珠江口盆地番禺低隆起A井區珠海組沉積研究

朱俊杰,張尚鋒,朱 銳 (油氣資源與勘探技術教育部重點實驗室 (長江大學),湖北荊州434023)

杜家元 (中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳51 0240)

珠江口盆地位于華南大陸南緣,是華南大陸向南海水下延伸部分,由北向南劃分為北部斷階帶、北部坳陷帶、中央隆起帶、南部坳陷帶和南部隆起帶5個NE向二級構造單元,各二級構造單元又細分為若干個凹陷和低隆起構造。番禺低隆起位于中央隆起帶的中部,北部為恩平凹陷、西江凹陷,南部與白云凹陷相連。A井區珠海組發育在珠江口盆地南海運動之后,盆地由斷陷轉為坳陷的地質背景條件,海水逐漸由南向北進侵,陸相沉積歷史結束,逐漸發展為海陸過渡相沉積環境[1～3]。

下面,筆者在系統研究番禺低隆起A井區巖心、鉆/測井基礎上,結合古構造-古地理背景分析,總結出番禺低隆起珠海組三角洲與潮汐相互作用的潮汐影響三角洲體系,建立了番禺低隆起珠海組三角洲潮汐沉積模式。

1 巖石相特征及沉積相帶特征

1.1 巖石相特征

根據番禺地區珠海組巖心觀察和描述,A井區取心段巖性以灰黃色-淺灰色砂巖及中、細砂巖為主,含少量泥巖和粉砂巖。沉積構造以塊狀層理,板狀交錯層理,沙紋層理為主,內含泥質條帶,鐵質結核,粉砂巖中偶見垂直生物擾動現象。自下而上呈現多個由粗變細的正韻律層和由細變粗的反韻律,底部可見明顯的沖刷面。在研究區內識別出12種巖石相類型,其中的6種巖石相最能反映該地區的巖石相特征,巖石相特征如下:

1)槽狀交錯層理中細砂巖相 (STR) 巖性以灰黃色中砂巖、細砂巖為主,該巖石相發育槽狀交錯層理,單層厚度0.6～2m層系厚度5～16cm,紋層傾角一般小于10°,一般在4～8°,該巖石相中富含鐵質結核與炭化植物碎屑,含少量生物碎屑和鈣質膠結。反映了較強的水動力環境。

2)板狀交錯層理細砂巖相 (ST) 巖性以灰色-灰黃色-淺灰色中砂巖,細砂巖為主,發育單斜層理,單層厚度為8～15cm,各紋層相互平行,并且平行于層系界面,紋層傾角10～15°紋層厚度一般為0.5～1cm,層內正粒序變化特征明顯,下部紋層界面較上部清晰,層系之間常發生巖性突變和沖刷面,該巖石相界面處富含炭屑及鐵質結核。反映較強的水動力環境,一般發育在水下分流河道。

3)生物擾動粉砂巖相 (SB) 巖性以淺灰色-淺灰色粉砂質細砂、細砂巖為主,發育蟲孔構造,生物擾動強烈。該巖石相多與槽狀交錯層理砂巖相連續接觸,其單層厚度變化較大,平均15cm左右,最大可達48cm,最小為7cm。

4)雙向交錯層理細砂巖相 (SBD) 巖性為黃色-灰黃色細砂巖,粉砂質細砂巖為主,相鄰的交錯層單元中的前積紋層具有傾向相反的特征紋層間夾角8～12°層系厚度大,在40～70cm,相鄰交錯層之間界面明顯,常被一層薄的泥質隔開,反映了水流方向和流速的突然改變下的沉積,代表強水動力環境,一般發育在潮汐砂壩中。

5)沙紋層理粉砂巖相 (SR) 主要為灰色粉砂巖和灰黑色泥質粉砂巖組成,發育沙紋層理,紋理面平行或彎曲,單層厚度一般2～5cm,紋層傾角一般5～10°,厚度0.2～0.5cm,且層理連續性好,砂質紋層與粉砂質泥巖紋層呈互層狀交替發育,底部常見沖刷接觸面。

6)復合層理異粒巖相 (HC) 巖性為淺灰色-灰色-灰黃色粉砂巖、泥質粉砂巖,深灰色-灰黑色粉砂質泥巖、泥巖為主,砂質巖單層厚度一般為0.5～4cm,泥質巖單層厚度變化較大,一般0.5～6cm,較厚的砂質巖或泥質巖內可見細小的紋層,砂質紋層之間平行接觸,厚度為0.2～0.5cm,泥質紋層之間有時可見5～10°的傾角,紋層厚度為0.2～1cm,反映了水動力條件強弱交替的變化,一般發育于潮間帶混合坪沉積中。

