东海盆地西湖凹陷渐新统花港组地震相特征及沉积相分布

王文娟 ，张银国 ，张建培

（1国土资源部海洋油气资源与环境地质重点实验室）

（2青岛海洋地质研究所；3中海石油（中国）有限公司上海分公司）

地震相是地下地质体的一个综合反映，可以认为“地震相是沉积地质体在地震剖面上响应的总和”。沉积环境传统上通过岩心或露头确定，然而在广大的无岩心或无露头的地区，利用地震剖面上的反射特征来识别沉积相、预测有利相带，这在国内外已经取得了良好的效果［1］。东海盆地西湖凹陷的钻井非常少，通过单井来进行沉积相的平面分析往往依据不够充分，因此在该盆地开展地震相分析非常具有意义。西湖凹陷的主要勘探目的层为渐新统花港组，前人对花港组沉积相的研究有以下几种观点：武法东等［2］认为花港组是受过短暂海水侵入的河流、湖泊、三角洲沉积；王果寿等［3］认为花港组主要为河流、三角洲和湖泊沉积；孙思敏等［4］认为花港组为一套辫状河和曲流河相互交替的沉积体系；胡明毅等［5］则认为花港组在西部地形平缓区，发育正常河流和三角洲相沉积，在东部地形较陡处，发育扇三角洲和湖泊相沉积。

1 区域地质背景

西湖凹陷位于东海陆架盆地东部坳陷带东北部，为北北东走向；西邻虎皮礁凸起、长江凹陷、海礁凸起、钱塘凹陷以及渔山低凸起（自北而南），东以钓鱼岛隆褶带为界，南、北两端分别通过一个构造鞍部过渡到基隆凹陷和福江凹陷（图1），总体上构成东断西超的箕状凹陷。凹陷内由西向东划分为保俶斜坡带、三潭深凹带、浙东中央背斜带、白堤深凹带、天屏断裂带等五个次级构造单元。平湖、春晓、宝云亭、玉泉、武云亭等油气田和含油气构造主要分布在保俶斜坡带和浙东中央背斜带上［6－8］。

西湖凹陷经历了早期断陷 （古新世—始新世）、中期坳陷（渐新世—中新世）、晚期整体沉降（上新世—第四纪）三个阶段［9］。花港组是在渐新世早期玉泉运动的基础上形成的，随着玉泉运动的发生，经历平湖组断陷晚期反转抬升，西湖凹陷进入裂后坳陷的演化阶段。花港组自下而上为一套水进沉积，但在大的沉降背景下发生过两次幕式抬升，形成两个三级层序： SⅢ1(花二段)和SⅢ2（花一段），区域上以基准面上升沉积为主。

图1 东海盆地西湖凹陷构造区划简图

2 地震层序和地震相类型

2.1 地震层序的划分及特征

层序是层序地层格架的基本单元，它是一套内部相对整合、在成因上有联系、以不整合和可以与之对比的整合面为界的等时沉积体［10-17］。花港组在整个西湖凹陷都有钻遇，依据区域地质资料分析，通过识别岩心、测井曲线及地震剖面所反映的层序界面特征及层序内部湖（海）泛面特征，划分出两个三级层序 SⅢ1、SⅢ2， 识别出三级层序界面 SB1、SB2、SB3及最大湖泛面f1、f2，并以最大湖泛面为界划分出上升半旋回和下降半旋回，相当于4个四级层序SⅣ1（SⅢ1上升半旋回）、 SⅣ2（SⅢ1下降半旋回）、SⅣ3（SⅢ2上升半旋回）、SⅣ4（SⅢ2下降半旋回）（图2）。

