柴达木盆地北缘马东地区第三系沉积体系研究

杨明林

（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015）

柴达木盆地北缘马东地区第三系沉积体系研究

杨明林*

（中国石化胜利油田分公司地质科学研究院，山东东营257015）

综合利用岩芯、测井及测试资料，结合已有探井、地面资料，在单井相分析的基础上，对柴达木盆地北缘马海以东地区第三系沉积体系的类型、特征及其演化等进行了分析，结果表明：柴达木盆地北缘地区马东地区第三系主要发育有滨—浅湖滩坝、辫状河三角洲和冲积扇3种沉积体系。并系统分析了第三系不同阶段的沉积相类型及其分布特征，总结了垂向上沉积体系的演化。

柴北缘；马东地区；沉积体系；滨—浅湖滩坝；辫状河三角洲；冲积扇

1 地质概况

柴达木盆地北缘（简称柴北缘）马海以东地区（以下简称马东地区）处于马海—大红沟隆起亚区的北部，马仙断裂的上盘，该工区西、北起于马海构造带，北抵绿梁山前，南抵尕丘凹陷。西部及北部主要是斜坡区，在马海构造带中发育有数条逆断层，将其复杂化。南缘超过凹陷与极地突起相邻，东缘绿梁山前发育有尕丘突起（图1）。该地区钻遇的第三系地层由老到新依次为路乐河组(E1＋2)、下干柴沟组下段(E31)、下干柴沟组上段(E32)、上下干柴沟组组(N1)，岩性及分布特征见表1。研究区内地层出露良好，测井、岩芯等相关资料丰富，具备开展沉积体系研究的良好条件。本文在前人工作的基础上[1-3]，通过野外剖面的观察、岩芯的详细描述以及对20余口探井电测曲线、钻井及单井相的分析，对马东地区第三系沉积体系进行了系统的研究。

图1 马海以东地区位置图

2 沉积体系特征

本区沉积时处于构造相对稳定期，主要由北缘和东北缘老山提供了丰富的沉积供应，发育了一套辫状河三角洲沉积体系和滨浅湖沉积体系[2-3]。由于柴北缘地区在第三纪时期古地形较为平坦,滨—浅湖沉积环境发育,适于形成滩坝沉积和中、小型河流—三角洲沉积体系。由柴北缘地区第三系单井井下和地面单井剖面的相标志和相分析结果表明,研究区第三系路乐河组(E1＋2)、下干柴沟组下段(E31)、下干柴沟组上段(E32)、上干柴沟组(N1)主要发育有滨—浅湖滩坝、辫状河三角洲和冲积扇三种沉积体系。

2.1 滨—浅湖滩坝沉积体系

滨—浅湖亚相有时又称湖棚亚相,特指开阔的滨浅湖环境,湖底地形平坦,输砂量充分,砂层连续、分布广。在中等水动力条件下,受往复水流的作用,以平行砂纹层理和少量的低角度冲洗型交错层理为特征。滩坝是湖棚亚相中最为常见的砂体类型[2-4]。滨—浅湖亚相是研究区第三系广泛发育的沉积相类型，也是研究区内主要相类型之一。研究区的滨—浅湖滩坝沉积体系主要见于下干柴沟组下段(E31)、下干柴沟组上段(E32)、上干柴沟组(N1)中，其特征具体表现如下：

岩性特征：以灰色、棕红色粉砂岩、泥岩、粉砂质泥岩为主，整体上粒度较细，砂泥比中等。

沉积构造：主要有透镜状层理和脉状层理，砂纹层理，局部为透镜状层理，显示沉积物较细，沉积水动发生周期性变化的特征，垂直虫孔，表明沉积水动力相对较强为滨—浅湖区的滩坝沉积。

