四級(jí)層序格架內(nèi)濁流沉積特征及演化模式 以鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組7段為例

1、四級(jí)層序格架內(nèi)濁流沉積特征及演化模式 以鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)三疊系延長(zhǎng)組7段為例濁流是一種以湍流為特征的沉積物重力流，其具有牛頓流體性質(zhì)且處于湍流狀態(tài)，沉積物顆粒由湍流支撐1-4。濁積體系在中國(guó)陸相湖盆中廣泛發(fā)育5，濁積體系發(fā)育層段可形成重要儲(chǔ)集層6。濁流沉積模式的研究對(duì)于非常規(guī)油氣儲(chǔ)集層形成機(jī)理研究及頁(yè)巖油儲(chǔ)層具有重要理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義7-8。鄂爾多斯盆地?fù)碛胸S富的油氣資源5，隨著該盆地油氣勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，深水濁流沉積日益受到重視。而濁流沉積模式是分析此類儲(chǔ)集砂巖成因和預(yù)測(cè)儲(chǔ)集層分布的基礎(chǔ)9。Posamentier與Richards等認(rèn)為層序地層格架下的基準(zhǔn)面變化、物源供給對(duì)深水濁流沉積

2、體系具有控制作用10-11，因此，針對(duì)不同沉積背景進(jìn)行合理的層序地層劃分是深水沉積體系研究的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的層序地層劃分中，低位域濁流沉積往往以富砂為特征，且更為活躍12；而深水濁流沉積體系常位于高位體系域的遠(yuǎn)端與海侵體系域的富泥沉積物之間11，但深水沉積環(huán)境往往更為復(fù)雜，需要搭建較高精度的層序地層格架進(jìn)行分析。四級(jí)層序是根據(jù)湖平面變化周期中最低點(diǎn)與最高點(diǎn)響應(yīng)界面進(jìn)行劃分的13，可較為準(zhǔn)確地反映濁流形成時(shí)可容納空間特征與沉積背景；而基準(zhǔn)面的變化是通過(guò)可容納空間增長(zhǎng)速率與沉積物供給速率之比值來(lái)度量的14，對(duì)于濁流體系而言，可容納空間增長(zhǎng)速率與沉積物供給速率之比和物源供給對(duì)于建立濁流沉積模式尤為重要

3、。由于濁積體系具有向湖盆延伸較遠(yuǎn)的特點(diǎn)，其可直接與烴源巖接觸，成為高效的油氣儲(chǔ)層。此外，泥巖可作為良好的蓋層，因此濁積體系常具有良好的生儲(chǔ)蓋組合15。然而，由于濁流沉積常發(fā)育于湖盆相對(duì)深水區(qū)域，常規(guī)儲(chǔ)集層相對(duì)不夠發(fā)育，湖盆中揭示濁流沉積的井較少，因此湖盆相對(duì)深水環(huán)境下的濁流沉積模式有待進(jìn)一步探討16。近年來(lái)，隨著頁(yè)巖油氣在全球油氣中的影響力逐步增大17，頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)越來(lái)越受到重視。中國(guó)大多數(shù)陸相含油氣盆地均廣泛發(fā)育富含有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖，例如準(zhǔn)噶爾盆地、鄂爾多斯盆地、松遼盆地和渤海灣盆地，為頁(yè)巖油氣的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)18。鄂爾多斯盆地是中國(guó)大型含油氣盆地之一，具有豐富的油氣資源，其中，三疊系延長(zhǎng)組

4、7段（長(zhǎng)7段）發(fā)育的優(yōu)質(zhì)烴源巖是該盆地頁(yè)巖油的重點(diǎn)勘探層系19-21，也是濁流發(fā)育的重要層段22。付金華根據(jù)鄂爾多斯盆地頁(yè)巖油的特點(diǎn)，提出了廣義頁(yè)巖油定義，即：鄂爾多斯盆地中生界頁(yè)巖油是指三疊系長(zhǎng)7段烴源巖發(fā)育層系內(nèi)的致密砂巖和泥頁(yè)巖中未經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離運(yùn)移而形成的石油23。該盆地西南部鎮(zhèn)涇區(qū)塊（圖1a）長(zhǎng)7段頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)潛力較大24-26，但近些年針對(duì)長(zhǎng)7段的研究主要集中在如何提高地震精度、頁(yè)巖儲(chǔ)層解釋、油氣成藏模式及地層異常壓力與頁(yè)巖油及頁(yè)巖氣相態(tài)等方面27-31，而對(duì)于與頁(yè)巖油有一定共生關(guān)系的濁流沉積特征及沉積模式方面的研究較少。圖1圖1鄂爾多斯盆地鎮(zhèn)涇地區(qū)區(qū)域位置及剖面位置a.區(qū)域構(gòu)造圖；

5、 b.研究區(qū)及連井剖面位置； c，d.野外剖面位置Fig.1Maps showing the location of and crosssections in Zhenjing area， Ordos Basin本文在四級(jí)層序識(shí)別劃分基礎(chǔ)上，在四級(jí)層序格架下根據(jù)可容納空間與物源供給的變化研究濁流沉積特征與沉積模式，分析長(zhǎng)7段內(nèi)不同層位沉積體系和沉積相的異同，并建立了相應(yīng)濁流沉積演化模式，為推動(dòng)鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段頁(yè)巖油的沉積成因研究與濁流油氣儲(chǔ)層的勘探進(jìn)程提供借鑒。1 區(qū)域地質(zhì)背景與層序地層劃分1.1 區(qū)域地質(zhì)背景研究區(qū)鎮(zhèn)涇地區(qū)位于鄂爾多斯盆地西南角（圖1a），區(qū)塊面積約2 511 km2（圖1b）

