杨 棵,董艳蕾,朱筱敏,潘 荣,张梦瑜,伍 炜,王 珩
[1. 中国石油大学(北京) 油气资源与探测国家重点实验室,北京 102249;2. 中国石油大学(北京) 地球科学学院,北京 102249]
地球自46亿年前诞生以来,经历了漫长的地质演化过程,形成了地表上丰富的地貌单元。根据地貌在成因上的差异,可将其分为造山带或隆起区的剥蚀地貌,以及盆地区的沉积地貌[1-2]。造山带或隆起区在特定环境下遭受风化剥蚀,形成造山带侵蚀区,或其上的早期沉积物在山前堆积,形成物源。经过地球表层的动力作用,山前剥蚀带的沉积物经沉积路径系统被搬运至汇水盆地接受沉积,从而在盆地区形成不同的沉积体系,如三角洲、冲积扇、湖底扇等。可以说,正是由于剥蚀地貌和沉积地貌通过沉积路径彼此联系,才形成了源-汇系统[1,3-5]。
近年来,沉积盆地的源-汇系统受到了越来越广泛的关注,但这一概念并非首次出现。1972年,Meade基于对美国西部晚全新世形成的滨岸边缘的研究,首次提出了源-汇概念,他指出了山坡、河流以及土壤对物源的贡献,并将接受物源供应的滨岸和陆架称为沉积汇水区[6]。此后的20余年间,又有多位学者对这一问题展开了系统性研究。
进入21世纪以后,美国自然科学基金会公布了《洋陆边缘科学计划2004》,将源-汇系统列为了重点研究领域之一,更加明确地提出了针对该领域的研究对象和研究方法,开始将源-汇系统与沉积学紧密结合起来[5-8]。在2010年的美国AAPG年会上,源-汇系统再次受到了广泛关注。
源-汇系统作为一种新的研究思路,在许多研究中都有体现。例如,徐长贵在研究渤海海域时提出了陆相断陷盆地源-汇时空耦合的控砂思想与控砂模式,将有效物源体系、高效汇聚体系和基准面转换体系归纳为源-汇时空耦合体系,大大提高了对研究区砂体和储层的预测能力[5]; Sømme T O等将源-汇思想应用于挪威上白垩统海相扇体的研究上,并综合运用了地震、测井、岩心等资料,对研究区的沉积背景、动力机制、扇体演化进行了全面分析[9];Bentley S S J等将目光投向了美国密西西比河,通过对该区域的构造运动、气候变化、人类活动等因素的评估,明确了密西西比河在新近纪的演化过程和源-汇关系[10]。
埕岛东坡从沙河街组一段(以下简称为沙一段)东营组主要发育了曲流河沉积、辫状河三角洲沉积、重力流沉积,以及生物滩、滨浅湖滩坝等沉积体,沉积类型可谓丰富多样。按照源-汇思想,沉积盆地多样的沉积类型势必来自于物源区丰富的物源供给,而物源区和沉积区的空间耦合关系决定了有利砂体的展布。因此,追踪研究区的物源及其搬运路径便显得尤为重要。
本文基于渤海湾盆地济阳坳陷埕岛东坡最新处理的三维地震资料、12口岩心资料和86口钻、测井资料,以东二段下部EdⅣ砂组为目的层,结合全区的区域构造背景和地震沉积学精细刻画,恢复了目的层的古地貌,综合分析了目的层沉积体的源-汇过程及其各要素之间的耦合关系。
本研究区(埕岛东坡)位于渤中凹陷交汇于济阳坳陷的边界地带,从埕北低凸起东南部开始,延伸至渤中凹陷,有利勘探面积近300 km2(图1)。
图1 济阳坳陷埕岛东坡位置Fig.1 Location of the eastern slope of Chengdao(a)and major well locations of the study area(b)in Jiyang Depressiona.研究区位置;b.研究区主要井位分布
研究区四周被凹陷所包围,向南以埕北断层为边界与埕北凹陷相邻,东南方向以断层为界紧邻桩东凹陷,而东北逐渐过渡为斜坡带并与渤中凹陷相邻。渤中凹陷是渤海海域面积最大的凹陷,为断陷型盆地,在古近系历经了沙河街组断陷期和东营组坳陷期两个构造演化阶段[11],该区域为本文所述源-汇系统的主要汇区(沉积区)。
