柴達木盆地北緣馬東地區第三系沉積體系研究

楊明林

（中國石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營257015）

柴達木盆地北緣馬東地區第三系沉積體系研究

楊明林*

（中國石化勝利油田分公司地質科學研究院，山東東營257015）

綜合利用巖芯、測井及測試資料，結合已有探井、地面資料，在單井相分析的基礎上，對柴達木盆地北緣馬海以東地區第三系沉積體系的類型、特征及其演化等進行了分析，結果表明：柴達木盆地北緣地區馬東地區第三系主要發育有濱—淺湖灘壩、辮狀河三角洲和沖積扇3種沉積體系。并系統分析了第三系不同階段的沉積相類型及其分布特征，總結了垂向上沉積體系的演化。

柴北緣；馬東地區；沉積體系；濱—淺湖灘壩；辮狀河三角洲；沖積扇

1 地質概況

柴達木盆地北緣（簡稱柴北緣）馬海以東地區（以下簡稱馬東地區）處于馬海—大紅溝隆起亞區的北部，馬仙斷裂的上盤，該工區西、北起于馬海構造帶，北抵綠梁山前，南抵尕丘凹陷。西部及北部主要是斜坡區，在馬海構造帶中發育有數條逆斷層，將其復雜化。南緣超過凹陷與極地突起相鄰，東緣綠梁山前發育有尕丘突起（圖1）。該地區鉆遇的第三系地層由老到新依次為路樂河組(E1＋2)、下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)、上下干柴溝組組(N1)，巖性及分布特征見表1。研究區內地層出露良好，測井、巖芯等相關資料豐富，具備開展沉積體系研究的良好條件。本文在前人工作的基礎上[1-3]，通過野外剖面的觀察、巖芯的詳細描述以及對20余口探井電測曲線、鉆井及單井相的分析，對馬東地區第三系沉積體系進行了系統的研究。

圖1 馬海以東地區位置圖

2 沉積體系特征

本區沉積時處于構造相對穩定期，主要由北緣和東北緣老山提供了豐富的沉積供應，發育了一套辮狀河三角洲沉積體系和濱淺湖沉積體系[2-3]。由于柴北緣地區在第三紀時期古地形較為平坦,濱—淺湖沉積環境發育,適于形成灘壩沉積和中、小型河流—三角洲沉積體系。由柴北緣地區第三系單井井下和地面單井剖面的相標志和相分析結果表明,研究區第三系路樂河組(E1＋2)、下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)、上干柴溝組(N1)主要發育有濱—淺湖灘壩、辮狀河三角洲和沖積扇三種沉積體系。

2.1 濱—淺湖灘壩沉積體系

濱—淺湖亞相有時又稱湖棚亞相,特指開闊的濱淺湖環境,湖底地形平坦,輸砂量充分,砂層連續、分布廣。在中等水動力條件下,受往復水流的作用,以平行砂紋層理和少量的低角度沖洗型交錯層理為特征。灘壩是湖棚亞相中最為常見的砂體類型[2-4]。濱—淺湖亞相是研究區第三系廣泛發育的沉積相類型，也是研究區內主要相類型之一。研究區的濱—淺湖灘壩沉積體系主要見于下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)、上干柴溝組(N1)中，其特征具體表現如下：

巖性特征：以灰色、棕紅色粉砂巖、泥巖、粉砂質泥巖為主，整體上粒度較細，砂泥比中等。

沉積構造：主要有透鏡狀層理和脈狀層理，砂紋層理，局部為透鏡狀層理，顯示沉積物較細，沉積水動發生周期性變化的特征，垂直蟲孔，表明沉積水動力相對較強為濱—淺湖區的灘壩沉積。

