吳賢濤 張國(guó)成 吳 渤 王 磊

(河南理工大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 河南焦作 454000)

0 引言

東濮凹陷位于渤海灣盆地南端，作為克拉通基地上的裂谷型［1］近海盆地［2］(吳崇筠等，1993)，在其41.5 Ma的古近紀(jì)裂陷期，是像東非裂谷一樣，與海不通的陸相盆地，抑或與紅海裂谷、加利福尼亞裂谷相似，與海相連。目前陸相論雖是主流意見［3］但不同聲音早已有之，如海漫湖泊說(shuō)［4］、海泛說(shuō)［2］、海侵說(shuō)［5］。以及本文作者提出的海水通道說(shuō)［6］內(nèi)中關(guān)鍵是盆地是否與海相通，如何相通。

渤海灣裂谷盆地在其裂陷期，構(gòu)造活動(dòng)內(nèi)因與其時(shí)海面升降變化的外因，應(yīng)是制約盆地沉積和古地理的最重要雙重因素。作為裂谷型近海盆地，最能呈現(xiàn)這種雙重制約的古地理響應(yīng)，是作為海水出入通道的下切谷—河口灣，特別是河流式河口灣(riverine estuary)環(huán)境單元的沉積記錄，因此查明下切谷—河口灣在渤海灣盆地是否存在，不僅能回答盆地是否與海相通，也關(guān)乎厚約7 000 m的古近系沉積及其成因的全面認(rèn)識(shí)、古地理真實(shí)面貌的重塑，更關(guān)乎與海面變化相關(guān)聯(lián)的油氣儲(chǔ)層的尋找。本文擬就東濮凹陷文留—橋口區(qū)沙河街組三段(古近系)河口灣沉積亞相及其垂向變化，作探索性闡述。

1 研究回顧

東濮凹陷石油勘探始于1969年，1970年開始鉆探，1975年9月在濮參1井實(shí)現(xiàn)突破，至1987年已發(fā)現(xiàn)14 個(gè)油氣田，年產(chǎn)油達(dá) 687×104t，氣 40×108m3。進(jìn)入上世紀(jì)九十年代，構(gòu)造型圈閉日益難以尋覓，產(chǎn)量逐年遞減。由此，尋找地層型圈閉，便成為關(guān)注焦點(diǎn)。

本文研究區(qū)位于東濮凹陷東部文留—橋口—東明間(圖1)，沙三段厚約150～400 m分為下、中、上三部分，下、中部以含鹽沉積為特征，由鹽巖層、含膏泥巖、鈣質(zhì)頁(yè)巖、油頁(yè)巖等多套鹽韻律層，側(cè)向則變?yōu)樯澳鄮r組合，含海相超微化石:coccolithus、Reticulofenestra。厚約1 030～1 800 m。沙三段上部是灰褐色油頁(yè)巖與砂巖互層，其沉積中心區(qū)，亦有厚度不大的鹽巖層，頂部出現(xiàn)紫紅色泥巖及砂巖組合。本文研究集中于沙三段上部(圖2)。陳曉東等人(1983)認(rèn)為沙三段為濱、淺、深湖及水下沖積扇沉積。常承永、龐增福、薛淑浩、顧家裕等人(1985)認(rèn)為，東濮凹陷沙三段由三角洲相、湖泊相和濁積相及濁流水道、水道間沉積組成。

圖1 研究區(qū)及井孔位置圖Fig.1 Geographic position of the study area and wells

陳曉東、常承永等人的工作，奠定了該區(qū)沉積環(huán)境研究基礎(chǔ)。他們對(duì)沙三段的湖盆屬性，雖各有偏重，但都未產(chǎn)生歧義。作者于上世紀(jì)九十年代，提出該地區(qū)存在河口灣環(huán)境及其沉積學(xué)和痕跡學(xué)實(shí)據(jù)［6～8］。近來(lái)隨著國(guó)內(nèi)外對(duì)下切谷—河口灣體系的研究日益重視，研究程度快速深入，進(jìn)一步將文留—橋口—東明間沙三段沉積環(huán)境真實(shí)面貌，作深入探索，相信有利于在這一地區(qū)尋找隱蔽性地層型圈閉。