6、，隸屬于甘肅省東部的鎮(zhèn)原、涇川、崇信三縣管轄（圖1c），是當(dāng)前油氣勘探的熱點(diǎn)地區(qū)。研究區(qū)在構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地天環(huán)坳陷南部（圖1a），受晚印支運(yùn)動(dòng)影響，侏羅系與延安組部分缺失，構(gòu)造沉降及抬升與剝蝕共同控制延長(zhǎng)組構(gòu)造演化過(guò)程32，晚侏羅世之前，構(gòu)造變形較弱，地層較為平緩，局部發(fā)育小型低幅度鼻狀隆起33，自三疊紀(jì)以來(lái)主要表現(xiàn)為掀斜構(gòu)造演化過(guò)程34。鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組為一套大型坳陷盆地背景下的河流-三角洲-湖泊相碎屑巖沉積，厚度約為1 0001 300 m35-37。鎮(zhèn)涇地區(qū)延長(zhǎng)組自下而上發(fā)育長(zhǎng)10段長(zhǎng)1段共10套油層組（圖2），經(jīng)歷了河流三角洲湖泊三角洲河流的完整沉積旋回38。圖2圖2鄂爾

7、多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組綜合柱狀圖40-43Fig.2Stratigraphic column of the Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin40-43本文研究目的層段為長(zhǎng)7段。長(zhǎng)7段沉積時(shí)期為湖盆發(fā)育鼎盛階段，湖盆沉降較快，湖水深度及范圍達(dá)到最大39。長(zhǎng)7段發(fā)育大量暗色泥頁(yè)巖、油頁(yè)巖夾薄層粉細(xì)砂巖，薄層砂巖與暗色泥巖互層明顯，整體處于水下沉積環(huán)境。長(zhǎng)7段的中、上部沉積厚層塊狀砂巖夾薄層泥巖，下部主要沉積厚層灰黑色油頁(yè)巖及深灰色“張家灘頁(yè)巖”35。延長(zhǎng)組沉積時(shí)期，鄂爾多斯盆地整體發(fā)育東北及西南兩大沉積體系，研究區(qū)位于西南沉積體系，物源方向

8、主要為西南方向19-23，沉積物源組成主要為西部古陸和南部秦嶺的碳酸鹽巖、淺變質(zhì)巖類、中酸性火山巖和陸源碎屑巖等，在長(zhǎng)7段時(shí)期物源供給強(qiáng)度逐漸增加24-25。1.2 鎮(zhèn)涇地區(qū)層序地層劃分綜合運(yùn)用巖心、測(cè)井及野外露頭等信息建立了層序地層劃分方案（圖2，圖3），并體現(xiàn)了基準(zhǔn)面旋回的變化過(guò)程。在基準(zhǔn)面旋回變化過(guò)程中，可容納空間增加速率與沉積物供給速率比值發(fā)生變化，產(chǎn)生了進(jìn)積與退積的疊加樣式。湖泛期形成的穩(wěn)定泥巖段可作為地層對(duì)比和劃分的標(biāo)志層，長(zhǎng)7段底部普遍發(fā)育1套穩(wěn)定的頁(yè)巖（圖2），具有一級(jí)標(biāo)志層意義。根據(jù)層段內(nèi)部沉積，結(jié)合巖性、測(cè)井曲線旋回性及GR（自然伽馬）曲線的INPEFA變化特征對(duì)層序地層進(jìn)

9、行劃分。INPEFA曲線反映四級(jí)層序演變，表現(xiàn)出MSC1層序時(shí)期湖侵明顯，而向MSC2層序和MSC3層序逐漸減弱的特征。這種層序旋回的演變過(guò)程也造成了3個(gè)四級(jí)層序內(nèi)濁流的沉積特征與格局存在差異，將長(zhǎng)7段劃分為3個(gè)四級(jí)層序，由下至上分別為MSC1，MSC2和MSC3層序。最大洪泛面位于MSC1層序與MSC2層序時(shí)期的界線附近（圖3），長(zhǎng)7段在三級(jí)層序內(nèi)表現(xiàn)出先快速?gòu)V泛湖侵后，后又逐漸開(kāi)始水退，但總體湖平面處于相對(duì)深水期（圖2），而GR曲線的INPEFA變換結(jié)果反映了四級(jí)層序內(nèi)湖平面與可容納空間的變化規(guī)律。圖3圖3鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段層序地層劃分方案（以HH112井為例）（a，b，c對(duì)應(yīng)取心井段位置。）

10、Fig.3Sequence stratigraphic division of the Chang 7 Member in Zhenjing area（a case of Well HH112）MSC1層序時(shí)期主要為湖侵期，發(fā)育一期上升半旋回與下降半旋回，湖平面變化表現(xiàn)為水進(jìn)為主、水退為輔的特點(diǎn)，其巖性發(fā)育以灰黑色頁(yè)巖為主，夾部分灰黑色粉砂巖；頂部油頁(yè)巖，底部發(fā)育灰黑色“張家灘頁(yè)巖”，GR值相對(duì)較高，曲線呈巨幅齒狀，該時(shí)期沉積厚度較為均勻，水動(dòng)力條件較弱，為低能沉積環(huán)境。MSC2層序時(shí)期為高水位早期，基于鎮(zhèn)涇區(qū)塊東南緣旬邑縣公劉公園內(nèi)石橋旁露頭（圖1c，圖4a），觀察分析及油頁(yè)巖標(biāo)志對(duì)比表明，

