Question

沉积相类型

Answer 1

结合岩相类型与测井相类型及特征的分析得出，富县地区延长组主要发育三角洲和湖泊两类沉积相及其5类沉积亚相、7类沉积微相（表4-1）。

表4-1 富县地区延长组沉积相类型划分及分布

（一）三角洲相

三角洲相是河流入湖在浅水缓坡处由河湖共同作用形成的、向湖心突出的、似三角形的砂泥沉积单元。从岸上到湖心依次出现三角洲平原、前缘及前三角洲3个亚相，它们在剖面上的垂向叠置层序，反映三角洲的进积-退积演化。区内延长组中，三角洲的 3 个亚相均有发育，特征明显。

1.三角洲平原亚相

该亚相位于河流下游第一个分流点至湖岸（现代湖泊中指季节性洪水期高水位时的湖岸）之间的三角洲岸上部分，以分流河道与分流间湾、沼泽沉积为特征。此外，因河流季节性暴涨形成的决口扇、天然堤或因河流改道形成的牛轭湖或废弃河道、小盐沼等微相，一般在古代沉积中当钻孔稀少时难以识别。本区延长组中，三角洲平原亚相主要发育于长4+5及其以上地层，可识别的微相主要有水上分流河道、分流间湾、含煤沼泽。

1）水上分流河道微相。该微相广泛发育于长2等油层组中（图4-2，4-3）。岩性以浅灰色、灰褐色等浅色（部分氧化色）细砂岩、粉砂岩为主，可见少量中砂岩，岩相组合类型为 Sm-Sh-Sp-Sr。具干裂构造、虫迹、泥砾、泥片，可见砾石，富含钙质结核。砂岩成熟度中等，长石居多，泥质胶结。岩石组合具向上变细序列，视电阻率测井相为幅度向上变小的圣诞树型、钟型、箱型-钟型。其沉积规模比前缘亚相水下分流河道大，水动力条件和侧向侵蚀作用较强。

2）分流间湾微相。该微相位于水上分流河道之间，以浅灰色、灰色、灰绿色泥岩、碳质泥岩及粉砂岩为主，夹高电阻率煤岩及少量细砂岩（图4-2，图4-3），岩相组合类型多为Sr-Fh-Sc-Mg-C。其中水体滞留、能量低，植物叶片丰富且保存好（图版Ⅱ-15，Ⅲ-1，Ⅲ-2）。视电阻率主要呈压扁状低阻。

图4-2 ZF26井长2油层组沉积微相与层序地层综合柱状图

3）含煤沼泽微相。该微相多由平原亚相中的分流间湾（洼地）或前缘亚相河口砂坝上的洼地随水体变浅演化而来（图版Ⅲ-3），以黑色泥岩、碳质泥岩、煤层发育为特征，岩相组合类型为Mg-C-Sr。沉积环境能量低，植物繁盛，有机质丰富（图4-3）。

2.三角洲前缘亚相

该亚相位于河流入湖口至湖坡间的滨浅湖缓坡地带，由河湖共同作用形成，是本区延长组长6油层组及其下伏地层中最发育、储层砂体最集中、成藏条件最有利的三角洲亚相带。从河口往湖心方向，可出现水下分流河道、河口砂坝、远砂坝及分流间湾等微相。

1）水下分流河道微相。该微相是三角洲平原分流河道入湖后，向湖内继续惯性流动的延伸部分，沉积规模一般小于水上分流河道，是三角洲中储层砂体极为发育的沉积微相之一。它广泛发育于本区长6、8、10 油层组等地层中（图版Ⅰ-1，Ⅰ-2，Ⅰ-13，Ⅱ-1），其特征为：①岩相组合类型为Mg-Sm、Sh-Sp-Sr和 Fm-Sds-Sc，主要为灰色、灰褐色中—细砂岩，一般与下伏深水暗色细粒粉砂质泥岩、泥岩沉积呈突变接触，由砂岩→泥质粉砂岩→粉砂质泥岩→泥岩组成向上变细的正粒序演化序列。底部冲刷面上多见厚10 cm的河道底部滞留扁平砾石、泥砾、泥片，泥砾大小为0.5～4 cm，单层砂体厚度一般为0.5～5 m，最高可达10 m以上。②向上沉积构造组合为平行层理、块状层理或板状→槽状→沙纹交错层理→水平层理，表明向上沉积水动力逐渐减弱。③垂向上砂体或被泥岩、粉砂质泥岩分隔成孤立状，或呈多个河道砂体连续的旋回性叠置，形成厚度可达 10 m以上的砂体。④砂岩具相对较高的结构成熟度、中等成分成熟度，粒径 0.25 mm左右，粒度标准偏差0.5～0.7，多为正偏，峰态值在1～3 之间，可见粒度集中在粗粒部分，表明河道水流对砂体有较强的分选和带出细粒沉积物的改造作用。⑤常见特殊的滑塌、包卷、液化变形层理构造，是沉积斜坡部位因重力滑塌、液化水体逃逸及泄水等作用形成的特殊沉积构造，成为区别于水上分流河道的重要指相标志。⑥视电阻率和深感应测井相均呈幅度向上变小的中—高幅钟形序列，多个砂体叠置时常为圣诞树形或箱形（图4-4，4-5）。

