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扇三角洲沉积学研究进展

2015-10-12张昌民尹太举尹艳树长江大学地球科学学院武汉430100

新疆石油地质 2015年3期
关键词:层序三角洲沉积物

张昌民,朱 锐,尹太举,尹艳树(长江大学地球科学学院,武汉430100)

扇三角洲沉积学研究进展

张昌民,朱 锐,尹太举,尹艳树
(长江大学地球科学学院,武汉430100)

在对扇三角洲沉积学研究文献广泛调研的基础上,从扇三角洲沉积体系分类、岩石相类型和沉积层序特征、沉积模式、研究方法等4个方面介绍了扇三角洲沉积学研究的进展。认为扇三角洲的分类应当更加实用,不仅应考虑三角洲前缘水动力和地貌特征,更应当考虑如何在地层记录中区别不同类型的扇三角洲。应当注重运用流体力学和水力学原理,对扇三角洲的岩石相进行成因解释,注重研究构造作用、气候变化、湖(海)平面变化以及沉积自旋回对扇三角洲沉积层序形成的控制作用。随着研究实例的不断增加,扇三角洲的沉积模式将会越来越多,应当结合室内试验、计算机模拟和现代分析测试技术开展扇三角洲沉积学综合研究。

扇三角洲;沉积模式;分类;岩石相;沉积层序

自Holmes1965年提出扇三角洲的概念[1]以来,学术界和工业界对扇三角洲沉积体系给予了广泛的关注。扇三角洲研究对象形成的时间从元古宙到现代;研究的内容包括扇三角洲分类与沉积模式,扇三角洲沉积物特点、形成过程、形成机理的系统描述与解释,扇三角洲与构造作用的关系,扇三角洲的物源和母岩性质,扇三角洲表面河流的类型和演变,三角洲前缘地区的水动力及其对扇三角洲沉积体和沉积物几何形态、岩石组构的控制作用,扇三角洲流域盆地的几何形态、规模、水深和水体物理化学性质对沉积体系展布的影响等方面;研究方法由垂向剖面、垂向层序分析法发展到结构要素分析法、水槽沉积模拟法、计算机仿真与随机模拟法等;研究手段发展到地球化学测年技术、探地雷达技术、侧向声呐技术、地震和测井技术、遥感遥测技术的综合应用。所涉及的扇三角洲包括海相和陆相等各种类型,涉及的扇三角洲沉积动力过程包括河流、滑塌滑动、风、冰川、火山、地震、潮汐波浪、生物等多种沉积营力。

中国学者对扇三角洲的研究始于20世纪80年代。文献[2]研究了中国东部古代扇三角洲沉积,文献[3]研究了现代滦河冲积扇三角洲体系,文献[4]和文献[5]对南襄盆地泌阳凹陷和下辽河盆地的扇三角洲及相关的油藏进行了深入研究。进入20世纪90年代后,先后在松辽、胜利、四川、冀东、大港、塔里木、南海等盆地或油田发现并研究了大量扇三角洲油气藏和扇三角洲沉积物。近年来,新疆油田在环玛湖凹陷发现了一系列与扇三角洲有关的粗粒砂砾岩油气藏,打开了准噶尔盆地油气勘探又一个新的领域[6-9]。全面了解扇三角洲沉积学研究的进展,对正确认识扇三角洲砂砾岩沉积体系具有参考意义。

