（矿产普查与勘探专业论文）饶阳凹陷古近系层序地层学及隐蔽油气藏勘探研究.pdf

摘要 本文以饶阳凹陷古近系地层为研究对象，以层序地层学的基本理论为依据，结合 地震、测井、岩心、古生物等多项资料对各级层序地层单元界面进行识别，并采用由单 井层序地层分析到连井层序地层剖面的对比，由点到面的方式进行了全区的层序及体系 域的划分。本次研究共划分出三个二级层序、十个三绒层序和二十七个体系域，将三级 层序划分为湖相层序、河流层序和气候层序，并对锥种类型的层序作了媳型特征分析， 建立了饶阳凹陷吉近系的层序地层格架。根据饶阳凹陷构造发育特点，在工区内划分出 四种类型的构造单元，即缓坡带、陡坡带、隆起带和律槽带，研究了不同构造单元的层 序叠置样式，建立了体系域的发育模式，并分析了构造沉降、沉积物供给和气候因素对 层序发育的控制作用，认为顶超面并不能总是作为识别层序边界的标志。 在层序地层学格架建立的基础上，通过岩心观察描述、岩石薄片鉴定，以及测井、 地震资料综合分析，系统研究了饶阳凹陷古近系的沉积相标志特征、沉积相类型及其时 空展布规律，荠指出有利储层发育的层位和空闻位置。认为饶阳凹陷是在裂谷背景上形 成的断陷、断坳复合盆地，充填了较厚的碎屑岩。在断陷分割充填阶段主要发育冲积扇、 河流相、局部地区发育干盐湖相。断陷扩张期阶段主要发育滨浅湖、半深湖，辫状河三 角洲、扇三角洲以及马西洼槽陡带发育的近岸水下扇等深水沉积相类型：断陷末期抬升 阶段沉积相主要是辫状河三角洲和河流相。在断坳沉积阶段，研究区主要发育滨浅湖、 辫状河三角渊，缺少深水沉积类型。断坳未期主要发育辫状河三角洲，河流相。在此基 础上，探讨了构造活动对沉积体系的控制作用，揭示了沉积中心的迁移规律论述了沉 积相纵向演化特征。全区发育两套大的烃源岩，围绕生油层系有大面积的辫状河三角洲 砂体，多期叠霞。发育良好，是主要的储集层。并重点分析了层序v i i ( 沙一段) 的有利 储层发育区，并提出留西地区为含油气有利区带。通过一年勘探，发现5 0 0 0 x1 0 4 吨控 制储量。 关键词：饶阳凹陷，层序地层学控制因素，发育模式，沉积相 a b s t r a c t a c c o r d i n gt o t h eb a s i ct h e o r yo fs e q u e n c es t r a t i g r a p h y , t h ep a p e rf o c u s e so nt h e p a l a e o g e n ei nr a o y a n gd e p r e s s i o na n dc a r r i e so u tt h er e c o g n i t i o no f b o u n d a r i e so f s e q u e n c e s t r a t i g r a p h i cu n i t so fe v e r yo r d e rw i t ht h ec o m b i n a t i o no fd a t ao fs e i s m ，w e l l - i o g g i n g ，c o r e ， p a l e o n t o l o g ya n ds oo n a n di t a l s oc a r r i e st h r o u g hs i n g l e - w e l ls e q u e n c es t r a t i g r a p h i c a n a l y s i sa n dt h ec o r r e l a t i o no fc o n n e c t i n g w e l ls e q u e n c es t r a t i g r a p h i cs e c t i o n s i nt h ew a y t h a tg o e sf r o mp o i n tt op l a n e ，i tc a r r i e so u tt h ed i v i s i o no ft h es e q u e n c e sa n ds y s t e mt r a c t si n t h ew h o l ea r e a d u r i n gt h i sr e s e a r c h ，t h r e es e c o n d o r d e rs e q u e n c e s ，t e nt h i r d o r d e rs e q u e n c e s a n dt w e n t y s e v e ns y s t e mt r a c 如a l ep l o t t e do u t t h et h i r d o r d e rs e q u e n c e sa r ed i v i d e di n t o l a k ef a c i e ss e q u e n c e ，r i v e rs e q u e n c ea n dc l i m a t e s e q u e n c e ，a n df u r t h e r , r e p r e s e n t a t i v e c h a r a c t e r i