东营组沉积时期,渤中凹陷快速下沉,沉积厚度达约2 800 m,逐渐成为整个渤海湾盆地的主要沉积中心。埕岛东坡东营组地层按岩电性组合和沉积旋回可划分为东一段、东二段、东三段,共包括东营组EdⅠ、EdⅡ、EdⅢ、EdⅣ、EdⅤ、EdⅥ6个亚段。本文主要针对位于东二段下部的EdⅣ亚段展开探讨。沉积相方面,EdⅣ亚段的沉积环境为半深湖沉积,发育洪水湖底扇(图2)。
根据精细化勘探的需要,并结合地震、测井、沉积学等方法和理论,本文将EdⅣ亚段细分为了EdⅣ1、EdⅣ2和EdⅣ33个砂组。从沉积旋回的角度看,EdⅣ亚段对应于1个三级层序(SQ4),相当于1个长期旋回,其内部又可划分为3个中期旋回(基本对应于EdⅣ1、EdⅣ2和EdⅣ3砂组)和6个短期旋回(EdⅣ11、EdⅣ12、EdⅣ21、EdⅣ22、EdⅣ31和EdⅣ32亚砂组)。每个短期旋回基本对应于一根地震同相轴(图3)。
埕北低凸起位于渤海海域西南部,夹持在埕北凹陷和沙南凹陷之间,呈北西走向,面积为660 km2,凸起西段为地垒结构,东段为南断北超的单面山[12]。古近系东营组沉积期,研究区的凸起带及其沉积区(斜坡带、洼陷带)组成了一套完整的源-汇系统。基于最新的钻井资料和三维地震资料,并结合源-汇系统理论,精细刻画了埕北低凸起前寒武系的基岩组成、汇水单元分布、搬运体系类型及规模、沉积体系时空展布特征,有利于探讨目的层段源-汇系统配置关系及差异性,指导沉积区有利储集砂体的预测。
物源体系是源-汇系统的重要部分,也是沉积砂体存在的物质基础,物源区汇水单元及基岩性质研究可指导预测源-汇系统内物源区不同区带分化、剥蚀差异和沉积区沉积组分特征,作为沉积盆地演化与古环境恢复的重要依据[9,13-14]。
2.1.1 基岩组成
根据埕岛-桩海地区中生界顶部岩相分布图(图4)可知,研究区沉积区中生代顶部岩石类型以碎屑岩为主,也发育火山碎屑岩,其中埕北低凸起源区及沉积区中生界缺失,主要出露上古生界海陆交互相碎屑岩。因此,研究区物源区可向沉积区提供碎屑岩、火山岩碎屑岩及火山岩等物源。
2.1.2 汇水单元刻画
基于对埕北低凸起基岩组成的分析得知,研究区基岩以碎屑岩、火山碎屑岩及片麻岩为主。凸起区的基岩经过风化剥蚀形成的陆源碎屑,可通过水流搬运进入沉积盆地沉积。流水搬运沉积物的通道称为搬运通道。因此,沉积物通过搬运通道搬运至盆内腹地低势区沉积,湖盆内是碎屑岩沉积体的主要场所。
图2 济阳坳陷埕岛东坡埕北323井综合柱状图Fig.2 Composited stratigraphic column of Chengbei Well 323 in the eastern slope of Chengdao in Jiyang Depression
通常情况下,古地理格局(古地貌)能直观地反映凸起区的地貌特点,有利于汇水单元的刻画,同时,古地貌又制约着盆地的可容空间[15],因此,恢复研究区的古地貌便显得尤为重要。目前,恢复古地貌的方法有很多,如地层对比法、残余厚度法、印模法、层序地层恢复法等[16],本次研究采用“印模法”对目的层段的古地貌进行了恢复。这种方法利用了侵蚀面上覆地层与下伏地层存在镜像关系这一特点,即地势较低的区域对应的上覆地层较厚,地势较高的区域对应的上覆地层较薄[17]。在恢复出的目的层古地理格局图上,根据埕北低凸起的古地貌展布,识别了7条搬运通道(V1—V7)(图5),并以与凸起长轴方向平行的分水岭(最高点的连线)为界,从北向南依次划分了7个汇水单元(a—g),其中黑色虚线为汇水单元边界(图5a)。在汇水单元内,结合地形坡度和沟谷分布,刻画出主水系和分支水系。通过定量刻画不同汇水单元的参数可以看出,水系在f区内延伸最长,达2.2 km,垂向高差为0.121 km,汇水面积为8.6 km2。此外,b区、c区和d区均有较长的水系长度(分布为1.8,1.9和1.6 km),较大的垂向高差(分别为0.121,0.133和0.144 km)和汇水面积(分别为6.4,6.5和9.3 km2)。不同沟道的汇水面积大小、垂向高差等参数有较大差异。
