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[摘 要]随着石油勘探开发的深入,深水重力流沉积逐渐的被人们所关注,尤其在深水重力流沉积形成的机理及分类方面取得了很多突破性的进展。本文通过对重力流沉积分类的描述,试图说明在不同深水重力流沉积类别下的常见浊流与碎屑流的沉积特征和理论模型,并对异重流观点的提出做一定的解释。
[关键词]深水重力流;浊流;碎屑流;异重流
中图分类号:F31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)06-0379-01
1、前言
深海重力流的研究是應现代油气勘探的需要所建立起来的新兴学科。它的研究处勘探的需求和学科研究的交叉点上,以深水沉积理论为指导,在正确的理解深水沉积储层的成因和沉积结构样式基础上,以深水层序格架为宏观沉积体系,分层次对深水沉积进行系统的解剖,形成以地球物理资料为主、深水沉积理论为导向、地址与地球物理结合、各层次沉积结构与地震属性结合的深水沉积砂岩储层识别技术。
2、深水重力流沉积物的种类及成因
沉积物重力流可划分为泥石流、颗粒流、液化沉积物流和浊流,在这里浊流只是重力流的一种类型。而广义上的浊积岩概念则是包括了所有因重力流形成的沉积岩,重力流都是顺着大陆架斜坡或水下的峡谷向下流动,并对泥沙岩屑等物质进行悬浮搬运的高密度底流,是一种非牛顿流体。重力流的细分和重力流中裹挟的物质有很大的关系,这里通过对沉积中携带的物质类型对重力流沉积进行分类可分为:碎屑流沉积、颗粒流沉积、液化流沉积和浊流沉积。
2.1碎屑流沉积
碎屑流沉积属于碳酸盐重力流的一种类型,但也会有陆屑沉积岩的出现。碎屑流主要由粒径变化很大的碎屑形成的重力流在水道或扇面上沉积形成。通常在扇面上成席状,沉积物呈无粒序的块状,在最顶部因为正常沉积的作用可能会出现正粒序的形态。按照基质中含碎屑的多少可将碎屑流沉积分为富基质和贫基质两类。
2.1.1富基质
碎屑流流动时完全依靠基质自身强度和浮力支撑运移,形成的碎屑岩中富含黏土或者泥岩基质,这类称为富基质的重力沉积物。
2.1.2贫基质
流动时为颗粒支撑组分进行流动,其中基质含量较低,颗粒之间相互接触流动到沉积位置的沉积模式叫做贫基质的碎屑流沉积。
图2-1颗粒流沉积层序模式 图2-2液化流沉积的层序模式
2.2 颗粒流沉积
由于颗粒流的形成需要较大的坡度,大坡度的沉积盆地很少出现所以这种沉积并不常见。这种沉积最显著的就是发育有逆粒序,但只限于中部和下部,顶部的沉积物沉积于事件末期能量减小常常恢复为正常沉积的正粒序。另一方面,颗粒流沉积中的基质较少,碳酸盐颗粒流沉积中会出现亮晶胶结物。此类沉积数量稀少,但它的出现有重要的古地理意义。
2.3 液化流沉积
这种沉积模式多发生于快速堆积、沉积物中水分饱和,且沉积物粒径较小的情况下。整层通常为块状,单元层底部稍显正粒序,向上有不太发育的平行层理,在其之上发育有盘碟构造段,自下而上常表现为“盘碟”宽度减小、弯曲度变大的趋势。向上盘碟构造逐渐消失,变为无构造段,而在液化作用强烈时,可见泄水管。单元层顶底界面清晰,以中、细砂岩为主,成分及1m左右。
2.4 浊流沉积
浊流沉积为灰色、褐灰色厚层细砂岩夹黑色泥岩、灰黑色粉砂质泥岩及泥质粉砂岩,一般多夹于深水泥岩中。与浊流沉积伴生的沉积构造非常丰富。常见的沉积构造有:鲍马序列、火焰状构造、底冲刷等沉积构造。在岩心上以不完整的鲍马序列组合多见,常以砂泥岩薄互层形式出现,构成多个韵律层,侧向延伸稳定,厚度变化小,单砂层厚度从数厘米至数十厘米不等,最大不超过0.5m。