s t i ca n a l y s i si sd o n et os e q u e n c eo fe v e r yt y p ea n dt h e nt h es e q u e n c es t r a t i g r a p h i e f r a m eo fp a l a e o g e n es t r a t u mi n r a o y a n gd e p r e s s i o n i se s t a b l i s h e d b a s e do ut h e c h a r a c t e r i s t i co ft e c t o n i cd e v e l o p m e n ti nr a o y a n gd e p r e s s i o n ，t h et e c t o n i cu n i t so ff o u rt y p e s a r ed i v i d e do u ti nt h eb l o c ka r e a ：g e n t l es l o p eb e l t ，s t e e pi n c l i n eb e l t ，u p l i f tb e l ta n ds u b s a g b e l t t td o e ss o m er e s e a r c ho nt h es e q u e n c es t a c b n gp a t t e r n so fd i f f e r e n tt e c t o n i cu n i t s ， e s t a b l i s h e st h ed e v e l o p m e n tm o d e lo fs y s t e mt r a c t sa n dt h e na n a l y z e st h ec o n t r o l l i n ge f f e c t s o ft e c t o n i cs u b s i d e n c e ，s e d i m e n t a r ys u p p l ya n dt h ec l i m a t ef a c t o ro ns e q u e n c ed e v e l o p m e n t a n dd u r i n gt h i sp r o c e s s ，i ts h o w st h a tt o p l a ps u r f a c ec a n ta l w a y ss e r v ea st h er e c o g n i t i o n s y m b o lf o rs e q u e n c eb o u n d a r y e s i nt h i sr e s e a r c ha r e a ，s i xs e d i m e n t a r ys y s t e m sa r ei d e n t i f i e d ： a l l u v i a lf a nf a c i e s ，r i v e rf a c i e s ，f a nd e l t af a c i e s ，b r a i d e dr i v e r d e l t af a c i e s ，n e r i t i cu n d e r w a t e r f a nf a c i e sa n dl a k ef a c i e s o nt h eb a s e so ft h es t u d yo fs e q u e n c es t r a f i g r a p h ya n ds e d i m e n t o l o g y w i t ht h e c o m b i n e da n a l y s i so f t h ec o r eo b s e r v a t i o na n dd e s c r i p t i o n ，t h ei d e n t i f i c a t i o nn f r o c ks l i c e ，t h e w e l t l o g g i n gd a t aa n dt h es e i s m i cd a t a ，i tc a r r i e so u tt h er e s e a r c hs y s t e m a t i c a l l yo ns e q u e n c e s t r a t i g r a p h i ca r c h i t e c t u r eo fr a o y a n gd e p r e s s i o n ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so fs e d i m e n t a r yf a c i e s m a r k s ，h es e d i m e n t a r yf a c i e st y p e sa n dt h es p a c e t i m ed i s t r i b u t i o nr u l e sa n do nt h i sb a s i s ，i t a l