第五章 三角洲体系

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• 三角洲的“三层结构”
三角洲沉积的多旋回性
河 控 三 角 洲 序 列
三角洲平原
河口坝
前三角洲
潮 控 三 角 洲 序 列
潮道沉积
线状沙脊
前三角洲
六、三角洲勘探前景 (Prospects of Delta)
古代三角洲体系中发育丰富的煤、石油与天然气等 矿产资源; 三角形体系内的储层、盖层与生油层配合良好:前 三角洲泥与深水泥岩为烃源岩(底积层),三角洲前缘砂 体为储层(前积层),三角洲平原的沼泽与洪泛盆地细粒 沉积物为盖层(顶积层); 世界上已发现的大型油气田与三角洲有密切关系, 如世界上第二大油田—科威特的布尔干油田(海盆三角洲) 和中国第一大油田—大庆油田(湖泊三角洲)都与三角洲 体系有关。


河口坝, Utah,R. B. Bruce,1999, AAPG
典 型 测 井 相
测 井 层 序 地 层 学 分 析
自然电位
视电阻率
自然电位
视电阻率
正旋回:自下而上,粒度
变细、砂层变薄,呈“树 形”
反旋回:自下而上,粒度
变粗、砂层变厚,呈“钟 形”
(5)远砂坝微相 河口砂坝前方靠海的部分,水体较深,近浪基面。 沉积物: 粉砂,含细砂、粘土。 构造: 韵律层理、波状层理、浪成交错层理、 生物扰动构造、变形层理。 垂向层序:前三角洲泥质沉积之上, 河口砂坝沉积之下。

(1)水下分流河道 水下,向前逐渐变浅消失具河道沉积特征。但 较 平原的分流河道沉积物细,可有复杂水流形成的不规则 小型交错层理。 湖泊泥岩顶部常具有冲刷,变形发育。 砂体周围是水下沉积的泥岩、粉砂岩。
(2)水下天然堤微相
天然堤的水下延伸。 沉积物:极细砂、粉砂,少有粘土 构造:小型流水层理、流水与波浪共同形成的复杂 交错层理,变形构造发育,无陆上暴露构造。 生物:含水下生物化石。
与曲流河、网状河沉积有很大程度的相似性, 差别在于分流河道与沼泽沉积发育。
三角洲的亚相类型及特征
三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相、前三角洲亚相 三角洲平原亚相:水面以上至分流河口。 相当于河流相在三角洲上的延续。 包括:分流河道、天然堤、决口扇、沼泽。
三 角 洲 亚 环 境
现代湖泊三角洲沉积体系(Guatemala)
三角洲
• 河流入海(湖)的 河口区 ,水流扩散, 流速降低,所携泥 砂沉积于此,形成 顶尖向陆的沉积体。
(1)含油气盆地中最重要的沉积体系之一 (2)密西西比河三角洲研究的经典之作(1921--1944)
三、三角洲的形成过程
1、河道分叉和河口砂坝的形成
2、分流河道 废弃与三角 洲迁移
四、沉积作用
底流(浊流)
盐、泥、沙
潜江凹陷潜江组沉积时期沉积物的搬运与分布示意图 盐湖相对闭塞:波浪作用弱,无潮汐作用
五、三角洲类型及其亚环境 Classification and Subenvironments of Delta
1、分类( Classification)
根据河流、波浪与潮汐之间的相互作用,把三角洲划分 为三种类型: 河控三角洲(River-dominated delta): 以河流作用为 主,长形,分支流河道、河口坝与沼泽较发育,如密西西 比(Mississippi delta of U S A )三角洲。 浪控三角洲(Wave-dominated delta): 尖形与弓形 沙脊取代了河控三角洲的分之流河道,沙滩、沙丘和泻湖 较发育,如圣弗郎西斯三角洲 ( San Francisco delta of Brazil)。 潮控三角洲 ( Tide-dominated delta ): 以发育与岸线 垂直的线状沙脊为特征,受潮汐作用影响的分支流河道和
B 波 浪 与 沿 岸 流 作 用 ( Wavy and coastal current