1.2 沉積相帶特征

根據珠海組的沉積環境和沉積特征,研究區主體位于受潮汐影響的三角洲水下平原,主要發育三角洲水下平原的水下分流河道微相、潮間帶的混合坪微相以及潮下帶的潮汐砂壩微相。

1)潮汐沙壩微相 巖石相組合以槽狀交錯層理粉砂巖相-雙向交錯層理細粉砂巖相-板狀交錯層理細砂巖相-沙紋層理粉砂巖相為主。巖性主要由細砂巖、粉砂巖組成。沉積構造主要有雙向交錯層理、板狀交錯層理、槽狀交錯層理、沙紋層理。沉積物含大量的單粘土層和雙粘土層、泥質披覆,偶夾泥質條帶,局部發育突變面和部分鈣質膠結,生物擾動現象并不常見。自然伽馬 (GR)測井曲線呈漏斗形、復合漏斗形,齒化不明顯,整體上呈現反韻律的特征 (圖1)。

圖1 潮汐沙壩微相剖面圖

2)混合坪微相 巖石相組合主要為復合層理異巖相-沙紋層理粉砂巖相-生物擾動粉砂巖相,巖性以泥巖、粉砂質泥巖、泥質粉砂巖和粉砂巖為主,偶夾泥質條紋。發育主要沉積構造為波狀層理、透鏡狀層理、沙紋層理、生物擾動、水平層理、泥質粉砂巖與粉砂質泥巖互層,局部層段發育沉積物變形構造,底部發育沖刷接觸,在很多的薄層中可以找到豐富的鐵質結核和炭屑。測井曲線較平直,齒化明顯,頂底多為突變接觸 (圖2)。

圖2 混合坪微相剖面圖

3)水下分流河道微相 巖石相以板狀交錯層理砂巖相-槽狀交錯層理砂巖相-沙紋層理砂巖相組合為主。剖面常常發育巖石相組合為板狀交錯層理細砂巖相-槽狀交錯層理細砂巖相。巖性主要由灰色-灰黃色中砂巖、細砂巖組成。河道砂體主要發育板狀交錯層理、槽狀交錯層理,水道底部可見沖刷侵蝕構造。砂體向上變細的正韻律明顯,水下分流河道與潮汐砂壩或混合坪共生,垂向上相互疊置。該微相伽馬測井曲線呈現中-高幅箱型,微齒化箱型為主,頂部漸變正韻律,底部突變接觸 (圖3)。

圖3 分流河道微相剖面圖

2 三角洲與潮汐作用特征

如圖4所示,根據珠海組取心段沉積特點,進一步預測整個珠海組三角洲與潮汐作用特征。珠海組地層下部,古珠江三角洲受河流控制作用明顯,主要發育三角洲水上平原沉積,以分流河道微相為主,天然堤和分流間灣與分流河道相互疊置發育,分流河道砂體的砂巖單層厚度大,砂體相對富集,揭示出研究區位于水下分流河道主體位置,水動力環境相對較強。珠海組地層中部,主要為發育泥質粉砂巖、粉砂巖,砂體單層厚度減薄,泥巖層數和含量增加,代表了研究區海平面快速上升,潮汐作用加強,三角洲水下平原的分流間灣和水下分流河道受潮汐作用強烈改造,發育潮間帶混合坪和潮下帶潮汐砂壩沉積。珠海組上部,三角洲水下平原為該層段的主要相帶,發育水下分流河道,分流間灣和水下天然堤。潮汐作用影響逐漸減弱,潮汐相帶的沉積厚度逐漸變薄。反映了相對海平面由緩慢上升到緩慢下降的過程,河流作用逐漸加強,潮汐作用減弱。由此,總結出珠海組沉積平面沉積相模式,如圖5所示。

圖4 三角洲與潮汐作用特征

圖5 A井區珠海組沉積相序模式圖

[1]陳長民,施和生,許仕策.珠江口盆地(東部)第三系油氣藏形成條件 [M].北京:科學出版社,2003.

[2]石國平.珠江口盆地下中新早期的水下潮汐三角洲[J].沉積學報,1989,7(1):135-141.

[3]鄧宏文,鄭文波.珠江口盆地惠州凹陷古近系珠海組近海潮汐沉積特征 [J].現代地質,2009(10):767-775.