王金友,张立强,张世奇,林会喜
1) 中国地质大学,北京,100083;2) 中国石油大学地球科学与技术学院,山东青岛,266555;3) 胜利油田地质科学研究院,山东东营,257015
内容提要:混积岩是混合沉积的典型产物,研究程度较低。罗家—邵家地区处于济阳坳陷沾化凹陷的南斜坡,古近系沙河街组二段发育了比较广泛的湖相混积岩沉积。本文综合区域地质资料、测井资料、岩芯描述及样品分析等,对其混积岩的沉积特征、成因类型、沉积环境等方面进行了研究。结果表明:本区混积岩类型分为两大类4小类,自下而上混积岩含量增多,展布范围逐渐扩大。混积岩成因以渐变式混合和突变式混合为主,局部存在原地混合沉积,各种类型的混合沉积常相互叠加,频繁交替。本区混积岩形成于两大物源注入背景下的湖泊滨岸沉积环境,可进一步分为泥坪混合沉积微相、生物浅滩混合沉积微相、颗粒滩坝混合沉积微相及砂坝混合沉积微相等类型。不同环境下的混积岩组构、混合沉积类型及垂向沉积序列有较大的差异。混积岩的发育主要受控于物源的供给及复杂的水动力条件,其次为构造背景与湖平面升降等因素。
同一岩层内陆源碎屑与碳酸盐两种组分相互混杂的产物叫“混积岩”(杨朝青和沙庆安,1990;郭福生,1990),混积岩是混合沉积的典型产物,是狭义的混合沉积(沙庆安,2001a)。混积岩分布比较常见,并且受到多种因素的影响,因而其研究难度比单一的碳酸盐岩或陆源碎屑岩更大。近些年来,包括混积岩在内的混合沉积已引起国内外一些学者的重视,在岩石分类与成因(Mount,1984,1985;张锦泉等,1994;张雄华,2000;郭福生等,2003;董桂玉等,2007a)、相模式(杨朝青和沙庆安,1990;王国忠,2001;张金亮和司学强,2007;董桂玉等,2007b;杨永剑等,2011)、成岩作用(马艳萍和刘立,2003;郭士明和刘立,2006)、同层序的关系(李祥辉,2008)等方面取得了很大的成果,但专门针对湖相混积岩的报道比较少。在渤海湾地区,沾化凹陷斜坡及潜山周缘古近系沙二段不仅发育碎屑岩,而且广泛发育湖相碳酸盐沉积(赵宁等,2010)。在以往勘探开发中,很少将湖相碳酸盐岩与碎屑岩结合起来作为混合沉积来进行研究。然而,混合沉积的研究对于了解沉积环境的沉积动力学、湖平面变化以及区域沉降速率,甚至古气候和构造对沉积的控制作用等有着特殊的意义(江茂生和沙庆安,1995)。本文以济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区古近系沙河街组二段为例,通过对区域地质资料、岩芯资料、测井资料及分析化验资料的综合分析,对本区湖相混积岩的沉积特征、相模式、成因机制等方面进行了论述。
图1 济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区位置及其古近系沙二段超覆线分布图Fig. 1 Location of the Luojia—Shaojia Area in Zhanhua sag, Jiyang depression and distribution of overlap lines of sand sets of the 2nd Member of the Shahejie Formation,Eogene(Es2)1—井号;2—凸起;3—地名;4—研究区范围;5—砂组超覆线1—well number;2—bulge;3—geographic name;4—research region;5—overlap line of sand set
