沉積學(xué)中隊(duì)三角洲控制下沉積體系的沉積亞相特征及與能源礦產(chǎn)聚集的關(guān)系

【專家解說(shuō)】：三角洲相分為三角洲平原 亞相、三角洲前緣亞相和前三角洲亞相 1?三角洲平原亞相 三角洲平原亞相是三角洲的陸上沉積部分，其范圍包括從河流大量分叉處位置至海平面以上的廣大河口地區(qū)。三角洲平原沉積的亞環(huán)境多種多樣，以分流河道，分支河道）為格架，分流河道的兩側(cè)有天然堤、決口扇，而分流河道間地區(qū)常發(fā)育有沼澤、湖泊和分流間灣等。其中最主要的是分流河道砂沉積與沼澤的泥炭或（和） 褐煤沉積，這是與一般河流的重要區(qū)別。 三角洲平原亞相可進(jìn)一步分為分流河道、陸上天然堤、決口扇、沼澤、淡水湖泊等沉積微相。 （1）分流河道微相：是河流體系河床沉積向下延伸，是三角洲平原中的格架部分。具 有一般河道沉積的特征，即以砂質(zhì)沉積為主，向上逐漸變細(xì)的層序特征。但它們較中、上游 河流沉積的粒度為細(xì)，分選變好。一般底部為中—細(xì)粒砂，常含泥礫、植物干莖等殘留沉積 物，向上變?yōu)榉凵?、泥質(zhì)粉砂及粉砂質(zhì)泥等。砂質(zhì)層具有槽狀或板狀交錯(cuò)層理和波狀交錯(cuò)層 理，而且其規(guī)模向上變小。其底界與下伏巖層常呈侵蝕沖刷接觸。 由于分流河道位置較固定，而且較直，所以曲流沙壩一般不發(fā)育。分流河道砂體的形態(tài) 在平面上為長(zhǎng)形砂體，有時(shí)分叉；在橫剖面上呈對(duì)稱的透鏡狀。砂體常沉陷于下伏的泥巖層 內(nèi)，其中部最厚和最粗，而向兩端變薄和變細(xì)。 （2）陸上天然堤微相：位于分流河道的兩旁，向河道方向一側(cè)較陡，向外一側(cè)較緩。 這種天然堤系由洪水期攜帶泥沙的洪水漫出淤積而成。天然堤在三角洲平原的上部發(fā)育較 好，但向下游方向其高度、寬度、粒度和穩(wěn)固性都逐漸變小。以粉砂和粉砂質(zhì)粘土為主，而 且由河道向兩側(cè)變細(xì)和變薄。水平紋理和波狀交錯(cuò)紋理發(fā)育。水流波痕、植屑、植莖、植根 和潛穴等較常見(jiàn)。有時(shí)見(jiàn)有雨痕和干裂等暴露成因的構(gòu)造。 （3）決口扇微相：三角洲決口扇與河流的決口扇沉積亦很相似。但由于這種天然堤穩(wěn) 定性較差，故它們較河流中下游更為發(fā)育，而且有的面積較大，可形成席狀砂層。 （4）沼澤微相：位于三角洲平原分流河道間的低洼地區(qū)，分布最廣，約占三角洲平原 面積的90％。它們具有一般沼澤所具有的特征。這種沼澤的表面接近于平均高潮面，是一 個(gè)周期性被水淹沒(méi)的低洼地區(qū)；其水體性質(zhì)主要為淡水或半咸水。這種沼澤中植物繁茂，均 為蘆葦及其他草本植物，為一停滯的弱還原或還原環(huán)境。其巖性主要為暗色有機(jī)質(zhì)泥巖、泥 炭或褐煤沉積，其中常夾洪水沉積的薄層粉砂巖。常見(jiàn)有塊狀均勻?qū)永砗退郊y理，生物擾 動(dòng)作用強(qiáng)烈，有時(shí)見(jiàn)有潛穴。常含植屑、炭屑、植根、介形蟲(chóng)和腹足類以及菱鐵礦等。 （5）淡水湖泊微相：位于三角洲平原之上相對(duì)低洼的蓄水體，一般面積小，水體淺，一 般2～4m。沉積物主要為暗色粘土物質(zhì)，夾有泥砂透鏡體?？梢?jiàn)水平層理、生物擾動(dòng)等沉積構(gòu)造。 2?三角洲前緣亞相 三角洲前緣亞相位于三角洲平原外側(cè)至波浪基準(zhǔn)面之間，呈環(huán)帶狀分布于三角洲平原向 海洋一側(cè)邊緣，即分流河道的前端。三角洲前緣是三角洲最活躍的沉積中心。三角洲前緣亞 相可分為水下分流河道、水下天然堤、分流間灣、河口沙壩、遠(yuǎn)沙壩，末梢壩）、前緣席 狀砂等沉積微相。 （1）水下分流河道微相：為陸上分流河道的水下延伸部分，也稱水下分流河床。在向 海延伸過(guò)程中，河道加寬，深度減小，分叉增多，流速減緩，堆積速度增大。沉積物以砂、 粉砂為主，泥質(zhì)極少。