11、MSC2層序時(shí)期（圖4b）巖性主要為灰綠色砂巖與色深質(zhì)純油頁(yè)巖，砂巖粒度逐漸變粗，從砂巖顏色判斷沉積環(huán)境逐漸由還原環(huán)境向氧化環(huán)境過(guò)渡。油頁(yè)巖與上部黃綠色細(xì)砂巖存在明顯巖性分界面，該界面為MSC2層序時(shí)期的內(nèi)部洪泛面（圖4c），剖面整體可識(shí)別出2期沖刷面，其對(duì)MSC2層序階段內(nèi)部旋回劃分具有指示意義（圖4c）。湖平面變化表現(xiàn)出短期水進(jìn)長(zhǎng)期水退的特點(diǎn)，GR曲線以指狀-齒形為主，曲線變化幅度較小。圖4圖4旬邑縣公劉公園野外剖面（剖面位置見(jiàn)圖1c，d）a.野外剖面照片； b.野外剖面解釋； c.剖面綜合柱狀圖Fig.4Outcrop in Gongliu Park， Xunyi County （see

12、 the profile location in Fig.1c，d）結(jié)合露頭觀察與INPEFA曲線變化規(guī)律可得，MSC2層序階段早期，隨著湖平面的不斷上升，在砂體沉積的過(guò)程中受到湖水波浪作用的影響，砂體厚度不斷減小，其沉積物粒度逐漸由粉砂向泥過(guò)渡，且局部水體不穩(wěn)定。MSC2層序中期，湖平面不斷下降，砂體向湖盆方向進(jìn)積，發(fā)育以湖相沉積為主的砂體，砂體規(guī)模相對(duì)較大，以粉砂巖及細(xì)砂巖居多，在基準(zhǔn)面旋回下降過(guò)程中，可容納空間增加速率與沉積物供給速率比值發(fā)生變化，產(chǎn)生了砂體厚度與粒度的變化。MSC2層序晚期，存在短期的湖平面上升，砂體規(guī)模持續(xù)變小，沉積物粒度由細(xì)砂級(jí)向泥級(jí)過(guò)渡。MSC3層序時(shí)期為高位晚期

13、，巖性主要為黑色油頁(yè)巖、灰棕色含油砂巖和灰色細(xì)砂巖，該時(shí)期沉積物粒度為長(zhǎng)7段中最粗，從砂巖顏色判斷沉積環(huán)境由還原環(huán)境轉(zhuǎn)換為氧化環(huán)境，湖平面整體以水退為主，GR曲線形態(tài)以漏斗形-指狀為主，該時(shí)期砂巖平均沉積厚度為長(zhǎng)7段中最厚，反映物源供給逐漸增強(qiáng)，處于高能沉積環(huán)境。2 沉積相標(biāo)志2.1 巖相劃分以研究區(qū)取心井（圖1b）的長(zhǎng)7段巖心描述為基礎(chǔ)，進(jìn)行巖相分類，共劃分出6種巖相類型（圖5），包括3種砂巖類巖相和3種泥巖類巖相，每種巖相類型都具有獨(dú)特的沉積結(jié)構(gòu)與沉積構(gòu)造。圖5圖5鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段巖相劃分a.塊狀層理砂巖相（Sm）； b.小型沙紋層理砂巖相（Sr）； c.水平層理泥巖相（Mh）； d.復(fù)合層

14、理粉砂巖相（Fc）； e.炭質(zhì)泥巖相（Mc）； f.塊狀層理泥巖相（Mm）Fig.5Lithofacies types of the Chang 7 Member in Zhenjing area1） 塊狀層理砂巖相（Sm）該巖相粒序?qū)永矶螌?duì)應(yīng)鮑馬序列A段，巖性以粉細(xì)砂巖為主，塊狀出露，以透鏡狀或席狀展布，內(nèi)部含少量粉砂巖，無(wú)層理構(gòu)造。該巖相是水流強(qiáng)度衰弱期，短期、高流態(tài)事件沉積，多出現(xiàn)在濁積水道內(nèi)部（圖5a）。2） 小型沙紋層理砂巖相（Sr）該巖相沙紋層理段對(duì)應(yīng)鮑馬序列C段，沉積物粒度較細(xì)，是波浪遷移的產(chǎn)物，厚度較小，主要發(fā)育于前三角洲濁積水道內(nèi)部，反映順?biāo)鞣较虻募臃e作用，是濁積水道遷移的

15、產(chǎn)物，受高流態(tài)牽引流的影響（圖5b）。3） 水平層理泥巖或油頁(yè)巖相（Mh）該巖相反映穩(wěn)定且低能的水動(dòng)力條件，沉積環(huán)境較為安靜，在研究區(qū)廣泛分布（圖5c）。4） 復(fù)合層理粉砂巖相（Fc）該巖相巖性以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，泥質(zhì)粉砂巖中粉砂質(zhì)的含量增多，紋層規(guī)模小且密集，常與泥巖在垂向上相互疊置。根據(jù)砂泥比，可分為脈狀、透鏡狀及波狀三種層理，主要反映前三角洲水體頻繁變化的特征（圖5d）。5） 炭質(zhì)泥巖相（Mc）該巖相發(fā)育于灰黑色炭質(zhì)泥巖層，細(xì)粒沉積為塊狀層理，處于靜水還原環(huán)境，可見(jiàn)植物炭屑，多見(jiàn)于湖相沉積環(huán)境（圖5e）。6） 塊狀層理泥巖相（Mm）該巖相沉積構(gòu)造不明顯，多為塊狀構(gòu)造，反映快速沉積或