s op o i n t so u tt h es t r a t u ma n dt h es p a c ep o s i t i o nf o rt h ef a v o r a b l er e s e r v o ir r a o y a n g d e p r e s s i o ni sac o m p l e xo ff a u l t e db a s i na n df a u l t e d - d e p r e s s e db a s i n ，w h i c hf o r m su n d e rt h e b a c k g r o u n do fr i f t i n g i ti sf i l l e dw i t hr e l a t i v e l yt h i c ke l a s t i cr o c k d u r i n gt h ef a u l td i v i d i n g a n df i l l i n gu pp e r i o do fr a o y a n gd e p r e s s i o n ，i tm a i n l yd e v e l o p sa l l u v i a lf a nf a c i e s ，r i v e r f a c i e sa n dp l a y al a k ef a c i e sw h i c hd e v e l o p si nl o c a la r e a d u r i n gt h ee x p a n d i n gp e r i o do ft h e f a u l t ，t h es e d i m e n t a r yf a c i e sa r es h a l l o wl a k e ，b r a i d e dr i v e rd e l t a ，f a nd e l t aa n dn e r i t i c u n d e r w a t e rf a nw h i c hd e v e l o p si np a r t so fm a x is u b - s a ga n ds oo n d u r i n gt h ee n do ft h e p e r i o d ，t h eu p l i f t i n gp e r i o d ，t h es e d i m e n t a r yf a c i e sa r eb r a i d e dd e l t aa n dr i v e r d u r i n gt h e f a u l t e d d e p r e s s e dd e p o s i t sp e r i o d ，i tm a i n l yd e v e l o p ss h a l l o wl a k ef a c i e s ，a n db r a i d e dr i v e r d e l t af a c i e s ，l a c ko ft h ed e e p w a t e rd e p o s i t s d u r i n gt h ee n do ft h i sp e r i o d ，t h es e d i m e n t a r y f a c i e sa r eb r a i d e df i v e rd e l l aa n dr i v e r b a s e do nt h i s ，i td i s c u s s e st h ec o n t r o l l i n ge f f e c t so f t e c t o n i cm o v e m e n to ns e d i m e n t a r ys y s t e m ，s h o w st h em i g r a t i o nr u l e so fs e d i m e n t a r yc e n t e r a n dc a r r i e so u tt h ep r i m a r yd i s c u s s i o nt h ee v o l u t i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h es e d i m e n t a r yf a c i e s i nl o n g i t u d i n a ld i r e c t i o n t h e r ea r et w os e t so fs o u r c er o c k si nt h ew h o l ea r e a a n dt h e r ea r e s a n db o d i e so fb r a i d e dr i v e r d e l t ao fg r e a ta m o u n tw h i c hs u r r o u n d st h es o u r c er o c ks t r a t u m ， s t a c k i n gd u r i n gm a n yp e r i o d sa n dt h e yd e v e l o pi