長嶺斷陷龍鳳山地區營城組沉積特征

欒 穎

（中國石化東北油氣分公司勘探開發研究院，吉林長春 130062）

龍鳳山地區位于松遼盆地南部長嶺斷陷南緣，長嶺斷陷從早白堊世開始發育，伴隨著控陷斷裂的強烈活動，形成了大規模的火山巖，碎屑巖沉積物由斷陷邊緣向中心快速充填。龍鳳山鼻狀構造為營城組末期構造反轉所形成的。龍鳳山構造動力演化主要受兩種因素控制，一是營城組早期受地幔熱物質的對流活動出現上隆，地殼拉張減薄，形成西部掀斜半地塹（伸展裂谷特征）；二是營城組晚期北北東向基底斷裂帶發生壓扭活動，形成反轉構造，同時局部隆起地區遭受剝蝕[1–2]。在此構造演化下，龍鳳山構造格局劃分為西部構造帶、東南斜坡帶、北部洼陷帶（圖1）。受古構造、古地形、水動力等不同條件的影響[3–5]，西部構造帶發育辮狀河三角洲沉積體系，東南斜坡帶發育扇三角洲沉積體系。本文綜合利用巖心、鉆井、測井等資料，對龍鳳山地區辮狀河三角洲、扇三角洲進行了系統研究，以闡明不同三角洲類型的沉積特征和分布規律，指導油氣精細勘探[6–8]。

1 物源分析

1.1 巖石碎屑組分

碎屑巖中的碎屑組分直接反映物源區和沉積盆地的地質背景。碎屑顆粒組分是來源于母巖風化的產物，不同物源體系的碎屑顆粒組合及其含量存在差異[9–11]。研究區西南部和東南部砂礫巖成分成熟度高于中部的砂礫巖成分成熟度。西南部具有中石英、中長石、高巖漿巖變質巖巖屑的特點，中部具有低石英、低長石、高巖漿巖巖屑的特點，東南部具有高石英、低長石、高巖漿巖巖屑的特點（圖1）。

1.2 重礦物組合

龍鳳山地區營城組砂礫巖中的重礦物類型及其含量差異較大，以含鐵礦物（磁鐵礦和鈦鐵礦）為主，其次為鋯石、綠簾石、錫石、石榴石，黝簾石、角閃石，榍石的含量較少。西南部北1井以變質巖重礦物組合為主，不穩定重礦物組分含量較高；東南部北2井以酸性巖漿巖重礦物組合為主；北 204井、北202、北201和北203井以中性及基性巖漿巖重礦物組合為主，穩定重礦物組分含量較高。

1.3 砂巖含量

營Ⅳ砂組沉積時期有西南部、南部和東南部三個方向上的物源供給，西南部砂巖含量自西南向東北逐漸降低，而南部砂巖含量呈現向北部迅速降低的趨勢，來自南部物源與西南物源的沉積物受F4同沉積斷層所分隔。東南部砂礫巖含量向北部逐漸降低，砂體由南向北推進（圖2）。

綜合研究表明，龍鳳山地區營城組沉積時期共存在三個方向的物源供給，即西南部的變質巖物源區，南部的巖漿巖物源區和東南部的巖漿巖物源區。

圖1 龍鳳山地區營城組砂礫巖類型平面分布

圖2 龍鳳山地區營Ⅳ砂組砂巖含量等值線

2 沉積相標志

2.1 巖性及結構特征

龍鳳山地區西部構造帶主要發育雜色砂礫巖、灰色粗砂巖、含礫細砂巖夾灰色粉砂質泥巖和泥巖，見煤層，反映了辮狀河三角洲沉積時坡度較緩、水體較淺的特點；東南斜坡帶主要發育灰色含礫細砂巖、灰色砂礫巖夾灰色、深灰色泥巖，反映了扇三角洲前緣沉積時水體較深的特點。東南斜坡帶以巖屑砂巖為主，見少部分長石巖屑砂巖，顆粒呈次圓狀–次棱角狀，分選較差，碎屑顆粒中巖屑含量為47%～89%，平均含量71.8%；長石含量為5%～30%，平均含量16.3%；石英含量為3%～40%，平均含量11.9%；成分成熟度較差，說明搬運距離近，為短距離供源。西部構造帶以長石巖屑砂巖為主，部分巖屑長石砂巖，顆粒呈次圓狀，分選中等–較差，碎屑顆粒中巖屑含量為21%～74%，平均含量53%；長石含量為15%～56%，平均含量26.9%；石英含量為9%～45%，平均含量 19.7%；成分成熟度較東南斜坡帶高，說明搬運距離較東南斜坡帶遠（圖3）。

