第五章 沉积相 第一节 东濮凹陷下第三系沉积相
东濮凹陷在构造上是渤海裂谷系的一部分(图5-1)。是早第三纪的裂谷盆地,盆地堆积的新生界地层厚度达到7000米,其中下第三系厚度达5000余米。盆地中段被高平集-习城集断层分割为南北两个部分,分成两套内容截然不同的沉积体系。北部凹陷主要为盐湖,其中发育五套盐膏层,而南部凹陷无盐膏沉积(表5-1)。
东濮盆地地层简表 表(5-1) 北 部 凹 陷 系 统 组 厚度(m) 岩 性 第四系 更新统 平原组 1250 明化镇组 上第三系 上新统 2700 杂色砂岩,砂质泥岩与泥岩。 馆陶组 灰白、灰绿色砂岩与红色泥岩互东营组 1231 层。 沙一灰色、褐灰色泥岩,砂岩、油页250-400 段 岩,薄层白云岩夹膏盐层。 上紫红、灰绿色泥岩、砂岩与含膏沙250-400 部 泥岩互层夹盐膏层 二下紫红、灰绿色砂、泥互层夹含膏段 350-400 部 泥岩。 沙 深灰色泥岩与灰色粉砂岩互层一 250-400 夹油页岩。 下第三系 河 深灰色、黑色泥岩、油页岩与粉 沙二 300-400 砂岩薄互层含盐膏层。 街 三深灰色泥岩、油页岩与灰色粉砂 段 三 400-750 岩互层夹厚盐膏层。 组 深灰色泥岩、油页岩与粉砂岩互四 800-900 层夹厚盐膏层。 上深灰、灰黑色泥岩与粉砂岩互 沙130-200 部 层。 四下段 200 紫红色泥岩与粉砂岩。 部 厚度(m) 南 部 凹 陷 岩 性 400-800 灰色、灰绿色砂岩与紫红、棕红色泥岩互层夹玄武岩。 250-400 灰绿、灰色泥岩夹砂岩、顶部夹薄层生物白云岩。 上部为厚层紫红色泥岩与粉砂岩互层 。 400-650 下部为红色泥岩、粉砂岩与钙质粉砂岩不等厚互层。 350-400 350 340 280 灰色泥岩、粉砂岩互层,顶部为紫红色泥岩。 灰色泥岩夹油页岩、泥灰岩与粉砂岩互层。 灰色、深灰色泥岩与粉细砂岩互层 深灰色泥岩夹粉细砂岩。 上部为灰色泥岩,粉砂岩互层夹玄武岩。 350 下部为紫红色泥岩与砂岩。 2
一、主要沉积相类型
通过岩芯观察,沉积构造序列分析和钻孔综合录井资料的判识,东濮凹陷下第三系的沉积相主要有干盐湖、河流、三角洲、岸、滩(坝)及重力流等五种类型。 1、干盐湖
在干燥气候条件下,湖水被蒸干而形成。其沉积模式如图5-1所示。沉积序列如图5-2所示。由湖岸至湖心的沉积顺序为:⑴、紫红色、棕褐色、褐色和灰绿色砂泥岩构成正韵律,韵律厚度一般为0.5-1.5米。?砂岩为细砂岩和粉砂岩,发育小波痕层理。常见虫孔和炭屑。泥岩多含粉砂,具干裂,含炭屑和云母片;⑵、瓦灰色白云质泥岩、含石膏团块;⑶、白云岩;⑷、瓦灰色泥膏岩和硬石膏、泥岩薄互层;⑸、盐岩,常夹泥岩。
在浅水泥岩中偶尔见到浅水重力流沉积。砂岩单层厚几厘米至数十厘米,具递变层理和底面沟模型,跳跃痕和重荷模等。本区盐湖主要发育于沙二时期。 2、河流 ⑴、间歇河
间歇河沉积主要由紫红色和棕褐色含砾砂岩、砂岩、粉砂岩及泥岩构成正韵律(图5-3I)。单个韵律厚度一般不超过1米。砂岩单层厚0.3-1米。发育块状和平行层理,小波痕层理。砾石多为泥砾并常显示出槽状交错层理。泥岩单层厚0.05-0.2米,个别可达1.2米,泥岩中常含石膏团块与云母片,偶见虫孔。间歇河主要发育于沙二时期。 ⑵、辫状河
辫状河的沉积序列主要由两部分组成(图5-3Ⅱ)。由紫红色、浅综色砂砾岩、含砂砾岩和砂岩构成正韵律。韵律厚度1-4米,底部具冲刷面,自下而上可见
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块状层理、槽状交错层理和平行层理;上部为洪泛平原沉积,由紫红色泥岩组成。泥岩中往往含细粉砂。辫状河沉积主要见于沙四段和东营组。 ⑶、曲流河
曲流河沉积序列由河道滞留沉积、曲流沙坝和洪泛平原沉积三部分组成。本区曲流河沉积由紫红色、棕色、灰绿色及灰色含砾砂岩、砂岩、粉砂岩及泥质粉砂岩构成正韵律。韵律下部为砾砂岩、属河道滞留沉积。砾石多为泥砾,次为石英。砾径从几毫米到数厘米不等。其厚度为0.1-0.2米,具块状构造。韵律中部由中砂岩、细砂岩和粉砂岩构成曲流沙坝沉积,厚度0.5-1.7米。发育槽状交错层理、平行层理及小波痕层理和爬升波痕层理。上部为紫红色泥岩组成的洪泛平原沉积,厚度0.5-3米。泥岩具块状构造或水平层理,偶见虫孔。曲流河沉积见于沙四段、沙二段、沙一段及东营组。 3、三角洲
一个完整的三角洲沉积序列由前三角洲、三角洲前缘和三角洲平原三部分沉积组成(图5-3Ⅳ)。
前三角洲为灰色、深灰色具水平层理之泥岩,厚度1-2m。