1 三角洲与扇三角洲的分类

扇三角洲是进入稳定水体的冲积扇,扇三角洲的类型与冲积扇的类型密切相关,但长期以来扇三角洲的分类并不是依照冲积扇的类型进行分类,而是按照三角洲的分类方法来进行。

1.1 三角洲分类存在的问题

公元前450年,航海家和历史学家Herodotus把尼罗河口冲积平原上“△”形地貌单元称为三角洲。随着研究的深入,发现很多三角洲并不呈“△”形,于是提出了扇三角洲、辫状河三角洲、陆坡裙三角洲与朵叶三角洲等术语。由于各种术语定义模糊,辨别标准不明确,研究结果往往产生争议[10]。进行三角洲的分类必须首先明确“冲积扇”、“辫状平原”或“辫状河”等的准确定义,在地层记录中如何区分这些沉积体系。文献[11]认为,分类术语应该尽可能地反映三角洲陆源供给体系的特征。在陡峭的基岩海岸,陆源体系以落石崩塌为主,呈锥形或较宽阔的裙状,可用“岩屑锥三角洲”或“岩屑裙三角洲”等术语表征。对于“辫状三角洲”,应予以废弃,而使用“辫状支流三角洲”和“弯曲支流三角洲”较为合适。此外,人们总是习惯围绕扇三角洲的供给系统来讨论扇三角洲的分类,但依据岩石记录划分扇三角洲却十分困难。

1.2 非冲积三角洲

Holmes认为,三角洲不一定是由河流或冲积体系形成的,存在非冲积三角洲,如火山碎屑岩三角洲与熔岩三角洲,夏威夷海岸和冰岛海岸的朵叶体中就有大量溢出的熔岩推向海底[1]。有些三角洲可能为“混合”型,包括火山沉积和其他可能来自冲积的地层。陆上火山喷发的物质向海进积产生沉积熔岩流与角砾岩,与Gilbert型三角洲类似,也能够形成“前积”层[12]。火山碎屑三角洲则是将火山碎屑扇、陡峭锥状体或较宽阔的裙状体的集合体推进到海洋与湖泊中。有时远岸沉积体的出现与风成沙丘体系的进积作用有关,例如乍得撒哈拉地区乌尼昂加—塞里尔(OuniangaSerir)盐湖中巨大的舌状“风成三角洲”。

1.3 扇三角洲的分类

文献[13]认为,“三角洲机理”既取决于河道径流与泥沙载荷的相互作用,又取决于盆地机理,包括盆地形状、规模、水深与盆地动力学特征。这些机理控制了三角洲的供给体系、地层厚度分布、构造地貌背景、三角洲前缘体系与沉积物粒度。目前引用较多的扇三角洲分类方案[11,14-18],基本都遵循这一原则。

文献[19]按照三角洲前缘的沉积物粒度与前缘斜坡坡度差异指标进行扇三角洲分类,在露头中,根据“巨型前积层”交错层理、大型“微三角洲型”交错层理以及崩塌滑动等,识别上述2个指标。文献[18]根据三角洲平原分流河道特点、三角洲表面坡度和三角洲底部深度这3个指标建立三角洲分类体系。按照三角洲平原的分流河道特点识别出4类三角洲供给体系,分别对应坡度很陡的扇状冲积体系、辫状河冲积体系、稳定河道的河口坝供给体系以及高建设型鸟足状供给体系。根据三角洲前缘的水体深度,再划分出浅水型和深水型2个大类,将浅水三角洲按坡度划分成坡度较缓的Hjulstrom型和坡度较大的Gilbert型2个亚类,由此划分出12种“原型”三角洲(图1)。这种三角洲分类涵盖了广泛的地貌基础,意味着每个原型三角洲都代表了几乎无限多的类似三角洲,这些三角洲受到盆地和重力演化过程不同程度的改造。

2 扇三角洲的岩石相和沉积层序

对扇三角洲岩石相和地层层序的研究,一般从岩石相类型描述着手,判断其形成的沉积水动力机制;根据岩石相组合特征,判别沉积微相;以垂向层序特征及其横向变化,进行结构要素分析,确定扇三角洲的类型;以地层层序的垂向叠置方式,解释三角洲体系的演化规律,分析构造、气候、海平面变化等控制因素,重塑沉积体系的时空演化过程。

2.1 扇三角洲沉积的岩石相

扇三角洲沉积物的组构千差万别。要结合沉积动力学原理对沉积物的沉积过程和机理作出解释,才能对冲积扇沉积过程和相带分布作出可靠的推断。扇三角洲沉积总体很粗,但不同层段的粒度、磨圆度和矿物成分差异很大。文献[20]通过对韩国东南部郁陵弧后盆地(Ulleung back-arc basin)西南独山(Doumsan)地区的中新统页奴(Yeonil)组扇三角洲沉积进行详细的描述,识别出14种岩石相,这些岩石相分属于角砾岩、砾岩、砂岩和泥岩4大岩类。文献[21]根据岩石组构和分层、层理和是否具有粒序和交错层理等特征,在浦项盆地(Pohang basin)中新统页奴组4大类岩石中,识别出22种岩石相,运用沉积动力学理论解释形成各类岩石相沉积组构的水动力机制,由岩石相组合鉴别出7种沉积亚环境。