16、湖相的靜水沉積（圖5f）。2.2 粒度特征粒度概率累積曲線被用來(lái)判定研究區(qū)的沉積環(huán)境及水動(dòng)力條件44-46。本次研究粒度分析由油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成，根據(jù)粒度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，概率圖主要表現(xiàn)為近似兩段式（圖6a）與一段式（圖6b）。圖6圖6鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段粒度概率累積曲線特征Fig.6Curves showing grain size vs.its accumulative probability in the Chang 7 Member in multiple wells in Zhenjing areaa.兩段式；b.一段式在近似兩段式中，缺少牽引組分，跳躍組分約占60 %，曲線形

17、態(tài)常呈微向上凸的弧線，但斜率較小，懸浮組分較多，顆粒粒度以中-細(xì)粒為主，粒徑值在1.55.5內(nèi)最為集中，礦物的結(jié)構(gòu)成熟度及成分成熟度都較低，顆粒以懸浮及跳動(dòng)的方式進(jìn)行沉積，反映懸浮搬運(yùn)與跳躍搬運(yùn)共同作用，水動(dòng)力較強(qiáng)，由于濁流為高密度流，水流密度大，埋藏迅速47，通常情況下以懸浮為主，跳躍總體較少，但濁流沿坡向下的滑動(dòng)水道中存在滾動(dòng)搬運(yùn)，表明研究區(qū)內(nèi)發(fā)育濁流沉積（圖6a）。一段式曲線由直線段組成，粒徑值在25為正態(tài)分布，懸浮總體含量較高，反映搬運(yùn)方式主要為懸浮搬運(yùn)，粒度區(qū)間跨度適中，沉積物顆粒分選較差。線段與橫坐標(biāo)軸夾角為4060，傾斜角度中等，說(shuō)明流體流速和密度較大，水動(dòng)力性質(zhì)為重力流，符合濁

18、流特征（圖6b）。2.3 野外露頭證據(jù)選取鎮(zhèn)涇區(qū)塊東南緣旬邑縣公劉公園內(nèi)石橋旁露頭（圖1c，圖4a）進(jìn)行分析研究，其主要出露層段為長(zhǎng)7段中下部（MSC2層序時(shí)期）。露頭發(fā)育大量暗色泥頁(yè)巖和油頁(yè)巖夾薄層粉-細(xì)砂巖等，細(xì)粒沉積為泥質(zhì)沉積（圖4b，c），反映較深的水體環(huán)境且有機(jī)質(zhì)富集。朵體在露頭下部發(fā)育，巖性以粉砂巖為主，泥質(zhì)含量適中且發(fā)育的范圍及厚度較大，反映深水環(huán)境中快速沉積或湖相的靜水沉積。漫溢沉積在露頭上較多表現(xiàn)為粉砂巖與細(xì)砂巖互層，展布范圍較大，常與濁積水道共生，當(dāng)水體逐漸變淺后，其易于形成有利儲(chǔ)集砂體。濁積朵葉體表現(xiàn)特征為，在泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)局部可見(jiàn)細(xì)砂巖，發(fā)育小型交錯(cuò)層理與浪成沙紋，可見(jiàn)大

19、量云母炭屑沿層分布。濱外較深水沉積特征較為明顯，具體表現(xiàn)為：頁(yè)理較為發(fā)育且顏色為灰黃色并有逐漸變深的趨勢(shì)，內(nèi)部包含有3個(gè)小粒序變化。濁積水道在露頭上的典型識(shí)別標(biāo)志為淺綠黃色薄層細(xì)砂巖及粉砂質(zhì)泥巖，存在粒序?qū)永?，且砂巖中可見(jiàn)泥礫和炭屑，具沖刷作用，反映了研究區(qū)地形平緩。公劉公園露頭由多期濁流沉積組成，受不同期次組合及波浪作用影響，砂巖呈明顯反粒序，頂部略見(jiàn)正粒序，顏色向上逐漸變淺，厚度逐漸增加，剖面底部泥質(zhì)含量高于頂部，整體處于水下還原環(huán)境，反映水體逐漸變淺，物源供給持續(xù)增加的沉積過(guò)程。由于地形坡度較緩且距離物源相對(duì)較遠(yuǎn)，碎屑巖顆粒分選磨圓好，粒度變化范圍較小，實(shí)際觀察結(jié)果與地形坡度對(duì)濁流砂體形

20、態(tài)的影響一致，由于受到三角洲影響，濁積水道內(nèi)部砂體存在部分疊瓦狀前積結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)較多小型流水沙紋。2.4 測(cè)井相標(biāo)志因“張家灘頁(yè)巖”具有高伽馬、低電阻、自然電位平直分布廣和測(cè)井響應(yīng)特征穩(wěn)定48，所以將其作為標(biāo)準(zhǔn)層。根據(jù)研究區(qū)內(nèi)200余口井的測(cè)井相信息，可識(shí)別出的沉積微相包含有近端濁積水道、遠(yuǎn)端濁積水道、漫溢砂和朵體（圖7）。近端濁積水道：在GR曲線上主要表現(xiàn)為箱形、鐘形、箱形-鐘形（圖7ac）和中-高幅鋸齒狀，頂部漸變底部突變，具有正遞變結(jié)構(gòu)，反映了沉積過(guò)程中水動(dòng)力逐漸增強(qiáng)、水道的下切和疊置以及當(dāng)坡度變緩后水道的擺動(dòng)，表明物源供給增加的沉積特征。遠(yuǎn)端濁積水道：GR曲線以對(duì)稱齒形組為主（圖7d），

