陸相湖盆深水濁流與泥質碎屑流間過渡流沉積與沉積學意義

摘 要 深水濁流與泥質碎屑流間過渡流沉積，對深刻理解細粒沉積物沉積過程及非常規油氣勘探意義重大。陸相湖盆發育湍動增強過渡流、下部過渡塞流、上部過渡塞流三種過渡流體類型。湖盆湍動增強過渡流沉積以向上粒度變粗砂質沉積為主，大尺度沙紋層理發育；下部過渡塞流沉積以上下等厚沉積單元為特征，中間多發育薄層狀砂質與泥質明暗相間條帶；上部過渡塞流沉積整體以泥質沉積為主，下部發育的反序薄層砂質沉積中可發育低幅波紋層理。湖盆過渡流體沉積包含側向搬運演化與垂向物質分異兩種成因類型。前者緊鄰相對粗粒砂質沉積，為低密度濁流在演化的晚期由于膨脹減速，演化為湍動增強過渡流或下部過渡塞流沉積，以下部砂質沉積單元厚度大于上部泥質沉積單元厚度為典型特征。后者主要發育于沉積最遠端，多為泥質碎屑流搬運晚期底部剪切形成的上部過渡塞流沉積和發生內部碎屑顆粒重排的泥質碎屑流沉積，以下部砂質沉積單元厚度小于上部泥質沉積單元厚度為典型特征。細粒重力流形成的砂泥頻繁互層沉積組構受外部因素和內部沉積分異作用綜合控制，其沉積過程解釋對沉積環境恢復意義重大；湖盆中重力流過渡流體沉積發育區域可能是有機質富集的有利部位，也是潛在的頁巖油氣甜點發育區。

關鍵詞 濁流；碎屑流；過渡流；沉積過程；沉積模式；陸相湖盆

第一作者簡介 楊田，男，1989年出生，研究員，博士生導師，沉積學和油氣儲層地質學，E-mail： yangtian19@cdut.edu.cn

中圖分類號 P512.2 文獻標志碼 A

0 引言

細粒沉積物是指粒徑小于62.5 μm的黏土級和粉砂級沉積物，分布廣泛，約占全球沉積巖的三分之二[1?4]。研究細粒沉積物的形成及分布對古環境恢復[3?6]、全球沉積物搬運[7?9]、穩定的碳循環過程[6，10]和油氣資源的高效勘探[11?12]等意義重大。傳統觀點認為細粒沉積物主要通過懸浮沉降形式沉積于安靜水體環境，對沉積動力及沉積環境研究意義甚微，因而忽略了對其沉積特征及成因的精細研究[3，9，13]。近期研究表明，細粒沉積物同樣可以在較強水動力條件下沉積[2，14?15]，特別是通過生物—化學作用形成的絮凝顆粒以底床載荷的搬運形式可向深水盆地搬運數千千米而沉積[8，16]。深水重力流作為沿斜坡向深水盆地輸運沉積物的重要動力機制之一，成為目前深水細粒沉積物重要的沉積動力機制新認識[8?9，16?23]。由于細粒重力流富含黏土礦物和有機質，其搬運演化過程、沉積物特征及分布規律都與傳統的粗粒重力流之間存在明顯差異[9，19，21，24?29]。黏土礦物和有機質的發育能夠有效增強流體的內聚力，使沉積遠端的低濃度細粒濁流的流體湍動受到抑制，逐漸轉化為過渡流體（湍動增強過渡流、下部過渡塞流、上部過渡塞流），并最終轉化為低強度黏性碎屑流（泥質碎屑流）[19，21，24?29]。部分學者將重力流過渡流體沉積等同于混合事件層沉積[30?31]，最新的研究認為重力流過渡流體沉積與混合事件層之間存在顯著差異，主要發育在朵葉沉積遠端，以薄層砂泥互層為典型特征[32]。

