长岭断陷龙凤山地区营城组沉积特征

栾 颖

（中国石化东北油气分公司勘探开发研究院，吉林长春 130062）

龙凤山地区位于松辽盆地南部长岭断陷南缘，长岭断陷从早白垩世开始发育，伴随着控陷断裂的强烈活动，形成了大规模的火山岩，碎屑岩沉积物由断陷边缘向中心快速充填。龙凤山鼻状构造为营城组末期构造反转所形成的。龙凤山构造动力演化主要受两种因素控制，一是营城组早期受地幔热物质的对流活动出现上隆，地壳拉张减薄，形成西部掀斜半地堑（伸展裂谷特征）；二是营城组晚期北北东向基底断裂带发生压扭活动，形成反转构造，同时局部隆起地区遭受剥蚀[1–2]。在此构造演化下，龙凤山构造格局划分为西部构造带、东南斜坡带、北部洼陷带（图1）。受古构造、古地形、水动力等不同条件的影响[3–5]，西部构造带发育辫状河三角洲沉积体系，东南斜坡带发育扇三角洲沉积体系。本文综合利用岩心、钻井、测井等资料，对龙凤山地区辫状河三角洲、扇三角洲进行了系统研究，以阐明不同三角洲类型的沉积特征和分布规律，指导油气精细勘探[6–8]。

1 物源分析

1.1 岩石碎屑组分

碎屑岩中的碎屑组分直接反映物源区和沉积盆地的地质背景。碎屑颗粒组分是来源于母岩风化的产物，不同物源体系的碎屑颗粒组合及其含量存在差异[9–11]。研究区西南部和东南部砂砾岩成分成熟度高于中部的砂砾岩成分成熟度。西南部具有中石英、中长石、高岩浆岩变质岩岩屑的特点，中部具有低石英、低长石、高岩浆岩岩屑的特点，东南部具有高石英、低长石、高岩浆岩岩屑的特点（图1）。

1.2 重矿物组合

龙凤山地区营城组砂砾岩中的重矿物类型及其含量差异较大，以含铁矿物（磁铁矿和钛铁矿）为主，其次为锆石、绿帘石、锡石、石榴石，黝帘石、角闪石，榍石的含量较少。西南部北1井以变质岩重矿物组合为主，不稳定重矿物组分含量较高；东南部北2井以酸性岩浆岩重矿物组合为主；北 204井、北202、北201和北203井以中性及基性岩浆岩重矿物组合为主，稳定重矿物组分含量较高。

1.3 砂岩含量

营Ⅳ砂组沉积时期有西南部、南部和东南部三个方向上的物源供给，西南部砂岩含量自西南向东北逐渐降低，而南部砂岩含量呈现向北部迅速降低的趋势，来自南部物源与西南物源的沉积物受F4同沉积断层所分隔。东南部砂砾岩含量向北部逐渐降低，砂体由南向北推进（图2）。

综合研究表明，龙凤山地区营城组沉积时期共存在三个方向的物源供给，即西南部的变质岩物源区，南部的岩浆岩物源区和东南部的岩浆岩物源区。

图1 龙凤山地区营城组砂砾岩类型平面分布

图2 龙凤山地区营Ⅳ砂组砂岩含量等值线

2 沉积相标志

2.1 岩性及结构特征

龙凤山地区西部构造带主要发育杂色砂砾岩、灰色粗砂岩、含砾细砂岩夹灰色粉砂质泥岩和泥岩，见煤层，反映了辫状河三角洲沉积时坡度较缓、水体较浅的特点；东南斜坡带主要发育灰色含砾细砂岩、灰色砂砾岩夹灰色、深灰色泥岩，反映了扇三角洲前缘沉积时水体较深的特点。东南斜坡带以岩屑砂岩为主，见少部分长石岩屑砂岩，颗粒呈次圆状–次棱角状，分选较差，碎屑颗粒中岩屑含量为47%～89%，平均含量71.8%；长石含量为5%～30%，平均含量16.3%；石英含量为3%～40%，平均含量11.9%；成分成熟度较差，说明搬运距离近，为短距离供源。西部构造带以长石岩屑砂岩为主，部分岩屑长石砂岩，颗粒呈次圆状，分选中等–较差，碎屑颗粒中岩屑含量为21%～74%，平均含量53%；长石含量为15%～56%，平均含量26.9%；石英含量为9%～45%，平均含量 19.7%；成分成熟度较东南斜坡带高，说明搬运距离较东南斜坡带远（图3）。

