歧口凹陷缓坡带层序地层模式

孟繁有，李 勇，何 川，肖敦清，蒲秀刚，袁淑琴，刘子藏

(1.中国石油大学地球科学学院，北京 102249;2.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610059;3.大港油田 勘探开发研究院，天津 300280)

歧口凹陷缓坡带层序地层模式

孟繁有1，李 勇2，何 川3，肖敦清3，蒲秀刚3，袁淑琴3，刘子藏3

(1.中国石油大学地球科学学院，北京 102249;2.成都理工大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，四川成都 610059;3.大港油田 勘探开发研究院，天津 300280)

根据层序地层学原理及构造－沉积关系，对歧口凹陷缓坡带构造样式和层序地层模式进行研究，并分析二者之间的相互关系。依据构造特征将歧口凹陷缓坡带划分为外带、中带、内带3个构造地貌单元，进而将其分为低角度－多断－斜坡型缓坡、低角度－多断－单坡折型缓坡和高角度－多断－多坡折型缓坡3种缓坡构造样式。在歧口凹陷缓坡带沙河街组内部划分6个二级层序和16个三级层序，建立其层序格架，阐明其内部沉积特征。针对3种不同类型的缓坡，分析构造控制下的沉积层序展布特征。结果表明:层序具有不完整性，低位体系域较不发育，湖侵体系域和高位体系域分布广泛;在空间上，由北向南层序的数量减少，厚度减薄，各层序的完整程度也降低;缓坡构造样式控制层序类型和地层结构。

坡折带;层序地层;构造样式;沙河街组;缓坡带;歧口凹陷

中国东部中、新生代陆相断陷盆地一般可划分为缓坡带、深陷带和陡坡带3个构造单元。陡坡带的低位扇可作为油气的良好储层，是油气勘探的重要领域，因此陡坡带的研究较多，理论、技术相对成熟［1-3］。近年来，缓坡带也逐渐进行了油气勘探和开发，开始探索缓坡带的构造样式和油气分布规律［4-8］，分析缓坡带的层序地层、沉积模式［9-10］和物源体系模式［11］，探索缓坡带沉积体系与成藏动力学［8，12］。相对陡坡带而言，缓坡带的同沉积断裂规模小，易被忽视，但其对层序和沉积体系域的控制却仍然十分显著。笔者以歧口凹陷为例，分析在缓坡带背景下坡折带对层序类型、地层结构特征的控制作用，探索不同类型坡折带的沉积层序模式，总结缓坡带上同沉积断裂形成的构造坡折带对盆地充填可容纳空间和对低位域、高位域三角洲—岸线体系的发育部位的制约作用，以及对沉积体系的发育和砂体分布的控制作用。

1 构造特征与样式

歧口凹陷位于渤海湾盆地中西部，由陡坡带、缓坡区和深陷区3个构造单元组成。缓坡带位于埕宁隆起与岐口凹陷之间(图1)，整体为一个北西倾的单斜，包括埕宁隆起剥蚀区、缓坡区和深陷区(岐口凹陷)3个部分。平面上，断裂呈帚状或雁列状组合;剖面上，断裂具多米诺式断阶结构，属于多级低角度缓坡。缓坡带被正断层分割成外带、中带、内带3个单元(图1)。

古近系沙河街组是歧口凹陷缓坡带最重要的勘探目的层系，地层厚度0～1.6 km，由南向北逐步增厚，自下而上为沙三段、沙二段和沙一段。沙河街期发育西部、中部和东部3个物源(图2)，呈东西向线状分布，水系的轴向垂直于主要构造线，由南向北，发育辫状河三角洲—滩坝—湖泊—浊积扇沉积体系［11-12］。

图1 歧口凹陷缓坡带构造格架Fig.1 Tectonic framework of gentle slope(Ramp)in Qikou depression

图2 歧口凹陷缓坡带古近系沙河街组沉积体系展布Fig.2 Dispersal pattern of sandstone bodies in Shahejie formation on gentle slope(Ramp)in Qikou depression

在恢复歧口凹陷缓坡带的古构造与古地貌基础 上，依据缓坡带同生断裂、阶状断面，将歧口凹陷缓坡带分为西部的低角度－多断－单坡折型缓坡、中部的低角度－多断－斜坡型缓坡和东部的高角度－多断－多坡折型缓坡3种类型(图3，其中SB为层序界面，LST为低位体系域，EST为湖侵体系域，HST为高位体系域，Mfs为最大湖泛面，Bdp为辫状河三角洲平原亚相，Bdf为辫状河三角洲前缘亚相，Lf为浊积扇，Wf为下切谷及下切水道)。

