及沿岸流、回流等洋流可以將河口或濱岸的海灘砂帶到碳酸鹽沉積區(qū)，形成陸源碎屑與生屑顆粒、生物礁體的混合[12,21,42]。而波浪作用則是淺海陸棚區(qū)混合沉積的主要營力，也是陸相湖盆中近源扇體間的混積生屑灘、遠源水下隆起高能混合灘形成的關鍵性因素，波浪不僅可以將盆內碎屑搬運到相鄰的砂質灘壩或三角洲沉積區(qū)中，也能把碎屑巖沉積體系中的陸屑顆粒帶入碳酸鹽粒屑灘中，并且使兩種組分充分混合[19,26](圖5、圖6a，c，f、圖7b)。

2.5 混合沉積油氣地質意義

與純碎屑巖、純碳酸鹽巖相比，混合沉積一般具有較為復雜的巖石組分。高能環(huán)境下發(fā)育的生物碎屑、鮞粒、藻粒等異化顆粒與陸源碎屑顆?；旌?，可提供骨架支撐作用，利于形成大量的原生孔隙；同時，泥質成分易被沖洗帶走，而且動蕩水體條件下形成的碎屑顆粒環(huán)邊包殼具有抑制膠結物生長與抗壓實的作用[54]，這些因素均利于原生粒間孔隙的保存；另外，軟體生物、藻類植物以及白云石等碳酸鹽組分的存在，為準同生期以及后期成巖過程中溶蝕作用的進行提供了物質基礎，使得混合沉積巖石具有成為優(yōu)質儲層的潛力。對于低能環(huán)境下形成的混合沉積，巖性以具有泥晶結構的粉砂質或泥質灰?guī)r為主，由于沉積物粒度較細，原生孔隙與次生孔隙均不發(fā)育，因此，很難形成有效的儲層。近年來，含油氣混合沉積的實例報道也屢見不鮮，如荷蘭東北部DeWijk和Wanneperveen氣田三疊紀[18]、德國盆地下Keuper組[40]、中伊朗盆地Kashan地區(qū)三疊紀庫姆組[55]、渤海灣盆地黃驊凹陷沙一段[41]、川中龍崗地區(qū)下侏羅統(tǒng)[44]、柴達木盆地第三系[15,20]、渤海海域沙一二段[19]、鄂爾多斯東北部大牛地氣田古生界[56]等均發(fā)現(xiàn)混積型油氣儲層，盡管上述實例主要集中于陸相盆地，但混合沉積的石油地質意義已逐漸受到了石油勘探領域的重視。

對于陸相盆地而言，與三角洲伴生的近源混合沉積、水下隆起區(qū)的遠源混合沉積以及藻混合沉積均可形成規(guī)模型的優(yōu)質油氣儲層，一般以富含生屑與碳酸鹽顆粒為特征(圖5，6)。渤海海域石臼坨凸起陡坡帶發(fā)育供源間歇期的生物灘受后期扇體與波浪作用的改造而形成的近源混合沉積，受控于邊界斷層的持續(xù)活動，垂向疊置構成厚層的富含生物溶蝕孔的優(yōu)質儲層，儲層物性好、油氣產能高，是近年渤海海域重大油氣發(fā)現(xiàn)之一[19]。荷蘭De Wijk氣田三疊紀Buntsandstein組沉積時期，遠源盆內隆起區(qū)受陸源碎屑干擾作用較弱，在波浪作用控制下廣泛發(fā)育鮞粒灘沉積，而在其向陸邊緣普遍發(fā)育砂質鮞粒灘，平均孔隙度達到30%，最大滲透率可達4 000×10-3μm2，是該氣田的主力氣層[18]。與藻類黏結作用有關的藻混合沉積也可形成優(yōu)質儲層，柴達木盆地西部地區(qū)藻混合儲層雖然單層厚度較薄，約0.2～3 m，但平面發(fā)育面積較大，孔隙度可達20%～30%，平均滲透率近100×10-3μm2，并已獲工業(yè)油氣流，是該區(qū)重要的勘探新領域[57-58]。