2 河口灣亞相特征識(shí)別與分類

2.1 河口灣亞相特征識(shí)別

河口灣是半封閉的濱岸水體，與海有自由通道，且受陸地淡水稀釋［9］。其亞環(huán)境包括潮汐水道、潮汐三角洲、潮坪鹽沼和潮下海灣?，F(xiàn)代河口灣平面相序以環(huán)境能量既受潮控又受浪控的法國(guó)Gironde河口灣雛形建立。主要組成有:陸方一側(cè)的灣頭三角洲，海方一側(cè)的河口灣灣口砂體和中間地帶(中央盆地)鹽楔和沙泥沉積區(qū)［10］?，F(xiàn)代河口灣垂向相序，以Dalrymple［11］建立的模式應(yīng)用較廣。在潮控河口灣自下而上由灣頭沖積河流點(diǎn)壩，潮汐直流、曲流水道，中央盆地鹽水楔及海水、河水混合后形成的紊流沉積帶及海方一側(cè)潮汐沙壩、沙洲至最上部的沖積河道，完成一次升降旋回或稱內(nèi)聯(lián)異源旋回。其主要特征是在垂向剖面上，重復(fù)出現(xiàn)砂、泥對(duì)偶層組成的具有一定傾斜角度的斜向異屑層理。此類層理在現(xiàn)代和古代河口灣沉積體系中普遍存在［12～18］。當(dāng)前研究認(rèn)為，它是河口灣移動(dòng)的河流點(diǎn)壩側(cè)向增生發(fā)育而成?，F(xiàn)代和古代河口灣的研究實(shí)例證明，河流式河口灣系統(tǒng)受到潮汐影響，產(chǎn)生波動(dòng)震蕩能量機(jī)制，形成了異源性的表現(xiàn)為重復(fù)出現(xiàn)的由砂—泥對(duì)偶層組成的斜向異屑層理。因此由粗碎屑(主要是粗、中、細(xì)砂)和細(xì)碎屑(主要是泥、泥披、粉砂)對(duì)偶層組成的斜向異屑層理是識(shí)別河流型河口灣的重要標(biāo)志之一。

圖2 研究層段位置圖Fig.2 Stratigraphic position of the study horizons in Dongpu depression

除斜向異屑層理外，河口灣中特有的鹽水楔和最大紊流帶留下的沉積學(xué)和痕跡學(xué)記錄，是識(shí)別河流式河口灣另一個(gè)重要標(biāo)志。河口灣的鹽水楔是海水和河水在河口灣中央部位混合的楔形產(chǎn)物。此楔形水體，因受制于大潮和小潮、風(fēng)暴潮及河水注入，并沿河口灣底水道向上游(陸方一側(cè))和下游(海方一側(cè))不斷移動(dòng)，此一循環(huán)往復(fù)格局，導(dǎo)致凝絮狀黏土的產(chǎn)生，進(jìn)而影響生物種群在河口灣環(huán)境的生活和繁殖。從而產(chǎn)生不同于海相亦不同于陸相的咸水環(huán)境下的痕跡化石組合和其他痕跡學(xué)特征;現(xiàn)代河口灣內(nèi)鹽水楔的研究證明，除了側(cè)向循環(huán)移動(dòng)外，其垂向循環(huán)移動(dòng)所形成的最大紊流帶已得到確認(rèn)［19～22］。當(dāng)液化泥在最大紊流帶聚積并與高凝絮率相結(jié)合時(shí)，濁流沉積物和懸浮沉積物，就會(huì)在河口灣中央地帶沉積［23，24］。這樣，河口灣的三重巖相，即在河口灣上游以河相砂為主，河口灣下游以海相砂為主，中間地帶以泥質(zhì)沉積為主的最大紊流帶，這一框架沉積體系，便呈現(xiàn)出來(lái)。

2.2 河口灣亞相分類

東濮凹陷文留—橋口—東明地區(qū)，沙河街組三段河口灣沉積發(fā)育，現(xiàn)以文72-104井為主，結(jié)合開15井、開24井等井孔巖芯研究，識(shí)別出下列五類河口灣沉積亞相。

(1)亞相A

①沉積學(xué)特征

亞相A由粗碎屑部分和細(xì)碎屑部分組成的對(duì)偶層，粗碎屑為粗、中粒砂巖，厚度變化大，一般在20～80 cm之間，底部常見大小不等的碳屑，顯示向上變細(xì)之正粒序，及斜向異屑層理特征(圖3a)。亞相A的細(xì)碎屑部分，由粉砂質(zhì)泥巖、粉砂巖構(gòu)成，見有水下收縮裂隙(圖3b左上部)及雙泥披(圖3b上部、中部)。

②痕跡學(xué)特征

亞相A通常無(wú)生無(wú)擾動(dòng)和生物潛穴，尤其是在對(duì)偶層的粗碎屑部分更是如此，但在其細(xì)碎屑部分，有時(shí)可見少數(shù)生物潛穴。如開24井3 394.80 m處，見垂直生物潛穴Diplocraterion，即為一例(圖3b中部)。

③環(huán)境解釋

亞相A水下收縮裂隙的出現(xiàn)，說(shuō)明沉積水體已咸化。雙泥披的存在，說(shuō)明河水、海水相互混合咸化，是潮汐水流所導(dǎo)致。垂直生物潛穴Diplocraterion痕跡化石的出現(xiàn)，表明潮汐帶來(lái)的海洋生物在亞相A沉積區(qū)短暫掘穴求生現(xiàn)象亦已呈現(xiàn)，但亞相A的對(duì)偶層粗中粒砂巖占主導(dǎo)，厚度變化大，且缺失生物痕跡，說(shuō)明沉積時(shí)，河水水流驅(qū)動(dòng)占主導(dǎo)，潮汐驅(qū)動(dòng)的沉積，只是在河水注入少時(shí)才出現(xiàn)。同時(shí)證明，此時(shí)水體鹽度降低，加之沉積底質(zhì)快速移動(dòng)，故造跡生物尚難長(zhǎng)期立足。亞相A沉積時(shí)的環(huán)境位置，推測(cè)在河口灣緊靠陸方一側(cè)(圖9)。