2.2 扇三角洲沉积的层序特征

不同扇三角洲沉积层序中,沉积物的粒度变化趋势、矿物组成、沉积构造与化石类型、单个岩性段厚度变化、沉积微相变化等方面差异极大,不同的层序构成,包含了不同的扇三角洲沉积过程和盆地地质学信息,对这些特征进行详细描述,仍然是扇三角洲沉积学重要和不可或缺的工作内容。文献[22]对美国犹他州和怀俄明州边界上的拉拉麦迪(Laramide)隆起始新统瓦萨特(Wasatch)组10 km长的砂砾岩露头进行了研究。露头主体厚达650 m,是一个先向上变粗然后再变细的巨层序,代表了尤因他山北翼从上升到侵蚀旋回期间湿扇体系的生长和废弃过程。下部400 m内河道复合体的粒度、厚度以及侧向延伸范围向上增大,反映了扇体向北不断推进;上部250 m内河道复合体的粒度和厚度向上变小,反映造山期后源区地形变低、沉积物产量减少。巨层序内10~100 m的向上变粗层序是冲积扇朵体中的河道复合体进积造成的,1~10 m厚的中型层序反映了扇上砂坝建造、断续性洪水和辫状水道的充填和侧向迁移。文献[23]研究了加利福尼亚普拉什兰奇盆地(Plush Ranch basin)古近—新近系厚达1 800 m的非海相沉积岩和火山岩,显示了拉张盆地不同部位发育不同的沉积体系,形成不同的沉积层序。

图1 基于流体过程的三角洲类型划分(援引自文献[18])

2.3 扇三角洲沉积层序的旋回性与层次性

扇三角洲沉积具有明显的旋回性和层次性,随着层序地层学的发展,对扇三角洲沉积层序的旋回性和层次性分级越来越细,对旋回和不同层次层序形成时间的分析越来越定量化。旋回性和层次性研究促进地层纵向分层更加精细,横向对比更加准确。层次性和旋回性将扇三角洲体系受盆地规模的构造控制因素乃至沉积过程涡流规模的局部水动力紊动的影响归结到一个统一的体系之中,促进了扇三角洲沉积体系分析的系统化。文献[24]对西班牙东北部蒙特来特(Montserrat)扇三角洲体系进行了研究,认为这一体系含有多个五级旋回和4个四级旋回。五级旋回发育基底侵蚀面,层序内河流类型、岩石相以及河道的叠加样式不变,每个层序厚约10 m.四级旋回由五级旋回叠置而成,底部没有侵蚀,旋回内的垂向沉积速率和河道叠加样式变化很大。文献[25]研究了西班牙东北部埃布罗(Ebro)盆地蒙特来特圣劳伦斯山(Sant Liorenc)前陆盆地扇三角洲楔状堆积体的海进—海退层序的层次性,将扇三角洲层序划分为一些重复出现的小型自生地层单元和旋回,旋回的划分以海进—海退旋回为依据,以滨面(河流)袭夺和最大海退为标志。海进—海退旋回(3~80 m厚)代表的周期为0.01×106~0.10×106a,相互叠加形成复合层序;复合层序(100~300 m厚)的形成周期是0.10×106~1.00×106a,相互叠加形成厚度超过1 300 m的巨型海进—海退旋回,时间间隔为3×106a,与冲断作用的时间相符合。随时间增多的沉积物供给与之相关的盆地边缘气候和构造隆起,控制了海进—海退旋回的内部特征。

