陸相盆地限制性沉積體系

朱紅濤，徐長(zhǎng)貴，李森，杜曉峰

1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）資源學(xué)院，武漢 430074

2.中海石油（中國(guó)）有限公司，北京 100010

3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所，山東青島 266237

4.中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司，天津 300459

0 引言

按照沉積過(guò)程是否受到盆地邊界斜坡、盆內(nèi)隆起、陡坎等盆地內(nèi)正向地形的約束，可以將地表發(fā)育的沉積體系劃分為限制性沉積體系（confined sedimentary system）與非限制性沉積體系（unconfined sedimentary system）兩大類[1]。本文所定義的限制性沉積體系，指的是沉積過(guò)程中在沉積搬運(yùn)方向側(cè)緣、前緣或周緣部位由于正向地形的阻擋作用導(dǎo)致沉積體搬運(yùn)方向、幾何形態(tài)、沉積結(jié)構(gòu)等發(fā)生一系列變化及調(diào)整的一類沉積體系。研究人員早期關(guān)于濁流沉積和海底扇的諸多概念與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ途鶎⑵湓O(shè)定為非限制、輻射狀發(fā)育，外部形態(tài)呈朵葉狀或者扇形的沉積體。然而，從世界各地大量不同類型沉積體系的研究實(shí)例表明，沉積體系的沉積物分散模式和沉積體幾何形態(tài)都受到先期或同期發(fā)育的盆底地形的深刻影響。實(shí)際上，絕大多數(shù)天然發(fā)育的沉積體系，尤其是發(fā)育在陸相盆地的，都不能在盆地上呈輻射狀無(wú)限制展布[1]。從油氣勘探角度來(lái)說(shuō)，不同限制程度沉積體具有差異性結(jié)構(gòu)樣式，控制發(fā)育不同的儲(chǔ)層類型及分布、滲透率結(jié)構(gòu)和連通性，因此對(duì)沉積體系受限制性開(kāi)展評(píng)價(jià)也是預(yù)測(cè)內(nèi)部?jī)?chǔ)層結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的關(guān)鍵[2-3]。

限制性沉積體系是一個(gè)相對(duì)年輕的研究領(lǐng)域，通過(guò)對(duì)前人研究成果的梳理和總結(jié)，我們認(rèn)為可以將限制性沉積體系研究劃分為三個(gè)發(fā)展階段：（1）20世紀(jì)60年代到21世紀(jì)初，圍繞限制性沉積體系的發(fā)現(xiàn)、定義、現(xiàn)象觀察描述為主的初級(jí)階段，該階段的代表性成果為L(zhǎng)omaset al.[1]在2004 年出版的專著Confined Turbidite Systems；（2）21 世紀(jì)初至2010 年前后，為擴(kuò)展限制性沉積體系研究范疇的快速發(fā)展階段，包括引入半限制性沉積體系[4]、將限制性沉積體系研究對(duì)象從海相濁流體系擴(kuò)展至陸相湖盆[5]、分析限制性沉積體系的主控因素[6]等；（3）2010年至今，限制性沉積體系研究從定性走向半定量、定量階段[7-8]，借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)與計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，使得限制性沉積過(guò)程參數(shù)的詳細(xì)記錄和沉積體系時(shí)—空分布特征的精細(xì)描述及刻畫(huà)得以實(shí)現(xiàn)。值得注意的是，上述限制性沉積研究成果主要集中在海相盆地濁流沉積體系，對(duì)陸相湖盆及其他類型沉積體系關(guān)注較少[9]。

本文通過(guò)梳理近年來(lái)限制性沉積研究領(lǐng)域的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)以及團(tuán)隊(duì)在渤海灣、珠江口等盆地所做實(shí)際工作，系統(tǒng)總結(jié)了限制性沉積的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，擴(kuò)展了限制性沉積體系在陸相湖盆的研究實(shí)例。

1 限制性沉積體系研究現(xiàn)狀

20 世紀(jì)60 年代至今，限制性沉積體系概念從被提出到持續(xù)發(fā)展，其研究?jī)?nèi)容、手段和深度都在不斷深入。本文從概念演變、類型劃分、主要研究手段等方面對(duì)限制性沉積體系研究現(xiàn)狀進(jìn)行梳理和總結(jié)。

1.1 限制性沉積體系概念演變

van Andelet al.[10]最早提出“滯水（ponding）”概念，指一定規(guī)模的濁流被一塊封閉地形區(qū)域完全容納。類似地，Pickeringet al.[11]提出“容納濁流（contained turbidites）”概念，指濁流沉積被限制在一個(gè)極小盆地中，以至于不能維持單向流的存在。無(wú)論是“滯水（ponding）”和“容納濁流（contained turbidites）”，其所指代的概念隨著研究深入不斷具化，一般指濁流充填封閉洼地的底部，但無(wú)法越過(guò)限制該沉積區(qū)域(“mini-basin”,“silled sub-basin”,“ponded depocenter”)的邊界斜坡(“bounding slopes”,“sills”)。這一時(shí)期所強(qiáng)調(diào)的是濁流被盆底邊界完全容納。

Lomaset al.[1]在其專著Confined Turbidite Systems中首次提出“限制性濁流體系”概念，指重力流及其沉積明顯受到盆底地形影響的情形，但明確了不包含完全容納（complete containment）的情況。