图4-3 ZF4井长1、长2油层组沉积微相与层序地层综合柱状图

2）河口砂坝微相。该微相由河水携带的物质在河流入湖区快速卸载堆积形成的沉积微相，是三角洲前缘亚相中极具特色的、砂体厚度较大的微相单元之一。区内河口砂坝微相沉积特征明显：①岩相组合类型为Mg-Fm-Sp-Sm和 Sds-Sc，岩性主要为灰色、深灰色粉砂岩、细砂岩及少量中砂岩，可见碳化植物碎片等植物化石，具向上粒度变粗、泥质含量减少、单层厚度变大的反韵律递变粒序特征，反映砂体堆积过程中水动力条件不断加强。②砂岩的成分和结构成熟度均相对较低，与其快速堆积、水动力条件变化大等地质因素有关。③下部发育水平层理、沙纹层理，局部为泥质物块状层理，向上为低角度板状交错层理、楔形层理、平行层理及砂岩块状层理的沉积构造组合，常见砂包泥、泥包砂、滑塌枕状构造、包卷变形层理、重荷模等，表明其沉积早期处于有间歇湖浪作用的弱动荡环境，中晚期水体变浅、水动力增强、沉积速度加快，堆积坡度随三角洲进积作用加强、加快而变陡，从而易于发生滑塌作用。④剖面上位于三角洲旋回结构下部，顶部则多被向湖盆方向延伸的水下分流河道冲刷截切而保存不全，同时可见河口砂坝与远砂坝连续叠置构成向前三角洲下超的强烈进积复合体，砂体厚度大、延伸远。⑤电测曲线直观的标志是，它与上覆水下分流河道砂体呈镜像对应关系，以中高幅漏斗形为主，局部呈数个向上加大的漏斗形、箱形组合，反映河口砂坝向上泥质减少、粒度变粗、进积作用增强的特点（图4-4，4-5）。

3）远砂坝微相。该微相位于河口砂坝向前三角洲方向过渡的末端，由溢出河口的较细沉积物组成。区内远砂坝微相具有下列特征：①岩相组合为 Mg-Sc和 Fh-Sds，一般为深灰色含碳屑粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩的韵律薄互层组合，向上略变粗，砂体一般厚0.5～2 m（图4-5）。②发育水平层理→沙纹层理、浪成沙纹层理→透镜状层理，可见滑塌构造、包卷层理及生物钻孔。③与河口砂坝共同组成连续的向上变粗、变厚的序列而超覆于前三角洲泥岩之上，但粒度比河口砂坝细，含较多碳屑碳化植物茎、叶碎片、小树干及少量双壳类等化石。④单个远砂坝测井曲线呈低—中幅漏斗形，具有相对较高的自然伽马值和低电阻率，显示其砂质含量低、泥质含量高的特点。

4）分流间湾微相。该微相主要指位于水下分流河道之间或河口砂坝与远砂坝之间、向下游方向开口并与浅湖连通、向上游方向收敛的小型洼地沉积，一般为接受洪水期溢出水下分流河道和相对远源的、缺少粗砂的粉砂岩、泥岩交互均匀悬浮沉积，常形成一系列小面积的尖端指向上游的泥质楔形体，因此也被称为水下泛滥平原。本区延长组三角洲前缘分流间湾常与河口砂坝、分流河道微相交互出现，其识别特征明显：①岩相组合为 Fh-Sc-Mg，岩性为深灰色、灰色、灰绿色泥岩和泥质粉砂岩的韵律薄互层组合，以泥质岩为主，间夹少量细砂岩沉积，厚度变化较大（1～5 m）。②以水平层理为主，次为沙纹层理和浪成层理，生物扰动和钻孔构造较为发育，显示该微相主要处于水体宁静的低能环境，但有间歇底流和湖浪改造作用。③化石丰富，以碳化植物为主，大多呈茎干碎屑和叶片产出，且为旱地、近水湿地和水生的属种混合。④剖面中往往向上过渡为加深的湖湾或三角洲黑色页岩沉积，或被河口砂坝或分流河道截切超覆。⑤在分流河道基础上退积形成的分流间湾，其测井相略显圣诞树型，反之，进积时形成的分流间湾测井相则呈漏斗状（图4-4，4-5）。

