張銀國，葛和平， 楊艷秋，梁 杰

（1國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點實驗室；2國土資源部青島海洋地質(zhì)研究所）

（3中海石油（中國）有限公司上海分公司）

東海陸架盆地麗水凹陷古新統(tǒng)層序地層的劃分及控制因素

張銀國1，2，葛和平3， 楊艷秋1，2，梁 杰1，2

（1國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點實驗室；2國土資源部青島海洋地質(zhì)研究所）

（3中海石油（中國）有限公司上海分公司）

依據(jù)層序界面及湖/海泛面的鉆井、測井、古生物和地震特征，將麗水凹陷古新統(tǒng)劃分為4個三級層序，分別對應(yīng)于湖相沉積月桂峰組（SQⅢ1）和海相沉積下靈峰組（SQⅢ2）、上靈峰組（SQⅢ3）、明月峰組（SQⅢ4）。通過層序的綜合分析對比，認(rèn)為古新統(tǒng)層序發(fā)育的主控因素是構(gòu)造沉降和構(gòu)造格架、海平面變化及沉積物源補給，它們對本區(qū)的沉積充填樣式具有較強的影響，而氣候條件的影響表現(xiàn)較弱。

古新統(tǒng)；層序地層；層序劃分；沉積旋回；控制因素；東海盆地；麗水凹陷

近年來，東海盆地麗水凹陷部分鉆井在古新統(tǒng)月桂峰組和明月峰組（尤其是在麗水36-1構(gòu)造的明月峰組）發(fā)現(xiàn)油氣顯示或獲得了工業(yè)性油氣流［1］。一直以來，對于麗水凹陷古新統(tǒng)層序地層的研究工作較少，且總體上并不系統(tǒng)，本文針對麗水凹陷古新統(tǒng)早期為湖相、中期和晚期為海相的沉積特點，結(jié)合Exxon和Cross層序地層理論，對其進(jìn)行較系統(tǒng)的層序地層研究，旨在為后續(xù)的沉積相帶和有利砂體預(yù)測以及油氣勘探奠定基礎(chǔ)。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

麗水凹陷位于東海臺北坳陷中西部，是在中生代殘留盆地基底上拉張斷陷形成的新生代箕狀凹陷［2-4］，總體走向NNE，總面積14600 km2（圖1）。凹陷地質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為東斷西超，西部邊緣坡度較緩，發(fā)育反向正斷層形成的掀斜斷塊，凹陷內(nèi)部被中央潛山-披覆構(gòu)造帶靈峰低凸起分割為東、西兩個次凹［5］（圖2）。

圖1 東海盆地麗水凹陷及研究區(qū)構(gòu)造位置圖

圖2 東海盆地麗水凹陷構(gòu)造單元劃分剖面圖

麗水凹陷目前鉆遇的沉積地層主要為上白堊統(tǒng)至第四系，其中發(fā)育有四次沉積間斷和區(qū)域性不整合，即上白堊統(tǒng)/下伏地層、古新統(tǒng)/上白堊統(tǒng)、始新統(tǒng)/古新統(tǒng)以及中新統(tǒng)/始新統(tǒng)不整合。沉積期間，由于太平洋板塊的運動方向由NWW轉(zhuǎn)向NNW，造成整個東海陸架區(qū)處于剪切拉張應(yīng)力狀態(tài)，并分別發(fā)生了兩次與盆地斷陷型結(jié)構(gòu)形成直接相關(guān)聯(lián)的區(qū)域性構(gòu)造事件（雁蕩運動和甌江運動）［6］，從而造成晚始新世至早中新世地層缺失。本次研究的層段為古新統(tǒng)，它由下而上發(fā)育月桂峰組、靈峰組和明月峰組，靈峰組又分為下靈峰組和上靈峰組。月桂峰組主要為湖相沉積［7］，靈峰組和明月峰組主要為海相沉積。