(2)亞相B

①沉積學(xué)特征

亞相B由分選良好的極細(xì)砂巖和粉砂巖組成的粗碎屑(圖4暗色部分)與由粉砂質(zhì)泥巖組成的細(xì)碎屑(圖4亮色部分)形成砂泥對(duì)偶層，厚度較為一致。此其特點(diǎn)一;其二，細(xì)碎屑部分紋理常彎曲變形，且多見于細(xì)碎屑部分的底部或下部(圖4);其三，細(xì)碎屑部分上部常見水流波紋交錯(cuò)層理(圖4上部);其四，亞相B粗、細(xì)碎屑兩者呈明顯接觸關(guān)系，傾斜角約為 10°。

②痕跡學(xué)特征

亞相B的粗碎屑部分，痕跡化石屬種單一，且個(gè)體較小，僅見 Palaeophycos(圖4中右)及 Planolites(圖4上左、中下)。細(xì)碎屑部分，則未見生物潛穴和生物擾動(dòng)。

圖3 亞相A主要沉積學(xué)痕跡學(xué)特征(a.粗碎屑部分;b.細(xì)碎屑部分)注:亞相A砂、泥對(duì)偶層的粗碎屑部分(圖a)由中粗粒砂巖構(gòu)成。底部之大型炭屑及向上粒度變細(xì)顯正粒序以及層理之傾角度和痕跡化石之缺失(開15，S3，3 225.10 m)。亞相A的細(xì)碎屑部分(圖b)由粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成。水下收縮裂隙(圖3b左上箭頭)雙泥披以及痕跡化石Diplocraterion(圖3b中部箭頭)上述沉積學(xué)痕跡學(xué)證據(jù)說(shuō)明，河水、海水相互混合水體已經(jīng)出現(xiàn)(開24，3 394.80 m)。Fig.3 Sedimentologic and Ichnologic features of subfacies A(a.coarse grained portion;b.fine grained portion)

③環(huán)境解釋

由粗、細(xì)碎屑組成的砂、泥對(duì)偶層構(gòu)成的斜向異屑層理在現(xiàn)代和古代地層中，已確認(rèn)為側(cè)向增生沉積前已述及。對(duì)大量斜向異屑層理發(fā)育的現(xiàn)代沉積觀察和古代地層實(shí)例研究表明，它是由河流和河口灣系統(tǒng)在潮汐影響下引發(fā)波動(dòng)能量機(jī)制形成的。亞相B細(xì)碎屑部分沉積紋理彎曲變形，是由于河口灣內(nèi)，向陸方移動(dòng)的海水，和向海方移動(dòng)的河流淡水相遇后，產(chǎn)生垂向循環(huán)的結(jié)果。這種垂向循環(huán)現(xiàn)象在許多現(xiàn)代河口灣都可見到，其特征是由濁流和懸浮沉積作用產(chǎn)生的高凝絮率的液態(tài)泥，形成了變形紋理和泥質(zhì)沉積物的翻騰、攪亂。在這種變形紋理最集中的部位，稱為最大紊流帶。河口灣內(nèi)最大紊流帶，隨河、海水相互混合程度，此消彼長(zhǎng)，來(lái)回?cái)[動(dòng)，不但控制了河口灣的循環(huán)格局，也影響到動(dòng)物個(gè)體生存環(huán)境。由潮汐水流帶來(lái)的海洋生物，在這種環(huán)境壓力大的河口灣內(nèi)(如水體鹽度變化大壓力，潮漲潮落水體深度和溫度起伏大壓力)使得造跡生物個(gè)體變小，豐度和分異度變低是其特征。亞相B(文留72-104井深3 200.36 m處)僅見少量個(gè)體小的Palaeophycos和Planolites便是一例。

對(duì)偶層粗碎屑部分(圖4暗色者)由分選較好的細(xì)砂巖夾泥巖構(gòu)成，含痕跡化石Planolites(圖4上左箭頭)及Palaeophycos(中右箭頭)。細(xì)碎屑部分(圖4亮色者)由粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成，具變形紋理和攪動(dòng)的泥質(zhì)沉積物，且明顯表現(xiàn)在細(xì)碎屑部分的底部。生物擾動(dòng)及痕跡化石均少見。粗、細(xì)碎屑兩部分呈明顯接觸關(guān)系。

圖4 亞相B砂泥對(duì)偶層特征(文72-104，3 200.36 m)注:上部左側(cè)箭頭所指白色小圓點(diǎn)為痕跡化石Planolites，中右箭頭所指黑色小點(diǎn)為痕跡化石Palaeophycos。Fig.4 Sand/mud couplet features of subfacies B(Well Wen72-104，3 200.36 m)

