斷裂組合導(dǎo)流作用對(duì)扇三角洲形態(tài)的影響

0 引言

近年來(lái)，新疆油田根據(jù)瑪湖凹陷的勘探實(shí)踐，提出了退覆式淺水扇三角洲沉積模式[1]，根據(jù)這一模式，在瑪湖凹陷上烏爾禾組和百口泉組發(fā)現(xiàn)三級(jí)地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)10×108 t[2]。該沉積模式最重要的特點(diǎn)之一是砂礫巖儲(chǔ)層滿盆分布，形成這一特點(diǎn)的關(guān)鍵因素是“山口主槽，控扇延展”[1]，即山口和主槽是向凹陷中心輸送粗碎屑的有利通道，它們的分布控制了扇體的展布，而主槽受控于主斷裂，且部分次級(jí)斷裂也控制了次級(jí)溝槽的分布，為粗碎屑的搬運(yùn)提供通道[3]。因此，從根本上說(shuō)，斷裂的分布對(duì)扇體的展布有重要的控制作用。

在百口泉組沉積時(shí)期，盆1井西凹陷與瑪湖凹陷同屬于準(zhǔn)噶爾盆地相鄰的兩個(gè)部分[4]，中石化在該凹陷中部的莊2井也發(fā)現(xiàn)了厚層的含礫粗砂巖。參照瑪湖凹陷勘探實(shí)踐推測(cè)，這些粗碎屑能夠從物源區(qū)經(jīng)長(zhǎng)距離搬運(yùn)至凹陷中心，斷裂構(gòu)成的通道起到了重要的導(dǎo)流作用。不同斷裂組合對(duì)粗碎屑的導(dǎo)流效率是有差異的，哪種斷裂組合導(dǎo)流能夠更快地將粗碎屑從源區(qū)搬運(yùn)至凹陷中心，關(guān)系到凹陷中心粗碎屑來(lái)自凹陷東側(cè)的石西扇還是西側(cè)的中拐扇，直接影響到以后的勘探方向。目前學(xué)界關(guān)于斷裂對(duì)扇體影響的研究主要側(cè)重于斷裂對(duì)扇體演化與分布的控制[5?8]，而斷裂組合導(dǎo)流對(duì)扇體形態(tài)的影響、對(duì)粗碎屑長(zhǎng)距離搬運(yùn)的控制作用研究較少[3]。因此筆者結(jié)合研究區(qū)的地質(zhì)特征，通過(guò)一系列沉積物理模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了探索。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

準(zhǔn)噶爾盆地處于哈薩克斯坦板塊、西伯利亞板塊和塔里木板塊之間，是晚古生代至中、新生代持續(xù)發(fā)育的多旋回疊合盆地[9]。盆地大致經(jīng)歷了二疊紀(jì)前陸盆地、三疊紀(jì)到白堊紀(jì)內(nèi)陸坳陷盆地、古近紀(jì)以后前陸盆地等多個(gè)演化階段[10]。在西北、東北方向的擠壓、壓扭作用下，盆地邊緣形成了大型的邊界斷裂，海西中期至喜馬拉雅時(shí)期，因應(yīng)力調(diào)整派生出一系列與邊界斷裂近于垂直或大角度相交的走滑斷裂[11]。

盆1井西凹陷位于準(zhǔn)噶爾盆地中央坳陷區(qū)，北部與瑪湖凹陷以達(dá)巴松凸起相隔。在三疊紀(jì)百口泉組沉積時(shí)期，盆1井西凹陷與瑪湖凹陷是統(tǒng)一的內(nèi)陸坳陷盆地的兩個(gè)部分[4]。該時(shí)期發(fā)生持續(xù)湖侵[1，12?15]，來(lái)自西側(cè)盆緣造山帶與東側(cè)陸梁隆起的物源[16]，在盆1井西凹陷中形成了廣泛的扇三角洲沉積體系[17]。

