西湖凹陷中下始新统宝石组沉积相研究

李 昆，周兴海，吴嘉鹏，万丽芬，谢春雨

（1. 中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120；2. 中国石油长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京 100101）

西湖凹陷中下始新统宝石组沉积相研究

李 昆1，周兴海1，吴嘉鹏2，万丽芬1，谢春雨1

（1. 中国石油化工股份有限公司上海海洋油气分公司勘探开发研究院，上海 200120；2. 中国石油长城钻探工程有限公司解释研究中心，北京 100101）

西湖凹陷是东海陆架盆地主要的含油气凹陷，2001年B1井首次揭示了宝石组。宝石组沉积于早中始新世，为凹陷强烈断陷期的产物。由于其埋藏深度大，钻井资料少，对沉积相带分布与沉积特征认识尚处于起步阶段。此文从地震和钻井两方面入手，探讨了宝石组沉积相带分布格局，明确了宝石组总体属半封闭浅海的沉积环境。在凹陷西侧发育三角洲、扇三角洲及潮坪沉积、东侧发育小规模的扇三角洲沉积，凹陷中央以局限浅海沉积相为主。研究结果为西湖凹陷新领域油气勘探提供地质依据。

西湖凹陷；宝石组；沉积环境；沉积类型与分布

西湖凹陷是东海陆架盆地最主要的含油气单元，经过几十年的勘探和早期开发，发现了多个油气田，已成为我国海域油气资源重要接替区。随着勘探的不断深入，凹陷深部宝石组将成为新的勘探层系。2001年完钻的B1井首次揭示了平湖组以下300余米的新地层，并将其命名为宝石组。根据地震资料和钻井揭示：宝石组的埋深一般超过3 500 m，沉积厚度800~1 000 m，具有较大的勘探潜力。目前，对于宝石组的沉积环境及沉积相带分布格局存在争议[1-6]。宝石组沉积相的研究已经成为深层勘探新热点。

1 地质背景

西湖凹陷位于东海陆架盆地东部，呈北北东向展布。西邻虎皮礁、海礁凸起；东部与钓鱼岛隆褶带相接；向北过渡到福江凹陷；向南为基隆凹陷[7-9]。凹陷内部呈东西分带、南北分块的构造格局（图1）。西湖凹陷经历了古新世 -始新世断陷阶段、渐新世-中新世拗陷阶段及上新世-第四纪沉降期[2]。宝石组沉积于早-中始新世，此时，凹陷处于强烈断陷期，断层活动速率及断距达到最大值[10]。由于埋深大，目前只有保俶斜坡带的13口井钻遇了宝石组。

图1 西湖凹陷构造区划图

2 沉积格局分析

2.1 物源方向

古物源的分析方法主要有沉积学方法、岩石矿物学法以及重矿物法[11-13]。由于缺乏岩石学及重矿物资料，本文应用沉积学方法分析物源方向。宝石期，凹陷位于水下，未出现剥蚀，因此地层厚度可以很好地反映古地貌特征。在三维地震资料解释的基础上，对解释层位进行时-深转换可以计算各层序现今埋深，并求得各层序的残余厚度。如图2所示：凹陷整体北高南低，东、西两侧高，中间低，凹陷内部出现多个雁行排列的次级凹陷（图2蓝色）及沉积中心，由此判断物源来自于东、西两侧凸起，沿着断裂或沟谷进入凹陷。

图2 西湖凹陷宝石组原型盆地格架图

地震相是沉积物反射特征的综合反映，对物源方向具有指示作用，例如：前积地震相一般是由物源区向凹陷方向进积，是三角洲的典型特征；杂乱地震相通常是由于沉积物在落差较大的情况下快速堆积形成，向凹陷方向呈收敛状。西部保俶斜坡带发育前积反射地震相（图3a）、杂乱地震相，凹陷东部断阶带发育杂乱地震相（图3b），表明沉积体主要分布于靠近凹陷东、西两侧的边界处，存在东、西两个方向物源的沉积格局。凹陷中央地区以波状反射地震相为主（图3c）。

2.2 沉积环境

不同的沉积岩中所含化石不同，生物对其生活环境变化的反应灵敏，是古环境的最佳指示者[14-18]。B1井宝石组的孢粉组合以海金沙科、松科、杉科、胡桃科为主，与平湖组特征类似，反映较湿润的亚热带气候[1]。同时，在宝石组中发现了有孔虫及沟鞭藻的组合。有孔虫主要生活于海洋以及海陆水域交界的河口处、滨海沼泽与泻湖等咸水水体中[9]，沟鞭藻在地质历史上以海相的报道最多，半咸水次之[16]。