電性特征：測井曲線上總體呈復合旋回，單個旋回以正旋回為主。

表1 柴達木盆地北緣馬東地區第三系地層分布及巖性特征

2.1.1 濱湖亞相

濱湖亞相位于平均高水面與平均低水面之間，砂體呈條帶狀分布。濱湖或漫湖環境主要由泥坪、砂坪和混合坪微相組成，泥坪沉積微相以棕灰、淺棕、棕紅色泥巖和砂質泥巖為主,夾薄層粉砂巖、泥灰巖。由于濱湖區時常暴露于水面之上,因此也常見石膏層及鈣質層等湖間低水位蒸發相標志。沉積構造主要有小型交錯層理、沖洗層理、波狀紋層、上攀紋層以及各種小型浪成波痕。生物潛穴在濱湖亞相泥坪沉積中較為常見,由于該區水體動蕩,生物潛穴多以垂直和傾斜型為主。自然電位曲線平直，局部齒化，以細粒為主，弱還原色，反映了較淺水環境下的動蕩水體下沉積（圖2C）。

2.1.2 淺湖亞相

淺湖亞相位于濱湖亞相內側至波基面以上地帶,水下地形平坦開闊。沉積物主要受波浪作用的影響,形成了一種獨具特色的砂泥巖間互、分布穩定的沉積類型。巖性以灰綠色、褐紅色、淺灰色泥質粉砂巖、細砂巖、鈣質泥巖為主,并夾薄層泥礫巖、中—細砂巖、粉砂巖。其韻律性明顯,每個韻律自下而上由粗砂巖—中、細砂巖—細砂巖—泥質粉砂巖—鈣質泥巖組成,有時在韻律的底部還見到薄層的泥礫巖,顯沖刷構造。在此沉積相中,總體上表現為頻繁的砂泥巖互層,單砂層厚度較為穩定,一般為10～30cm。其沉積中發育生物潛穴、平行層理、沖洗層理及交錯層理,常見浪成振蕩波痕。自然電位曲線平直—齒化，以泥巖為主，弱還原色，反映了淺水環境下的較安靜水體下沉積（圖2D）。

2.2 辮狀河三角洲沉積體系

辮狀河三角洲沉積主要發育于馬海構造帶高部位及尕丘突起附近,是由來自祁連山系的古水系攜帶碎屑物質在平面上展開而成。三角洲沉積可分為三角洲平原、三角洲前緣和前三角洲3個亞相類型,其中前三角洲處于濱淺湖區，與濱淺湖沉積特征相近。研究區的辮狀河三角洲沉積主要見于下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)、上干柴溝組(N1)中。

巖性特征：主要以中、細砂巖和粉細砂巖為主,偶夾薄層的粗砂巖和細礫巖。

沉積構造：由于沉積物受河流和湖水兩種水動力作用的影響,故各種層理和層面構造發育,主要有中、小型槽狀交錯層理、平行層理、波狀層理、透鏡狀層理等[5-6]。此外,與之相伴生的還有泄水構造、變形構造、前積紋層和水下巖脈等。

電性特征：三角洲平原亞相的分流河道自然電位主要呈頂底突變的箱狀,而三角洲前緣亞相水下分流河道自然電位多呈向上、向下漸變的鐘形。河漫灘及水下分流間灣測井曲線幅值低。

2.2.1 三角洲平原亞相

圖2 各種沉積體系巖—電特征

三角洲平原亞相主要以棕紅色泥巖、含礫砂巖和礫巖為主。砂巖含量相對較高，巖性整體上粒度相對較粗，分選較差。沉積構造主要有中、小型槽狀交錯層理、平行層理、波狀層理、透鏡狀層理等。此外,與之相伴生的還有泄水構造、前積紋層和水下巖脈等。測井曲線為箱形或鐘形。發育有分流河道、天然堤、決口扇等微相類型；從單井相上看棕紅色泥巖與砂礫巖互層，強氧化環境下沉積產物，砂礫巖正韻律，曲線鐘形，為分流河道沉積，泥巖為河間溢岸沉積[7]（圖2A）。