研究区位于沾化凹陷的南斜坡,向南过渡为陈家庄凸起,向北与博南洼陷相接,东西分别与义和庄凸起及孤岛低凸起相邻(图1)。沾化凹陷古近系沙二段地层内发育区域不整合,由于遭受剥蚀,罗家—邵家地区仅发育沙二上亚段。该地区沙二段顶界为沙一段底部的褐色泥岩、油页岩或白云岩,底界为沙三中亚段深灰色泥岩及灰色白云岩,自然电位曲线基值在界面处发生明显偏移。沙二段厚度为5~117.5 m,平均厚度48.3m,为滨浅湖相沉积。依据岩电特征将沙二段划分3个砂组,各砂组由北向南逐层超覆于斜坡之上,超覆线大致平行。沙二段3砂组(Es23)主要发育碎屑岩沉积,而1~2砂组(Es21~Es22)不仅发育碎屑岩,也有比较丰富的湖相碳酸盐沉积,两者在组分结构上相互混杂或交替出现,向上混积岩类型不仅增多、展布范围也随超覆而扩大,由此形成比较广泛的混和沉积(图2)。该层系紧邻沙三段优质烃源岩系,具有良好的供烃条件,是地层、岩性等圈闭形成和油气聚集的有利场所,目前已在罗54块、罗54-11块及罗17-斜1块混积岩中发现油气并投入开发。
混积岩属于碳酸盐岩和陆源碎屑岩之间的过渡类型,岩石没有一个具体的组分含量的下限标准,只要该沉积岩的确为陆源碎屑与碳酸盐的混合沉积,而非成岩作用或以后改造的假混合就可认定为混积岩沉积(沙庆安,2001a)。经83口探井岩性资料统计与7口取芯井薄片观察,本区混积岩主要发育砂质碎屑—碳酸盐混积岩与泥质碎屑—灰(云)泥混积岩两大类,具体包括灰色含砂—砂质灰(云)岩,灰色、灰绿色含灰—灰质砂岩,灰色、灰黄色泥质灰(云)岩,灰色灰(云)质泥岩等。
2.1.1 含砂—砂质灰(云)岩
该类岩石中陆源碎屑含量一般为5%~35%,呈杂乱或条带状分布。碎屑颗粒以细粒石英为主,长石含量较少,颗粒多为次棱角—次圆状。碳酸盐颗粒中鲕粒最为常见,直径一般为0.2~0.3mm。鲕核以石英为主,次为生屑及砂屑,包壳由2~4个泥晶圈层组成,多呈同心状排列。含砂灰岩中即有正常鲕也有表皮鲕,而砂质灰岩以表皮鲕为主,且灰(云)泥基质含量较高,并混杂粉砂级石英(图3a,3b)。此类混积岩还含砂屑与生物碎屑(图3f),甚至出现砾屑,砂屑一般比鲕粒大。有些含砂灰岩所含砂屑或生屑含量要高于鲕粒(图3g)。含砂—砂质灰(云)岩多为灰(云)泥胶结,含量一般低于15%。该类混积岩主要分布于本区的西部与中部,可占地层厚度的7%~38%。
图2 济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区古近系沙二段混积岩发育综合柱状图Fig. 2 Composite columnar section of the Eogene Es2 Member’s mixed rock in Luojia—Shaojia area in Zhanhua sag, Jiyang depression1—油页岩;2—泥岩;3—灰质泥岩;4—粉砂岩;5—灰质砂岩;6—白云岩;7—泥质白云岩;8—鲕粒灰岩;9—泥质灰岩1—oil shale;2—mudstone;3—calcareous mudstone;4—siltstone;5—calcite sandstone;6—dolomite;7—argillaceous dolomite;8—oolitic limestone;9—argillaceous limestone
图3 济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区古近系沙二段常见混积岩类型及其沉积特征
Fig. 3 The types of Eogene Es2Member’s mixed rocks and their depositional characteristics
in Luojia—Shaojia area,Zhanhua sag, Jiyang depression
(a) 砂质泥晶颗粒灰岩,石英疏密相间分布,罗54井,2553.8m,Es21砂组,单偏光,×4;(b) 砂质泥晶颗粒灰岩,分选较差,含粉砂级石英,罗54井,2547.13m,Es21砂组,单偏光,×4;(c)含砂屑鲕粒细砂岩,颗粒分选好,罗354井,2480.9m,Es21砂组,单偏光,×4;(d)灰质细砂岩,碳酸盐颗粒有鲕粒、砂屑及生屑,罗354,2479.8m,Es21砂组,单偏光,×4;(e)含螺砂岩,螺化石个体较大,保存完整,邵58井,2778m,Es22砂组;(f)含砂介壳灰岩,粉砂级石英零星分布,邵31井,2439.3m,Es21砂组,单偏光,×4;(g)含砂泥晶颗粒灰岩,颗粒主要为鲕粒与砂屑,分选较差、杂乱分布,邵54井,2433.8m,单偏光,×4;(h)泥质白云岩,罗48井,2590.7m,Es21砂组
