

地学前缘 ›› 2022, Vol. 29 ›› Issue (3): 340-355.DOI: 10.13745/j.esf.sf.2021.9.37
王成(
), 姜在兴(
), 孔祥鑫, 张元福, 张建国, 袁晓冬, 刘晓宁
收稿日期:2021-03-07
修回日期:2021-05-26
出版日期:2022-05-25
发布日期:2022-04-28
通信作者:
姜在兴
作者简介:王 成(1994—),男,硕士研究生,主要从事沉积学、层序地层学研究。E-mail: wangc940102@163.com
基金资助:
WANG Cheng(
), JIANG Zaixing(
), KONG Xiangxin, ZHANG Yuanfu, ZHANG Jianguo, YUAN Xiaodong, LIU Xiaoning
Received:2021-03-07
Revised:2021-05-26
Online:2022-05-25
Published:2022-04-28
Contact:
JIANG Zaixing
摘要:
为了探讨陆相断陷盆地厚层砾岩的沉积特征、成因机制和控制因素,寻找有利勘探目标,以滦平盆地西瓜园组中段厚层砾岩为研究对象,运用沉积学理论,结合测井、录井、岩心、薄片和测试结果,对厚层砾岩的岩相及岩相组合、沉积构造和电性进行分析。研究表明,西瓜园组中段厚层砾岩具有被黑色页岩包裹的特征,即顶、底部与黑色页岩突变接触。岩心中大量的黄铁矿和部分敏感元素指标反映了缺氧的强还原环境,表明其为深水环境中的砾岩体。基于不同成因,共识别出滑动、滑塌2种重力流类型。滑动沉积主要包括6种岩相、5种岩相组合,以主滑动面、次滑动面、高角度层理,以及层内小型正断层和逆断层为主要识别标志;滑塌沉积包括6种岩相、4种岩相组合,以滑动面、滑塌变形构造、包卷层理、泄水构造、变形砾以及部分原生层理(粒序层理)为主要识别标志。根据滑动面的发育位置、自然伽马曲线和声波曲线的幅度变化特征,可以划分出4期滑动沉积。西瓜园组时期滦平盆地的边缘坡折带、物源供给和一定的触发机制共同控制深水滑动、滑塌型重力流的形成,结合控制因素和沉积特征建立陆相断陷湖盆陡坡带滑动-滑塌型重力流的发育模式。
中图分类号:
王成, 姜在兴, 孔祥鑫, 张元福, 张建国, 袁晓冬, 刘晓宁. 滦平盆地西瓜园组中段厚层砾岩沉积特征及成因机制研究:来自滦页1井全井段连续取心的证据[J]. 地学前缘, 2022, 29(3): 340-355.
WANG Cheng, JIANG Zaixing, KONG Xiangxin, ZHANG Yuanfu, ZHANG Jianguo, YUAN Xiaodong, LIU Xiaoning. Sedimentary characteristics and genesis of thick conglomerate in the middle section of Xiguayuan Formation, Luanping Basin: Insight from a consecutive coring study of well LY1[J]. Earth Science Frontiers, 2022, 29(3): 340-355.