低密度濁流沉積、過渡流沉積、泥質碎屑流沉積共存是沉積遠端薄層砂泥互層型深水細粒重力流沉積物的重要表現形式[24?29]。這種與傳統細粒沉積物成因及分布規律相悖的認識，是控制細粒沉積物沉積非均質性及有機質富集分布的重要原因[26，29]，對非常規油氣勘探開發意義重大[33]。湖盆細粒沉積物廣泛發育，且富含黏土礦物與有機質，是過渡流沉積發育的有利場所；前期研究發現在東營凹陷沙河街組（圖1a）、山東靈山島地區下白堊統萊陽群靈山島組（圖1b）、潿西南凹陷流沙港組（圖1c）、鄂爾多斯盆地延長組（圖1d）均存在以條帶狀砂泥頻繁互層沉積為主要表現形式的過渡流沉積[34]。為了加深對湖盆過渡流沉積的理解與認識，以潿西南凹陷流沙港組和鄂爾多斯盆地延長組為主要研究對象，對湖盆深水過渡流沉積特征、沉積過程及沉積模式開展系統研究，以期豐富和完善湖盆深水細粒沉積學理論體系，為細粒非常規油氣勘探與開發提供新的視角。

1 地質概況

1.1 潿西南凹陷

潿西南凹陷位于北部灣盆地北部，是中國南海北部大陸架西部的一個重要的富油氣凹陷。凹陷東南緣與企西隆起相接，西北緣為潿西南斷層，西南緣與海中凹陷相鄰，中間被潿西南低凸起相隔[35]（圖2a）。古近紀時期，潿西南凹陷為典型的陸相斷陷盆地，受北東東—南西西向的系列大斷層控制，形成北陡南緩、北斷南超的構造格局，地層自下而上依次為長流組、流沙港組、潿洲組[36]。流沙港組自下而上可以進一步細分為流三段、流二段和流一段。其中，流一段沉積時期構造活動強烈，形成了大量的薄層砂泥互層型深水細粒重力流沉積（圖2a），并且濁流與泥質碎屑流之間的過渡流沉積發育。

1.2 鄂爾多斯盆地

鄂爾多斯盆地是中國的第二大含油氣盆地，橫跨陜、甘、寧、蒙及晉，構造區劃分為西緣沖斷帶、天環坳陷、伊陜斜坡、晉西撓褶帶、伊盟隆起和渭北隆起六個單元[37]。晚三疊世延長組沉積時期，華北陸塊和揚子板塊相撞，受秦嶺造山活動影響，發育一套大型坳陷盆地背景下的河流—三角洲—湖泊相碎屑巖沉積[38]。延長組沉積自上而下可劃分為10個油層組（長1—長10），其中，長7油層組沉積期為最大湖泛期，湖盆水體深度大、水域面積廣，發育一套富有機質泥頁巖及三角洲—重力流的細粒砂巖沉積（圖2b），薄層砂泥互層型細粒重力流沉積廣泛分布，且濁流與泥質碎屑流之間的過渡流沉積發育。

2 薄層砂泥互層型細粒重力流沉積物特征

通過對潿西南凹陷和鄂爾多斯盆地發育的薄層砂泥互層型細粒重力流沉積特征對比分析（圖3），發現沉積特征及成因存在相似性，發育的主要細粒重力流沉積包含泥質碎屑流沉積、砂質碎屑流沉積、低密度濁流沉積和過渡流沉積（圖3a，e）。泥質碎屑流和砂質碎屑流沉積以薄層塊狀為主要特征（圖3b，f），單層厚度多小于5 cm，與頂部和底部泥巖之間呈突變接觸，指示了整體塑性塊狀固結的特征[16]；泥質碎屑流沉積中泥質雜基含量較高、漂浮狀砂球和泥質碎屑發育（圖3b）；砂質碎屑流沉積以頂部漂浮泥質碎屑發育為典型特征（圖3f）。低密度濁流沉積以薄層正粒序沉積為典型特征（圖3c，g），單層厚度多小于2 cm，粒序底部偶見微弱的侵蝕作用（圖3c），垂向上以多層垂向疊置為主要特征（圖3c），局部發育少量被懸浮沉積泥巖所分割的單層薄層正粒序沉積（圖3g）。除了泥質碎屑流沉積與低密度濁流沉積之外，還可見與低密度濁流沉積或泥質碎屑流沉積密切伴生的（圖3d，h），以條帶狀砂巖與泥巖頻繁互層為典型特征的沉積產物（圖3d，h）；其下部砂質沉積多為塊狀，內部不顯粒序或顯示微弱的正粒序，上部泥質砂巖或砂質泥巖沉積整體呈塊狀，內部雜基含量較高，偶見漂浮的泥質碎片；下部與上部單元多突變接觸，并且垂向上頻繁互層疊加，指示相對穩定的沉積動力環境。該沉積物為典型的深水濁流與泥質碎屑流之間的過渡流沉積[25，39]。