(3)亞相C

①沉積學(xué)特征

亞相C主要沉積特征是斜向單元厚度明顯一致，傾斜角度為16°，重復(fù)出現(xiàn)的砂、泥對(duì)偶層中，粗碎屑部分由粉砂巖構(gòu)成，厚約2 cm(圖5暗色部分)細(xì)碎屑由泥巖構(gòu)成(圖5亮色部分)，厚約4 cm。對(duì)偶層中，與亞相A、亞相B比較，亞相C由泥巖組成的細(xì)碎屑部分占了主導(dǎo)，其厚度大于粗碎屑部分，泥巖中一般少見沉積構(gòu)造，但局部可見潮汐作用形成的透鏡狀層理和純凈粉砂以及變形構(gòu)造(圖5)。亞相C整體厚度在30～50 cm之間。

圖5 亞相C砂泥對(duì)偶層及所含痕跡化石特征(文 72-104，3 194.46 m)注:對(duì)偶層粗碎屑部分(暗色者)由粉砂巖構(gòu)成，細(xì)碎屑部分(亮色者)由泥巖構(gòu)成，其厚度具明顯的一致性。粗碎屑部分含痕跡化石Planolites和Chondrites，且造跡生物建造的潛穴多從細(xì)碎屑部分延伸進(jìn)入。具強(qiáng)生物擾動(dòng)的粗碎屑部分及弱生物擾動(dòng)的細(xì)碎屑部分。Fig.5 Sand/mud couplet and trace fossils features of subfacies C(Well Wen72-104，3 194.46 m)

②痕跡學(xué)特征

生物潛穴主要見于對(duì)偶層中的粗碎屑部分，巖芯中可識(shí)別的有Planolites和Chondrites這兩類痕跡化石豐度雖高(圖5暗色部分)。但個(gè)體小，分異度低。

③環(huán)境解釋

由砂泥對(duì)偶層組成的斜向異屑層理的存在，且對(duì)偶層中細(xì)碎屑部分占了主導(dǎo)，說(shuō)明亞相C沉積時(shí)所在河口灣位置，離陸方遠(yuǎn)于亞相B，更遠(yuǎn)于亞相A，亦即更接近于河口灣的中央盆地位置①現(xiàn)代河口灣研究證明，河口灣陸方一側(cè)主要為河口沙壩沙，海方一側(cè)為海浪潮汐淘洗過(guò)的海相沙壩，兩者之間主要為泥質(zhì)沉積，稱為中央盆地。。

痕跡化石集中于粗碎屑部分而少見于細(xì)碎些部分，表明后者沉積時(shí)鹽度低而紊流高，底質(zhì)處于泥質(zhì)軟底的不穩(wěn)定狀態(tài)。造跡生物的生存環(huán)境壓力，仍相對(duì)較大，故造跡生物活動(dòng)痕跡和保存條件，遜于粗碎屑部分。

(4)亞相D

①沉積學(xué)與痕跡學(xué)特征

亞相D除具明顯的斜向異屑層理外，傾斜角度為16°，砂泥對(duì)偶層中，由粉砂質(zhì)泥巖構(gòu)成的細(xì)碎屑部分，厚度超過(guò)18 cm，遠(yuǎn)大于亞相C的細(xì)碎屑厚度。內(nèi)部可見透鏡狀層理(圖6亮色部分中右)及痕跡化石Terebellina(圖6下右)。粗碎屑部分由粉砂巖構(gòu)成，厚度較薄，約為5 cm，見有雙黏土層構(gòu)造(圖6暗色部分中部)及丘狀交錯(cuò)層理。此丘狀交錯(cuò)層理，既有上凸彎曲的平行紋理又有下凹彎曲的平行紋理(圖6頂部)。粗碎屑部分未見痕跡化石和生物擾動(dòng)。

②環(huán)境解釋

亞相D砂泥對(duì)偶層的存在，說(shuō)明亞相D延續(xù)了亞相C的河口灣環(huán)境。透鏡狀層理和丘狀交錯(cuò)層理同時(shí)存在，表明亞相D沉積時(shí)，受到潮汐水流和風(fēng)暴水流的雙重影響。典型的海相痕跡化石Terebellina的出現(xiàn)及砂泥對(duì)偶層中超過(guò)18 cm的泥巖部分，說(shuō)明亞相D沉積環(huán)境雖仍處于河口灣中央盆地區(qū)，但可能更靠近海方。

(5)亞相E

①沉積學(xué)與痕跡學(xué)特征

亞相E最重要特征，一是其斜向異屑層理的斜向角度與亞相B、C、D相比，明顯變小，而與更靠陸方一側(cè)的亞相A近似;二是對(duì)偶層的細(xì)碎屑層段生物潛穴發(fā)育，且常越過(guò)細(xì)碎屑部分邊界，向下、向上延伸(圖7亮色部分);三是對(duì)偶層中無(wú)論粗、細(xì)部分，潛穴的豐度和分異度都高，因此兩者邊界常因生物擾動(dòng)變得模糊;四是細(xì)碎屑部分頂部，常見表生生物活動(dòng)形成的溝、坑(圖7亮色部分的頂部);五是出現(xiàn)痕跡化石Diplocraterion(圖7上左)，Rhizocrallium(圖7中左)，Ophiomorpha(圖 7下)，Terebellina(圖 7左下角)，屬種數(shù)量顯著增多。