此外，與限制性沉積密切關(guān)聯(lián)的另一概念是“流體反射與偏轉(zhuǎn)（flow reflection and deflection）”。van Andelet al.[10]在對(duì)大西洋中脊兩側(cè)山谷中第四紀(jì)受限制沉積物的研究中推測(cè)，濁流從邊界斜坡反射是其巖心中重復(fù)出現(xiàn)粒度變化剖面的主要原因。Picketinget al.[11]根據(jù)濁流古流向反射的證據(jù)判斷加拿大魁北克Cloridorme地層中濁流發(fā)育受限制，并將其解釋為大規(guī)模濁流在盆地邊界斜坡發(fā)生反射和偏轉(zhuǎn)的結(jié)果。隨后，在濁流與盆地邊界或盆內(nèi)斜坡發(fā)生相互作用的其他案例中，也識(shí)別了大量流體反射及偏轉(zhuǎn)的古流向指示標(biāo)記[12-13]。這種相互作用產(chǎn)生的影響通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)也進(jìn)行了廣泛研究[14-18]。

限制性沉積概念在空間與時(shí)間尺度上并非固定不變。在空間尺度上，限制性沉積概念中還隱含水流強(qiáng)度（flow magnitude）與沉積中心（depocenter）的相對(duì)大小關(guān)系。一般使用“水流效率（flow efficiency）”來(lái)進(jìn)行描述，指流體向盆地輸送沉積物（尤其是砂體）的能力。對(duì)于小流量、低水流效率的沉積重力流，即使在小盆地中也可表現(xiàn)為非限制性發(fā)育特征；相反，即使在大型盆地中，大規(guī)模流體也可以與盆地邊界斜坡產(chǎn)生相互作用。在時(shí)間尺度上，假定沉積物供應(yīng)不產(chǎn)生大規(guī)模改變，那么沉積體系則隨時(shí)間反映出限制性逐漸減弱的特征；相反的情況可能在某些擠壓環(huán)境中發(fā)生。

近年來(lái)，有學(xué)者嘗試對(duì)限制性沉積概念進(jìn)行量化，F(xiàn)ellettiet al.[7]提出“限制程度（degree of confinement）”的概念，通過(guò)建立砂體厚度與數(shù)量分布關(guān)系，量化濁流在盆地中受限制程度。

傳統(tǒng)研究認(rèn)為形成限制性沉積的主控因素是構(gòu)造作用，如大規(guī)模構(gòu)造特征、局部斷層崖、褶皺或盆地底部細(xì)微擾動(dòng)引起的傾斜和斷層作用等。近年來(lái)，有學(xué)者將沉積作用控制也引入限制性沉積成因中。Doddet al.[19]提出“部分限制（partial confinement）”的概念，指代沉積作用形成的地形控制后期濁流行進(jìn)的路徑及沉積。

綜上所述，圍繞限制性沉積研究主要集中于國(guó)外學(xué)者的海相濁流沉積體系，以“限制性濁流體系（confined turbidite system）”概念應(yīng)用最廣，然而這一概念無(wú)法涵蓋近年來(lái)筆者在陸相湖盆環(huán)境下發(fā)現(xiàn)的限制性河流體系、限制性三角洲體系等陸相沉積體系。本文在綜合考慮國(guó)內(nèi)外關(guān)于限制性沉積研究各種術(shù)語(yǔ)后，提出“限制性沉積體系（confined sedimentary system）”概念，涵蓋不同背景下發(fā)育的各種類型的限制性沉積體系。

1.2 限制性沉積體系類型

依據(jù)限制發(fā)育期次、主控因素、控制部位以及控制程度的差異，可以從不同角度對(duì)限制性沉積體系進(jìn)行類型劃分和定性描述。

1.2.1 按照限制發(fā)育期次劃分

根據(jù)限制性沉積體系發(fā)育期次，可以劃分為單期限制[13]與多期限制[20-21]（圖1）。單期限制實(shí)例如Smith[13]記錄的加蓬近海盆地早白堊世同生裂谷期發(fā)育的湖相濁流體系，其早期沉積受活動(dòng)斷裂誘發(fā)的同沉積斜坡地形所限制，斜坡中心部位沉積厚度大且向邊緣厚度迅速減薄，并在邊緣部位發(fā)現(xiàn)上超終止的特征；晚期由于斷裂活動(dòng)停止與沉積充填作用導(dǎo)致地形平坦，晚期砂體形態(tài)以席狀砂為主，沉積厚度較薄且厚度變化較小，平面延伸距離廣。多期限制的典型實(shí)例，如加利福尼亞西南海岸濁流體系[20]、尼日爾三角洲大陸坡限制性重力流體系[21]等。這些地區(qū)在陸坡上發(fā)育沖斷帶、褶皺帶或鹽底辟等形成的一系列微型盆地是控制形成限制性沉積的主要原因。濁流體系順物源方向依次填充微型盆地，形成空間上順次排布的多期限制沉積。

圖1 按不同發(fā)育期次劃分的限制性沉積體系（據(jù)文獻(xiàn)[13,20-21]修改）（a）～(d)指示沉積區(qū)B1～B3依次沉積充填過(guò)程Fig.1 Confined sedimentary system subdivided by various sedimentary stages (modified from references [13,20-21])