該凹陷中石化探區(qū)目前處于勘探早期，探井4口，取心16.4 m，百口泉組地震資料品質(zhì)較差，但在多層系見(jiàn)良好的油氣顯示，預(yù)示了良好的勘探前景[17]。

2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

2.1 地質(zhì)模型重建

地質(zhì)模型的重建是進(jìn)行沉積物理模擬實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，以下將從古地形特征、斷裂分布特征、流體性質(zhì)和湖平面變化等4個(gè)方面對(duì)其進(jìn)行闡述。

2.1.1 古地形特征

勝利油田勘探開(kāi)發(fā)研究院結(jié)合地震解釋，根據(jù)印模法恢復(fù)了盆1井西凹陷百口泉組的古地形（圖1）。該古地形具有多級(jí)平臺(tái)—坡折的特點(diǎn)，從西側(cè)向凹陷中部，中拐扇依次經(jīng)歷了三個(gè)平臺(tái)，從東側(cè)向凹陷中部，石西扇經(jīng)歷了兩個(gè)平臺(tái)，平臺(tái)的坡度大致在0.5°～1.5°，平臺(tái)與平臺(tái)之間為坡度較大的坡折（圖1）。

2.1.2 斷裂分布特征

盆1井西凹陷西側(cè)斷裂為近于平行的線形，其走向與沉積體系的展布方向較為一致，東側(cè)的斷裂呈人字形交叉，為弧形，它們與盆地邊界斷裂近于垂直或大角度相交（圖1）。它們是盆地邊界斷裂活動(dòng)時(shí)，由于橫向應(yīng)力調(diào)節(jié)而派生出的高角度走滑斷裂，形成于海西中期以后，斷距很小，有的地震剖面上甚至沒(méi)有明顯的斷距（圖2），這些特征與瑪湖凹陷是一致的[9，11，18]。

準(zhǔn)噶爾盆地印支運(yùn)動(dòng)的區(qū)域主應(yīng)力主要來(lái)自西北和東北[19]，向南構(gòu)造應(yīng)力逐漸減小，這一特征體現(xiàn)在從瑪北到瑪西再到瑪南斷裂的密度逐漸減小[11，18]，在盆1井西內(nèi)部也延續(xù)了這一趨勢(shì)（圖1）。由此推測(cè)，盆1井西凹陷斷裂活動(dòng)要比瑪湖凹陷弱得多，其走滑斷裂平移距離遠(yuǎn)小于瑪湖凹陷的走滑斷裂。因此，盆1井西凹陷走滑斷裂平移對(duì)扇體的影響較小，其對(duì)扇體的控制主要通過(guò)斷裂作為供源通道來(lái)實(shí)現(xiàn)，這正是本次模擬實(shí)驗(yàn)的關(guān)注點(diǎn)。

2.1.3 流體性質(zhì)

百口泉組沉積時(shí)期，準(zhǔn)噶爾盆地為干旱—半干旱氣候[20?22]，容易暴發(fā)陣發(fā)性洪水和泥石流，流體性質(zhì)為重力流（主要是泥石流）和牽引流，形成的扇體具有旱扇的特點(diǎn)。

該區(qū)巖心有泥巖、泥質(zhì)中粗砂巖、含礫泥質(zhì)中粗砂巖、泥質(zhì)砂礫巖，以粗粒巖性為主；結(jié)構(gòu)上粗細(xì)混雜，分選差，礫石以棱角狀、次棱角狀為主；常見(jiàn)基底式膠結(jié)、雜基支撐結(jié)構(gòu)（圖3a），顆粒漂浮在雜基中，特別是長(zhǎng)條形顆粒豎立在雜基中（圖3b），說(shuō)明沉積物在搬運(yùn)過(guò)程中快速堆積。沉積構(gòu)造以塊狀層理、遞變層理為主（圖3a～c），遞變層理以20～30 cm厚最為常見(jiàn)，且反復(fù)出現(xiàn)，說(shuō)明流體具有陣發(fā)性特征，能量不穩(wěn)定，變化頻繁。據(jù)以上特征判斷，流體性質(zhì)為泥石流。沙12井的粒度概率累積曲線主要表現(xiàn)為寬緩的上拱弧形（圖4），根據(jù)典型的粒度概率累計(jì)曲線[23]判斷，為顆粒或雜基支撐懸浮搬運(yùn)，即典型的泥石流。