21、齒化程度較高，齒中線呈水平狀，少部分可見(jiàn)鐘形，反映沉積過(guò)程中的物源供給減弱及水動(dòng)力環(huán)境不穩(wěn)定或能量變化較快。朵體：GR曲線以漏斗-齒形為主（圖7e），較為平滑，厚度較大，主要為以粉砂質(zhì)泥巖或泥質(zhì)粉砂巖為主的細(xì)粒沉積，反映了水動(dòng)力條件中等，水體較為穩(wěn)定并受波浪改造影響明顯的沉積特征。漫溢砂：GR曲線為指形或指狀組合為主（圖7f），低幅、微齒，頂、底部與泥巖呈突變接觸，砂巖厚度較薄。圖7圖7鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段測(cè)井相模板Fig.7Logging facies templates of the Chang 7 Member in multiple wells in Zhenjing area3 沉積相類型

22、及特征研究區(qū)長(zhǎng)7段巖相、巖相組合及測(cè)井特征表明：研究區(qū)整體沉積環(huán)境的水動(dòng)力較弱，水體變化較為頻繁，以前三角洲和深湖-半深湖沉積背景下的濁流沉積為主，受沉積物供給與可容納空間變化的影響，導(dǎo)致前三角洲亞相和深湖-半深湖亞相的濁流沉積存在差異，其表現(xiàn)在沉積微相規(guī)模、粒度以及沉積構(gòu)造等方面，根據(jù)研究區(qū)特點(diǎn)可識(shí)別出不同的沉積組合與沉積微相類型。3.1 前三角洲與濁流體系組合前三角洲與濁流沉積體系中主要包含前三角洲泥、漫溢砂及近端濁積水道沉積微相。前三角洲體系內(nèi)，沉積環(huán)境水動(dòng)力較強(qiáng)，濁積體系發(fā)育規(guī)模小，發(fā)育濁積水道數(shù)量較少，但厚度較大，彎曲度較低，物源供給較為充足，沉積物粒度較粗，沉積物粒度概率累積曲線以

23、近兩段式為主，其沉積物泥質(zhì)含量低。3.1.1 前三角洲泥前三角洲泥與濁積水道密切共生，主要發(fā)育在MSC3層序和MSC2層序時(shí)期。GR曲線值在泥巖基線附近，低幅、微齒狀，相對(duì)較為平滑，厚度較大，野外剖面上可觀察到前三角洲泥微相內(nèi)以泥巖和粉砂質(zhì)泥巖等細(xì)粒沉積為主且含碳量較高（圖4），巖相以水平層理泥巖相（Mh）為主，反映了水動(dòng)力條件弱且較為穩(wěn)定的沉積特征。前三角洲泥微相典型的沉積構(gòu)造包括植物碎片與生物擾動(dòng)，由于研究區(qū)前三角洲泥微相以泥巖為主，所以生物在沉積物內(nèi)部或表面活動(dòng)時(shí)易留下生物遺跡（圖8a），在研究區(qū)前三角洲附近發(fā)育大量植物化石（圖8b），證明其具有較高的有機(jī)質(zhì)含量。圖8圖8鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段巖

24、心和野外露頭指示的沉積特征a.生物擾動(dòng)，HH98井，埋深1 962.4 m，巖心； b.植物炭屑，HH98井，埋深4 964.9 m，巖心； c.底部為水平層理，頂部發(fā)育包卷層理，HH98井，埋深1 961.9 m，巖心； d.火焰構(gòu)造與撕裂屑，HH177井，埋深2 067.7 m，巖心； e.沙紋層理，彬州公路剖面； f.脈狀-波狀層理，HH98井，埋深1 958.9 m，巖心； g.沙紋層理，HH98井，埋深1 962.6 m，巖心； h.粉砂巖含泥礫，HH135井，埋深2 346.6 m，巖心； i.砂巖注入，HH133井，埋深1 913.7 m，巖心； j.塊狀層理，崇信縣采石場(chǎng)剖面；

25、 k.塊狀層理，HH98井，埋深1 963.2 m，巖心； l.包卷層理與泄水構(gòu)造，HH135井，埋深2 352.2 m，巖心； m.脈狀層理，HH135井，埋深2 353.7 m，巖心； n.槽模，HH131井，埋深1 959.1 m，巖心； o.小型交錯(cuò)層理，旬邑縣公劉公園剖面Fig.8Sedimentary characteristics as displayed by cores taken from the Chang 7 Member and outcrop in Zhenjing area3.1.2 漫溢砂漫溢沉積也常與濁積水道伴生，通常由濁流經(jīng)過(guò)時(shí)的細(xì)粒物質(zhì)組成，其主要發(fā)育在M