1.2.2 按照限制主控因素劃分

限制性地貌控制發(fā)育限制性沉積體系，根據(jù)限制性地貌成因可以劃分為早期地形控制[22-23]、同沉積地形控制[19]、同沉積斷裂控制[2,9]、復(fù)合控制[6]等類型（圖2）。早期地形控制即在沉積體系發(fā)育前由于構(gòu)造作用、鹽拱等在沉積區(qū)形成限制性地貌[22]，沉積空間展布可以呈狹長(zhǎng)條帶形或局限盆地形，晚期發(fā)育的沉積體系在限制性空間內(nèi)展布并遷移，但無(wú)法越過(guò)周圍限制斜坡邊界。同沉積地形控制一般發(fā)生在多物源注入的湖盆中央，不同物源來(lái)向的沉積體系在湖盆中心堆積形成高低起伏的沉積地貌，對(duì)后期注入的沉積物形成分隔與阻擋作用，影響并改造后期沉積體系的搬運(yùn)方向，對(duì)后期沉積體系形成限制[19]。同沉積斷裂控制即在沉積作用進(jìn)行時(shí)由于同生斷裂活動(dòng)使沉積體系沿限制性空間內(nèi)展布，無(wú)法自由搬運(yùn)呈輻射狀擴(kuò)散，這種控制作用多形成狹長(zhǎng)條帶狀沉積空間與狹長(zhǎng)形、長(zhǎng)距離搬運(yùn)沉積體系[9]。復(fù)合控制是在上述兩種或多種控制因素疊加作用下形成的限制性地貌，地貌特征根據(jù)不同疊加因素具有不同展布形態(tài)，如鹽拱與同生斷裂活動(dòng)共同控制形成的局限盆地[6]等。

圖2 按限制性地貌成因劃分的限制性沉積體系（據(jù)文獻(xiàn)[2,6,9,19,22-23]修改）Fig.2 Confined sedimentary system subdivided by various sedimentary controlling factors (modified from references [2,6,9,19,22-23])

1.2.3 按照限制控制部位劃分

根據(jù)限制性地貌對(duì)沉積體系作用部位的差異，可以將限制性沉積體系劃分為前緣限制、側(cè)緣限制與周緣限制三種（圖3）。前緣限制即在沉積搬運(yùn)方向或滑塌沉積前方形成限制性地貌[9,24]，限制性地貌走向可與沉積搬運(yùn)方向垂直或呈一定角度，通過(guò)阻擋作用調(diào)整沉積體沿限制性地貌走向展布；并且由于沉積體受地貌限制無(wú)法呈輻射狀分布，過(guò)量沉積物堆積在靠近限制性地貌一側(cè)出現(xiàn)前端增厚的特征。滑塌沉積前方若存在限制性地貌會(huì)形成類似“逆沖推覆”的特殊沉積結(jié)構(gòu)[24]（圖3）。側(cè)緣限制是在沉積搬運(yùn)方向兩側(cè)形成限制性地貌，沉積體在限制性地貌夾持下形成的限制性空間內(nèi)發(fā)育且不同期次間被相互分隔（圖3），沉積地層向兩側(cè)具有上超地震反射終止特征。周緣限制即在沉積搬運(yùn)方向兩側(cè)及前方均發(fā)育限制性地貌，沉積體被地貌完全限制。

圖3 按不同控制部位劃分的限制性沉積體系（據(jù)文獻(xiàn)[23]修改）Fig.3 Confined sedimentary system subdivided by various sedimentary positions (modified from reference [23])

近年來(lái)也有學(xué)者按照“源—匯”系統(tǒng)概念對(duì)不同區(qū)域沉積與構(gòu)造地形關(guān)系進(jìn)行梳理[25]（圖4）。當(dāng)構(gòu)造抬升速率大于沉積充填速率情況下（圖4 左側(cè)部分），物源區(qū)與搬運(yùn)區(qū)內(nèi)通道受大規(guī)模構(gòu)造地形阻擋，搬運(yùn)方向發(fā)生大規(guī)模偏轉(zhuǎn)，并伴隨彎曲度和平均彎曲帶寬度的降低（圖4a）。這種偏轉(zhuǎn)也會(huì)發(fā)生在通過(guò)分段邊界地形低點(diǎn)時(shí)，由于局部構(gòu)造抬升導(dǎo)致下傾方向發(fā)育可容納空間，通道逐漸向局部地形低點(diǎn)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)平均彎曲帶寬度增加（圖4b，d）。當(dāng)分段邊界地形低點(diǎn)處寬度較窄（例如小于2 km），會(huì)導(dǎo)致通道在穿過(guò)該低點(diǎn)位置時(shí)寬度變窄同時(shí)下切深度增大，并在穿過(guò)低點(diǎn)位置向下傾部位輸送時(shí)增大通道寬度和彎曲度（圖4c）。分段邊界處地形低點(diǎn)也是通道與沉積朵體轉(zhuǎn)換帶（CLTZ）的重要控制因素（圖4f～h）。即使在構(gòu)造抬升與沉積充填速率大致均衡條件下（圖4g），前者也可繼續(xù)細(xì)微地控制CLTZ的位置。由于局部地形梯度的突然降低，CLTZ在通過(guò)分段邊界后立即保持固定，從而標(biāo)志著從通道向沉積體的過(guò)渡。對(duì)沉積區(qū)來(lái)說(shuō)，沉積體延伸方向前緣、側(cè)緣若存在地形阻擋，可以形成不同類型的限制性沉積體（圖4i～l）。當(dāng)沉積體延伸方向與阻擋地形走向垂直時(shí)，沉積體靠近阻擋地形端會(huì)沿地形走向的兩側(cè)拉長(zhǎng)，整體呈三角形展布形態(tài)（圖4i）；當(dāng)沉積體延伸方向與阻擋地形走向斜交時(shí)，沉積體形態(tài)會(huì)被拉長(zhǎng)，并沿軸向發(fā)生轉(zhuǎn)向，并平行于阻擋地形走向（圖4j，k）。當(dāng)非限制性沉積體延伸方向周緣存在構(gòu)造地形完全阻擋，沉積體將堆積在構(gòu)造的上傾區(qū)域并可能完全充填微型盆地（圖4l）。