2.2 地震相类型及特征

西湖凹陷二维地震偏移剖面形成了控制全研究区（2×2）～（4×8）km 不等的地震网格。 在地震相分析过程中，以反射品质较好的过井剖面为骨干剖面，结合单井相和前人研究成果，由点(井点)到线、由线到面进行对比追踪和闭合。选择可信度较高的地震反射内部结构和外部形态，结合地震反射构造等参数，来对地震相进行划分命名。首先依据反射构造和反射外形分成前积（A类）、透镜状（B类）、丘状构造（C类）及平行—亚平行（D类）等4大类地震相，接着再根据振幅强弱、频率高低及连续性等反射结构对D类划分出4种亚类地震相［18-23］（地震相平面位置标注于图1）。

2.2.1 前积地震相（A类）

前积地震相由一组向同一方向倾斜的同相轴构成，它与上覆或下伏的同相轴成角度或切线相交。研究区可见到叠瓦型前积地震相，它是由一组倾角十分平缓的同相轴构成的，反射结构表现出强振幅—中振幅—中弱振幅，低频—中频，较连续—连续等特征（图3）。前积地震相反映某种携带沉积物的水流在向前推进过程中，由前积作用形成的构造，因而它是直接指示古水流方向和物源方向的重要标志。由钻（测）井资料约束解释认为该区此类地震相是三角洲前积相的地震响应。

图2 西湖凹陷QY井层序地层划分

图3 西湖凹陷前积地震相

2.2.2 透镜状(下凹状)地震相（B类）

下凹状地震相以“顶平底凹”外形为特征，局部突然向下增厚，向下侵蚀充填于下伏地层之中（图4）。地震反射结构表现为中振幅—弱振幅，中频—低频以及断续反射相，该类反射仅见于KQT井和WB井之间(图1,I—I’剖面)，综合分析认为，它是辫状三角洲前缘的水下分流河道充填在纵向剖面上的地震响应。

图4 西湖凹陷透镜状(下凹状)地震相

2.2.3 丘状构造地震相（C类）

丘状构造地震相“底平顶凸”，底部同相轴连续平缓，顶部上凸（图5），图中左侧的反射构造内部可见下超反射。这类反射结构为中强振幅—中弱振幅，中频，断续—较连续的反射。在钻（测）井等资料约束下解释认为该类型的地震相反射是滨浅湖砂坝沉积的地震响应。

图5 西湖凹陷丘状地震相

2.2.4 平行—亚平行地震相（D类）

平行地震相由一组相互平行的地震反射同相轴构成，亚平行地震相则由一系列反射振幅变化、相互不平行的反射同相轴所构成。平行、亚平行地震相及它们两者之间，可以是多种沉积相的地震响应，例如滨浅湖、浅滩、冲积平原、三角洲平原及三角洲支流间湾、滨浅海、滨浅湖等。

根据反射特征并结合区域地质资料，将西湖凹陷该类地震相又划分为D1—D4等4种亚类（图6）。

图6 西湖凹陷平行—亚平行地震相

D1亚类 反射特征主要为平行—亚平行、席状、强—中振幅、低频—中频、较连续—连续的反射,反映低能沉积环境。根据研究区情况,该亚类地震相在西湖凹陷花港组主要是滨浅湖—半深湖沉积的地震响应（图 6a）。

D2亚类 反射特征主要为平行—亚平行、中强振幅—中振幅、中频－高频、较连续－连续的反射,该亚类地震相在西湖凹陷花港组主要是滨浅湖沉积的地震响应（图6b）。

D3亚类 反射特征主要为平行—亚平行、强振幅—中振幅、断续—较连续的反射,该亚类地震相在西湖凹陷花港组主要是河流—平原相沉积的地震响应（图 6c）。

D4亚类 反射特征主要为平行—亚平行、中振幅—中弱振幅、中—低频、断续—较连续的反射,该亚类地震相在西湖凹陷花港组主要是河流—平原相沉积的地震响应（图6d）。

3 地震相分布特征

3.1 各层序地震相的平面分布

地震相分析，就是由测线到平面，根据地层地震参数的变化，把同一地震层序中具有相似参数的地层单元连接起来，做出地震相的平面分布图。由于各层序沉积时期的沉积环境在平面上存在差异，由此所发育的沉积相体系也有一定的差异，因而地震相响应也有所不同。图7给出了花港组4个四级层序的地震相分布，各类地震相在这4个层序内有不同程度的分布。

