東營凹陷利津油田沙三段砂礫巖扇體成因探討

謝 燕

(1.中國石化勝利油田分公司地質(zhì)科學(xué)研究院，山東 東營 257015;2.北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院，北京 100871)

0 前言

利津油田位于東營凹陷北部陡坡帶西段，濱南—利津斷裂帶東端。研究區(qū)東為勝坨油田，西為濱縣凸起，北為陳家莊凸起，南臨東營凹陷最大的生油洼陷—利津洼陷，勘探面積近300km2［1］。

由于東營凹陷北部陳南盆傾斷裂在發(fā)育演化過程中沿著2～3條基巖斷層持續(xù)下陷，受這種邊界構(gòu)造條件的影響，東營凹陷北部在基巖古斷裂面演化形成的陡坡上，發(fā)育了高低不平，寬窄不一的斷階構(gòu)造。這種斷階構(gòu)造與陳家莊凸起溝梁相間的古地貌共同控制形成了的利津油田第三系沉積體系。

利津油田自上而下鉆遇第四系平原組，上第三系明化鎮(zhèn)組、館陶組、東營組，下第三系沙河街組，太古界泰山群地層，沙二段和東營組普遍缺失。地層由南向北層層超覆于太古界基底之上，受陳家莊物源凸起的的影響，沙四段至沙三下亞段沉積時期，陡坡斷階上發(fā)育了多種類型的砂礫巖扇體。沙三下亞段地層厚度52～470米，砂礫巖扇體主要發(fā)育在陡坡斷階之上的暗色泥巖之中，形態(tài)中厚邊薄，中心填積厚度超過200m，為中礫巖、礫狀砂巖沉積，礫石含量高，向扇體邊緣快速減薄，粒級也從內(nèi)向外變細。

前人研究認為該砂礫巖扇體是近岸水下扇沉積［1］，也有人認為其形成機制與東營凹陷北帶東段由滑塌和洪水作用形成的事件性復(fù)合型濁積扇類似，后者通常由碎屑流和顆粒流堆積而成的帶供給水道的陡坡近岸濁積扇沉積［2］。隨著近年來東營凹陷在濁流及相關(guān)重力流沉積認識上的深入，對利津二臺階沙三段砂礫巖扇體有了新的認識。

1 扇體成因問題的提出

東營凹陷北部陡坡邊界平面上呈現(xiàn)為溝梁相間的古地貌特征［3］。在湖盆邊緣這種基巖古構(gòu)造背景的控制下，凹陷陡坡發(fā)育大量的陡坡砂礫巖體，第三系早期以扇三角洲相、近岸水下扇沉積為主。單一砂礫巖體規(guī)模中等，沿陳家莊凸起邊緣呈裙帶狀展布。平面上扇體沉積類型從凹陷邊緣向中心方向大體呈現(xiàn)(洪)沖積扇相-扇三角洲相辮狀河三角洲相-近岸水下扇-湖底扇相(深水濁積巖相)這樣完整或不完整的組合序列;縱向上斷階靠盆地邊緣一側(cè)的斜坡上以發(fā)育沖積扇相、近岸水下扇相為主，斷階上則主要發(fā)育近岸水下扇相，局部發(fā)扇三角洲相;湖底扇相(深水濁積巖相)位于近岸水下扇前方(斷階下降盤，靠洼陷一側(cè))。構(gòu)成了陡坡(斷階)帶-近岸水下扇沉積相帶［4］。

利津油田沙三段砂礫巖扇體正是位于東營北帶陡坡斷階之上，其發(fā)育、演化主要受控盆斷裂的影響。沙三下沉積時期湖盆處于斷裂活動強烈，氣候濕潤，降水量大，在山高湖深、坡陡流急的條件下，湖盆持續(xù)加深，可容納空間加大。由于北部鄭南斷層的持續(xù)活動，凸起上大量物源下卸，形成巨厚砂礫巖體堆積。該扇體方向與斷崖沖溝走向一致，與岸線斜交，扇間為湖相泥巖所分隔。這種低水位體系域扇體與下切水道形成、滯留沉積、充填沉積是否有成因關(guān)系?是濁積扇還是斜坡扇，或是二者的復(fù)合扇體?