圖4 按源—匯系統(tǒng)劃分的限制性沉積體系（據(jù)文獻(xiàn)[26-32]修改）（a）前緣限制：構(gòu)造附近大規(guī)模（＞5 km）通道偏離；（b）側(cè)緣限制：朝向分段邊界的通道偏離與重新匯聚；（c）側(cè)緣限制：通道經(jīng)過(guò)分段邊界變窄，下切侵蝕增強(qiáng)，向坡下通道曲度增加；（d）側(cè)緣限制：通道向坡下位置偏離；（e）前緣限制：構(gòu)造附近的小規(guī)模（＜5 km）通道偏離；（f）CLTZ 經(jīng)過(guò)狹窄阻塞點(diǎn)并向坡下運(yùn)移；（g）CLTZ 經(jīng)過(guò)平緩褶皺并向坡下運(yùn)移；（h）沿構(gòu)造高點(diǎn)發(fā)生撕裂及分叉；（i）前緣限制：對(duì)朵體前端形成變形和改道；（j）側(cè)緣限制：對(duì)朵體形成偏轉(zhuǎn)和改道；（k）側(cè)緣限制：對(duì)朵體形成偏轉(zhuǎn)和改道；（l）周緣限制：對(duì)朵體形成完全限制和堵塞；（m）朵體垂向補(bǔ)償疊置Fig.4 Confined sedimentary system subdivided by source to sink (modified from references [26-32])

1.2.4 按照限制控制程度劃分

根據(jù)沉積體系被限制程度不同可以劃分為非限制性沉積體系、半（弱）限制性沉積體系和全限制性沉積體系[3-4,33]（圖5）。非限制性沉積體系即不同期次朵葉體在開(kāi)闊沉積背景下呈輻射狀自由展布（圖5b，c），不同期次水道可發(fā)生任意擺動(dòng)或遷移；半（弱）限制性沉積體系指沉積搬運(yùn)方向前緣或側(cè)緣受地貌阻擋，導(dǎo)致不同期次沉積體在有限空間內(nèi)發(fā)生擺動(dòng)或遷移（圖5a～c）；全限制性沉積體系指不同期次沉積體被限制性地貌所完全控制，導(dǎo)致沉積中心垂向上無(wú)法發(fā)生偏轉(zhuǎn)或遷移（圖5a），并且在平面上沿沉積搬運(yùn)方向持續(xù)推進(jìn)（圖5b），沉積空間往往狹長(zhǎng)呈條帶狀展布（圖5c）。

圖5 按不同限制程度劃分的限制性沉積體系及特征差異（據(jù)文獻(xiàn)[3-4,33]修改）（a）剖面特征差異；（b）平面展布特征差異；（c）空間演化模式差異Fig.5 Confined sedimentary system subdivided by various confined degree (modified from references [3-4,33])

1.3 限制性沉積體系研究手段

1.3.1 沉積物理模擬

應(yīng)用沉積物理模擬可以通過(guò)調(diào)整物理參數(shù)，研究沉積體系形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)限制性地貌的響應(yīng)變化。Al Ja’Aidiet al.[18]利用在模擬濁流流動(dòng)方向上設(shè)置一個(gè)弧形障礙物建立限制性地貌，通過(guò)不斷增加細(xì)粒物質(zhì)比例以提高水流效率（flow efficiency），進(jìn)而研究模擬濁流形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)限制性地貌的響應(yīng)。隨著水流效率提高，到達(dá)限制性地貌的沉積物比例和越過(guò)該地貌的比例均不斷增加。因此，水流效率能夠參與決定封閉盆地對(duì)沉積物是否起到限制性作用以及限制的有效性。此外，對(duì)于高水流效率，Al Ja’Aidiet al.[18]開(kāi)展了進(jìn)一步分析，發(fā)現(xiàn)不同成因的高水流效率流體，其與限制性地貌的作用部位也有差異。對(duì)于攜帶較高比例細(xì)粒物質(zhì)形成的高水流效率模擬濁流，水流在其側(cè)向邊緣與限制性地貌發(fā)生相互作用；而因?yàn)檩^高流量形成的高水流效率模擬濁流，水流在其行進(jìn)方向遠(yuǎn)端與限制性地貌發(fā)生相互作用。

1.3.2 露頭及巖心分析

露頭及巖心分析是研究沉積體系內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要手段。Mariniet al.[3]對(duì)意大利東部拉加盆地野外露頭進(jìn)行沉積結(jié)構(gòu)分析，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)統(tǒng)計(jì)沉積厚度、沙泥比例、古流向和特殊沉積相等記錄濁流流速場(chǎng)和流變學(xué)特征的參數(shù)，推導(dǎo)濁流與盆地邊界斜坡是否發(fā)生相互作用；特別將超覆終止點(diǎn)附近發(fā)現(xiàn)的濁積物和分選較差的富含泥質(zhì)碎屑沉積物的共生組合解釋為從濁流到泥石流的水流轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物，并認(rèn)為這是由于濁流撞擊到海底阻礙地形而導(dǎo)致的快速減速；最終通過(guò)比較提出了兩種組成端元：限制性席狀朵體和半限制性“鋸狀”朵體。