A类前积地震相主要分布于凹陷的东西两侧，规模相对较大，根据钻井揭示，西侧为辫状三角洲沉积的地震响应，东侧为扇三角洲沉积响应。B类下凹状地震相反射在全区分布极少，但在西部保俶斜坡带KQT井和WB井之间层序SⅣ2（图7b）清晰可见，为辫状三角洲前缘水下分流河道沉积的地震响应。C类丘状地震相也比较少见，见于层序SⅣ3中，主要分布于HY井和YQ井两井周围（图7c），为滨浅湖沉积背景下的砂坝沉积地震响应。 D类平行—亚平行地震相分布比较广泛，每个亚类在每个层序中均有较广展布。D1亚类为浅湖沉积的地震响应，主要分布于凹陷的北部，呈北东向带状展布，范围较小；D2亚类主要为滨浅湖砂泥互层沉积的地震响应，分布于凹陷内的大部分地区；D3、D4两个亚类地震相主要发育于凹陷两侧保俶斜坡带和天屏断裂带的边缘，主要是辫状河流相沉积的地震响应。

图7 西湖凹陷花港组地震相平面分布图

3.2 地震相垂向演化特征

从上述地震相在各层序中的平面分布特征可以看到，在4个四级层序内，A、D两类地震相具有很好的继承性。不同的是两个下降半旋回(图7a、7c)较之两个上升半旋回(图7b、7d)，A类和D1类地震相展布面积相对减小，而D2类地震相分布面积加大，表明湖区平面相对有所收缩，三角洲、深湖相分布范围缩小。在层序SⅣ2（SⅢ1层序下降半旋回，图7b），A、D1类地震相的分布面积达到最小，而在 SⅣ3（SⅢ2层序的上升半旋回，图 7c），它们的面积达到最大，说明在三级层序内，从SⅢ1至SⅢ2层序自下而上发育一套水进沉积。B类地震相仅在SⅣ2，层序的KQT井和WB井之间见到，是由于此类地震相较难识别的缘故。由于受沉积物供给及古气候因素的控制，HY井和YQ井两个井区发育了滨浅湖砂坝沉积，故在SⅣ3层序可见C类丘状反射地震相（图7c）。

4 沉积相分布特征

4.1 单井沉积相类型

4.1.1 辫状河流相

研究区总体上离物源较近，沉积的河流相特点主要表现在4个方面：(1)岩性以含泥砾、炭质屑的块状粗砂岩、含泥砾砂岩为主，砂泥比较大；(2)边滩沉积位于河床滞留沉积之上，以侧向加积为主，发育大型板状或楔状交错层理；(3)河道滞留沉积地震反射为强振幅的断续反射特征，反映了河道离物源区较近、连续性差，同时也反映了能量相对较强的特点；(4)泛滥平原细粒沉积物不发育，因而该区的河流相确定为辫状河流相。

辫状河流相主要发育河道亚相及河漫亚相。该沉积相类型见于JS井的花港组二段，呈厚层状沉积，电测曲线呈箱形。

4.1.2 湖泊辫状三角洲相

该区花港组湖泊辫状三角洲沉积相特征表现为分流河道沉积叠置发育，进积或退积特征明显；岩性粗，由砂砾岩、含砾砂岩、粗砂岩、中砂岩及细砂岩组成（图8）；辫状三角洲平原及前缘的沼泽并不很发育，主要分布于凹陷的西缘保俶斜坡带，该类沉积相的典型井有PH井和DH井等。

