論石油地質(zhì)中沉積體系域研究

彭家瓊

摘 要：體系域是指一系列同期沉積體系的組合。體系域是一個三維沉積單元，體系域的邊界可以是層序的邊界、最大海泛面或首次海泛面?？梢酝ㄟ^地震反射終止關(guān)系，如上超、下超，以及沉積相的組合序列、體系域內(nèi)部的幾何形態(tài)來識別體系域類型。體系域是進行層序地層劃分的基本作圖單元。在一個海平面升降旋回中，在旋回的不同階段發(fā)育了不同的體系域，即不同的體系域類型發(fā)育于某一沉積層序的特定部位。

關(guān)鍵詞：體系域;地質(zhì);基準(zhǔn)面

1 引言

體系域模式提供了從重建沉積史開始的盆內(nèi)基準(zhǔn)面波動的第一手資料解釋。體系域和基準(zhǔn)面關(guān)系的可預(yù)測性使得層序地層學(xué)成為一種尋找盆地內(nèi)自然資源的極為有效的工具，通過它可以追蹤盆地演化不同體系域階段沉積相的橫向變化。通過突出沉積事件的時間以及與關(guān)鍵邊界間的聯(lián)系，層序地層學(xué)可以幫助認識有經(jīng)濟價值的沉積礦床、油氣儲集層、烴源巖和蓋層在時間和空間范圍內(nèi)的發(fā)育過程。這種對于沉積過程的強調(diào)也導(dǎo)致了油氣勘探從構(gòu)造圈閉向復(fù)合圈閉和巖性圈閉的轉(zhuǎn)變，在層序地層學(xué)概念的指導(dǎo)下，一個全新的油氣勘探領(lǐng)域顯現(xiàn)出來。

因此，對體系域的分類及其特征的認識，具有十分重要的石油地質(zhì)意義。本文把體系域劃分為常規(guī)體系域（低位體系域、海侵體系域和高位體系域）和非常規(guī)體系域

2 沉積體系域的常規(guī)類型及特征

以Vail等為代表的經(jīng)典層序地層學(xué)理論認為，沉積體系域是由一系列具有內(nèi)在成因聯(lián)系的、同時代的沉積體系所組成的地層單元，在海相環(huán)境建立的Ⅰ型和Ⅱ型三級層序內(nèi)部的體系域組合中，Ⅰ型層序是全球海平面下降速率超過沉積岸線坡折帶處盆地下降速率時，在該處產(chǎn)生海平面相對下降時形成的，該類型層序發(fā)育低位、海侵和高位體系域;Ⅱ型層序是全球海平面下降速率小于沉積岸線坡折帶處盆地沉降速率時形成的，在此處沒有發(fā)生海平面相對下降，該類型層序發(fā)育陸架邊緣、海侵和高位體系域。

但是，關(guān)于Ⅰ型和Ⅱ型層序，現(xiàn)在已經(jīng)基本不用了。由低位體系域、海侵體系域和高位體系域組成的層序被稱為Ⅰ型層序，而由陸架邊緣體系域、海侵體系域和高位體系域組成的層序通常被稱為Ⅱ型層序。

按照最新的研究，作者把體系域劃分為常規(guī)體系域和非常規(guī)體系域兩大類。常規(guī)體系域指經(jīng)典層序地層學(xué)中定義的常見體系域即低位體系域、海侵體系域（或湖侵體系域）和高位體系域。非常規(guī)體系域泛指常規(guī)體系域以外的與特定沉積環(huán)境相關(guān)的所有體系域類型，包括河流沉積體系中的高可容空間體系域和低可容空間體系域、緩坡背景下濱淺海環(huán)境的強制海退體系域、大陸架背景下淺?！詈３练e環(huán)境的下降期體系域、濱淺海（湖）環(huán)境的海退體系域。

2.1 低位體系域（LST）

低位體系域是指三級層序中位置最低、最老的體系域，是在相對海平面下降到最低點并且開始緩慢上升時期形成的。在具有陸棚坡折和深水盆地沉積背景中，低位體系域是由海平面相對下降時形成的盆底扇、斜坡扇和海平面開始相對上升時形成的低位前積楔狀體以及河流深切谷充填物組成。盆底扇的形成與海底峽谷進入陸架的下切作用密切相關(guān)。盆底扇底面是層序界面，其頂面是下超面。斜坡扇以斜坡中底部濁流沉積為特征，其沉積作用可與盆底扇或低位楔早期部分同期。低位前積楔狀體常上超在層序界面之上、下超于盆底扇或者斜坡扇之上，其頂面也是低位體系域的頂界面—初次海泛面。在斜坡構(gòu)造背景中，低位體系域是由海平面相對下降時形成的下部前積楔和由海平面相對上升時期形成的上部前積楔及深切谷（滑塌濁積扇）組成。在生長斷層背景中，低位體系域是由盆底扇、斜坡扇、互層砂泥巖加厚層和滑塌濁積扇組成。

