珠江口盆地番禺低隆起A井区珠海组沉积研究

朱俊杰,张尚锋,朱 锐 (油气资源与勘探技术教育部重点实验室 (长江大学),湖北荆州434023)

杜家元 (中海石油(中国)有限公司深圳分公司,广东深圳51 0240)

珠江口盆地位于华南大陆南缘,是华南大陆向南海水下延伸部分,由北向南划分为北部断阶带、北部坳陷带、中央隆起带、南部坳陷带和南部隆起带5个NE向二级构造单元,各二级构造单元又细分为若干个凹陷和低隆起构造。番禺低隆起位于中央隆起带的中部,北部为恩平凹陷、西江凹陷,南部与白云凹陷相连。A井区珠海组发育在珠江口盆地南海运动之后,盆地由断陷转为坳陷的地质背景条件,海水逐渐由南向北进侵,陆相沉积历史结束,逐渐发展为海陆过渡相沉积环境[1～3]。

下面,笔者在系统研究番禺低隆起A井区岩心、钻/测井基础上,结合古构造-古地理背景分析,总结出番禺低隆起珠海组三角洲与潮汐相互作用的潮汐影响三角洲体系,建立了番禺低隆起珠海组三角洲潮汐沉积模式。

1 岩石相特征及沉积相带特征

1.1 岩石相特征

根据番禺地区珠海组岩心观察和描述,A井区取心段岩性以灰黄色-浅灰色砂岩及中、细砂岩为主,含少量泥岩和粉砂岩。沉积构造以块状层理,板状交错层理,沙纹层理为主,内含泥质条带,铁质结核,粉砂岩中偶见垂直生物扰动现象。自下而上呈现多个由粗变细的正韵律层和由细变粗的反韵律,底部可见明显的冲刷面。在研究区内识别出12种岩石相类型,其中的6种岩石相最能反映该地区的岩石相特征,岩石相特征如下:

1)槽状交错层理中细砂岩相 (STR) 岩性以灰黄色中砂岩、细砂岩为主,该岩石相发育槽状交错层理,单层厚度0.6～2m层系厚度5～16cm,纹层倾角一般小于10°,一般在4～8°,该岩石相中富含铁质结核与炭化植物碎屑,含少量生物碎屑和钙质胶结。反映了较强的水动力环境。

2)板状交错层理细砂岩相 (ST) 岩性以灰色-灰黄色-浅灰色中砂岩,细砂岩为主,发育单斜层理,单层厚度为8～15cm,各纹层相互平行,并且平行于层系界面,纹层倾角10～15°纹层厚度一般为0.5～1cm,层内正粒序变化特征明显,下部纹层界面较上部清晰,层系之间常发生岩性突变和冲刷面,该岩石相界面处富含炭屑及铁质结核。反映较强的水动力环境,一般发育在水下分流河道。

3)生物扰动粉砂岩相 (SB) 岩性以浅灰色-浅灰色粉砂质细砂、细砂岩为主,发育虫孔构造,生物扰动强烈。该岩石相多与槽状交错层理砂岩相连续接触,其单层厚度变化较大,平均15cm左右,最大可达48cm,最小为7cm。

4)双向交错层理细砂岩相 (SBD) 岩性为黄色-灰黄色细砂岩,粉砂质细砂岩为主,相邻的交错层单元中的前积纹层具有倾向相反的特征纹层间夹角8～12°层系厚度大,在40～70cm,相邻交错层之间界面明显,常被一层薄的泥质隔开,反映了水流方向和流速的突然改变下的沉积,代表强水动力环境,一般发育在潮汐砂坝中。

5)沙纹层理粉砂岩相 (SR) 主要为灰色粉砂岩和灰黑色泥质粉砂岩组成,发育沙纹层理,纹理面平行或弯曲,单层厚度一般2～5cm,纹层倾角一般5～10°,厚度0.2～0.5cm,且层理连续性好,砂质纹层与粉砂质泥岩纹层呈互层状交替发育,底部常见冲刷接触面。

6)复合层理异粒岩相 (HC) 岩性为浅灰色-灰色-灰黄色粉砂岩、泥质粉砂岩,深灰色-灰黑色粉砂质泥岩、泥岩为主,砂质岩单层厚度一般为0.5～4cm,泥质岩单层厚度变化较大,一般0.5～6cm,较厚的砂质岩或泥质岩内可见细小的纹层,砂质纹层之间平行接触,厚度为0.2～0.5cm,泥质纹层之间有时可见5～10°的倾角,纹层厚度为0.2～1cm,反映了水动力条件强弱交替的变化,一般发育于潮间带混合坪沉积中。