nag o o dw a ya n da r et h em a i nr e s e r v o i r , i t f o c u s e so nt h ea n a l y s i so f t h ed e v e l o p m e n ta r e af o rf a v o r a b l er e s e r v o i ri ns e q u e n c e v ( i s t n u m b e ro f s h a h e j i e ) i nl i n x i a ns l o p e t h ep a p e ra l s oa n a l y z e dt h ed e v e l o p m e n to fs o u r c er o c k ，r e s e r v o i ra n dc a pr o c ko fe v e r y s e q u e n c e ，p u t sf o r w a r dt h a tt h el i u x ia r e ai st h ef a v o r a b l ea r e a sf o ro i la n dg a s 、t h r o u g h e x p l o r a t i o nb yo n ey e a ra n df o u n d a t i o n5 0 0 0 10 4tc o n t r o lr e s e r v e s k e yw o r d s ：r a o y a n gd e p r e s s i o n ，s e q u e n c es t r a t i g r a p h y ，d e v e l o p m e n tm o d e l s ，c o n t r o l l i n g e f f e c t s ，s e d i m e n t a r yf a c i e s 独创性! 声明 i ：t 叫v 食的论爻j 墨找个人n ：导帅卅! i l 、进j j i 门i , j l i f 1 成淑i 州l 川 汀h k j 、：j tj l j | 蚓阶j 艾一 川加以枷注相 投谢的地儿外，沦迎- ir 小他禽! i 他 、，f ，h k m “，；i 川i 可汕e 玳，世4 - 也禽为扶 ! i ，地顺利一1 k l ! 哎j e 它敦f f ：| 【构的j ： ? i j ! i l l i l f 0 ： j i l ：j j ；：i ，。f k l i jl i f l - i i j l ，j 。0 、】小l i j i 。7 t 佃i ”2 f | 0 1r ：f “1 ! l 吠i ，j l ，l ：【e 迂l - f 1 j i ij _ f i q j l 1 ：j l 虹j i l l 审 j 立 ；司i 。 d 雾崮y i 0 j 日 j ： 0 ： 3 】 皇2 并皇3 ：1 1 ： 日回田田咖团圆回圃 泥? 粉砂崭砂冉垛7 ：乌冉紫i l 乜濂从也；lk 2 # 童 图2 2 饶阳凹陷第l i i 层序雇界面岩电性特征图 如第i 层序底界面之下自然电位曲线和视电阻率曲线均为中高值，界面之上自然电 位曲线和视电阻率曲线均为低中值：界面之下一般呈漏斗型组合，而界面之上则以钟型 组合为特征，其曲线幅度多呈突变关系，视电阻率曲线变化尤其明显。层序界蕊在岩性 上则常表现为岩性突变面，录井剖面卜第1 i i 层序底界面以下蕾耍为沙四段盐湖相的膏 岩、深灰色泥岩以及红色泥岩界面之1 二为沙三段紫红色、浅厌色泥岩和荻色砂砾岩、 细粉砂岩，上部出现灰黑色油页岩( 图2 2 ) 。 2 1 2 4 古生物种属标志 生物的生长或栖息受沉积环境的支配，因此根据古生物的门类组合、生态及其埋藏 条件来判断、恢复古环境有其决定意义。饶阳凹陷的生物群类别主要有介形虫、腹足类、 藻类、轮藻、孢粉和有孔虫等；其中尤以孢粉最为丰富，它们的组合能指示出不同时期 中国地质科学院博l ：i 2 文 的气候条件下的沉积背景，从而为层序划分提供依据。 表2 3 饶阳凹陷各三级层序孢粉组合特点表( 以皇2 井为例) _ 二级层序对戍地层层佗孢粉组合特点 s q x 尔一段 e d i三角孢属一粒面三缝孢一栎粉属 s q i x 尔二段 e d 2 波形粉属一桦粉属 s q 尔二段e d 3三角孢属一柳粉属一栎粉属一华粉属 s q 沙一段e s 松粉属一小亨氏粉属一谏粉属一柳粉一栎粉一波形粉属 s q v 沙一二段 e s 2 麻黄粉属一芸香粉属一漆树粉属一谏粉属一紫萁孢属 s q v e s 】。三角孢属一卵形孢属一杉粉属 s q i v 沙三段 e s 3 。小亨氏粉属- d 栎属一风尾蕨孢属一三角孢属 s q i i ie s 3 f 松粉属一桦粉属一i ! i l 桃粉属一三角孢属 s q l i 沙四段e s 4杉粉属一三唇孔粉属一希指孢属一漆树粉属 s qi 孔店段 e k 罗汉松粉属一三角孢属一脊榆粉属一山龙眼粉属 此外，层序边界的识别标志还有：地球化学方法，粘土矿物法，微量元素变化在层 序界面附近的截然差异和突变变化等都是判断层序界面的重要方法。 