论石油地质中沉积体系域研究

彭家琼

摘 要：体系域是指一系列同期沉积体系的组合。体系域是一个三维沉积单元，体系域的边界可以是层序的边界、最大海泛面或首次海泛面。可以通过地震反射终止关系，如上超、下超，以及沉积相的组合序列、体系域内部的几何形态来识别体系域类型。体系域是进行层序地层划分的基本作图单元。在一个海平面升降旋回中，在旋回的不同阶段发育了不同的体系域，即不同的体系域类型发育于某一沉积层序的特定部位。

关键词：体系域;地质;基准面

1 引言

体系域模式提供了从重建沉积史开始的盆内基準面波动的第一手资料解释。体系域和基准面关系的可预测性使得层序地层学成为一种寻找盆地内自然资源的极为有效的工具，通过它可以追踪盆地演化不同体系域阶段沉积相的横向变化。通过突出沉积事件的时间以及与关键边界间的联系，层序地层学可以帮助认识有经济价值的沉积矿床、油气储集层、烃源岩和盖层在时间和空间范围内的发育过程。这种对于沉积过程的强调也导致了油气勘探从构造圈闭向复合圈闭和岩性圈闭的转变，在层序地层学概念的指导下，一个全新的油气勘探领域显现出来。

因此，对体系域的分类及其特征的认识，具有十分重要的石油地质意义。本文把体系域划分为常规体系域（低位体系域、海侵体系域和高位体系域）和非常规体系域

2 沉积体系域的常规类型及特征

以Vail等为代表的经典层序地层学理论认为，沉积体系域是由一系列具有内在成因联系的、同时代的沉积体系所组成的地层单元，在海相环境建立的Ⅰ型和Ⅱ型三级层序内部的体系域组合中，Ⅰ型层序是全球海平面下降速率超过沉积岸线坡折带处盆地下降速率时，在该处产生海平面相对下降时形成的，该类型层序发育低位、海侵和高位体系域;Ⅱ型层序是全球海平面下降速率小于沉积岸线坡折带处盆地沉降速率时形成的，在此处没有发生海平面相对下降，该类型层序发育陆架边缘、海侵和高位体系域。

但是，关于Ⅰ型和Ⅱ型层序，现在已经基本不用了。由低位体系域、海侵体系域和高位体系域组成的层序被称为Ⅰ型层序，而由陆架边缘体系域、海侵体系域和高位体系域组成的层序通常被称为Ⅱ型层序。

按照最新的研究，作者把体系域划分为常规体系域和非常规体系域两大类。常规体系域指经典层序地层学中定义的常见体系域即低位体系域、海侵体系域（或湖侵体系域）和高位体系域。非常规体系域泛指常规体系域以外的与特定沉积环境相关的所有体系域类型，包括河流沉积体系中的高可容空间体系域和低可容空间体系域、缓坡背景下滨浅海环境的强制海退体系域、大陆架背景下浅海—深海沉积环境的下降期体系域、滨浅海（湖）环境的海退体系域。

2.1 低位体系域（LST）

低位体系域是指三级层序中位置最低、最老的体系域，是在相对海平面下降到最低点并且开始缓慢上升时期形成的。在具有陆棚坡折和深水盆地沉积背景中，低位体系域是由海平面相对下降时形成的盆底扇、斜坡扇和海平面开始相对上升时形成的低位前积楔状体以及河流深切谷充填物组成。盆底扇的形成与海底峡谷进入陆架的下切作用密切相关。盆底扇底面是层序界面，其顶面是下超面。斜坡扇以斜坡中底部浊流沉积为特征，其沉积作用可与盆底扇或低位楔早期部分同期。低位前积楔状体常上超在层序界面之上、下超于盆底扇或者斜坡扇之上，其顶面也是低位体系域的顶界面—初次海泛面。在斜坡构造背景中，低位体系域是由海平面相对下降时形成的下部前积楔和由海平面相对上升时期形成的上部前积楔及深切谷（滑塌浊积扇）组成。在生长断层背景中，低位体系域是由盆底扇、斜坡扇、互层砂泥岩加厚层和滑塌浊积扇组成。

2.2 海侵体系域或湖侵体系域（TST）

海（湖）侵体系域是在海相沉积环境的一个海侵—海退旋回中，在海平面快速上升期所形成的体系域。这一时期可容空间体积的增加超过沉积物的供给速率，沉积作用主要表现为退积，海水不断向陆地浸侵。活跃的沉积作用主要发生在河流、滨海平原和宽广的陆棚沉积体系中。在此体系域中沉积物供给不足，因此各类越岸沉积、潟湖、沼泽和湖泊广布，沉积物中一般含煤。泄水系统可能被淹没而成为河口湾。宽广的陆棚区沉积是该体系域的特征，且潮汐影响十分广泛。海侵体系域远离陆地区域向海一侧逐渐过渡为凝缩段，具极低的沉积速率，沉积物细且层薄，发育富含有机质的沉积岩。

2.3 高位体系域（HST）

高位体系域形成于相对海平面变化高位和下降时期。当上升速率小于沉积速率时，就产生了正常海退。因此，沉积趋势和叠置方式是由加积和进积过程的混合作用所控制的。需要注意的是，VanWagoner等人（1988）指出：“当体系域是指低位和高位体系域概念时并非意指全球海平面升降或相对海平面变化周期中唯一的时间段或位于全球海平面或相对海平面变化曲线上固定的位置，应将体系域确切的起始时间解释为全球海平面变化、沉积物供应和区域构造运动相互作用的一个函数”。如在海平面变化旋回的任一部分（从海平面上升的后半期到海平面下降的后半期），都可以形成高位体系域，这取决于海平面变化的速度、沉积物的供应和构造沉降速度。

3 沉积体系域的非常规类型及特征

体系域是由沉积物在可容纳空间内堆积、固结而形成的，因此，它的规模和分布形式在很大程度上取决于可容纳空间的大小，而可容纳空间则是构造沉降和海平面升降量之和。在地质历史中，构造运动和海平面升降变化，尤其是显生宙全球海平面相对升降变化，不仅具有周期性或旋回性，而且幅度和跨度也是不同的从而造成沉积层序和体系域具有不同的发育规律及时间跨度。在常规体系域中，沉积物的分布可以和滨线的迁移相联系，因而容易识别海侵（或湖侵）和海退（或湖退）的关系，确定相对海平面或相对湖平面的变化。保存下来的古滨线和近滨沉积能够揭示沉积作用时期滨线变化的方式。进积或者退积的样式以及海相盆地沉积物的进入点可以作为识别以上任何体系域的标志。

4 不同体系域的石油地质意义

低位体系域常发育砂岩储集体，高位体系域和海侵体系域发育盖层和圈闭。依据层序地层间相关性可以描述储盖层的分布，进行盆地建模和确定烃类运移路径。通过岩心、测井及地震资料，可以研究层序格架中的沉积相展布、地层结构及隔层分布，作为油气成藏分析的基础，结合三维可视化技术，可以更直观地展现含油气系统，预测砂体及圈闭的展布。所以进行层序地层学体系域研究对油气勘探开发有着重要的意义。

参考文献

[1] 杨芳帅.不同沉积体系储层构型研究[J].化工设计通讯，2018，44（12）：237+245.