26、SC2層序和MSC1層序時(shí)期。研究區(qū)的漫溢砂沉積主要是由于濁積水道下切作用減弱，沉積物漫過(guò)水道后在水道周邊形成細(xì)粒薄層沉積。野外露頭可觀察到漫溢砂較為發(fā)育，且具有粉砂巖與細(xì)砂巖高頻互層的巖性特點(diǎn)，其常與濁積水道互相疊置（圖4）。測(cè)井曲線為指形組合，常與泥巖突變接觸，巖相組合以FA-1型（圖9）為代表，主要由復(fù)合層理粉砂巖相（Fc）、水平層理泥巖相（Mh）及塊狀層理泥巖相（Mm）構(gòu)成，表明沉積環(huán)境水動(dòng)力相對(duì)較弱。在漫溢砂內(nèi)，沉積物主要為粉砂巖及少量泥巖，可見(jiàn)較多紋層呈直線狀且互相平行的水平層理（圖8c），其主要由進(jìn)入沉積物中的物質(zhì)發(fā)生變化所導(dǎo)致，如粒度變化、炭質(zhì)碎片沿層分布等，表現(xiàn)研究區(qū)低能、相

27、對(duì)安靜的沉積環(huán)境，屬于低流態(tài)。圖9圖9鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段巖相組合（露頭位置見(jiàn)圖1c）Sm.塊狀層理砂巖相； Sr.小型沙紋層理砂巖相； Mh.水平層理泥巖相； Fc.復(fù)合層理粉砂巖相； Mc.炭質(zhì)泥巖相； Mm.塊狀層理泥巖相Fig.9Lithofacies assemblages of the Chang 7 Member in Zhenjing area （see Fig.1c for the outcrop location）3.1.3 近端濁積水道濁積水道內(nèi)流體具有牛頓流體性質(zhì)，呈湍動(dòng)狀態(tài)，顆粒被湍流支撐且懸浮沉降49，主要發(fā)育在MSC3層序和MSC2層序時(shí)期。近端濁積水道是深水環(huán)境中由細(xì)

28、粒濁流下切侵蝕形成的水道，其內(nèi)部粒度相對(duì)較粗，水道可使下覆泥巖承受不均勻壓力負(fù)載而導(dǎo)致上覆砂巖陷人泥巖中（圖8d）。野外剖面可較為明顯地觀察到近端濁積水道主要巖性由細(xì)砂巖與粉細(xì)砂巖組成且發(fā)育粒序?qū)永恚▓D4），常見(jiàn)巖相組合為塊狀層理砂巖相（Sm）與小型沙紋層理砂巖相（Sr）所組成的FA-2型巖相組合（圖9）。近端濁積水道在平面上呈條帶狀展布，發(fā)育多種復(fù)合層理（圖8e）及沖刷面，在復(fù)合層理中波狀層理最為典型，分為對(duì)稱型（圖8f）與不對(duì)稱型兩類。對(duì)稱型波狀層理反映近端濁積水道中的沉積介質(zhì)受到波浪震蕩運(yùn)動(dòng)的影響；而不對(duì)稱型波狀層理則由單向水流的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)造成，反映其疊置及下切等特征，測(cè)井曲線上呈鐘形、箱

29、形等樣式。除復(fù)合層理外，近端濁積水道內(nèi)部也可見(jiàn)小型波紋層理，巖性多為細(xì)砂巖及少量粉砂巖（圖8g），反映前三角洲內(nèi)近端濁積水道不斷前積的過(guò)程。由于濁流自身的沉積物分異與沉積物供給量的變化，近端濁積水道會(huì)產(chǎn)生擺動(dòng)，滑塌構(gòu)造為其擺動(dòng)的典型識(shí)別特征。濁積水道發(fā)生擺動(dòng)時(shí)，對(duì)其兩側(cè)泥巖進(jìn)行侵蝕，水道內(nèi)部沉積物未固結(jié)成巖之前尚處在塑性狀態(tài)時(shí)，由于受到重力作用的驅(qū)動(dòng)而發(fā)生滑動(dòng)變形（圖8h），伴隨快速沉積，最終注入泥巖內(nèi)部（圖8i）。3.2 深湖-半深湖與濁流體系組合鄂爾多斯盆地長(zhǎng)7段時(shí)期，湖泊范圍達(dá)到了最大50，深湖-半深湖相在研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育，其內(nèi)部發(fā)育濁流沉積，包含遠(yuǎn)端濁積水道及朵體。在深湖-半深湖相沉積

30、體系內(nèi)，濁流沉積環(huán)境水動(dòng)力較弱，與前三角洲濁積體系相比，其發(fā)育規(guī)模大，濁積水道數(shù)量多，但厚度薄且彎曲度高，物源供給較弱，沉積物粒度較細(xì)，沉積物粒度概率累計(jì)曲線以近一段式為主且沉積物泥質(zhì)含量高。遠(yuǎn)端細(xì)粒濁積砂體泥質(zhì)含量較高，導(dǎo)致其物性較差，但由于距烴源巖較近，其為重要的潛在儲(chǔ)層51。3.2.1 朵體朵體主要是由濁積水道流速降低導(dǎo)致其所攜帶的碎屑物質(zhì)卸載而沉積形成，發(fā)育于濁積體系末端，常見(jiàn)于濁積水道尾部。GR曲線以漏斗-齒形為主，相對(duì)較為平滑，頂部多為突變接觸、底部多為漸變接觸。野外剖面表現(xiàn)為泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)局部可見(jiàn)細(xì)砂巖，發(fā)育小型交錯(cuò)層理和浪成沙紋（圖4），表明早期朵體常被后期濁積水道或波浪所改造，