图3 滦平盆地西瓜园组中段岩相类型 a—颗粒支撑砾岩相,LY1井654.65 m;b—杂基支撑砾岩相,LY1井575.17 m;c—含砾粗砂岩相,LY1井659.48 m;d—粗砂岩相,LY1井660.35 m;e—变形层理砂岩相,LY1井701.77 m;f—粒序层理砂岩相,LY1井701.06 m;g—变形层理含砾泥岩相,LY1井702.29 m;h—变形层理泥岩相,LY1井703.08 m;i—块状层理泥岩相,LY1井702.04 m;j—块状层理含砾凝灰岩相,LY1井682.33 m;k—块状层理纯凝灰岩相,LY1井683.62 m。
Fig.3 Lithofacies of the middle section, Xiguayuan Formation, Luanping Basin
图4 滦平盆地西瓜园组中段沉积构造 a—块状层理,杂色颗粒支撑砾岩,LY1井650.48 m;b—高角度斜层理,红色含砾粗砂岩,LY1井647.84 m;c—块状层理,红色粗砂岩,LY1井660.45 m;d—火焰状构造,灰黑色泥岩,泥质砂岩挤入到上覆浅灰色含砾砂岩当中呈现火焰状,LY1井701.11 m;e—正粒序层理,灰色粉-细砂岩,LY1井700.96 m;f—褶皱变形构造,灰黑色含砾泥岩,LY1井703.48 m;g—包卷层理,灰黑色泥岩夹少量粉砂岩,整体发生包卷,LY1井703.26 m; h—泄水构造,深水色泥岩中可见向下侵入的泄水通道,LY1井703.97 m;i—滑塌褶皱变形构造,灰黑色泥岩夹薄层灰色粉砂岩,LY1井701.42 m;j—块状层理,灰黑色含砾砂质泥岩,LY1井701.98 m。
Fig.4 Sedimentary structures of middle section of Xiguayuan Formation in Luanping Basin
图5 滦平盆地西瓜园组中段岩相组合类型 Cmg—颗粒支撑砾岩相;Mmg—杂基支撑砾岩相;Csg—含砾粗砂岩相;Cs—粗砂岩相;Sd—变形层理砂岩相;Sg—粒序层理砂岩相;Mgd—变形层理含砾泥岩相;Md—变形层理泥岩相;Mm—块状层理泥岩相;Tgm—块状层理含砾凝灰岩相;Tm—块状层理纯凝灰岩相。
Fig.5 Lithofacies combination types in the middle section, Xiguayuan Formation, Luanping Basin
图6 滦平盆地西瓜园组中段滑动沉积特征 a—灰白色杂基支撑砾岩与灰绿色凝灰岩呈突变接触,为主滑动面,见凝灰质注入体,LY1井699.86 m;b—滑动沉积,在红色粗砂岩中见滑动面,LY1井676.55 m;c—杂色砾岩中夹薄层的红色粗砂岩,为次滑动面,层面见擦痕,LY1井516.45 m;d—红色含砾粗砂岩保留了原始沉积特征,局部受到挤压产生准同生的小型逆向错断,LY1井661.91 m;e—以红色含砾粗砂岩为主,地层倾角较大,且保留原始地层的大部分特征,LY1井658.22 m;f—杂色颗粒支撑砾岩,大粒度砾石长轴方向呈高角度排列,反映地层倾角较大,LY1井556.66 m;g—杂色颗粒支撑砾岩中发育大量高角度裂缝,被方解石充填,LY1井530.49 m。
Fig.6 Characteristics of sediment slide in the middle section, Xiguayuan Formation, Luanping Basin
图7 滦平盆地西瓜园组中段滑塌沉积特征 a—在灰黑色泥岩滑塌变形层段,其顶、底部见擦痕,LY1井701.42 m;b—顶、底部见变形的砂岩条带,同时富泥地层形成“泥包砂”,软泥形成包卷,砂纸团块原生层理被改造,LY1井703.48 m;c—砂质泥岩地层中见砂质注入体和泥质撕裂块,且泥质撕裂块内部见原生层理,LY1井702.63 m;d—砂质泥岩中见砂质透镜体,泥质褶皱,在富砂层段见砂包泥,泥质沉积中原生层理构造完全被破坏,LY1井702.39 m;e—砂质滑塌变形,LY1井703.08 m;f—富泥地层中形成的包卷层理,中间砂层与周围泥岩沉积变形一致,含有少量漂浮砾,LY1井702.71 m;g—滑塌沉积顶、底与泥质沉积呈突变接触,砂岩呈脉状充填,较多火山岩角砾漂浮在砂、泥沉积物中,LY1井703.38 m;h—滑塌沉积上部与上覆泥质沉积突变接触,在泥质沉积中见旋转拉长砾石,LY1井702.14 m;i—滑塌沉积中砾石发生破碎,上部见滑塌剪切面,LY1井700.1 m。
Fig.7 Characteristics of sediment slump in the middle section, Xiguayuan Formation, Luanping Basin
图10 滦平盆地西瓜园组中段滑动、滑塌沉积模式图(a)及沉积演化图(b)
Fig.10 Model (a) and evolution (b) of sediment slide and slump in the middle section, Xiguayuan Formation, Luanping Basin
