梨樹斷陷金山氣田營城組沉積環(huán)境分析

徐 博

(成都理工大學(xué) 四川 成都 610059)

一、地質(zhì)背景

松遼盆地地處我國東北，是中國北部侏羅紀(jì)至新第三紀(jì)的湖湘盆地，也是目前世界上油氣資源最為豐富、勘探前景最為良好的陸相沉積盆地之一[1]。梨樹斷陷構(gòu)造位于松遼盆地東南隆起區(qū)南部，根據(jù)構(gòu)造特征和地理位置，將其劃為北部斜坡帶、中央構(gòu)造帶、桑樹臺(tái)洼陷帶、東南斜坡帶和雙龍次洼五個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元，整體受松遼盆地構(gòu)造作用及應(yīng)力場的控制，為西斷東超的箕狀盆地[2]。

二、物源特征及分布規(guī)律

金山氣田在桑樹臺(tái)控盆斷裂、沈澤凸起、東側(cè)古斜坡的共同作用下，形成“西高東低”的湖盆，營城組沉積時(shí)期受到西部、南部等多物源體系影響，沉積物組成較復(fù)雜[2]。通過對(duì)金山氣田營城組多口井取心段的巖屑組分的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，該地區(qū)西部陡坡帶以火山巖巖屑為主，其次為變質(zhì)巖巖屑；東部緩坡帶以變質(zhì)巖巖屑為主，次為火山巖巖屑。

重礦物組分及含量也是判別物源的重要指數(shù)[3]。通過對(duì)金山氣田金1井和梨6井89個(gè)樣品重礦物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(表1)，我們可以發(fā)現(xiàn)以金1井為代表的陡坡帶中重礦物褐鐵礦含量明顯高于綠簾石，而以梨6井為代表的緩坡帶中重礦物綠簾石含量明顯高于褐鐵礦，同時(shí)也說明了陡坡帶巖屑以火山巖巖屑為主，緩坡帶巖屑以變質(zhì)巖為主。梨6井營城組ZTR指數(shù)較高，說明梨6井物源經(jīng)過一定距離的搬運(yùn)成分成熟度較高。根據(jù)碎屑巖巖屑平均含量、重礦物特征分析，金山氣田營城組物源區(qū)可分為西部物源區(qū)和東部、南部物源區(qū)。西部物源區(qū)主要以火山巖巖屑為主，沉積物由西部向東部和東北方向堆積；而東南部物源區(qū)主要以變質(zhì)巖巖屑為主，沉積物由東南向西北和北部堆積。

表1 金山氣田重礦物數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

三、巖相特征與分類

通過對(duì)金山氣田金1井、梨6井的取芯觀察，識(shí)別出12種巖相類型，詳述如下。

(1)礫巖相。該巖相較為發(fā)育，占巖相總含量的32.7%，可細(xì)化分為中礫巖相、含中礫細(xì)礫巖相、砂礫巖相。礫巖多呈雜色混雜堆積，顆粒支撐和雜基支撐均有，具不等粒結(jié)構(gòu)，以塊狀層理為主，內(nèi)部成分復(fù)雜，礫石最大直徑可達(dá)10cm，甚至超過巖心直徑，磨圓主要為次棱角-次圓狀。整體反映近源、強(qiáng)水動(dòng)力的沉積環(huán)境。

(2)砂巖相。該巖相占巖相總含量的32.22%，可細(xì)化分為粗砂巖相、(含礫)中-細(xì)砂巖相、細(xì)砂巖相、粉砂巖相、(含礫)粉砂巖相5個(gè)類型。沉積構(gòu)造以平行層理、水平層理為主，少見有含礫粗砂巖相發(fā)育塊狀層理，局部可能受牽引流影響，發(fā)育交錯(cuò)層理，沉積厚度多小于50cm。整體反映物源較近、水動(dòng)力較強(qiáng)的特點(diǎn)。

(3)泥巖相。該巖相占巖相較高，占巖相總含量的35.07%，具體發(fā)育黑色泥巖相、深灰色-灰色泥巖相、黑色含礫泥巖相、磚紅色泥巖相。該巖相整體反映弱水動(dòng)力的還原環(huán)境，其中黑色泥巖中多見炭屑富集。而磚紅色泥巖相則主要要形成于三角洲的陸上平原部分，代表著氧化環(huán)境，該巖相廣泛分布于營城組沉積期。