2 1 2 5 层序划分需注意的问题 层序地层学引入我国地质界后，一度被当作地层学的一个分支而探索层序地层框架 与各传统地层划分界限之闻的关系，甚至相互引证它们的地层划分方案。理论和实践证 明，传统地层划分界限与层序地层框架没有必然联系。 地层划分是要把一个客观存在的地质体依照一定的思想按顺序分成若干个小的单 位以便更好地研究它。这里的单位即是地层单元，它是根据特性、属性而划分为个单 元的岩体或岩层体。从广义上看，地层划分相当于层次分析在地质学中的具体应用。层 次分析就是把作为整体的研究对象首先分为层次，然后对层次之间或特定层次进行科学 研究，认识其本质和规律。把地质体分为层次即是地层划分工作。从另一个角度看，“地 层”是一个被区别于其它地质体的界面所包围的地质体。 “界面”一词对理解传统地层划分界限与层序地层框架关系至关重要。由予地球上 4 ：存征两个完全一样的地质体所以地球上存在着无限个地层自然界面。以不同属性为 基础可建立不同的地层划分方案。例如以生物演化阶段性为基础的生物地层学、以标准 剖面为基础的年代地层学、以沉积岩石的旋回性为基础的岩性地层学、以放射性元素衰 变周期为基础的同位素地层学、以地磁极倒转为基础的古地磁地层学等传统地层学，以 及按水平面波动产生的沉积层序界面的大小、规模、旋回性组织地层顺序的层序地层学。 它们都在探索地质体不同属性在时间上的规律和层次性。 地层的不同属性在时间演化过程中有一定的联系，可能某些属性是同步的，但并不 一定所有属性都是同步的。大的地质事件可能在各个属性上都有反映，此时各划分地层 方案是相互吻合的。因而传统地层划分界面与层序地层学框架中的层序界面有可能是一 第一二章层序地层格架建立 致的。但很多较次一级的地质事件并巧i 是对各属性都有反映。因此，以不同属性为基础 的各方案划分的地层界面就不吻合。生物地层学、岩性地层学、年代地层学各自建立在 不同属性基础上的地层划分界线 l 现不一致更是j f 常的。同理，层序地层学建立层序地 层框架的旗础是水平面变化，1 = f ；同j ：传统地层学划分地层的基础，产生的层序地层框架 与传统地层划分界限不一定完全吻合”。 在饶阳凹陷划分陆相层序单元时，就突破了传统地层划分界限的限制，避免了传统 地层划分方案中单一岩性对比的弊端。研究主要应用了地震、地质、测井资料和地层厚 度资料。地震资料、测井资料、录井资料和地层厚度等在层序划分上是有各自的优点与 缺陷，地震资料对地层分辨率低但可以控制全局，测井、录井资料和地层厚度缺乏整体 性。因此，划分层序的关键是利用测井资料、录井资料和地层厚度层序及体系域界面特 征明显的井，与地震资料反射终止现象或强相位反射轴相互对比验证，建立饶阳凹陷地 震反射界面与地质层位的对应关系，识别不整合并追踪与之相对应的平行不整合和整 合，然后再进步细化层序地层单元。 层序地层学由地震地层学衍生而来，因此研究过程中要求强调对地震资料的重视。 饶阳凹陷三维地震勘探资料丰富，覆盖面广，研究过程中采用对不同地区选取重点井进 行层序地层研究，然后通过工作站的地震资料解释工作将层序划分推广到全区并进行对 比、校正，建立起全区的准确的地震层序地层格架。使用l a n d m a r k 和j a s o n 对地震资料 和声波测井资料进行处理，建立起单井的地震地质层位标定图( 图2 3 ) ，使井上的有 沉积意义的岩性界面与地震资料上的响应结合起来，真正做到井震对应。在一般井的层 序地层划分过程中均采用类似标定方法，使每一口井的层序界面划分的准确性都具有地 质和地震两方面的保证，从而也确保了层序地层对比工作的精确和细致。 图2 3n 3 0 2 井地震地质层位标定图 中周地质科学院博i ：论义 2 2 饶阳凹陷古近系体系域的划分 体系域被定义为同期沉积体系的组合。饶阳l | 陷发行有湖棚瑶序和河流相层序，往 体系域的划分过程中，根据全区进行对比的需要分；j i j 采用了不同的划分方案。 2 2 1 湖相层序体系域的划分 初始湖泛面又称首泛面，指可容纳窄问与沉积物供给量比值( a s ) 山大致保持动 态平衡到开始增大时形成的湖泛面，为低位体系域与湖侵体系域的分界。由于气候、构 造等因素影响使湖平面丌始快速回反的最初位置。在此界面上下，湖衙的沉积条件、沉 积背景均有明显的差异性。沉积条件的变化，主要表现在沉积范围的扩大，沉积水深的 增加，它们决定了界面上下沉积相类型和准层序叠加方式，从初泛面之下到韧泛面之上 准层序类型由加积和进积式变为退积对”“= “。1 。 在层序内部最大湖泛面是指可容纳空间与沉积物供给量比值( a s ) 由快速增大到 大致保持动态平衡时形成的湖泛面，对应着沉积的密集段或地震反射的下超丽，为湖侵 体系域与高水位体系域的边界。最大湖泛面时沉积表现为欠补偿状态，水深大，沉积物 以细粒为主。在伽马射线测井曲线表现为高值，自然电位曲线及电阻率曲线表现为低值， 反映形成时水深大，沉积物供应不足的特征。在地震剖面上连续性好、振幅强，可作为 标志层全区追踪。同时，在最大潮泛面上下其地层岩电性、有机化学等都有特殊的响应 特征。在最大湖泛面之上形成的沉积，足以进积和加积准层序组为特征的高水位体系域。 根据不同的层序类型及每个层序f p 湖平面变化的相对位置，可划分出不同的体系 域。