2 濁積扇或斜坡扇的探討

東營凹陷陡坡帶砂礫巖扇體沉積從下第三系早期的洪積扇沉積逐漸演變?yōu)榻端律润w沉積，形成退積為主、垂向加積為輔的沉積，直至再反向演變?yōu)殛懮蠜_積扇的發(fā)育過程。這種完整或不完整的演化過程，決定了陡坡帶砂礫巖扇體沉積體系。

水道充填沉積是由河流下切湖岸或濱湖區(qū)而形成下切水道，隨后被河道滯留物及河道砂體充填而形成的帶狀砂礫巖沉積體。沉積物沿水道流向低處，伴有明顯下切現(xiàn)象，水道底部發(fā)育沖刷面，礫石多為石英礫，含礫砂巖發(fā)育塊狀層理、板狀交錯層理。底部沖刷面上通常發(fā)育塊狀粗、細礫巖構(gòu)成水道滯留沉積，發(fā)育塊狀層理、板狀交錯層理的含礫砂巖構(gòu)成水道充填。由水道滯留和水道充填砂礫巖兩種沉積類型構(gòu)成河流下切與充填的完整沉積過程［5］。

近岸滑塌濁積扇體的形成是由于三角洲、水下扇等沉積物的不斷堆積，主體沉積厚度逐漸加大，使得扇體前緣坡度增大。在重力、地震、洪水等事件因素的觸發(fā)下，扇體前緣沉積物滑塌形成濁流再次搬運，在其湖盆更深處沉積下來，形成滑塌濁積扇沉積系列。通常該類型濁積扇(砂)體規(guī)模較小，與近岸水下扇、三角洲等有較好的伴生關(guān)系。由于其為扇體前緣的再次滑塌的二次沉積扇體，巖性主要為細砂巖、粉砂巖等細粒沉積物，粒度分布明顯為濁流沉積特征，可見變形層理、同生小交錯層理、塊狀層理、粒序?qū)永淼瘸练e構(gòu)造。測井曲線特征與典型濁流沉積相類似，自然電位曲線表現(xiàn)為指形、齒化鐘形的韻律沉積。地震剖面上呈丘形、楔形或孤立的透鏡體反射形態(tài)，內(nèi)部具有波狀、短波狀或雜亂反射結(jié)構(gòu)，振幅頻率中-低，連續(xù)性一般，比較容易識別［6］。

湖相斜坡扇一般不具備明顯的物源供給通道，沉積物堆積處于更為近岸的沖積扇、扇三角洲與深水濁積扇之間的古地理位置，沉積底形具備一定坡度，但又不足以使其完全克服與下伏地層剪切摩擦力，這種特殊的成因機制，使其在古地理位置、沉積特征和沉積相標(biāo)志上具有一定的特殊性［6］。其碎屑顆粒粒級普遍較粗，通常以中、粗砂巖和不等粒礫巖沉積為主，成分成熟度低。巖石在結(jié)構(gòu)上較為均一，層理構(gòu)造較少見，單砂層常呈厚層或巨厚層狀。粒度概率曲線粒級廣、斜率低，概率圖多呈直線形、上凸的弧形或二段式特征，整體表現(xiàn)出沉積介質(zhì)能量高、堆積快的特點，沉積顆粒形態(tài)大體呈扇形展布，有時扇體形態(tài)不完整。通常地震剖面上同相軸雜亂反射，也見中連續(xù)的強振幅反射。在垂向上不同期次級扇體互相疊加，平面上表現(xiàn)為不同扇體間相互錯開。

通過以上論述，對于近岸滑塌濁積扇體和湖相斜坡扇沉積的成因差異與沉積特征有了明確認識，二者是兩種不同成因類型的沉積單元:從形成機制上分析，斜坡扇是一次沉積，濁積扇通常具備二次沉積的特點;從空間角度分析，近岸滑塌濁積扇體通常位于斜坡扇前方，盆地更深處;沉積特征上，斜坡扇沉積物應(yīng)較近岸滑塌濁積扇更粗，分選更差。另外，由于斜坡扇為高密度的順坡塊體運動堆積的結(jié)果，其概率曲線多呈近于直線型的上凸弧形或直線型，粒級跨度小。

目前，已認識到的利津油田斜坡扇全部淹沒于水下，不具備完整的扇體形態(tài)，自北向南快速減薄，沉積最厚超過200m (利962井)，扇體寬度1.3km，長度超過4km。古地理位置上，它位于浪基面以下較深水環(huán)境，處于兩組盆傾斷層所形成的陡坡斷階之上由西向東依次展開。以深灰色泥巖沉積為主，扇體進積特征和韻律特征不明顯，以厚層中礫巖夾薄層泥巖隔層沉積為主。因近物源，陸源碎屑顆粒供給充分，沉積物粒度粗，層理構(gòu)造基本不發(fā)育，偶見少量粒序?qū)永恚嘁詨K狀構(gòu)造出現(xiàn)。

3 結(jié)束語

通過對砂礫巖扇體構(gòu)造背景，成因?qū)Ρ确治雠c巖相、測井相、地震相等特征研究，結(jié)合當(dāng)前該勘探扇體發(fā)育特征，指出研究的利津二臺階沙三段砂礫巖扇體為陡坡斷階斜坡扇，該類型沉積扇體如果得到證實，有利于陸相斷陷盆地砂礫巖扇體沉積體系的完善，深化我們對濟陽坳陷砂礫巖扇體類型的認識，對勘探生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。

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