3 扇三角洲的沉积模式

20世纪70年代,文献[26]研究了现代Copper河扇三角洲的沉积物和地层格架,作为一种扇三角洲模式被广泛引用。数十年来,沉积学家提出了大量的扇三角洲沉积模式,而且随着研究的积累,扇三角洲的沉积模式还在不断增加。但是所有的模式都来自于对特殊现象的考察,没有任何一个模式会完全符合现在的研究对象,多了解一些沉积模式有助于对研究对象的理解和判断。

3.1 水下扇三角洲沉积模式

文献[27]通过对北极现代三角洲和西班牙一些古代三角洲沉积的研究建立了一个水下扇三角洲模式,这一模式显示三角洲前缘发育一些滑塌面,形成一些槽道(trough),沉积物受重力作用沿斜坡向下搬运。从滑塌面到槽道前缘,沉积物的结构由块状逐渐变为层状结构,沉积物从滑塌沉积的碎屑流头部不断以颗粒流和浊流方式沉积形成层状结构。韩国、日本东海岸的许多深水海相扇三角洲属于此类模式。

3.2 Gilbert型扇三角洲沉积模式

意大利科拉迪(Crati)盆地上新世—全新世的Gilbert型扇三角洲的层序特点说明了构造对沉积的控制作用[28]。在盆地的扩张背景下,Gilbert型扇三角洲以单个扇的特征出现,在走滑背景下,Gilbert型扇三角洲层序呈叠加式形成复杂的前积层特征,代表了大型的断裂事件以及物源区的多次上升和盆地的多次沉降作用,被认为是扇三角洲的经典代表。

3.3 近火山受冰川影响的扇三角洲沉积模式

阿拉斯加南部兰奇岭(Wrangll)的白河(White River)冰水扇露头,记录了沉积在靠近活火山的、受冰川影响的扇三角洲沉积的特征。文献[29]通过对2个分别厚达1 200 m和450 m的剖面的测量,发现该地层由冰川沉积物和火山熔岩碎屑呈互层状出现。白河沉积层序是由斜坡和扇三角洲沉积组成的沟谷充填复合体,并没有原地的冰川沉积,冰川只是提供了粗粒的碎屑沉积物。此类模式很少受到重视。

3.4 河口坝型扇三角洲沉积模式

文献[30]认为,早更新世瓦尔达诺盆地浅水湖盆中发育河口坝型扇三角洲,这种粗粒河控三角洲体系顶端的地貌和沉积学特点类似于潮湿气候下的冲积扇。极粗的、无组构的沉积物在洪水期间呈朵体沉积或者沉积在辫状河道内。向扇的下部,辫状河道演变为稳定的顺直河道,形成了砾状砂岩和砂岩体。在水下带,顺直的分流河道下切到湖相泥岩中;在远端,河道呈向上变粗变厚的砂岩透镜体,埋藏的古河道在低水位期间受密度流侵蚀。极浅水、小型、低能湖泊适宜于河口坝型扇三角洲的形成。

3.5 发育阶地和断崖的扇三角洲沉积模式

文献[31]在加利福尼亚湾对2个扇三角洲的地貌和沉积学研究,揭示了同沉积期扇三角洲沉积体表面的地形变化。由于构造作用和海洋侵蚀作用,在扇三角洲平原形成阶地,冲积扇表面的坡度为3.1°~ 3.8°,2个扇体长度分别为2.0 km和5.5 km,盆地边缘的构造沉降速率为0.1~0.3 cm/a,在Agua Caliente扇三角洲形成3 m高的阶地,在冲积扇边缘形成8~10 m的断层崖。这一模式为认识扇三角洲沉积体系的内部结构不均一性提供了新的思路。

3.6 巨型三角洲-水下扇复合体沉积模式

文献[32]认为,现代印度河在印度洋边缘沉积形成扇状印度河三角洲-水下扇复合体系,这一体系覆盖2.05×104km2的面积,呈一个广阔的扇面。印度河切割喜马拉雅山沿着山前向南流,沉积物在印度次大陆的西部卸载形成印度河三角洲,三角洲的轴向形成水下印度扇。水下印度扇长1 500 km,宽960 km,占据印度洋面积125×104km2.恒河和布拉马普特拉河也具有相似的特征,这两条河流共同形成孟加拉扇。中国黄河中下游具有类似的特征,巨大的扇状体系与传统的扇三角洲有较大的区别,提供了大型和特大型三角洲-水下扇沉积的另一种模式。

