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浅水湖盆三角洲研究

谭平


摘 要:作为三角洲沉积的一种特殊形态,浅水三角洲具有不同于经典三角洲沉积的特征。在其形成的构造背景、受水盆地地形、水动力条件等多方面都与经典三角洲存在差异。在平面上,浅水三角洲前缘亚相广布,分流河道长距离延伸,河口坝不甚发育。垂向上不具备Gilbert型经典三角洲三层结构。由于其独特的沉积特征,为油气储存及封堵提供了有利条件,浅水三角洲研究为岩性油气藏勘探提供了新思路。

关键词:浅水三角洲;水动力条件;沉积特征;油气勘探

中图分类号:P343.5            文献标识码:A            文章编号:1006—7973(2019)08-0117-02

三角洲是一種常见的地表形貌,它是河流在进入海(湖)后所携带的沉积物堆积形成的,常具有扇状形态的堆积体。人类对于三角洲的研究具有深远的历史,甚至可以追溯到2500多年前。依据不同的分类标准,可以将三角洲进行不同的划分,如根据水动力作用的不同,可以分为河控三角洲、浪控三角洲、潮汐三角洲;依据受水盆地的不同又可分为海相三角洲、湖泊三角洲等。近年来,河控浅水湖盆三角洲在我国陆相盆地中不断被识别研究,因其在我国含油气盆地中的广泛分布,浅水湖盆三角洲的研究对于油气勘探开发具有不容小觑的价值。

1浅水三角洲研究历史

浅水三角洲的提出最早始于Fisk,他在研究密西西比河三角洲时首次提出浅水环境形成三角洲的观点[1],随后他又将河控三角洲分为深水型和浅水型。1974年Donaldon在研究美国石炭系陆表海时发现水深是三角洲的重要影响因素,并进一步总结了浅水三角洲的概念特征。1990年Postma研究低能盆地河控三角洲时,充分考虑蓄水体深度指出浅水三角洲水深一般在数十米之内,发育于湖泊浪基面以上,并且他进一步识别出8种浅水三角洲端元。随着对浅水三角洲研究的逐步深入,国外学者对浅水三角洲形成的沉积微相特征、动力学特征及内部层序格架下相结构等进行了全面探索,并且提出浅水湖盆三角洲主要发育于盆地构造演化的坳陷期,该时期盆地构造相对稳定,水体较浅,盆地整体呈缓慢沉降状态,物源较为充足。

我国学者对浅水湖盆三角洲的研究起始于上个世纪80年代,并且研究热点主要集中于大型含油气盆地。在我国,浅水三角洲研究主要集中在渤海湾盆地、松辽盆地、鄂尔多斯盆地、准噶尔盆地等大型含油气盆地中[2-4],研究成果主要集中于浅水三角洲的沉积特征,沉积砂体的形态及其类型,浅水三角洲对油气田成藏的控制作用等。通过对浅水三角洲的深入研究,为下一步油气藏勘探奠定地质基础。

2浅水三角洲特征

浅水三角洲的成因受多种因素控制,其中主控因素为古地形和古气候。通过研究可以发现,浅水三角洲在形成的水动力特征、微相特征、三角洲形态及三角洲内部结构等方面都与普通三角洲存在差异。浅水三角洲以河控三角洲为主,其中分流河道砂体为浅水三角洲的骨架砂体。在浅水三角洲沉积中,不存在Gilbert型三角洲所具备的三层结构,沉积砂体主要为水下分流河道砂体。

2.1水动力特征

浅水三角洲沉积形成于浅水较强水动力沉积环境,河流建设作用强且湖泊能量较弱。常具有建设性三角洲沉积特征,平面上常呈鸟足状或网状等,朵叶体稳定大面积展布。浅水三角洲中砂岩主要以中细砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩为主,也可见少量砾岩。由于河水动力较强,发育交错层理及牵引流成因的冲刷面,并且河水入湖后可携带大量泥沙向前推进很远距离。如松辽盆地三肇凹陷泉头组四段沉积时期所形成的浅水三角洲,水下分流河道向前可延伸至20km。

2.2沉积相特征

在浅水三角洲中,由于河流能量较强,水下分流河道相对发育。三角洲前缘相带宽广,依据湖平面位置及水动力情况又可将三角洲前缘进一步划分为内前缘与外前缘。三角洲前缘相向湖泊推进的过程中,砂体广泛分布但逐渐减薄。水下分流河道砂体在前缘相中长距离延伸,形成骨架砂体。经过沉积作用,在水下分流河道向湖盆中心长距离延伸的过程中,水下分流河道顺水流方向呈条带状展布,由于其改道、分叉频繁,水下分流河道分布面积广泛。并且因为受湖泊沿岸流、波浪等水动力因素的影响,分流河道常具有席状砂化的特点[5-6]。浅水湖盆三角洲发育时湖水较浅,湖盆开阔,众多河流向湖中推进的过程中形成的单砂体厚度较小,复合砂体厚度较大。