圖6 亞相D沉積學(xué)與痕跡學(xué)特征(文72-104，3 987.35 m)注:顯示斜向異屑層理明顯，砂/泥對(duì)偶層中細(xì)碎屑部分(亮色者)厚度大于粗碎屑部分(暗色者)，細(xì)碎屑部分可見透鏡狀層理(中右)及生物痕跡Terebellina(下右箭頭處)，粗碎屑部分(暗色者)雙黏土層構(gòu)造(圖的上部)及痕跡化石Planolites(上部箭頭)。Fig.6 Sedimentologic and Ichnologic features of subfacies D(Well Wen72-104，3 987.35 m)

②環(huán)境解釋

造跡生物既能在粗碎屑部分活動(dòng)也能在細(xì)碎屑部分活動(dòng)表明，亞相E沉積時(shí)與其他河口灣亞相即亞相A、B、C、D比較，環(huán)境壓力已大大降低。海相造跡生物可連續(xù)穿越粗、細(xì)碎屑部分，說(shuō)明亞相E沉積時(shí)，原先的河口灣咸水水體已變得更接近正常的海水水體。因此，不論砂、泥對(duì)偶層形成時(shí)砂占主導(dǎo)，抑或泥占主導(dǎo)，水體鹽度因素對(duì)造跡生物形成的環(huán)境影響，已無(wú)足輕重。

根據(jù)上述沉積學(xué)和痕跡學(xué)特征，亞相E被解釋為潮汐砂洲(tidalshoal)而與AllenGP［10］描述的現(xiàn)代吉隆德河口灣(Gironde estuary)所見之河口灣灣口砂洲，極為類似。

圖7 亞相E沉積學(xué)與痕跡學(xué)特征(文72-104，3 172.60 m)注:顯示對(duì)偶層傾斜角度明顯變小，接近為零。粗、細(xì)碎屑部分都含豐富的痕跡化石，且相互穿越。注意生活在粗碎屑部分(暗色)的造跡生物有的向下掘穴如Diplocraterion(上部左側(cè))，有的向上伸展(上部右側(cè))。粗碎屑部分含痕跡化石Ophiomorpha(下右箭頭處)細(xì)碎屑部分則可見Rhizocrallium(圖中亮色部分下部左側(cè)箭頭處)。Fig.7 Sedimentologic and Ichnologic features of subfacies E(Well Wen72-104，3 987.35 m)

3 對(duì)偶層在河口灣灣頭至灣口的變化

對(duì)美國(guó)大西洋沿岸奧基切河—奧薩堡海灣(Ogeechee-Ossabaw Sound)河流式河口灣的現(xiàn)代痕跡學(xué)研究［25］顯示，在河口灣系統(tǒng)內(nèi)，底棲生物受到眾多因素限制。主要是:紊流的水體、底質(zhì)遷移、液態(tài)泥底質(zhì)、快速沉積以及侵蝕、溫度和鹽度的上下波動(dòng)等等，上述河口灣內(nèi)底質(zhì)特點(diǎn)變化與上覆水體化學(xué)因素變化，可在沉積物記錄中找到實(shí)據(jù)。

首先，不穩(wěn)定的底質(zhì)，對(duì)生物痕跡記錄有雙重影響。一是降低在底質(zhì)上繁殖的潛力和其后的保存。例如，泥質(zhì)湯底底質(zhì)，穩(wěn)固的潛穴便不適宜建造。食沉積物的掠食者，雖然可以出現(xiàn)，但其后底質(zhì)脫水、壓縮，泥質(zhì)底質(zhì)受到剪切，便抹去所有這些生物活動(dòng)留下的痕跡［26～28］;再者，移動(dòng)的砂質(zhì)底質(zhì)，隨著底質(zhì)面上的快速加積和退積，造跡生物同樣難以適應(yīng)而避之不及，因?yàn)樵谏绑w活動(dòng)期，其驅(qū)動(dòng)能量大，隨著砂層的遷移和快速加積，?？蓪⑵渲袧撗ň蜷_，掩埋而消失。

以上是底質(zhì)條件這一物理因素對(duì)造跡生物形成與保存產(chǎn)生的影響。其次是河口灣鹽度變化這一化學(xué)因素對(duì)造跡生物的影響。Hudson J D［29］研究表明，珊瑚、頭足類、海膽和有鉸綱腕足類，不能忍受非海水水體化學(xué)環(huán)境。另一類生物如多毛類和掘穴的十足類，則可適應(yīng)咸水環(huán)境，還有一些生物，針對(duì)鹽度變化壓力，采取“深挖洞”鉆入沉積物與水的界面以下以作緩沖區(qū)，來(lái)躲避上覆水體鹽度變化，給自身帶來(lái)的傷害。研究表明，水和沉積物界面以下20 cm處，低潮期的海水鹽度與高潮期的海水鹽度相差甚微。這就是為什么垂直的生物潛穴主要分布在濱岸潮汐地帶的因素之一。