1.3.3 地震資料分析

應(yīng)用地震資料主要從宏觀尺度分析限制性沉積體系，包括沉積體平面展布與盆地內(nèi)構(gòu)造及地形的耦合特征。Fugelliet al.[2]應(yīng)用三維地震資料對(duì)挪威海域D?nna 階地及內(nèi)部限制性沉積體系進(jìn)行了精細(xì)解剖，通過(guò)地震剖面及屬性平面分析認(rèn)為階地內(nèi)沉積體系被兩側(cè)繼承性地形所限制，主要展布在近南北向的狹長(zhǎng)通道內(nèi)。該研究認(rèn)為確定沉積體系橫向或縱向展布對(duì)于有效預(yù)測(cè)儲(chǔ)層厚度及質(zhì)量、沉積尖滅類型和儲(chǔ)層連通性極為重要，縱向尖滅的沉積體系可能意味著遠(yuǎn)端含沙量高于側(cè)向尖滅部位。

2 陸相盆地限制性沉積體系研究實(shí)例

陸相盆地存在多期多幕的構(gòu)造特征和盆緣、盆內(nèi)凸起聯(lián)合供源的物源特征，這些斷裂切過(guò)盆緣、盆內(nèi)凸起的過(guò)程中，和物源供源方向形成三種耦合模式，垂直斷層、轉(zhuǎn)換帶和平行斷層，垂直斷層會(huì)形成扇三角洲等沉積，轉(zhuǎn)換帶會(huì)形成辮狀河三角洲，如果物源供源方向和斷裂走向一致的時(shí)候，會(huì)形成限制性沉積體系。

2.1 新疆喀什現(xiàn)代半限制性河流—三角洲體系

除地質(zhì)歷史時(shí)期發(fā)育海相限制性濁流體系之外，陸相環(huán)境背景下現(xiàn)代限制性沉積同樣普遍存在。以新疆喀什地區(qū)發(fā)育的半限制性河流—三角洲體系為例（圖6a），該地區(qū)受板塊擠壓作用影響形成一系列南西—北東走向隆起帶，對(duì)沿南東方向搬運(yùn)的河流產(chǎn)生不同程度的阻擋作用，在隆起帶兩側(cè)發(fā)育不同類型、多期次的限制性沉積。按限制發(fā)育期次劃分，該限制性沉積屬于多期限制，圖中北側(cè)河流沿南東方向首先受到第一道隆起帶（分水嶺1）的限制作用，改變搬運(yùn)方向并沿隆起帶走向發(fā)育限制性沉積體1；隨后河流通過(guò)隆起帶分段邊界地形低點(diǎn)繼續(xù)向南東方向搬運(yùn)，在兩條隆起帶夾持區(qū)發(fā)育第二期限制性沉積體2；南側(cè)河流同樣受到隆起帶阻隔發(fā)育多期限制性沉積體3、4 及非限制性沉積體5（圖6b）。按限制主控因素劃分，該限制性沉積屬于受早期地形控制，早期形成的隆起帶對(duì)該地區(qū)沉積體影響主要體現(xiàn)在：（1）影響或調(diào)節(jié)物源搬運(yùn)方向，使其沿限制性地貌走向延伸；（2）改造沉積展布形態(tài)，受限制性地貌不同程度影響，形成三角形、條帶形等特殊展布形態(tài)。按照限制控制部位劃分，限制性沉積體1被前方隆起完全阻擋，水流方向由南轉(zhuǎn)向北東并在東側(cè)形成小規(guī)模匯水盆地，沉積體呈三角形展布，屬于前緣限制；限制性沉積體2、3、4可以見(jiàn)到明顯的河流流向偏轉(zhuǎn)，貼近隆起并沿低部位向前展布，中部平坦區(qū)域向北延伸，整體呈長(zhǎng)條形展布，屬于側(cè)緣限制（圖6b）。按照限制控制程度劃分，沉積體1～4 屬于半限制性沉積，只受到前緣或側(cè)緣單一維度的隆起帶限制；沉積體5 呈輻射狀展布不受地形限制，屬于非限制性沉積（圖6b）。

圖6 新疆喀什現(xiàn)代限制性沉積實(shí)例（a）原始衛(wèi)星圖片；（b）解釋成果圖Fig.6 Modern example of a confined sedimentary system from Kashgar,Xinjiang(a) original satellite picture;(b) satellite picture with interpretation

2.2 渤海灣盆地渤中凹陷限制性三角洲

渤海灣盆地渤中凹陷古近紀(jì)時(shí)期，通過(guò)地震相特征與展布分析，我們識(shí)別出兩種典型地震相：靠近沉積中心并呈朵葉狀分布、中強(qiáng)振幅—中連續(xù)—中高角度前積反射地震相；以及位于渤南低凸起斜坡區(qū)并呈條帶狀分布、中強(qiáng)振幅—低連續(xù)—“蠕蟲(chóng)狀”雜亂反射地震相。結(jié)合已鉆井信息進(jìn)行地震相—沉積相轉(zhuǎn)換，認(rèn)為前者屬于渤海古近紀(jì)時(shí)期典型辮狀河三角洲沉積，而后者則是一種少見(jiàn)的沉積相類型。對(duì)比發(fā)現(xiàn)該沉積體地震反射特征、內(nèi)部結(jié)構(gòu)與幾何形態(tài)均不同于辮狀河三角洲、扇三角洲、濁積扇等常見(jiàn)沉積相類型，綜合該沉積體地震反射特征及沉積背景，認(rèn)為其屬于“限制性三角洲”，判斷依據(jù)主要為以下幾方面。