盡管關于海相混積型油氣儲層的實例鮮有報道，但根據目前已經建立的海相混合沉積類型[4,9,21-22,42]，濱岸帶、淺海陸架受潮汐、洋流、風暴、波浪等作用形成的陸源碎屑與生物碎屑、生物礁、顆粒灘以及藻類植物等碳酸鹽組分的混合沉積，均具有形成優(yōu)質混積型儲層的潛力。

3 混合沉積研究的關鍵性問題

混合沉積從20世紀50年代被認識到至今，國內外學者在大量實例的研究基礎之上，豐富了混合沉積的含義，其石油地質意義也逐步得到重視。但受其成因復雜性與沉積環(huán)境多樣性的影響，混合沉積在基礎理論和勘探實踐方面仍面臨著一些關鍵性的問題，不斷深入、完善混合沉積研究，對古地理環(huán)境恢復、沉積動力學分析及相關油氣勘探具有重要的意義。

(1) 學者們一般均采用三端元法來建立混合沉積巖石分類方案，但由于混合沉積發(fā)育環(huán)境及其巖石學特征的復雜性，不同的研究人員對于各端元組分類型以及不同組分含量限定值的選取并沒有形成統(tǒng)一的標準，一般會根據巖性組成特征與勘探生產需求的不同，來建立符合特定地質條件的巖石分類方案。隨著混合沉積理論的不斷完善與地質勘探工作需求的日益增加，對混積巖組分類型與含量進行一致的界定，建立一套統(tǒng)一適用的混合沉積巖石分類與命名方案是必然趨勢。

(2) 相較于碎屑巖與碳酸鹽巖沉積體系，目前對于混合沉積的整體研究程度仍然較低，對其沉積模式的認識并未完善。加強野外露頭剖面與現(xiàn)代沉積考察，可以明確現(xiàn)代混合沉積的特征以及構造、物源、水深、地貌、氣候、水動力條件等因素的控制作用，建立直觀的沉積模式認識，為研究地質歷史時期的混合沉積提供借鑒，同時，通過古今對比，也可以為盆地類型、古地理環(huán)境、古氣候特征等提供研究依據。

(3) 國內外的學者逐漸開始重視層序格架內混合沉積發(fā)育模式的研究[59-61]，但對于基準面旋回中混合沉積的成因并未得出統(tǒng)一的認識。層序控制下混積模式不能一概而論，應視具體情況具體分析。在盆地性質確定的條件下，明確混積作用在層序中發(fā)育位置，可以為區(qū)域構造背景、古地貌特征、相對海平面變化以及碳酸鹽生產率或陸源供給強度等分析提供依據。

(4) 傳統(tǒng)的混合沉積成因類型(事件混合、相混合、原地混合等)提出自淺海陸架環(huán)境，并一直被沿用至今，但由于僅考慮了沉積物的混合方式，直接套用海相沉積模式已經不能準確地解釋復雜陸相盆地混合沉積的成因機制。因此，需進行系統(tǒng)的古地理環(huán)境分析，綜合宏觀巖芯沉積特征、微觀巖石組成特征以及沉積序列的精細描述，恢復沉積過程，明確不同類型混合沉積的成因機理，建立不同地質條件下的混合沉積模式，為儲層預測提供理論依據。

(5) 由于混積類巖石皆具碎屑巖與碳酸鹽巖的巖性特征，其地球物理響應特征與上述兩種巖性并無顯著差別，目前也未見混積型儲層預測的案例報道。結合渤海油田實踐經驗，現(xiàn)階段的混積型儲層預測應以古地理環(huán)境分析與地質模式指導為主，結合宏觀地震相明確混合沉積成因樣式，即混合沉積是與碎屑巖伴生還是與碳酸鹽巖伴生，進而通過多屬性綜合分析、地震正演模擬等手段識別混合沉積儲層與純碎屑巖、碳酸鹽巖的地震響應差別。