3.7 与生物和碳酸盐岩相关的扇三角洲沉积模式

文献[33]研究了西班牙东南部埃布罗盆地扇三角洲体系中的再作用面和砾石中生物钻孔的成因;文献[34]研究了西班牙东北部圣劳伦斯山一个扇三角洲朵体中的碳酸盐岩沉积作用及其对海平面升降的响应;文献[35]研究了西班牙坎塔布连山(Cantabri⁃an)石炭系扇三角洲延伸到碳酸盐岩陆架上的地层学和构造作用的关系,总结了该区的沉积模式。但对其湖相碳酸盐岩和生物建造在陆相湖盆中广泛发育与扇三角洲体系的联系研究不足。

3.8 河流扇三角洲沉积模式

文献[36]在埃布罗盆地东部识别出2个河流扇:卡冬娜-索里亚(Cardona-Suria)扇和索尔索纳—萨努贾(Solsona-Sanauja)扇,二者半径分别为40 km和35 km,面积分别为800 km2和600 km2.在露头上识别出14种岩石相类型和7种相组合,代表河流扇、河道化末梢朵体、非河道化末梢朵体、泥坪、三角洲、蒸发干盐湖和富碳酸盐岩的浅湖环境。横向对比发现两类河流-湖泊转换样式,在湖泊低水位期间发育末梢朵体,在高水位期间形成河流为主的三角洲和分流间湾。河流扇作为一种大型扇三角洲体系,近年来受到越来越多的关注。

3.9 末梢扇的演化模式

文献[37]研究了犹他州东南部二叠系奥干洛克(Organ Rock)组末梢扇体系的时空演化,这种扇又称为“末梢扇”或“分流河道扇”。测量了84条地层剖面,描绘了5 km的露头,识别出17种岩石相和河道充填沉积、非限制性河道、风成沙丘沉积、风成沙席沉积和风成沙丘间沉积等5种结构要素,建立了详细的地层格架。运用高分辨率的地层结构图,描述单个河流体系的沉积相和几何形态,以阐明沉积体系的时空演化特征,为研究浅水湖盆扇三角洲提供了参考。

4 扇三角洲的研究方法

扇三角洲研究的方法随着沉积学研究的进展而不断发展,在现代沉积研究中,侧向扫描声呐早已用于海底和湖底的地形测量,遥感遥测技术早就在地形地貌测量中发挥着重要的作用,目前仍然是现代沉积研究的重要手段。近年来,探地雷达对研究浅层沉积体系发挥了重要的作用,激光扫描技术代替照相机马赛克技术,为露头的精细描述提供了有效手段。尤其是随着现代计算机技术和现代分析测试技术的发展,沉积模拟实验、定量年代学测试、古环境分析、计算机仿真模拟、沉积学随机建模研究等手段与地震测井技术相结合,促进了扇三角洲研究手段的不断更新。

4.1 扇三角洲沉积水槽实验

扇三角洲的沉积模拟实验在国内外都得到重视,水槽实验为认识扇三角洲的沉积机理提供了直观定量的手段。但到目前为止,水槽实验主要用于模拟沉积物的搬运机制、沉积层序的形成以及沉积相带的宏观分布,还不能对扇三角洲的沉积层序进行定量的重建。文献[38]通过室内水槽实验,研究了Gilbert型三角洲前积层自旋回中的沉积物分选作用。实验用水槽长7 m,深0.38 m,宽度分别为0.158 m和0.075 m.结果表明,河道头部两侧的砾石坝的迁移,将砂砾不均匀地向侧向推移,形成粒度韵律,在出口较窄时,前积层规则,呈现向上变细趋势;在出口较宽时,前积层表现为向上变粗又变细的准旋回性。前积层结构的有序变化可以解释自旋回对供给系统宽度的响应,说明三角洲的河口如果很窄,沉积物供给均匀,容易形成向上变细的层序;如果三角洲河道化严重,砂坝发育,则沉积物在盆地边缘呈侧向不稳定不均匀分布,形成侧向不统一的顶积层和前积层。文献[39]研究了扇三角洲的自旋回特征,实验共进行了3个回次,每回次的流量不同,其他参数不变,实验结果通过摄像系统记录,然后进行计算机系统处理,形成一系列平面图像,以此来研究三角洲的演化。