3 重力流過渡流體沉積特征及類型

3.1 重力流過渡流體相關概念

重力流過渡流體（transitional flow）指流體從高雷諾數流體（濁流）變為低雷諾數流體（碎屑流）或者從低雷諾數變流體成高雷諾數流體時產生湍流構造的流體，包括位于濁流與泥質碎屑流之間的湍動增強過渡流、下部過渡塞流、上部過渡塞流三種過渡流體類型[24]。

湍動增強過渡流的流體湍動較濁流整體增強，流體搬運過程中底部的剪切層與基底剪切作用由于存在開爾文— 亥姆霍茲不穩定性效應（Kelvin?Helmholtz Instabilities），產生旋渦并進入上部流體，從而導致流體整體湍動的增強[24，40]（圖4）。

下部過渡塞流黏土雜基含量較湍動增強過渡流進一步增加，流體湍動受到抑制，上界面由于受剪切作用影響較弱而形成塞流，并逐漸向下擴展；下部受底部剪切作用與開爾文—亥姆霍茲不穩定性效應影響（圖4），流體湍動增強，整體形成下部過渡塞流[24，40]。

上部過渡塞流是介于下部過渡塞流和準層狀塞流之間的流體，由于雜基含量進一步增加，其上部塞流的厚度較下部過渡塞流明顯增大，底部存在微弱的剪切作用，并且剪切層的位置較下部過渡塞流向上移動（圖4），整體形成上部過渡塞流[24，40]。

3.2 重力流過渡流體沉積特征

過渡流體由于與濁流和泥質碎屑流的沉積動力機制存在顯著差異，因而其形成的沉積物物質組成與沉積構造之間也存在顯著的差異[25，40?41]（圖5，6）。

研究區濁流沉積（低密度濁流）以粉細砂巖沉積為主。由于其流體湍動具有由下至上逐漸減弱的特征（圖5a），形成整體正粒序特征顯著沉積序列（圖5b，c），整體厚度多分布在5～10 cm，構成不完整的鮑馬序列。其底部與下伏泥巖之間多呈輕微沖刷接觸，指示流體具有一定的侵蝕能力，底部向上可發育微弱的平行層理（圖5b），頂部沙紋層理發育（圖5b，c），沙波高度多小于2 cm，波長多小于10 cm，迎流面傾角緩，背流面傾角陡，最大可達30°（圖5b）。

湍動增強過渡流由于流體湍動較低密度濁流增強，導致流體整體的侵蝕能力和搬運能力較低密度濁流增強（圖5d），從而多形成大尺度沙紋（圖6a）[25，40]。

主要表現在沙波的波高和波長較濁流沉積和正常單向流水形成的沙紋顯著地增大，波高多大于2 cm，波長多大于10 cm（圖5e，f）。同時，由于流體的侵蝕能力增強，局部會形成明顯的下切（圖5e）；大尺度沙紋由于局部的砂質富集與下伏泥巖可形成局部的重力負載構造（圖5e）。此外，沙波的波谷多被泥質或粉砂質充填，向上游方向過渡為砂質沉積（圖5e，f）[25，41]。由于湍動增強過渡流以剪切面上部湍流增強最為顯著，因而形成的大尺度的沙紋沉積多顯示向上沉積物粒度變粗、泥質含量減小的逆粒序特征（圖5f）。