图3 歧口凹陷缓坡带坡折类型及层序地层模式Fig.3 Sequence stratigraphic model on gentle slope(Ramp)in Qikou depression

(1)低角度－多断－单坡折型缓坡带主要发育于宽度窄、坡度陡的西部，是由一系列南高北低的盆倾断层组成的断阶带。从埕宁隆起至湖盆中心水平距离与湖盆深度的比值大于5(地层倾角小于10°)，坡度不稳定，在坡折带明显变陡。主控断层活动性强，控制了构造坡折带的形成及沉积体系的展布，断层两盘的沉积厚度有明显差别。

(2)低角度－多断－斜坡型缓坡带位于宽度较大、坡度较缓的中部，是由多条同倾断层组成的断阶带。断层活动性弱，从埕宁隆起至湖盆中心水平距离与湖盆深度的比值大于7(地层倾角小于8°)，坡度一般小于8°，坡度较为稳定，未形成明显的坡折带。该地区沉积中断明显，地层发育不全，主要受湖平面升降的控制，构造因素影响较小。

(3)高角度－多断－多坡折型缓坡带发育于宽度最窄、坡度最陡的东部，由两条活动强度很大的盆倾同沉积断层控制形成，两条断层分别形成凸缘坡折带和临洼坡折带。从凸起至湖盆中心水平距离与湖盆深度的比值小于5，坡度一般大于10°，最大可达30°左右，形成高角度的缓坡，坡度不稳定，在坡折带明显变陡。在多条断层控制下，形成多级构造坡折带，由多条二、三级断层构成帚状组合的主要断层控制了砂体的厚度及分布。

2 层序地层划分与格架

在对地震剖面、测井曲线和岩心研究的基础上，以不整合面和上超面将沙河街组划分为6个三级层序(SQ1～SQ6，图4)，以湖泛面和地层叠加方式划分了体系域。

(1)SQ1层序。SQ1相当于沙三下亚段(图4，图5)，为一套泥岩夹砂砾岩组合。层序底界面(SB1)为沙河街组与下伏地层间的区域性不整合(T6)。界面之上为灰白、灰绿色粗粒块状砂岩或砾岩，界面之下为中生界杂色泥岩。垂向上，该层序为退积－加积－进积结构，退积序列的厚度大于进积序列，发育低位体系域、湖侵体系域和高位体系域，最大湖泛面位于油页岩部位。低位体系域以退积型辫状河三角洲沉积体系为主，湖侵体系域以深湖泥岩和油页岩为特征，高位体系域以进积型辫状河三角洲沉积体系为主。层序厚度内带厚、中带薄、外带缺失，内带层序完整、中带以湖侵体系域为主，低位和高位体系域不完整。

图4 歧口凹陷缓坡带层序地层综合柱状图Fig.4 Comprehensive sequence stratigraphic columnar section of gentle slope(Ramp)in Qikou depression

图5 歧口凹陷缓坡带中带层序结构Fig.5 Sequence stratigraphic texture on the middle belt of gentle slope(Ramp)in Qikou depression

(2)SQ2层序。SQ2相当于沙三上亚段(图4)，为一套泥岩夹砂砾岩组合。层序底界面(SB2)为一岩性转换面，以沙三上亚段中的油页岩为标志，与下伏地层呈角度不整合(中带)－整合(内带)接触。垂向上，该层序为退积－加积－进积结构，旋回对称性较好，发育低位体系域、湖侵体系域和高位体系域。低位体系域以辫状河三角洲沉积为主，湖侵及高位体系域以砂坝为主。层序厚度同样为内带厚、中带薄、外带缺失，内带层序完整。中带以辫状河三角洲沉积体系和滩坝沉积体系为主，内带以浅湖和深湖泥岩和浊积扇为主。

(3)SQ3层序。SQ3相当于沙二下亚段(图4、图5)，为一套灰色、深灰色泥岩夹砂岩组合。层序底界面(SB3)为沙二和沙三段间的不整合面(T5)。垂向上，该层序为退积－加积－进积结构，湖侵和高位体系域发育，低位体系域不发育。湖侵体系域发育厚度较大的砂坝。该层序仅分布于赵北－羊二庄断层以北地区的中带内侧和内带，外带和中带外侧均缺失。

