和什托洛盖盆地侏罗系辫状河三角洲沉积模式研究

王　越，陈世悦，梁绘媛，邓　远

（1.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.中国石化胜利油田分公司，山东东营257015）

和什托洛盖盆地侏罗系辫状河三角洲沉积模式研究

王越1，陈世悦1，梁绘媛2，邓远1

（1.中国石油大学（华东）地球科学与技术学院，山东青岛266580；2.中国石化胜利油田分公司，山东东营257015）

辫状河三角洲砂体是有利的油气储集砂体，深入分析其沉积特征及沉积序列对油气勘探具有重要的指导意义。以和什托洛盖盆地侏罗系三工河组辫状河三角洲露头实测为基础，通过对各微相沉积特征和岩相类型进行分析，建立了该区辫状河三角洲的沉积序列和沉积模式。结果表明：研究区发育进积型辫状河三角洲，自下而上可划分出前辫状河三角洲、辫状河三角洲前缘和辫状河三角洲平原3个亚相，并可进一步细分为远砂坝、河口坝、水下分流河道、分流河道及沼泽等微相；在辫状河三角洲沉积中可识别出8种岩相类型，分别为粒序层理砾岩相、滞留砾岩相、不明显平行层理砾岩相、平行层理砂岩相、块状砂岩相、水平层理粉砂岩相、水平层理泥岩相和水平层理炭质泥岩相；三工河组沉积时期沉积物堆积速率大于盆地沉降速率，辫状河三角洲扇体向盆地方向不断推进并叠置在远端之上，自下而上呈现出反旋回的沉积特征。

辫状河三角洲；岩相；沉积模式；三工河组；侏罗系；和什托洛盖盆地

0　引言

和什托洛盖盆地位于新疆西北部，为西准噶尔构造带中的一个山间挤压型盆地，属于中亚—蒙古巨型构造带的一部分［1-3］，中、下侏罗统地层构成了盆地的主要充填物。与和什托洛盖盆地紧邻的准噶尔盆地、吐哈盆地及三塘湖盆地等，都在中生界油气勘探方面取得了显著成果，并且有研究表明此类盆地中侏罗系油气藏的基本条件可以较好地对比［4］。准噶尔盆地西北缘与和什托洛盖盆地具有相似的沉积环境，在侏罗纪早中期湖盆广阔，气候湿润，发育了大规模的辫状河三角洲砂体，成为准噶尔盆地有利的油气储集砂体［5-12］。和什托洛盖盆地侏罗系八道湾组、三工河组、西山窑组及头屯河组地层连续出露，广泛发育冲积扇、辫状河三角洲及河流相沉积。准噶尔盆地西北缘侏罗系露头仅在扎伊尔山前出露，地层连续性差，不利于观察和描述。笔者对和什托洛盖盆地杨柳庄剖面三工河组辫状河三角洲沉积特征及沉积序列进行系统研究，并建立沉积模式，以期为和什托洛盖盆地及准噶尔盆地西北缘的油气勘探提供地质依据。

图1　和什托洛盖盆地位置与地层出露情况Fig.1　Location of Heshituoluogai Basin and strata outcropping situation

图2　和什托洛盖盆地杨柳庄剖面三工河组沉积相柱状图Fig.2　The columnar section of sedimentary facies of Sangonghe Formation of Yangliuzhuang outcrop in Heshituoluogai Basin

1　地层特征

和什托洛盖盆地北部边界为阿尔加提山，南部以达尔布特断裂为界与准噶尔盆地相邻，西南部和西北部边界分别为扎伊尔山和谢米斯台山，东部可延伸至德伦山附近（图1）。盆地内的断裂向东部收敛，向西部发散，使得盆地形状犹如“帚”状。侏罗系自下而上发育八道湾组、三工河组、西山窑组及头屯河组地层。和什托洛盖盆地杨柳庄剖面侏罗系连续出露，有利于观察和描述。侏罗系八道湾组与三叠系为区域性不整合接触，总体上为灰黄色砾岩、砂岩及泥岩组成的具有明显旋回性的沉积，厚度可达70 m。三工河组底部为灰绿色、灰黄色泥岩夹薄层粉细砂岩，中部为灰色中细砾岩与中粗砂岩互层，可见明显的冲刷充填构造，顶部为砾岩夹薄煤层和炭质泥岩，厚度可达210 m，为辫状河三角洲沉积（图2、图3）。西山窑组下段发育有几套砾岩—砂岩—泥岩的正粒序，砾石磨圆、分选均较差，中上段为炭质泥岩夹煤层和灰黄色中细砂岩。头屯河组主要发育砾岩、含砾粗砂岩和中细砂岩，夹有薄层炭质泥岩或煤层。

图3　和什托洛盖盆地杨柳庄剖面三工河组露头与沉积相分析Fig.3　The outcrop and sedimentary facies analysis of Sangonghe Formation of Yangliuzhuang outcrop in Heshituoluogai Basin

