方正断陷大罗密—兴旺地区古近系沉积相研究

李成博，郭 巍，于 健

1.吉林省国土资源调查规划研究院，吉林 长春130061；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春130061；3.中国石化销售有限公司吉林天然气分公司，吉林 长春130061



方正断陷大罗密—兴旺地区古近系沉积相研究

李成博1，郭 巍2，于 健3

1.吉林省国土资源调查规划研究院，吉林 长春130061；2.吉林大学地球科学学院，吉林 长春130061；3.中国石化销售有限公司吉林天然气分公司，吉林 长春130061

通过岩心与测井相研究，方正断陷大罗密—兴旺地区古近系发育扇三角洲、湖泊、水下扇三种主要的沉积相类型。新安村+乌云组时期，北西方向为主要物源区，南东方向为次要物源区，沿断裂发育规模较大的扇三角洲沉积，向湖泊方向渐变为滨浅湖沉积，研究区中心以半深湖相沉积为主。在方D4及方D7井附近发育一定规模的湖底扇沉积；宝泉岭组时期，物源供给能力比新安村+乌云组时期减小，沉积相带展布依然受断裂控制。扇三角洲沉积规模较小，这一时期以湖相沉积为主体，滨浅湖相沉积范围扩大，中部发育半深湖沉积，湖底扇沉积规模进一步缩小，仍集中在方D4、方D7井区。伊汉通断裂和其它一些次级断裂对沉积相带的展布起到控制作用。自下向上，扇三角洲沉积规模不断减小，湖泊相沉积规模在加大。反应基准面不断上升，以欠补偿沉积为主，全区以发育湖相暗色泥岩为主导岩相类型。

方正断陷；大罗密—兴旺地区；古近系；沉积相；沉积演化

0 前言

方正断陷位于依—舒地堑中北段，为一个双断式断陷，其地质条件复杂，油气勘探难度大，大量油气资源尚待开发。大罗密—兴旺地区位于方正断陷东北部，近年来首次发现产量较高的工业油气流。对其沉积相进行精细刻画、研究沉积相带展布规律及演化特征，将对研究区的油气勘探远景有着重要的现实意义［1-2］。

本文搜集了研究区单井测井，录井，地震等资料的基础上，开展研究区目的层系的沉积特征研究，以期对研究沉积相分布和演化规律取得深入认识，为勘探开发提供有力依据。

1 区域地质概况

1.1 构造特征

方正断陷位于依—舒地堑中北段，是依—舒地堑中的一个一级负向构造单元，受到东部和西部两条深大断裂F1和F2控制［5］，总体呈北东40°～50°方向展布，其南部狭窄北部开阔，总体呈中间低，南北高（图1）。大罗密—兴旺地区位于方正断陷东北部，该地区发育多套储盖组合，并具有盖层厚度大、油气富集层位多、显示层段长等特点［3-4］。

图 1 方正断陷构造图［6］Fig.1 Structural map of Fangzheng fault depression

1.2 地层特征

方正断陷在古生界变质基底之上，地层自下而上可以划分为白垩系、古近系、新近系、第四系，其中古近系为地堑内的主体盖层，也是本次研究的目的层位，包括新安村+乌云组、达连河组一段、达连河组二段、宝泉岭组一段、宝泉岭组二段、宝泉岭组三段［5］。

2 沉积学特征

2.1 沉积相类型

沉积相划分是油气勘探开发的基础，通过对方正断陷大罗密—兴旺地区多口取芯井岩心描述，并结合测井、地震等地球物理资料进行综合分析，识别出研究区内发育扇三角洲、湖泊和湖底扇3种沉积相类型［6-9］。

2.1.1 扇三角洲相

扇三角洲相是研究区目的层段最发育的沉积相类型，研究区识别出扇三角洲平原、前缘、前三角洲三类亚相。

（1）扇三角洲平原亚相：扇三角洲平原亚相主要发育在新安村+乌云组地层时期，通过岩心观察，标定测井相类型，进一步识别出水上分流河道和分流河道间弯两种沉积微相类型。

水上分流河道微相，以灰色、杂色，砂砾岩为主，局部夹黑色泥岩薄层，正递变层理与中小型槽状交错层理，底部发育冲刷面，见灰色泥砾。电性曲线上总体表现为中高幅齿化钟形或复合微齿箱形。

水上分流河道间灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩互层，发育波状层理和弱变形层理，泥质粉砂岩和泥岩多为块状构造。电性曲线特征上，水上分流河道间微相常与水上分流河道微相构成中高幅值的箱形-钟形特征。