(a)sandy micrite grainstone, the distribution of quartz being dense and sparse alternately, Luo 54 well, 2553.8m,sandy set of the Es21,×4;(b)sandy micrite grainstone, pooly sorted, containing silt-sized quartz, Luo 54 well, 2547.13m, sandy set of the Es21, single polariscope,×4;(c)packsand containing sand-sized ooid, well sorted, Luo 354 well, 2480.9m,sandy set of the Es21, single polariscope,×4; (d)calcareous packsand, carbonatite grain including ooid, psammitic grain and bioclast, Luo 354 well, 2479.8m,sandy set of the Es21, single polariscope,×4; (e)sandstone with conch, the conch fossils being big and preserved well, Shao 58 well, 2778m, sandy set of the Es22; (f) sand-bearing shell limestone, the silt-sized quartz distributing sparsely, Shao 31 well, 2439.3m, sandy set of the Es21, single polariscope,×4; (g)sand-bearing micrite grainstone , the component of grain being mainly ooid and psammite, pooly sorted, indiscriminate distribution, Shao 54 well, 2433.8m,single polariscope,×4; (h)argillaceous dolomite, Luo 48 well, 2590.7m,sandy set of the Es21
2.1.2 含灰—灰质砂岩
含灰—灰质砂岩是研究区常见的混积岩之一,颜色以灰色、灰褐色为主。薄片观察及扫描电镜分析表明,岩石以细粒陆源碎屑为主。其中石英含量65%~75%,长石含量5%~10%。碳酸盐颗粒有鲕粒、砂屑及腹足类碎片等(图3c,3d,3e),含量一般低于20%。颗粒呈次圆状,分选中等到偏好,为灰质胶结,含量一般10%~25%,粘土矿物少见。此类混积岩以含灰砂岩为主,分布范围较广,在西部多与碳酸盐岩或其他混积岩互层,往东主要与碎屑岩互层,占地层厚度的15%以上,局部可达50%左右。
泥质灰岩中的方解石(或白云石)一般为隐晶—泥晶结构,泥质成分主要由蒙皂石等粘土矿物组成,偶见石英颗粒。岩石多为灰色—灰黄色,具水平层理,可见炭屑(图3h)。泥质灰(云)岩分布范围较广,但大多不到地层厚度的10%。
灰(云)质泥岩呈灰黄色或灰色,具有水平层理。该类岩石多产于水动力条件较弱的静水环境,在研究区一般形成于湖湾与浅湖区。
自Mount(1984)对浅水陆棚环境中的混合沉积类型做出全面论述以来,有关混合沉积的成因众说纷纭(张雄华,2000;王国忠,2001;董桂玉等,2007a)。本文在结合前人研究成果和研究区沙二段实际资料的基础上,根据混积岩的成分、结构、沉积构造及接触关系等因素,将本区混积岩成因类型划分为渐变式混合沉积、突变式混合沉积及原地混合沉积。其中前两类混合沉积分布广泛,而原地混合沉积局部发育。