1）相互分隔、帶狀分布的古地理格局

渤中凹陷南部斜坡區(qū)自西南向東北共發(fā)育6 條古溝谷（圖7a，b），古溝谷兩側(cè)往往被低凸起所分隔，形成“隆凹相間，帶狀分布”的古地理格局（圖7a），同時(shí)也導(dǎo)致條帶狀延伸的限制性可容納空間。

圖7 渤海灣盆地渤中凹陷限制性三角洲發(fā)育背景及特征（a）東二段時(shí)期古地貌圖；（b）東二段時(shí)期古地貌疊合沉積相圖；（c）限制性三角洲垂直物源方向典型剖面；（d）限制性三角洲順物源方向典型剖面Fig.7 Characteristics of a confined delta system from Bozhong Depression,Bohai Bay Basinpaleogeomorphology map of (a) Second member of the Dongying Formation (b) and sedimentary system spatial distribution model;seismic cross section (c) along orthogonal direction to the sediment transport direction and (d) parallel to the sediment transport direction

2）沉積體左右兩側(cè)發(fā)育受溝谷限制，形成帶狀分布的沉積中心

垂直物源方向同時(shí)切過(guò)沉積體地震剖面顯示，各沉積體間被低凸起或斷層所分隔，各自沉積中心受限于古溝谷內(nèi)部，與正常三角洲形成的放射狀或朵葉狀沉積形態(tài)有明顯差異（圖7c）。

3）具有較大厚長(zhǎng)比和長(zhǎng)寬比

相比于研究區(qū)內(nèi)靠近沉積中心、正常開(kāi)闊條件形成的辮狀河三角洲，位于斜坡區(qū)的沉積體具有較大長(zhǎng)寬比和厚長(zhǎng)比值。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，辮狀河三角洲厚長(zhǎng)比為2.2×10-2～3.6×10-2，而斜坡區(qū)沉積體厚長(zhǎng)比值為4.8×10-2～6.6×10-2，明顯大于辮狀河三角洲。此外，辮狀河三角洲長(zhǎng)寬比為0.58～1.68，斜坡區(qū)沉積體長(zhǎng)寬比為1.13～2.75，斜坡區(qū)沉積體明顯具有“條帶狀”分布的特點(diǎn)。

4）沉積物大量堆積在沉積體前端

斜坡區(qū)沉積體在順物源方向地震剖面顯示出不同程度的前端增厚特征（圖7d），該現(xiàn)象說(shuō)明有較多比例的沉積物卸載在沉積體的前端部位，這與條帶狀分布限制性的可容納空間關(guān)系密不可分。

5）“蠕蟲(chóng)狀”雜亂—前積地震反射

從地震相內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)上分析，正常辮狀河三角洲的地震反射結(jié)構(gòu)往往表現(xiàn)為中—高連續(xù)性的斜交前積反射，而斜坡區(qū)的沉積體地震反射結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為“蠕蟲(chóng)狀”雜亂—前積反射（圖7d）。地震相特征的差異表明斜坡區(qū)沉積體在沉積時(shí)水動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)，為牽引流—重力流過(guò)渡的水動(dòng)力特征。

根據(jù)前文所劃分的限制性沉積體系類型，從限制發(fā)育期次的角度，研究區(qū)主要為單期限制沉積，沉積物第一期堆積在限制性斜坡溝谷內(nèi)，之后越過(guò)前方斜坡邊界斷裂，在渤中凹陷發(fā)生第二期非限制性沉積作用；從限制主控因素的角度，研究區(qū)限制性三角洲主要受先期地形與同沉積斷裂活動(dòng)組成的復(fù)合因素控制，斜坡古溝谷形成的狹長(zhǎng)條帶形沉積空間限制了沉積體向兩側(cè)自由展布，沉積物搬運(yùn)方向前方發(fā)育的同沉積斷裂形成一定阻擋作用，共同將沉積體圍限在斜坡溝谷內(nèi)部；從限制控制部位與控制程度的角度，根據(jù)上述分析可知，研究區(qū)限制性三角洲屬于周緣限制、全限制性沉積體系。

2.3 珠江口盆地白云凹陷限制性辮狀河三角洲

流花34-7構(gòu)造位于珠江口盆地白云凹陷東部云東低凸起西側(cè)2 號(hào)斷溝內(nèi)，水域深度大約680～1 210 m，受斷溝地貌控制發(fā)育典型的限制性辮狀河三角洲（圖8）。

圖8 白云凹陷流花34-7 限制性三角洲發(fā)育模式Fig.8 Model of a confined delta system from LH34-7,Baiyun Depression