2　辫状河三角洲沉积特征

三工河组上部整体表现为向上变粗的反旋回特征，自下而上发育厚层暗色泥岩、灰绿色泥岩、粉细砂岩、砂砾岩及煤层。砂砾岩中发育多期叠置的间断正韵律，可见冲刷面、平行层理等沉积构造，砾石呈叠瓦状排列，反映了强水动力辫状河三角洲沉积的多次迁移、冲刷和叠置的沉积过程。辫状河三角洲中可划分出前辫状河三角洲、辫状河三角洲前缘和辫状河三角洲平原3个亚相，并可进一步细分为远砂坝、河口坝、水下分流河道、分流河道及沼泽等微相。

2.1前辫状河三角洲

前辫状河三角洲岩性主要为灰绿色、暗色厚层泥岩夹薄层粉砂质泥岩，厚度可达15 m，发育水平纹层。

2.2辫状河三角洲前缘

辫状河三角洲前缘是三工河组主要的沉积相类型，发育远砂坝、河口坝及水下分流河道等微相。三角洲前缘远砂坝主要由灰绿色粉砂岩及少量泥岩组成，发育水平层理，垂向上发育下细上粗的沉积序列（图版Ⅰ-1）。三角洲前缘河口坝由分选较好的细砂岩和粉砂岩组成，发育平行层理，底部为灰绿色泥岩夹薄层粉细砂岩，向上砂岩层数变多、厚度变大，单砂层厚度最大约30 cm，整体表现为反旋回沉积特征（图版Ⅰ-2）。河口坝砂体底界面平坦，无冲刷面，不具有河道冲刷充填的沉积特征。水下分流河道形成于“坡浅流急”的沉积背景下，沉积物粒度较粗，以灰色中细砾岩和中粗砂岩为主，砾石最大粒径为15 cm，磨圆、分选均较差。水下分流河道砂体由多期单砂体构成，垂向上表现为向上粒度变细、沉积厚度为0.5～2.0 m的间断正旋回（图版Ⅰ-2），强水流作用形成的沉积构造较为丰富，可见冲刷面、平行层理、板状交错层理，砾石呈叠瓦状排列等（图版Ⅰ-3）。

2.3辫状河三角洲平原

辫状河三角洲平原岩性主要为灰色砾岩、砂砾岩、中粗砂岩、灰黑色炭质泥岩和中厚层煤层，厚度约为100 m，可进一步划分为分流河道和沼泽2个微相。分流河道砂体由多期透镜状单砂体组成，厚度最大约2 m，为灰色中细砾岩与中粗砂岩互层，砾石最大粒径约15 cm，磨圆为次棱角—次圆状，分选较差，可见明显的冲刷面、平行层理、粒序层理及滞留砾石（图版Ⅰ-4～Ⅰ-5）。沼泽主要发育煤层与炭质泥岩，由于受河道砂体的冲刷作用，常呈薄层状分布于砂体之间（图版Ⅰ-6）。

3　岩相分析

岩相反映了沉积体形成的水动力条件、搬运方式及沉积作用机理等［13-17］，它是划分沉积微相及识别成因砂体的重要依据。通过分析杨柳庄剖面侏罗系三工河组露头的岩性、粒度、沉积构造和颜色等特征，在辫状河三角洲沉积中共识别出8种岩相类型（表1）。

表1　和什托洛盖盆地杨柳庄剖面三工河组岩相类型Table 1　The lithofacies types of Sangonghe Formation of Yangliuzhuang outcrop in Heshituoluogai Basin

（1）粒序层理砾岩相（Gg）：辫状河三角洲分流河道底部发育厚层砾岩，磨圆、分选均较差，最大粒径约25 cm，可见砾石呈叠瓦状排列，向上砾石粒径整体变小，表现为正粒序结构，表明沉积后期河道水动力减弱。

（2）滞留砾岩相（Ge）：砾岩由次棱角—次圆状、分选中等的砾石组成，砾石略显定向排列，整体为块状层理，厚度一般为10～30 cm，为河道底部大型冲刷面之上的滞留砾石沉积。

（3）不明显平行层理砾岩相（Gm）：分流河道与水下分流河道上部发育大量砂砾岩，砾石粒径较河道下部变小，磨圆为次棱角—次圆状，分选较差，可见不明显的平行层理，为水浅流急条件下的产物，属于高流态，常见于河道砂体上部。

（4）平行层理砂岩相（Sh）：以灰色中—粗砂岩为主，发育平行层理，为水浅流急条件下的产物，常见于河口坝和水下分流河道砂体的上部。

（5）块状砂岩相（Sm）：以灰色中—粗砂岩为主，呈均匀块状，厚度为0.5～1.0 m，为分流河道上部快速沉积的产物。

（6）水平层理粉砂岩相（Fl）：以灰绿色薄层粉砂岩为主，发育水平纹层，为低能、稳定水动力条件下细粒悬浮沉积物卸载而形成的产物，常见于辫状河三角洲前缘远砂坝沉积环境。