另外，常量元素镁、铝含量的比值m（m = 100*MgO/Al2O3）对水体盐度的变化敏感。一般认为：低盐度沉积环境m＜1，半咸水沉积环境1＜m＜10，正常盐度水体10＜m＜500[17]。斜坡带上的K5井宝石组所测得的两个值分别为23和50，说明宝石期为正常的浅海相环境。

图3 西湖凹陷宝石组地震相平面图及典型地震相剖面

2.3 沉积相类型

岩心资料具有可靠、直观、易于识别及分辨率高的优势，是识别沉积相类型的直接依据；测井、录井资料的优势在于对层序及沉积旋回的分辨率高，而三维地震资料弥补了前两者横向分辨率低的缺点，本文应用岩心、测井、录井及地震资料三位一体的研究方法识别出了宝石组主要沉积相带类型。

2.3.1 三角洲平原亚相

三角洲平原是三角洲的水上部分，发育于河道分流点至枯水期岸线之间，其分支河道微相具有与河流相类似的正旋回、层理类型丰富等特征。K3井位于保俶斜坡带中北部，岩性以灰色中粗砂岩为主，砂岩质量分数达47.25%，纵向上发育多个向上变细的正旋回，测井曲线为齿化-微齿化的箱形及钟形（表1）。岩心以中细砂岩-含砾粗砂岩为主，可见泥砾、板状交错层理及平行层理等沉积构造（图4），具有河道二元沉积特点。地震反射同相轴具有中-高振幅、中等频率、较好的连续性，平行地震相。向凹陷中央发育前积地震相，为三角洲前缘不断进积的结果（表1）。

2.3.2 扇三角洲平原亚相

扇三角洲平原亚相与冲积扇的沉积特征相似，以突发事件产生的重力流与牵引流沉积共存为特点。P10井位于保俶斜坡带中部，岩性以中-细砂岩与杂色泥岩为主，夹杂多层的火山喷发岩，说明沉积时期有多期的火山活动。纵向上发育多个向上变细的正旋回（表1），具有河道的二元结构。岩心可见旋回间的突变界面、无定向性的中粗砾岩（砾石呈棱角状），正韵律层理（图5）。地震剖面上，同相轴具有中-高振幅中等频率，连续性差，主要为杂乱反射地震相（表1）。

2.3.3 局限浅海

由于宝石期强烈的断陷作用，物源供给速度小于凹陷的沉降速度，在凹陷中央的广大地区形成了局限浅海沉积。B1井位于保俶斜坡带南部，岩性以绿色泥岩为主，泥质纯净，偶夹薄层灰色泥质粉砂岩；测井上，自然伽马为高幅微齿状，自然电位向深部微有增大（表1），整体反应沉积时的水体安静，深度较小。岩心可见生物扰动构造、复合层理及砂枕-火焰状构造等（图6）。地震上，同相轴具有中-低频、弱反射、连续性中等-好的特征，为亚平行-波状地震相（表1）。

表1 典型沉积相井-震特征识别

图4 K3井岩心相图

图5 P10井岩心相图

图6 B1井岩心相图

图7 西湖凹陷宝石组沉积相图

2.4 沉积相展布特征

宝石期，强烈的断陷活动使凹陷形成东断西超、北高南低的构造格局，海水从南部进入凹陷。受潮汐作用影响，凹陷西部发育条带状展布的潮坪沉积。同时，在物源供应充足处发育三角洲及扇三角洲沉积，东部边界由于断层落差大，发育扇三角洲沉积，而在凹陷中部的广大地区，由于沉积物的供给有限，处于饥饿沉积状态，发育局限浅海沉积相（图7）。同时，受强烈断层活动影响，凹陷内部分割性强，沉积体的发育规模小。

3 结论

（1）宝石期为西湖凹陷强烈断陷期，具有东西物源，局限浅海沉积环境。

（2）沉积相在斜坡带以中小型的三角洲、扇三角洲及潮坪相为主，在凹陷中部的广大区域为局限浅海沉积。

（3）宝石组在保俶斜坡带三角洲及扇三角洲相储盖组合发育，具有较大的勘探潜力，是西湖凹陷有利的勘探新层系。

[1]李纯洁， 张清胜， 孟其林. 东海宝石一井第三纪地层层序及沉积环境浅析[J]. 海洋石油， 2002（4）： 14-23.

[2]李纯洁， 李上卿， 许红. 西湖凹陷中—下始新统宝石组油气地质与勘探潜力[J]. 海洋地质与第四纪地质， 2004， 24（4）： 81-87.