图11 滦平盆地西瓜园组中段砾岩微观特征 a—粒间孔,砾岩颗粒之间被杂基和细粒物质充填,见粒间孔,单偏光,LY1井534.93 m;b—粒间孔,砾岩,颗粒支撑,见粒间孔,单偏光,LY1井657.04 m。
Fig.11 Microstructural characteristics of the conglomerate in the middle section, Xiguayuan Formation, Luanping Basin
| [1] | 鲜本忠, 路智勇, 佘源琦, 等. 东营凹陷陡坡带盐18-永921地区砂砾岩沉积与储层特征[J]. 岩性油气藏, 2014, 26(4): 28-35. |
| [2] | 潘树新, 郑荣才, 卫平生, 等. 陆相湖盆块体搬运体的沉积特征、识别标志与形成机制[J]. 岩性油气藏, 2013, 25(2): 9-18. |
| [3] | 王永诗, 王勇, 郝雪峰, 等. 深层复杂储集体优质储层形成机理与油气成藏: 以济阳坳陷东营凹陷古近系为例[J]. 石油与天然气地质, 2016, 37(4): 490-498. |
| [4] | 杨田, 操应长, 王艳忠, 等. 深水重力流类型、沉积特征及成因机制: 以济阳坳陷沙河街组三段中亚段为例[J]. 石油学报, 2015, 36(9): 1048-1059. |
| [5] | 邱隆伟, 贾继成, 马立驰, 等. 孤北洼陷长堤断裂带扇三角洲砂砾岩体沉积特征及空间展布规律[J]. 石油与天然气地质, 2018, 39(1): 175-182, 191. |
| [6] | 庞军刚, 杨友运, 蒲秀刚. 断陷湖盆扇三角洲、近岸水下扇及湖底扇的识别特征[J]. 兰州大学学报(自然科学版), 2011, 47(4): 18-23, 32. |
| [7] | 郑荣才, 文华国, 韩永林, 等. 鄂尔多斯盆地白豹地区长6油层组湖底滑塌浊积扇沉积特征及其研究意义[J]. 成都理工大学学报(自然科学版), 2006, 33 (6): 566-575. |
| [8] | 李军, 唐勇, 吴涛, 等. 准噶尔盆地玛湖凹陷砾岩大油区超压成因及其油气成藏效应[J]. 石油勘探与开发, 2020, 47(4): 679-690. |
| [9] | 黄布宙, 潘保芝, 李舟波. 大庆徐家围子地区深部致密砂砾岩气层识别[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2003, 33(4): 490-494. |
| [10] | 董春梅, 林承焰, 侯连华, 等. 储集砂砾岩体成因、分布规律及形成条件探讨: 以辽河西部凹陷高升油田高二、三区为例[J]. 石油实验地质, 1996, 18(3): 289-297. |
| [11] | 刘晖, 姜在兴, 张锐锋, 等. 廊固凹陷大兴砾岩体成因类型及其对油气的控制[J]. 石油勘探与开发, 2012, 39(5): 545-551. |
| [12] | 王铸坤, 李宇志, 操应长, 等. 渤海湾盆地东营凹陷永北地区沙河街组三段砂砾岩粒度概率累积曲线特征及沉积环境意义[J]. 石油与天然气地质, 2017, 38(2): 230-240. |
| [13] | 林红梅, 刘鹏, 王彤达, 等. 基于母岩类型差异的深层砂砾岩储集体成岩演化机制: 以渤海湾盆地车镇凹陷沙河街组三段下亚段为例[J]. 石油学报, 2019, 40(10): 1180-1191. |
| [14] | 田景春, 付东钧. 近岸水下扇砂砾岩体的储集性研究: 以胜利油区沾化凹陷埕913-埕916井区沙三段为例[J]. 成都理工学院学报, 2001, 28(4): 366-370. |
| [15] | 姬玉婷, 杨洪. 克拉玛依油田与麦克阿瑟河油田砾岩油藏钻井工艺技术对比与分析[J]. 新疆石油科技, 1994, 4(2): 1-5, 10. |
| [16] |
JIA H B, JI H C, YU J F, et al. Sediment supply control on the delivery of sediments to deep-lacustrine environment: a case study from Luanping Basin, Northern China[J]. Geological Journal, 2020, 55 (5): 3679-3693.
DOI URL |
| [17] | CLARKE R H. Reservoir properties of conglomerates and conglomeratic sandstones[J]. AAPG Bulletin, 1979, 63 (5): 799-803. |
| [18] |
DORSEY R J, UMHOEFER P J, RENNE P R. Rapid subsidence and stacked Gilbert-type fan deltas, Pliocene Loreto Basin, Baja California Sur, Mexico[J]. Sedimentary Geology. 1995, 98 (1/2/3/4): 181-204.
