珠一坳陷古近系层序地层及沉积体系

。因此, 立足于烃源岩发育的古近系内寻找
油气藏是珠江口盆地一个明确的勘探方向。笔者综 合利用地震、 测井和古生物资料 , 对珠一坳陷古近系 开展了层序地层研究, 在三级及以上层序地层格架 内研究了沉积体系分布特征 , 对进一步的储层预测 及油气勘探具有十分重要的意义。
1 区域构造背景
珠一坳 陷位 于珠江 口盆 地 东北 部, 走向 为北 东 南西。坳陷从北向南可分为北部断阶带、 中央 坳陷带和中央隆起带 3 个一级构造单元。中央坳陷 带自西向东由恩平凹陷、 西江凹陷、 惠州凹陷、 陆丰 凹陷和韩江凹陷组成 , 其间以北西向低凸起相隔。 珠江口盆地在中 新生代经历了裂前、 裂谷、 沉 降和断块升降 4 个演化阶段 , 主要经历了 5 次构造 [ 6- 9] 运动 。其中神狐运动使得基底张裂 , 形成了一 系列北北东 北东向断陷 , 北部断阶带形成; 到珠琼
[ 4- 5]
运动一幕 , 盆地隆升遭受剥蚀并再次张裂形成了一 系列北东 北东东向断陷, 此时东沙隆起已基本形 成, 其南缘次一级的深水湖盆逐渐形成 , 各凹陷也逐 渐沉积了文昌组生油岩, 这为珠江口盆地新生代油 气田的形成奠定了良好的物质基础。在珠琼运动二 幕, 抬升剥蚀最强烈, 并伴有断裂和岩浆活动, 该次 运动延续时间最长, 以至于上始新统全部缺失。在 第 3 次张裂时期, 珠一坳陷南部开始与海连通 , 湖盆 较前扩大 , 水体变浅 , 断陷中沉积了浅湖 沼泽相恩 平组生油岩。南海运动在盆 地南部被称为 造海运 动, 海水从南向北大规模入侵。珠江口盆地中、 北部 发生区域性抬升, 遭受强烈剥蚀形成了破裂不整合 面, 并伴有断裂和岩浆活动。盆地内断陷、 断拗向拗 陷转化, 拗陷 ( 裂后 ) 开始并进入沉降阶段 , 沉积了 珠海组和珠江组, 在隆起的边缘和台地上形成了生 物礁、 滩和碳酸盐岩。在珠海组沉积之初, 古珠江三 角洲开始发育 , 从而形成了珠海组河控型三角洲 [ 10] 滨岸沉积体系 。
气
地
质ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与
采
收
率
2009 年 9 月
区域上的同一性。异常高含量的淡水浮游藻类证实 了文昌组沉积时期较深水湖泊的存在, 孢粉组合以 五边粉和栎粉为特征, 说明此时期的气候为热略干 旱 , 为整个坳陷烃源岩提供了生成和保存的有利条 件。 3 . 1 . 1 SQ1 层序 SQ 1沉积时期是珠琼运动一幕后湖盆形成之初 的初始裂陷期, 层序的展布范围比较有限 , 在各凹陷 内仅存于深洼部位, 零星分布, 整体上均表现为控边 断层附近较厚的特征。以粗碎屑及 火山岩沉积为 主。在基准面上升时期, 陡坡带 A /S 值大于 1 , 发育 火山岩或粗碎屑与浅水湖相 ; 在由于断块翘倾而形 成的缓坡带 , 来自边缘隆起或凸起的沉积物进入湖 盆 , 形成粗粒沉积。整体上为不完整的三级层序。 3 . 1 . 2 SQ2 层序 SQ 2沉积时期是断陷湖盆发育的鼎盛期 , 该层 序满布各洼 , 且在惠州凹陷连片分布。其形成与发 育受半地堑结构控制 , 南缘半地堑具有南陡北缓、 南 深北浅的典型半地堑充填特征 , 而北部半地堑北陡 南缓、 北深南浅 ( 图 2) 。同时 , 因为控边断层的性质 不同, 地层分布也有差异。除恩平凹陷外 , 其他各凹 陷沉积中心均紧靠控边断层, 渐向斜坡部位超覆; 而 在恩平凹陷 , 因其控边断层为低角度滑脱断层 , 地层 沉积中心位于半地堑的中间部位。此时期盆内残留 沉积最厚处为西江凹陷, 可达 2 600m。
2 层序界面识别及层序划分
研究区古近系共识别出 9 个层序界面 , 自下而 上命名为 SB1 SB9( 图 1)。 SB1( Tg ) 作为珠琼运动一幕的产物 , 为文昌组 与下伏基底间的分界面 , 具一级层序界面性质。在 钻井和测井剖面上较易识别 , 通常为文昌组底部的
