鄂尔多斯盆地陇东地区延长组重力流沉积特征及成因机制

发布时间：2020-02-14 08:58

【摘要】：深水重力流作为地球上最主要的沉积物搬运机制,能够在海底斜坡和深海平原及深湖区形成厚度和规模巨大的粗碎屑砂体沉积及伴生的细粒沉积,砂体中往往赋存大量的油气,是现今油气勘探的重点目标。本论文以鄂尔多斯盆地陇东地区延长组为例,对湖盆深水重力流岩相类型、岩相组合、沉积类型及特征、触发机制等进行了系统研究。基于构造背景、轻重矿物组合、岩屑组分等地质和地球物理资料综合分析,确定鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组物源主要来自西南、南部、东北三个方向。研究区湖盆西南及南部滨浅湖区发育不同规模的辫状河三角洲,东北部滨浅湖区发育曲流河三角洲。湖盆具有大范围的半深湖-深湖区,为湖底扇、滑塌体等重力流沉积的形成提供了充足的可容空间,是重力流沉积物的汇集区域。基于岩心、测井等资料,陇东地区重力流可划分为7种岩相类型。岩相类型包括:滑动岩(Lf1)、滑塌岩(Lf2)、厚层块状砂岩(Lf3)、薄层-中层块状砂岩(Lf4)、块状含砾泥岩、粉砂质泥岩(Lf5)、薄层-中层具层理的砂岩夹泥岩(Lf6)、泥岩和页岩(Lf7)。其中Lf1、Lf2是块体搬运成因,Lf3、Lf4、Lf5是碎屑流成因,是研究区重力流的主要组成部分,Lf6是浊流成因,Lf7是深水悬浮沉积成因。上述7种岩相构成了两种重力流沉积体——湖底扇和滑塌体。湖底扇分为内扇、中扇、外扇三个亚相。内扇包括主水道和主水道侧缘两个微相,主水道主要发育砂质碎屑流成因的厚层块状砂岩(Lf3),主水道侧缘主要发育碎屑流成因的中层块状砂岩及浊积岩,自下而上岩相变薄变细。中扇是水道化朵叶体,分为分支水道、分支水道侧缘和水道间三个微相,分支水道主要由砂质碎屑流成因的中层块状砂岩组成(Lf4),分支水道侧缘发育薄层碎屑流成因的块状砂岩、粉砂岩(Lf4)和浊积岩(Lf6),水道间发育薄层泥岩(Lf7)。外扇是位于中扇外围和前端的无水道朵叶体,包括浊积席状砂和湖泥两个微相,主要由浊流成因的薄层Bouma Tabcd段构成(Lf6)。滑塌体分为近端、远端两个亚相。近端由滑动岩和滑塌岩组成(Lf1、Lf2),发育具滑动面的细砂岩、粉砂岩和具变形构造的砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩等。远端由碎屑流舌状体和浊积体构成,发育砂质碎屑流成因的细砂岩(Lf4)和泥质碎屑流成因的粉砂质泥岩、泥岩等,以及浊流成因的Bouma Tabcde段(Lf6)。长7沉积期基底沉降,湖盆迅速扩张达到鼎盛,深湖区广泛发育湖底扇和滑塌体。西部和南部物源控制的湖底扇规模大于东北部湖底扇;滑塌体主要位于西北部,规模较小。长6沉积期湖盆逐渐萎缩,浅湖区发育大规模建设性三角洲,深湖范围缩小。东北物源控制的湖底扇规模大于南部湖底扇;滑塌体主要位于深湖区西部,规模较小。长7-长6沉积期整体是构造控制下水进-水退序列构成的完整旋回。鄂尔多斯盆地延长组长7-长6沉积期湖盆具有形成重力流所需的地形坡度、物源供给以及地震事件、火山喷发、季节性洪水等触发机制各方面的条件。延长组长7-长6沉积期古地貌特征为,陇东地区西部、西南部为坡度较陡的区域,东北部坡度较缓,中部发育多个洼陷区。延长组长7、长6砂岩的裂变径迹分析结果表明,长7-长6沉积期陇东地区正处于印支运动二期秦岭造山带构造活动活跃阶段。研究区识别出记录古地震信息的震积岩,发育液化砂岩脉、液化卷曲变形构造、负载构造及球枕构造、微同沉积断裂等。凝灰岩的发现可作为火山活动的有利证据。通过微量元素以及孢粉分析,长7-长6沉积期陇东地区气候温暖湿润,为季节性洪水的发生提供了条件。这些都可以成为重力流的触发机制。在半深湖-深湖区,不同的物源供给、地形坡度以及触发机制会形成不同的重力流沉积体。湖底扇是由季节性洪水提供物源,整体砂地比高,形成明显的切割水道,平面分布面积大。滑塌体是在火山、地震等触发机制作用下,湖盆深水坡折处沉积物失稳垮塌后向下搬运形成的沉积体,整体砂地比低,不发育侵蚀水道,平面上分布局限。根据研究区重力流储层的物性资料和试油成果资料,进行重力流相类型与储层质量和油气富集之间关系的研究。湖底扇内扇主水道的物性在所有沉积微相中最好(平均孔隙度12.2%,渗透率0.59×10-3μm2),其次为中扇分支水道(平均孔隙度10.9%,渗透率0.213×10-3μm2),第三为滑塌体远端碎屑流舌状体(平均孔隙度10.0%,渗透率0.193×10-3μm2)。根据试油层段产油量和试油结论两项指标分析油气富集程度,排在前三由高到低依次为:主水道、分支水道、碎屑流舌状体。分支水道发育频次远高于主水道,主水道高于碎屑流舌状体,结合储层质量、油气富集程度、发育频次综合可以得出湖底扇中扇分支水道是研究区重力流储层最有利的勘探目标,孔渗性均较好,油气富集程度较高,分布广泛。内扇主水道物性最好、油气富集程度最高但分布局限,滑塌体远端的碎屑流舌状体物性较好,分布较局限,二者也可以作为有利勘探目标。
【图文】：