下部過渡塞流以底部流體湍動增強，頂部流體湍動受到抑制為典型的流體結構（圖5g），其沉積物以典型的上部泥質砂巖沉積與下部砂質沉積組合為特征（圖5h，i、圖6b）。由于頂部塞流段厚度較薄，其沉積形成的泥質砂巖沉積厚度相對較薄，厚度多小于1 cm（圖5h，i）；底部由于流體湍動增強，可形成塊狀或正粒序薄層砂巖沉積，厚度多小于2 cm（圖5h）。頂部塞流沉積與底部湍流增強流體沉積之間，由于兩種流體之間的相互作用，多形成薄層狀砂質與泥質明暗相間條帶疊置構造（圖5h）。在底部流體湍動增強特征不顯著情況下，則形成下部砂質與泥質明暗相間條帶上部被薄層泥質砂巖覆蓋的現象（圖5i）；下部砂質與泥質明暗相間條帶內部可發育紋層或整體發生彎曲，較正常單向流水沙紋前積特征不顯著，形成類似大尺度沙紋層理或低幅波紋層理（圖5i）。

上部過渡塞流中上部為流體湍動受到抑制的塞流段，底部并未發生明顯剪切，剪切層的位置較下部過渡塞流向上移動（圖5j），其沉積物結構與下部過渡塞流沉積類似，為明顯的上部泥質砂巖沉積與下部砂質沉積組合，上下沉積單元之間為明顯的突變接觸（圖5k，l、圖6b）。由于上部過渡塞流的塞流段厚度較下部過渡塞流明顯增大，因而其上部形成的泥質砂巖沉積對應增厚，多大于1 cm，底部的砂質沉積厚度多小于1 cm（圖5k，l）。此外，下部的砂質沉積內部可發育低幅波紋層理，這些波紋以波高小于1 cm，波長遠大于10 cm為典型特征，與正常單向流水沙紋顯示正粒序特征不同，該類低幅波紋層理顯示逆粒序沉積特征（圖5k，l、圖6a）[25，41]。

準層狀塞流（泥質碎屑流）為黏土雜基含量進一步升高，流體湍動被完全抑制的流體，僅在流體的最底部由于搬運過程中的剪切作用，存在微弱的流體湍動（圖5m）。整體以塊狀泥質砂巖沉積為主要特征（圖5m，o、圖6b），在底部存在微弱剪切作用情況下，可發育微弱的砂質沉積，砂質沉積與上部泥質砂巖沉積之間多為突變接觸關系，砂質沉積厚度多小于0.5 cm（圖5m）。

3.3 重力流過渡流體沉積序列

重力流過渡流體是介于低密度濁流與泥質碎屑流之間的連續流體類型[24，27]，因而，在搬運演化過程中不同流體類型并非孤立發育，不同流體類型之間往往規律組合，形成豐富的巖相組合序列[19，24，27]。

通過對潿西南凹陷流沙港組一段和鄂爾多斯盆地延長組長7油層組發育的典型深水細粒重力流沉積巖心的巖相組合類型精細解析（圖7a，b），發現低密度濁流與泥質碎屑流及其之間的過渡流體沉積主要存在4種典型的巖相組合類型（圖7c～f）。巖相組合類型1厚度最大，多大于4 cm，以下部砂質沉積和上部泥質砂巖或砂質泥巖沉積組合為典型特征（圖7c）。下部砂質沉積底部可見明顯侵蝕，上部沙紋層理和大尺度沙紋層理發育；砂質沉積上部可見薄層砂質沉積與泥質沉積互層疊置，向上過渡為塊狀泥質砂巖或砂質泥巖沉積。這種巖相組合序列多指示下部低密度濁流沉積或湍動增強過渡流與上部的下部過渡塞流沉積在垂向上的組合關系[19，24，27]。

巖相組合類型2厚度主要為1～4 cm，平均厚度約2 cm，以下部砂質沉積與上部泥質砂巖或砂質泥巖組合為典型特征，上部與下部沉積單元厚度接近或下部沉積單元厚度略大于上部沉積單元（圖7c）。下部砂質沉積以塊狀砂巖為主，可見微弱的侵蝕作用（圖7a），上下沉積單元之間多為突變接觸，上部沉積單元泥質與炭質碎屑富集（圖7b）。這種巖相組合序列多指示下部過渡塞流沉積產物，該巖相組合序列易在垂向上疊置，形成單層厚度較大的砂質與泥質砂巖條帶互層（圖7a，b），指示存在下部過渡塞流穩定發育的沉積動力條件[39，42]。