（2）扇三角洲前缘亚相：扇三角洲前缘亚相在研究区内广泛发育，该亚相又可以进一步划分为以下4种沉积微相。①水下分流河道微相：岩性组合主要由灰色、深灰色砂质砾岩和砂岩夹薄层泥岩组成，分选中等，该微相常见小型交错层理，底部常发育冲刷面。从岩性及测井来看，整体表现为下粗上细的正韵律结构，自然伽马曲线明显负偏，表现为中高幅齿化钟形，深侧向底部突变的中高幅指状、齿化箱型-钟形。②水下分流河道微相：水下分流河道间微相，沉积物粒度较细，以灰色、深灰色泥岩和粉砂质泥岩为主，发育弱变形层理、波纹层理及小型槽状交错层理等，偶见虫孔、虫迹等生物扰动构造，有时含植物化石及大量碳屑。电性特征上水下分流河道间微相与水下分流河道构成中高幅齿状钟形-箱型。③河口坝微相：河口坝相沉积粒度分选较好，岩性主要为深灰、棕灰或灰色细砂岩、粉砂岩，偶尔见有少量中砂岩，粒度自下向上由细变粗，呈反韵律结构。发育平行层理和小型交错层理。电性常表现为下缓上陡的中幅漏斗形或齿化漏斗形-箱形组合。④席状砂微相：席状砂相沉积岩性主要为灰色、深灰色细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩互层，与河口坝相比岩性较细，没有明显的韵律性。

2.1.2 湖泊相

湖泊相是研究区目的层段另一个主要的沉积相类型，研究区识别出滨浅湖和半深湖亚相。

（1）滨浅湖亚相：研究区滨浅湖亚相岩性以深灰色泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩互层为特征，虫孔虫迹等生物扰动现象比较明显，也经常可以见到植物根系化石。测井曲线表现为低幅漏斗状或低幅齿状。

（2）半深湖亚相：研究区半深湖沉积物以厚层深灰、灰黑色泥岩为主，并往往夹有远源浊积岩，多发育块状层理和水平层理。半深湖—深湖亚相的深侧向曲线和自然电位曲线特征为低幅且平滑的线形或微齿形。

2.1.3 湖底扇

湖底扇是研究区一种沉积相类型，在全区分布较为局限。识别出内扇/中扇/外扇，三类亚相。

（1）内扇亚相：研究区内扇沉积物主要包括砾岩、含砾砂岩、含砂砾泥岩及粉砂质泥岩，分选和磨圆极差，可进一步划分为主沟道沉积微相和沟道间沉积微相。主沟道岩性为杂基支撑的杂色和灰色砾岩、砂砾岩，发育块状层理和滑塌变形构造，底部发育冲刷面，自然电位曲线表现为中幅漏斗型-箱型。

（2）中扇亚相：研究区中扇可划分为三种沉积微相，分别是辫状沟道微相、沟道间微相和前缘平坦区微相。辫状沟道微相岩性主要由灰色砂砾岩和砂岩组成，颗粒支撑，多发育平行层理、块状层理和递变层理等。电性曲线多表现为中幅钟形-指形、钟形-箱形；沟道间微相以灰色、深灰色泥岩夹粉砂岩薄层为主，常与辫状沟道微相交替出现，电性曲线特征为中—低幅微齿指形；前缘平坦区微相泥岩增多，以细砂岩、粉砂岩和泥岩为主，岩层较薄，自然电位和深侧向曲线呈中低幅齿形或齿化指形。

（3）外扇亚相：研究区外扇亚相主要为深灰色粉砂岩和泥岩，偶尔夹细砂岩和中砂岩薄层，常见水平层理、递变层理和砂球构造。自然电位和深侧向曲线表现为低幅齿状与细指状（图2、图3）。

图 2 方正断陷大罗密—兴旺地区古近系沉积相模式图［6］Fig.2 Pattern map of Paleogene sedimentary facies of Fangzheng fault depression Daluomi-Xingwang area

图 3 方正断陷大罗密—兴旺地区古近系主要地震属性图［6］Fig.3 Paleogene main seismic attribute graph of Fangzheng fault depression Daluomi-Xingwang area

2.2 沉积相展布特征与演化特征

研究区地质时期跨度较大，垂向不断交替变化，侧向相变快。因此，本次研究利用该地质时期发育的优势相来代表该这一地层单元内某一位置的沉积相［6、10-13］。

在单井相、测井相、地震属性分析的基础上，分别开展了对研究区宝泉岭组和新安村+乌云组地震属性的综合研究，利用Discovery地震解释系统针对目的层位进行地震属性提取，选取平均瞬时频率、平均能量、平均反射强度、均方根振4种对砂体反应较为敏感的地震属性来反演研究区砂体分布的范围和规律，结合单井相研究编制研究区新安村+乌云组时期及宝泉岭组时期沉积相平面图（图4）。