部分巖心可見(jiàn)沖刷充填構(gòu)造（圖3d），沖刷面之上的粒度較沖刷面之下的細(xì)，分選要好，為河道沉積，為牽引流的沉積結(jié)果。除此之外，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)其他典型的牽引流特征，這可能與取心較少有關(guān)（該區(qū)只有沙12井一口井的取心，合計(jì)16.4 m），但是在鄰區(qū)瑪湖凹陷同一層位的巖心中發(fā)現(xiàn)槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理，為典型的牽引流沉積構(gòu)造[24]。由此推測(cè)，本區(qū)也應(yīng)當(dāng)發(fā)育牽引流沉積。

2.1.4 湖平面變化

百口泉組沉積時(shí)期，瑪湖凹陷與盆1井西凹陷為統(tǒng)一的盆地，經(jīng)歷了共同的湖平面升降過(guò)程。參照前人對(duì)瑪湖凹陷的研究，認(rèn)為百口泉組整體為一個(gè)水體加深不斷湖侵的過(guò)程[1，12?15]。

2.2 實(shí)驗(yàn)條件設(shè)計(jì)

在明確研究區(qū)地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，依托中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司油氣儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室—長(zhǎng)江大學(xué)湖盆沉積模擬實(shí)驗(yàn)室，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)具有三級(jí)平臺(tái)—坡折的底形，分別用于模擬三級(jí)平臺(tái)—坡折背景下無(wú)斷裂、平行斷裂和交叉斷裂條件下的扇體沉積形態(tài)，然后將3種實(shí)驗(yàn)所測(cè)得的扇體幾何參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，研究不同斷裂組合對(duì)扇體形態(tài)的影響。

2.2.1 底形設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)的模擬實(shí)驗(yàn)水池長(zhǎng)5.5 m、寬3.0 m、深0.8 m，最低處為0.5 m寬0.1 m深的水池，用于排水和補(bǔ)水以控制水位變化（圖5）。從低處向高處依次為一級(jí)平臺(tái)（2°）、二級(jí)平臺(tái)（5°）和三級(jí)平臺(tái)（8°），各平臺(tái)之間設(shè)有垂直高差為8 cm的坡折；一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)平臺(tái)長(zhǎng)度分別為2 m、1.5 m和1.5 m，寬度均為3 m（圖5）。為方便物料桶中的流體流出到各級(jí)平臺(tái)沉積，在二級(jí)和三級(jí)平臺(tái)上均設(shè)有導(dǎo)流槽，每個(gè)平臺(tái)導(dǎo)流槽的上游較淺下游較深。

一級(jí)平臺(tái)、二級(jí)平臺(tái)和三級(jí)平臺(tái)的坡度依次增加，符合研究區(qū)從盆向源坡度逐漸增加的特點(diǎn)；另外，各平臺(tái)的坡度相對(duì)于研究區(qū)而言都有所增加，是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室的水沙關(guān)系（水動(dòng)力與沙粒大小和重量的關(guān)系）不是自然界的水沙關(guān)系的等比例縮小，沉積物理模型是變態(tài)模型，如果平臺(tái)坡度與研究區(qū)平臺(tái)坡度一致，則在實(shí)驗(yàn)條件下，水流難以將碎屑物質(zhì)向前搬運(yùn)，因此，設(shè)計(jì)各級(jí)平臺(tái)坡度比研究區(qū)平臺(tái)的坡度大，這也是國(guó)外沉積模擬實(shí)驗(yàn)中的通行做法[25?26]。

為了對(duì)比，對(duì)多級(jí)平臺(tái)—坡折基礎(chǔ)底形進(jìn)行改造，設(shè)計(jì)了3種底形的實(shí)驗(yàn)。