31、多見(jiàn)濁積水道朵體在垂向上相互疊置轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，典型巖相為塊狀層理砂巖相（Sm）及少量塊狀層理泥巖相（Mm），以FA-3型巖相組合為主。塊狀層理細(xì)砂巖夾雜粉砂巖為朵體典型特征，其以層內(nèi)物質(zhì)均勻、組分和結(jié)構(gòu)上無(wú)差異、不顯紋層構(gòu)造的層理為特點(diǎn)，從巖心可較為明顯地觀察到包卷層理與泄水構(gòu)造（圖8j，k）。在由于重力流的驅(qū)動(dòng)下，懸浮物快速堆積，沉積物來(lái)不及分異而不顯紋層。沿物源供給方向，伴隨濁流強(qiáng)度逐漸衰減，攜帶粗粒沉積物的能力降低，因而朵體泥質(zhì)含量與其到物源的距離成正比，朵體平均砂體厚度為各沉積微相中最大。3.2.2 遠(yuǎn)端濁積水道研究區(qū)物源來(lái)自西南部，在橫切物源剖面上（圖9）反映了遠(yuǎn)端濁積水道較為發(fā)育，其

32、巖性主要發(fā)育細(xì)砂巖、粉砂巖及部分泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖與泥巖互層，以塊狀層理砂巖相（Sm）、復(fù)合層理粉砂巖相（Fc）及炭質(zhì)泥巖相（Mc）所組成的FA-4型巖相組合為主。包卷層理是識(shí)別端濁積水道的重要標(biāo)志，其紋層發(fā)生扭曲（圖8l，m），為沉積物在遠(yuǎn)端濁積水道內(nèi)液化52所引起層理彎曲。由于研究區(qū)內(nèi)地形較為平緩，所以地形變化所導(dǎo)致的紋層扭曲暫不考慮。除包卷層理外，槽模也可作為遠(yuǎn)端濁積水道的識(shí)別標(biāo)志。槽模是在深水環(huán)境下受底流作用的影響濁流單向遷移形成的水道53，在尚未固結(jié)的軟泥表面侵蝕沖刷形成凹槽，隨后凹槽處被砂質(zhì)填充的產(chǎn)物（圖8n）。槽模與濁流沉積伴生，在研究區(qū)內(nèi)較為常見(jiàn)，為濁流沉積提供了良好的識(shí)別

33、標(biāo)志。與近端濁積水道相比，遠(yuǎn)端濁積水道的粒度細(xì)且發(fā)育多種小型交錯(cuò)層理（圖8o），反映遠(yuǎn)端濁積水道不穩(wěn)定的特征54，其主要見(jiàn)于MSC2層序和MSC3層序。在野外露頭剖面上可觀察到，遠(yuǎn)端濁積水道砂體為頂平底凸透鏡狀，且泥質(zhì)含量較高（圖4）；GR曲線形態(tài)表現(xiàn)為對(duì)稱齒形組合且具中-高幅鋸齒狀的特點(diǎn)，反映了沉積過(guò)程中水體不穩(wěn)定及物源供給弱的特征。4 四級(jí)層序格架內(nèi)濁流演化模式鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段沉積期，在湖侵的背景下，由于受到構(gòu)造活動(dòng)的影響，鄂爾多斯盆地強(qiáng)烈擴(kuò)張，沉降速率快，湖盆發(fā)育達(dá)到鼎盛時(shí)期55。研究區(qū)內(nèi)濁積砂體與湖相黑色泥頁(yè)巖形成良好的自生自儲(chǔ)巖性油氣藏，濁積體系已成為非常規(guī)油氣勘探研究的重要組成部分5

34、6。濁流沉積體系內(nèi)的砂體是長(zhǎng)7段頁(yè)巖油重要的儲(chǔ)集層57-58，鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段發(fā)育以三角洲-湖泊沉積相為主59-60的濁流沉積體系，整體處于強(qiáng)還原沉積環(huán)境，三角洲整體欠發(fā)育。但隨著湖水不斷東退，前三角洲開(kāi)始發(fā)育。研究區(qū)長(zhǎng)7段平面沉積相展布以前三角洲到湖盆中心的單物源供給體系下形成的多個(gè)濁積水道、漫溢沉積和朵體為特點(diǎn)。除前三角洲內(nèi)發(fā)育的近端濁積水道受部分牽引流的影響外，砂體大都屬濁流沉積成因。受湖平面升降的影響，長(zhǎng)7段發(fā)育3個(gè)中期旋回，反映四級(jí)層序演變（圖3），表現(xiàn)為MSC1層序時(shí)期湖侵明顯，而到MSC2層序和MSC3層序時(shí)期逐漸減弱，演化為高位體系域。隨著成因地層單元不斷向湖盆方向進(jìn)積，前三角洲

35、相域內(nèi)水道垂向疊置，厚度不斷增大。研究區(qū)沉積物源主要為陸源碎屑，且物源供給強(qiáng)度逐漸增加61，沉積物粒度從以“泥”為主變?yōu)橐浴吧啊睘橹鳌Ｉ詈?半深湖相域內(nèi)，由于物源供給充足，濁積水道和漫溢沉積發(fā)育增多。鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段發(fā)育在溫暖潮濕的氣候環(huán)境下62，前三角洲內(nèi)逐漸形成近北-東走向濁流沉積體系。Muto與Steel提出，由于基準(zhǔn)面的升降變化決定了可容納空間增加速率（Va）與沉積物供給速率（Vs）的比值變化63，本次研究利用湖平面相對(duì)位置代表基準(zhǔn)面（Va）的高低，利用去壓實(shí)后的平均地層厚度表征沉積物供給速率（Vs）。長(zhǎng)7段的湖退背景與研究區(qū)的基準(zhǔn)面升降和GR曲線有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系?；诳扇菁{空間增加速率