图 4 方正断陷大罗密地区主要层段沉积相分布图［6］Fig.4 Sedimentary facies distribution map of Daluomi area main layer of Fangzheng Fault depression

在新安村+乌云组时期，研究区北西方向为主要物源区，南东方向为次要物源区，沿断裂发育规模较大的扇三角洲沉积，其近岸排列，向湖泊方向渐变为滨浅湖沉积，规模较小，紧邻前缘外侧呈环形分布。研究区中心以半深湖相沉积为主，是暗色泥岩发育区，在方D4及方D7井附近发育一定规模的湖底扇沉积。

宝泉岭组时期，研究区总体继承了新安村+乌云组时期的沉积特征，物源仍以北西方向为主，物源供给能力比新安村+乌云组时期减小，沉积相带展布依然受断裂控制。扇三角洲沉积规模较小，南东方向物源形成的扇三角洲规模也有所减小。这一时期以湖相沉积为主体，滨浅湖相沉积范围扩大，中部发育半深湖沉积，湖底扇沉积规模进一步缩小，仍集中在方D4、方D7井区。

从平面上来看，伊汉通断裂和其它一些次级断裂对沉积相带的展布起到控制作用。自下向上，扇三角洲沉积规模不断减小，湖泊相沉积规模在加大。反应基准面不断上升，以欠补偿沉积为主，全区以发育湖相暗色泥岩为主导岩相类型。

3 结论

（1）在研究区识别出扇三角洲相、湖泊相及湖底扇相3种沉积相。扇三角洲相可划分为扇三角洲平原、扇三角洲前缘、前扇三角洲三种亚相，并可进一步划分为7种沉积微相。湖泊相可划分为滨浅湖和半深湖两种亚相，进一步可划分为4种沉积微相。湖底扇相可划分为内扇、中扇和外扇三种亚相，进一步可划分为5种沉积微相。

（2）研究区主要为扇三角洲—滨浅湖—半深湖沉积体系，扇三角洲沉积沿断裂近岸排列，中部以半深湖沉积为主，在方D4及方D7井附近发育湖底扇沉积，半深湖沉积向研究区外侧方向变为滨浅湖沉积，在扇三角洲前缘外侧呈环形分布。从沉积相展布特征来看，伊汉通断裂和其它一些次级断裂对沉积相带的展布起到控制作用。

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Study on Palaeogene sedimentary facies of Fangzheng fault depression Daluomi-Xingwang area

LI Cheng-bo1， GUO Wei2， YU Jian3
1. Land Resources Survey and Planning Rearch Institute of Jilin Province， Changchun 130061， Jilin， China； 2. College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun 130061， Jilin， China； 3. Jilin Natural Gas Branch， China Petrochemical Marketing Co.，Changchun 130061， Jilin， China

Through research of core and log facies， in the Fangzheng fault depression Daluomi-Xingwang area Paleogene developed three main sedimentary facies types： fan delta， lakes， underwater fan. Xin'an village + Wuyun formation period，the main provenance is NW direction， the secondary one is SE direction， the larger scale fan delta sediment developed along faults， shore-shallow lacustrine sediment to gradient direction of lakes， in the center of the study area was mainly in the semi deep lacustrine facies. Near Well Fang D4 and D7， certain scale sublacustrine fan developed； Baoquanling formation period， sediment supply capacity less than Xin'an village + Wuyun formation period， sedimentary facies distribution is still controlled by faults. Fan delta is smaller scale sediment， lacustrine deposits as the main in this period，shore-shallow lacustrine facies sediment expanded， developed semi deep lake sediments in the central， sublacustrine fan sedimentary further reduced scale， is still concentrated in the Fang D4， Fang D7 well area. Yihantong fault and other secondary faults controlled the distribution of sedimentary facies. From the bottom to up， fan delta sediment scale reduced while lacustrine facies sediment expanded. The reaction base level rising， undercompensated sediment is mainly， In the region， dominent lithofacies type is developed lacustrine facies dark mudstone.

Fangzheng fault depression； Daluomi-Xingwang area； Paleogene； sedimentary facies； sedimentary evolution

P534.61+1

A

1001—2427（2015）03 - 18 -5

2014-12-05；

2015-08-12

李成博（1981—），男，辽宁新民人，吉林省国土资源调查规划研究院工程师.