霸縣凹陷文安斜坡沙河街組一、二段物源綜合分析

黎 苗，吳東勝，何富貴 （長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢430100）

物源分析在確定沉積物物源位置及沉積物搬運(yùn)路徑、評(píng)價(jià)儲(chǔ)層品質(zhì)等方面具有重要作用［1-2］。經(jīng)過多年勘探，霸縣凹陷文安斜坡共發(fā)現(xiàn)了7套含油層系，其中有4套位于淺層漸新統(tǒng)地層中，前人對(duì)此開展了多項(xiàng)研究［3-5］，但對(duì)漸新統(tǒng)物源供給和流向方面缺乏相關(guān)探討。為此，筆者對(duì)霸縣凹陷文安斜坡沙河街組一、二段物源進(jìn)行綜合分析，為其地質(zhì)研究提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

霸縣凹陷位于冀中坳陷東部凹陷帶中部，為受牛東斷層活動(dòng)控制的西斷東超、西深東淺的繼承性斷陷盆地，凹陷走向?yàn)楸睎|向，面積約5600km2［3］。文安斜坡位于冀中坳陷霸縣凹陷東部，東鄰大城凸起，西與霸縣洼槽及馬西-鄚州洼槽相鄰，向南延伸到饒陽凹陷的南馬莊構(gòu)造帶，向北以里坦斷層與武清凹陷和楊村斜坡相隔。文安斜坡整體構(gòu)造背景為箕狀區(qū)域性西傾斷陷緩坡［4］，形成于基底斷塊的繼承性翹起作用，古近紀(jì)時(shí)期文安斜坡為一繼承性構(gòu)造沉積斜坡，自南向北發(fā)育4個(gè)寬緩的北西向鼻狀構(gòu)造，受區(qū)域沉積和構(gòu)造發(fā)育控制，鼻狀構(gòu)造背景上沉積坡折帶和撓曲坡折帶發(fā)育。該區(qū)下第三系發(fā)育東營組和沙河街組地層，東營組頂界與館陶組呈不整合接觸，沙河街組內(nèi)部發(fā)育沙一段上底界、沙一段下底界、沙二段底界等3個(gè)Ⅲ類層序界面。研究表明，沙一上亞段主要為辮狀河沉積，沙一下亞段發(fā)育湖泊相，沙二段則為辮狀河三角洲相。

2 重礦物特征

根據(jù)22口井457個(gè)砂巖樣品的重礦物鑒定分析，沙河街組一、二段常見的重礦物有鋯石、電氣石、金紅石、磁鐵礦、赤褐鐵礦、黑云母、磷灰石、柘榴子石、綠泥石、硬綠泥石、銳鈦礦、綠簾石、角閃石、輝石等。統(tǒng)計(jì)資料表明，重礦物組合在該研究區(qū)具有普遍性，主要為 “鋯石＋電氣石＋金紅石”組合，其在穩(wěn)定重礦物中占有較大比例，其次為磁鐵礦、赤褐鐵礦，而綠泥石、角閃石、石榴子石、綠簾石、銳鈦礦的百分含量較低。總體而言，對(duì)該研究區(qū)影響較大的母巖類型為巖漿巖，變質(zhì)巖影響較小。由于重礦物組合具有相似性，而母巖不同的沉積物具有不同的重礦物組合，所以重礦物組合是物源變化極為敏感的指標(biāo)。根據(jù)不同沉積時(shí)期水平方向上重礦物種類和含量變化的情況，可推測沉積物質(zhì)來源的方向［5］。

1）重礦物ZTR指數(shù)特征 重礦物穩(wěn)定系數(shù)是指重礦物中穩(wěn)定重礦物的含量，其中最常用的為ZTR指數(shù) （即極穩(wěn)定礦物 “鋯石＋電氣石＋金紅石”的百分含量），ZTR指數(shù)由小到大的方向指示物源方向［6］。因此，根據(jù)重礦物的ZTR指數(shù)可大致確定其搬運(yùn)方向與搬運(yùn)距離，從而判斷物源方向。依據(jù)現(xiàn)有的重礦物資料分析，繪制了目標(biāo)層沙河街組一、二段的重礦物ZTR指數(shù)等值線圖 （見圖1）。研究區(qū)沙一上亞段ZTR指數(shù)介于5%～15%之間，且向北東方向減小 （見圖1（a））；沙二段ZTR指數(shù)介于5%到18%之間，且向北東和南東方向減小 （見圖1（b））。

2）不穩(wěn)定重礦物分布特征 沙河街組一、二段不穩(wěn)定重礦物 （輝石＋角閃石）含量的平面等值線圖如圖2所示。沙一上亞段不穩(wěn)定重礦物等值線展布比較規(guī)律，其指數(shù)介于5%～80%之間，且向北東方向遞增 （見圖2（a））；沙二段不穩(wěn)定重礦物等值線有不同程度的向南轉(zhuǎn)移，指數(shù)介于5%～50%之間，且向北東和南西方向遞增 （見圖2（b））。

