正斷陷北部古近系地震相劃分

1雙斷式斷陷結(jié)構(gòu)正交擾動位于黑龍江省東部，是基于舒地溝中后期的一個初級負向構(gòu)造單元?？傮w呈NE40~50°展布,南北兩側(cè)分別與尚志斷隆、依蘭斷隆相鄰,面積約1500km2,是受東西兩側(cè)深大斷裂控制的雙斷式的槽狀斷陷。斷層走向與區(qū)域北東向構(gòu)造走向一致,南北長53.0km,東西寬29.0km,斷陷內(nèi)NE走向的伊漢通斷裂控制了柞樹崗次凹、大林子次凹和德善屯次凹的形成與沉積(圖1)。斷陷基底為古生界變質(zhì)巖系,之上充填了白堊系、第三系的烏云組(E1w)、新安村組(E2x)、達連河組(E2d)、寶泉嶺組(E3b)、富錦組(N1f)和第四系地層。2地震地質(zhì)及地質(zhì)特征地震層序劃分是指依據(jù)不整合面及其相當?shù)恼厦娼⒌葧r地層格架,為查清沉積體系、環(huán)境和相的空間配置關(guān)系,正確地恢復(fù)盆地的沉積環(huán)境和構(gòu)造發(fā)展史提供基礎(chǔ)。反映地震層序界面的反射終止類型包括上超、下超、頂超、削截和整一。在方正斷陷北部,通過對地震剖面對比追蹤,確定了研究區(qū)地震層序劃分方案(表1),將方正斷陷古近系劃分為4個地震層序,即SEx-w、SEd、SEb1和SEb2。各層序沉積時期湖盆的水體變化受控于構(gòu)造因素,具有以下特點:SEx-w是盆地形成的初始裂陷期,方正斷陷北部地區(qū)由一系列小湖盆組成,水體普遍較淺;SEd層序沉積時期為持續(xù)裂陷時期,水體有所加深;但由于達連河組末期,受區(qū)域擠壓應(yīng)力影響,北部地區(qū)沉積地層遭到嚴重的抬升剝蝕。SEb1層序沉積時是盆地的快速裂陷期,統(tǒng)一的盆地基本形成,湖盆水體快速加深,此時方正斷陷以深湖環(huán)境為主;SEb2層序沉積時盆地由快速斷陷期轉(zhuǎn)為緩慢沉降期,湖盆范圍廣、水體變淺。3.1平行-亞平行席狀地震相3地震相類型及其特征地震相是指由特定地震反射參數(shù)所限定三維空間中的地震反射單元,它是特定沉積相或地質(zhì)體的地震響應(yīng)。本文主要以地震反射的外部幾何形態(tài)和內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)為主,輔以地震反射同相軸的頻率、振幅和連續(xù)性等地震參數(shù)來描述各組段的地震相類型。根據(jù)上述地震反射參數(shù),方正斷陷北部古近系發(fā)育多種地震相類型,其中平行-亞平行席狀相、楔狀發(fā)散相、上超充填相、雜亂充填相最為發(fā)育。中強振幅中高連續(xù)平行席狀相是由一組近似平行的地震反射同相軸構(gòu)成,與上下反射層呈平行接觸關(guān)系以中強振幅、中高連續(xù)性、平行反射結(jié)構(gòu)為特征(表2),反映了在一個沉積區(qū)域內(nèi)相對穩(wěn)定的、沉積水動力能量中等偏低的沉積相組合,以泥巖沉積為主,夾薄層粉細砂巖,砂地比一般小于10%。主要分布在研究區(qū)中部SEb1層序下部地層中,一般代表深湖-半深湖、淺湖亞相,巖性由黑色、灰色塊狀泥巖和淺灰色粉細砂巖構(gòu)成,GR呈微齒狀,RT曲線幅度變化不大。中高頻率中弱振幅中低連續(xù)亞平行席狀相是由一系列反射振幅變化、連續(xù)性低、亞平行反射的同相軸構(gòu)成,反映水動力能量變化較大、沉積作用相對不太穩(wěn)定的沉積環(huán)境。