图4-4 ZF22井长6、长7油层组沉积微相与层序地层综合柱状图

图4-5 ZF4井长7、长8油层组沉积微相与层序地层综合柱状图

3.前三角洲亚相

该亚相平面上介于三角洲前缘亚相前方与湖泊相之间，垂向上位于进积三角洲沉积旋回底部，厚度一般较薄，但平面展布稳定。本区延长组中前三角洲亚相与前缘亚相交互出现，具有下列特征：①主要岩相组合包括 Mg-Fh 和 Fm-Mg，岩性为厚层块状灰黑色页岩、泥岩夹薄层粉砂质泥岩和泥质粉砂岩（图4-5，图4-6）。②发育水平层理、波状层理及块状层理。③见黄铁矿结核，含碳化植物茎干和叶片化石。④测井曲线多为低幅齿形、微齿形，陆源砂几乎不见，表明以湖泊沉积为主。一般很难与浅湖-半深湖相区别，但可据其位于每个三角洲旋回下部，常与远砂坝-河口砂坝进积复合构成连续向上变粗的沉积演化序列加以识别。

（二）湖泊相

根据构造背景、地理位置及气候条件等特点，可把湖泊划分为坳陷型湖盆等 12 种类型（表4-2）。其中，坳陷型湖泊盆地是以坳陷式构造活动为特点，表现为较均一的整体沉降，因而整个盆地地形简单平缓，坳陷边缘斜坡较缓，多于盆地中央形成一个水域统一、水体不太深的坳陷型湖泊。晚三叠世，鄂尔多斯盆地就属于这类型湖盆（吴崇筠等，1992），面积约25×10⁴ km²；在湖盆中部，淡水湖泊面积达到9×10⁴ km² ，当时富县地区就位于靠近坳陷湖泊中央的东南部沉积区。

表4-2 我国中、新生代湖泊类型

按照湖泊相内部不同地理位置和湖水深浅，根据既能反映亚相的分布位置和水深、又能反映水动力条件、且与生储盖层分布关系密切的浪基面、枯水面及洪水面3个界面，富县地区延长组湖泊相可分为滨浅湖和半深湖两个亚相类型。

1.滨浅湖亚相

滨湖亚相是指浅湖亚相以上的近岸带，是波浪发生局部破碎形成破浪、激浪、冲流及回流产生强烈冲洗的湖岸带。由于滨湖亚相带较窄，它在古代湖相沉积中极少能够被辨认（Friedman和Sanders，1978），且难与浅湖亚相分开，因此，笔者把滨湖与浅湖合并为滨浅湖亚相，或统称浅湖亚相。

浅湖亚相是指湖水位与湖浪影响深度范围的湖盆沉积区域（Knut Bjorlykke，1984），实际上相当于枯水期湖水面至正常浪基面之间的低能环境。平面上分布于三角洲前方的广大区域，与前三角洲相邻产出，因其地形平坦而又被称为湖底平原。在坳陷沉积盆地中，浅湖亚相一般较为宽阔。

图4-6 富县地区长8、长6、长2油层组砂岩体与地层厚度等值线图

根据浅湖与半深湖亚相沉积的共生关系，本文把它与常被远砂坝-河口砂坝进积复合体超覆的前三角洲亚相相区别。富县地区延长组由于滨浅湖亚相带主体代之而发育三角洲前缘亚相砂体，因此，可识别的浅湖亚相沉积主要为具水平层理的深灰色、灰色及灰褐色泥岩、页岩、沥青质泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩或泥质粉砂岩不等厚互层，间夹微波状或浪成沙纹层理粉砂岩，岩相组合类型为Sp-Sr-Fh-Sds-Sc-Mg。测井曲线呈低幅齿形或光滑形，显示泥岩和粉砂岩的韵律性互层和相对稳定的低能沉积环境特征（图4-4，4-5，4-6）。

2.半深湖亚相

半深湖亚相是位于浪基面以下、未受波浪和湖流搅动的缺氧静水区沉积亚相，它难以与深湖亚相严格区分。相对而言，半深湖亚相泥岩颜色的暗度、岩性的纯度低于深湖亚相，略偏离盆地和湖泊的沉积中心。

富县地区延长组主要发育半深湖亚相，而深湖亚相则大致位于本区的西面。半深湖相主要为黑色高电阻率油页岩、泥岩、粉砂质泥岩偶夹少量薄层泥质粉砂岩，岩相组合类型为Fh-Sds-Mg，具微细水平层理和块状层理。油页岩在本区延长组中较为发育，主要发育于长7、9油层组，长6、8油层组也可见及。尤其是在长7油层组中，油页岩沉积连续性好，最大累计厚度达88 m（ZF26井），单层厚度大，中间仅被少量薄层粉砂质泥岩和泥岩间隔，陆源砂质较少涉及（图4-4，4-5，4-6）。