圖1 重礦物ZTR指數(shù)等值線圖

圖2 不穩(wěn)定重礦物 （輝石＋角閃石）含量

3 砂巖巖礦特征

碎屑組分及其組合特征與物源區(qū)關(guān)系密切。在搬運(yùn)過程中，隨著搬運(yùn)距離的增加，碎屑組分中的石英含量逐漸增加，長石和巖屑的含量逐漸減少，巖石的成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度增高［7］。該研究區(qū)沙一上亞段主要巖性為長石巖屑砂巖，在其西部分布有一定范圍的巖屑長石砂巖，其中沙一下亞段的西部局部有小范圍的長石砂巖，北部為大范圍的巖屑砂巖，而沙一上亞段則在東部分布有小范圍的巖屑砂巖（見圖3（a））。與之形成鮮明對(duì)比的是，沙二段主要巖性為巖屑長石砂巖，其東部有大面積的長石砂巖分布，在中部以及北部有局部長石巖屑砂巖 （見圖3（b））。

綜上所述，由東向西砂巖巖性分區(qū)表現(xiàn)為巖屑砂巖→長石巖屑砂巖→巖屑長石砂巖→長石砂巖，顯示沉積物來源于東部方向。

圖3 霸縣凹陷文安斜坡巖性分區(qū)圖

4 石英含量特征

石英抗風(fēng)化能力強(qiáng)，既抗磨又難分解，在大部分巖漿巖和變質(zhì)巖中其含量較高，是碎屑巖中發(fā)布最廣的一種碎屑礦物。石英在搬運(yùn)過程中與穩(wěn)定重礦物相似，其百分含量隨著搬運(yùn)距離的增加而升高［8］。沙一上亞段石英含量在11%～45%之間，且向東和北東方向減小，同時(shí)在南部出現(xiàn)了小范圍的低值（見圖4（a））；沙二段石英含量在16%～48%之間，并主要向北東方向減小，而南部出現(xiàn)局部高值是受來自西南方向的次要物源的影響 （見圖4（b））。

圖4 文安斜坡砂巖石英含量平面等值線圖

5 巖屑含量分布特征

巖屑是母巖巖石的碎塊，是保持著母巖結(jié)構(gòu)的礦物集合體，雖然由于巖石的成分、結(jié)構(gòu)等因素的影響，使其風(fēng)化穩(wěn)定性存在著較為明顯的差異，但總的來說，巖屑抗風(fēng)化能力弱，易分解破碎，其百分含量隨搬運(yùn)距離的增加而降低，即沿著物源方向巖屑含量百分比呈遞減變化［8］。沙一上亞段中巖屑含量在35%～68%之間，分別向北西方向、北北東方向遞減 （見圖5（a））；同理，依據(jù)等值線形態(tài)判斷，認(rèn)為沙二段則受東北方向及東部物源的影響，其次受到南南東方向物源的影響 （見圖5（b））。

圖5 霸縣凹陷文安斜坡巖屑含量分布圖

6 結(jié) 論

1）文安斜坡東部大城凸起為該區(qū)沉積的補(bǔ)給區(qū)，母巖類型以巖漿巖為主，變質(zhì)巖影響較小。

2）文安斜坡沙河街組一、二段主要發(fā)育北東、南東2個(gè)物源入口，其中主要物源分布于文安斜坡北東部 （文安城以東地區(qū)），次要物源分布于南東部 （長豐鎮(zhèn)以東區(qū)域）。

［1］姜在興．沉積學(xué) ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2003．

［2］趙紅格，劉池洋 ．物源分析方法及研究進(jìn)展 ［J］．沉積學(xué)報(bào)，2003，21（3）：409-411．

［3］高仁安，霸縣凹陷文安斜坡構(gòu)造特征與圈閉評(píng)價(jià)研究 ［D］．北京：中國地質(zhì)大學(xué) （北京），2010．

［4］龍小軍，胡望水，李濤，等 ．霸縣凹陷文安斜坡斷裂特征研究 ［J］．石油地質(zhì)與工程，2011，25（2）：5-8．

［5］王建瑞，劉趁花，郭永軍，等 ．冀中坳陷霸縣凹陷文安斜坡潛山油氣成藏模式與勘探發(fā)現(xiàn) ［J］．海相油氣地質(zhì)，2012，10（1）：35-40．

［6］周健，林春明，李艷麗，等 ．蘇北盆地高郵凹陷馬家嘴地區(qū)古近系戴南組物源分析 ［J］．沉積學(xué)報(bào)，2010，28（6）：1117-1125．

［7］張立強(qiáng) ．饒陽凹陷新近系館陶組物源方向分析 ［J］．吉林大學(xué)學(xué)報(bào) （地球科學(xué)版），2012，33（2）：321-326．

［8］彭國亮，吳朝東 ．松遼盆地北部上白堊統(tǒng)嫩江組二、三段物源分析 ［J］．北京大學(xué)學(xué)報(bào) （自然科學(xué)版），2009，46（4）：44-50．