錄井揭示以巨厚雜色砂礫巖沉積為主,夾薄層灰色泥巖,砂地比較高,電測曲線呈微齒狀箱形或鐘形曲線,幅度變化大,代表扇三角洲平原、前緣相和濱淺湖相,是研究區(qū)分布最廣泛的地震相之一,在四個層序中均有分布,但不同層序的分布范圍有所不同。3.2深湖—楔狀地震相研究區(qū)的楔狀地震相又可細分為發(fā)散—楔狀、上超—楔狀、雜亂充填—楔狀三種類型。發(fā)散—楔狀地震相是由一組向湖盆中央厚度加大、向湖盆邊緣厚度減薄、呈發(fā)散狀的地震反射同相軸構(gòu)成,反映半深湖—濱淺湖、三角洲前緣和三角洲平原環(huán)境,在斷陷斜坡帶處特征最為明顯。上超—楔狀地震相主要反映濱淺湖環(huán)境和三角洲前緣環(huán)境,主要發(fā)育在SEb1層序中。雜亂充填楔狀地震相在SEx-w和SEd層序中較為發(fā)育,主要分布在凹陷邊界大斷層根部和斷裂復(fù)雜地區(qū),反映三角洲平原環(huán)境和濱淺湖環(huán)境(表2)。3.3伏-平穩(wěn)性地震相及地震剖面研究區(qū)前積結(jié)構(gòu)可分為“S”型前積和低角度斜交前積兩種類型,是由一組向同一方向傾斜的同相軸組成的,與其上覆和下伏的平坦同相軸成角度或切線相交,通常反映某種攜帶沉積物的水流在向盆地推進的過程中由前積作用產(chǎn)生的反射結(jié)構(gòu)。該地震相外形主要為楔狀,振幅一般為中等(表2),巖性剖面主要由灰白色、淺灰色砂巖、粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖組成。GR、RT曲線具有由下而上呈齒狀,漏斗形、箱形和鐘形特征。研究區(qū)的前積反射結(jié)構(gòu)主要發(fā)育在SEd、SEb1層序中。3.4結(jié)構(gòu)和巖石學(xué)特征研究區(qū)內(nèi)充填地震相根據(jù)內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)差異可分為上超充填型和雜亂充填型(表2),外形多為楔形。上超充填型地震相是由一組亞平行的逐次上超在同一底面的同向軸組成,振幅中等,連續(xù)性較好,巖性剖面主要由灰色泥巖,粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖組成,電測曲線具有明顯的微齒狀漏斗形特征,在SEx-w、SEd、SEb1中都有發(fā)育,反映三角洲前緣和濱淺湖沉積環(huán)境。雜亂充填型地震相主要分布在凹陷西部邊界大斷層下降盤的SEx-w、SEd層序中,反映扇三角洲平原沉積環(huán)境。3.5地震分辨率極限亂崗狀地震相由不規(guī)則的、不連續(xù)亞平行的反射組成,常有許多非系統(tǒng)性的反射終止和同相軸分裂現(xiàn)象,波狀起伏幅度小,接近地震分辨率的極限。亂崗狀反射結(jié)構(gòu)側(cè)向上常變?yōu)楸容^明顯的斜坡沉積模式,向上遞變?yōu)槠叫?亞平行反射。亂崗狀地震相出現(xiàn)在SEx-w、SEd層序沉積時期,從方1井鉆探情況看,該反射結(jié)構(gòu)代表三角洲前緣沉積。3.6中央地震同相軸向兩側(cè)振幅減弱相透鏡狀地震相是指在一組亞平行反射中存在較強振幅、延伸較短的地震反射同相軸,該同相軸向兩側(cè)振幅減弱,直至尖滅(表2)。該地震相主要分布于近岸水下扇和三角洲的前端,反映的是濱淺湖沉積環(huán)境中的滑塌濁積扇。方正斷陷北部地區(qū)的透鏡狀地震相零星分布在SEx-w、SEd、SEb1層序時期發(fā)育的各類三角洲前端。