(4)SQ4层序。SQ4相当于沙二上亚段(图4)，为一套灰色、深灰色泥岩夹砂岩组合。层序底界面(SB4)为沙二段内部的岩性转换面，界面上下呈整合(内带)－平行不整合－角度不整合(中带)接触。垂向上，该层序为退积－加积－进积结构，湖侵和高位体系域发育，低位体系域不发育，整体继承了SQ3的空间分布特征。

(5)SQ5层序。SQ5相当于沙一下亚段(图4、图5)，为一套深灰色泥岩夹灰色薄层砂岩、褐色油页岩、泥质白云岩、白云质泥岩。层序底界面(SB5)为沙二和沙一段间整合面(内带)－平行不整合面(外带、中带)(T4)。垂向上，该层序发育加积－进积结构，加积结构厚度明显小于进积，发育极厚的高位体系域和湖侵体系域。该层序全区内均有分布，内带厚、外带薄，主要发育滨浅湖、滩坝、半深湖和辫状河三角洲等沉积体系，外带与中带形成了相对封闭的湖湾，形成了大量碳酸盐岩沉积。

(6)SQ6层序。SQ6相当于沙一中、上亚段(图4、图5)，为一套深灰色泥岩夹灰色薄层砂岩、褐色油页岩、泥质白云岩、白云质泥岩。层序底界面(SB6)为沙一段内岩性转换面，以沙一下亚段的褐色油页岩、泥质白云岩为标志，与下伏地层为整合(内带)－平行不整合(中带、外带)接触。垂向上，该层序以进积为主的加积－进积复合结构，发育高位和湖侵体系域，主要形成滨浅湖(滩坝)、半深湖和辫状河三角洲等沉积体系。该层序分布较SQ5缩小，但沉积物仍覆盖于研究区的大部。

研究区缓坡带沙河街组三级层序识别标志清楚、界面稳定，易在岩心和测井曲线上识别，以此建立了层序地层格架(图6(a))，并通过沉积间断面和不整合面的拉平建立了年代地层格架(图6(b))。

图6 歧口凹陷缓坡带沙河街组层序格架Fig.6 Sequence stratigraphic framework of gentle slope(Ramp)in Qikou depression

研究区层序格架特征为:①发育2个大型区域不整合面(SB1和SB3)，层序界面清楚，上超现象明显，中带和外带为上超不整合，不发育下切谷，内带和深陷带为整合;②低位体系域不发育(或局部发育)，湖侵体系域广泛发育，高位体系域受到不同程度的剥蚀;③由北部的内带向南部的外带，层序厚度减薄，层序缺失程度加大，层序不完整性增强，北部的内带6个层序完整，中部的中带北部缺失部分SQ1与SQ3、南部的外带缺失SQ3和SQ4、南部缺失全部6个层序。

3 歧口凹陷缓坡带层序地层模式

受坡折带类型和断裂活动性等多方面的影响，在不同部位形成了不同的沉积层序模式。

3.1 低角度－多断－斜坡型缓坡

层序低位期的湖平面下降速度大于构造沉降幅度，湖平面下降，侵蚀基准面下降。低位体系域主要以曲流河(辫状河)三角洲、滨浅湖相、滩坝等为主，湖侵体系域以深－半深湖、碳酸盐岩沉积为主，高位体系域则以河流－三角洲沉积为主(图3)。特征如下:①断裂活动弱，填平补齐过程中形成坡度小、无明显古地形坡折的地貌，低位、湖侵和高位体系域发育不齐全;②具有“平盆浅湖”的沉积特点，由于无明显坡折，故在基准面下降时多发生过路不沉积，无明显下切，低位体系域发育时趋于暴露，并迅速填平补齐，因此低位体系域不发育;③湖侵体系域广泛发育，湖侵期湖平面迅速上升，形成向湖岸上超的滨浅湖相灰岩层、生物灰岩层或砂岩层;④高位体系域以滨浅湖砂泥岩或三角洲沉积为主，形成曲流河(辫状河)三角洲向盆地的进积或加积。

