东海陆架盆地瓯江凹陷古近系层序地层学与沉积特征研究

赵英杰,郭艳东

（中国地质大学（北京）海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京 100083）

东海陆架盆地瓯江凹陷古近系层序地层学与沉积特征研究

赵英杰,郭艳东

（中国地质大学（北京）海相储层演化与油气富集机理教育部重点实验室,北京 100083）

应用层序地层学方法,通过钻井、测井、地震反射等标志,识别出层序界面和最大海泛面,将东海陆架盆地瓯江凹陷古近系划分为3个层序,层序界面分别为 T20、T40、T42、T50,并以地层叠置样式、岩性、岩相的变化为依据在单井上将每个三级层序细分为低位、湖侵和高位3个体系域;在层序格架内利用钻井和古生物资料分析了沉积体系在瓯江凹陷的平面展布:月桂峰组主要是三角洲相和湖泊相沉积,灵峰组和明月峰组是三角洲相和滨海相沉积,瓯江组和温州组为三角洲相和滨海相沉积,其中瓯江凹陷东次凹为浅海相沉积;沉积物源主要以西向东注入和西北方向向东南注入,同时揭示了古近系两次大规模海侵分别是古新世中期灵峰组沉积时期和始新世中期瓯江组沉积时期。

瓯江凹陷;古近系;层序地层学;沉积体系;

Abstract:The strata of Oujiang Sag are divided into three sequences by identifying the sequence surfaces and the most flooding faces based on drilling data,logging data and seismic data.The sequence faces are recognized in the seismic section,they are T20,T40,T42,T50.Each sequence is divided into three tracts based on the changes of lithology facies,overlying model and so on.Due to the research on the drilling cores,the logging data and paleontologic evidence,we define some depositional systems such as delta,lacustrine and marine in the Paleogene System of Oujiang Sag.Yueguifeng group consistss of delta facies and lacustrine facies sediments,Lingfeng group and Mingyuefeng group consists of delta facies and littoral facies sediments,Oujiang group and Wenzhou group consists of delta facies and littoral facies sediments,and neritic facies deposited in the east sag.Sediments sourced from west and northwest.In the Paleogene System,two large marine transgressions happed in middle Paleocene and middle Eocene.

Key words:Oujiang Sag;Paleogene System;sequence stratigraphy;depositional system

瓯江凹陷位于东海陆架盆地的西南部,面积约1.9×104km2,该凹陷属新生代断陷型盆地,由瓯江凹陷西次凹、瓯江凹陷东次凹和灵峰凸起带组成（图1）。前人有将瓯江凹陷西北部叫椒江凹陷,其他部分叫丽水凹陷。

瓯江凹陷具典型的东断西超半地堑结构。早古新世,东海陆架盆地进入裂陷发育阶段,新生代盆地叠加在中生代残余盆地之上。始新世,整个东海陆架盆地进入断拗发育阶段,接受了一套厚度不等的海相沉积。渐新世末期,该区第三次遭受大规模的区域抬升（即花港运动）,使得盆地中西部地区整套渐新世地层沉积很薄。新近纪到第四纪,该区断裂不发育,整体接受了一套河流和冲积平原相到海相沉积,呈现东厚西薄的特征。

图1 瓯江凹陷地质构造图Fig.1 Geological structure of Oujiang Sag

前人在研究区层序地层研究方面有各种不同的看法。瓯江西次凹上古新统划分为3个三级层序,自下而上为 TS1、TS2和 TS3。而灵峰凸起构造带上（据LF-1井、WZ20-1-1井和 WZ15-1井资料）仅发育 TS3层序,且缺乏低位体[1]。瓯江凹陷古近系可划分出7个三级层序,即下古新统月桂峰组,上古新统灵峰组下段、灵峰组上段和明月峰组,以及始新统瓯江组、温州组和平湖组。每一个三级层序的下部均为低位及海进域时期沉积的砂岩储层,而最大海泛面发育时期沉积的泥岩段则是很好的区域盖层,它们均可形成良好的储盖组合[2]。古新统明月峰组是瓯江西次凹中重要的含油气层段,其浅海—三角洲相沉积构成了一个完整的三级层序。依据初始海泛面、最大海泛面和高位域晚期存在的明显海退界面,三级层序内可划分出低水位、海侵、高水位和下降体系域四部分。层序界面和主要的海侵、海退面均得到了古生物丰度和分异度的佐证[3]。前人在此地区层序地层的研究有的基于构造演化,有的基于岩性地层,有的基于海侵期次,导致划分层序的方案不统一,本次研究依据构造运动划分层序,依据海侵识别最大海泛面,将古近系划分为三个层序。