2.2.1 搬运通道(输砂体系)类型
埕北低凸起的基岩在风化剥蚀作用下形成碎屑,沿搬运(输砂)通道向沉积区搬运,最终沉积并固结成岩。由于研究区经历了多次强烈构造运动,区内发育多条断层,并在沙河街组早期开始进入断陷阶段,因此,从凸起到沉积区的物源供给受到断层的影响。基于此,并根据输砂体系的分类方案,本次研究将搬运碎屑物质的通道按形成原因分为了古沟谷型和断槽型两种类型[5](图5c)。前者则由基准面下降后的河流下切侵蚀形成,它不仅是凸起向盆地输送沉积物的通道,同时古沟谷本身也可形成良好的储集体;后者为断层两盘相互错动形成,垂向高差通常较大[18]。
图3 济阳坳陷埕岛东坡埕北81井东营组高分辨层序地层划分及地震响应Fig.3 High resolution stratigraphic sequence division and seismic responses of the Donying Formation in Well Chengbei- 81 in the eastern slope of Chengdao,Jiyang Depression
此外,古沟谷(亦可称为下切河谷)按其剖面形态又可划分为V型、U型和W型3种类型。V型沟谷主要由河流下切侵蚀形成,水动力往往较强,但搬运的沉积物磨圆较差,分选不均;U型沟谷则发育于壮年期的河流中,沉积物的充填样式有垂向或侧向叠置两种,水动力较V型沟谷弱,但其搬运的沉积物磨圆和分选均较好;W型沟谷则是河流晚期迁移、分叉形成,水动力最弱,携带的沉积物较细[18]。从现代河流环境可以看出,河流上游高势区往往发育V型沟谷,流入低势区后则依次发育U型沟谷和W型沟谷,因此,运用将今论古思想可以推断古代河流也应同样如此。古沟谷能控制沉积物的搬运方向,有利砂体往往位于古沟谷的前方[16,19-20]。
基于上述的搬运通道分类方案,根据凸起区基岩组成、汇水单元刻画,再结合古地貌,选取了NW-SE方向的地震格架剖面,并在平面上对沿搬运通道分布的单井岩性进行了分析(如过V1通道的胜海801井和过V4通道的埕北817井,从中能看出明显的河流侵蚀形成的二元沉积结构)(图5b,图6),明确了东二段下部EdⅣ32砂组的物源通道类型。埕北低凸起北侧缓坡带虽然主要受到的是侵蚀坡折带作用,地形坡度相对平缓[20],但从地震格架剖面上显示也同时存在局部小型断层,同时,在断裂平面分布图上亦能明显看出通道V2处有平行于通道延伸方向的断层(图7c)。因此,由断层控制的断槽(V2和V3)与由河流侵蚀产生的古沟谷(V1,V4,V5,V6和V7)(研究区主要发育U型及V型古沟谷)在本区均有发育,凸起区的碎屑物质同时通过这两种类型的搬运通道向沉积区供源。
图4 济阳坳陷埕岛-桩海地区中生界顶部岩性分布Fig.4 Lithologic distribution of the top Mesozoic in Chengdao-Zhuanghai area in Jiyang Depression
