地质记录中三角洲类型的识别

[收稿日期]20050215　[作者简介]旷红伟(1969),女,1992年大学毕业,博士,副教授,现从事储层沉积学和测井地质学的教学和研究工作。

地质记录中三角洲类型的识别 旷红伟　(长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州434023) 高振中　(长江大学地球科学学院,湖北荆州434023)[摘要]三角洲的概念是地质学中最古老的概念之一。

以现代沉积学为指导,以露头、岩心、录井、测井及各种新技术为主要技术手段,从油田实际地质工作出发,创造性地进行沉积学研究,从各种复杂的地质现象中,总结了曲流河三角洲、扇三角洲特别是河控型扇三角洲、辫状河三角洲及低弯度河三角洲等古代三角洲类型的特点:曲流河三角洲沉积通常显示出以曲流河作用占优势的特征;扇三角洲体系中,以重力流沉积占优势为其重要的沉积特征;而河控型扇三角洲与旱地扇或扇三角洲的最大区别在于前者以牵引流沉积占绝对优势,而后者重力流沉积相当发育;辫状三角洲沉积总体显示牵引流沉积特征,辫状水道和水下分流河道沉积是最主要的沉积单元,岩层中层理构造发育,砂体侧向迁移形成的侧积交错层是主要的沉积构造;低弯度河三角洲以较粗的砂岩区别于曲流河三角洲,以较低的砂岩含量区别于辫状河三角洲,以缺少重力流沉积而区别于扇三角洲。

为今后油区沉积地质研究工作的开展提供了较好的范例。

[关键词]三角洲;沉积类型;识别特征[中图分类号]TE121132[文献标识码]A [文章编号]10009752(2005)02031704三角洲的概念是地质学中最古老的概念之一,我国东部陆相断陷盆地及西部前陆盆地中的大多数油气田都与古代三角洲沉积有关。

笔者从地层记录中曲流河三角洲、辫状河三角洲、扇三角洲及低弯度河三角洲的沉积特征出发,结合油田沉积地质研究的实例论述如何对它们进行识别。

1　曲流河三角洲曲流河三角洲沉积通常显示出以曲流河作用占优势的特征,三角洲发育较完全[1],这类三角洲的特征较明显。

曲流河三角洲沉积包括曲流河三角洲平原亚相和曲流河三角洲前缘亚相。

曲流河三角洲平原亚相通常由分流河道微相、天然堤微相、河漫微相及河漫湖、河漫沼泽微相组成,总体特征类似于曲流河沉积。

曲流河三角洲前缘亚相主要由水下分流河道微相、河口砂坝微相、远砂坝微相、水下天然堤微相和支流间湾微相组成。

2　扇三角洲与河控型扇三角洲通常意义上的扇三角洲沉积是以冲积扇入湖形成的由水上到水下的中粗碎屑岩沉积体系[2,3]。

扇三角洲平原沉积中通常发育泥石流、辫状河道等沉积微相类型;扇三角洲前缘发育碎屑流、水下分流河道和河口砂坝等沉积微相;前扇三角洲的前三角洲泥沉积中通常会含一些粗颗粒。

扇三角洲体系中,以重力流沉积占优势为其重要的沉积特征。

沉积物粒度普遍很粗,以砂砾岩为主,河道沉积不发育,往往呈小的透镜体分布在重力流沉积物中,为扇面上洪水期形成的短暂河道产物。

沉积物入湖后受湖浪的改造作用微弱,河口砂坝不发育。

物源近、丰富,为阵发性灾变事件供给的结果。

我们通过对克拉玛依油田某区二叠系上统下乌尔禾组12口井、1000m 余岩芯的详细观察、描述以及岩石薄片和光面的研究,800多口井的录井、测井以及地震资料和分析化验资料的综合分析,特别是对15口井的E M I 成像测井资料的深入研究,认识到下乌尔禾组沉积相属河控型扇三角洲相沉积,以扇三角洲平原和扇三角洲前缘沉积为主,前扇三角洲不发育。

这类三角洲最明显的特征是沉积过程受河流作用的控制,以河道沉积为主。

在常年有流水的潮湿地区,扇三角洲平原多为砾石质辫状河组成辫状河平原[1],地形较平缓,河道多、切割浅,且迁移快,不固定[3,4];砾石坝中发育弥散的平行层理,而河・713・石油天然气学报(江汉石油学院学报)　2005年4月　第27卷　第2期Journa l of O il and Ga s Technology (J 1JP I )　Ap r 12005　Vol 127　No 12道内的砾石和砂则发育各种交错层理。