36、（Va）與沉積物供給速率（Vs）的比值變化及濁流沉積體系內(nèi)沉積物粒度變化，認(rèn)為由下至上，長(zhǎng)7段3個(gè)中期旋回濁流沉積模式從湖侵泥質(zhì)型變?yōu)楦呶辉缙谏澳嗷旌闲?，最終演變?yōu)楦呶煌砥谏百|(zhì)型。根據(jù)巖相（圖8）、巖相組合及砂巖厚度的分布規(guī)律（圖10ac），對(duì)研究區(qū)長(zhǎng)7段3個(gè)四級(jí)層序沉積期的沉積相分布進(jìn)行了恢復(fù)（圖10df）。MSC1層序?yàn)楹帜噘|(zhì)沉積期，該時(shí)期湖平面較高且存在湖平面上升，即基準(zhǔn)面上升，造成可容納空間變大。該階段Va與Vs的比值較高，沉積物供給速率遠(yuǎn)小于可容納空間的增長(zhǎng)速率。所發(fā)育沉積相為深湖-半深湖相，該時(shí)期從單一的湖相與濁流體系組合演化為前三角洲相及深湖-半深湖相同時(shí)發(fā)育的濁流體系，其中前

37、三角洲發(fā)育較多漫溢沉積及近端濁積水道（圖10），湖相前端存在較多前緣朵體及遠(yuǎn)端濁積水道。該時(shí)期水體深度在長(zhǎng)7段沉積時(shí)期達(dá)到最大，沉積形成的暗色泥巖、頁(yè)巖、油頁(yè)巖為長(zhǎng)7段主力烴源巖（圖10a，d）。在湖侵、缺氧的情況下物源供給減弱，濁積水道及漫溢沉積的細(xì)粒沉積物易于保存，砂體分布以孤立分布為主，具有明顯較厚的泥質(zhì)沉積，所形成的砂體為典型的“泥質(zhì)型”。發(fā)育一套平面展布范圍小沉積砂體厚度薄，水道彎曲度最高，利于漫溢沉積發(fā)育的濁流沉積體系。圖10圖10鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段砂體厚度和沉積相ac.分別為MSC3，MSC2和MSC1層序沉積時(shí)期砂體厚度； df.分別為MSC3，MSC2和MSC1層序沉積時(shí)期沉積相

38、Fig.10Sedimentary evolution of the Chang 7 Member in terms of sand body thickness and sedimentary facies in Zhenjing areaMSC2層序?yàn)楦呶辉缙谏?泥混合沉積期，Va與Vs的比值中等時(shí)，可容納空間不斷增加，物源供給較充足，沉積相主要發(fā)育前三角洲及深湖-半深湖相，該時(shí)期為長(zhǎng)7段沉積期的過(guò)渡階段，其與MSC3層序不同之處在于，物源供給增強(qiáng)，前三角洲逐漸開(kāi)始發(fā)育，形成完整的濁積水道沉積序列，濁積水道厚度不斷增加，水道橫向延伸，漫溢沉積逐漸減少，濁積水道彎曲度逐漸降低且水體變淺，并伴

39、隨漫溢沉積（圖10b，e），沉積物粒度逐漸變粗，由“泥質(zhì)型”向“砂-泥混合型”過(guò)渡，砂質(zhì)含量逐漸上升，砂體內(nèi)部隔層較為發(fā)育，砂體以局部接觸型為主（圖11）。圖11圖11鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段連井沉積微相剖面（剖面位置見(jiàn)圖1b）Fig.11Crosswell correlation of sedimentary microfacies in the Chang 7 Member in Zhenjing area （see Fig.1b for the section location）MSC3層序?yàn)楦呶煌砥谏百|(zhì)沉積期，物源位于北東方向，處于持續(xù)性水退階段，湖平面持續(xù)下降，即基準(zhǔn)面下降，造成可容納空間變小

40、。該階段Va與Vs的比值較低時(shí)，沉積物供給的速率遠(yuǎn)大于可容納空間增加的速率（圖12）。該時(shí)期主要發(fā)育前三角洲及深湖-半深湖相，且沉積砂體厚度最大，濁積水道存在較多交匯現(xiàn)象，彎曲度相對(duì)較低，漫溢沉積不發(fā)育（圖10c，f）。濁積水道沉積所形成的砂體以進(jìn)積方式為主，細(xì)粒沉積多被侵蝕，濁積體系規(guī)模不斷增加，濁積水道彎曲度降至長(zhǎng)7段最低，不發(fā)育水道橫向漫溢沉積，濁積體系內(nèi)沉積物由“砂-泥混合型”變?yōu)椤吧百|(zhì)型”。三角洲砂質(zhì)沉積物供應(yīng)充足，造成砂體橫向連續(xù)性較好，接觸關(guān)系以侵蝕接觸型為主。這一沉積期，由于持續(xù)水退，三角洲前積，導(dǎo)致濁流砂體也更為發(fā)育。圖12圖12鎮(zhèn)涇地區(qū)長(zhǎng)7段沉積演化模式Fig.12Sediment