珠江口盆地陆丰凹陷陆丰15洼与22洼古近系文昌组源-汇系统与沉积演化.pdf
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1、第 卷 第 期 年 月 世 界 地 质 文章编号:()珠江口盆地陆丰凹陷陆丰 洼与 洼古近系文昌组源汇系统与沉积演化雷永昌 赵鹏 肖张波 邱欣卫 吴琼玲 何雁兵中海石油(中国)有限公司 深圳分公司 广东 深圳 摘要:珠江口盆地陆丰凹陷陆丰 洼、陆丰 洼勘探程度较低 文昌组沉积体系认识较薄弱 为了推进勘探进程 基于地震、钻井、岩矿分析等资料 对洼陷文昌组源汇系统和沉积演化进行了研究识别出沿陡坡、缓坡和轴向发育的 个一级水系、个二级流域单元 文昌组沉积时期 湖水经历了由浅变深再变浅的过程 裂陷早期与晚期物源输入最强 陆丰 洼早期的物源主要来自轴向、缓坡 中期收缩 晚期物源整体推进 而陆丰 洼早期的
2、物源主要来自缓坡、陡坡 中期收缩 晚期主要来自轴向 文昌组发育辫状河三角洲湖相沉积体系 文四段发育湖泊相烃源岩 文三段、文五段发育辫状河三角洲砂岩储层 预测文五段为有利勘探层系关键词:陆丰凹陷 陆丰 洼 陆丰 洼 文昌组 源汇系统 沉积演化 珠江口盆地中图分类号:文献标识码:/收稿日期:修订日期:基金项目:中国海洋石油集团公司“十四五”重大科技项目()第一作者:雷永昌()男 地质工程师 主要从事油气勘探研究:.:引言剥蚀地貌和沉积地貌之间被沉积路径连在一起 构成地表的源汇系统()该理念最早起源于美国 世纪 年代的“洋陆边缘计划”被引入沉积学研究后逐渐成为前沿研究领域 涉及源汇系统驱动机制、物源
3、搬运过程表征、源汇系统的外部控制作用和路径系统、砂体定量化刻画、多技术综合砂体预测等 源汇系统的研究思路在中国陆相湖盆沉积体系研究中得到应用并取得了显著成果 渤海海域油田在油气勘探研究中建立了陆相断陷盆地沉积体系源汇时空耦合控砂原理 朱红涛等研究了源汇系统与层序地层学之间的关联性和差异性 提出三级源汇系统级次划分方法和流程 源汇系统的研究广泛应用于石油勘探领域 近年来结合碎屑组分分析、古地貌恢复、锆石定年、地球物理反演等手段显著提高了储层预测精度 陆丰凹陷南部的陆丰 洼、洼勘探程度较低 通过洼陷类比和钻井资料分析 个洼陷具有较大的勘探潜力 预测石油地质资源量超亿吨 文昌组是洼陷烃源岩发育的主要
4、层段 也是主要的油气成藏层段陆丰凹陷陆丰 洼已证实为富烃洼陷且勘探程度最高 而陆丰 洼、洼由于勘探投入相对较少 对文昌组原型盆地和沉积体系演化尚未开展系统研究 笔者利用源汇研究思路对陆丰凹陷南部的陆丰 洼、洼展开精细研究 揭示文昌组沉积时期的原型盆地特征 研究源汇系统 进而刻画沉积演变的过程 提高对洼陷古近系勘探潜力的认识 区域地质概况珠江口盆地面积约为 是在燕山期花岗岩及前古近系褶皱基底上发育的中新生代大型沉积盆地 陆丰凹陷位于北部坳陷带珠一坳陷的东北部 面积约 中间由陆丰中低凸起分割 将陆丰凹陷划分为陆丰南次凹和陆丰北次凹 内部又可分为多个洼陷(图)由南到北依次为陆丰 洼、陆丰 洼、陆丰