（1） 三級(jí)平臺(tái)—坡折無(wú)斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)底形上左右兩側(cè)設(shè)置兩個(gè)物源（設(shè)置兩個(gè)物源主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)場(chǎng)地有限，在實(shí)際地質(zhì)條件中，如果向上游追溯，兩個(gè)物源是來(lái)自一個(gè)物源），分別對(duì)應(yīng)兩個(gè)平行的間隔1 m的導(dǎo)流槽。在一級(jí)平臺(tái)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，將一級(jí)平臺(tái)上的導(dǎo)流槽填平，二三級(jí)平臺(tái)上的導(dǎo)流槽保留（圖6a）；在二級(jí)平臺(tái)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，則將二級(jí)平臺(tái)的導(dǎo)流槽填平，三級(jí)平臺(tái)上的導(dǎo)流槽保留；在三級(jí)平臺(tái)開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，將三級(jí)平臺(tái)上的導(dǎo)流槽填平。保留的導(dǎo)流槽只是作為通道將碎屑物質(zhì)輸送到下一個(gè)平臺(tái)上沉積；作為沉積場(chǎng)所的平臺(tái)，其上的導(dǎo)流槽被填平后，導(dǎo)流槽對(duì)扇體的展布沒(méi)有影響。因此，這個(gè)底形上的實(shí)驗(yàn)相當(dāng)于無(wú)導(dǎo)流槽實(shí)驗(yàn)，用于模擬無(wú)斷裂條件下扇體的發(fā)育形態(tài)，并將其與另外兩個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)比，分析不同斷裂組合對(duì)扇體形態(tài)的影響。

（2） 三級(jí)平臺(tái)—坡折平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)

在實(shí)驗(yàn)（1）底形的基礎(chǔ)上，各平臺(tái)實(shí)驗(yàn)前，保留導(dǎo)流槽，無(wú)需填平（圖6b），以此模擬平臺(tái)上平行斷裂對(duì)扇體形態(tài)的影響，同樣也設(shè)置左右兩個(gè)物源（設(shè)置兩個(gè)物源的原因同實(shí)驗(yàn)（1））。

（3） 三級(jí)平臺(tái)—坡折交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)

人字形交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)底形上，一級(jí)平臺(tái)斷裂跨度1 m；二級(jí)平臺(tái)斷裂在坡折處跨度1.5 m；三級(jí)平臺(tái)斷裂在坡折處跨度2 m（圖6c），實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，各導(dǎo)流槽均不需填平，物源直接在各級(jí)平臺(tái)人字形的交叉點(diǎn)釋放。該實(shí)驗(yàn)用于模擬交叉斷裂對(duì)扇體形態(tài)的影響。

2.2.2 供源配比

根據(jù)研究區(qū)的巖心資料（圖3）、粒度分析（圖4）以及參照瑪湖凹陷的沉積物理模擬實(shí)驗(yàn)[13]，筆者設(shè)計(jì)了重力流和牽引流交替來(lái)模擬扇三角洲的建造過(guò)程。

重力流中清水體積為60%，泥沙體積為40%，其中含礫粗砂、中細(xì)砂、粉砂、泥漿（泥漿中黏土主要成分是高嶺石和伊利石，含量80%～90%）之間體積比是9∶11∶5∶15，泥沙比為0.6。泥沙水放置于物料桶中，用攪拌器充分?jǐn)嚢瑁缓蟠蜷_(kāi)物料桶的閥門直接排放，流量約為0.91～1.05 L/s，流速約為1.22～1.44 m/s，12 ℃～15 ℃條件下黏度為2.6～3.5 mpa·s，直到排放完畢，才停止攪拌（圖7a）。