是由正常沉积事件形成的一类岩石,形成的混积岩与上下岩石在成分、结构和构造方面为渐变过渡关系,未见突变标志,岩石成层性较好。渐变式混合是研究区内最常见的混积岩成因类型。它不仅发生在较大的沉积范围内,造成混积岩同正常沉积岩或其他混积岩在时空上的交替出现,诸如含砂灰(云)岩与砂质灰(云)岩间、含砂生物灰岩同泥质白云岩间、砂岩与含砂灰岩之间的多种组合(图5);还可发生在同一混积岩层内,表现出某些同类颗粒(陆源碎屑或碳酸盐颗粒)含量的频繁变化(图3a)。
由突发性沉积事件形成的一类岩石,其与上下岩石间为突变接触。研究区邵54、罗48、罗54、罗354等井区发育的冲刷面、砾屑、递变层理、斜层理、生物扰动构造(图4)等表明,本区风暴浪时有发生。突发性的风暴把沉积物从一个沉积环境搬运到另一个沉积环境中去,形成的混积岩和下伏的陆缘碎屑岩或碳酸盐岩之间为突变接触(图5)。混积岩成分复杂,岩性及粒度相差较大,发育块状层理或正递变层理,反映了一种堆积速度快、颗粒来不及分选的混合沉积作用。
原地沉积混合是指碳酸盐组分由堆积在硅质碎屑基底之内或之上的原地、准原地死亡的钙质生物所组成。这类混合作用产生的混积岩中的碳酸盐质全为死亡的生物遗骸。研究区局部可见细砂岩含螺化石,螺个体较大、保存完整(图3e)。含螺砂岩与下伏细砂岩的粒度相似(图5)。
图4 济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区古近系沙二段突变式混合沉积特征
Fig. 4 Characteristics of the saltatory mixed sedimentation of the Eogene Es2Member in
Luojia—Shaojia area,Zhanhua sag,Jiyang depression
(a)砂质砾屑灰岩,砾屑成分为含砂泥晶颗粒灰岩,罗354井,2477.9m,Es21砂组,单偏光,×4;(b)含中粗砂泥晶颗粒灰岩,石英次棱角状、分选差,碳酸盐颗粒以砂屑、生屑为主,邵58井,2752.3m,Es22砂组,单偏光,×4;(c)含细砂砾屑云岩,砾屑形态各异,罗48井,2594m,Es21砂组; (d)内碎屑灰质砂岩,石英次棱角状、分选差,单偏光,邵54井,2430.3m,Es21砂组,×4; (e)砂质鲕粒白云岩与泥质灰岩突变接触,罗54井,2559m,Es21砂组; (f)灰质含砾细砂岩,具冲刷面与斜层理,罗54井,2559.7m,Es21砂组
(a)sandy calcirudite, the component of psephyt being sandy micrite grainstone, Luo 354, 2477.9m,sandy set of the Es21, single polariscope,×4;(b) micrite grainstone containing middle and coarse sand, quartz being subangular and sorted poorly, the carbonate grain mainly including psammitic grain and bioclast, Shao 58 well, 2752.3m, sandy set of the Es22, single polariscope,×4;(c)arentilla dolorudite, the shape of psammite being different from each other, Luo 48, 2594m, sandy set of the Es21;(d)intraclastic calcite sand, quartz being subangular, and sorted poorly, Shao 54, 2430.3m, sandy set of the Es21, single polariscope,×4;(e)sandy oolitic dolomite contacting with argillaceous limestone abruptly, Luo 54, 2559m, sandy set of the Es21;(f) calcite packsand with pebble, containing wash zone and inclined bedding, Luo 54, 2559.7m, sandy set of the Es21