通過(guò)地震剖面及鉆井揭示，流花34-7 構(gòu)造內(nèi)部發(fā)育前積反射特征明顯的多期辮狀河三角洲地震反射特征（圖8）。其中，第①期三角洲整體呈現(xiàn)兩個(gè)不同的小規(guī)模的三角洲呈相互分隔的狀態(tài)，受早期地形地貌限制較強(qiáng)，整體較為孤立；第②期演化階段，兩個(gè)辮狀河三角洲呈逐漸匯合的趨勢(shì)，地形地貌對(duì)該三角洲體系的約束相對(duì)減弱，三角洲發(fā)育的位置分布呈逐步靠近、逐漸聚攏特征，其推進(jìn)距離最遠(yuǎn)；第③期演化階段，兩大三角洲完全匯合，形成一個(gè)規(guī)模更大的辮狀河三角洲沉積體系，在沉積演化的過(guò)程中，逐漸呈合二為一的狀態(tài)，但與第二期相比而言，其推進(jìn)距離及三角洲整體規(guī)模有所減小并逐漸萎縮（圖8）。整體而言，流花34-7 斷溝發(fā)育多期限制性辮狀河三角洲沉積，發(fā)育方向整體順著長(zhǎng)軸方向逐步向前進(jìn)積，沉積規(guī)模呈先增大后減小，受斷溝地貌限制程度逐步減弱的特征。

按照限制性沉積體系類型進(jìn)行劃分，從限制發(fā)育期次的角度，研究區(qū)屬于典型的多期限制沉積，沉積物依次充填流花34-7 斷溝內(nèi)的次級(jí)溝谷，逐期沿物源方向向遠(yuǎn)端推進(jìn)；從限制主控因素分析，屬于早期地形與同沉積斷裂組成的復(fù)合因素控制，流花34-7 斷溝內(nèi)狹長(zhǎng)條帶狀沉積空間是由先存隆凹相間的古地貌與活動(dòng)斷裂共同作用下所形成；從限制控制部位分析，第①期為周緣限制，第②、③期為側(cè)緣限制，但第②期受側(cè)緣限制作用強(qiáng)于第③期，第②期側(cè)緣限制作用影響整個(gè)沉積體呈狹長(zhǎng)條帶狀展布，第③期近端受側(cè)緣影響呈條帶狀，遠(yuǎn)端受側(cè)緣限制影響較弱呈朵葉狀展布；基于上述分析，從限制控制程度角度，第①期為全限制，第②、③期為半限制，且第③期受限制影響弱于第②期。

3 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

限制性沉積體系作為沉積過(guò)程受地形地貌不同程度約束而形成的特殊沉積類型，深入研究其沉積結(jié)構(gòu)與形態(tài)展布、時(shí)空分布規(guī)律與發(fā)育模式，細(xì)化限制性發(fā)育程度與指代標(biāo)志，探討沉積體物理參數(shù)與限制性程度的關(guān)聯(lián)性，對(duì)完善限制性沉積理論，預(yù)測(cè)其能源資源效應(yīng)具有重要啟示作用。限制性沉積體系未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要側(cè)重于四個(gè)方面。

3.1 細(xì)化限制“程度”概念

從van Andelet al.[10]于1969 年最早提出“滯水（ponding）”概念到Lomaset al.[1]在2004 年出版Confined Turbidite Systems專著的大約30 年時(shí)間里，國(guó)外學(xué)者一直認(rèn)為限制性沉積體系是被封閉地形完全容納以致不能越過(guò)邊界斜坡，強(qiáng)調(diào)完全限制與非限制的二元關(guān)系。隨后，三分的觀點(diǎn)在很長(zhǎng)一段時(shí)間里被大家接受，即全限制性、弱（半）限制性和非限制性[4,33-34]三種狀態(tài)。上述劃分方法雖然對(duì)沉積體系的受限制狀態(tài)進(jìn)行了粗略劃分，但實(shí)際情況是這種狀態(tài)隨時(shí)間是一個(gè)連續(xù)變化過(guò)程，而非離散狀態(tài)或者固定不變。例如，F(xiàn)ellettiet al.[7]指出意大利北部漸新世濁流體系從盆地底部到頂部沉積充填的受限制程度是逐漸減弱的過(guò)程，這種情況下如何界定全限制與半限制、半限制與非限制的臨界狀態(tài)，以及半限制狀態(tài)內(nèi)部的變化，是無(wú)法通過(guò)三分理論來(lái)解決的。因此，細(xì)化限制“程度”是限制性沉積體系研究走向系統(tǒng)化、精細(xì)化的必然趨勢(shì)。

近年來(lái)，國(guó)外學(xué)者在不斷尋找能夠指示沉積體系受限制程度的指標(biāo)[4,7-8]。例如，F(xiàn)ellettiet al.[7]提出通過(guò)統(tǒng)計(jì)砂體厚度與數(shù)量，利用雙對(duì)數(shù)曲線圖中曲線拐點(diǎn)處斜率的變化差異可以指示流體流變性的變化與關(guān)鍵砂體厚度是否缺失，進(jìn)而指示沉積體系受限制程度的差異；Moodyet al.[4]利用統(tǒng)計(jì)不同分支水道古流向方法來(lái)識(shí)別不同程度的限制性水道體系，弱限制性水道體系內(nèi)分支水道古流向相對(duì)發(fā)散，強(qiáng)限制性水道體系古流向相對(duì)匯聚；Liuet al.[8]提出通過(guò)統(tǒng)計(jì)砂體扁平率反映水流效率與限制程度差異，認(rèn)為高度限制性的流體具有較高的扁平率（即較低的側(cè)向減薄速率），隨著限制程度降低砂體扁平率隨之下降。上述學(xué)者利用所提出方法在各自研究區(qū)取得了較好應(yīng)用效果，但在其他地區(qū)能否應(yīng)用仍存在疑問(wèn)。此外，上述方法主要借助野外露頭觀測(cè)，對(duì)地下地質(zhì)體以及海域研究區(qū)則難以實(shí)現(xiàn)，因此借助二維或三維地震資料的限制性程度判別指標(biāo)與方法也是未來(lái)發(fā)展的重要趨勢(shì)。