巖相組合類型3厚度主要為0.5～2 cm，平均厚度約1 cm，以下部砂質沉積與上部泥質砂巖或砂質泥巖組合為典型特征，下部沉積單元厚度明顯小于上部沉積單元，下部沉積單元內部發育低幅波紋層理（圖7e）。這種巖相組合序列多指示上部過渡塞流沉積產物[19，41]，該巖相組合序列同樣易在垂向上疊置，形成厚度較大的砂質與泥質砂巖條帶互層，但該類型條帶互層結構的單層厚度較巖相組合類型2明顯減?。▓D7a，b）。

巖相組合類型4厚度主要為0.5～2 cm，平均厚度約1 cm，整體以泥質砂巖或砂質泥巖沉積為主，在底部可發育厚度小于0.5 cm的極薄層砂質沉積（圖7f），為準層狀塞流沉積產物[19，41]，垂向上疊置可形成較大厚度。

潿西南凹陷流沙港組一段的細粒重力流沉積以巖相組合類型1和巖相組合類型4最為發育，鄂爾多斯盆地延長組長7油層組的細粒重力流沉積相組合類型2和巖相組合類型3更為常見，這種差異可能與不同盆地類型細粒重力流的流體差異演化過程存在密切的聯系[19]。

4 重力流過渡流體沉積過程及沉積模式

4.1 重力流過渡流體沉積過程

水槽實驗證實重力流過渡流體的形成演化過程主要受流體中黏性泥質雜基含量的控制，隨著泥質含量的不斷增加，流體逐漸從濁流演化為過渡流體，最終形成泥質碎屑流[24?27，40，43]。然而，在流體搬運演化過程中，泥質含量的增加機制仍然存在較多的爭議[27，40?41]，主要包括流體侵蝕下伏泥質基底導致流體中泥質含量的增加[39]和流體中砂質顆粒的優先沉降導致上部流體泥質富集[27]兩種認識，前者強調流體的縱向搬運導致流體演化，后者強調碎屑顆粒的差異沉降過程導致流體演化[30，40?41]。

通過對研究區細粒重力流沉積特征和類型的系統研究，認為不同的物質組成與沉積構造對應不同的沉積過程[44?46]。研究區的過渡流體沉積包括縱向搬運演化與垂向物質分異兩種差異顯著的成因類型（圖8）。湖盆過渡流沉積中，巖相組合類型1和巖相組合類型2的發育指示其為流體縱向搬運演化形成。低密度濁流局部侵蝕泥質基底，導致流體中泥質含量增加；低密度濁流在演化的晚期由于膨脹減速，砂質顆粒卸載后流體上部泥質含量進一步增加，從而演化為湍動增強過渡流或下部過渡塞流（圖8a）。該演化過程形成的過渡流體沉積底部砂質沉積厚度明顯大于上部泥質砂巖或砂質泥巖沉積單元厚度，且下部砂質沉積單元底部可見微弱侵蝕，同時沙紋發育，指示明顯的縱向底負載搬運過程（圖8a）[25，39]。巖相組合類型3和巖相組合類型4的發育指示其為垂向碎屑顆粒差異沉降過程形成，多為泥質碎屑流搬運晚期底部剪切形成的上部過渡塞流導致底部砂質沉積富集，或泥質碎屑流停止搬運后，內部碎屑顆粒發生重排，砂質顆粒在自身重力作用下向底部沉降富集，而泥質雜基在頂部相對富集，這種差異沉降卸載形成雙層結構（圖8b）。該種差異卸載過程形成的過渡流體沉積底部砂質沉積厚度明顯小于上部泥質砂巖或砂質泥巖沉積單元厚度，砂質沉積單元頂底部以突變接觸最為常見，偶見微弱的沙紋發育，指示明顯的垂向差異卸載過程（圖8b）[27，47]。