2 層序地層劃分

層序地層學(xué)大體分為Exxon的經(jīng)典沉積層序理論學(xué)派、Galloway的成因地層學(xué)學(xué)派和Cross的陸相高分辨率層序地層學(xué)理論學(xué)派等三個主流學(xué)派［8］。目前用得較多的是Exxon和Cross的層序地層理論，尤其是在油氣田勘探開發(fā)階段，運用Cross高分辨率層序地層理論可進(jìn)行勘探目標(biāo)高精度預(yù)測［9］。Exxon層序理論是以不整合面或與之可對比的整合面進(jìn)行層序地層劃分與對比［10］，更適合于三級層序及以上的層序劃分，而Cross層序理論是強調(diào)利用基準(zhǔn)面沉積旋回進(jìn)行層序地層劃分與對比，在相對勘探成熟階段，進(jìn)行小級次的層序劃分表現(xiàn)了其優(yōu)越性。本文采用兩者相結(jié)合的辦法，對麗水凹陷進(jìn)行層序地層識別與劃分。

層序基準(zhǔn)面沉積旋回的識別，主要的依據(jù)是地層識別標(biāo)志［11］，此外，層序旋回的變化也反映在古生物發(fā)育程度上，即生物層序地層中古生物在層序上、下界面或者海泛面/湖泛面重要的縱向上的生物地層變化（如不整合面、帶的界線）［12］。地層記錄中的旋回性記錄了不同級次基準(zhǔn)面旋回的變化，在鉆井地層剖面及對應(yīng)的測井曲線上能很好地反映每一級次的基準(zhǔn)面旋回，同時層序界面在地震上存在相應(yīng)的層序反射特征，比如地層上超、削截、下超等。

本文以鉆井、生物和地震相資料［13］為基礎(chǔ)，對麗水凹陷古新統(tǒng)進(jìn)行層序地層劃分，其重要環(huán)節(jié)是進(jìn)行層序界面及湖/海泛面識別。

2.1 層序界面

層序界面（SB）是一反映進(jìn)積與退積的轉(zhuǎn)換面，在鉆井上表現(xiàn)為地層疊加樣式的改變，即由進(jìn)積向退積的轉(zhuǎn)變。麗水凹陷層序界面最為明顯的是SB4轉(zhuǎn)換面，其自然伽馬（GR）為低值，電阻率（RD）為中高值（圖3）［14］。古生物化石在層序界面附近具有明顯減少的特征，而古生物化石斷代或絕滅往往是一個較高級別的層序界面，如SB4面和SB5面附近標(biāo)志化石Helitholithus riedelii的出現(xiàn)與滅絕（圖4）［14］。通過鉆井與地震標(biāo)定，在麗水凹陷西部斜坡地震界面（圖5）上反映層序界面的反射特征較強，總體上SB3面地震反射特征較弱，SB5面特征最強，表現(xiàn)為界面下的地層高角度削截。

圖3 麗水凹陷B井層序轉(zhuǎn)換面巖電性特征（據(jù)文獻(xiàn)［14］修改）

圖4 麗水凹陷B井鈣質(zhì)超微化石標(biāo)準(zhǔn)分帶和重要生物事件（據(jù)文獻(xiàn)［14］修改）

圖5 東海盆地麗水凹陷古近系層序地層界面地震反射特征圖

2.2 湖/海泛面

湖／海泛面是退積與進(jìn)積的轉(zhuǎn)換面，在三級層序中往往可以劃分為初次湖/海泛面（TS）和最大湖/海泛面（mfs），鉆井上表現(xiàn)為顏色較深的頁巖、泥巖和粉砂質(zhì)泥巖，自然伽馬曲線為高值，呈平直狀，電阻率曲線為低值，呈平直狀（圖6）。在古生物分布上具有明顯的特征，如mfs3和mfs4海泛面附近古生物較為發(fā)育，底棲有孔蟲、浮游有孔蟲以及超微鈣化石的豐度和分異度都較高（參見圖4）。在本區(qū)地震上難見初次湖/海泛面反射特征，在地震上較難進(jìn)行追蹤，主要在鉆井上進(jìn)行劃分對比，而最大湖/海泛面在地震上能見下超反射（圖5）。