DOI URL |
| [19] | 丁超, 庞燕青, 孟亚玲, 等. 准噶尔盆地中拐地区上乌尔禾组富火山碎屑砂砾岩储层的古环境及储层机理研究[J]. 沉积学报, 2020, 38(4): 851-867. |
| [20] | 李寅. 滦平盆地西瓜园组扇三角洲沉积体系构成及其特征[J]. 地球学报, 2003, 24(4): 353-356. |
| [21] | 杨保良, 邱隆伟, 杨勇强, 等. 滦平盆地陡坡带下白垩统西瓜园组水下粗碎屑岩沉积特征及搬运机制[J]. 地球科学, 2021, 46(9): 3258-3277. |
| [22] | 张英利, 渠洪杰, 孟庆任. 燕山构造带滦平早白垩世盆地沉积过程和演化[J]. 岩石学报, 2007, 23(3): 667-678. |
| [23] |
DOU L X, HOU J G, SONG S H, et al. Sedimentary characteristics of hyperpycnites in a shallow lacustrine environment: a case study from the Lower Cretaceous Xiguayuan Formation, Luanping Basin, Northeast China[J]. Geological Journal, 2020, 55(5): 3344-3360.
DOI URL |
| [24] | 武法东, 陈永进, 侯宇安, 等. 滦平盆地沉积-构造演化及高精度层序地层特征[J]. 地球科学, 2004, 29(5): 625-630. |
| [25] | 陈永进, 武法东. 滦平盆地桑园营子露头剖面沉积层序的 Markov链模拟[J]. 现代地质, 2000, 14(4): 454-458. |
| [26] | 袁晓冬, 姜在兴, 张元福, 等. 滦平盆地白垩系陆相页岩油储层特征[J]. 石油学报, 2020, 41(10): 1197-1208. |
| [27] |
DAVIS C, HAUGHTON P, MCCAFFREY W, et al. Character and distribution of hybrid sediment gravity flow deposits from the outer Forties Fan, Palaeocene Central North Sea, UKCS[J]. Marine and Petroleum Geology, 2009, 26(10): 1919-1939.
DOI URL |
| [28] | 姜在兴. 沉积学[M]. 北京: 石油工业出版社, 2003. |
| [29] | SHANMUGAM G. Deep-water processes and facies models: implications for sandstone petroleum reservoirs[M]. Amsterdam: Elsevier, 2006. |
| [30] | SHANMUGAM G. New perspectives on deep-water sandstones, volume 9: handbook of petroleum exploration and production[M]. Amsterdam, Boston: Elsevier, 2012, 9: 1-542. |
| [31] | 陈广坡, 李娟, 吴海波, 等. 陆相断陷湖盆滑塌型深水重力流沉积特征、识别标志及形成机制: 来自海拉尔盆地东明凹陷明D2井全井段连续取心的证据[J]. 石油学报, 2018, 39(10): 1119-1129. |
| [32] | 马云, 李三忠, 梁金强, 等. 南海北部琼东南盆地海底滑坡特征及其成因机制[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2012, 42(S3): 196-205. |
| [33] | 耳闯, 顾家裕, 牛嘉玉, 等. 重力驱动作用: 滦平盆地下白垩统西瓜园组沉积时期主要的搬运机制[J]. 地质论评, 2010, 56(3): 312-320. |
| [34] | 白立科, 邱隆伟, 杨勇强, 等. 近岸水下扇微相划分研究及意义初探: 以滦平盆地下白垩统西瓜园组为例[J]. 地质学报, 2020, 94(8): 2446-2459. |
| [35] | 李洪涛, 宋之光, 邹艳荣, 等. 冀北-辽西早白垩世沉积有机质特征与古气候环境演变[J]. 地质学报, 2008, 82(1): 72-76. |
| [36] |
COPE T, LOU P, ZHANG X Y, et al. Structural controls on facies distribution in a small half-graben basin: Luanping Basin, northeast China[J]. Basin Research, 2010, 22(1): 33-44.