圖3 龍鳳山地區營城組巖石類型三角圖

通過對營城組典型取心井段的粒度概率曲線特征進行分類總結，得出其粒度概率曲線有5種主要類型：①粗粒一段式（圖5a），呈現一段式或寬緩上拱的弧形，斜率小，即沉積物主要由粒度較粗的懸浮總體組成，分選差，跳躍總體和懸浮總體緩慢過渡而無明顯轉折點，反映扇三角洲前緣水下分流河道重力流的特點；②細粒一段式（圖5b），呈現一段式，斜率大，即懸浮總體組成。以細粒沉積物為主，分選較好，跳躍總體和懸浮總體緩慢過渡而無明顯轉折點，反映辮狀河三角洲分流河道牽引流的特點；③兩段式（圖5c），呈現典型的兩段式折線，包括斜率較高的跳躍組分和斜率較低的懸浮總體，跳躍和懸浮總體交截點1.5～2.5 Φ，為較典型的扇三角洲前緣水下分流河道牽引流特點；④三段式Ⅰ型（圖5d），具有跳躍、滾動和懸浮三段式，滾動曲線斜率較大，分選中等，具有牽引流的典型特征，為扇三角洲前緣遠端水下分流河道沉積；⑤三段式Ⅱ型（圖5e），滾動組分斜率低（＜10%），跳躍總體含量為20%～80%， 斜率 50°～70°，細截點 2～3 Φ，反映分選中等偏好、以牽引流為主的搬運方式，體現辮狀河三角洲水下分流河道的沉積特點。

圖4 龍鳳山地區營城組概率累積曲線

2.2 沉積構造特征

研究區營城組沉積構造類型多樣，西部構造帶以牽引流形成的沉積構造為主，東南斜坡帶發育重力流及牽引流兩種成因的沉積構造，主要有小型交錯層理、楔狀交錯層理、平行層理、波狀層理，也可見沖刷構造，是較強水動力條件牽引流的一種標志。除此之外，東南斜坡帶發育滑塌變形等反映重力流沉積的構造。從以上巖性及結構特征、沉積構造特征兩方面分析可知，西部構造帶發育辮狀河三角洲沉積體系，東南斜坡帶發育扇三角洲沉積體系。

3 沉積相識別

龍鳳山地區營城組發育辮狀河三角洲相和扇三角洲相，辮狀河三角洲分布在西部構造帶上，發育規模較大；扇三角洲分布在東南緩坡帶上，發育規模較小。F4同沉積斷層控制了西部辮狀河三角洲及東部扇三角洲的沉積形態，研究區西部主要發育辮狀河三角洲平原、前緣2種亞相，共6種微相；東部主要發育扇三角洲前緣亞相，共4種微相（圖5）。

圖5 辮狀河三角洲及扇三角洲各微相測井響應特征

3.1 辮狀河三角洲相

3.1.1 辮狀河三角洲平原

位于湖盆邊緣辮狀河大量分叉處與湖岸線之間的陸上沉積區，發育煤層，是河漫沼澤沉積微相的重要標志。研究區平原亞相由分流河道和河漫沼澤微相組成，其中分流河道沉積占主導地位。

（1）分流河道：分流河道是研究區辮狀河三角洲平原亞相中最重要的微相類型，巖石類型以灰色、雜色砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細砂巖為主，砂巖中炭質含量豐富，常見炭屑條帶、植物莖干化石、泥礫等。在剖面上顯示為塊狀韻律層序，局部顯示底部沖刷、向上變細的正韻律，發育塊狀層理，平行層理、小型交錯層理、板狀或楔狀交錯層理等。其自然電位、自然伽馬和電阻率測井曲線多為微齒化的箱型組合，呈頂、底突變的接觸關系。

（2）河漫沼澤：巖石類型主要為灰色、深灰色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖以及煤層，炭質含量極豐富，可見少量水平層理。其電測曲線表現為鋸齒狀低值組合，而煤層則是典型的指狀高電阻、高聲波、伽馬曲線負異常、自然電位較平直的組合。

3.1.1 辮狀河三角洲前緣

研究區辮狀河三角洲前緣共識別出水下分流河道、河口壩、席狀砂、分流間灣等微相，其中水下分流河道是研究區辮狀河三角洲前緣的沉積主體。

（1）水下分流河道：水下分流河道是三角洲平原分流河道入湖后在水下的延續部分，砂體呈席狀展布，橫向分布較穩定。沉積特征與分流河道極為相似，巖性較分流河道稍細，主要為灰色、深灰色粗砂巖、含礫細砂巖等，泥質雜基含量少，主要呈顆粒支撐，炭屑含量減少，正韻律，發育小型交錯層理、平行層理及沖刷構造。自然電位、自然伽馬及電阻率曲線微齒，常呈頂、底突變的箱形結構，向上變細的鐘形結構，或兩種結構的疊加組合。

（2）河口壩：位于水下分流河道的側緣，自下而上主要為粉砂巖、中細砂巖與灰色泥巖交互組成的反韻律或復合韻律，發育交錯層理及平行層理。自然電位、自然伽馬曲線為漏斗形。