圖6 東海盆地麗水凹陷C井層序最大海泛面巖電性特征

圖7 東海盆地麗水凹陷層序地層綜合分析柱狀圖

根據(jù)以上對層序界面的識別與劃分，充分利用井—震相結(jié)合的方法進(jìn)行追蹤對比，由此，麗水凹陷可以古新統(tǒng)不整合面為基礎(chǔ)劃分4個三級層序單元，即分別對應(yīng)于月桂峰組（SQⅢ1）、下靈峰組（SQⅢ2）、上靈峰組（SQⅢ3）、明月峰組（SQⅢ4）（圖7）。根據(jù)鉆井沉積旋回特征，每個三級層序在鉆井上可以對比劃分出低水位體系域、水進(jìn)體系域和高水位體系域（圖7），本文所說的低水位體系域，并非指經(jīng)典層序地層理論中的 “當(dāng)海平面下降到下降拐點以下至發(fā)生初次海泛階段沉積的低水位體系域或陸架之上的陸架邊緣體系域”，因為麗水凹陷在整個東海陸架盆地中只是其中一個斷陷，不具備經(jīng)典層序地層中陸架邊緣坡折帶的特點。本文強調(diào)的低水位體系域，是指具有與經(jīng)典層序地層低水位體系域或陸架邊緣體系域相似的初次較大規(guī)模的海侵或湖侵特征，這也是目前斷陷型體系域劃分用得較多的劃分方法，這樣劃分的結(jié)果有利于更好地進(jìn)行生、儲、蓋及其組合的預(yù)測評價。

古新世總體上發(fā)生了4次較大規(guī)模的構(gòu)造抬升，形成4個古新統(tǒng)內(nèi)層序界面，即SB2、SB3、SB4和SB5（圖7）。研究層段的底界 SB1、SB2、SB3、SB4和SB5 依次相當(dāng)于傳統(tǒng)層位的 T60、T50、T44、T42和T40（圖5，圖7）。古新世發(fā)生過一次湖侵和三次較大規(guī)模海侵，從下而上依次為mfs1、mfs2、mfs3和mfs4，其中mfs3和mfs4（相當(dāng)于傳統(tǒng)的T43和T41）為兩次大規(guī)模的海侵。

3 層序沉積的控制因素

層序充填過程和層序發(fā)育是一個極為復(fù)雜的地質(zhì)過程，其顯著的特點就是多因素的綜合作用，并在眾多影響因素的控制下，導(dǎo)致不同幾何形態(tài)和疊置樣式的充填沉積物的發(fā)育［15］。層序地層的控制因素主要是構(gòu)造升降變化、全球海平面變化、沉積物補給及氣候四大因素。根據(jù)分析,認(rèn)為本區(qū)層序地層的控制因素主要受構(gòu)造沉降和構(gòu)造格架變化、全球海平面變化、沉積物補給的影響，氣候是次要因素，因此本文主要從構(gòu)造沉降和構(gòu)造格架、全球海平面變化、沉積物補給三方面進(jìn)行分析。

