沉积相类型及识别标志

如题所述

结合周边露头区沉积相发育类型,根据岩心观察现象、岩性组合特征、分析化验、测井相、区域沉积背景及砂体展布特征,研究区北部距离物源区较近,主要发育扇三角洲沉积类型;而西南部主要发育由远距离搬运沉积的辫状河三角洲体系,以及沿岸区较平缓的滨浅湖带发育的滩坝砂体。

1.扇三角洲

研究区的扇三角洲沉积发育在物源区距离湖盆距离短,靠近山前植被不发育的北部、西北部陡坡带,尤其在中生界侏罗系、白垩系和新生界沉积早期。由于盆地西部隆升,盆地边缘附近地形高差大,距离物源区近、碎屑物质供应充足,红车断裂带上盘地层遭风化剥蚀的物质直接在山前堆积,形成冲积扇并向湖盆推进形成扇三角洲。此处所谓陡坡带是相对于南部更为平缓的地形而言,整体而言,西北部的陡坡扇还是发育在相对平缓的斜坡上的断阶部位,坡度不大,扇体平面延伸相对较远,厚度较薄,所以,本书称之为缓坡型扇 (扇三角洲),以区别于传统意义上厚度大、平面分布窄的陡坡扇 (扇三角洲)。水进期由于裂陷活动剧烈,使凸起剥蚀区与洼陷区之间形成较大的落差,剥蚀区与物源区水平距离短,使凸起处的扇体直接被推进到沉积洼陷湖区,构成扇三角洲沉积。研究区北部以发育大量该类扇三角洲沉积为特征,多具有厚层块状结构,具有厚度中等、相带分布宽、岩性粗、分选磨圆差的特点。其沉积包括水下分流河道和河道间沉积。研究区北部各层系均有发育,尤以白垩系底部、沙湾组底部和塔西河组沉积时期较为发育。

(1)岩石相特征

岩性为褐灰色、灰色块状、厚层状砾岩、砂砾岩、灰色含砾砂岩、砂岩与绿灰色、灰色粉砂岩和绿灰色、黄灰色、灰色泥岩、砂质泥岩互层,为弱氧化—弱还原环境,所以岩石颜色较暗。砾岩和砂岩分选较差—中等,磨圆度以次圆-次棱角状为主,混杂结构,碎屑 (砂、砾)支撑、杂基支撑,碎屑颗粒以次棱角为主。镜下观察见砂岩中长石含量较高,以长石砂岩、岩屑长石砂岩为主,颗粒接触关系为点接触—线接触。

本区扇三角洲前缘亚相的特征之一是水下分流河道发育,形成以块状层理为主的砂砾岩相、槽状交错层理的砂砾岩相、平行层理的砂砾岩相沉积组合,此外河道间沉积岩性以中细砂为主,具有向上变粗的反粒序,为小型交错层理的中细砂岩相、波纹交错层理的中细砂岩相、波纹交错层理的粉砂岩相组合。砂岩之单层厚度变薄,常突有湖相泥灰岩的内碎屑砂岩 (图3-14)。

(2)测井相特征

自然电位曲线在大段微齿化的泥岩基值上出现较多的中到高幅的指形曲线组合,齿中线上倾或水平,这些层位中见有交错层理,斜层理及虫孔。水下分流河道沉积的自然伽马曲线表现为高幅箱形,曲线光滑或微齿化。光滑反映粒度变化不大,齿化反映有薄的泥岩夹层,部分自然伽马曲线形态呈钟形。河道间曲线幅度偏低,形态上为钟形,个别也呈现箱形,因相邻相中泥岩增多,表现为中等齿化 (图3-14)。

(3)地震相特征

由于扇三角洲为邻近山地直接推进到稳定水体 (湖或海)中的冲积扇,因此,扇三角洲地震相与冲积扇地震相基本相似,主要区别在于它有顶积、前积结构,而无底积结构,只有在平行扇的物源方向的测线上才能见到。另一重要区别是扇三角洲的底超结构与湖相的上超结构呈指状交叉反射终止,出现反射结构不协调现象 (图3-15)。

2.辫状河三角洲

辫状河三角洲体系为主要目的层新近系沙湾组和塔西河组最主要的沉积体系类型,通过岩相特征、测井曲线特征、取心观察及分析化验资料分析,研究区辫状河三角洲沉积现象丰富,特征明显。