5、洼(东洼和西洼)、陆丰 洼、惠州 洼和惠州 洼 研究区位于陆丰南地区 主要包括陆丰 洼陆丰 洼及周边区域 面积约 (图)陆丰 洼为南断北超型半地堑 陆丰 洼为东沙隆起上的残余洼陷 为北断南超型半地堑 邻近陆丰 洼 两洼陷之间为东沙隆起(图)受构造活动的影响 研究区自下而上依次接受文昌组、恩平组、珠海组、珠江组、韩江组、粤海组和万山组沉积 沉积环境由湖相逐渐过渡到现今的海相沉积 盆地裂谷阶段发育裂陷幕(文昌组)和裂陷幕(恩平组)沉积 整体为陆相湖盆沉积 文昌组和恩平组分别对应于裂陷幕和幕 两幕裂陷都经历了构造活动由初始裂陷到强烈活动 再到最后变弱的过程 惠州运动将陆丰凹陷古近系文昌组自下而上划分
6、为下文昌组(细分为文六段、文五段和文四段)、上文昌组(文三段、文二段和文一段)恩平组分为下恩平组(恩四段和恩三段)和上恩平组(恩二段和恩一段)(图)文昌组主要发育深湖泥岩夹三角洲砂体沉积 恩平组水体变浅 发育砂泥岩互层并夹有薄煤层的浅湖、沼泽和三角洲沉积 二者均是目前主要的油气勘探目的层 源汇系统分析自盆地中心向盆地边缘根据地层的产状与剥蚀程度可依次划分为沉积区、超剥区和剥蚀区 沉积古地貌与剥蚀古地貌影响了盆内与盆外古水系的流向与级别 进而影响硅质碎屑沉积物沉积体系的构成及特征 基于剥蚀恢复、母岩岩性、物源通道刻画、源汇单元分析等手段对研究区源汇系统进行研究 古地貌恢复在古地貌恢复中多强调钻井
7、与地震资料相结合 但是本研究区钻井较少 缺乏声波时差资料为了提高古地貌恢复精度 突出构造作用和岩浆活 世 界 地 质 第 卷图 陆丰凹陷构造单元划分与位置 图 过陆丰 洼与 洼地震剖面(剖面位置见图)()动改造的特点 建立了层序地层样式约束沉积范围、构造活动约束恢复期次、岩浆底辟约束地层剥蚀和井资料约束恢复精度的四约束少井改造型盆地古地貌恢复技术 恢复了文昌组 个地层的原始沉积地貌 其中文四段和文一、二段为惠州运动前后具有代表性的沉积格局研究区古近系文四段原始沉积范围为 其中陆丰 洼原始沉积范围大于陆丰 洼(图)陆丰 洼文四段沉积期发育 个主要沉降中心 北部陡坡带边界断层控制下形成东西 个沉降
8、中心 由中部鼻状低凸起分隔 西部次洼深度较东部次洼大 洼陷中东部受洼陷内部次级断层影响 于断层下降盘形成另一个主要沉降中心 呈东西 向展布 陆丰洼文四段沉积期发育个主要第 期 雷永昌 等:珠江口盆地陆丰凹陷陆丰 洼与 洼古近系文昌组源汇系统与沉积演化图 陆丰凹陷古近系层序地层综合柱状图 图 陆丰 洼与 洼文四段()和文一、二段()原始地貌图 ()()世 界 地 质 第 卷沉降中心 集中分布于洼陷南部陡坡带 受边界断层控制 由局部高地分隔 其中东部次洼水体较深 受洼陷内北东南西向、近东西向次级断层影响 陆丰 洼中部与西北部形成局部次级沉降中心 由断层分隔文一、二段原始沉积范围达 陆丰 洼与陆丰
9、洼原始沉积范围相近(图)陆丰 洼文一、二段沉积期主要发育 个沉降中心北部陡坡带东部形成东次洼 文四段沉积期的西次洼受边界断层活动减弱和地层填平补齐作用影响水体深度变浅 洼陷内部次级断层控制下形成局部次级沉降中心 其中洼陷中部鼻状低凸起在此沉积期受近东西向断层控制形成局部沉降中心 与东次洼连通 陆丰 洼文一、二段沉积期南部陡坡带边界断层活动性较弱 发育 个主要沉降中心 由 个深洼构成 连通性较好 洼陷中部形成另 个沉降中心 水体较深 与陡坡带沉降中心连通性较好 源汇系统分析 母岩研究区陆丰 洼东北部与陆丰东低凸起相接南部与陆丰 洼由东沙隆起相隔 陆丰 洼位于东沙隆起之上 因此陆丰 洼主要接受北部