图3 龙凤山地区营城组岩石类型三角图

通过对营城组典型取心井段的粒度概率曲线特征进行分类总结，得出其粒度概率曲线有5种主要类型：①粗粒一段式（图5a），呈现一段式或宽缓上拱的弧形，斜率小，即沉积物主要由粒度较粗的悬浮总体组成，分选差，跳跃总体和悬浮总体缓慢过渡而无明显转折点，反映扇三角洲前缘水下分流河道重力流的特点；②细粒一段式（图5b），呈现一段式，斜率大，即悬浮总体组成。以细粒沉积物为主，分选较好，跳跃总体和悬浮总体缓慢过渡而无明显转折点，反映辫状河三角洲分流河道牵引流的特点；③两段式（图5c），呈现典型的两段式折线，包括斜率较高的跳跃组分和斜率较低的悬浮总体，跳跃和悬浮总体交截点1.5～2.5 Φ，为较典型的扇三角洲前缘水下分流河道牵引流特点；④三段式Ⅰ型（图5d），具有跳跃、滚动和悬浮三段式，滚动曲线斜率较大，分选中等，具有牵引流的典型特征，为扇三角洲前缘远端水下分流河道沉积；⑤三段式Ⅱ型（图5e），滚动组分斜率低（＜10%），跳跃总体含量为20%～80%， 斜率 50°～70°，细截点 2～3 Φ，反映分选中等偏好、以牵引流为主的搬运方式，体现辫状河三角洲水下分流河道的沉积特点。

图4 龙凤山地区营城组概率累积曲线

2.2 沉积构造特征

研究区营城组沉积构造类型多样，西部构造带以牵引流形成的沉积构造为主，东南斜坡带发育重力流及牵引流两种成因的沉积构造，主要有小型交错层理、楔状交错层理、平行层理、波状层理，也可见冲刷构造，是较强水动力条件牵引流的一种标志。除此之外，东南斜坡带发育滑塌变形等反映重力流沉积的构造。从以上岩性及结构特征、沉积构造特征两方面分析可知，西部构造带发育辫状河三角洲沉积体系，东南斜坡带发育扇三角洲沉积体系。

3 沉积相识别

龙凤山地区营城组发育辫状河三角洲相和扇三角洲相，辫状河三角洲分布在西部构造带上，发育规模较大；扇三角洲分布在东南缓坡带上，发育规模较小。F4同沉积断层控制了西部辫状河三角洲及东部扇三角洲的沉积形态，研究区西部主要发育辫状河三角洲平原、前缘2种亚相，共6种微相；东部主要发育扇三角洲前缘亚相，共4种微相（图5）。

图5 辫状河三角洲及扇三角洲各微相测井响应特征

3.1 辫状河三角洲相

3.1.1 辫状河三角洲平原

位于湖盆边缘辫状河大量分叉处与湖岸线之间的陆上沉积区，发育煤层，是河漫沼泽沉积微相的重要标志。研究区平原亚相由分流河道和河漫沼泽微相组成，其中分流河道沉积占主导地位。

（1）分流河道：分流河道是研究区辫状河三角洲平原亚相中最重要的微相类型，岩石类型以灰色、杂色砂砾岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩为主，砂岩中炭质含量丰富，常见炭屑条带、植物茎干化石、泥砾等。在剖面上显示为块状韵律层序，局部显示底部冲刷、向上变细的正韵律，发育块状层理，平行层理、小型交错层理、板状或楔状交错层理等。其自然电位、自然伽马和电阻率测井曲线多为微齿化的箱型组合，呈顶、底突变的接触关系。

（2）河漫沼泽：岩石类型主要为灰色、深灰色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩以及煤层，炭质含量极丰富，可见少量水平层理。其电测曲线表现为锯齿状低值组合，而煤层则是典型的指状高电阻、高声波、伽马曲线负异常、自然电位较平直的组合。

3.1.1 辫状河三角洲前缘

研究区辫状河三角洲前缘共识别出水下分流河道、河口坝、席状砂、分流间湾等微相，其中水下分流河道是研究区辫状河三角洲前缘的沉积主体。

（1）水下分流河道：水下分流河道是三角洲平原分流河道入湖后在水下的延续部分，砂体呈席状展布，横向分布较稳定。沉积特征与分流河道极为相似，岩性较分流河道稍细，主要为灰色、深灰色粗砂岩、含砾细砂岩等，泥质杂基含量少，主要呈颗粒支撑，炭屑含量减少，正韵律，发育小型交错层理、平行层理及冲刷构造。自然电位、自然伽马及电阻率曲线微齿，常呈顶、底突变的箱形结构，向上变细的钟形结构，或两种结构的叠加组合。

（2）河口坝：位于水下分流河道的侧缘，自下而上主要为粉砂岩、中细砂岩与灰色泥岩交互组成的反韵律或复合韵律，发育交错层理及平行层理。自然电位、自然伽马曲线为漏斗形。