牽引流是通過(guò)物料桶釋放循環(huán)水（從實(shí)驗(yàn)池將水抽到物料桶，再通過(guò)物料桶的閥門釋放），在這一過(guò)程中，需根據(jù)扇體的沉積、沖刷情況，在物料桶出水口間歇性地加入一些中細(xì)砂，確保輸沙平衡。牽引流持續(xù)時(shí)間約為30 min，流速為0.46 ～0.73 m/s（圖7b）。

2.2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程控制

雙物源無(wú)斷裂實(shí)驗(yàn)和平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)中，單個(gè)物源的重力流每輪供源50 L，每個(gè)平臺(tái)上做三輪實(shí)驗(yàn)；單物源交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)每輪重力流供源75 L，每個(gè)平臺(tái)上做4輪實(shí)驗(yàn)。這樣，每個(gè)平臺(tái)所沉積的重力流供源都是300 L，便于不同實(shí)驗(yàn)之間進(jìn)行對(duì)比。每一輪實(shí)驗(yàn)包括一次重力流沉積和一次牽引流改造。每個(gè)平臺(tái)上每一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，測(cè)量扇體的長(zhǎng)度和寬度，計(jì)算長(zhǎng)寬比。

所有實(shí)驗(yàn)都是模擬整體水位上升、湖侵的過(guò)程，雖然不同實(shí)驗(yàn)的水位控制略有差異，但基本與平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)中水位變化相同（表1）。各級(jí)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，水位均在平臺(tái)坡底附近，每輪實(shí)驗(yàn)中重力流過(guò)程持續(xù)95～110 s；重力流沉積結(jié)束后，水位抬升1～2 cm（相當(dāng)于湖侵），然后開(kāi)始牽引流改造，這一階段持續(xù)時(shí)間約為30 min，牽引流改造過(guò)程中，水位緩慢下降，扇體逐漸向盆地方向進(jìn)積。各級(jí)平臺(tái)上后一輪沉積的初始水位比前一輪沉積的初始水位略高，模擬小范圍的湖侵。一級(jí)平臺(tái)結(jié)束后水位抬升至二級(jí)平臺(tái)坡底開(kāi)始二級(jí)平臺(tái)的沉積，從一級(jí)平臺(tái)到二級(jí)平臺(tái)的過(guò)渡是一個(gè)快速湖侵的過(guò)程，二級(jí)平臺(tái)到三級(jí)平臺(tái)也是如此。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從扇體的最終形態(tài)來(lái)看，無(wú)斷裂導(dǎo)流形成的扇體沉積范圍最廣，扇體橫向展布最為發(fā)育，隨著平臺(tái)坡度的增大，扇體的長(zhǎng)度依次增加，寬度依次減小，長(zhǎng)寬比依次增大（圖8a、圖9）。

平行斷裂導(dǎo)流形成的扇體，其長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比與平臺(tái)坡度的關(guān)系與前一實(shí)驗(yàn)一致，但平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)各級(jí)平臺(tái)上扇體的長(zhǎng)度均比前一實(shí)驗(yàn)大，寬度均比其小，長(zhǎng)寬比均比其大（圖8b、圖9）。

交叉斷裂導(dǎo)流形成的扇體，其長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比與坡度之間沒(méi)有明顯的相關(guān)性（圖8c、圖9），長(zhǎng)寬比總體處于0.79～0.87，特別是三級(jí)平臺(tái)（8°）上扇體的長(zhǎng)度、寬度、長(zhǎng)寬比與一級(jí)平臺(tái)（2°）的基本相當(dāng)。

4 分析與討論

4.1 不同斷裂組合的導(dǎo)流功能差異

平臺(tái)無(wú)斷裂作導(dǎo)流槽時(shí)，進(jìn)入平臺(tái)區(qū)的碎屑物質(zhì)自由堆積，向各個(gè)方向自由擴(kuò)展（圖10a～c）。牽引流對(duì)扇體的改造有限，扇體主要是由重力流建造的，而重力流是靠重力沿下坡方向的分力來(lái)驅(qū)動(dòng)的，因此，平臺(tái)坡度越大，沿下坡方向的分力越大，重力流運(yùn)動(dòng)的速度越快，形成的扇體越長(zhǎng)，相應(yīng)的寬度也就越小、長(zhǎng)寬比越大（圖9）。平臺(tái)坡度對(duì)扇體形態(tài)的這種影響也存在于另外兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中。