图8 西湖凹陷PH井花港组一段湖泊辫状三角洲沉积特征图

4.1.3 湖 相

发育于渐新世的湖相，主要有滨浅湖亚相和浅湖亚相两大类，沉积微相类型复杂，岩性为细砂岩、粉砂岩及泥质岩。

滨浅湖亚相包括砂坝、砂滩、泥坪等微相，而浅湖亚相主要发育泥质沉积。以QY井为例，滨浅湖亚相的砂滩微相，电测曲线呈指形或尖峰齿形（图9）,岩心上见滨浅湖砂坝平行层理（图10a），岩性为细砂岩、粉砂岩以及滨浅湖的泥质沉积，发育波状交错层理（图10b）。泥坪微相以泥质沉积为主，电测曲线多平直或微齿形。该类沉积相的典型井还有HY、TWT等井。

图9 西湖凹陷QY井花港组二段滨浅湖沉积特征图

浅湖亚相为富含有机质的页岩、油页岩、泥岩，属缺氧的深水环境沉积(图10)，一般为良好的生油层，浅湖相在花港组展布范围小。

4.1.4 扇三角洲

扇三角洲沉积是由冲积扇直接入湖形成的三角洲沉积。扇三角洲由于近物源，岩性较粗，以砾岩或含砾粗—中砂岩沉积为主，以棱角状为主，反映近物源快速堆积的特征。东海盆地西湖凹陷扇三角洲沉积主要分布在凹陷东部紧靠断层的深水区，其物源可能主要来自断层上升盘一侧钓鱼岛隆褶带。由于研究区靠近凹陷的东部目前没有钻井，因此没有岩心方面有关扇三角洲的直接证据，但从地震剖面解释可以看出，在盆地东部钓鱼岛附近发育一些楔状沉积体，其内部为杂乱反射，推测为扇三角洲沉积。

图10 西湖凹陷花港组滨浅湖亚相沉积

4.2 沉积相分布特征

根据单井相分析和合成地震记录的标定结果，结合钻井、测井及其他地质资料，对地震相进行验证和约束解释，运用瓦尔特相律，将前述的地震相图(图7)转换成沉积相图(图11)。西湖凹陷花港组各层序的沉积相展布特征如下。

据对东海盆地西湖凹陷花港组的研究，确定了区内目的层段以陆相沉积环境为主，西部主要发育辫状河流相、湖泊三角洲相、滨浅湖相及浅湖相，在凹陷东部，由于地形陡，发育了扇三角洲相沉积。

根据图11可以看出，4个四级层序的沉积相分布总体具有较强的继承性，以辫状河流—三角洲平原相、三角洲相及滨浅湖相沉积为主。辫状三角洲主要集中在保俶斜坡带，其北部、中部规模较大，前积特征较为明显；通过对下凹状地震反射特征的识别，辫状三角洲前缘可清楚地辨别出水下分流河道。滨浅湖在三潭深凹带内较为发育，浅湖相主要分布在浙东中央背斜带北部，呈北东向带状展布。东部天屏断裂带地形陡，发育扇三角洲。总体上三角洲相的砂体都较为发育，SⅣ2、SⅣ4相对于SⅣ1、SⅣ3则较弱，湖相范围增大，表明是水进的过程；SⅣ4砂体范围最小，湖区范围最大，这也符合区域沉积背景。

5 结 论

图11 西湖凹陷花港组各层序的沉积相平面分布图

（1）研究区花港组自下而上依次划分出4个四级地震层序。依据可信度较高的地震反射结构和外部形态，结合地震反射振幅和连续性等地震相参数，在花港组层序中共识别出前积地震相、透镜状地震相、丘状地震相及平行—亚平行地震相（包括四类亚相）等多种地震相类型。

（2）地震相平面分布具有差异性，垂向演化具有继承性和新生性。

（3）确定了区内目的层段以陆相沉积环境为主，主要发育辫状河流相、湖泊三角洲相、滨浅湖相及浅湖相；东部地形陡，发育扇三角洲。

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