4.2 重力流過渡流體沉積模式

在湖盆重力流過渡流體沉積特征及沉積過程研究的基礎上，進一步對潿西南凹陷流沙港組一段細粒重力流沉積分布特征進行分析，重點選取重力流過渡流體沉積發育的3 口典型取心井W11-7-4、WZ11-7N-2井和W11-7-2井（圖2b）。從分布位置來看，W11-7-4 井位于沉積物搬運中心位置的前方，WZ11-7N-2井和W11-7-2井則位于重力流砂體分布的邊緣，不同分布位置發育的重力流過渡沉積類型存在顯著差異（圖9）。

W11-7-4 井位于沉積物搬運中心位置的前方，以泥質沉積與砂質沉積互層為典型特征（圖9a），砂質沉積除發育部分低密度濁流形成的薄層砂體之外，湍動增強過渡流沉積形成的巖相組合類型1和下部過渡塞流沉積發育形成的巖相組合類型2發育（圖9a）。這種沉積組合特征指示緊鄰沉積物搬運中心位置，在低密度濁流發育背景下，其向前搬運演化控制形成的湍動增強過渡流和下部過渡塞流沉積同樣發育[41]。隨著向沉積遠端搬運距離的增加，砂質沉積逐漸減少，泥質沉積不斷增加，整體以泥質砂巖或砂質泥巖沉積為主，內部夾少量的薄層砂條，形成類似WZ11-7N-2井以上部過渡塞流沉積和泥質碎屑流沉積為主的巖相組合類型3和巖相組合類型4，偶見巖相組合類型1 和巖相組合類型2（圖9b）。這種沉積組合特征指示隨著搬運距離增加，流體縱向搬運分異能力逐漸減弱，碎屑顆粒的垂向差異沉降卸載過程控制了砂泥沉積物的分異。在重力流沉積的最外圍以泥質沉積為主，砂質沉積基本不發育，形成類似WZ11-7N-2井以懸浮泥質沉積為主的沉積組合，偶見泥質碎屑流沉積形成的巖相組合類型4（圖9c）。這種沉積特征指示重力流沉積對該區的影響已經十分微弱，僅有少量泥質碎屑流沉積。

綜上，湖盆中重力流過渡流體沉積形成的細粒沉積物主要分布在相對粗粒砂質沉積的前緣，緊鄰粗粒砂質沉積以細粒低密度濁流沉積和湍動增強過渡流沉積、下部過渡塞流沉積為主，整體形成砂泥互層的沉積特征，砂質沉積中沙紋和大尺度沙紋沉積構造發育。隨著砂質沉積物的不斷沉積和向沉積遠端的進一步搬運，流體湍動進一步受到抑制逐漸轉化為上部過渡塞流和泥質碎屑流，整體形成以泥質沉積為主的沉積特征，局部發育薄層、低幅波紋層理的砂質沉積。流體縱向搬運分異與垂向差異卸載過程是控制不同位置流體類型及沉積特征差異的主要原因[41]。

5 沉積學意義

5.1 細粒沉積物沉積過程

細粒沉積物的沉積過程是沉積學研究中的公認難題[3?4，8，48?49]，特別是細粒沉積物的薄層砂質沉積與泥質沉積頻繁互層的成因長期困擾沉積學界[9，31，39，41，50]。針對細粒沉積物中的頻繁互層成因主要包含外部控制因素作用成因[13] 和沉積動力分異成因兩種解釋[42，50]，即對應異旋回和自旋回兩種控制作用。此外，機械壓實作用和化學成巖作用也可能是這種互層組構的成因解釋[8，51]。