电性特征：测井曲线上总体呈复合旋回，单个旋回以正旋回为主。

表1 柴达木盆地北缘马东地区第三系地层分布及岩性特征

2.1.1 滨湖亚相

滨湖亚相位于平均高水面与平均低水面之间，砂体呈条带状分布。滨湖或漫湖环境主要由泥坪、砂坪和混合坪微相组成，泥坪沉积微相以棕灰、浅棕、棕红色泥岩和砂质泥岩为主,夹薄层粉砂岩、泥灰岩。由于滨湖区时常暴露于水面之上,因此也常见石膏层及钙质层等湖间低水位蒸发相标志。沉积构造主要有小型交错层理、冲洗层理、波状纹层、上攀纹层以及各种小型浪成波痕。生物潜穴在滨湖亚相泥坪沉积中较为常见,由于该区水体动荡,生物潜穴多以垂直和倾斜型为主。自然电位曲线平直，局部齿化，以细粒为主，弱还原色，反映了较浅水环境下的动荡水体下沉积（图2C）。

2.1.2 浅湖亚相

浅湖亚相位于滨湖亚相内侧至波基面以上地带,水下地形平坦开阔。沉积物主要受波浪作用的影响,形成了一种独具特色的砂泥岩间互、分布稳定的沉积类型。岩性以灰绿色、褐红色、浅灰色泥质粉砂岩、细砂岩、钙质泥岩为主,并夹薄层泥砾岩、中—细砂岩、粉砂岩。其韵律性明显,每个韵律自下而上由粗砂岩—中、细砂岩—细砂岩—泥质粉砂岩—钙质泥岩组成,有时在韵律的底部还见到薄层的泥砾岩,显冲刷构造。在此沉积相中,总体上表现为频繁的砂泥岩互层,单砂层厚度较为稳定,一般为10～30cm。其沉积中发育生物潜穴、平行层理、冲洗层理及交错层理,常见浪成振荡波痕。自然电位曲线平直—齿化，以泥岩为主，弱还原色，反映了浅水环境下的较安静水体下沉积（图2D）。

2.2 辫状河三角洲沉积体系

辫状河三角洲沉积主要发育于马海构造带高部位及尕丘突起附近,是由来自祁连山系的古水系携带碎屑物质在平面上展开而成。三角洲沉积可分为三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲3个亚相类型,其中前三角洲处于滨浅湖区，与滨浅湖沉积特征相近。研究区的辫状河三角洲沉积主要见于下干柴沟组下段(E31)、下干柴沟组上段(E32)、上干柴沟组(N1)中。

岩性特征：主要以中、细砂岩和粉细砂岩为主,偶夹薄层的粗砂岩和细砾岩。

沉积构造：由于沉积物受河流和湖水两种水动力作用的影响,故各种层理和层面构造发育,主要有中、小型槽状交错层理、平行层理、波状层理、透镜状层理等[5-6]。此外,与之相伴生的还有泄水构造、变形构造、前积纹层和水下岩脉等。

电性特征：三角洲平原亚相的分流河道自然电位主要呈顶底突变的箱状,而三角洲前缘亚相水下分流河道自然电位多呈向上、向下渐变的钟形。河漫滩及水下分流间湾测井曲线幅值低。

2.2.1 三角洲平原亚相

图2 各种沉积体系岩—电特征

三角洲平原亚相主要以棕红色泥岩、含砾砂岩和砾岩为主。砂岩含量相对较高，岩性整体上粒度相对较粗，分选较差。沉积构造主要有中、小型槽状交错层理、平行层理、波状层理、透镜状层理等。此外,与之相伴生的还有泄水构造、前积纹层和水下岩脉等。测井曲线为箱形或钟形。发育有分流河道、天然堤、决口扇等微相类型；从单井相上看棕红色泥岩与砂砾岩互层，强氧化环境下沉积产物，砂砾岩正韵律，曲线钟形，为分流河道沉积，泥岩为河间溢岸沉积[7]（图2A）。