图5 埕北低凸起古地理格局与汇水单元划分Fig.5 Palaeogeomorphology and catchment unit division of Chengbei low salienta. EdⅣ32砂组地貌俯视图;b. V1和V4沟谷内岩性图;c. 陆相盆地输砂体系类型[5]
2.2.2 搬运通道定量刻画
通过定量统计不同搬运通道的宽度、深度、宽深比和截面积等参数(表1),可综合表征搬运沉积通量。在断槽V2和V3中,V3的宽度、深度和宽深比大,依次为0.474 km,0.105 km和4.50,截面积为0.024 km2,表明沉积物其在断槽中的搬运通量最大;反之,V2的搬运能力小于V3。在古沟谷V1,V4,V5,V6和V7中,V6的宽度、深度和宽深比最大,依次为1.218 km,0.107 km和11.40,截面积为0.065 km2,反映其在古沟谷中的搬运通量最大,其余四条古沟谷的搬运通量从大到小依次为V1>V7>V4>V5。通过对断槽和古沟谷的参数统计可知,断槽V2、V3的平均宽深比为3.39,平均截面积为0.018 km2;古沟谷V1,V4,V5,V6和V7的平均宽深比为7.874,平均截面积为0.044 km2。因此,综合对比断槽与古沟谷的参数可知,古沟谷的搬运沉积物总量大于断槽。
2.3.1 沉积相
在研究区东西向地震剖面中,靠近盆腹沉积区发育进积反射,且振幅相对较强(图7a)。沉积物向盆地的推进过程可以形成进积地震反射结构,其进积的方向可大致代表物源和水流方向,且在地震剖面上较容易识别。表明研究区沉积区物源主要受来自西部多物源供源的影响,东西向进积地震反射结构明显,推测其物源相对充足,发育洪水湖底扇,扇体规模偏小,但数量较多,物源为西部埕北低凸起。
对于沉积相的平面展布,本文采取了地层切片的方法。从地层切片可以看出,EdⅣ3沉积期,强波阻抗(红色)分布于整个沉积区(图7b)。自研究区西部埕北低凸起向东,物源区有约7条主沟道为盆内供源(图7c中白色实线),沉积区内也存在两条坡折带控制沉积砂体的展布(图7c中红色虚线段)。从地层切片可以看出,研究区内主要发育孤立的湖底扇。
2.3.2 沉积区坡折发育特征
沉积区(凹陷区)是接受从物源区(凸起区)搬运而来的碎屑物质的区域,它是沉积砂体的有利区域。从古地貌格局上可以明显看出,沉积区具有两种不同的地貌特点——以搬运通道V5为界,沉积区南北沉积条件有较大差异,其中,北部沉积区地貌开阔平坦,可容纳砂体沉积的空间较为开阔;南部沉积区地貌局限,可容空间变小。根据可容空间大小将沉积区划分为两大沉积单元,这样划分既可以了解搬运通道在沉积区地貌控制下的延伸特点,也能明确不同地貌控制下砂体展布的特征。
图6 埕北低凸起物源通道地震剖面(剖面位置见图1)Fig.6 Seismic section of source channels on Chengbei low salient(see Fig.1 for the section location)
图7 埕岛东坡EdⅣ32东西向地震剖面(a)(剖面位置见图1);埕岛东坡EdⅣ32波阻抗属性图(b);埕岛东坡EdⅣ32沉积相图(c)Fig.7 EW-trending seismic section(a)(see Fig.1 for the section location),impedance attribute map(b),sedimentary facies map(c)of the EdⅣ32 in the eastern slope of Chengdao
此外,本沉积区的砂体展布除了受到沉积区古地貌的控制,还受到沉积区坡折带变化的控制。坡折带是地貌坡度发生突变的地带,它对沉积体系的类型、展布和层序样式具有重要的控制作用[20]。不同的坡折特征对砂体的分布样式有着不同的控制作用[21-23]。从古地貌格局图上能定性地识别出沉积区具有两个不同的坡折带,自西向东依次发育地形坡折(第一坡折带)和断裂坡折(第二坡折带)(图8a)。