10、低凸起物源与南部东沙隆起物源 陆丰 洼则接受周缘来自东沙隆起的物源 陆丰东低凸起与东沙隆起岩性主要为前古近系花岗岩 其风化剥蚀为古近系地层提供花岗质物源古近系裂陷期火山活动频繁 洼陷内不同时期平面上火山岩发育存在差异 不同的母岩性质为各时期地层提供的物质成分不同 陆丰 洼北部陡坡带周缘神狐组沉积期发育大套火山碎屑岩 包括火山角砾岩与集块岩 其风化剥蚀影响了北部陡坡带文昌组沉积物的成分组成 进入文昌期 文六段沉积期火山活动强烈 爆发相与溢流相不同的展布范围形成了不同火山岩物质平面分布的差异 在陆丰 洼与陆丰 洼均有分布(表)表 陆丰南地区(陆丰 洼与 洼)钻遇基底井位 ()岩性井位钻遇层位钻遇深
11、度/厚度/岩性花岗岩 灰白色花岗岩 红色花岗岩 灰白色花岗岩 褐色花岗岩 红色花岗岩 褐红色花岗岩凝灰岩文昌组文六段 红色凝灰岩 绿色凝灰岩 灰色凝灰岩 绿灰色凝灰岩集块岩神狐组 绿色火山集块岩神狐组 灰色火山集块岩玄武岩文六段 绿色玄武岩 物源通道根据盆地结构、物源区与沉积区配置关系 在研究区陆丰 洼与 洼识别出缓坡带、轴向带和陡坡带共 个一级源汇单元 在各源汇单元中结合物源区地貌特征、分水线位置细分为 个二级源汇单元 其中陆丰 洼北部缓坡带分为 个二第 期 雷永昌 等:珠江口盆地陆丰凹陷陆丰 洼与 洼古近系文昌组源汇系统与沉积演化级源汇单元 南部陡坡带分为 个二级源汇单元 东部发育 个二级
12、源汇单元 陆丰 洼北部陡坡带发育 个二级源汇单元 南部缓坡带分为 个二级源汇单元 东西发育 个轴向二级源汇单元通过对原始沉积地貌的恢复 结合物源区地震反射特征 对研究区陆丰 洼与 洼不同源汇单元物源通道进行刻画 通过主要地震剖面落实不同构造部位物源通道类型 明确陡坡带、缓坡带和轴向带物源通道的宽度、深度、宽深比等特征 分析物源方向与沉积体系类型(表、)陆丰 洼缓坡带发育 型、型沟谷类型以 型为主 宽深比较大 指示了物源距离中等缓坡带坡度较缓 沉积体系下切侵蚀较弱 自物源区向沉积区水道逐渐迁移分散 展布面积较大 发育大型辫状河三角洲沉积体系 轴向带以 型沟谷为主 宽深比增大 指示了物源距离远、发
13、育长轴沉积体系、水道迁移摆动能力强、下切能力弱陆丰 洼陡坡带发育 型、型沟谷类型 以 型为主 宽深比较小 指示了物源距离近、坡度较陡、沟谷下切侵蚀能力强、展布面积局限、发育扇三角洲沉积体系陆丰 洼缓坡带发育 型、型、型和断槽型沟谷类型 以 型为主 宽深比较小 指示了物源距离近中等、物源供给较弱、沉积体系规模较小、下切侵蚀较强、源区构造活动较强、断裂发育、发育辫状河三角洲沉积体系 展布面积中等 轴向带以 型沟谷为主 宽深比大 指示了物源距离远、发育长轴沉积体系、水道迁移摆动能力强、下切能力弱 陆丰 洼陡坡带发育 型、型沟谷类型 宽深比在不同平面位置存在差异 反映了边界断裂活动性差异影响物源入口
14、形成不同的坡降剖面 整体上宽深比较小 指示了物源距离近、展布面积局限、发育小型扇三角洲沉积体系表 陆丰 洼物源通道特征 构造带缓坡带()轴向()陡坡带()流域类型 型 型 型 型 型 型 型 型 型宽/深/宽深比表 陆丰 洼物源通道特征 构造带陡坡带()轴向()缓坡带()流域类型 型 型 型 型 型 型 型 型 型 型 型 型 型断槽断槽宽/深/宽深比 源汇单元刻画通过统计不同二级源汇单元物源区与沉积区面积 分析文昌组各沉积期源汇匹配关系 明确陆丰 洼与 洼沉积规模 并对、构造界面的源汇单元特征进行阐述研究区文四段沉积期相对湖平面上升 水体较深 沉积体系多发育在湖盆边缘并向物源区退缩陆丰 洼文