2.2.2 三角洲前缘亚相

三角洲前缘亚相以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩为主，粒度较细，沉积构造主要有中、小型槽状交错层理、平行层理、波状层理、透镜状层理等。此外,与之相伴生的还有泄水构造、变形构造、前积纹层和水下岩脉等。主要由水下分流河道、水下分流河道间及远砂坝等微相组成，有时也见有河口坝微相。从单井相上看砂泥互层，砂岩段曲线显明显的钟形特征，为水下分流河道沉积；泥岩段则为棕色泥岩，为湖湾沉积[7]（图2B）。

2.2.3 前三角洲亚相

前三角洲亚相主要位于浅湖区，沉积物以灰色、棕褐色、棕红色泥岩、粉砂质泥岩为主,夹少量的薄层粉砂岩、细砂岩,发育水平层理及韵律层理。

2.3 冲积扇沉积体系

冲积扇沉积主要发育于路乐河组，该沉积以大套粗粒的砾岩、砾状砂岩沉积夹红色砂岩为主，反映了沉积物源近的陆上暴露沉积，形成了多旋回的冲积扇体。研究区的冲积扇沉积主要由块状的中—粗砾岩、砂砾岩和含砾粗砂岩组成[8]。其中扇根以碎屑流沉积为主，多集中粗大砾石，且多为颗粒支撑或基质支撑，砾石磨圆度较好，岩体呈透镜状或原始水平层叠覆，偶而夹有平行层理或大型交错层理砂砾岩透镜体。扇中辫状河充填沉积发育，主要为砂岩、砂砾岩和砾岩的互层，大型板状交错层发育，砾石坝具平行层理及前积型交错层。扇端部分由具块状构造的砂质泥岩组成，含砂泥碎屑物质，为漫流沉积。其中砂岩的成分以石英和石英岩为主。在垂向上和平面上，冲积扇粒度变化快，从扇根至扇端粒度逐渐变细，分选、磨圆逐渐变好。电性上可分为两段，而且均为复合旋回，为冲积扇扇中辫状河道微相（图2E）。

3 沉积演化特征

3.1 路乐河组沉积期

路乐河组沉积时期，滨浅湖范围较小，表明沉积物源供应较少。该段主要以冲积扇和冲积平原沉积为主，主要分布在研究区西南部的大片区域，研究区西部发育冲积扇沉积体系，发育有扇主体和扇缘沉积，而在南部主要是冲积平原沉积，在尕丘凹陷内则发育有滨浅湖沉积，在尕丘突起及研究区的北缘中部处于古突起，没有沉积。

3.2 下干柴沟组下段沉积期

下干柴沟组下段沉积在沉积演化上处于退积型层序的下部，该沉积期的区域构造活动性较强,东北部碎屑物源供给较充分,为研究区三角洲高建设时期，三角洲沉积体呈鸟足状伸入到滨浅湖相带。工区内主要发育有辫状河三角洲平原和三角洲前缘沉积，其中三角洲平原发育于马海隆起区的主体部位，三角洲前缘主要位于其外缘，相带较窄，分布于马北1号、马海构造北部及马东1井一带。滨浅湖沉积向北向西迅速扩充，主要分布在三角洲平原和三角洲前缘的周围，其沉积范围明显扩大，冲积平原主要研究区西北的一小部分。尕丘突起一带仍处于古突起之上，没有沉积，该沉积期三角洲沉积比较发育，具有良好的储集条件，成为区内油气富集层位（图3）。

图3 马海地区E31岩相古地理

3.3 下干柴沟组上段沉积期

下干柴沟组上段沉积时期，随相对湖平面的上升,滨浅湖范围在E31基础上继续向北向西推进，形成湖进沉积。而三角洲沉积较E31时期向物源方向稍稍退缩，但不明显，仍然为三角洲高建设期。本段主要发育辫状河三角洲体系和滨浅湖沉积，区内发育的辫状河三角洲沉积体系与下干柴沟组下段相似，主要为三角洲平原和三角洲前缘沉积，只是向北西有所迁移，前缘相带相对较下段广泛。滨浅湖面积有所扩大。尕丘突起一带仍处于古突起之上，没有沉积。该沉积期三角洲沉积仍然比较发育，区内油气也比较富集（图4）。