河道沉积可向下一直延伸到水下。

由于常年性地表泾流较发育,导致泥石流沉积不甚发育。

因此,该区泥石流沉积较少,而河道沉积、筛滤沉积、片流沉积等低粘度流形成的沉积广布。

由下向上由砾岩、砂岩、泥岩组成的由粗变细的沉积序列为最常见的纵向组合形式,并可见高流态的沉积构造,如逆行沙波交错层等。

辫状河道向水下延伸,形成前缘亚相中占绝对优势的水下分流河道沉积。

在水下分流河道中也同样发育各种牵引流沉积构造(图1,2)。

这里所称的河控型扇三角洲,又称湿地型扇三角洲,它与旱地扇或扇三角洲的最大区别,从沉积类型来讲,前者以牵引流沉积占绝对优势,而后者重力流沉积相当发育。

在干旱型扇三角洲的平原沉积中,泥石流可以占很大比例,单层厚度也很可观;在扇三角洲前缘沉积中,以碎屑流为主的重力流沉积也相当重要[5,6]。

而在河控型扇三角洲沉积中,平原亚相的泥石流和前缘亚相的碎屑流沉积规模都不大,单层厚度小,所占比例也很小,而是以辫状河道沉积或水下分流河道沉积占绝对优势。

从沉积规模讲,河控型扇三角洲沉积的分布面积可以比干旱型大得多,厚度也相当可观。

因此与通常意义上的扇三角洲沉积是有区别的。

3　辫状河三角洲311　辫状河三角洲的沉积特征辫状河三角洲既有扇三角洲的某些特征,也有曲流河三角洲的部分特征,但更有其自身沉积作用的显著特点[7～13]。

同扇三角洲相比,平原沉积以河流体系的多河道化,更深、更持续的水流和很好的侧向连续性为特征。

沉积物含丰富的交错层理,砂砾岩显示清楚的正韵律。

前缘沉积以水下分流河道沉积为主,其内发育大规模的特征性层理构造,具向上变细层序。

水下重力流远没有扇三角洲发育。

辫状河道及水下分流河道最显著的特征是砂坝侧向迁移加积形成的“侧积交错层”特别发育,成为辫状河三角洲最主要的沉积构造现象。

辫状河三角洲前缘沉积主要由水下分流河道、支流间湾、河口砂坝、远砂坝等微相组成。

辫状三角洲沉积总体显示牵引流沉积特征,辫状水道和水下分流河道沉积是最主要的沉积单元。

岩・813・　石油天然气学报(江汉石油学院学报)2005年4月层中层理构造发育,砂体侧向迁移形成的侧积交错层是主要的沉积构造。

辫状三角洲分布范围广,横向延伸长,沉积物粒度粗,以砂砾岩占绝对优势,基质含量少,颗粒支撑。

因物源近,沉积物丰富、供给迅速,受湖泊改造不强烈。

平原沉积同冲积扇无关。

312　实例:是辫状河三角洲沉积还是浊积扇沉积?近年来在胜利油田某区块沙二段10砂层组(以下简称S 102)的沉积相研究发现该区块主要为辫状河三角洲沉积而非浊积扇沉积的新认识。

研究区辫状河三角洲相主要包括辫状河三角洲前缘亚相和前三角洲亚相两种类型,未见及三角洲平原沉积。

三角洲前缘亚相中包含水下分流河道、河口砂坝、远砂坝、前缘席状砂、水下天然堤、支流间湾等微相。

图3　辫状河三角洲前缘水下分流河道微相确定研究区S 102砂体为辫状河三角洲砂体而非浊积砂体的主要依据如下:①S 102的砂岩中牵引流沉积构造丰富,包括平行层理、大型交错层,小型交错纹理等。