DOI URL |
| [37] | 乔秀夫, 姜枚, 李海兵, 等. 龙门山中、新生界软沉积物变形及构造演化[J]. 地学前缘, 2016, 23(6): 80-106. |
| [38] | 李相博, 刘化清, 张忠义, 等. 深水块状砂岩碎屑流成因的直接证据: “泥包砾”结构: 以鄂尔多斯盆地上三叠统延长组研究为例[J]. 沉积学报, 2014, 32(4): 611-622. |
| [39] | 赵健, 张光亚, 李志, 等. 东非鲁武马盆地始新统超深水重力流砂岩储层特征及成因[J]. 地学前缘, 2018, 25(2): 83-91. |
| [1] | 张家志, 姜在兴, 徐杰, 魏思源, 宋立舟, 刘桐, 沈志晗, 姜晓龙, 李永飞, 张玺. 朝阳盆地白垩系九佛堂组火山沉积作用及其对有机质富集的影响[J]. 地学前缘, 2024, 31(3): 284-297. |
| [2] | 曾帅, 邱楠生, 李慧莉, 马安来, 朱秀香, 贾京坤, 张梦霏. 塔里木盆地顺托果勒地区奥陶系碳酸盐岩超压差异分布研究[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 305-315. |
| [3] | 刘雨晴, 邓尚, 张继标, 邱华标, 韩俊, 何松高. 塔里木盆地顺北及邻区走滑断裂体系差异发育特征及成因机制探讨[J]. 地学前缘, 2023, 30(6): 95-109. |
| [4] | 张保建, 雷玉德, 赵振, 唐显春, 罗银飞, 王贵玲, 高俊, 张代磊. 共和盆地干热岩形成的地球动力学过程与成因机制[J]. 地学前缘, 2023, 30(5): 384-401. |
| [5] | 汤明高, 刘昕昕, 李广, 赵欢乐, 许强, 朱星, 李为乐. 雅鲁藏布江色东普沟冰崩机理试验研究[J]. 地学前缘, 2023, 30(4): 405-417. |
| [6] | 鄢伟, 樊太亮, 张光学, 高志前, 李一凡, 张国庆, 李福元, 孙鸣, 吕瑶瑶. 塔里木盆地塔中—顺托果勒地区奥陶系鹰山组碳酸盐岩颗粒滩沉积特征[J]. 地学前缘, 2023, 30(4): 76-87. |
| [7] | 陈晨, 姜在兴, 孔祥鑫, 吴世强, 陈凤玲, 杨叶芃. 潜江凹陷潜江组盐间细粒岩沉积特征及其对页岩含油性的控制[J]. 地学前缘, 2021, 28(5): 421-435. |
| [8] | 苏怀, 史正涛, 董铭, 叶燎原, 叶蕾. 金沙江“11·3”白格堰塞湖溃决洪水事件在奔子栏—石鼓段的地貌作用和沉积特征[J]. 地学前缘, 2021, 28(2): 202-210. |
| [9] | 范乐元, 吴嘉鹏, 刁宛, 李洋. 断陷湖盆浅水三角洲沉积特征:以Muglad盆地Unity凹陷Aradeiba组为例[J]. 地学前缘, 2021, 28(1): 155-166. |
| [10] | 金杰华,操应长,王健,杨田,刘娟,王心怿,王淑萍. 涠西南凹陷陡坡带流一段上亚段异重流沉积新发现[J]. 地学前缘, 2019, 26(4): 250-258. |
| [11] | 刘成林,平英奇,郭泽清,田继先,洪唯宇,张蔚,霍俊洲. 柴达木盆地西北古近系新近系异常高压形成机制分析[J]. 地学前缘, 2019, 26(3): 211-219. |
| [12] | 张永,何登发,刘长磊. 塔里木盆地巴楚隆起的三维地质结构及成因机制[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 134-148. |
| [13] | 黄涵宇,何登发,李英强,范慧达. 四川盆地东南部泸州古隆起的厘定及其成因机制[J]. 地学前缘, 2019, 26(1): 102-120. |
| [14] | 田雨,徐洪,张兴阳,王红军,张良杰,张宏伟,郭同翠,尉晓玮. 碳酸盐岩台内滩储层沉积特征、分布规律及主控因素研究:以阿姆河盆地台内滩气田为例[J]. 地学前缘, 2017, 24(6): 312-321. |
| [15] | 操应长,杨田,王艳忠,张少敏,王思佳,张青青,王心怿. 深水碎屑流与浊流混合事件层类型及成因机制[J]. 地学前缘, 2017, 24(3): 234-248. |
| 阅读次数 | ||||||
|
全文 |
|
|||||
|
摘要 |
|
|||||