3.2 從定性走向半定量、定量

在過(guò)去相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，對(duì)限制性沉積體系的研究主要集中在定性描述的層次，主要借助野外露頭、二維/三維地震的直觀觀測(cè)，定性描述限制發(fā)育期次、受限制程度、受限制部位、地層結(jié)構(gòu)等內(nèi)容。近年來(lái)半定量—定量研究是沉積學(xué)研究領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)，限制性沉積體系也不例外，未來(lái)將主要集中在研究手段的量化與研究?jī)?nèi)容的量化兩個(gè)層面開(kāi)展深入研究。在研究手段量化方面，近年來(lái)國(guó)外學(xué)者挖掘沉積體系內(nèi)部數(shù)理信息，借助統(tǒng)計(jì)學(xué)、函數(shù)分析等手段，在定性描述限制性沉積體系方面取得新進(jìn)展[3,7-8,33]。例如Picotet al.[33]通過(guò)對(duì)剛果扇200 ka 以來(lái)52 個(gè)水道—堤岸—朵葉復(fù)合體的結(jié)構(gòu)參數(shù)統(tǒng)計(jì)，以鄰近期次復(fù)合體側(cè)向展布寬度、朵體長(zhǎng)寬比等參數(shù)將復(fù)合體劃分為進(jìn)積型或輻射型，并以此為依據(jù)界定復(fù)合體是否受到地形限制；Mariniet al.[3]通過(guò)對(duì)意大利亞平寧山脈四個(gè)第三系限制性盆地中不同時(shí)期砂體厚度及數(shù)量的統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)隨著從早到晚盆地限制性減弱，厚層砂體數(shù)量在四個(gè)盆地中均逐漸降低的規(guī)律，并提出將濁流砂體厚度分布統(tǒng)計(jì)中的尾段厚層部分作為判斷流體受限制程度的重要指標(biāo)。在研究?jī)?nèi)容量化方面，目前相關(guān)研究報(bào)道較少，其中亟需開(kāi)展的是沉積體系隨限制程度變化其形態(tài)結(jié)構(gòu)的量化響應(yīng)研究，這對(duì)油氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)具有重要實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。Al Ja’Aidiet al.[18]利用沉積物理模擬了在相同受限制程度下，通過(guò)定量改變流體性質(zhì)來(lái)觀測(cè)沉積體系形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化，但因?yàn)橹辉O(shè)計(jì)了一種限制約束條件，無(wú)法了解到同一類型沉積流體在不同限制約束條件下其形態(tài)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)變化。

3.3 從單一海相濁流體系走向多元環(huán)境沉積體系

以往對(duì)限制性沉積研究集中在海相盆地濁流體系中[1-3,6,21]，研究對(duì)象類型較為單一，對(duì)陸相盆地背景或非濁流體系研究較少。實(shí)際上，由于海相盆地大陸架和海盆構(gòu)造及地貌背景簡(jiǎn)單，限制性沉積主要發(fā)育在大陸斜坡上的微型盆地內(nèi)；同時(shí)物源經(jīng)活動(dòng)峽谷輸入，物源來(lái)向較為單一，導(dǎo)致限制性沉積類型及控制因素相對(duì)較少。相比之下，陸相盆地構(gòu)造活動(dòng)頻繁、物源來(lái)向多元、沉積空間有限、沉積類型豐富等特征，為限制性沉積發(fā)育提供了天然有利場(chǎng)所，易于形成多類型、多控制因素的限制性沉積體系，能夠極大豐富限制性沉積的內(nèi)涵。近年來(lái)以國(guó)內(nèi)學(xué)者為代表，越來(lái)越多研究人員將限制性沉積研究引入陸相盆地及非濁流體系[5,9,34]，如限制性河流體系、限制性三角洲體系等，不斷擴(kuò)展和豐富限制性沉積體系的研究范疇。在豐富限制性沉積體系研究對(duì)象的同時(shí)，還需要總結(jié)不同類型沉積體系由于流體性質(zhì)差異（濁流、牽引流）等因素的影響，在受限制性約束后其形態(tài)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)差異，真正將限制性沉積研究體系化。

3.4 加強(qiáng)在油氣儲(chǔ)層預(yù)測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用

一直以來(lái)限制性沉積研究主要停留在理論層面，對(duì)油氣勘探的指示意義討論稍顯不足。與非限制性沉積體系相比，限制性沉積體系儲(chǔ)層分布具有前端增厚[9]、扁平率高[8]、條帶狀分布[9]、厚層砂體數(shù)量占比相對(duì)較高[3]等獨(dú)特性，因此在油氣勘探及開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要開(kāi)展針對(duì)性的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)工作。此外，限制性地貌對(duì)儲(chǔ)層內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響討論較少，例如沉積流體與盆地邊界斜坡發(fā)生反射或折射作用后引起的剖面上粒度變化重復(fù)出現(xiàn)現(xiàn)象。另外，限制性沉積形成的巖性油氣藏，與常規(guī)相比更容易形成側(cè)向巖性尖滅，其油氣地質(zhì)意義也值得更進(jìn)一步探討。