收稿日期 2009- 06- 26 ; 改回日期 2009- 08- 14。 作者简介 : 王瑞菊 , 女 , 1997年毕业于中国地质大学 (武汉 ) 石油地质勘查专业 , 2009年获中国地质大学 ( 北京 ) 层序地层 学专业博士学位 , 从事油气勘探方向研究工作。联系电话: ( 010 ) 82320862, E - m ai: l w ru iju @ 163 . com 。 基金项目 : 国家重点基础研究发展计划 973!项目 珠一坳陷古近系层序地层与成藏条件研究 ! ( 2006CB701403 )
第 16 卷 第 5 期 2009 年 9月
油 气 地 质 与 采 收 率 Petroleum Geo logy and R ecovery E ffic iency
Vo. l 16, N o . 5 Sep. 2009
珠一坳陷古近系层序地层及沉积体系
王瑞菊 , 邓宏文 , 李世臻
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( 1. 中国石油勘探开发研究院 , 北京 100083; 2. 中国地质大学 ( 北京 ) 能源学院 , 北京 100083) 摘要 : 综合利用地震 、 测井 、 岩心和古生物等资料 , 对珠一坳陷层序地层学开展了研究 , 将其 古近系划分 为 2 个一级 层序 ( 断陷期和拗陷期 ) 、 3 个二级层序 ( 文昌组 、 恩平组和 珠海组 ) 和 8 个 三级层 序 , 建 立了全 区的层 序地层 格架 , 总结了层序地层体制内沉积体系 的纵向演化和平面展布特征 。 文昌组沉积时期达到 断陷鼎盛时 期 , 主 要以发育深 湖相暗色泥岩为特征 ; 在断陷末期到断拗转换期的恩 平组沉 积时期 , 盆阔 水浅 , 沼泽和 河流相 发育 ; 在拗陷 初始期 的珠海组沉积时期 , 海侵开始 , 古 珠江三角洲及滨岸沉积发育 。 关键词 : 古近系 ; 层序地层 ; 沉积体系 ; 转换 带 ; 珠一坳陷 中图分类号 : TE111 . 3 文献标识码 : A 文章编号 : 1009- 9603( 2009) 05- 0004- 04
湖相沉积与基底 ( 多为花岗岩 ) 的突变面。界面以 下曲线形态较平直, 电阻率表现为低值, 自然伽马曲 线为中值; 界面以上为砂泥岩互层沉积, 电阻率和自 然伽马曲线微齿化特征明显。在地震剖面上 , 界面 对下伏地层形成削截, 其下地层为无反射或杂乱反 射 ; 界面以上表 现为强震幅、 低频、 连续地震反射。 隆起边缘斜坡区界面之上可见地层逐层超覆现象。 SB2 暂无井钻遇 , 主要依据地震相特征识别界 面。界面之上地层上超特征明显, 地震反射以低频、 弱反射为背景, 内见断续、 中振幅反射; 界面之下为 高振幅、 低频、 较连续反射 , 推测为盆地形成初期的 火山岩及粗碎屑岩沉积 , 在坳陷内分布范围比较局 限 , 多沿坳陷边缘呈环状分布。 SB3 尚无井钻遇。界面 之上地 震反射 频率较 高 , 振幅较强 , 连续性较好。由于地层向斜坡上层层 超覆, 逐渐减薄, 向陡坡边界断层方向逐渐加厚 , 因 而在三维地震剖面上 , 形成明显的楔形反射。界面 之下反射层连续性明显变差, 频率变低, 与界面之上 的地震反射特征有显著差异。 SB4( T8 ) 与珠琼运动二 幕密切相关, 具二级层 序界面性质 , 为文昌组和恩平组的分界面。界面之 下地层的削截现象非常明显, 较易追踪。该界面在 钻井和测井剖面上表现为岩性突变面, 界面以上砂 岩含量明显增加 , 界面以下为泥岩发育段或以泥岩 为主夹薄砂泥互层, 伽马曲线基值明显变高。 SB5 层序界面的界面性质在区域上变化较为明 显 , 在局部洼陷边缘界面之上可见到地层上超现象 , 较易识别。坳陷内部或具平行不整合性质或具同沉 积作用面性质。界面上下的地震相差别比较显著 ,
第 16 卷
第 5期
王瑞菊等 : 珠一坳陷古近系层 序地层及沉积体系