图4 马海地区E32岩相古地理

3.4 上干柴沟组沉积期

上干柴沟组沉积期，为最大湖进期，随相对湖平面的上升,滨浅湖范围进一步扩大，三角洲沉积向物源区退缩，为退积型三角洲沉积序列。该段主要发育辫状河三角洲沉积体系和滨浅湖沉积，辫状河三角洲明显后退，三角洲平原沉积面积明显缩小，而三角洲前缘相对窄长。但从其粒度及其组成上看，较早期的辫状河三角洲体系要细，湖相范围进一步扩大。

纵观研究区沉积体系的演化过程，E31和E32底部主要以辫状河三角洲平原亚相分流河道砾岩沉积为主，E32中上部以辫状三角洲前缘亚相和滨湖亚相的砂岩沉积为主。从E31至E32为湖进沉积序列。砂体发育且连通性较好。对比剖面上路乐河组和下干柴沟组发育都较薄，尤其是路乐河组，有些井缺失，从沉积相分布看，路乐河组在剖面上主要为冲积扇，下干柴沟组主要为泛滥平原和三角洲平原，而上干柴沟组则表现相带较宽，从三角洲平原到前缘到滨浅湖均有发育，上干柴沟组则表现三角洲前缘到滨浅湖为主，整体上形成湖进沉积序列。

4 结论

通过以上分析认为，柴达木盆地北缘马东地区第三系路乐河组(E1＋2)、下干柴沟组下段(E31)、下干柴沟组上段(E32)、上干柴沟组(N1)主要发育有滨—浅湖滩坝、辫状河三角洲和冲积扇三种沉积体系。其中路乐河组在剖面上主要为冲积扇沉积体系；下干柴沟组下段主要为辫状河三角洲沉积体系，主要发育三角洲平原和三角洲前缘沉积，为区内油气富集层位；而下干柴沟组上段则表现相带较宽，从三角洲平原到前缘到滨浅湖均有发育，油气也比较富集；上干柴沟组则表现三角洲前缘到滨浅湖为主，整体上从E1＋2到N1形成湖进沉积序列。其中下干柴沟组下段(E31)、下干柴沟组上段(E32)为区内主要勘探目的层。

[1] 青海石油管理局一九九八年勘探部署报告[R].青海：青海局勘探开发研究院，1998.

[2]王鹏，赵澄林.柴达木盆地北缘地区第三系碎屑岩储层沉积相特征[J].石油大学学报，2001，25（1）：12-15.

[3]高云峰，彭苏萍，何宏，等.柴达木盆地北缘第三系碎屑岩储集层特征及评价[J].石油勘探与开发，2003，30（4）：40-42.

[4] 冯增昭，等.沉积岩石学(下)[M].北京：石油工业出版社，1993：106-107.

[5] 薛良清，Galloway W.E.扇三角洲、辫状河三角洲与三角洲体系的分类[J].地质学报，1991(2)：141-153.

[6]赵虹，党犇，李文厚，杨晓奇，党永潮.安寨地区延长组沉积微相研究[J].天然气地球科学，2004，15（5）：492-4976.

[7]邵文斌，寿建峰.柴达木盆地尕斯断陷古近系新近系的沉积演化规律与储集体分布[J].石油大学学报，2003，27（6）：12-16.

[8]蒋宏忱，于炳松，王黎栋，穆剑，刘忠宝.柴达木盆地西部红狮凹陷第三系下干柴沟组沉积相分析[J].沉积学报，2003，21（3）：391-397.

TE121

A

1004-5716(2015)09-0091-05

2014-09-23

2014-10-14

杨明林（1980-），男（汉族），山东昌乐人，工程师，现从事石油地质研究方面的工作。