[3]顾惠荣， 陈琳琳. 东海陆架西湖凹陷宝石一井深层微体化石及地层意义[J]. 古生物学报， 2003， 42（4）： 620-623.

[4]蒋海军， 胡明毅， 胡忠贵， 等. 西湖凹陷古近系沉积环境分析——以微体古生物化石为主要依据[J]. 岩性油气藏， 2011，23（1）： 74-78.

[5]胡明毅， 吴玉坤， 徐艳霞， 等. 西湖凹陷深层宝石组沉积相特征及沉积相模式[J]. 石油天然气学报（江汉石油学院学报），2011， 38（8）： 1-5.

[6]张喜林. 东海盆地西湖凹陷中-下始新统宝石组沉积特征[J].地球科学与环境学报， 2014， 36（3）： 31-37.

[7]张建培， 余逸凡， 张田， 等. 东海西湖凹陷深盆气勘探前景探讨[J]. 中国海上油气， 2013， 25（2）： 24-29， 35.

[8]张远兴， 叶加仁， 苏克露， 等. 东海西湖凹陷沉降史与构造演化[J]. 大地构造与成矿学， 2009， 33（2）： 215-223.

[9]王国纯. 东海盆地地质构造特征[J]. 石油勘探与开发， 1986（6）： 1-8.

[10]杨彩虹， 王英民， 曾广东， 等. 东海陆架盆地西湖凹陷新生代断-拗转换面的厘定[J]. 海相油气地质， 2014， 19（3）： 18-26.

[11]汪正江， 陈洪德， 张锦泉. 物源分析的研究与展望[J]. 沉积与特提斯地质， 2000， 20（4）： 104-110.

[12]赵红格， 刘池洋. 物源分析方法及研究进展[J]. 沉积学报，2003， 21（3）： 409-415.

[13]徐亚军， 杜远生， 杨江海. 沉积物物源分析研究进展[J]. 地质科技情报， 2007， 26（3）： 26-32.

[14]肖传桃. 古生物与地史学概论[M]. 北京： 石油工业出版社，2007.

[15]周平. 东海西湖凹陷始新统沉积环境及含油气性[J]. 上海地质， 1994（2）： 19-25， 32.

[16]秦晓丹. 南海北部珠江口盆地番禺低隆起中新世/渐新世沟鞭藻生物地层及古环境意义[D]. 北京： 中国地质大学（北京），2006.

[17]王敏芳， 黄传炎， 徐志诚， 等. 综述沉积环境中古盐度的恢复[J]. 新疆石油天然气， 2006， 2（1）： 9-12.

[18]地质矿产部海洋地质综合研究大队， 中国地质科学院地质研究所. 东海陆架新生代古生物群-微体古植物分册[M]. 北京：地质出版社， 1989.

Sedimentary Facies of Middle-Lower Eocene Baoshi Formation in Xihu Sag, East China Sea Shelf Basin

LI Kun1, ZHOU Xinghai1, WU Jiapeng2, WAN Lifen1, XIE Chunyu1
（1. Institute of Exploration and Development, SINOPEC Offshore Oil & Gas Company, Shanghai 200120, China; 2. Geoscience Centre of Great Wall Drilling Company, CNPC, Beijing 100101, China）

Xihu Sag is a hydrocarbon-rich sag in the East China Sea Shelf Basin. Well B1, drilled in 2001, revealed the existence of Baoshi Formation in Xihu Sag for the frst time. Baoshi Formation, deposited in early-middle Eocene, is the product of strongly fault depression period. Due to the deep burial and the scarcity of drilling data, the understanding of the sedimentary facies distribution and sedimentary characteristics is still at the starting stage. Based on the seismic data and information of drilling wells, this paper discusses the distribution pattern of sedimentary facies in Baoshi sedimentation period, confrms it was generally belonged to the semi-closed shallow sea environment. It is suggested that delta, fan-delta and tidal fat deposits were developed along the west fank of the sag, small-scaled fan-delta deposits along the east fank, and the deposits of semi-closed shallow sea in the middle of the sag. It provides geological basis for the exploration of oil and gas in the frontier of Xihu sag.

Xihu Sag; Baoshi Formation; sedimentary environment; types and distribution of sedimentary facies

TE121.3

A

10.3969/j.issn.1008-2336.2017.01.016

1008-2336（2017）01-0016-05

2016-02-29；改回日期：2016-08-29

李昆，女，1988年生，硕士，2014年毕业于中国石油大学（北京）矿产普查与勘探专业，主要从事石油地质研究工作。E-mail：809301302@qq.com。