表1 埕岛东坡东二段EdⅣ32砂组物源通道剖面参数统计Table 1 Parametric statistics of the source channels within the Paleogene Dong 2 member(EdⅣ32)in the eastern slope of Chengdao
同时,沿搬运通道从北向南依次拾取了6条过坡折带任意测线,并通过对地震格架剖面上坡折带的定量分析,统计出了两条坡折带的不同沟道处坡角参数(表2)。从图3可知,V4搬运通道的扇体沉积最为发育,其次是搬运通道V5。可见坡折角度太大或太小均不利于砂体沉积发育。需要特别指出的是,搬运通道V2只经过了第一坡折,且其经过的坡角偏小,分别为3°,因此从坡角参数可以推测,V2的搬运距离远不及其他搬运通道,砂体的沉积规模也不及其他搬运通道所对应的砂体规模。
将两类坡折发育位置及角度、扇体分布边界及单井砂地比值(图5a,图8a,图8b)对比分析,扇体分布主要集中于断裂坡折带下倾方向,而地形坡折带下倾方向分布相对较少;显然扇体发育可能与坡折类型相关,而与坡折角度大小相关性偏小(图8c)。
2.3.3 沉积区沟道发育特征
通常来说,沉积物搬运通道内通道规模与沉积区砂体沉积规模有一定的相关性。本次研究表明,向盆地方向,沉积物搬运通道沟道截面积越来越大,宽深比也越来越大,且沟道的类型由V型向U型甚至碟型转化。特选取最大规模扇体所对应的搬运通道V4,在其上依次截取了3条地震剖面(V41,V42,V43)(图9),通过定量统计通道在沉积区的延伸过程中的规模变化,进而明确沉积区搬运通道与砂体规模的关系。研究表明,沉积区搬运通道(渠)的规模从源区水系到沉积区水系逐渐变小,表现在截面积和宽深比增大同时,沟道宽度越来越大,深度越来越小,水流的下切作用和搬运能力相对减弱,碎屑沉积物逐步卸载沉积。
图8 埕岛东坡东二段下部EdⅣ32砂组坡折带发育特征(a);埕岛东坡东二段下部EdⅣ32砂组坡折带发育与砂体分布关系图(b)(地震剖面位置见图6(a));埕岛东坡东二段下部EdⅣ32第一坡折角度与最大扇体体积关系图(c)Fig.8 Characteristics(a),the relationship between the slope break zone and the sandbody distribution(b)(see Fig.6(a)for the profile location),and the relationship between the first slope break angle and the maximum fan volume(c),of the EdⅣ32in the eastern slope of Chengdao
任意测线编号对应搬运通道第一坡折坡角/(°)第二坡折坡角/(°)11'V17.03.922'V23.0无33'V37.29.844'V47.08.655'V57.74.666'V64.88.8
注:搬运通道V7处无明显坡折变化;根据古地貌布局和扇体展布,22′测线对应的V2沟谷未延伸至第二坡折,故该处未纳入统计。
2.4.1 源-汇要素相关性
源-汇系统是一个完整的整体,包含了从物源区到沉积区的所有地质要素。这些要素看似独立,实际则相互联系。源-汇系统各要素的联系又决定了系统内各部分耦合关系的好坏。本研究区中,控制砂体沉积规模的要素主要为物源区岩石类型、汇水单元面积、搬运通道规模、研究区古地貌等。因此,统计源-汇系统的主要参数(表3),充分考虑和分析各要素之间的相关性,从而能够确定控制研究区源-汇过程的主要因素,进而对该地区的砂体展布形成更完整、可靠的认识。