1 层序划分和识别

图2 瓯江凹陷地层剖面略图Fig.2 Stratigraphic section of Oujiang Sag

图3 瓯江凹陷古近系层序地层划分方案Fig.3 Sequence stratigraphy framework of Oujiang Sag in Paleogene System

结合地震和钻井资料,将瓯江凹陷新生界古近系划分为3个层序,层序界面分别为 T20、T40、T42、T50（图2和图3）。T20是中新统底界面底界,T40是始新统的底界面,T42是古新统灵峰组和月桂峰组的分界面,T50是新生界的底界面。层序1为月桂峰组,可以划分为三个体系域:低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。层序2为由灵峰组和明月峰组组成,最大海泛面是 T41,划分为三个体系域:低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。层序3是由剥蚀后的始新统组成,最大海泛面是 T33,划分为三个体系域:低位体系域、湖侵体系域和高位体系域（表1）。

表1 瓯江凹陷古近系层序地层划分方案Tab.1 Sequence stratigraphy framework of Oujiang Sag in Paleogene System

1.1 层序界面的特征

层序是以不整合和与之相对应的整合为边界的一套相对整一、有成因联系的地层序列。层序边界的形成代表了某一时间段在一定地区的沉积间断,其上下沉积岩层在岩性、沉积相组合、反射特征、电测曲线上都会产生一些特殊的响应[4]。图4A～F是截取了瓯江凹陷灵峰1井以及WZ4-1-1井的典型层序界面,反映了层序界面在钻井上的岩性突变、沉积环境突变标志和最大海泛面在钻井上大范围厚层灰岩发育、厚层泥岩发育等标志。

层序1的底界（T50反射界面）是新生界的底界,在凹陷西部斜坡与洼陷过渡带一般开始出现上超和削截现象;在钻井上中生代地层岩性为火山岩或红层,新生代地层岩性为浅灰色砂泥岩,沉积环境由火山岩带或干旱湖泊变为湿润的湖泊环境;在声波时差测井曲线上由高值突变为低值。层序2的底界（T42反射界面）在地震上为强轴,连续性较差,在瓯江凹陷东次凹和西次凹都可以追踪,在西次凹西斜坡上有上超现象,在东次凹表现为整一,在灵峰凸起上未追踪到此同相轴,说明灵峰凸起上在古新世早期为剥蚀期;在钻井上界面之下岩性主要为浅灰色砂岩与深灰色泥岩互层,界面之下岩性为深灰色泥岩,发生了沉积相的突变;测井曲线形态由界面之下的漏斗形变为齿状,由低值突变为高值。层序3的底界（T40）在地震上表现为高振幅强连续性的同相轴,在整个凹陷中可以追踪,在西次凹的东部有削截造成的微角度不整合;在钻井上岩性为区域性的煤层沉积;在测井曲线上,界面上下的曲线形态出现突变,界面上形成多段箱型曲线的叠置,代表厚层的下切水道或低位域沉积砂体。

图4 钻、测井层序界面识别标志Fig.4 The identification marks of sequence boundary

1.2 体系域界面的特征

初次海泛面是基准面下降与上升的转换面,沉积旋回表现为由反旋回变为正旋回,在层序内识别初次海泛面主要是依据钻井、测井资料。

T41反射界面代表了层序2（上古新统灵峰组和明月峰组）中最大的海泛面,构成层序2高位域与海侵体系域的分界面。该界面在地震剖面上表现为较连续的强反射轴,高位域明显底超于该界面之上,在全凹陷内可追踪对比。在钻井上表现为区域性的厚层泥岩沉积。

T33反射界面代表了层序3（始新统）中最大的海泛面,构成层序3高位域与海侵域的分界面。该界面在地震剖面上表现为高连续的强反射轴,在钻井上表现为区域性的灰岩沉积。

2 层序内沉积体系组成及展布特征

古新世早期开始到始新世末期,东海陆架盆地共发生3次海侵,古新世早期海水随着大洋暖流由东南方向侵入,但是海水还未进入瓯江凹陷。古新世中期海侵范围向北部发展此时海侵到达最大海泛期,古新世晚期出现海退现象,部分钻井海相微体古生物的含量稀少。始新世早期海水又一次侵入,始新世中期瓯江组各种海相微体古生物化石含量又达到了顶峰,为此次海侵的最大海泛面[1]。