2.2.2 三角洲前緣亞相

三角洲前緣亞相以泥質粉砂巖、粉砂質泥巖為主，粒度較細，沉積構造主要有中、小型槽狀交錯層理、平行層理、波狀層理、透鏡狀層理等。此外,與之相伴生的還有泄水構造、變形構造、前積紋層和水下巖脈等。主要由水下分流河道、水下分流河道間及遠砂壩等微相組成，有時也見有河口壩微相。從單井相上看砂泥互層，砂巖段曲線顯明顯的鐘形特征，為水下分流河道沉積；泥巖段則為棕色泥巖，為湖灣沉積[7]（圖2B）。

2.2.3 前三角洲亞相

前三角洲亞相主要位于淺湖區，沉積物以灰色、棕褐色、棕紅色泥巖、粉砂質泥巖為主,夾少量的薄層粉砂巖、細砂巖,發育水平層理及韻律層理。

2.3 沖積扇沉積體系

沖積扇沉積主要發育于路樂河組，該沉積以大套粗粒的礫巖、礫狀砂巖沉積夾紅色砂巖為主，反映了沉積物源近的陸上暴露沉積，形成了多旋回的沖積扇體。研究區的沖積扇沉積主要由塊狀的中—粗礫巖、砂礫巖和含礫粗砂巖組成[8]。其中扇根以碎屑流沉積為主，多集中粗大礫石，且多為顆粒支撐或基質支撐，礫石磨圓度較好，巖體呈透鏡狀或原始水平層疊覆，偶而夾有平行層理或大型交錯層理砂礫巖透鏡體。扇中辮狀河充填沉積發育，主要為砂巖、砂礫巖和礫巖的互層，大型板狀交錯層發育，礫石壩具平行層理及前積型交錯層。扇端部分由具塊狀構造的砂質泥巖組成，含砂泥碎屑物質，為漫流沉積。其中砂巖的成分以石英和石英巖為主。在垂向上和平面上，沖積扇粒度變化快，從扇根至扇端粒度逐漸變細，分選、磨圓逐漸變好。電性上可分為兩段，而且均為復合旋回，為沖積扇扇中辮狀河道微相（圖2E）。

3 沉積演化特征

3.1 路樂河組沉積期

路樂河組沉積時期，濱淺湖范圍較小，表明沉積物源供應較少。該段主要以沖積扇和沖積平原沉積為主，主要分布在研究區西南部的大片區域，研究區西部發育沖積扇沉積體系，發育有扇主體和扇緣沉積，而在南部主要是沖積平原沉積，在尕丘凹陷內則發育有濱淺湖沉積，在尕丘突起及研究區的北緣中部處于古突起，沒有沉積。

3.2 下干柴溝組下段沉積期

下干柴溝組下段沉積在沉積演化上處于退積型層序的下部，該沉積期的區域構造活動性較強,東北部碎屑物源供給較充分,為研究區三角洲高建設時期，三角洲沉積體呈鳥足狀伸入到濱淺湖相帶。工區內主要發育有辮狀河三角洲平原和三角洲前緣沉積，其中三角洲平原發育于馬海隆起區的主體部位，三角洲前緣主要位于其外緣，相帶較窄，分布于馬北1號、馬海構造北部及馬東1井一帶。濱淺湖沉積向北向西迅速擴充，主要分布在三角洲平原和三角洲前緣的周圍，其沉積范圍明顯擴大，沖積平原主要研究區西北的一小部分。尕丘突起一帶仍處于古突起之上，沒有沉積，該沉積期三角洲沉積比較發育，具有良好的儲集條件，成為區內油氣富集層位（圖3）。

圖3 馬海地區E31巖相古地理

3.3 下干柴溝組上段沉積期

下干柴溝組上段沉積時期，隨相對湖平面的上升,濱淺湖范圍在E31基礎上繼續向北向西推進，形成湖進沉積。而三角洲沉積較E31時期向物源方向稍稍退縮，但不明顯，仍然為三角洲高建設期。本段主要發育辮狀河三角洲體系和濱淺湖沉積，區內發育的辮狀河三角洲沉積體系與下干柴溝組下段相似，主要為三角洲平原和三角洲前緣沉積，只是向北西有所遷移，前緣相帶相對較下段廣泛。濱淺湖面積有所擴大。尕丘突起一帶仍處于古突起之上，沒有沉積。該沉積期三角洲沉積仍然比較發育，區內油氣也比較富集（圖4）。