1) 物质组成及供给量
物源区岩石的物质组成决定了沉积区岩石的种类和分布。本次研究的物源区位于埕北低凸起,其机械风化形成的碎屑颗粒较粗,抗压实能力也较强。
在基岩组成、搬运通道类型和规模相近的条件下,分别对比物源区的垂向高差和扇体规模(扇体面积、厚度和体积)可知,垂向高差与扇体规模呈明显的正相关,反映出较大的垂向高差能为沉积物向前推进提供较大的动力。如果将物源区汇水单元面积考虑在内,则发现大规模扇体所对应的汇水面积也较大。因此,垂向高差越大,物源供给量越大,对应的扇体规模也越大;同时汇水面积越大,对应的扇体规模也越大。
2) 优势堆积方向及搬运通量
研究区的搬运区内发育古沟谷和断槽两种搬运通道。在同种类型的搬运通道中,通道的尺寸(宽深比及截面积)能反映出其搬运通量的大小,进而决定沉积体的规模。分别对比北部沉积区的古沟谷V1和V4以及断槽V2和V3可以得出,较大的宽深比和通道截面积通常能对应较大规模的扇体;对比南部沉积区内的三条古沟谷及其对应的扇体可知,存在古地貌阻隔的区域,砂体的沉积会明显受到沉积区古地貌的限制,通道尺寸和扇体规模的相关性不及北部沉积区明显。因此,通道尺寸是扇体发育规模的必要不充分条件。
图9 埕岛东坡EdⅣ32搬运通道(V4)规模演变与定量统计Fig.9 Evolvement of transport pathways(V4)in scope and quantitative statistics of the EdⅣ32 in the eastern slope of Chengdaoa. V4古沟谷的演变;b. V4古沟谷的定量统计;c. V4平面位置
基岩组成物源区搬运区沉积区汇水单元汇水面积/km2垂向高差/km水系长度/km通道类型通道编号宽深比截面积/km2沉积单元沉积单元类型最大扇体面积/km2最大扇体厚度/m最大扇体体积/km3碎屑岩、火山碎屑岩及片麻岩a5.90.1311.1古沟谷V111.130.063b6.40.1211.8断槽V22.280.012c6.50.1331.9断槽V34.50.024d9.30.1441.6古沟谷V45.240.029e6.30.1321.2古沟谷V55.220.029f8.60.1212.2古沟谷V611.390.065g6.00.1140.7古沟谷V76.380.034A开放性B限制性0.5270.003 60.21.20.000 20.85390.033 21.1729.70.034 70.8211.60.009 50.4514.40.006 51.08——
3) 沉积区可容空间
可容空间是可供沉积物沉积的空间,砂体在其中接受沉积,因此,沉积区的地貌特点势必会影响可容空间的变化,进而影响砂体的展布。如前文所述,此次研究的沉积区根据古地貌格局划分为南北两个区域。综合对比两个沉积区的源-汇要素可知,位于开放性区域的扇体一般只受到源区条件(物源供给量、汇水面积、垂向高差)、搬运通道尺寸等要素控制,并且彼此的相关性较为明显;位于限制性区域的扇体则受物源供给及可容空间的限制,若该区域存在隔档,沉积物则不能沿着搬运通道向前推进,在物源供给量一定、搬运区条件良好的情况下,也只能原地形成较小规模的扇体。
基于研究区源-汇系统各要素的探讨分析,结合多元统计分析拟合物源区垂向高差、汇水面积、搬运通道截面积及沉积区最大扇体体积间相关性函数关系如下:
(1)
R2=0.95.