外部控制因素主要強調流體的能量變化導致搬運的沉積物粒徑的變化，從而形成砂質與泥質沉積物的垂向疊加，如低密度濁流沉積過程中同樣存在能量強弱的波動變化，能量較強時以搬運砂質沉積物為主，能量減弱時則以搬運泥質沉積物為主，最終形成砂泥互層的沉積組構（圖10a）[13]。同時，不同重力流事件沉積在垂向上的疊加也可能是這種砂泥互層沉積組構的成因機制解釋，單一重力流事件沉積在沉積早期以砂質沉積為主，沉積晚期能量減弱形成泥質沉積（圖10b）[51]；或者重力流事件沉積期以砂質沉積為主，事件間歇期以懸浮沉降形成的泥質沉積為主（圖10c）[4]，不同的重力流事件沉積在垂向上的重復疊置形成砂質沉積與泥質沉積頻繁互層的沉積組構。

沉積動力分異成因解釋則強調砂、泥混雜的細粒沉積物在搬運過程中，流體與基底的剪切作用會導致黏土絮凝結構遭到破壞，砂質沉積在底部聚集，同時大量懸浮的黏土在砂質沉積層上部重新聚集。

當黏土含量達到一定濃度閾值時會發生整體聚集卸載，形成泥質沉積層[52]；而后重復上述過程，形成頻繁的紋層狀砂泥互層沉積組構（圖10d）[50]，也稱為沉積分選作用。Lowe et al.[42]進一步指出，這種沉積分選作用是形成紋層狀至單層厚度數十厘米頻繁砂泥互層沉積組構的主要原因。與單純的黏土含量達到一定濃度閾值時會發生整體聚集卸載形成泥質沉積認識不同，Lowe et al.[42]認為黏土含量達到一定濃度閾值的黏性層不會直接卸載，而是形成隔層阻礙砂質顆粒的沉積。砂質顆粒的沉積積累會進一步壓實下部黏性層，最終部分垮塌陷落到下部黏性層導致沉積物濃度增加，整體固結形成泥質沉積層及下部暗色泥質沉積和上部砂質沉積的雙層結構。之后重復上述過程，形成頻繁的砂質與泥質沉積互層（圖10e）。在這種情況下，黏土礦物類型與含量、有機質類型與含量、碎屑顆粒粒徑及密度等因素，可能是控制這種互層沉積中單層厚度的重要因素[25?26，29，31，42]。

重力流過渡流體沉積形成的砂泥頻繁互層沉積組構同樣是沉積動力分異控制下的沉積產物，即泥質雜基、有機質類型和富集是控制過渡流體轉化進而形成砂泥互層沉積組構的主要原因[25?26，29，41]。同時，下部過渡塞流沉積與泥質碎屑流沉積形成的砂泥互層沉積指示了早期形成泥質雜基為主的沉積物，而后期內部碎屑顆粒差異沉降卸載形成下部砂質沉積上部泥質沉積的沉積分異過程[27，47]。這種認識與傳統認為的沉積物從下至上逐漸疊加沉積過程截然相反，進一步豐富了對細粒沉積物形成過程的認知。

5.2 沉積物沉積環境恢復

通過細粒沉積物的沉積地球化學分析恢復其形成的古環境，進而探究古環境的演化是沉積學的重要研究內容[53]。特別是具有砂泥頻繁互層沉積組構的細粒沉積物，過去研究多認為其形成受季節變化、天文旋回乃至重大地質事件的控制[33]，是反演上述地質信息的良好載體。如上文所述，如果發育砂泥頻繁互層沉積組構的細粒沉積物沉積過程主要受外部控制因素的控制，這種互層組構無疑會忠實地記錄對應控制因素對沉積過程的控制作用，通過對不同物質組成沉積物的沉積地球化學分析，可以準確地反演地質歷史時期對應控制因素的變化情況[54]，從而為古環境、古氣候演化乃至重大地質事件的恢復提供準確的信息。然而，若發育砂泥頻繁互層沉積組構的細粒沉積物沉積過程主要受內部沉積分異過程的控制，盲目地采用沉積地球化學分析將砂泥互層組構完全歸因于沉積環境的演化，可能造成沉積信息的誤讀。因此，針對砂泥頻繁互層沉積組構發育的細粒沉積物開展沉積地球化學分析時，細粒沉積物的沉積過程分析意義重大。