process): 对三角洲砂体起改造作用,形成平行于岸线 的沙坝。因此,三角洲砂体在高能海岸不发育,通常发育 在低能海岸。 总之,三角洲是河口区河水与盆内水体相互作用结果, 河流作用较强,有利于三角洲的发育,对三角洲的形成起 建设性作用;盆内水体对三角洲的沉积物进行改造,对三 角洲的形成起破坏作用。河口区河水与海水相互作用结果 导致河水的流速降低,河水扩散,河水所携带的沉积物在 河口区堆积。
河控三角洲层序较为典型和完整,明显表现为一个反旋 回序列,即向上变粗的沉积序列。 下部(Lower part): 即底积层(前三角洲),由深灰 色水平纹理、快状层理泥岩与粉砂岩组成,发育丰富的生 物潜穴和生物扰动构造。 中部(Middle part):即前积层(三角洲前缘),主要 由河口坝和远沙坝组成,此外还发育水下分支流河道与席 状砂。自下而上由水平纹理、波状交错层理粉砂岩与泥岩 (远沙坝沉积物)、板状交错层理砂岩、平行层理砂岩、 “S”形纹层砂岩(河口坝沉积物)组成 上部(Upper part): 即顶积层(三角洲平原),由分 支流河道、沼泽、分支流间湾沉积组成。总体上表现为多 个正旋回复合序列。
W.E.Gallowa (1975)的分类: 河控三角洲 浪控三角洲 潮控三角洲
河 流 作 用 为 主 型 河 口
潮汐作用为主型三角洲
波 浪 作 用 为 主 型 三 角 洲
泽较发育,如 Makaham delta of Indonesia.
2、亚环境(Subenvironments)
━ ━
•••
1740 1744 1748
泥岩基线
••• •• ━ •• ••• ••• ••• ••• •• ━ •• ••• •••
━ ━
Ⅴ油组 1742.5-1742.35
2. 三角洲前缘亚相 海(湖)平面以下,浪基面以上, 三角洲沉积的主体地带
包括:水下分流河道、水下天然堤、 分流间湾、分流河口砂坝、远砂坝、席状砂
前三角洲 (Prodelta): 滨外区,由泥和粉沙组成, 富含动物化石。前三角洲泥对三角洲前缘砂体起保护作用, 免受波浪的改造。 三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲也可称为顶积层 ( topset ) 、 前 积 层 ( foreset ) 和 底 积 层 (bottomset)。
三角洲平原沉积特征:
1、河流作用(Riverine Processes)
A 惯性力作用为主(Intertia-domonated),河水与盆 内水体的密度差可以忽忽略不计,河水流速较高,河水主 要受惯性的影响,河水与盆内水体在三维空间混合。 上述情况主要发生在: 高梯度河水入湖; 强烈的 潮汐作用影响使河水与海水充分混合。 B 浮力作用为主 (Buoyancy-dominated) ,河水密度小 于盆内水体密度,河水漂浮在海水之上。由于河水密度比 海水密度低,大多数河流入海后,主要是受浮力影响。这 种情况下,河水可以漂浮很远,因此,海洋三角洲规模通 常较大。 C 以摩擦力作用为主 (Friction-dominated),河水密度 大于盆内水体密度,河水主要受摩擦力的影响。这种情况 主要发生在: 洪水入湖; 冰水入湖。在上述情况下, 由于河水密度大于盆内水体密度,河水沿湖底流动。
作用并发生沉积物堆积的水下部分,包括水下河道 ( Subaqueous channel), 河口坝(mouth bar), 席状砂 ( sheet sand), 冲流沙坝(swash bar), 沙脊(sand ridge)
和水下天然堤 ( subaqueous levee)。典型沉积体为河口 坝,垂向上表现为一反旋回序列,自下而上依次是水平纹 理泥岩与粉砂岩、交错层理与波状交错层理砂岩、平行层 理砂岩,顶部被粉沙和泥覆盖,其中同生变形构造和重力 断层较发育。 线状沙脊主要发育在潮控三角洲中,冲流沙坝主要见 于浪控三角洲中。
东二段内楔状反射体(PBZWT5测线)
东二段内大型前积反射结构(TX92028测线)
三 角 洲 平 原
SP
0 6060
GR
140
━ ━
渤中凹陷BZ25-1 油田明下段分支 流水道沉积序列
1676 1680 1684 1688 1692 1696 1700 1704 1708 1712 1716
••• •••