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其下地震反射成层性差 , 具杂乱反射特征, 其上地震 反射连续性明显变好 , 界面表现为同沉积侵蚀作用 面性质。界面之下以相互叠置的河道砂岩为特征, 呈加积叠加样式; 界面之上泥质逐渐增多, 为三角洲 形成的退积叠加样式。 SB6在靠洼陷的边缘部位可见到上超现象 , 三 角洲发育地区具顶超面性质。 在钻井和测井剖面上, 该界面通常表现为进积或加积作用变为退积作用的 沉积转换面。在地震剖面上界面上下相变明显。 SB7( T7 ) 为恩平组和珠海组的分界面 , 为南海 运动后形成的破裂不整合面 , 具一级层序界面性质。 此界面之上形成滨岸砂岩为主的沉积, 砂岩厚度大, 在地震剖面上表现为连续性差, 振幅明显减弱, 频率
图 1 珠一坳陷古近系层序划分方案
变低的反射特征。在洼陷边缘部位可见界面之上上 超, 界面之下削截的现象。在钻井和测井剖面上 , 此 界面之上岩性以厚层砂岩为主, 含砂率明显增大 , 自 然伽马曲线基值明显变低, 电阻率增大。 SB9相当于 T6反射标志层, 为珠海组与珠江组 的分界面。珠海组为海陆过渡相 , 珠江组为海相 , 珠 江组在整个坳陷内稳定分布着一套灰岩沉积, 此套 灰岩对应着 T5反射界面。在测井曲线上可以看出, 界面之上砂岩含量明显减少 , 但具体界限不易确定。 在地震剖面上, T6 反射层距 T5标志层较近 , 界面之 上的连续性变好, 频率相对变高; 界面之下反射振幅 变弱 , 频率变低。在局部地区 , 该界面对下伏地层存 在削蚀现象, 不整合性质清楚。在洼陷边缘部位可 见到地层上超现象 , 但多数地区表现为平行不整合 性质 , 距离 T5反射层较近 , 不易识别。 根据上述层序界面成因类型、 界面性质以及界 面对区域地层充填、 剥蚀和保存作用的分析 , 将珠一 坳陷古近系划分为 2 个一级层序、 3 个二级层序、 8 个三级层序 ( SQ1 SQ 8) 。值得注意的是, 半地堑区 域位置、 洼陷结构、 洼陷规模以及在后期构造运动中 剥蚀程度的不同, 都会导致各组内部界面性质的变 化。
以北部断阶带为主 , 盆地内低凸起为次要物源体系。 缓坡带沉积物供给速率小于凹陷的沉降速率, 湖相 地层超覆明显。在基准面下降期 A /S 值小于 1 ,沉 积物供给速率大于坳陷的沉降速率, 进积作用明显。 当物 源供给充分时 可形成高位三角 洲, 如 惠州 10 洼, 由惠东低凸起提供局部物源。 3 . 1 . 3 SQ3 层序 SQ3 形成于湖盆缓慢沉降、 萎缩时期, 以滨浅湖 相沉积为主, 中深湖相分布非常局限。在基准面上 升期 , 地层超覆 , A /S 值接近于 1 , 是以泥岩 为主的 砂泥岩互层; 在基准面下降期 , 由于文昌组沉积后期 珠琼运动二幕的抬升剥蚀, 保存范围局限, 仅在深洼 陷区可见。从目前存在的沉积地层来看 , 物源还是 以南部为主。在惠州 26 洼的东西 2 个转换带形成 2 个辫状三角洲, 西江 24 洼的南部发育扇三角洲。 3 . 2 恩平组沉积时期 在恩平组沉积时期盆地进入 断拗转换的过渡 期。以桤木粉和松粉为标志的孢粉组合反映了恩平 组沉积时期以热带湿润气候为特征 , 当时的植物群 主要是陆生高等植物。研究区已不再具备浮游藻类 繁盛的条件, 根据蕨类孢子和木本植物花粉含量变 化只能大致推测河流、 湖泊沼泽的发育情况 , 对于沉 积环境的解释结果存在着明显的多解性。总体上, 恩平组孢粉组合的蕨类孢子含量明显高于文昌组, 证明该时期沼泽发育。 3 . 2 . 1 SQ4 层序 恩平组沉积时期处于盆地的断陷末期 , 沉积物 供给充分 , 盆地充填作用明显 , 控制文昌组沉积的北 部控边断层对其沉积仍有控制作用。 SQ4 层序为恩 平组沉积初期 , 整体上大的洼陷没有形成, 因此该层 序仅存于各深洼的沉降中心部位。在沉积洼陷内, 沉积物供给速率大于可容纳空间增加速率, 形成过 补偿沉积特征。以河流沉积体系为主 , 物源主要来 自东沙隆起, 对沉积洼陷有填平补齐作用。半地堑