3.1 構(gòu)造沉降和構(gòu)造格架

麗水凹陷古新統(tǒng)總體上經(jīng)歷了早期構(gòu)造下降和晚期構(gòu)造抬升，加之靈峰低凸起兩側(cè)和雁蕩低凸起東側(cè)的主控斷裂活動，麗水凹陷形成了獨特的古構(gòu)造格架特點——凹陷被中央的靈峰低凸起分割成東次凹和西次凹，西次凹為東斷西超的半地塹，東次凹為東西雙斷的地塹。從古構(gòu)造格架上，明月峰組沉積中期以前，西次凹可劃分為東側(cè)陡坡帶、中部洼陷帶、西部緩坡帶等次級構(gòu)造單元，斷塊掀斜作用和盆緣斷裂等同沉積構(gòu)造作用對沉積充填和層序的發(fā)育具有重要的影響（圖8a）。由于麗水凹陷特殊的構(gòu)造格架，造成在西部緩坡帶發(fā)育延伸較長的三角洲沉積體系，而在中部和東部斷裂的陡坡帶發(fā)育近源水下扇沉積。明月峰組沉積中期后，整個東海陸架盆地發(fā)生西部抬升，造成在麗水凹陷發(fā)生填平補齊的沉積作用，并且沉積層進(jìn)一步向東部前積（圖8b），最終導(dǎo)致整個麗水凹陷被填平，并且在麗水凹陷東部的雁蕩低凸起也沉積砂泥巖層。

3.2 湖/海平面變化

麗水凹陷古新統(tǒng)月桂峰組為湖相沉積，其層序主要受構(gòu)造、氣候條件及沉積物補給影響，從而引起湖平面的變化，形成一定的沉積旋回序列——湖平面上升體現(xiàn)退積沉積特征，湖平面下降則體現(xiàn)進(jìn)積特征。靈峰組和明月峰組為海相沉積，因此受海平面變化影響較強，同樣每個層序形成一定的沉積旋回序列——海平面上升體現(xiàn)退積特征，海平面下降則體現(xiàn)進(jìn)積特征。

通過研究區(qū)相對海平面變化與Haq全球海平面變化曲線［16］作比較（圖9），區(qū)內(nèi)海平面升降曲線從總體變化的趨勢上看是相一致的，但是無法與Haq的海平面變化曲線完全對應(yīng)，主要還是受局部構(gòu)造沉降的疊加效應(yīng)影響。明月峰組、上靈峰組和下靈峰組三級層序的底界大體位于Haq曲線上的海平面下降拐點處，只是上靈峰組的底位于57 Ma處，而Haq曲線的下降拐點位于58.2Ma處，這中間無法排除在定年上存在的偏差。明月峰組和上靈峰組發(fā)生最大海侵與全球海平面海侵相一致，下靈峰組稍有偏差。明月峰組沉積晚期全球海平面變化表現(xiàn)為上升，而本區(qū)則表現(xiàn)為急劇的海退特征［17］。顯然，區(qū)內(nèi)這幾個層序界面的形成主要受到了全球海平面變化的影響，但是局部的差異主要受構(gòu)造沉降和物源供給的影響。月桂峰組三級層序為湖湘沉積，但基本上是對應(yīng)Haq曲線上的2個三級周期。

3.3 物源供給

在麗水凹陷，物源的供給是控制層序格架中沉積體系發(fā)育的重要因素。

在SQⅢ4層序（明月峰組）發(fā)育之前，麗水凹陷被靈峰低凸起分割成東、西次凹，因而存在多物源供給，除了西部浙閩隆起方向注入盆地的物源之外，還有靈峰低凸起物源和東部雁蕩低凸起物源。后兩者為近物源性質(zhì)，并且物源供給相對較少，形成的水下扇體延伸范圍小，泥質(zhì)沉積相對較多，而西部浙閩隆起方向的物源供給量較大，形成的三角洲延伸相對較遠(yuǎn)（圖8a，8b），在凹陷西部高水位體系域的下超特征較為清楚。

在SQⅢ2和SQⅢ3層序發(fā)育時，物源總體供給少，多數(shù)鉆井揭示主要沉積加積疊加樣式的泥質(zhì)巖,在層序早期和晚期見砂巖發(fā)育。而在SQⅢ4層序發(fā)育時，西部物源供給較為充足，能較明顯地反映沉積旋回變化，即基準(zhǔn)面上升的退積疊加樣式和基準(zhǔn)面下降的進(jìn)積疊加樣式。至SQⅢ4層序晚期，物源供給達(dá)到頂峰，并且進(jìn)一步向麗水凹陷東部沉積，在東部的雁蕩低凸起也沉積了來自西部物源的砂泥巖層，最終整個凹陷被充填。