在奧基切—奧薩堡海灣河口灣，那里生物群的分異度隨鹽度低而降低，其豐度則隨雙周期鹽度波動(dòng)最明顯的潮間暴露區(qū)降到最小。因之，Howard和Frey［30］認(rèn)為河口灣河流淡水一端生物潛穴少見，另一端海方生物潛穴多種多樣，河口灣兩端鹽度梯次變化使得生物群的豐度和分異度也發(fā)生相應(yīng)變化。

圖8是東濮凹陷沙河街組三段上部河口灣陸方與海方兩端對(duì)偶層和生物痕跡的垂向演進(jìn)記錄。亞相A代表河口灣出現(xiàn)初期，對(duì)偶層以粗碎屑部分占主導(dǎo)，屬于移動(dòng)的河流砂質(zhì)點(diǎn)壩。其底質(zhì)條件既不利于陸生生物更不利于海洋生物的繁育和保存;對(duì)偶層的細(xì)碎屑部分則不同，見有雙泥披構(gòu)造和水下收縮裂隙，說(shuō)明這部分沉積物受到海水影響并帶來(lái)海洋掘穴生物遺留的痕跡Diplocraterion。

從亞相B到亞相E，不難看出，主要由河流驅(qū)動(dòng)的床載沉積物組成的粗碎屑部分，總體在相應(yīng)減小。而主要由潮汐或風(fēng)暴驅(qū)動(dòng)的懸浮沉積物的細(xì)碎屑部分，則相應(yīng)增加(如亞相D)最終到河口灣灣口超過(guò)粗碎屑部分。河口灣沉積亞相從陸方一側(cè)(亞相A)，到海方一側(cè)(亞相E)的橫向分布見圖9。

河口灣陸海兩端生物痕跡豐度和分異度的變化，更為明顯。從亞相A僅在細(xì)碎屑部分見一種痕跡到亞相E無(wú)論粗、細(xì)兩部分，都可觀察到大量生物潛穴和擾動(dòng)痕跡。

4 河口灣環(huán)境消失與三角洲邊緣海灣出現(xiàn)

圖10是文72-104井鉆至3 146 m處時(shí)采集到的巖芯照片，即在亞相E(3 171.70 m)之上約26 m處，見有密集的海相痕跡化石Teichichnus和Terebellina，產(chǎn)于深灰色泥質(zhì)粉砂巖中，此泥質(zhì)粉砂巖介于10 m厚的淺灰色泥巖(下伏)和4.5 m厚的褐色泥巖(上覆)之間。眾所周知，Teichichnus是食沉積物生物的進(jìn)食居住/潛穴，其造跡生物可能為環(huán)節(jié)動(dòng)物或蠕蟲類生物，其螺形穴(Spreites)的潛穴形態(tài)，是造跡者在沉積物與水界面以下掘穴時(shí)為保持其處于最佳平衡位置，上下遷移形成的。Teichichnus通常是沿海水下環(huán)境Cruziana痕跡相的重要分子，見于咸水環(huán)境的潟湖或海灣［31］。Terebellina則是懸浮進(jìn)食生物的潛穴，其造跡生物推測(cè)為多毛蟲類，常見于遠(yuǎn)端Cruziana痕跡相，代表泥質(zhì)海底底質(zhì)環(huán)境下能建造開口的水平管道，用以進(jìn)食的特有造跡生物，是岸外海相環(huán)境特征性生物痕跡之一。文72-104井所見之痕跡化石，以Teichichnus占主導(dǎo)，所產(chǎn)層位上下都為灰色或褐色泥巖，顯示水流不暢的閉塞環(huán)境，故被解釋為三角洲邊緣海灣產(chǎn)物。文72-104井孔西北側(cè)見有沙三段沉積期形成的北東、南西向前積砂體，環(huán)繞其間，支持這一解釋，同時(shí)生物痕跡Terebellina(圖10中)個(gè)體既小豐度又低，也說(shuō)明它們生存的環(huán)境是水流不正常，海水鹽度亦不正常的閉塞海灣環(huán)境(圖11)。

圖8 東濮凹陷北部沙三段上部河口灣亞相砂—泥對(duì)偶層特征與環(huán)境演替Fig.8 Estuarine sand/mud couplets features and environmental evolution of the upper part of Division Three，Shahejie Formation，northern Dongpu depression

圖9 東濮凹陷沙三段上部河口灣沉積亞相平面分布示意圖Fig.9 Estuarine subfacies distribution in the upper part of Division Three，Shahejie Formation，Dongpu depression

圖10 文72-104，3 146.00 m處所見之痕跡化石(Teichichnus，Terebellina)Fig.10 Ichnofossils in well Wen72-104 depth of 3 146.00 m(Teichichnus，Terebellina)