图5 济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区几种典型的混合沉积成因类型Fig. 5 Several classical genetic types of mixed sedimentation in Luojia—Shaojia area,Zhanhua sag,Jiyang depression(a、b)渐变式混合沉积(罗58井,2314~2318m;罗354井、2476~2482m);(c、d)突变式混合沉积(罗48井,2593~2595m;罗54井,2557~2560m);(e)原地混合沉积(邵58井,2775~2780m)。1—泥岩;2—云质泥岩;3—粉砂质泥岩;4—粉砂岩;5—泥质粉砂岩;6—细砂岩;7—灰质细砂岩;8—含螺细砂岩;9—含鲕粒细砂岩;10—含砾灰质细砂岩;11—白云岩;12—泥质白云岩;13—砂质鲕粒云岩;14—砂质颗粒灰岩;15—砂质云岩;16—含砂鲕粒云岩;17—含砂颗粒灰岩;18—砾屑云岩;19—含砂生物云岩(a,b) blended mixed sedimentation (Luo 58 well, 2314~2318m, Luo 354 well ,2476~2482m); (c,d) saltatory mixed sedimentation (Luo 48 well, 2593~2595m, Luo 54, 2557~2560m);(e) in situ mixed sedimentation(Shao 58 well, 2775~2780m)。1—mudstone;2—dolomitic mudstone;3—silty mudstone;4—siltstone;5—muddy siltstone;6—fine sandstone;7—calcareous fine sandstone;8—clastizoic fine sandstone;9—ooid-bearing fine sandstone;10—gravel-bearing calcareous fine sandstone;11—dolomite;12—argillaceous dolomite;13—sandy oolitic dolomite;14—sandy grainstone;15—sandy dolomite;16—sand-bearing oolitic dolomite;17—sand-bearing grainstone;18—gritty granular dolomite;19—sand-bearing biogenic calcite
上述3种混合沉积类型虽然在地层剖面上可以明显地区分出,但是各种混合沉积常相互叠加、频繁交替,形成类型复杂的混合沉积复合体。
对于混合沉积的模式、类型前人曾进行研究,特别是海相的混合沉积作用。对于古代湖泊混合沉积研究实例较少,且多数实例中的混合沉积作用远离物源的影响(张金亮和司学强,2007;董桂玉等,2007b)。笔者在综合岩芯相与测井相分析的基础上,结合前人的研究成果(康仁华等,2002;鄢继华等,2007;李利波和武法东,2011),认为本区混积岩形成于近邻两大物源注入背景下的湖泊滨岸混合沉积环境,并进一步划分泥坪混合沉积微相、生物浅滩混合沉积微相、颗粒滩坝混合沉积微相及砂坝混合沉积微相等类型(图6)。不同沉积环境下混积岩的组构特征、混合作用类型及垂向序列差异比较明显。