（3）席狀砂：位于水下分流河道末端向前延伸的部分，巖性由薄層粉砂、細砂巖與灰色泥巖不等厚互層組成。見水平層理、砂紋交錯層理。其電測曲線呈鋸齒狀高幅組合。

（4）分流間灣：位于水下分流河道之間相對低洼的地區，巖性主要為灰色、深灰色泥巖、粉砂質泥巖和泥質粉砂巖，發育水平層理。其自然電位曲線平直，自然伽馬高值，電阻率曲線呈微齒狀。

3.2 扇三角洲相

（1）水下分流河道：水下分流河道微相是扇三角洲前緣亞相的主體，兼具重力流和牽引流流體特征，向前端方向沉積物粒度變細，由塊狀、厚層狀砂礫巖、含礫中粗砂巖、含礫細砂巖組成。其相序多表現為多個正韻律層或塊狀韻律層的頻繁疊置，底部具明顯沖刷面。多發育平行層理、交錯層理、塊狀層理等沉積構造。測井曲線上多表現為正韻律組合，形態為箱形、鐘形或下箱上鐘復合形，呈底突變、頂漸變接觸關系。

（2）河口壩：位于水下分流河道前端或側緣，是由于水體深度增加或地形坡降突然變緩，分流河道攜帶的碎屑物質在河道前緣沉積下來所形成的反粒序砂壩。研究區扇三角洲前緣河口壩巖性主要為灰色粉細砂巖，發育各種交錯層理，電測曲線以漏斗形為特征，局部發育。

（3）席狀砂：席狀砂環繞水下分流河道及河口壩外緣分布，主要由薄層均質粉細砂巖組成。電測曲線以指狀為特征。

（4）河道間：河道間微相巖性主要為深灰色塊狀泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和粉砂巖，發育透鏡狀層理、脈狀層理、滑塌構造等，是扇三角洲前緣的典型標志。測井曲線呈低幅微齒狀。

4 沉積相展布與演化

4.1 沉積模式

受構造、地形及物源控制，西部、南部為物源區，東北方向為深水區。西南部發育辮狀河三角洲沉積體系，沉積范圍較廣；南部受構造作用及湖盆影響，發育扇三角洲沉積體系，沉積范圍較西南部辮狀河三角洲小，受”溝–扇”對應的影響，發育兩個分支物源。研究區營城組總體上表現為水動力較強的三角洲沉積環境，呈現出三角洲平原–三角洲前緣–濱湖–淺湖–半深湖沉積序列，其中三角洲前緣為其沉積主體，分布范圍最廣（圖6）。

圖6 龍鳳山地區營城組沉積模式

4.2 沉積相展布與演化

營Ⅵ砂組沉積時期，在繼承沙河子組古地貌特征的基礎上，龍鳳山地區大部分處于暴露環境，導致沉積范圍較小，物源供給能力較差。西南主要發育辮狀河三角洲前緣及外前緣沉積，而東南主要發育扇三角洲前緣及外前緣沉積，受”溝–扇”影響，發育兩支扇體，研究區整體由西南向東北逐漸過渡為淺湖–半深湖沉積；營Ⅴ砂組沉積時期，物源供給能力增強，全區沉積范圍逐漸擴大，湖盆逐漸萎縮，但仍以三角洲前緣及外前緣沉積為主；營Ⅳ砂組沉積時期，物源供給能力繼續增強，西南發育辮狀河平原及前緣沉積，東南發育扇三角洲前緣沉積，受湖平面變化及”溝–扇”遷移的影響，東南兩支扇體逐漸向中間靠攏；營Ⅲ砂組沉積時期，全區物源供給能力變強，沉積范圍最大，西南辮狀河三角洲繼續向前推進，東南扇三角洲兩支扇體合為一支扇體，東北部湖盆范圍進一步縮小（圖7）。

5 結論

龍鳳山地區營城組沉積時期發育三個物源體系，即西南部的變質巖物源區、南部的巖漿巖物源區和東南部的巖漿巖物源區，多物源導致巖礦組分區域分帶性強，成分差異較大。F4同沉積斷層控制了龍鳳山地區沉積作用類型和沉積相帶的展布，辮狀河三角洲分布在西部構造帶上，發育規模較大，分為平原、前緣2種亞相，共6種微相；扇三角洲分布在東南緩坡帶上，發育規模較小，發育扇三角洲前緣亞相，共4種微相。來自不同物源的沉積砂體自南向北推進，從營Ⅵ砂組到營Ⅲ砂組沉積時期，物源供給能力增強，沉積范圍逐漸擴大，呈現出三角洲平原–三角洲前緣–濱湖–淺湖–半深湖沉積序列，其中三角洲前緣為其沉積主體，分布范圍最廣。

圖7 龍鳳山地區營城組沉積優勢相