4地震相位分布規(guī)律4.1扇三角洲沉積特征由于研究區(qū)在各層序沉積時期的沉積環(huán)境在平面上存在著差異,不同地區(qū)發(fā)育不同的沉積體系,因而地震響應(yīng)也不同。結(jié)合鉆井資料我們就可以將地震相轉(zhuǎn)化為沉積相,例如在SEb1層序中,小蘭屯構(gòu)造處過方1井地震剖面上可見中高頻率亞平行席狀相,在鉆井剖面上為厚層砂礫巖夾少量灰色泥巖薄層,曲線幅度較高,具有微齒狀特征,反映扇三角洲平原沉積環(huán)境;在柞樹崗次凹中過方3井地震剖面顯示為平行席狀相,鉆井剖面為巨厚層灰色或黑色泥巖夾薄層粉砂巖,曲線為微齒狀低平曲線,為明顯的深湖-半深湖沉積特征;西北斷隆區(qū)過方6井的地震剖面顯示為低角度斜交前積地震相,鉆井剖面顯示為灰色或灰綠色泥巖夾粉砂巖,曲線具有齒狀特征,反映扇三角洲前緣與淺湖的交互沉積環(huán)境。所以在不同的地區(qū),同一沉積時期或同一層序由于發(fā)育了不同的沉積相,因而顯示了地震相在平面分布上的差異性。4.2泉嶺期沉積體系方正斷陷北部地區(qū)在構(gòu)造上又可細分為三凹三凸共六個次級構(gòu)造單元(圖1),各構(gòu)造單元均呈北東—南西向展布,斷陷內(nèi)大斷裂對沉積中心的分布和地震相的展布均有一定的控制作用,而且構(gòu)造活動也階段性地控制了地震相發(fā)育的差異性和繼承性,早期強烈斷陷時期的烏云組和新安村組沉積體系類型是以扇三角洲和淺湖為主,在晚期的斷凹轉(zhuǎn)化時期的寶泉嶺組一段早期沉積體系則以深湖半深湖沉積體系為主(圖2)。SEx-w層序沉積時期,斷裂活動強烈,東西兩側(cè)物源供給充足,沉積相以扇三角洲沉積為主。代表扇三角洲前緣相的亂崗狀地震相面積最大,在大林子次凹和柞樹崗次凹分別發(fā)育前積相和上超充填相,面積次之。SEd層序沉積時期,亂崗狀地震相面積變小,僅發(fā)育在小蘭屯構(gòu)造和大林子次凹邊部,SEd層序沉積早期該位置沉積一套以平行席狀相為特征的沉積物;“S”前積相面積增大但仍主要發(fā)育在大林子次凹內(nèi),在東北斷隆區(qū)發(fā)育平行亞平行席狀相。由于達連河組晚期遭受區(qū)域擠壓作用,西北部地區(qū)地層被完全剝蝕掉。SEb1層序沉積時期,隨著斷裂活動減弱,進入了斷凹轉(zhuǎn)化期,早期為湖侵期沉積,沉積相以深湖半深湖為主,夾少量重力流沉積,晚期隨著湖盆面積擴大,水體變淺,可容納空間變小,沉積物向湖心推進,沉積相以扇三角洲沉積和淺湖沉積為主。早期響應(yīng)于平行席狀相和上超充填相,晚期響應(yīng)于高頻亞平行席狀相和楔狀發(fā)散相。SEb2層序沉積時期,斷陷受區(qū)域擠壓應(yīng)力作用,進入萎縮期,主要發(fā)育扇三角洲相,地震相以高頻亞平行席狀相,和楔形發(fā)散相為主。5地震相類型的劃分(1)沉積相研究是油氣勘探工作基礎(chǔ),但研究區(qū)面積大,井位分布不均勻,在這種情況下,利用地震剖面的反射特征劃分地震相,進而綜合分析解釋轉(zhuǎn)換為沉積相,具有重要的價值。(2)研究區(qū)古近系自下而上依次劃分出4個地震層序;依據(jù)地震內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)和外部幾何形態(tài),輔以地震反射振幅、頻率和連續(xù)性等地震相參數(shù),共識別出平行席狀相、上超充填相、楔形發(fā)散相等1