4.2 扇三角洲的沉积物成分分析

扇三角洲沉积物距物源区近,流域汇水盆地小,沉积速率高,岩石成分与源区大地构造特征密切相关,沉积物中含有丰富的物源区母岩成分信息。研究扇三角洲的沉积物构成,对于分析母岩性质、进行扇三角洲沉积体系地层对比具有重要的作用。将扇三角洲沉积物的岩石学和地球化学分析相结合,可以定量研究扇三角洲沉积体系母岩区大地构造背景,分析扇三角洲沉积体的堆积过程,恢复扇三角洲沉积的古地貌特征,这类研究受到越来越多的重视。文献[40]研究了西班牙比利牛斯山南部始新世—中新世的2个同期冲积扇体系,认为气候和构造对冲积扇的沉积过程起重要的控制作用,但冲积扇流域盆地的基岩岩性是控制冲积扇的一个重要指标。埃布罗盆地始新世—中新世2个相邻的冲积扇,一个以泥石流为主,另一个以水流为主。努爱诺(Nueno)扇体的近端相为基质支撑的砾岩,80%是砾石状的石膏,其基质为砂质石膏,这个扇的流域区主要是三叠系的石膏、泥灰岩和微晶石灰岩;圣胡安(San Julian)扇体由古生界以及三叠系—白垩系石灰岩砾石组成,扇体为碎屑支撑的多成分砾岩。这2个扇体的沉积物指状交错,扇之间的成分差异是由其流域的基岩岩性不同造成的。由灰泥和石膏组为基岩的流域提供大量的细粒沉积物形成泥石流,地形比较平缓;由石灰岩构成的地区主要以稀释的流水为主,地形陡峭。

4.3 扇三角洲年代学和物源研究

现代测试技术的进步为定量地质年代测定提供了可行性。运用地层中锆石或者其他碎屑矿物包裹体的定量测年资料,进行地层层序划分和对比,对认识不同时期的古沉积环境面貌,精细刻画沉积体系的形成过程具有重要的作用。地质年代测试的定量特点,有可能在沉积层序的范围甚至在更短的地层段,建立精细的地质年代学剖面,使得扇三角洲地层对比更加精确,为研究沉积过程与盆地构造作用的关系提供可靠依据。文献[41]运用新的地质年代学、沉积学和成分分析数据,将阿拉斯加吐尔肯特纳(Talkennt⁃na)山上侏罗统耐克尼克(Naknek)组分为2部分。通过综合分析物源区碎屑成分、长石砂岩的成分构造以及古流向标志等资料,确定研究区的物源主要来自沿吐尔肯特纳山南部的盆地边界出露的火山和火成岩区。通过大量火成岩碎屑的锆石U-P法测年,所得样品的形成时间可分为3组,分别是167.6×106±0.3×106a、166.5×106±0.2×106a和156.2×106±0.4×106a.从而确定耐克尼克组下部690 m是在牛津期(Oxfordian)—早启莫里期(Kimmeridgian)沉积的,上部225 m是在启莫里期—早提通期(Tithonian)形成的。

4.4 扇三角洲沉积过程的计算机模拟

长期以来,沉积学家一直尝试运用计算机技术模拟沉积作用过程,近年来,很多学者通过数值模拟方法,对冲积扇和扇三角洲沉积体系开展研究。文献[42]基于三维地层正演模型,模拟了构造运动和海平面升降对前陆盆地冲积扇和轴向三角洲体系充填的影响,同时模拟了海平面升降造成可容空间变化以及地层层序和层序界面特征。认为构造沉积模型可以有效模拟地层层次性对海平面升降和构造运动的响应,比前陆盆地充填模型具有更高的分辨率。模拟结果显示构造运动开始时,冲积扇和扇三角洲两种沉积体系快速退积,大范围发生洪泛,碳酸盐岩沉积物上超,三角洲平原上的同构造期河流体系发育大量分叉河道。当构造沉降引起相对海平面上升时,这些河道发生快速迁移。