常發(fā)育交錯(cuò)層理、波狀層理及沖刷—充填構(gòu)造，并見(jiàn)有層內(nèi)變形構(gòu) 造。在垂直于流向的剖面上呈透鏡狀，側(cè)向則變?yōu)榧?xì)粒沉積物。 （2）水下天然堤微相：是陸上天然堤的水下延伸部分，為水下分流河道兩側(cè)的沙脊， 退潮時(shí)可部分地出露水面成為沙坪。沉積物為極細(xì)的砂和粉砂。粒度概率曲線為單段或兩段 型。基本上由單一的懸浮總體組成。常具少量的粘土夾層。以流水形成的波狀層理為主，局 部出現(xiàn)流水和波浪共同作用形成的復(fù)雜交錯(cuò)層理。其他尚有沖刷—充填構(gòu)造、蟲(chóng)孔、泥球和 包卷層理等。有時(shí)可見(jiàn)植物碎片。 （3）分流間灣微相：為水下分流河道之間相對(duì)凹陷的海灣地區(qū)，與海相通。當(dāng)三角洲 向前推進(jìn)時(shí)，在分流河道間形成一系列尖端指向陸地的楔形泥質(zhì)沉積體，稱為“泥楔”。故 分流間灣以粘土沉積為主，含少量粉砂和細(xì)砂。砂質(zhì)沉積多是洪水季節(jié)河床漫溢沉積的結(jié) 果，常為粘土夾層或呈薄透鏡狀。具水平層理和透鏡狀層理?？梢?jiàn)浪成波痕及生物介殼和植 物殘?bào)w等，蟲(chóng)孔及生物攪動(dòng)構(gòu)造發(fā)育。在層序上，下部為前三角洲粘土沉積，向上變?yōu)楦缓?有機(jī)質(zhì)的沼澤沉積。 （4）河口沙壩微相：也稱為分流河口沙壩微相，是由于河流帶來(lái)的砂泥物質(zhì)在河口處 因流速降低堆積而成。其巖性主要由砂和粉砂組成，一般分選較好，質(zhì)較純凈。砂層呈中層 至厚層狀；發(fā)育有楔形交錯(cuò)層理或“S” 形前積紋理和水平紋理。其前積紋層的傾向多變， 反映水流方向的變化。偶見(jiàn)水流波痕和波浪波痕等層面構(gòu)造。砂層中化石稀少，但有時(shí)可見(jiàn) 到由其他環(huán)境搬運(yùn)來(lái)的介殼。 河口沙壩的形態(tài)在平面上多呈長(zhǎng)軸方向與河流方向平行的橢圓形，橫剖面上呈近于對(duì)稱 的雙透鏡狀，其周圍為前三角洲泥沉積。當(dāng)砂泥供應(yīng)量大，而且砂與泥比率低時(shí)，河口沙壩 發(fā)育，在其向海方向推進(jìn)過(guò)程中可形成所謂的指狀沙壩。 （5）遠(yuǎn)沙壩微相：位于河口沙壩前較遠(yuǎn)的部位。沉積物較河口沙壩為細(xì)，主要由粉砂 和少量粘土組成，只有在洪水期才有細(xì)砂沉積，并偶見(jiàn)遞變層理。沉積構(gòu)造以水平紋理和顏 色紋理為特征。但同時(shí)亦具有波狀交錯(cuò)層理和脈狀—波狀—透鏡狀復(fù)合層理。沿紋層面分布 較多的植屑和炭屑。生物擾動(dòng)構(gòu)造和潛穴發(fā)育，貝殼零星分布。 （6）前緣席狀砂微相：由于三角洲前緣的河口沙壩經(jīng)海水沖刷作用，使之再行分布于 其側(cè)翼而形成的薄而面積大的砂層。這種砂層分選好，質(zhì)較純凈，可成為極好的儲(chǔ)集層。其 沉積構(gòu)造常見(jiàn)有平行紋理和水流線理。 3?前三角洲亞相 前三角洲亞相位于三角洲前緣的前方，是三角洲體系中分布最廣、沉積最厚的地區(qū)。前 三角洲的海底地貌為一平緩的斜坡。其沉積物完全是在海面以下，而且大部分是在海水波浪 所不能及的深度下沉積的。巖性主要由暗灰色粘土和粉砂質(zhì)粘土組成，可以有三角洲前緣滑 塌來(lái)的濁積砂。多發(fā)育水平紋理和塊狀層理，偶見(jiàn)透鏡狀層理。其中發(fā)育有生物擾動(dòng)構(gòu)造和 潛穴，并含有廣鹽度的化石種屬，如介形蟲(chóng)、瓣鰓類和有孔蟲(chóng)等。但隨著向海方向過(guò)渡，海 生生物化石逐漸增多。前三角洲的暗色泥質(zhì)沉積物富含有機(jī)質(zhì)，而且沉積速度和埋藏速度較 快，故有利于有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化為油氣，可作為良好的生油層。 