(2)
式中:H为物源区垂向高差,m;Ac为汇水面积,km2;Av为搬运通道截面积,km2;V为沉积区最大扇体体积,km3;R2为相关系数。R2是判定拟合度好坏的统计学指标。若R2=1,则与回归曲线完全拟合,相关性最好;若R2=0,则与回归曲线没有拟合度,无相关性。
通过上述函数关系及数据相关性分析,研究区垂向高差(H)与沉积区最大扇体体积(V)相关性最高,表明物源区垂向高差决定了研究区沉积物的供给量,地形高差大常伴生规模偏大的湖底扇沉积;其次是汇水面积(Ac),其与沉积区最大扇体体积(V)相关性较高,表明物源区汇水面积可持续为沉积区提供充足物源供给,联合垂向高差共同决定沉积供给通量;再者是通道截面积(Av),其与沉积区最大扇体体积(V)相关性偏低,表明通道截面积虽决定沉积物搬运通量,但并不直接地、单一地决定扇体沉积规模,需要综合考虑其他因素,方可寻找到有利的大规模砂体。在研究区目的层段内,沉积区沉积物总量与物源区垂向高差及汇水单元面积密切相关,即垂向高差大、汇水单元面积大,沉积区形成的扇体规模可能越大,反之,沉积扇体规模越小。总体而言,物源区条件(沉积物供给量、垂向高差、汇水面积)是扇体大规模发育的关键。
2.4.2 源-汇耦合模式
埕岛地区东二段下部(EdⅣ32)沉积时期,西部埕北低凸起为其主要物源供给区,基岩以碎屑岩及火山碎屑岩为主,沉积中心位于研究区东北部,南部地形复杂,呈隆洼相间格局。研究区自西向东,发育两条坡折带,不同沟道内坡折角度有差异。埕北低凸起提供的物源,通过古沟谷或断槽向盆内优势可容空间搬运,越过坡折,在坡折下倾方向卸载沉积,沿搬运通道形成规模偏小、有水道发育、相变快且扇体孤立的洪水湖底扇,形成埕岛地区从物源区、搬运区至最后沉积区综合的沟谷-断裂-坡折多元型源汇系统。
沟谷-断裂-坡折多元型源汇系统以多岩性基底为“源”,物源区发育多个汇水单元,垂向高差大(平均垂向高差约1 280 m),汇水面积小(平均汇水面积约7 km2)且数目多,碎屑岩沉积物沿古沟谷或断槽等搬运通道搬运,在坡折处卸载、堆积,在不同期次洪水作用下,形成多个独立分布的洪水湖底扇。在东二段EdⅣ32沉积时期,研究区源-汇系统配置关系较为稳定,发育多岩性源区(物源区)-古沟谷或断槽的物源通道-地形坡折/断裂坡折搬运通道(搬运区)-孤立洪水湖底扇(沉积区)-源沟坡源汇耦合模式(图10)。
图10 埕岛东坡EdⅣ32砂组源汇配置关系及耦合模式Fig.10 Configuration and coupling model of the “Source-to-Sink” system in the EdⅣ32,eastern slope of Chengdao
济阳坳陷埕岛东坡东营组东二段EdⅣ32砂组沉积主要受控于物源供给、古地貌等因素,西部埕北低凸起为其主要物源供给区,基岩以碎屑岩、火山碎屑岩及片麻岩为主,沉积物通过古沟谷或断槽向盆内优势可容空间搬运,越过坡折,在坡折下倾方向上卸载沉积,沿搬运通道形成规模偏小、有水道发育、相变快且扇体孤立的洪水湖底扇,形成埕岛地区从物源区、搬运区至最后沉积区综合的沟谷-断裂-坡折多元型源汇系统,建立了多岩性源区(物源区)-古沟谷或断槽的物源通道-地形坡折/断裂坡折搬运通道(搬运区)-孤立洪水湖底扇(两类沉积区)-源沟坡源汇耦合模式,该模式将源汇系统各要素有机联系了起来。根据对研究区目的层源-汇系统的综合分析,可以发现,规模较大的砂体往往发育于开放性沉积区域,其所对应的物源供给较为充足,搬运通道规模也相对较大。因此,在油气地质勘探中寻找有利砂体时,有必要综合考虑源(物源供给)-渠(搬运通道)-汇(沉积区)的各项特征,从而为发现规模较大的有利砂体提供可靠依据。
致谢:感谢专家的指导、建议与帮助,同时感谢中国石化胜利油田分公司勘探开发研究院对本文研究提供的资料支持。