5.3 湖盆有機質富集規律

湖盆細粒沉積物中有機質和黏土礦物富集，是控制重力流過渡流體發育的重要因素[25，29]。一方面，重力流在搬運過程中與泥質基底相互作用，使得在湖盆邊緣沉積的有機質進一步向深水盆地搬運，從而控制了深水區有機質的富集[19，29]，如宋紅盆地中的重力流過渡流體沉積有機質含量豐富，平均為2.88%[19]；另一方面，重力流的擾動促進了黏土礦物與有機質的相互作用，形成有機黏土復合體。這種復合體較單純有機質的抗降解與氧化能力更強，從而有利于有機質的保存和富集[55]。同時，黏土礦物、有機質、有機黏土復合體的發育促使濁流向過渡流體和泥質碎屑流轉化，過渡流體和泥質碎屑流沉積物多以整體固結的形式沉積，較快的沉積速率降低了有機質氧化時間，利于有機質的有效保存[19，29]。因而，湖盆中重力流過渡流體沉積發育的區域可能是有機質富集的有利部位，對明確湖盆有機質富集規律具有重要意義。

5.4 非常規油氣地質意義

湖盆中重力流過渡流體形成的砂質沉積與泥質沉積頻繁互層沉積組構是潛在的頁巖油氣甜點發育區[34，56?57]。前文述及，黏土和有機質的發育是促進重力流過渡流體發育的主要因素，過渡流體沉積多形成下部砂質沉積、上部泥質沉積的雙層結構（圖11a）。這種下部砂質沉積上部泥質沉積的沉積組構較低密度濁流沉積形成的正粒序結構（圖11b）具有有機質更為富集的特征[19，29]。其上部泥質沉積黏土和有機質富集，為油氣的生成提供了物質基礎；下部的砂質沉積緊鄰上部泥質沉積，為上部生成的油氣提供了潛在的儲集空間（圖11a）。同時，這種下部砂質沉積上部泥質沉積較純泥質沉積具有易于壓裂的優勢，利于改造開發[57]。穩定的過渡流體沉積可以形成累計厚度數十米到上百米的砂泥頻繁互層沉積組構，是頁巖油氣中的“甜點”區發育的優勢沉積巖相組合類型?，F階段關于重力流過渡流體沉積與頁巖油氣富集之間的關系尚不明確，相關研究可為細粒非常規油氣勘探開發提供新的思路。

6 結論

（1） 湖盆湍動增強過渡流沉積以砂質沉積為主，大尺度沙紋層理發育，砂質沉積物向上粒度變粗；下部過渡塞流沉積以下部砂質沉積與上部泥質沉積近等厚為特征，中間多發育薄層狀砂質與泥質明暗相間條帶；上部過渡塞流沉積整體以泥質沉積為主，下部發育的反序薄層砂質沉積中可發育低幅波紋層理。

（2） 湖盆過渡流體沉積發育4種巖相組合模式，巖相組合類型1和巖相組合類型2下部砂質沉積單元厚度大于上部泥質沉積單元厚度，為湍動增強過渡流和下部過渡塞流沉積產物；巖相組合類型3和巖相組合類型4下部砂質沉積單元厚度小于上部泥質沉積單元厚度，為上部過渡塞流和準層狀塞流沉積產物。

（3） 湖盆過渡流體沉積含側向搬運演化與垂向物質分異兩種差異顯著的成因類型，前者緊鄰相對粗粒砂質沉積，為低密度濁流在演化晚期由于膨脹減速，砂質顆粒卸載后流體上部泥質含量進一步增加，從而演化為湍動增強過渡流或下部過渡塞流沉積；后者主要發育于沉積遠端，多為泥質碎屑流搬運晚期底部剪切形成的上部過渡塞流導致底部砂質沉積富集，或泥質碎屑流停止搬運后，內部碎屑顆粒發生重排導致底部砂質富集。

（4） 細粒重力流形成的砂泥頻繁互層沉積組構受外部因素和內部沉積分異作用共同控制，在利用砂泥頻繁互層沉積組構發育的細粒沉積物開展沉積地球化學分析時，需要先明確其沉積過程；湖盆中重力流過渡流體沉積發育的區域，可能是有機質富集的有利部位，也是潛在的頁巖油氣甜點發育區。

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