三角洲沉積與油氣生成和聚集有著密切的關(guān)系。眾所周知，一個(gè)具有遠(yuǎn)景的油氣田，必 須具備有以下幾項(xiàng)基本地質(zhì)條件：生油巖、儲(chǔ)油巖、蓋層、圈閉、后期儲(chǔ)油構(gòu)造未被破壞 等。這些條件存在與否、質(zhì)量好壞以及相互配合的關(guān)系如何，將直接影響油氣藏形成及其規(guī) 模。三角洲沉積體系一般具備上述各項(xiàng)條件。 1?生油層 前三角洲的暗色泥巖可作為良好的生油層。河流不僅為三角洲沉積帶來(lái)大量的泥 沙，而且?guī)?lái)了大量的有機(jī)物質(zhì)。這些有機(jī)質(zhì)隨著懸浮的泥質(zhì)一起在前三角洲地區(qū)沉 積下來(lái)。它們?yōu)楹杌蚝Ｅ柚械纳锾峁┝素S富的營(yíng)養(yǎng)，促使生物得以大量繁殖、生 長(zhǎng)。因此，前三角洲的泥巖中含有豐富陸源的及原地生長(zhǎng)的有機(jī)物質(zhì)。另外，前三角 洲環(huán)境一般是處在波浪所不能及的還原或弱還原環(huán)境，加之三角洲的沉積和埋藏都比 較迅速，有利于有機(jī)質(zhì)的保存和轉(zhuǎn)化。因此，前三角洲泥巖和粉砂質(zhì)泥巖可作為良好 的生油巖。 2?儲(chǔ)油巖 在三角洲沉積中，良好的儲(chǔ)油砂巖體是很多的。如河控三角洲中的河口沙壩、前緣席狀 砂以及分流河道砂，浪控三角洲中的海灘沙和障壁沙壩等都具有良好的儲(chǔ)油性能。其中分流 河道砂巖一般由于距油源區(qū)遠(yuǎn)，不如其他砂體有利。因此在古代三角洲沉積中，主要的儲(chǔ)集 層是三角洲前緣砂和與三角洲破壞密切共生的海岸砂。例如，墨西哥沿岸盆地新生界下威爾 克格斯群中已知的油氣田主要分布在一個(gè)相對(duì)狹窄的三角洲前緣砂分布的地帶內(nèi)。在這里， 三角洲前緣砂與鄰近的前三角洲泥呈指狀穿插，從而構(gòu)成了復(fù)式儲(chǔ)集層，形成良好的油氣聚 集條件。 3?蓋層 在三角洲沉積中，蓋層是大量存在的，如沼澤沉積、分流間灣、陸架和前三角洲泥等皆 可作為蓋層。而且，在三角洲形成的進(jìn)退過(guò)程中，它們和生油層、儲(chǔ)油層共同構(gòu)成了良好的 生儲(chǔ)蓋組合。 4?圈閉 在三角洲沉積中，上述儲(chǔ)油砂巖除席狀砂和分流河道砂體外，大多數(shù)砂體呈透鏡體狀產(chǎn) 出，這就容易形成地層巖性油藏，當(dāng)然也可形成構(gòu)造油藏。如在河控的三角洲沉積中，常有 同生斷層和由此而產(chǎn)生的牽引構(gòu)造、底辟構(gòu)造和鹽丘構(gòu)造伴生，因而可形成多種圈閉類型。 上述圈閉大多是在沉積過(guò)程中形成的，其形成時(shí)間較早，有利于油氣的聚集和形成，如美國(guó) 墨西哥灣中生代、新生代油氣田即與此有關(guān)。 勘探生產(chǎn)的實(shí)踐已證明，三角洲沉積有利于油氣聚集。根據(jù)國(guó)內(nèi)外油氣勘探資料的研 究，油氣主要聚集在三角洲沉積發(fā)育的海陸過(guò)渡地帶，即海岸線附近的地帶。因?yàn)檫@個(gè)地帶 在地質(zhì)發(fā)展歷史中，由于盆地的不斷緩慢下沉，海水反復(fù)的進(jìn)退可形成很厚的三角洲沉積。 這種沉積為油氣生成和聚集創(chuàng)造了有利的條件。而且石油主要聚集在過(guò)渡帶與淺海沉積犬牙 交錯(cuò)相間互層的地帶，而不是產(chǎn)于過(guò)渡帶與陸相犬牙交錯(cuò)的地層中，后者和距離油源較遠(yuǎn)或 無(wú)生油巖有關(guān)。 總之，三角洲沉積既有沉積厚的生油層，又有質(zhì)純、分選好的儲(chǔ)油層。加之三角洲 沉積過(guò)程中局部的海進(jìn)海退比較頻繁，幅度也較大，這樣就可形成眾多的、良好的生儲(chǔ) 蓋組合，進(jìn)而形成油氣豐富的油氣聚集帶，因此，研究三角洲沉積，對(duì)尋找油氣來(lái)說(shuō)是 很重要的。