（7）水平层理泥岩相（Ml）：以灰绿色、暗色厚层泥岩为主，发育页理构造，反映了湖泊浪基面以下细粒悬浮物质的缓慢垂向加积作用。

（8）水平层理炭质泥岩相（Mcl）：泥岩中含炭质碎屑，发育水平层理，为三工河组暖湿气候条件下辫状河三角洲平原的沼泽沉积。

4　沉积模式探讨

通过分析和什托洛盖盆地三工河组辫状河三角洲的沉积微相和岩相类型可知，其垂向沉积序列有明显的规律性。从沉积微相来看，由前辫状河三角洲向上变为辫状河三角洲前缘的远砂坝、河口坝和水下分流河道，再向上演变为辫状河三角洲平原的分流河道和沼泽。从岩相来看，自下而上由指示静水、还原环境的泥岩和页岩过渡为具有牵引流成因的粉砂岩和细砂岩，再向上变为受重力流和牵引流共同作用而形成的砂砾岩和含砾粗砂岩。总体来看，杨柳庄剖面三工河组上部为一套向上变粗，且反映水体由浪基面以下的半深湖向湖平面之上的环境转变的沉积序列，指示了辫状河向湖盆方向提供了充足的碎屑物质，形成了进积型辫状河三角洲（图4）。以上研究表明，三工河组沉积时期，谢米斯台山向和什托洛盖盆地提供了充足的碎屑物质，沉积物堆积速率大于盆地沉降速率，扇体向湖盆方向推进距离较远，自下而上整体表现为反旋回的沉积特征。

图4　和什托洛盖盆地三工河组辫状河三角洲沉积模式及沉积序列Fig.4　Sedimentary model and sedimentary sequence of braided river delta of Sangonghe Formation in Heshituoluogai Basin

5　结论

（1）和什托洛盖盆地杨柳庄剖面三工河组上部发育辫状河三角洲沉积，自下而上可划分出前辫状河三角洲、辫状河三角洲前缘和辫状河三角洲平原3个亚相，并可进一步划分出远砂坝、河口坝、水下分流河道、分流河道及沼泽等微相。

（2）在研究区辫状河三角洲沉积中共识别出8种岩相，其中前辫状河三角洲主要发育水平层理泥岩相，远砂坝和河口坝主要发育水平层理粉砂岩相和平行层理砂岩相，水下分流河道和分流河道主要发育滞留砾岩相、粒序层理砾岩相、不明显平行层理砾岩相、平行层理砂岩相和块状砂岩相，沼泽以发育水平层理炭质泥岩相和煤层为主。

（3）和什托洛盖盆地三工河组沉积时期，厚层砂砾岩体广泛分布，沉积物堆积速率大于盆地沉降速率，主要发育进积型辫状河三角洲沉积，整体表现为向上粒度变粗的沉积序列。

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图版Ⅰ

图版Ⅰ说明：和什托洛盖盆地杨柳庄剖面三工河组露头沉积构造。1.粉砂岩中的水平层理；2.砂岩中的平行层理与砾岩底部的冲刷面；3.砂岩中呈薄层叠瓦状排列的砾石；4.砾岩中的不明显平行层理及底部的冲刷面；5.砾岩中的粒序层理；6.砾岩中的煤层

（本文编辑：于惠宇）

Sedimentary model of braided river delta of the Jurassic in Heshituoluogai Basin

Wang Yue1，Chen Shiyue1，Liang Huiyuan2，Deng Yuan1
（1.School of Geosciences，China University of Petroleum，Qingdao 266580，Shandong，China；2.Sinopec Shengli Oilfield Company，Dongying 257015，Shandong，China）

The braided river delta sand body is favorable oil and gas reservoir sand body，and the study of its sedimentary characteristics and sedimentary sequence has important guiding significance for the oil and gas exploration.Based on the field measurement of the braided river delta outcrop of Jurassic Sangonghe Formation in Heshituoluogai Basin，by analyzing the sedimentary characteristics of various microfacies and the types of lithofacies，this paper established sedimentary sequence and sedimentary model of the braided river delta.The results show that progradational braided river delta developed，prodelta，delta front and delta plain of the braided river delta successively developed upwards，which can be subdivided into distal bar，mouth bar，underwater distributary channel，distributary channel and swamp microfacies.Eight types of lithofacies can be identified in the braided river delta，including graded bedding conglomerate facies，lag conglomerate facies，less obvious parallel bedding conglomerate facies，parallel bedding sandstone facies，massive sandstone facies，horizontal bedding siltstone facies，horizontal bedding mudstone facies and horizontal bedding carbonaceous mudstone facies.During the sedimentary period of Sangonghe Formation，the sediment accumulation rate is greater than the basin subsidence rate，and braided river delta fan advanced towards the basin directionand superimposed on the distal side，showing coarsening upwards sedimentary characteristics.

braidedriverdelta；lithofacies；sedimentarymodel；SangongheFormation；Jurassic；HeshituoluogaiBasin

TE121.3

A

1673-8926（2015）05-0081-06

2015-05-07；

2015-07-03

国家重大科技专项“致密砂岩气有效砂体分布及储层分类评价研究”（编号：2011ZX05013-002）资助

王越（1988-），男，中国石油大学（华东）在读博士研究生，研究方向为层序地层学及沉积学。地址：（266580）山东省青岛市黄岛区长江西路66号中国石油大学。E-mail：620788364@qq.com。