四、沉積相類型

針對(duì)金山地區(qū)營城組各巖相間的組合關(guān)系，結(jié)合區(qū)域沉積背景，共識(shí)別出近岸水下扇內(nèi)扇、近岸水下扇外扇、三角洲平原亞相、三角洲前緣亞相、淺湖-半深湖亞相五種類型。

1.近岸水下扇內(nèi)扇。主要形成于陸相斷陷湖盆的擴(kuò)張期，發(fā)育在凹陷陡坡帶斷層根部、與暗色泥巖互層的扇形粗碎屑巖體。研究區(qū)西側(cè)陡坡帶緊鄰桑樹臺(tái)控盆斷層，有利于形成水下扇沉積巖體。

2.近岸水下扇外扇。主要位于水下扇的最外緣，與深水沉積相鄰，沉積水動(dòng)力較弱，巖性為細(xì)-粉砂巖與暗色泥巖的互層，但該亞相在研究區(qū)目的層取芯段不發(fā)育。

3.三角洲平原亞相。扇三角洲平原由于離物源較近，一般來說泥巖不發(fā)育。與此相對(duì)的是辮狀河三角洲平原，在辮狀河道游蕩的區(qū)域，主要發(fā)育礫巖及粗粒的砂巖。

4.三角洲前緣亞相。扇三角洲內(nèi)前緣主要發(fā)育在研究區(qū)南部及中部，單層厚度較三角洲平原明顯變薄，變?yōu)樯皫r、礫巖與泥巖的不等厚互層。礫巖中礫石的大小變化明顯，從中礫到細(xì)礫不等。

5.淺湖-半深湖。該亞相緊鄰于三角洲前緣末端，主要發(fā)育在沙河子期早期，粒度細(xì)，巖性以暗色泥巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，層理以水平層理及塊狀層理為主，指示了沉積水體較深、水動(dòng)力條件弱的環(huán)境。

五、沉積相模式

沉積相模式是以相序遞變規(guī)律為基礎(chǔ)，對(duì)沉積相的演化加以高度的概括，是沉積相的空間組合，而相序的遞變規(guī)律受構(gòu)造沉降、物源供給、湖平面變化等多種因素綜合控制[4]。

受構(gòu)造地形及物源控制，研究區(qū)東、西邊為物源區(qū)，深水區(qū)位于盆地中部-北部方向。營城組沉積早期為斷陷期活躍期的初始階段，西部桑樹臺(tái)斷裂劇烈活動(dòng)，斷層上盤急劇下降，形成西陡東緩的箕狀形態(tài)，陡坡帶沉積物快速堆積形成近岸水下扇沉積體；而東部緩坡帶扇三角洲沉積范圍明顯較西部廣。研究區(qū)具有多物源沉積特征，陡坡帶為線物源，而緩坡帶為點(diǎn)物源，具有“溝-扇”對(duì)應(yīng)性，由于近物源、流程短、突發(fā)性事件強(qiáng)，可多次形成三角洲，從而組合成巨厚的三角洲復(fù)合體。研究區(qū)沙河子組-營城組沉積時(shí)，總體上表現(xiàn)為水動(dòng)力較強(qiáng)的水下扇及三角洲沉積環(huán)境，西區(qū)呈現(xiàn)出內(nèi)扇-中扇-湖泊沉積序列，而東區(qū)呈現(xiàn)出三角洲平原—三角洲前緣—淺湖-半深湖沉積序列。

六、結(jié)論

(1)金山地區(qū)的物源特征呈現(xiàn)明顯的東西分區(qū)的特征，其中西區(qū)陡坡地區(qū)富褐鐵礦，代表富火山巖物源，東區(qū)富綠簾石，代表富變質(zhì)巖物源。

(2)研究區(qū)內(nèi)主要?jiǎng)澐至?3種巖相類型，并歸納出5種沉積亞相類型，其中東區(qū)緩坡帶的三角洲前緣相、東區(qū)陡坡帶的水下扇水道是最有利的儲(chǔ)集相帶。

(3)研究區(qū)營城組沉積期湖盆底形逐漸變緩，湖盆范圍擴(kuò)大，陡坡帶發(fā)育扇三角洲，而緩坡帶發(fā)育辮狀河三角洲。