沉积物重力流

判了海底扇舌状体概念[31-32]，并且 Normark 的叠覆扇-舌建立的海底扇模式也被废弃。随着高精度三维地震和海ll 建立了深水高弯曲水道沉积充填模式[54]；Shanmugam碎屑流和底流改造成因，提出了碎屑流主导的深水斜坡究的发展历程如图 1.1 所示，二十世纪五十年代至六十的时期；而浊流的定义和内涵从二十世纪六十年代中期二十世纪八十年代，一些关于 Bouma 层序、扇模式和浊。此外，现代扇和古代扇比想象的要复杂得多[56]。虽然道和朵叶的扇模式继续主导着深水沉积研究。二十世纪重新评价，高密度浊流的概念出现争议，深水块状浊沉积。物重力流定义及分类on 和 Hampton 指出：沉积物重力流是指在重力作用下，积物沿斜坡运动而形成的流动，简称为沉积物流，也称

示意图,沉积物重力流,流变学,浊流

中国石油大学（北京）博士学位论文mpton 按支撑机制把重力流分为四类，，即泥石流（或碎屑流）、颗粒流、物流和浊流（图 1.2）[21-22]。其中碎屑流沉积物中的较粗颗粒由基质支撑是由颗粒间的相互碰撞所产生的分散应力支撑，液化物流由颗粒间逸出动的流体支撑，浊流主要由流体湍流支撑。Lowe 综合了 Dott 和 Middleton & Hampton 的分类优点[29-30]，他首先依据变学特征和颗粒支撑机制将沉积物重力流划浊流、流体流、液化流、颗粒或粘性碎屑流。并且又将浊流分为高密度浊流和低密度浊流，在一定条流体可以发生转化（图 1.3）。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P618.13

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