Ⅳ油组 1682.98-1682.58
━ ━
•••
Ⅳ油组 1694-1693.25
(3)分流间湾
分流河道之间水体受限所形成的海(湖)湾。较静水。 沉积物:泥,含洪水期泛滥沉积的粉细砂薄层。 构造: 水平层理为主。 生物化石:广盐度生物。 垂向上:发育在前三角洲泥岩或三角洲前缘砂体之上。
间湾
(4)分流河口砂坝微相 河口处,新月型、朵状、条状等。三角洲最主要的砂体类型。 沉积物:中厚层--厚层砂、粉砂。因底形不稳,生物少。 结构:分选较好 构造:(向河口)槽状交错层理、砂纹层理;向海)浪成砂纹层理
•• ━ •• •• ━ •• •• ━ •• •• ━ •• •• ━ •• •• ━ •• •• ━ •• •• ━ ••
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Ⅴ油组 1726.6-1730.6
1720
1724 1728 1732 1736
波 浪 作 用 为 主 型 河 口

潮 汐 作 用 为 主 型 河 口
表温层 22.5º C 滨岸带 盆地斜坡 盆地平原 溢流(表流) 潜流(层间流) 块状泥 三角洲沙、泥 温跃层 22.5~4º C 可能层间流 悬移质沉积作用 三角洲
纹层状泥
下温层 4º C
底流(浊流) 纹层状泥和浊积沙
正温层贫氧碎屑湖盆中沉积物的搬运与分布示意图 (Sturm and Matter,1978)
1600
经 典 三 角 洲 沉 积 序 列
1640
1680
1720
BZ25-1南油田明化镇组 以正旋回为主(D7)
典 型 河 控 三 角 洲 序 列
密 西 西 比 河 控 三 角 洲 序 列
Coleman and Wright, 1975
三角洲的 建设阶段、 破坏阶段
三角洲的多旋回叠加
三角洲平原
指状砂坝
(6)三角洲前缘席状砂 河口砂坝受波浪、沿岸流的改造, 围绕三角洲前缘呈席状、带状展布。
沉积物:分选很好的砂。 构造: 浪成交错层理、低角度交错层理
三角洲亚环境配置关系
三角洲的 建设阶段、
破坏阶段
三角洲的多旋回叠加
三角洲的发育与废弃
六、河控三角洲层序 Sequence of River-Dominated Delta
三角洲平原 (Delta plain): 三角洲的水上部分,由 湿地和被浅水隔开的分支流河道组成。分支流河道 (Distributary channel): 类似于网状河道,但受到盆内 水体的影响(含贝壳),河道经常被废弃或堤发生跨塌; 分支流河道间(Interdistributary area):潮控三角洲与河 控三角洲发育天然堤、沼泽、决口扇、分支流间湾、朝坪 与湖泊,浪控三角洲则发育沙丘。 三角洲前缘(Delta front):河水与盆内水体相互
盐湖分层作用(盐度分层促进温度分层)
——有利于悬移质(泥沙)向洼陷中心推进
NW
(扇)三角洲 凹陷边缘带 (盐度冲淡区) 表温层 (低盐度) 凹陷中心(深盐湖) 溢流(表流) 潜流(层间流)
SE
滨岸带(浅盐湖)
悬移质沉积作用 盐湖密度流 可能层间流 (扇)三角洲沙、泥
温跃层 (盐跃层)
盐泥沉积 下温层 高盐度与高 密度曾
三角洲体系 Delta System
一、定义
在远程河流与盆内水体交汇地带的水上和水下部分所 发育的扇状或朵状碎屑物沉积体。 三要素: 由碎屑沉积物组成; 占据水上和水下两 部分;沉积物主要来自于远程河流。
二、沉积作用
控制三角洲沉积的因素很多,如构造、气候、沉积 物供给与水体变化等, 但直接因素主要包括河流作用 与盆内水体作用。
惯性力作用为主 浮力作用为主
河流作用的三种方式
摩擦力作用主
摩 擦 力 与 浮 力 作 用 型 对 比
摩擦力 为主
浮力为 主
2、盆内水体作用(Basinal Processes)
A 潮汐作用(Tidal process): 加速河水与海水混合, 减少海水与河水的密度差,使河口区加宽,成为浅水朝坪。 潮汐作用主要形成一些平行于潮流方向的线状沙脊。
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