平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)形成的扇體，比無(wú)斷裂導(dǎo)流條件下形成的扇體長(zhǎng)度更大、寬度更小、長(zhǎng)寬比也更大，很顯然造成這種差異的原因是平行斷裂的存在。平行斷裂的走向與流體運(yùn)動(dòng)方向幾乎一致，是碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)通道（圖10d～f），通道可聚流，使通道內(nèi)動(dòng)能更強(qiáng)、碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)效率更高，有利于扇體的延伸。在物源供應(yīng)量一定的條件下，長(zhǎng)度增加，寬度必然較小，從而使長(zhǎng)寬比增加。不僅如此，隨著平臺(tái)坡度的增加，該實(shí)驗(yàn)與無(wú)斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)中對(duì)應(yīng)平臺(tái)上扇體的長(zhǎng)度之差越來(lái)越大（圖9a），說(shuō)明坡度越大，平行的線形斷裂的導(dǎo)流作用越明顯。

人字形交叉斷裂的走向與流體的主要運(yùn)動(dòng)方向存在夾角θ（圖11），因此，交叉斷裂作為搬運(yùn)通道，在將碎屑物質(zhì)向下游搬運(yùn)的同時(shí)，還要將其向兩側(cè)搬運(yùn)。當(dāng)θ 小于45°時(shí)（實(shí)驗(yàn)中交叉斷裂最大跨度2 m，平臺(tái)最小長(zhǎng)度1.5 m，因此實(shí)驗(yàn)中所有θ 都小于45°），仍以縱向?qū)Я鳛橹鳌M向?qū)Я鳛檩o，表現(xiàn)為以扇體的延長(zhǎng)為主、展寬為輔；當(dāng)θ 趨于0°時(shí)，交叉斷裂就變成了平行斷裂，此時(shí)縱向?qū)Я餍首罡撸瑱M向?qū)Я餍首畹停润w的延長(zhǎng)非常明顯。

綜上所述，將三種情況進(jìn)行比較可知：無(wú)斷裂導(dǎo)流時(shí)，扇體的延長(zhǎng)最弱，展寬最明顯；平行斷裂導(dǎo)流時(shí)，扇體延長(zhǎng)最明顯，展寬最弱；交叉斷裂導(dǎo)流時(shí)，扇體延長(zhǎng)和展寬都居中。

4.2 兩種斷裂組合對(duì)扇體形態(tài)的影響

按照前述結(jié)論，平行斷裂導(dǎo)流形成的扇體的長(zhǎng)寬比應(yīng)該大于交叉斷裂導(dǎo)流形成的扇體，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻是相反的，不僅后者的長(zhǎng)寬比大于前者，而且后者的長(zhǎng)度也大于前者（圖9）。

平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)和交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)形成的扇體都是多輪流體作用下的復(fù)合扇體，都可分為斷裂被填滿前和被填滿后兩個(gè)階段。斷裂被填滿前，斷裂是在發(fā)揮導(dǎo)流槽作用的，對(duì)扇體的形態(tài)有明顯影響，這一階段的實(shí)驗(yàn)才是真正意義上的平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)和交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)。斷裂被填滿以后，斷裂的導(dǎo)流作用就消失了，這一階段實(shí)際上就是無(wú)斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)。因此，實(shí)驗(yàn)（2）包括平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)和無(wú)斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)（3）包括交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)和無(wú)斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)的，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)形成的扇體都是由有斷裂控制的扇體和無(wú)斷裂控制的扇體的疊加。由于先成扇體的堆積占據(jù)了原斷裂及其上方的可容空間，不受斷裂影響的非限定性河道只能尋找其他可容空間進(jìn)行堆積，主要堆積在先成扇體的兩側(cè)，即原斷裂的兩側(cè)。因此，綜合結(jié)果表現(xiàn)為復(fù)合扇體相對(duì)于斷裂導(dǎo)流形成的先成扇體變寬了。