2.4.1低密度浊流沉积
这一类为经典浊积岩,特征和鲍马层序完全符合,是在我国范围内最为广泛的一类重力流沉积。主要发育在陆源碎屑岩中,颗粒主要为粉砂至中、细砂;在碳酸盐岩中,其颗粒主要来自台地边缘的碳酸盐碎屑,且均有一定磨圆。
2.4.2高密度浊流沉积
此类沉积分布较少,但是有明显的特征,较为典型,是需要着重研究的一种浊积岩沉积类型。在这类浊积岩中沉积物颗粒粒径较大,一般为中、粗砂级,常含有细粒组分。粗尾粒序层理,平行层理,中到大型交错层理垂向上规律出现,构成鲍马序列。这种沉积模式常常显示了高密度流的特征。此类常发育在海底水道内,与碎屑流沉积共生。在碳酸盐岩和陆屑共生。在碳酸盐和陆屑沉积中具有产出。
3深水重力流沉积研究新进展
从鲍马序列提出以来,关注的重点慢慢从沉积典型的层序和沉积岩性质上转向了对于重力流类型、沉积机理和沉积模式的研究。经过多年对重力流沉积的大讨论,得出了更为准确详尽的观点。在重力流的分类上按支撑沉积物颗粒的类型和机理将重力流划分为浊流、液化流、颗粒流和碎屑流。在总结了碎屑流沉积中砂岩的基础之上,得出了砂岩碎屑流是重力流中的一种重要的类型,并提出了反应深水沉积作用中碎屑流是一种十分重要的沉积类型,并提出了反应深水沉积作用过程的碎屑流沉积模式。在平面上经典的浊流沉积常呈扇形,砂质碎屑流则常呈不规则的舌状体。
目前全球部分油气勘探也与深海沉积有一定的关系,并在南美巴西、中美墨西哥湾和西非3个国家或地区形成了深海盆地油气勘探中心。我国的深水沉积物重力流沉积研究近年来也取得了较大进展,尤其是鄂尔多斯盆地和珠江口盆地等。
3.1异重流
2000年以来,异重流收到高度关注。它是由河流供给物源且密度大于周边水体以递变悬浮搬运为主的沿着盆地底部流动的负浮力流体在现代海洋沉积观测中,Huneke和Mulder等调研全世界147条河流,发现71%的河流会从河口位置产生不同频次的异重流,进而讨论了异重流形成的环境条件。根据异重流悬浮载荷与底床载荷所占比重又可将其划分为广泛分布在海洋中、以悬浮载荷为主的异重流和在湖泊中较为发育的、以底床载荷为主的异重流。异重流沉积也逐渐受到中国学者的重视。
3.2碎屑流沉积研究的新进展
与浊流体系的水道—扇叶状体沉积不同,砂质碎屑流在平面上的展布特征是舌状砂体,进一步可以细分为三类:叠加舌状砂体、席状舌状砂体和孤立舌状砂体,相应在剖面上分别呈叠加的透镜状、侧向连续的席状和孤立的透镜状。高频流体趋向于形成侧向连片和席状形态的碎屑流沉积,可形成厚层、广泛分布的优质储层,这样预测出砂质碎屑流可出现在富砂陆架的下倾方向,因而这也是种有预测能力的沉积模式。
4、深水重力流研究还存在的问题
随着能源需求的增长和勘探技术的进步,中国松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、准噶尔盆地、塔里木和柴达木盆地均已步入深层油气勘探阶段,而在深水沉积尤其在重力流沉积方面我们还是了解的较少。尤其在古地质历史时期中的重力流的种类很难识别,造成了对古地理环境的确定不是很准确,对进一步的勘探工作造成很大的阻碍。深水沉积环境地区的微环境,对提高地层划分的分辨率以及深水旋回沉积作用和大地构造背景具重要意义,同时对深水重力流沉积的勘探开发也可以有更深层的理论依据。
参考文献:
[1]李祥辉,王成善等.深海沉积理论发展及其在油气勘探中的意义[J].沉积学报,2009,27(1):77.