层序1（月桂峰组）沉积体系展布（图5）是受海侵影响的河湖相沉积,沉积相类型有三角洲相和湖泊相。三角洲相沉积面积约有1 800 km2。主要沉积物源来自西部斜坡带,次要物源来自东部隆起带。WZ4-1-1、WZ26-1-1、SMT1井都钻遇早古新世月桂峰组,而瓯江凹陷的其他钻井都未钻遇月桂峰组,根据钻井和地震资料,确定了层序1沉积体系的分布和沉积相类型。在WZ4-1-1井还有淡水沟鞭藻和绿藻类盘星藻,表明月桂峰组当时沉积环境为淡水湖泊[5]。

图5 层序1（月桂峰组）沉积体系平面图Fig.5 Planar graph of depositional system of sequence 1（Yueguifeng group）

图6 层序2（灵峰组、明月峰组）沉积体系平面图Fig.6 Planar graph of depositional system of sequence 2（Lingfeng group&Mingyuefeng group）

层序2（古新统灵峰组和明月峰组）沉积体系展布（如图6）:海侵范围扩大瓯江凹陷由滨浅湖沉积过渡为滨海沉积。由于海水的涌入,海水深度快速加大,使物源供给不足,沿瓯江凹陷西斜坡三角洲相沉积范围缩小,但向凹陷内部延伸长度加大,沉积面积大约为1 500 km2。灵峰1井钻井揭示古新统灵峰组地层直接覆盖于元古代片麻岩之上,缺失早古新世月桂峰组沉积,说明当时灵峰构造暴露水面受到剥蚀,晚古新世灵峰构造变为水下隆起,接受了晚古新世沉积,灵峰组下段以深灰色泥岩、粉砂岩为主夹少量灰质砂岩,底部有2 m厚的生物灰岩,含有较多的浮游和底栖有孔虫化石,钙质超微和沟鞭藻化石也很丰富,说明古新统晚期灵峰凸起水体较浅为滨浅海中的台地。位于瓯江凹陷东次凹南部的 FZ2-1-1井揭示始新统岩性主要为滨海相厚层灰岩和浅灰色粉砂岩,瓯江凹陷东次凹由滨海相过渡为浅海相。

层序3（始新世瓯江组和温州组）沉积体系展布（如图7）:海侵进一步加大,水深明显加大,瓯江凹陷西斜坡三角洲范围明显减小,沉积面积约为1 200 km2,位于瓯江凹陷东次凹南部的FZ2-1-1井揭示始新统岩性主要为浅海相泥岩,瓯江凹陷东次凹由滨海相过渡为浅海相。

图7 层序3（瓯江组、温州组）沉积体系平面图Fig.7 Planar graph of depositional system of sequence 3（Oujiang group&Wenzhou group）

3 结论

（1）瓯江凹陷古近系依据地震不整合面划分为3个层序,通过地震、钻井特征识别最大海泛面在层序内部划分出低位体系域、海侵体系域（湖侵体系域）和高位体系域。

（2）月桂峰组主要是湖泊相沉积,灵峰组和明月峰组是滨浅海相沉积。月桂峰 book=6,ebook=110组有利的油气储集层是位于凹陷西斜坡的三角洲相,储盖层均发育在本组以内,这样的生储盖层系将构成瓯江凹陷古新世早期陆相含油气系统。瓯江凹陷西次凹灵峰组和明月峰组是滨浅海相烃源岩。

（2）新下段不同沉积期受到两支物源影响程度各异。Ⅲ油组马王庙地区主要受北东向汉川物源影响,受到北西汉水物源的影响较小,以西北部的马4—马11区域砂体沉积为辅;Ⅱ油组时期,发生湖侵,湖岸线东移,主要物源来自东北方向,其影响较前期增大,次要物源来自book=4,ebook=135西北方向;Ⅰ油组时期,湖盆缓慢退缩,东北部物源影响变小,而西北物源影响范围变大,但仍以东北物源影响为主。

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（3）通过层序平面编图,揭示了不同时期沉积体系展布及其演化。确定沉积物源主要以西向东注入和西北方向向东南注入,同时揭示了古近系两次大规模海侵分别是古新世中期灵峰组沉积时期和始新世中期瓯江组沉积时期。

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Research on sequence stratigraphy and depositional features of Paleogene System of Oujiang Sag in the East China Sea

Zhao Yingjie,Guo Yandong

（The Key Laboratory of Marine Reservoir Evolution and Hydrocarbon Accumulation Mechanism,Ministry of Education,China University of Geosciences（Beijing）,Beijing100083）

P539.2

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2010.04.015

1008-2336（2010）04-0015-06

全国油气资源战略选区调查与评价国家专项（2009GYXQ05-04）资助。

2010-06-28;改回日期:2010-07-05

赵英杰,女,1984年生,中国地质大学（北京）能源学院矿产普查与勘探专业在读硕士研究生,研究方向为应用沉积学和层序地层学。E-mail:zyj070908@163.com。