3.2 低角度－多断－单坡折型缓坡

层序低位期的湖平面下降速度大于构造沉降幅度，侵蚀基准面下降，前期沉积物暴露，河道下切形成下切水道，其下形成斜坡扇(或盆底扇)。这些扇体多以远源浊积扇为主。湖侵期以深－半深湖、碳酸盐岩沉积为特点，在高位期则以河流－三角洲沉积为主(图3)。特征如下:①受一条盆倾的主控断层影响形成了古地形坡折，坡折带两侧地形坡度突变，导致坡折带之上发育下切谷、湖侵体系域及高位体系域，之下为低位体系域扇体、湖侵体系域及高位体系域;②低位体系域仅限于构造坡折带内侧，地震反射上呈断续、杂乱、空白反射，为浊积扇等低位扇沉积;③湖侵期水面急速上升，深湖－半深湖相沉积向缓坡带上超;④高位期主要为水系入湖形成的大型曲流河三角洲或辫状河三角洲沉积体。

3.3 高角度－多断－多坡折型缓坡

与低角度－多断－单坡折型缓坡控制下的层序地层模式相似，但特征存在差异(图3)。特征如下:①受两条同向的同沉积断层控制，靠盆缘的断层形成一级坡折带，靠盆内的断层形成二级坡折带，从而形成多级坡折带;②低位体系域扇体被控制在各级坡折带以内，沉积厚度大，为低位扇(水下扇或浊积扇)等沉积物;③湖侵体系域为滨浅湖相砂、泥岩沉积为主，沉积厚度小;④高位体系域在二级坡折带以外主要为辫状河三角洲的进积形成的滨浅湖、三角洲砂岩沉积，坡折带内则为半深湖－深湖泥岩、油页岩沉积;⑤地震反射具有低位体系域为弱振幅、断续、空白反射，湖侵与高位体系域为强振幅、高连续平行－亚平行反射的“双层”结构。

4 结论

(1)歧口凹陷缓坡带依据构造特征划分为外带、中带、内带3个构造地貌单元，进而可将其分为低角度－多断－斜坡型缓坡、低角度－多断－单坡折型缓坡和高角度－多断－多坡折型缓坡3种缓坡构造样式。

(2)歧口凹陷缓坡带沙河街组内部可划分为6个二级层序和16个三级层序。

(3)层序具有不完整性，低位体系域较不发育，湖侵体系域和高位体系域分布广泛;在空间上，由北向南层序的数量减少，厚度减薄，各层序的完整程度也降低。缓坡构造样式控制了层序类型和地层结构。

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Sequence stratigraphic models on gentle slope of Qikou depression

MENG Fan-you1，LI Yong2，HE Chuan3，XIAO Dun-qing3，PU Xiu-gang3，YUAN Shu-qin3，LIU Zi-cang3

(1.College of Geosciences in China University of Petroleum，Beijing 102249，China;2.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploration，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China;3.Institute of Exploration and Exploitation，Dagang Oilfield，Tianjin 300280，China)

According to the principle of sequence stratigraphy and the relationship between the tectonic structure and deposition，the structure pattern and sequence mode were studied on the area of gentle slope of Qikou depression.And the relationship between tectonic structure and deposition was analyzed.Three types of structure unit were discriminated according to the tectonic characteristics on the area of gentle slope of Qikou depression.They were outside-belt，middle-belt and inside-belt respectively.And then three structure patterns were ascertained，they were low angle-multifaults-ramp slope，low angle-multifaults-simplex break slope and high angle-multifaults-complex break slope.Six second order sequences and sixteen third order sequences were identified，and the sequence frame was built and the deposited characteristics in interior sequence were described in Shahejie formation in the area.The distribution of the sequence controlled by tectonic effect was analyzed in each of structure pattern.The results show that sequences are of incompleteness.Low-order system tract deposited in a few local regions.Lacustrine trans gressive system tract and high-order system tract deposited in all the depression.The number of sequences decreases，the thickness of sequences reduces and the completeness of sequences decreases from the north to south.The type of sequence stratigraphy and formation structure are controlled by the pattern of tectonic structure.

break slope;sequence stratigraphy;tectonic pattern;Shahejie formation;gentle slope;Qikou depression

P 539.2;TE 121

A >

10.3969/j.issn.1673-5005.2011.04.003

1673-5005(2011)04-0014-06

2010－12－15

国家自然科学基金项目(40972083);大港油田分公司科技项目

孟繁有(1964－)，男(汉族)，黑龙江德都人，教授，博士，研究方向为石油地质学。

(编辑 修荣荣)