由于在SQⅢ4層序基準(zhǔn)面上升期發(fā)生大規(guī)模海侵，并達(dá)到最大海侵規(guī)模，麗水凹陷的靈峰低凸起和雁蕩低凸起均被水淹沒，并發(fā)生欠物源補償，在靈峰低凸起北部和雁蕩低凸起大部分地區(qū)發(fā)育了厚層碳酸鹽巖沉積，這些碳酸鹽巖主要發(fā)育于水進(jìn)體系域中。

圖8 麗水凹陷古新統(tǒng)下靈峰組（a）和明月峰組（b）層序地層模式圖

圖9 麗水凹陷海平面變化曲線與Haq全球海平面變化曲線對比

4 結(jié) 論

（1）依據(jù)鉆井、測井的巖石與電性特征、古生物垂向豐度變化和地震反射特征，將麗水凹陷古新統(tǒng)劃分為SQⅢ1—SQⅢ4四個三級層序，分別對應(yīng)于地層月桂峰組、下靈峰組、上靈峰組和明月峰組。以三級層序劃分為基礎(chǔ)，進(jìn)一步劃分出了低水位體系域、水進(jìn)體系域和高水位體系域，它們能在研究區(qū)進(jìn)行較好的對比，尤其是明月峰組（SQⅢ4）層序具有三個體系域最明顯的三分特征。

（2）湖相地層的月桂峰組層序地層受構(gòu)造沉降、氣候條件及物源補給控制作用較強，而海相地層的靈峰組和明月峰組層序地層受構(gòu)造沉降、全球海平面變化、沉積物補給控制較強，受氣候條件影響則相對較小?？傮w上構(gòu)造沉降和沉積物補給對本區(qū)沉積充填樣式具有較強的影響作用。

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Division and Controlling Factors of Paleocene Sequence Strata in Lishui Sag,East China Sea Shelf Basin

Zhang Yinguo,Ge Heping,Yang Yanqiu,Liang Jie

According to the features of sequence boundary surfaces combined with drilling,logging,and seismic data.four 3rd sequences can be divided in the Palaeocene strata in Lishui Sag,East China Sea Shelf Basin,which are corresponded respectively to lacustrine Yueguifeng(SQⅢ1)and marine Lower Lingfeng(SQⅢ2),Upper Lingfeng(SQⅢ3)and Mingyuefeng(SQⅢ4).Integrated analysis and comparison of the sequence have shown that the development of Palaeocene sequence mainly depends on tectonic subsidence and framework,sea-level change and sediment supply which directly influence on the styles of sediment filling in this region while the development of sequence is weakly influenced by climatic condition.

Paleocene;Sequence stratigraphy;Sequence division;Sedimentary cycle;Controlling factor;Lishui Sag;East China Sea Shelf Basin

TE11.3

A

10.3969/j.issn.1672-9854.2012.03.005

1672-9854(2012)-03-0033-07

2011-12-09；改回日期：2012-05-09

本文為國土資源部海洋油氣資源與環(huán)境地質(zhì)重點實驗室資助項目（項目編號：MRE201226）

張銀國：1973生，碩士，助理研究員。主要從事石油地質(zhì)和層序地層研究。通訊地址：266071山東省青島市福州南路62號國土資源部中國地質(zhì)調(diào)查局青島海洋地質(zhì)研究所；電話：（0532）85755822

趙國憲

Zhang Yinguo：male,M.S.,Assistant Professor.Add:Key Laboratory of Marine Petroleum Resources and Environmental Geology,China National Ministry of Landand Resources,62 Fuzhou Nan Ld.,Qingdao,Shangdong,266071,China