1.2 沉积相带特征

根据珠海组的沉积环境和沉积特征,研究区主体位于受潮汐影响的三角洲水下平原,主要发育三角洲水下平原的水下分流河道微相、潮间带的混合坪微相以及潮下带的潮汐砂坝微相。

1)潮汐沙坝微相 岩石相组合以槽状交错层理粉砂岩相-双向交错层理细粉砂岩相-板状交错层理细砂岩相-沙纹层理粉砂岩相为主。岩性主要由细砂岩、粉砂岩组成。沉积构造主要有双向交错层理、板状交错层理、槽状交错层理、沙纹层理。沉积物含大量的单粘土层和双粘土层、泥质披覆,偶夹泥质条带,局部发育突变面和部分钙质胶结,生物扰动现象并不常见。自然伽马 (GR)测井曲线呈漏斗形、复合漏斗形,齿化不明显,整体上呈现反韵律的特征 (图1)。

图1 潮汐沙坝微相剖面图

2)混合坪微相 岩石相组合主要为复合层理异岩相-沙纹层理粉砂岩相-生物扰动粉砂岩相,岩性以泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩为主,偶夹泥质条纹。发育主要沉积构造为波状层理、透镜状层理、沙纹层理、生物扰动、水平层理、泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层,局部层段发育沉积物变形构造,底部发育冲刷接触,在很多的薄层中可以找到丰富的铁质结核和炭屑。测井曲线较平直,齿化明显,顶底多为突变接触 (图2)。

图2 混合坪微相剖面图

3)水下分流河道微相 岩石相以板状交错层理砂岩相-槽状交错层理砂岩相-沙纹层理砂岩相组合为主。剖面常常发育岩石相组合为板状交错层理细砂岩相-槽状交错层理细砂岩相。岩性主要由灰色-灰黄色中砂岩、细砂岩组成。河道砂体主要发育板状交错层理、槽状交错层理,水道底部可见冲刷侵蚀构造。砂体向上变细的正韵律明显,水下分流河道与潮汐砂坝或混合坪共生,垂向上相互叠置。该微相伽马测井曲线呈现中-高幅箱型,微齿化箱型为主,顶部渐变正韵律,底部突变接触 (图3)。

图3 分流河道微相剖面图

2 三角洲与潮汐作用特征

如图4所示,根据珠海组取心段沉积特点,进一步预测整个珠海组三角洲与潮汐作用特征。珠海组地层下部,古珠江三角洲受河流控制作用明显,主要发育三角洲水上平原沉积,以分流河道微相为主,天然堤和分流间湾与分流河道相互叠置发育,分流河道砂体的砂岩单层厚度大,砂体相对富集,揭示出研究区位于水下分流河道主体位置,水动力环境相对较强。珠海组地层中部,主要为发育泥质粉砂岩、粉砂岩,砂体单层厚度减薄,泥岩层数和含量增加,代表了研究区海平面快速上升,潮汐作用加强,三角洲水下平原的分流间湾和水下分流河道受潮汐作用强烈改造,发育潮间带混合坪和潮下带潮汐砂坝沉积。珠海组上部,三角洲水下平原为该层段的主要相带,发育水下分流河道,分流间湾和水下天然堤。潮汐作用影响逐渐减弱,潮汐相带的沉积厚度逐渐变薄。反映了相对海平面由缓慢上升到缓慢下降的过程,河流作用逐渐加强,潮汐作用减弱。由此,总结出珠海组沉积平面沉积相模式,如图5所示。

图4 三角洲与潮汐作用特征

图5 A井区珠海组沉积相序模式图

[1]陈长民,施和生,许仕策.珠江口盆地(东部)第三系油气藏形成条件 [M].北京:科学出版社,2003.

[2]石国平.珠江口盆地下中新早期的水下潮汐三角洲[J].沉积学报,1989,7(1):135-141.

[3]邓宏文,郑文波.珠江口盆地惠州凹陷古近系珠海组近海潮汐沉积特征 [J].现代地质,2009(10):767-775.