5 河口灣沉積與油氣儲(chǔ)層

本研究區(qū)除亞相A、亞相B外，亞相C有熒光和油跡顯示，而從亞相D(井深3 187.40 m)到亞相E(井深3 172.60)的14.75 m層厚間，含油高達(dá)三層，油層厚度自下而上分別為2 m、6 m、2 m，油層厚達(dá)10 m之多，足見河流式河口灣是重要的油氣聚集區(qū)，同樣情況在北美白堊系河口灣沉積中，也屢見不鮮。如加拿大阿爾伯特省白堊紀(jì)Viking油田與河口灣環(huán)境相關(guān)的下切谷環(huán)境和臨濱沉積這兩類地層型圈閉，儲(chǔ)油18億桶，氣3 800 ×108m3［32］。又如同一個(gè)阿爾伯特省的冷湖盆地，下白堊統(tǒng)之大灘組(Grand Rapids Formation)之下切河道和潮汐水道沉積砂體，計(jì)算儲(chǔ)油達(dá) 1 200 億桶［33］。

6 結(jié)論

利用沉積學(xué)與痕跡學(xué)綜合分析方法，有助于識(shí)別東濮凹陷古近系沙河街組三段河流式河口灣五類沉積亞相，在具有斜向異屑層理的沉積中，對(duì)所含痕跡化石進(jìn)行分析，能夠識(shí)別出從河流入河口灣的灣頭到河口灣與海洋銜接處的河口灣灣口沉積亞相的梯度變化，了解斜向異屑層理在河口灣系統(tǒng)內(nèi)的垂向疊置和水平布局。亞相D與亞相E在靠近海方一端，砂體純凈，分選良好，國(guó)內(nèi)外研究實(shí)例都證明是良好的油氣儲(chǔ)集砂體，值得特別關(guān)注。

圖11 東濮凹陷沙三段上部三角洲砂體等厚度及三角洲邊緣海灣示意圖Ⅰ.文明寨—衛(wèi)城三角洲;Ⅱ.文留—胡狀集三角洲;砂體厚度資料引自常承永等(1985)①常承永，薛淑浩，顧家裕，等.東濮凹陷下第三系沉積成巖與油氣分布(內(nèi)部資料).石油部石油勘探開發(fā)科學(xué)研究院地質(zhì)所，1985Fig.11 Isopach map of delta sands and delta margin bay setting from the upper part of Division Three，Shahejie Formation，Dongpu depression

致謝 本文研究得以進(jìn)行和完稿，受益于國(guó)家自然科學(xué)基金委的資助。中原油田勘探開發(fā)研究院蔣飛虎高級(jí)工程師寶貴支持，我院曹高社教授、鄭德順教授參與活動(dòng)和討論，在此一并感謝。

References)

1 胡見義，黃第藩.中國(guó)陸相石油地質(zhì)理論基礎(chǔ)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1991:42［Hu Jianyi，Huang Difan.The Theoretical Basis of Terrigenous Peteoleun Geology of China［M］.Beijing:Petroleum Industry Press，1991:42］

2 吳崇筠，薛書浩.中國(guó)油氣盆地學(xué)［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1993:163［Wu Chongjun，Xue Shuhao.Sedimentology of Oil-bearing Basins in China［M］.Beijing:Petroleum Industry Press，1993:163］

3 李丕龍，等.陸相斷陷盆地油氣地質(zhì)與勘探(卷2):陸相斷陷盆地沉積體系與油氣分布［M］.北京:石油工業(yè)出版社，2003［Li Pilong，et al.Petroleum Geology and Exploration of Continental Fault Basin［M］.Beijing:Petroleum Industry Press，2003］

4 陳紹周，高興辰，丘東洲.中國(guó)早第三紀(jì)海陸過(guò)渡相［J］.石油天然氣地質(zhì)，1982，3(4):343-350［Chen Shaozhou，Gao Xingchen，Qiu Dongzhou.A preliminary study on China's Eogene transitional facies［J］.Oil＆ Gas Geology，1982，3(4):343-350］

5 龔松余，盧兵力，陳永成.中國(guó)東部晚白堊至早第三紀(jì)海侵［J］.海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì)，1994，4(1):97-121［Gong Songyu，Lu Bingli，Chen Yongcheng.In eastern China Late Cretaceous transgression occurred periodically during Eogene［J］.Marine Geology＆ Quaternary Geology，1994，4(1):97-121］

6 吳賢濤，任來(lái)義.渤海灣盆地古近紀(jì)海水通道與儲(chǔ)層探新［J］.古生物學(xué)報(bào)，2004，43(1):147-154［Wu Xiantao，Ren Laiyi.The Tertiary seaway and new reservoir probe in Dongpu depression as well as its surrounded basins［J］.Acta Palaeontologica Sinica，2004，43(1):147-154］

7 吳賢濤，林又玲，潘結(jié)南.東濮凹陷兩種新儲(chǔ)層類型—沙河街組河口灣的識(shí)別與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)［J］.古地理學(xué)報(bào)，2000，2(3):52-58［Wu Xiantao，Lin Youlin，Pan Jienan.Two new reservoir types in Dongpu depression-the recognition of estuarine system and reservoir prediction in Tertiary Shahejie Formation［J］.Journal of Palaeogeography，2000，2(3):52-58］

8 吳賢濤.痕跡化石在識(shí)別東濮凹陷古近紀(jì)河口灣環(huán)境和下切谷中的作用［J］.古生物學(xué)報(bào)，2005，44(4):599-610［Wu Xiantao.The role of trace fossils in detecting the Paleogene estuary environment and incised valley of Dongpu depression，East China［J］.Acta Palaeontologica Sinica，2005，44(4):599-610］

