珠江口盆地A井區珠江組下段潮汐作用對三角洲沉積影響的研究

潮汐是海水在日、月等天體的引力和地球的自轉離心力的共同作用下的規則運動,是造成海岸帶剝蝕、搬運和沉積的重要地質營力。隨著海平面的升降運動,潮汐作用會對三角洲前緣砂體進行改造。珠江口盆地在珠江組時期發生了大規模的海侵,古珠江三角洲沉積逐漸向陸后退,潮汐對古珠江三角洲前緣的改造作用增強[1]。筆者以前人對珠江口盆地珠江組時期沉積演化的研究成果為基礎[2～4],對A井區珠江組取心段巖心、巖石相組合及沉積模式進行分析研究,探討潮汐作用對三角洲沉積的影響。

1 研究區概況

珠江口盆地是華南大陸向南海水下延伸部分,由北向南劃分為北部斷階帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部坳陷帶和南部隆起帶5個東北向二級構造單元,各二級構造單元又細分為若干個凹陷和低隆起構造。A井區位于中央隆起帶東沙隆起的西北部(見圖1),該區所發育的地層自上而下包括第四系、上新統萬山組、中新統粵海組、韓江組和珠江組。

珠江口盆地第一次大規模海侵發生在晚漸新世末期的陸架沉降過程中,使長期處于封閉狀態的陸相斷陷湖盆逐漸向半封閉的海盆轉化。由于盆地與廣海之間的通道較狹窄,造成了半封閉淺海內較強烈的潮汐作用,潮汐砂體十分發育,珠江組沉積晚期是潮汐砂體發育的極盛期[5]。珠江口盆地沉積環境復雜,具有三角洲、濱岸、潮汐、陸棚和碳酸鹽臺地等多種沉積體系。在珠江組沉積時期,珠江口盆地發育了河流——三角洲,由于受到東沙隆起的阻隔,潮汐作用的影響明顯加強。A井區珠江組下段位于珠江口盆地三角洲沉積環境,屬于三角洲前緣沉積。

圖1 珠江口盆地A井區域位置圖

2 巖石相組合-沉積微相分析

通過對A井區珠江組巖心描述、巖相特征分析以及巖相組合研究,得出以下5個微相:三角洲前緣河口砂壩、三角洲前緣水下分流河道、三角洲前緣支流間灣、潮坪和潮汐砂壩。

2.1 三角洲前緣河口砂壩

沉積物主要由分選好、質純凈的細砂和粉砂組成,發育交錯層理、平行層理。粒度從粉砂到含礫砂巖,反映了水動力逐漸加強,層理發育的規模也變大。該巖石相組合從下到上由塊狀粉砂巖相、平行層理細砂巖相、小型交錯層理含礫砂巖相組成,粒度總體上呈向上變粗的反韻律,厚度約為2m(見圖2(a))。

2.2 三角洲前緣水下分流河道

沉積物以砂、粉砂為主,泥質極少,底部可為含礫砂巖或滯留礫石沉積。發育小型交錯層理、平行層理及沙紋層理。該巖石相組合從下到上由小型交錯層理含礫砂巖相、平行層理中砂巖相、沙紋層理粉砂巖相組成,粒度總體上呈向上變細的正韻律,厚度為8～16m(見圖2(b))。

2.3 三角洲前緣支流間灣

巖石粒度很細,以粘土沉積為主,含少量的粉砂巖和細砂。具水平層理,可見生物碎屑和豐富的蟲跡,生物擾動也很發育,偶見一些泥礫鑲嵌在粉砂巖中,雜亂排列。該巖石相組合由深色泥巖相、生物擾動粉砂巖相、生物碎屑粉砂巖相和含泥礫粉砂巖相構成,厚度約為7.5m(見圖2(c))。

2.4 潮坪

巖性主要為粉砂巖與薄層泥巖互層,其間夾有少許含礫粉砂巖,可見零星蟲跡,發育有脈狀層理、波狀層理、透鏡狀層理,與上覆地層呈漸變接觸。該巖石相組合由透鏡狀層理相異巖相、波狀層理相異巖相和脈狀層理相異巖相構成,厚度約為2m(見圖2(d))。

2.5 潮汐砂壩

巖性主要為細砂巖,發育平行層理、塊狀層理、雙向交錯層理,砂巖分選中等,與上覆地層呈漸變接觸。該巖石相組合自下而上主要由平行層理細砂巖相、雙向交錯層理細砂巖相、塊狀含礫砂巖相構成,總體上呈向上變粗的反韻律,厚度約為2m(見圖2(e))。

圖2 5種巖石相組合

3 沉積模式分析

從A井區珠江組下段的垂向沉積特征可以看出,水下分流河道是該三角洲前緣沉積的主體,但微相特征又明顯有別于正常的三角洲沉積,其間可見薄層的潮坪沉積和潮汐砂壩。從取心井段的巖性觀察來看,在發育的三角洲前緣沉積中,存在一些潮汐影響的典型沉積構造。在深度2527.60～2528.35m為潮坪沉積,該部分沉積物以砂巖和粉砂巖為主,泥質很少。由于受到潮汐作用的影響,自然伽馬曲線產生了明顯的鋸齒狀,發育有脈狀層理、波狀層理和透鏡狀層理等。結合當時的沉積背景,珠江組前期在惠州凹陷發育三角洲沉積,惠州凹陷東南部主要沉積三角洲前緣砂體,隨著海平面上升,東沙隆起西低東高,西部逐漸被淹沒,成為水下隆起,海水由惠州凹陷東南進入。雖然珠江口盆地為低潮環境,但是由于東沙隆起水下部分的遮擋,使得惠州凹陷東南部潮流作用增強,潮流作用對三角洲前緣砂體的改造,形成了垂直與三角洲砂體延伸方向的條帶狀潮汐砂脊。潮汐影響的三角洲的特征和河控三角洲的特征更接近,河流是三角洲的主控水動力條件,而潮汐作用主要對三角洲前緣的砂體進行改造。

4 結 語

通過對A井區珠江組下段的巖性、沉積構造、巖石相組合及垂向沉積特征進行研究,發現該段發育有5個微相,且水下分流河道是三角洲前緣沉積的主體,由于受到潮汐作用的影響,形成了薄層的潮坪沉積和潮汐砂壩。因此,A井區珠江組下段三角洲沉積確實受到潮汐作用的影響。

[1]施和生,李文湘,鄒曉萍,等.珠江口盆地 (東部)砂巖油田沉積相研究及其應用 [J].中國海上油氣 (地質),1999,13(3):181-188.

[2]石國平.珠江口盆地下中新早期的水下潮汐三角洲 [J].沉積學報,1989,7(1):34-36.

[3]劉曾勤,王英民,施和生,等.惠州地區珠江組下部層序劃分及沉積相展布特征[J].海洋地質動態,2010,26(5):8-14.

[4]鄧宏文,鄭文波.珠江口盆地惠州凹陷古近系珠海組近海潮汐沉積特征 [J].現代地質,2009,23(5):767-775.

[5]夏文杰.陸源碎屑潮汐沉積的判別標志[J].石油實驗地質,1982,4(4):28-31.