[关键词]深水重力流;浊流;碎屑流;异重流
中图分类号:F31 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2019)06-0379-01
1、前言
深海重力流的研究是應现代油气勘探的需要所建立起来的新兴学科。它的研究处勘探的需求和学科研究的交叉点上,以深水沉积理论为指导,在正确的理解深水沉积储层的成因和沉积结构样式基础上,以深水层序格架为宏观沉积体系,分层次对深水沉积进行系统的解剖,形成以地球物理资料为主、深水沉积理论为导向、地址与地球物理结合、各层次沉积结构与地震属性结合的深水沉积砂岩储层识别技术。
2、深水重力流沉积物的种类及成因
沉积物重力流可划分为泥石流、颗粒流、液化沉积物流和浊流,在这里浊流只是重力流的一种类型。而广义上的浊积岩概念则是包括了所有因重力流形成的沉积岩,重力流都是顺着大陆架斜坡或水下的峡谷向下流动,并对泥沙岩屑等物质进行悬浮搬运的高密度底流,是一种非牛顿流体。重力流的细分和重力流中裹挟的物质有很大的关系,这里通过对沉积中携带的物质类型对重力流沉积进行分类可分为:碎屑流沉积、颗粒流沉积、液化流沉积和浊流沉积。
2.1碎屑流沉积
碎屑流沉积属于碳酸盐重力流的一种类型,但也会有陆屑沉积岩的出现。碎屑流主要由粒径变化很大的碎屑形成的重力流在水道或扇面上沉积形成。通常在扇面上成席状,沉积物呈无粒序的块状,在最顶部因为正常沉积的作用可能会出现正粒序的形态。按照基质中含碎屑的多少可将碎屑流沉积分为富基质和贫基质两类。
2.1.1富基质
碎屑流流动时完全依靠基质自身强度和浮力支撑运移,形成的碎屑岩中富含黏土或者泥岩基质,这类称为富基质的重力沉积物。
2.1.2贫基质
流动时为颗粒支撑组分进行流动,其中基质含量较低,颗粒之间相互接触流动到沉积位置的沉积模式叫做贫基质的碎屑流沉积。
图2-1颗粒流沉积层序模式 图2-2液化流沉积的层序模式
2.2 颗粒流沉积
由于颗粒流的形成需要较大的坡度,大坡度的沉积盆地很少出现所以这种沉积并不常见。这种沉积最显著的就是发育有逆粒序,但只限于中部和下部,顶部的沉积物沉积于事件末期能量减小常常恢复为正常沉积的正粒序。另一方面,颗粒流沉积中的基质较少,碳酸盐颗粒流沉积中会出现亮晶胶结物。此类沉积数量稀少,但它的出现有重要的古地理意义。
2.3 液化流沉积
这种沉积模式多发生于快速堆积、沉积物中水分饱和,且沉积物粒径较小的情况下。整层通常为块状,单元层底部稍显正粒序,向上有不太发育的平行层理,在其之上发育有盘碟构造段,自下而上常表现为“盘碟”宽度减小、弯曲度变大的趋势。向上盘碟构造逐渐消失,变为无构造段,而在液化作用强烈时,可见泄水管。单元层顶底界面清晰,以中、细砂岩为主,成分及1m左右。
2.4 浊流沉积
浊流沉积为灰色、褐灰色厚层细砂岩夹黑色泥岩、灰黑色粉砂质泥岩及泥质粉砂岩,一般多夹于深水泥岩中。与浊流沉积伴生的沉积构造非常丰富。常见的沉积构造有:鲍马序列、火焰状构造、底冲刷等沉积构造。在岩心上以不完整的鲍马序列组合多见,常以砂泥岩薄互层形式出现,构成多个韵律层,侧向延伸稳定,厚度变化小,单砂层厚度从数厘米至数十厘米不等,最大不超过0.5m。
2.4.1低密度浊流沉积