4.5 扇三角洲沉积层序的随机建模

沉积相是储集层岩石物理学特征最主要的控制因素,沉积相建模是储集层建模的关键。文献[43]认为,基于露头的建模可以提供更具体的建筑结构、几何形态以及相连通性方面的信息。在地质条件约束很好的情况下,依靠露头数据进行建模可以对不同的建模策略进行系统对比。作者利用圣劳伦斯山扇三角洲露头数据测试不同的建模策略,例如通过改变条件井的密度、地层分层、建模算法以及各种趋势。将建模的结果与采用确定性建模方法建立的基础模型进行比较。认为在不同的建模方案中,条件井密度对重建地层建筑结构起重要作用,利用趋势来预测建筑结构的方法适用于井资料比较少的例子。

5 发展趋势展望

根据国内外扇三角洲沉积学研究进展的现状,未来扇三角洲沉积学研究至少在以下4方面将会得到进一步发展。

(1)流体力学、水力学和泥沙运动力学的理论和方法将会给扇三角洲沉积学研究带来新的活力。这些理论的应用,不仅有利于进行扇三角洲的分类,而且使得对扇三角洲沉积物的搬运、沉积机理的解释更加准确,促进对扇三角洲沉积物的沉积组构、相带分布、层序结构研究的定量化。

(2)扇三角洲沉积学研究将更加注重与古环境、古气候以及构造背景研究的联系,探索影响扇三角洲沉积演化的各种控制因素,更加有效地解释扇三角洲沉积物、沉积相、沉积层序的形成过程,预测沉积体系的分布。

(3)扇三角洲的沉积模式将层出不穷,但与前陆坳陷盆地有关的大型扇三角洲体系将受到越来越多的重视。这种体系分布在大型湖盆的边缘,扇上水流相对稳定,汇水盆地流域面积大,携带的沉积物体积庞大,有利于形成大型油气藏和油气藏群。

(4)新手段、新方法将促进扇三角洲研究的进步。包括水槽实验、正演模拟、随机建模、地球物理反演等比较沉积学方法,以及遥感遥测、探地雷达、水下声呐、碎屑测年、地球化学等分析测试技术,将在扇三角洲沉积学研究中得到越来越多的应用。

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Advances in Fan Deltaic Sedimentology

ZHANG Changmin,ZHU Rui,YIN Taiju,YIN Yanshu
(School of Geosciences,Yangzte Univeisity,Wuhan,Hubei 430100,China)

The advances about sedimentological study of fan deltas were reviewed based upon a great database of numerous research litera⁃tures at home and abroad,including 1)definition,classification and terminology;2)lithofacies and sedimentary sequences characteristics; 3)depositional models and 4)research methodology.It is suggested that classifications for fan deltas should be more practical in their appli⁃cations,the hydraulic and geomorphic parameters from modern delta front,and the most important rock characters from the ancient strati⁃graphic records should all be considered.The hydrodynamic principle should be involved in interpretation of the lithofacies of fan deltas. More studies are needed to analyze the controlling effects of tectonic movement,climatic vibration,sea/lake level changes and deposition⁃al autocyclic processes on the formation of fan dealtaic depositional sequences.Fan delta models type may increase with time and new methods such as flume experiment,computerized forward modeling and geostatistic stochastic simulation may be used more frequently in fan deltasedimentological research in the future.

fan delta;sedimentary model;classification;lithofacies;sedimentary sequence

TE111.3

A

1001-3873(2015)03-0362-07

10.7657/XJPG20150323

2015-03-08

2015-04-15

国家自然科学基金(41172106,41202096)

张昌民(1963-),男,河北灵宝人,教授,博士生导师,石油地质,(Tel)15826646236(E-mail)zcm@vangtzeu.edu.cn.

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