相对于较为发育的分流河道沉积,浅水湖盆三角洲中河口坝不甚发育。河口坝不发育的原因主要有两个,其一由于浅水三角洲中河流动力较强,前期发育的河口坝常常被后期河道冲刷破坏,较少可以保存下来;其二,河口坝发育需要一定的湖泊水动力作用,而浅水湖泊水动力相对较弱,很难形成有利于河口坝发育的条件。从而在浅水湖泊三角洲中,河口坝的规模及其分布范围会有所局限。

2.3垂向结构

虽然浅水三角洲可以向经典三角洲一样划分出三角洲平原、三角洲前缘及前三角洲三种亚相,但由于地形相对平缓,在平面上浅水三角洲平原与其前缘及前三角洲相带平缓相接,未出现明显的坡折转换,因此不具备Gilbert经典三角洲中顶积层、前积层、底积层三层结构。并且在地震剖面中也很难发现前积层存在的证据,当河流水动力较强、物源充足时,地震剖面常呈叠瓦状前积形态。

3浅水三角洲成藏特征及油气勘探意义

浅水三角洲的研究丰富了湖(海)盆沉积体系,并且为油气勘探提供了新的思路。在浅水三角洲沉积体系中,多发育横向多变的分流河道,可形成大面积条带状或断续条带状分流河道砂体。通常情况下,单砂体规模较小,多条砂体在纵向上叠置,横向上错杂相连。面积广阔的砂体为岩性油气藏提供了大面积有利的储存空间,形成了具有生产价值的油气储集体[7]。并且在浅水三角洲湖泛期中,滨浅湖泥岩分布面积广泛,具有良好的封堵性,为油气圈闭提供良好的盖层[8]。通过大量勘探研究可以发现,浅水三角洲及其湖盆发育的中心砂体是勘探的重点,这些砂体为大面积低丰度岩性油气藏的形成提供条件[9]。例如在我国辽东湾坳陷新近系馆陶组浅水三角洲、松辽盆地三肇凹陷葡萄花油层河控浅水三角洲、松辽盆地三肇凹陷扶余油层浅水三角洲、鄂尔多斯盆地三叠统延长组长8油层浅水三角洲等均发现大量油气资源的存在。

4结论与展望

盆地构造稳定,地形平缓且物源充足,水体较浅等条件有利于浅水三角洲的发育。浅水三角洲在平面上相带发育较为完全,但沉积主体以三角洲前缘亚相为主,三角洲前缘亚相中广布水下分流河道砂体,向湖盆中心长距离延伸。该砂体在平面上呈支状,局部交错叠加。但在三角洲前缘亚相中,河口坝不甚发育。在垂向上,浅水三角洲不具備Gilbert经典三角洲式三层结构。因其有利的储、盖配置,浅水三角洲成为我国陆相含油气盆地研究的重点,对浅水三角洲的研究也为岩性油气藏的寻找提供了新思路。

但目前还有许多沉积学问题需要进一步解决,例如什么类型的河流进入湖盆能形成浅水三角洲、浅水三角洲可以在什么类型的盆地中发育、浅水三角洲形成的动力学过程是怎样的以及浅水三角洲各相带与矿产勘探开发的关系等。通过对这些问题的解答,将会对沉积学及矿产资源勘查带来更长远的发展。

参考文献:

[1]Fisk H N , Mcfarlan E , Jr, et al. Sedimentary Framework of the Modern Mississippi Delta[J]. Jour.sediment.petrol, 1954, 24(2):76-99.

[2]赵宝峰, 王家豪, 徐东浩, et al. 松辽盆地新立—新北地区嫩江组三段浅水三角洲水下分流河道砂体半定量解剖[J]. 沉积学报, 2012, 30(3):110-120.

[3]操应长, 韩敏, 王艳忠, et al. 济阳坳陷车镇凹陷沙二段浅水三角洲沉积特征及模式[J]. 石油与天然气地质, 2010, 31(5):576-582.

[4]席胜利, 李文厚, 刘新社, et al. 鄂尔多斯盆地神木地区下二叠统太原组浅水三角洲沉积特征[J]. 古地理学报, 2009, 11(2):187-0197.

[5]朱筱敏, 刘媛, 方庆, et al. 大型坳陷湖盆浅水三角洲形成条件和沉积模式:以松辽盆地三肇凹陷扶余油层为例[J]. 地学前缘, 2012, 19(1):89-99.

[6]楼章华, 袁笛, 金爱民. 松辽盆地北部浅水三角洲前缘砂体类型、特征与沉积动力学过程分析[J]. 浙江大学学报(理学版), 2004, 31(2).

[7]孙作兴, 张义娜, 刘长利, et al. 浅水三角洲的沉积特征及油气勘探意义[J]. 石油天然气学报, 2012(9):161-165.

[8]朱伟林,李建平,周心怀, et al.渤海新近系浅水三角洲沉积体系与大型油气田勘探[J].沉积学报,2008(04):575-582.

[9]钟怡江,陈洪德,徐长贵, et al.辽东湾坳陷新近系馆陶组浅水三角洲的发现及其油气勘探意义[J].石油与天然气地质,2017,38(03):499-507.

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