图6 济阳坳陷沾化凹陷罗家-邵家地区古近系沙二段混合沉积模式图Fig. 6 Lacustrine mixed sedimentary model diagram of the Eogene Es2 Member in Luojia—Shaojia area,Zhanhua sag,Jiyang depression1—泥岩;2—灰质泥岩;3—泥质灰岩;4—泥质白云岩;5—灰质砂岩;6—砂质云岩;7—砂质鲕粒云岩;8—含砂鲕粒云岩;9—鲕粒云岩;10—生物灰岩;11—含砂生物灰岩1—mudstone;2—calcareous mudstone;3—calcareous mudstone;4—argillaceous dolomite;5—calcareous sandstone;6—sandy dolomite;7—sandy oolitic dolomite;8—sand-bearing oolitic dolomite;9—oolitic dolomite;10—biolithite;11—sand-bearing biolithite
位于平均湖平面与最高湖平面之间,波浪、湖流弱,水流不通畅。泥坪沉积物白云质含量较高,主要发育泥质白云岩、泥质灰岩与云(灰)质泥岩等混积岩,局部含细粉砂。混积岩水平层理发育,可见植物碎片。垂向上,混积岩常与泥岩、泥灰岩、泥晶白云岩及生物灰岩等构成多种岩石组合,自然伽马曲线一般表现为指形或弱齿漏斗形。该微相以罗58井Es21砂组为典型代表,混合沉积类型以渐变式混合沉积为主。
位于平均湖平面与最低湖平面之间的斜坡平缓地区,混积岩为含砂泥晶生物灰岩,生物化石多以腹足类为主,次为介形类,并含管状藻、双壳类等,具块状或平行层理。垂向上多与泥晶生屑灰岩及鲕粒状内碎屑灰岩互层,以反旋回沉积层序为主,顶部与底部突变为泥岩或泥质灰(云)岩。自然伽马曲线表现为齿化箱型或弱齿漏斗形。该微相以邵54井Es21砂组为典型代表,混合沉积类型主要为渐变式混合沉积与原地混合沉积。
位于生物浅滩向湖心的一侧,受湖浪及风暴作用,此处为浅水高能或较高能环境,是碳酸盐颗粒与碎屑颗粒混合的最佳场所。该相带发育的混积岩不仅包括由鲕粒、内碎屑、生屑及陆源碎屑等组成的各类含砂或砂质颗粒白云(灰)岩,也有砂质颗粒泥晶灰(云)岩、砂质或泥质白云岩,它们常交互出现,而且,在某些混积岩中也可见到类似的镜下特征(图3a)。粒度概率图特征是以跳跃总体为主,有2~3个次总体,斜率30~70°,分选较好,反映了此类砂体在滨浅湖区受多组多向水流反复冲刷的特点。混积岩可见平行层理、块状层理、斜层理、冲刷面及生物扰动等。垂向上,不同混积岩以及混积岩与其他颗粒灰岩、砂岩之间形成多种混合层系,具有正旋回或反旋回层序,但以反旋回层序比较常见,顶部突变为灰质泥岩或泥质白云岩。自然伽马曲线一般表现为弱齿漏斗形。该微相以罗54井Es21砂组为典型代表,混合沉积类型主要为渐变式混合沉积与突变式混合沉积(图7)。
图7 济阳坳陷沾化凹陷罗家—邵家地区罗54井颗粒滩坝混合沉积特征Fig. 7 Mixed sedimentary characteristics of grain beach bar facies of Luo 54 well in Luojia—Shaojia area,Zhanhua sag,Jiyang depression
形成在水体较浅、波浪作用较强的宽缓滨浅湖地区,坝体为厚层含灰—灰质砂岩、粉砂岩与粉砂质泥岩不等厚互层,具有向上变粗的反旋回层序特点,自然伽马曲线一般表现为箱型或漏斗形。含灰—灰质砂岩以细粒石英为主,含有不同数量的鲕粒、生物颗粒及砂屑,如含螺砂岩。局部夹砂质颗粒灰岩。混积岩构造类型多样,主要有层理、波痕、生物扰动、潜穴等。而层理主要包括平行、波状、块状、水平等类型。粒度概率曲线的类型主要是“悬浮—跳跃两段”式,以跳跃总体为主,斜率70°以上,分选好。经薄片分析与岩性统计,砂坝侧缘中混积岩比例一般高于砂坝主体。该微相以罗354井Es21砂组为典型代表,混合沉积类型以渐变式混合沉积为主,可见原地混合沉积及突变式混合沉积。