②与砂岩共生的泥岩多为紫红色与绿灰色间互或暗紫红色为主,显然水深有限,难以达到生成浊流所需要的水深。

③SH112井3029m 井段发育典型的浪成交错层理,纹理多向倾斜。

浪成交错层理的存在也说明水体并不很深,难以形成浊流。

④S 102中普遍发育典型的河口砂坝及水下分流河道沉积层序,应为三角洲环境的标志性沉积。

⑤砂岩可呈连续厚数十米的巨厚层产出,无泥岩夹层,这对浊积岩来讲是不可思议的,而在辫状河三角洲沉积中是很常见的(图3)。

⑥在SH115井,见2层各厚5c m 及8cm 的粒序层砂岩,其中一层并含泥岩撕裂碎屑,应属小规模浊流沉积,可能为前三角洲小规模浊流的产物,但这不能作为整个S 102为浊积扇的证据。

⑦重力流沉积通常发育于湖泊深水部位,在湖底无重大坡折的情况下,浊积扇总是发育于深湖底。

而S 102砂体均分布于研究区南部斜坡带,北部深水区则砂体不发育,这也表明S 102砂体属三角洲前缘砂而非浊积砂。

⑧因浊积岩富含粘土杂基,故在通常情况下浊积岩储层都是低孔低渗的。

如海南福山凹陷下第三系流沙港组浊积砂岩孔隙度的平均值,流一段为8179%(50个样品),流二段为6198%(30个样品);而研究区S 102砂岩平均孔隙度可达20%左右或更大,下段砂岩平均孔隙度为2114%,上段平均值2018%,最大可达2813%。

这样高的孔隙度,浊积岩是难以达到的。

纵观河4区块S 102砂体各方面的特征,应该说它们与浊积扇沉积没有什么共同之处,而符合辫状河三角洲沉积的特征。

4　低弯度河三角洲大宛齐油田康村组的沉积相类型应属低弯度河进入极浅水湖泊形成的三角洲沉积。

这是因为它除了同其他湖成三角洲沉积体系共有的特征之外,更有它独自的特点。

康村组主要为砂泥岩互层沉积,主要岩石类型为褐灰色含粒不等粒砂岩、粗砂岩、细砂岩、粉砂岩和褐红色泥岩。

砂少泥多,砂岩百分含量一般为30%左右,泥岩含量大于60%;砂体普遍具向上变细层序,横向变化快;单砂层厚度薄,一般1～2m ,最大5m;砂岩不但成分成熟度低,主要为岩屑砂岩,而且结构成熟度很低,但杂基含量普遍较少,砂岩杂基含量一般小于5%,粉砂岩中杂基含量相对较高,但也多不足10%。

沉积物中绝大多数单砂层具底冲刷面,发育大中型前积交错层或侧积交错层[2];干裂、钙质结核等暴露标志少见,而水下标志较明显;粉砂岩中浪成交错层理发育,泥岩、粉砂岩中生物钻孔和生物扰动普遍存在;从野外露头发现,交错层理多向一个方向倾斜。

粒度分析也表・913・第27卷第2期旷红伟等:地质记录中三角洲类型的识别　明,此类沉积为河流三角洲沉积。

以上特征表明,首先,这种三角洲的沉积物粒度较粗,成分成熟度和结构成熟度均低,表明沉积物搬运距离短,河床坡降大;曲流河三角洲河床坡度很小,不足以搬运大量粗粒沉积物。

其次,它的砂泥比低,而辫状河三角洲的砂泥比较高,砂岩含量通常都在50%以上,甚至高达80%,因此该类三角洲有别于辫状河三角洲。

第三,各种沉积构造和较低的杂基含量表明沉积物具牵引流特征,这与通过重力流搬运而形成的扇三角洲[7,8]沉积具有本质的不同。

加之砂体不发育,薄的单砂层厚度、泥岩的红色色调及单调的生物种类说明沉积物沉积时的水体很浅,为浅水氧化环境。

据此,大宛齐地区康村组应属于低弯度河进入极浅水湖泊形成的三角洲沉积。

该类型三角洲以较粗的砂岩区别于曲流河三角洲,以较低的砂岩含量(占地层厚度的20%～33%)区别于辫状河三角洲(砂岩可占50%～80%),以缺少重力流沉积而区别于扇三角洲[14,15]。

5　结 语以现代沉积学理论为基础,运用露头、岩芯、录井、测井等各种资料,在实践工作中,从各种复杂的地质现象中,抓住各类三角洲沉积的特点,创造性地进行沉积学研究,识别出了曲流河三角洲、扇三角洲、辫状河三角洲及低弯度河三角洲等古代三角洲类型。