在三分层序中划分为：低化体系域、湖经体系域和高位体系域；在t - r 层序中划分 为湖侵体系域和高位体系域。 2 ，2 ，1 1 低位体系域 在湖泊相层序中。低位体系域形成于层序发育早期，底界与层序底界一致顶界为 初始湖泛面。低f l ；z 体系域湖水范l j 较小多分布于坡折带之下，在潮盆和周围物源区的 的商差大洪水期洪水携带人皱物质迅速入湖在笳地边缘形成冲积扇或扇三角洲沉积 体系。此外，前期沉积小久未结的沉杉 物町沿斜坡滑塌，形成水下扇。单井剖面上一 般表现为加积式准层序组。 2 2 1 2 湖侵体系域 在湖泊层序中，湖侵体系域底界面为初始湖泛面，顶界面为最大湖泛面，地震剖面 上其顶界表现为下超面或连续的同相轴，常常表现为连续的较深水的泥页岩沉积啪1 。如 层序的最大湖泛面大致位于沙一段下部，在地震上为由1 2 条强振幅、高连续的一组 相位。岩性剖面上，密集段为一套暗色的油页岩、深湖相泥岩及生物灰岩组成。自然电 2 7 第一章层序地层格架建立 位曲线上对应于低幅指状特征，电阻率曲线上对应为高阻响应( 图2 1 2 ) 。湖侵体系域 在单井剖面上表现为退积式准层序组，岩性上表现为底部粗，以粗砂岩、含砾砂岩为主： 向上过渡为大套泥岩、泥灰岩、夹薄层细砂岩、油页岩； s p 曲线下部为钟形，上部近 于平直，具微波峰。 2 2 1 3 高位体系域 高位体系域位于层序的最上部，底界面为最大湖泛面，顶界面为层序边界。湖泊层 序中，高位体系域主要为三角洲沉积，剖面上表现为进积式准层序组。 2 2 2 河流相层序体系域的划分 河流基准面是一个侵蚀作用与沉积作用达到平衡的面，当该面低于河床底部时，发 生侵蚀，当该面高于河床底部时，发生沉积，当该面与河床底部重合时，既不侵蚀也不 沉积，沉积物只是路过该面。 河流基准面在入湖时与湖平面相切，在湖泊中，基准面与湖平面重合，河流基准面 与湖平面有着一致的升降关系，湖平面的升降同样影响着河流基准面的的变化。河床的 倾角远远小于湖盆边缘的倾角，所以湖平面较小幅度的上升侵入河流所在的陆表，会引 起陆表大面积的水侵，使河流基准面大幅抬升，沿水流方向上的河流沉积系列随即向内 陆退缩，发生退积；相反，当湖平面小幅下降时，就会引起河流沉积序列向湖盆推进。 发生进积。无论湖平面变化造成的湖相地层上超点是向陆的还是向湖迁移，沿水流方向 的河流沉积系列必然有一个向陆或者向湖的迁移作为响应。其理沧阪据就是c r o s s 的 体积划分原理( 图2 - 4 ) 。 三霾一v o 。匠皇墨z 互z z = 量呈苎- _ = = = = = 上j = 透瑟瑟叠兰萋一 二逐茇夏蠢v 兰鼋鍪 a 垤堇三要 r 叫= 口- ；= ；= = = = = = l 一 i 百= 兰主茎茎萎圣至三三h c = = = = = = = = ；= = = = = e - = = = 一、， v 基准面下降体系域基准面上升体系域 中国地质科学院博卜论文 根据c r o s s 的沉积物体积划分的概念，把成因地层内沉积物按照内在的沉积顺序划 分成不同的相域系列，基准面上升或者下降必然会引起可容空间的变化，从而造成这个 十l j 域系列发生向内陆退缩或者向湖盆推进。河流相层序中体系域划分与湖相层序并无本 质区别，但山于河流相层序中水体普遍较浅，并无实质上的湖侵体系域，且低位体系域 难以识别，因此在此以基准面的上升和下降之间的沉积转换面为界分为基准面上升体系 域和基准面下降体系域。 可容纳空间与沉积物供给量比值( a s ) 在层序形成初期出动态平衡开始快速增大， 后期增大速度减缓并再次大致保持动态平衡，这一时期形成的地层单位可称作基准面上 升体系域：此后a s 开始逐渐减小直至下一次动态平衡形成的地层单位则是基准面下 降体系域。 2 2 2 1 基；隹面上升体系域 地层主要为辫状河和曲流河的过渡沉积，剖面上为向内陆后退的退积式准层序组， 在工区各井中的响应为各叠加的准层序中砂体粒度向上变细，砂体厚度变小，自然电位 曲线底部为箱形曲线，上部为钟型，反映砂砾岩较发育；平面上砂体呈带状分布，横向 剖面上砂体呈孤立透镜状。如层序的最大水进面在地震上为弱连弱振幅向中低连中低 振幅的分界处，表现为2 3 个中等连续中等振幅的地震反射轴，界面之上为弱进积型组 合，界面之下为退积型组合( 图2 5 ) 。 图2 - 5 饶阳凹陷西柳8 井河流相层序综合分析图 2 9 第一二章层序地层格架建立 2 2 2 2 基准面下降体系域 地层主要为曲流河沉积，剖面上表现为向湖盆推进的进积式准层序组，在工区的各 - j b o - t 的响应为各叠加的准层序中砂体粒度向卜变粗，砂体厚度变大，自然电位曲线底部 为齿状，反映泛滥j f 原相泥岩必透镜状河道砂砾岩沉积；平面上河道频繁改道，河道相 h 切削侵蚀砂体呈片状分布。 根据上述划分原则，可将每个三级层序进一步划分出体系域。其中层序、x 为河流层序，划分为基准面上升体系域和基准面下降体系域。其余七个层序则均为三分 层序，划分为三个体系域即低位、湖侵和高位体系域，整个古近系共划分了二十七个体 系域。 2 3 准层序与准层序组 准层序是以洪泛面或与其相应的界面为边界的一组有内在联系的相对整合的岩层 或岩层组序列。在层序的特定位置上，准层序可以以层序边界为顶界或底界面。