这一类为经典浊积岩,特征和鲍马层序完全符合,是在我国范围内最为广泛的一类重力流沉积。主要发育在陆源碎屑岩中,颗粒主要为粉砂至中、细砂;在碳酸盐岩中,其颗粒主要来自台地边缘的碳酸盐碎屑,且均有一定磨圆。
2.4.2高密度浊流沉积
此类沉积分布较少,但是有明显的特征,较为典型,是需要着重研究的一种浊积岩沉积类型。在这类浊积岩中沉积物颗粒粒径较大,一般为中、粗砂级,常含有细粒组分。粗尾粒序层理,平行层理,中到大型交错层理垂向上规律出现,构成鲍马序列。这种沉积模式常常显示了高密度流的特征。此类常发育在海底水道内,与碎屑流沉积共生。在碳酸盐岩和陆屑共生。在碳酸盐和陆屑沉积中具有产出。
3深水重力流沉积研究新进展
从鲍马序列提出以来,关注的重点慢慢从沉积典型的层序和沉积岩性质上转向了对于重力流类型、沉积机理和沉积模式的研究。经过多年对重力流沉积的大讨论,得出了更为准确详尽的观点。在重力流的分类上按支撑沉积物颗粒的类型和机理将重力流划分为浊流、液化流、颗粒流和碎屑流。在总结了碎屑流沉积中砂岩的基础之上,得出了砂岩碎屑流是重力流中的一种重要的类型,并提出了反应深水沉积作用中碎屑流是一种十分重要的沉积类型,并提出了反应深水沉积作用过程的碎屑流沉积模式。在平面上经典的浊流沉积常呈扇形,砂质碎屑流则常呈不规则的舌状体。
目前全球部分油气勘探也与深海沉积有一定的关系,并在南美巴西、中美墨西哥湾和西非3个国家或地区形成了深海盆地油气勘探中心。我国的深水沉积物重力流沉积研究近年来也取得了较大进展,尤其是鄂尔多斯盆地和珠江口盆地等。
3.1异重流
2000年以来,异重流收到高度关注。它是由河流供给物源且密度大于周边水体以递变悬浮搬运为主的沿着盆地底部流动的负浮力流体在现代海洋沉积观测中,Huneke和Mulder等调研全世界147条河流,发现71%的河流会从河口位置产生不同频次的异重流,进而讨论了异重流形成的环境条件。根据异重流悬浮载荷与底床载荷所占比重又可将其划分为广泛分布在海洋中、以悬浮载荷为主的异重流和在湖泊中较为发育的、以底床载荷为主的异重流。异重流沉积也逐渐受到中国学者的重视。
3.2碎屑流沉积研究的新进展
与浊流体系的水道—扇叶状体沉积不同,砂质碎屑流在平面上的展布特征是舌状砂体,进一步可以细分为三类:叠加舌状砂体、席状舌状砂体和孤立舌状砂体,相应在剖面上分别呈叠加的透镜状、侧向连续的席状和孤立的透镜状。高频流体趋向于形成侧向连片和席状形态的碎屑流沉积,可形成厚层、广泛分布的优质储层,这样预测出砂质碎屑流可出现在富砂陆架的下倾方向,因而这也是种有预测能力的沉积模式。
4、深水重力流研究还存在的问题
随着能源需求的增长和勘探技术的进步,中国松辽盆地、渤海湾盆地、鄂尔多斯盆地、四川盆地、准噶尔盆地、塔里木和柴达木盆地均已步入深层油气勘探阶段,而在深水沉积尤其在重力流沉积方面我们还是了解的较少。尤其在古地质历史时期中的重力流的种类很难识别,造成了对古地理环境的确定不是很准确,对进一步的勘探工作造成很大的阻碍。深水沉积环境地区的微环境,对提高地层划分的分辨率以及深水旋回沉积作用和大地构造背景具重要意义,同时对深水重力流沉积的勘探开发也可以有更深层的理论依据。
参考文献:
[1]李祥辉,王成善等.深海沉积理论发展及其在油气勘探中的意义[J].沉积学报,2009,27(1):77.