圖4 馬海地區E32巖相古地理

3.4 上干柴溝組沉積期

上干柴溝組沉積期，為最大湖進期，隨相對湖平面的上升,濱淺湖范圍進一步擴大，三角洲沉積向物源區退縮，為退積型三角洲沉積序列。該段主要發育辮狀河三角洲沉積體系和濱淺湖沉積，辮狀河三角洲明顯后退，三角洲平原沉積面積明顯縮小，而三角洲前緣相對窄長。但從其粒度及其組成上看，較早期的辮狀河三角洲體系要細，湖相范圍進一步擴大。

縱觀研究區沉積體系的演化過程，E31和E32底部主要以辮狀河三角洲平原亞相分流河道礫巖沉積為主，E32中上部以辮狀三角洲前緣亞相和濱湖亞相的砂巖沉積為主。從E31至E32為湖進沉積序列。砂體發育且連通性較好。對比剖面上路樂河組和下干柴溝組發育都較薄，尤其是路樂河組，有些井缺失，從沉積相分布看，路樂河組在剖面上主要為沖積扇，下干柴溝組主要為泛濫平原和三角洲平原，而上干柴溝組則表現相帶較寬，從三角洲平原到前緣到濱淺湖均有發育，上干柴溝組則表現三角洲前緣到濱淺湖為主，整體上形成湖進沉積序列。

4 結論

通過以上分析認為，柴達木盆地北緣馬東地區第三系路樂河組(E1＋2)、下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)、上干柴溝組(N1)主要發育有濱—淺湖灘壩、辮狀河三角洲和沖積扇三種沉積體系。其中路樂河組在剖面上主要為沖積扇沉積體系；下干柴溝組下段主要為辮狀河三角洲沉積體系，主要發育三角洲平原和三角洲前緣沉積，為區內油氣富集層位；而下干柴溝組上段則表現相帶較寬，從三角洲平原到前緣到濱淺湖均有發育，油氣也比較富集；上干柴溝組則表現三角洲前緣到濱淺湖為主，整體上從E1＋2到N1形成湖進沉積序列。其中下干柴溝組下段(E31)、下干柴溝組上段(E32)為區內主要勘探目的層。

[1] 青海石油管理局一九九八年勘探部署報告[R].青海：青海局勘探開發研究院，1998.

[2]王鵬，趙澄林.柴達木盆地北緣地區第三系碎屑巖儲層沉積相特征[J].石油大學學報，2001，25（1）：12-15.

[3]高云峰，彭蘇萍，何宏，等.柴達木盆地北緣第三系碎屑巖儲集層特征及評價[J].石油勘探與開發，2003，30（4）：40-42.

[4] 馮增昭，等.沉積巖石學(下)[M].北京：石油工業出版社，1993：106-107.

[5] 薛良清，Galloway W.E.扇三角洲、辮狀河三角洲與三角洲體系的分類[J].地質學報，1991(2)：141-153.

[6]趙虹，黨犇，李文厚，楊曉奇，黨永潮.安寨地區延長組沉積微相研究[J].天然氣地球科學，2004，15（5）：492-4976.

[7]邵文斌，壽建峰.柴達木盆地尕斯斷陷古近系新近系的沉積演化規律與儲集體分布[J].石油大學學報，2003，27（6）：12-16.

[8]蔣宏忱，于炳松，王黎棟，穆劍，劉忠寶.柴達木盆地西部紅獅凹陷第三系下干柴溝組沉積相分析[J].沉積學報，2003，21（3）：391-397.

TE121

A

1004-5716(2015)09-0091-05

2014-09-23

2014-10-14

楊明林（1980-），男（漢族），山東昌樂人，工程師，現從事石油地質研究方面的工作。