三角洲前缘包括河口砂坝和远砂坝沉积,主要由灰色泥质粉砂岩、粉砂岩及钙质砂岩构成反韵律,厚度1.2-2.5米。其沉积构造有透镜层理、水平层理、小波痕层理、平行层理、板状交错层理和槽状交错层理,在泥质粉砂岩中常发育变形层理和砂枕构造、虫孔、生物搅混构造。
三角洲平原由分流河道和洪泛平原沉积组成。分流河道沉积由含砾砂岩、砂岩和粉砂岩构成向上变细的层序,发育均匀层理、槽状交错层理、平行层理、板状和楔状交错层理及小波痕层理。洪泛平原沉积主要由泥岩和粉砂质泥岩组成。其沉积构造主要有水平层理和均匀层理。三角洲沉积本区各时期均有发育,但沙三和沙二时期最发育。 4、岸滩
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本区发育的岸滩沉积可分为两种,一种为砂滩,另一种为生物滩。 ⑴、砂滩砂滩主要发育在河口或砂屑物质供应比较充足的地方,由灰色砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩构成正韵律(图5-4Ⅰ)。韵律厚度一般1-3米,最厚可达7米。发育均匀层理、平行层理、板状交错层理、变形层理、压扁层理、小波痕层理、爬升波痕层理、皱痕及水平层理。其中小波痕层理十分发育。在泥岩、泥质粉砂岩及粉砂岩中常见虫孔,富含炭屑及云母片。泥岩顶部常具冲刷面。
在离河口稍远的砂屑物质供给少的地区,岸滩沉积序列如图5-4Ⅱ所示,为灰色粉砂岩或泥质粉砂岩与泥岩构成互层沉积。砂岩和泥岩单层厚度多为0.01-0.1米,粉砂岩及泥质粉砂岩多发育小波痕层理及水平层理,富含炭屑。 在砂屑物质供给很少的地区,岸滩沉积则主要以粉砂质泥岩为主,常出现透镜状层理,偶尔可见砂枕构造和炭化的植物茎(图5-4Ⅲ)。
岸滩在南部地区多发育于沙三时期,在北部地区主要发育于沙一时期,其次为沙四时期。 ⑵、生物滩
本区生物滩发育于沙一时期,分布零散,厚度较小,一般仅0.1-2米。?在生物白云岩的薄片中均含有数量不等的砂屑。可见陆源碎屑的掺合作用是影响本区生物滩发育的主要原因之一。生物滩的完整序列和沉积模式如图5-4Ⅳ所示。由岸边向盆地中心的沉积顺序为:①粉砂岩或泥质粉砂岩;②砂屑白云岩;③螺介形虫白云岩;④鲕粒白云岩;⑤泥灰岩;⑥质纯泥岩。这种沉积序列表明,本区生物滩发育于陆源碎屑物质补偿少的水进过程中。 5、重力流
本区发育的重力流沉积有深水扇、近岸水下扇、滑塌浊流及泥石流等四种沉积,其沉积,模式如图5-5Ⅰ所示。 ⑴、深水扇和近岸水下扇
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深水扇和近岸水下扇均是由于暴雨形成的密度流直接流入盆地并在盆地的深水区沉积的扇形体。深水扇的物源来自缓坡,近岸水下扇的物源来自陡岸。 深水扇和近岸水下扇的沉积特征基本相同。一个扇体由扇根,扇中和扇端三部分组成,其沉积序列如图5-5Ⅱ、Ⅳ所示。扇根由充填于水下谷道的砂砾岩、含砾砂岩和砂岩等粗粒沉积物组成正韵律,厚度一般1米左右,沉积构造主要为块状层理,局部可见槽状交错层理和平行层理;扇中发育水下辫状水道沉积,一般由砂岩、粉砂岩和泥质粉砂岩组成。发育均匀层理、平行层理和小波痕层理。砂岩单层厚度不足1米;扇端一般由发育小波痕层理的粉砂岩、泥质粉砂岩和具水平层理的粉砂质泥岩等细粒沉积物组成。其单层厚度0.1-1米。在扇端沉积中,常可见到经典的浊积岩中的B、C、D和C、D序列。
深水扇和近岸水下扇的共同特点是由砂岩、粉砂岩构成的扇体沉积夹在深水或半深水泥岩之中。它们的不同点在于深水扇沉积在盆地中延伸较远,分布面积较大,粗碎屑颗粒崐磨圆度稍好,分选性亦较好;近岸水下扇沉积在盆地中延伸较近,分布面积亦较小,粗碎屑颗粒磨圆度差,分选性亦差,沉积物中泥质含量较高。 ⑵、滑塌浊流沉积
滑塌浊流沉积是指三角洲前缘的河口沙坝或岸滩沉积在外界触发因素的诱发下,产生滑塌流动并在盆地的深水区再沉积所形成的沉积体。
滑塌浊流沉积具有明显的鲍玛序列和滑动变形构造。完整的鲍玛序列(图5-5Ⅲ)不足整个韵律数的十分之一,序列厚度一般约2米左右。?其中A段为具有递变层理的砂砾岩或含砾砂岩;B段为具平行层理的砂岩;C段为粉砂岩和泥质粉砂岩,发育变形层理和小波痕层理,常见砂枕构造;D段为具水平层理的泥岩,常含粉砂和炭屑;E段为质纯泥岩,具水平层理或均匀层理。由于滑塌浊流沉积的部位不同,其鲍玛序列是多种多样的。本区所见的序列有:ABCDE、ABCE、ACDE、BCDE、BC、CD、及CE等。
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