在一般 情况下，准层序边界是在沉积物供给速率小于可容空间增长速率时形成的，而准层序是 在沉积速率大于可容空间增长速率时形成的。准层序边界易于识别并能区分新老地层， 它是利用测井和岩心进行岩相对比的最好界面。 一个准层序的厚度范围为十米到几百米，横向分布范围为几十至几千平方千米。形 成时问范围为几百年至几万年。准层序在地震资料上难以识别出来，只能从测井、岩心 和露头资料上识别。 湖泊相沉积中准层序基本上为向上变粗准层序，河流相沉积中准层序则基本为向上 变细准层序。 根据沉积速率与新增可容空间速率之比，将准层序组中的准层序叠加模式分为进积 式、退积式和加积式三种类型“。准层序组在湖泊环境中以主要湖泛面及与之相对应的 界面为边界，在河流沉积环境中则以主要洪泛面及其与之相对应的界面为边界。在饶阳 凹陷主要有三种类型的准层序组其特征如下： 2 3 1 进积式准层序组 在一个进积式准层序组中，向着湖盆中心沉积一系列连续新的准层序，这是由于沉 积速率大于新增空间速率造成的形成向上砂岩厚度增大、泥岩厚度减薄、砂泥比值加 大、水体变浅的准层序堆砌样式。进积式准层序组主要分布在高位体系域和低位体系域。 如文3 7 井层序高位体系域顶部录井资料，在盆地边缘形成了如图九个准层序叠加枕成 的进积式准层序组( 图2 - 6 ) 。 中国地质科学院博士论文 图2 - 6 文3 7 井层序高位体系域图2 7 饶2 井层序v 湖侵体系域 进积式准屡序组退积式准层序组 圈2 8 皇2 井层序高位体系域加积式准屡序组 2 3 2 退积式准层序组 在退积式准层序组中以后退的方式向着陆地的方向沉积一系列连续的新的准层 序，是在沉积速率小于可容空问增长速率的情况下形成的就整体而言，退积式 准层序组显示出向上水体变深、单层砂岩减薄、泥岩加厚、砂泥比值减低的特征， 它常是湖侵体系域的沉积响应，主要原因是由于湖平面升高造成的。饶2 井层序v 录 井资料，饶2 井位于蠡县斜坡地区沙三上湖侵时期水平面沿斜坡上倾方向逐渐上涨并沉 积一系列准层序，构成了典型退积式准层序组( 图2 7 ) ，在地震上则表现为明显的上超 3 1 第一二章层序地层格架建立 2 3 3 加积式准层序组 在加积式准层序组中，一系列新的准层序组一个个叠加，相邻的准层序之间未发 生明显的侧向移动，自下而上，水体深度、砂泥岩厚度和砂泥比值基本保持不变， 新增空间的速率大约等于沉积速率，单层厚度基本致。主要分布在高位体系域( 潮相 最为特征) 和低位体系域( 河流相最为特征) 中。皇2 井层序( 相当于沙一时期) 高 位体系域时期形成的准层序叠加而成( 图2 8 ) 。 2 4 饶阳凹陷层序划分方案 饶阳凹陷共划分出三个二级层序和十个三级层序( 表2 4 ) ，现分述如下： 2 4 1二级层序 第一层序包括古近系孔店组和沙四段，属于饶阳凹陷的断陷分割充填早期，可容空 间较小。 表2 - 4 饶阳凹陷层序地层划分、对比结果 地层层序地震 与下伏地层 厚度 反射沉积环境 系组段亚段 ( 米) 二级 = 接触关系 级界面 新近系馆陶组馆下段 n gtt 2 角度不整合 东一段 e d l 0 2 0 0x l t整台 东二段 e d 2 1 0 0 - 5 0 0 b 2 整合 河流 东营组 第三 局部 辫状河三角洲 东三段 e d ) 2 0 0 s 0 0 层序 l 上超 滨浅湖 沙一段e s - 2 0 0 - 6 0 0 t 不整合削截 生物滩坝 沙二段e s 2 0 0 t 5局部不整合 河流 古近系 辫状河三角洲 第二 沙河衡组 鹦1 1 0 0 - 4 0 0v t -不整合 层序 辫状河三角洲 沙三段 e s + 0 5 0 0 t 0 2 币整合 滨浅湖 e s j 0 - 4 0 0 i i ik角度不整台 沙四段e s 1 0 0 - 4 0 0 i ib不整合 河流相 第一膏盐湖 层序 角度不整合 河- 瀛相 孔店组孔店段e k2 0 0 s 0 0i 1 g 削截辫状河三角洲 第一层序早期，强烈断陷的构造运动、凸凹多变、南高北低和西高东低的地形特征， 以及干燥炎热的气候条件控制了孔店组的沉积类型和沉积范围，绝大部分地区以陆上冲 中国地质科学院博f 论文 积河流相为主，其次为滨浅湖和膏盐湖亚相，扇三角洲相也占一定比例；晚期，沙四段 在孔店组分割充填、夷平补齐背景f 接受沉积，沉积厚度溥而稳定，沉积范围广。主要 相类型为洪积相和河流相，其次为扇三角洲相和辫状河二t 角洲相沉积。第一层序j 上部 第二层序和下部古近系不同年代地层分别为平行不整合、角度不整合接触。 第二层序包括古近系沙三段和沙二段。经过了第一层序发有时期的快速充填式沉积 之后，饶阳凹陷进入了古近系潮盆扩张、深陷的稳定沉积阶段，区内地形总体为西高东 低和南高北低，沉积范嘲广沉积厚度大。第二层序下部超覆于第。层序之上，部分地 层减薄或缺失。自下而上是一个辫状河三角洲相粗碎屑岩夹灰色泥岩、红色泥岩演化为 湖进体系域下的滨浅湖亚相扶色泥岩沉积，最后演化为干热条件下的河流环境下的粗碎 屑岩夹红色泥岩。其顶部以红色泥岩与沙一段底砂岩，以及电测曲线拐点处于第三层序 分界，二者地震界面为t ，反射屡，并呈区域超覆不整合接触关系。 第三层序包括古近系沙一段和东营组，属于湖盆发展晚期的断坳沉积阶段。