平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)流槽的間距是1 m，交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)中一級(jí)平臺(tái)上斷裂跨度也是1 m，二者一級(jí)平臺(tái)上扇體寬度的基礎(chǔ)是相同的，可進(jìn)行對(duì)比分析。平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)的一級(jí)平臺(tái)，大約經(jīng)過(guò)5 s導(dǎo)流槽就被填滿（圖10d），5 s以后導(dǎo)流槽的縱向?qū)Я鞴δ芟В浜蟮膶?shí)驗(yàn)都與無(wú)斷裂導(dǎo)流相同；而交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)的一級(jí)平臺(tái)經(jīng)過(guò)一輪（一輪重力流95～110 s）才基本填滿（圖12），之后的實(shí)驗(yàn)也與無(wú)斷裂導(dǎo)流相同。雖然交叉斷裂的縱向?qū)Я餍什蝗缙叫袛嗔训男矢撸徊鏀嗔寻l(fā)揮導(dǎo)流作用的時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于后者，這種“龜兔賽跑”的效應(yīng)是其扇體長(zhǎng)度大于后者的主要原因。當(dāng)然，供源量相同，扇體長(zhǎng)度大，寬度自然就小，長(zhǎng)寬比也就較大了。

平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)二級(jí)平臺(tái)上導(dǎo)流槽被填滿的時(shí)間與一級(jí)平臺(tái)基本相當(dāng)（大約5 s），但交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)二級(jí)平臺(tái)上斷裂需要2 輪實(shí)驗(yàn)才填滿（約3 790 s）（圖12），因此，按照上述“龜兔賽跑”的邏輯推測(cè)，后者扇體的長(zhǎng)度應(yīng)該比一級(jí)平臺(tái)扇體更長(zhǎng)。但交叉斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)二級(jí)平臺(tái)上斷裂跨度是1.5 m，超過(guò)一級(jí)平臺(tái)0.5 m，θ 比一級(jí)平臺(tái)更大，使其橫向?qū)Я餍实玫教嵘@在一定程度上抵消了本應(yīng)得到加強(qiáng)的縱向?qū)Я餍剩罱K二級(jí)平臺(tái)上扇體長(zhǎng)度略小于一級(jí)平臺(tái)，二者幾乎是相等的。

盡管三級(jí)平臺(tái)上交叉斷裂跨度是2 m，是一級(jí)平臺(tái)的2倍，超過(guò)二級(jí)平臺(tái)0.5 m，θ 比一二級(jí)平臺(tái)都大，其橫向?qū)Я餍蕬?yīng)超過(guò)一級(jí)和二級(jí)平臺(tái)，在相同時(shí)間內(nèi)能更大程度地減弱縱向?qū)Я餍剩赡苄纬梢粋€(gè)比一二級(jí)平臺(tái)長(zhǎng)度更短的扇體。但是，三級(jí)平臺(tái)的θ 仍然小于45°，縱向?qū)Я餍孰m然有所降低但仍高于橫向?qū)Я鳎润w仍以延長(zhǎng)為主，另外，三級(jí)平臺(tái)上斷裂經(jīng)過(guò)3輪才填滿（約5 690 s）（圖12），其經(jīng)歷的縱向?qū)Я鲿r(shí)間比一二級(jí)平臺(tái)都長(zhǎng)。因此，在時(shí)間的加持下，三級(jí)平臺(tái)上仍有可能形成一個(gè)長(zhǎng)度較大的扇體，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，其長(zhǎng)度達(dá)到1.91 m，超過(guò)了一二級(jí)平臺(tái)上扇體的長(zhǎng)度。同時(shí)這一長(zhǎng)度也超過(guò)了平行斷裂導(dǎo)流實(shí)驗(yàn)三級(jí)平臺(tái)上的扇體（三級(jí)平臺(tái)上的平行斷裂只經(jīng)歷了幾秒鐘便被填滿）。