15、四段沉积期陡坡带发育近源沉积体集中分布于东次洼与西次洼 沉积体分布较孤立东部轴向带物源供给较强 沉积规模较大 西部轴 世 界 地 质 第 卷向带物源较小 沉积体萎缩 南部缓坡带因大面积抬升遭受剥蚀 残存沉积体较少 据文五段缓坡沉积体的继承性推测 文四段深湖区范围较大 烃源岩发育 缓坡带发育一定规模沉积体 陆丰 洼陡坡带与缓坡带沉积体系均有发育 以缓坡带物源为主 陡坡带西侧物源较强 沉积规模较大 洼陷中部沉积体展布范围局限 孤立分布 缓坡带沉积体系主要分布于北部 推进距离有限 呈连片分布(图)研究区文一、二段沉积期湖盆面积较文四段减小 两洼陷为滨浅湖 沉积体系整体向湖盆推进陆丰 洼缓坡带沉积体系
16、相较于文四段沉积期物源供给增强 展布面积增大 推进距离较远 呈连片状分布 陡坡带沉积体主要发育于东次洼与西次洼 西次洼由于边界断层活动性减弱 坡度减小沉积体推进距离较远 呈连片状分布 东次洼水体较深 沉积体展布局限 东西轴向带物源较文四段沉积增强 沉积体初具规模 陆丰 洼物源体系整体增强 陡坡带边界断裂活动性减弱 坡度减缓 物源供给增强 沉积体系推进距离增加 呈连片分布 东部轴向带较文四段沉积期推进距离增加 与北部缓坡带沉积体系连片分布(图)图 陆丰 洼与 洼文四段()和文一、二段()源汇系统 ()()原型盆地重建通过对研究区陆丰 洼与陆丰 洼文昌组构造演化、岩浆活动、剥蚀量恢复以及源汇系统分
17、析 基于构造样式、岩浆活动、物源特征、原始沉积规模和古地理格局五要素实现了研究区文昌组各沉积期原型盆地重建 文六段原型盆地重建文六段沉积期研究区陆丰 洼与 洼处于断陷期 陡坡带受边界断层活动控制 陆丰 洼边界断层活动段仅分布在东次洼和西次洼 洼内活动次级断层局限在西次洼内部 走向 陆丰 洼边界断层活动段分布在洼陷中部 洼内活动次级断层局限在洼陷东部 为 走向 该时期边界断层类型以铲式断层为主 洼内局部次级断层形成地堑式构造样式(图)文六段沉积期研究区原始沉积范围共 其中陆丰 洼发育规模较大 原始沉积范围 在西部、中部与东部共发育 个沉降中心 其中 中东部相对较深 最大地层厚度近 西次洼最大地层
18、厚度约 陆丰第 期 雷永昌 等:珠江口盆地陆丰凹陷陆丰 洼与 洼古近系文昌组源汇系统与沉积演化 世 界 地 质 第 卷洼原始沉积范围 靠近南部边界断层发育主要沉降中心 最大厚度约 表明此时研究区主要裂陷活动在陆丰 洼 文六段裂陷初期湖盆规模较小 陆丰 洼火山活动频繁形成火山浅湖背景 陆丰 洼则为浅湖 陆丰 洼主要接受南部缓坡带与东部轴向带沉积 展布面积较大推进距离较远 陆丰 洼主要接受北部缓坡带与东部轴向带物源 沉积体系规模较小 推进距离有限 文五段原型盆地重建文五段沉积期 陆丰 洼边界断层活动段范围基本不变 洼内活动次级断层数量增加 东次洼和西次洼内均有分布 陆丰 洼边界断层活动段基本不变
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