湖相混积岩沉积是特定环境下由多种作用因素共同控制的产物。大多数情况下,各类因素彼此相互影响、相互制约。通过对本区混合沉积类型和相模式分析,归纳出影响混合沉积的主要控制因素是物源供给和水动力条件,其次为构造背景及湖平面升降。
沙二段沉积时期沾化凹陷处于断坳转换阶段,断裂活动由早到晚逐渐减弱,而区域上整体活动逐渐加强,浅水区分布较广(鄢继华等,2007)。研究区主体处于继承性发育的鼻状构造带(王秉海和钱凯,1992),地形宽缓,为各类滩坝混合发育提供了有利场所。罗家—邵家地区以东发育东西向梳状断层,来自孤岛凸起的扇三角洲以其为输砂通道,持续向研究区长距离搬运,为形成广泛的滩坝混合沉积创造了有利条件。
随着断坳转换的进行,罗家—邵家西部地区地形趋于平坦,浅水水域不断扩大,愈发利于沿岸流、波浪对滨岸地区沉积物的改造,特别是风暴浪的作用。风暴浪不仅将沿岸弱固结的碳酸盐沉积打碎,形成盆内碎屑直接搬到砂坝或颗粒滩坝中,还能把砂坝的碎屑物质带入颗粒滩坝或滩后泥坪中,加剧了渐变式混合沉积范围以及突变式混合沉积的发生,导致Es21砂组较其他层位具有丰富的混积岩类型。此外,研究区内湖浪、沿岸流等水动力条件不稳定,造成混积岩所含鲕粒多为表皮鲕,具有分布广、数量变化大的特点。受湖浪影响,颗粒滩坝或砂坝混合沉积中的螺化石保存大多不完整,分布比较杂乱。
它通过物质的供给种类、数量和供给方向的变化,直接影响着混合沉积。义和庄凸起南部出露寒武—奥陶系碳酸盐岩地层(赵乐强等,2008),发育的扇三角洲不仅为湖盆提供碳酸盐物质,还将陆源碎屑快速带入湖盆,但扇体规模不大;在东部,孤岛扇三角洲以提供陆源碎屑为主,控砂范围较广。本区西部地区远离物源影响,尤其是在洪水间歇期,湖水较为温暖清澈,适合腹足类、介形类及双壳类等生物繁盛。受不同方向物源的影响,即使相同环境下形成的混积岩,其颗粒组分、结构也有差异。例如,在与砂坝相邻的颗粒滩坝混合沉积中,常见的碳酸盐颗粒为鲕粒,其次是砂屑和生屑,混杂其中的石英颗粒多呈次圆状,分选较好。而与义和庄扇三角洲前缘相邻的西部颗粒滩坝混合沉积中,碳酸盐颗粒主要为砂屑和生屑,石英颗粒分选较差—中等,呈棱角—次棱角状(图3h,4d)。
研究区物源供给处于不断变化中。洪水期陆源碎屑供给量增大,发育的灰质砂岩及砂质灰岩等混积岩层厚度较薄,且灰质砂岩所含鲕粒多为表鲕,生屑少见;而洪水间歇期,湖盆碎屑物质供给量减少,碳酸盐沉积占主导,含砂灰岩层比较发育,邵58井区可见含生物碎屑的砂岩层。此外,混积岩中的陆源碎屑粒度也不大,极易形成各种鲕粒。总之,伴随碎屑供应量的变化,混积岩的石英含量表现出时稀时疏的旋回特征。
湖平面变化对陆源碎屑沉积体系与碳酸盐沉积体系相邻地带因相带迁移而造成的渐变式混合沉积影响最大。每次湖平面升降均引起了平面上相缘混杂范围的迁移以及垂向上不同混积岩的交互沉积。研究区沙二段沉积末期,随着湖平面上升,陆源碎屑供应量减少,混合沉积作用开始有所减弱,混积岩分布范围朝西南方向收缩,砂坝混合沉积微相不发育。
(1)研究区混积岩主要发育砂质碎屑—碳酸盐混积岩与泥质碎屑—灰(云)泥混积岩两大类,包括含砂—砂质灰(云)岩、含灰—灰质砂岩、泥质灰(云)岩及灰(云)质泥岩等4小类。西部以含砂—砂质灰(云)岩为主,东部以含灰—灰质砂岩为主。泥质灰(云)岩及灰(云)质泥岩分布较广但含量较少。向上混积岩数量增多,展布范围扩大。
(2)混积岩成因类型以渐变式混合沉积与突变式混合沉积为主,局部也存在原地混合沉积,各种类型的混合沉积常相互叠加,频繁交替。
(3)混积岩形成于两大物源注入背景下的颗粒滩坝、生物浅滩、砂坝以及泥坪等混合沉积环境,其中颗粒滩坝混合沉积展布范围较广,混合沉积作用类型丰富。颗粒滩坝混合沉积与砂坝混合沉积微相形成的混积岩分选较好、孔隙发育,是研究区有利的储集相带。
(4)混合沉积的主要控制因素是物源供给和水动力条件,其次为构造背景及湖平面升降。其中,稳定的古鼻状构造为形成广泛的混合沉积提供了地形条件;不同方向物源的供给与活跃的水动力条件决定了混积岩的类型、组分、结构以及分布方式;物源供给的变化与相对湖平面升降则控制着混积岩的垂向沉积序列。