辫状河三角洲体系由辫状河三角洲平原、辫状河三角洲前缘和前辫状河三角洲三个亚相组成。研究区内仅在沙湾组三段识别出少量的辫状河三角洲平原亚相,主要为辫状河三角洲前缘亚相及远端坝微相类型。

(1)辫状河三角洲平原亚相

以排602井沙三段为例说明辫状河三角洲平原亚相 (图3-16)。

沙三段由于分流河道的冲刷作用,三角洲平原亚相发育范围很小。岩性颜色为黄色、红褐色、灰色,色杂。

(2)辫状河三角洲前缘亚相

辫状河三角洲前缘的底界是以正常湖泊沉积的出现为划分依据,其微相组合包括水下分流河道沉积、分流间湾沉积、远砂坝沉积和滑塌沉积,研究区主要可见水下分流河道沉积和分流间湾沉积 (图3-17),滑塌沉积仅在局部区域可见。

图3-14 车排子地区白垩系扇三角洲前缘沉积微相综合柱状图(排1井)

图3-15 车排子地区中生界底部扇-扇三角洲地震反射特征剖面图

图3-16 排602井沙三段辫状河三角洲平原沉积微相综合柱状图

图3-17 排602井沙一段辫状河三角洲前缘沉积微相综合柱状图

岩性主要以深灰色、灰色块状、厚层砾岩、砂砾岩、含砾砂岩、砂岩与灰绿色、灰色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩互层。砾岩和砂岩分选较差—中等,碎屑颗粒以次棱角为主。正韵律,反韵律少见,说明研究区内不发育水道末端的河口坝。

水下分流河道沉积微相:由厚层砾岩、含砾砂岩、粗砂岩构成正旋回结构。底界面可见冲刷面,冲刷面之上为底砾岩滞留沉积。自然伽马曲线一般以齿化的中—高幅的箱形、箱形—钟形为主。

远砂坝沉积微相:远砂坝微相中由粉细砂岩与灰色泥岩互层,砂层上具席状冲刷底界,为辫状河三角洲前缘远端的底流或浊流沉积,自然伽马曲线表现为低平形曲线形态上的齿化指形。

分流间湾沉积微相:灰色、棕红色、灰绿色泥岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩组成。分选一般较差,局部可见潜穴构造。自然伽马曲线为低平型。

滑塌沉积:辫状河三角洲前缘末端的大规模、厚层土豆状砂体,主要是在平面图的编绘过程中加以识别。

3.湖泊相

新近系塔西河组、沙湾组以及白垩系的滨浅湖沉积相对发育,尤以白垩系滨浅湖相发育范围最广,以排601井为例 (图3-18)说明滨浅湖沉积类型。

图3-18 排601井430~470m 滨浅湖沉积微相综合柱状图

以绿灰色、棕红色泥岩、灰色泥质粉砂岩为主,夹粉细砂岩,局部为互层;自然伽马曲线以低平型和指状齿型为特征;砂体在平面上呈土豆状;地震响应特征:席状平行—亚平行弱—中振幅低—中频低—中连续地震相为主,局部夹透镜状中—强振幅低频中—高连续地震相,同相轴的连续性随湖水位上升变差。

根据砂体的形态、沉积构造、厚度、岩电性及地震等特征,可将滨浅湖划分成三种沉积微相:砂坝、砂滩和滨浅湖泥。砂滩和砂坝主要是近缘砂体经湖浪和湖流再搬运和改造而形成。通过对车排子地区钻孔资料、地震及测井资料进行研究,区内滩坝砂体岩性相特征表现为:岩性主要为中—细砂岩、粉砂岩,矿物成熟度和结构成熟度均较高,砂岩胶结物多为钙、铁等化学物质。生物活动遗迹发育,以透镜状和薄层席状砂的形式分布于凸起周围。电性特征上表现为:自然伽马和自然电位曲线呈中—低幅菱形的齿状、指状或漏斗形组合。地震剖面上位于初始湖泛面之上并紧邻初始湖泛面,且自东南向西北超覆。

砂坝泛指水下砂坝、砂嘴以及它们出露水面后形成的堤岛。其主要由灰、深灰、浅灰色中厚层粉砂岩、中细砂岩、含砾砂岩组成,砂岩分选性中偏好,以粗粉砂和细砂为主,单层及整体厚度相对较大,单层厚度一般在3m 以上,垂向韵律变化有向上变细和变粗的两种剖面结构,相应测井曲线上可表现出菱形的特征。砂滩单层厚度相对较小,一般在3m 以下,自然伽马曲线表现为低平曲线基础上的齿化指形。

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