（3）席状砂：位于水下分流河道末端向前延伸的部分，岩性由薄层粉砂、细砂岩与灰色泥岩不等厚互层组成。见水平层理、砂纹交错层理。其电测曲线呈锯齿状高幅组合。

（4）分流间湾：位于水下分流河道之间相对低洼的地区，岩性主要为灰色、深灰色泥岩、粉砂质泥岩和泥质粉砂岩，发育水平层理。其自然电位曲线平直，自然伽马高值，电阻率曲线呈微齿状。

3.2 扇三角洲相

（1）水下分流河道：水下分流河道微相是扇三角洲前缘亚相的主体，兼具重力流和牵引流流体特征，向前端方向沉积物粒度变细，由块状、厚层状砂砾岩、含砾中粗砂岩、含砾细砂岩组成。其相序多表现为多个正韵律层或块状韵律层的频繁叠置，底部具明显冲刷面。多发育平行层理、交错层理、块状层理等沉积构造。测井曲线上多表现为正韵律组合，形态为箱形、钟形或下箱上钟复合形，呈底突变、顶渐变接触关系。

（2）河口坝：位于水下分流河道前端或侧缘，是由于水体深度增加或地形坡降突然变缓，分流河道携带的碎屑物质在河道前缘沉积下来所形成的反粒序砂坝。研究区扇三角洲前缘河口坝岩性主要为灰色粉细砂岩，发育各种交错层理，电测曲线以漏斗形为特征，局部发育。

（3）席状砂：席状砂环绕水下分流河道及河口坝外缘分布，主要由薄层均质粉细砂岩组成。电测曲线以指状为特征。

（4）河道间：河道间微相岩性主要为深灰色块状泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩和粉砂岩，发育透镜状层理、脉状层理、滑塌构造等，是扇三角洲前缘的典型标志。测井曲线呈低幅微齿状。

4 沉积相展布与演化

4.1 沉积模式

受构造、地形及物源控制，西部、南部为物源区，东北方向为深水区。西南部发育辫状河三角洲沉积体系，沉积范围较广；南部受构造作用及湖盆影响，发育扇三角洲沉积体系，沉积范围较西南部辫状河三角洲小，受”沟–扇”对应的影响，发育两个分支物源。研究区营城组总体上表现为水动力较强的三角洲沉积环境，呈现出三角洲平原–三角洲前缘–滨湖–浅湖–半深湖沉积序列，其中三角洲前缘为其沉积主体，分布范围最广（图6）。

图6 龙凤山地区营城组沉积模式

4.2 沉积相展布与演化

营Ⅵ砂组沉积时期，在继承沙河子组古地貌特征的基础上，龙凤山地区大部分处于暴露环境，导致沉积范围较小，物源供给能力较差。西南主要发育辫状河三角洲前缘及外前缘沉积，而东南主要发育扇三角洲前缘及外前缘沉积，受”沟–扇”影响，发育两支扇体，研究区整体由西南向东北逐渐过渡为浅湖–半深湖沉积；营Ⅴ砂组沉积时期，物源供给能力增强，全区沉积范围逐渐扩大，湖盆逐渐萎缩，但仍以三角洲前缘及外前缘沉积为主；营Ⅳ砂组沉积时期，物源供给能力继续增强，西南发育辫状河平原及前缘沉积，东南发育扇三角洲前缘沉积，受湖平面变化及”沟–扇”迁移的影响，东南两支扇体逐渐向中间靠拢；营Ⅲ砂组沉积时期，全区物源供给能力变强，沉积范围最大，西南辫状河三角洲继续向前推进，东南扇三角洲两支扇体合为一支扇体，东北部湖盆范围进一步缩小（图7）。

5 结论

龙凤山地区营城组沉积时期发育三个物源体系，即西南部的变质岩物源区、南部的岩浆岩物源区和东南部的岩浆岩物源区，多物源导致岩矿组分区域分带性强，成分差异较大。F4同沉积断层控制了龙凤山地区沉积作用类型和沉积相带的展布，辫状河三角洲分布在西部构造带上，发育规模较大，分为平原、前缘2种亚相，共6种微相；扇三角洲分布在东南缓坡带上，发育规模较小，发育扇三角洲前缘亚相，共4种微相。来自不同物源的沉积砂体自南向北推进，从营Ⅵ砂组到营Ⅲ砂组沉积时期，物源供给能力增强，沉积范围逐渐扩大，呈现出三角洲平原–三角洲前缘–滨湖–浅湖–半深湖沉积序列，其中三角洲前缘为其沉积主体，分布范围最广。

图7 龙凤山地区营城组沉积优势相