2.2 海侵體系域或湖侵體系域（TST）

海（湖）侵體系域是在海相沉積環(huán)境的一個海侵—海退旋回中，在海平面快速上升期所形成的體系域。這一時期可容空間體積的增加超過沉積物的供給速率，沉積作用主要表現(xiàn)為退積，海水不斷向陸地浸侵。活躍的沉積作用主要發(fā)生在河流、濱海平原和寬廣的陸棚沉積體系中。在此體系域中沉積物供給不足，因此各類越岸沉積、潟湖、沼澤和湖泊廣布，沉積物中一般含煤。泄水系統(tǒng)可能被淹沒而成為河口灣。寬廣的陸棚區(qū)沉積是該體系域的特征，且潮汐影響十分廣泛。海侵體系域遠離陸地區(qū)域向海一側(cè)逐漸過渡為凝縮段，具極低的沉積速率，沉積物細且層薄，發(fā)育富含有機質(zhì)的沉積巖。

2.3 高位體系域（HST）

高位體系域形成于相對海平面變化高位和下降時期。當(dāng)上升速率小于沉積速率時，就產(chǎn)生了正常海退。因此，沉積趨勢和疊置方式是由加積和進積過程的混合作用所控制的。需要注意的是，VanWagoner等人（1988）指出：“當(dāng)體系域是指低位和高位體系域概念時并非意指全球海平面升降或相對海平面變化周期中唯一的時間段或位于全球海平面或相對海平面變化曲線上固定的位置，應(yīng)將體系域確切的起始時間解釋為全球海平面變化、沉積物供應(yīng)和區(qū)域構(gòu)造運動相互作用的一個函數(shù)”。如在海平面變化旋回的任一部分（從海平面上升的后半期到海平面下降的后半期），都可以形成高位體系域，這取決于海平面變化的速度、沉積物的供應(yīng)和構(gòu)造沉降速度。

3 沉積體系域的非常規(guī)類型及特征

體系域是由沉積物在可容納空間內(nèi)堆積、固結(jié)而形成的，因此，它的規(guī)模和分布形式在很大程度上取決于可容納空間的大小，而可容納空間則是構(gòu)造沉降和海平面升降量之和。在地質(zhì)歷史中，構(gòu)造運動和海平面升降變化，尤其是顯生宙全球海平面相對升降變化，不僅具有周期性或旋回性，而且幅度和跨度也是不同的從而造成沉積層序和體系域具有不同的發(fā)育規(guī)律及時間跨度。在常規(guī)體系域中，沉積物的分布可以和濱線的遷移相聯(lián)系，因而容易識別海侵（或湖侵）和海退（或湖退）的關(guān)系，確定相對海平面或相對湖平面的變化。保存下來的古濱線和近濱沉積能夠揭示沉積作用時期濱線變化的方式。進積或者退積的樣式以及海相盆地沉積物的進入點可以作為識別以上任何體系域的標(biāo)志。

4 不同體系域的石油地質(zhì)意義

低位體系域常發(fā)育砂巖儲集體，高位體系域和海侵體系域發(fā)育蓋層和圈閉。依據(jù)層序地層間相關(guān)性可以描述儲蓋層的分布，進行盆地建模和確定烴類運移路徑。通過巖心、測井及地震資料，可以研究層序格架中的沉積相展布、地層結(jié)構(gòu)及隔層分布，作為油氣成藏分析的基礎(chǔ)，結(jié)合三維可視化技術(shù)，可以更直觀地展現(xiàn)含油氣系統(tǒng)，預(yù)測砂體及圈閉的展布。所以進行層序地層學(xué)體系域研究對油氣勘探開發(fā)有著重要的意義。

參考文獻

[1] 楊芳帥.不同沉積體系儲層構(gòu)型研究[J].化工設(shè)計通訊，2018，44（12）：237+245.