最終，交叉斷裂導(dǎo)流形成的扇體長(zhǎng)寬比為0.79～0.87，沒(méi)有明顯的變化趨勢(shì)，且其長(zhǎng)度都大于平行斷裂導(dǎo)流形成的扇體。

從以上分析可知，有斷裂導(dǎo)流條件下形成的復(fù)合扇體其長(zhǎng)寬比要大于無(wú)斷裂導(dǎo)流形成的扇體，且在相同條件下，交叉斷裂導(dǎo)流形成的扇體的長(zhǎng)寬比要大于平行斷裂導(dǎo)流形成的扇體，形成這一特征的原因主要取決于斷裂作為通道控制扇體的時(shí)間長(zhǎng)短。

4.3 局限性與研究意義

研究區(qū)的真實(shí)情況要比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的復(fù)雜得多，但由于研究區(qū)勘探程度很低，地質(zhì)信息非常有限，只能依據(jù)有限的信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，抓住主要因素開(kāi)展模擬，這是模擬實(shí)驗(yàn)中存在的客觀問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ筒皇茄芯繀^(qū)原型的等比例的縮小，也無(wú)法通過(guò)等比例放大的方式將實(shí)驗(yàn)形成的沉積體放大到研究區(qū)中，并以此作為尋找有利目標(biāo)的依據(jù)。模擬實(shí)驗(yàn)的目的在于在盡可能貼近實(shí)際情況下，開(kāi)展機(jī)理性的研究。因此，盡管研究區(qū)供源西強(qiáng)東弱，但為了便于比較，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的東西兩個(gè)物源總供源量相同。

在研究區(qū)目前鉆井極少、地震品質(zhì)較差的情況下，研究斷裂組合導(dǎo)流控扇這一問(wèn)題，對(duì)于研究退覆式淺水扇三角洲中粗碎屑長(zhǎng)距離搬運(yùn)的機(jī)制、明確凹陷中部粗碎屑的來(lái)源（來(lái)自西側(cè)的中拐扇還是東側(cè)的石西扇）、評(píng)估能否在凹陷中部找到大面積的砂礫巖儲(chǔ)層，具有重要的參考意義。

5 結(jié)論

基于沉積模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)盆1井西凹陷百口泉組斷裂組合導(dǎo)流作用對(duì)扇三角洲形態(tài)影響的研究，取得以下結(jié)論。

（1） 垂直于或與邊界斷裂大角度相交的走滑斷裂對(duì)扇體的形態(tài)有明顯的控制作用。所有的實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論其是平行斷裂還是交叉斷裂，有斷裂導(dǎo)流的扇體，其長(zhǎng)寬比都大于無(wú)斷裂導(dǎo)流的扇體，這是斷裂導(dǎo)流作用的結(jié)果。

（2） 在斷裂發(fā)育的底形上，復(fù)合扇體的發(fā)育通常經(jīng)過(guò)斷裂導(dǎo)流和無(wú)斷裂導(dǎo)流兩個(gè)階段。在斷裂導(dǎo)流階段，平行斷裂的縱向?qū)Я餍瘦^高，形成扇體的長(zhǎng)寬比大于交叉斷裂條件下的扇體；斷裂填滿以后，扇體的發(fā)育不受斷裂的影響，相當(dāng)于無(wú)斷裂導(dǎo)流。

（3） 在其他條件相同的情況下，平行斷裂導(dǎo)流形成的復(fù)合扇體的長(zhǎng)寬比要小于交叉斷裂導(dǎo)流形成的復(fù)合扇體，但復(fù)合扇體的長(zhǎng)寬比不取決于斷裂組合形態(tài)，而取決于斷裂控制流體定向流動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短，即在物源供應(yīng)充足的條件下，長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有填滿的斷裂，更容易將粗碎屑運(yùn)移到盆地中心，形成長(zhǎng)寬比較大的扇體。