下部以 沙一段底砂岩央灰色、红色泥岩为特征向上演化为厚度不大的水进体系域下的滨浅湖亚 相粗碎屑岩和灰色泥岩、油页岩、生物狄岩和砂岩沉积，后期很快抬升，湖域缩小，沉 积了一套辫状河三角洲相粗碎屑岩夹灰色泥岩，最后演化为辫状河三角洲相粗碎屑岩夹 红色灰绿色泥岩与河流体系域下的砂砾岩央红色泥岩。第三层序与上覆新近系馆陶组为 区域不整合，二者地震界面为t ：反射层。 2 4 2 三级层序 古近系时期，饶阳坳陷经历了断陷分割充填一断陷扩张深陷一断陷抬升一断坳扩 展一断坳抬升消1 1 的过程，先后沉积了孔店组、沙河街组和东营组地层，而不同时期的 沉积发育历史也造就t 不同类型的层序特征。在此将本区发育的十个三级层序分为河流 相层序、湖相层 竽秘气候层序三类。 河流相层序在饶阳凹陷发育较为普遍，古近系各组段均有不同程度的发育，尤其在 早第三纪早期和晚期的分如范围最为广泛。层序、x 均为河流相层序。其中以层 序i x 较为典型。 湖相层序发育于湖锰水体较深时期，广泛沉积辫状河三角洲相地层和滨浅湖相地 层。有明显的低位、湖侵和赢位三个阶段，层序i i l 、v 、均属于此类层序。 按照层序形成机制可把层序划分出构造层序和气候层序两大类，构造层序是指在一 起构造活动的开始到结束过程中所控制沉积的一大套有成因联系的地层，顶底为构造抬 升形成的侵蚀面或盆地基底停止沉降产生的沉积间断面。以上两种层序就属于构造层 序。气候层序仅发育子闭流湖盆中，取决于气候变化引起的湖平面变化，湖平面的由低 一高一低的一次长周期变动，就形成一套气候层序，它常常是在干旱气候条件下，沉积 3 3 第二章层序地层格架建立 物供应不充足而造成的。气候层序的体系域类型也可划分为低水位体系域、湖侵体系域 和高水位体系域。三级层序i 、i i 、便属于气候层序。 表2 - 5 饶阳凹陷古近系地层层序界面地震反射特征表 界面陡坡带 洼槽带隆起带斜坡带 序号地震反射特征地震反射特征 地震反射特征地震反射特征 s b l l削截削截削截削截 s b l o上超上超削截削截 s b 9局部上超顶超局部上超顶超充填，顶超 s b 8 局部侧向顶超面整合充填、上超顶超 充填、上超顶超 s b 7削截 整合顶超削截顶超削截 s b 6 削截 整合 顶超悄截 顶超 s b 5 顶超 整合顶超削截充填、上超 s b 4 侧向上超 上 超项超峭0 截顼超 s b 3 上超上超 向上超充填上超充填 s b 2 上超整合充填充填 s b l削截 上超俏u 截 削截削截 注：表中地震反射特征内整合一般表示没有划分层序界面明显的标志 2 ，4 ，2 ，1 层序i 层序i 相当于孔店组，直接发育于中生界乃至古生界地层之上，底界面s b l 所对 应的地震反射界面为t g ，与下伏地层的接触关系在盆地边缘地区表现为明显的削截现 象( 图2 - 9 ) ，在饶南地区则与主大断层相切。该时期孢粉组合显示喜干旱的寐黄、雪 松和罗汉松粉属等热带一亚热带的分子含量高，结合以膏、盐岩为特征的岩性组合，表 明地质历史时期为植被稀少、蒸发量大于降水量，为干燥炎热的热带亚、热带气候环境。 以河流相粗碎屑沉积为主，凹陷南部地区发育有膏岩湖亚相，在地震上反射特征表现为 强反射，在有些地区地震反射特征不明显，可根据录井资料的电性和岩性突变进行识别。 其高位体系域在大部分地区遭受剥蚀缺失，仅在留楚一杨武寨地区有残留。 图2 - 9 饶阳凹陷赵皇庄地区屡序i 地层接触关系图 中国地质科学院博二l 论文 2 4 2 2 层序h 层序i i 相当于沙四段，孢粉分析资料表明，热带、亚热带植物化石丰富多样，连续 出现，比层序i 时期更为发育。发现有半咸水的南星介生物组合，微量元素锶、硼含量 较高，且发现有孔虫。反映了湖盆分害闭塞、蒸发量大、水质偏咸的沉积环境，发育了 饶阳凹陷古近系最典型的气候层序。层序底界面s b 2 对应地震反射界面t ，与下伏地层 的接触关系表现为整合或平行不整合，局部有上超现象。层序顶部为不整合，剥蚀强烈， 可采用标准井划分然后根据地震同相轴追踪以保持井间对比准确性。层序顶界面为t 。， 是一个全区较为明显的不整合面，削截现象明显，全区易于追踪。 强深1 井位于饶阳凹陷南部地区，该井层序i i 保存较为完整，整体趋势s p 曲线齿 化严重，下部呈钟形，上部漏斗形。低位体系域发育扇三角洲平原的粗碎屑沉积，向上 发育含石膏条带红色泥岩演变为膏岩或含膏泥岩的干盐湖及浅水盐湖，后期出现暗色泥 岩( 图2 - 1 0 ) 。高位域受到剥蚀只有部分残留，其他地区则基本都缺失高位体系域， 在沿蠡县斜坡向上的方向则整个层序都遭受剥蚀。 图2 - 1 0 饶阳凹陷强深1 并气候层序综合分折围 3 5 第一二章层序地层格架建立 2 4 2 3 层序i i l 层序i i i 相当于沙三段的下部亚段，底界面s b 3 对应t 。与下伏地层的接触关系为角 度不整合，此时整个凹陷湖水开始加深，斜坡地区可见上超现象。该层序仅在饶南及任 丘一南马庄一带较厚中部地区则较薄，残余厚度仅有十几米到几十米，在地震上不易 识别。局部可见上超现象，并在凹陷中部部分地区缺失低位体系域和湖侵体系域。 2 4 2 4 层序i v 层序相当于沙三段的中部亚段，底界面为s b 4