9 Prichard D W.What is an estuary:physical viewpoint［J］.Estuaries Science，1967，83:3-5

10 Allen G P.Sedimentary processes and facies in the gironde estuary:A recent model for macrotidal estuarine system［C］∥ Smith D G，Reinson G E，Zaitlin B A，et al.Clastic Tidal Sedimentology.Canadian Society of Petroleum Geologists，1991，Memoir 16:29-40

11 Dalrymple R W，Zaitlin B A，Boyd R.Estuarine facies Models:conceptual basis and stratigraphic implications［J］.Journal of Sedimentary Petrology，1992，62(6):1130-1146

12 Oomkins E，Terwindt J H J.Inshore Estuarine Sediments in the Haringvliet(Netherlands)［J］.Geologicen Mijnkown，1960，39(11):701-710

13 Horne J C，F(xiàn)erm J C，Caraccio E T，et al.Depositional models in coal exploration and mine planning in the Appalachian region ［J］.AAPG Bulletin，1978，62(12):2379-2411

14 Puigdefabregas C，Van Vlier A.Meandering Stream Deposits from the Tertiary of the South Pyrenees［C］∥Miall A D.Fluvial Sedimentology.Alberta，Canada:McAra Printing Limited，1978:469-486

15 De Mowbray T.The genesis of lateral accretion deposits in recent intertidal mudflar channels Solway，F(xiàn)irth，Scotland［J］.Sedimentology，1983，30(3):425-435

16 Flach P D，Mossop G D.Depositional environments of the Lower Cretaceous McMarray formation，Athabasca oil sands，Alberta［J］.AAPG Bulletin，1985，69(8):1195-1207

17 MacEachern J A.Estuarine channel deposition within the Lower Cretaceous Waseca Formation，Upper Mannville Group，Lloydminster area，SasKatchewan［M］.Modem and Ancient Expmples of Clastic Tidal Deposits:A Core and Peel Workshop，1989:50-59

18 Curtis D.Lettley，George S.Pemberton，Marrag K.Gingras，et al.Integrating sedimentology and Ichnology to shed light on the system dynamics and palaeogeography of ancient riverine estuary［M］.Special Publications of SEPM，2009:144-162

19 Postma H.Sediment transport and sedimentation in the estuarine environment［C］∥ Lauft G H.American Association for the Advancement of Sciences，1967，83:336-340

20 Schubel J R.Turbidity Maximum of northern Chesapeake Bay［J］.Science，1968，161:1013-1015

21 D?rjes J，Howard J D.Fluvial-marine transition indicators in an estuarine environment-Ogeechee River-Ossabaw Sound［J］.Senckenbergiana Maritima，1975，7:137-179

22 Jouannean J M，LaTouche C.The Gironde Estuary［M］.Contributions to Sedimentology，1981，(10):115

23 Kranck K.Particulare matter grain-size characteristics and flocculation in a partially-mixed estuary［J］.Sedimentology Geology，1981，28(1):107-114

24 Dyer K R.Coastal and sestuarine sediment dynamics［J］.Geological Journal，1986，342

25 Howard J D，Elders C A，Heinbrokel J F.Animal-sediment relationships in estuarine point bar deposits，Ogeechee River-Ossabaw sound，Georgia［J］.Senckenbergiana Maritima，1975，7:181-203

26 Ekdale A A，Bromley R G，Pemberton S G.Ichnology:Trace Fossils Maritima in sedimentology and Stratigraphy［M］.SEPM Short Course，1984:317

27 Ekdale A A，Muller L N，Norak M T.Quantitative Ichnology of Modern pelagic deposits in the abyssal Atlantic［J］.Palaeogeography，Palaeoclimatology，Palaeoecology，1984，45(2):189-223

28 Maceachern J A.Marine and marginal marine mudstone deposits:palaeoenviromental interpretations based on the integration of ichnology［J］.Society for Sedimentary Geology(SEPM)，1999，64:205-225

29 Hudson J D.Salinity from faunal analysis and geochemistry［J］.Palaeobiology A Synthesis.Blackwall Science，Cambridge，1990，406-408

30 Howard J D，F(xiàn)rey R W.Characteristic physical and biologic sedimentary structures in geologists bulletin［J］.Journal of Sedimentary Petrology，1973，1169-1184

31 Pemberton S G，John C，Van Wagoner，et al.Ichnofacies of Wave-Dominated Shoreline［M］.Society for Sedimentary Geology(SEPM)，1992，(6):339-382

32 Simon A J Pattison.Recognition and Interpretation of Estuarine Mudstones(Central basin mudstones)in the Triparfite Valley-fill Deposits of the Viking Formation Central Alberta［M］.Society for Sedimentary Geology(SEPM)，1992:223-245

33 Bruce M.Beynon，S.George Pemberton.Ichnological Signature of Brackish Water Deposits:An example from the Lower Cretaceous Grand Rapids Formation，Cold Lake Sands area，Alberta［M］.Society for Sedimentary Geology(SEPM)，1992:199-221