楊劍萍, 黃雅睿, 盧惠東, 李宇志, 歐浩文,張文博, 黃志佳, 黨鵬生, 高麗萍, 魯 娜
(1.中國(guó)石油大學(xué)(華東)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,山東青島 266580; 2.青島海洋科學(xué)與技術(shù)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,海洋礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)與探測(cè)技術(shù)功能實(shí)驗(yàn)室,山東青島 266071; 3.中國(guó)石化勝利油田分公司石油開(kāi)發(fā)中心有限公司,山東東營(yíng) 257061; 4.中國(guó)石化勝利油田分公司東辛采油廠,山東東營(yíng) 257061; 5.中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北油田分公司采油三廠,河北河間 062450)
深水沉積的理論研究從基于濁流理論的鮑瑪(Bouma)序列[1-2]和建立發(fā)展海底扇[3]沉積模式時(shí)期到以碎屑流為特征的斜坡沉積模式時(shí)期[4],經(jīng)歷了60余年。濁流模式的缺陷漸漸被國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者提出,這種僅靠古巖石記錄得來(lái)的相模式,與實(shí)際深水環(huán)境下沉積砂體類(lèi)型相差甚遠(yuǎn),砂質(zhì)碎屑流的理論與近年來(lái)油氣勘探中發(fā)現(xiàn)的重力流砂體相吻合[5],并廣泛應(yīng)用于中國(guó)陸相斷陷盆地的湖相重力流研究中。營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段主要發(fā)育深水重力流沉積,陳秀艷等[6]將其劃分為遠(yuǎn)源濁積巖、滑塌濁積巖和坡移堆積體,陳杰等[7]將其劃分為濁積巖和坡移扇,但這些模式逐漸被碎屑流的斜坡沉積模式取代?;瑒?dòng)—滑塌—砂質(zhì)碎屑流—濁流沉積模式[8]以及更加精細(xì)的泥質(zhì)碎屑流和砂質(zhì)碎屑流[2]的沉積類(lèi)型,逐漸被廣大學(xué)者應(yīng)用于解釋東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段的湖相重力流研究中,有效指導(dǎo)該區(qū)深水油氣勘探。目前針對(duì)于東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段,重力流觸發(fā)機(jī)制及強(qiáng)弱程度的研究尚屬空白。因此筆者依據(jù)巖心、測(cè)井、錄井、地震和地化分析等資料,結(jié)合前人研究成果,對(duì)營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段重力流的觸發(fā)機(jī)制及其強(qiáng)弱程度、沉積演化模式進(jìn)行研究,以期進(jìn)一步指導(dǎo)研究區(qū)重力流沉積油氣勘探。
東營(yíng)凹陷位于渤海灣盆地內(nèi)濟(jì)陽(yáng)坳陷的東南部[9],是一個(gè)開(kāi)闊型的中、新生界箕狀斷陷盆地,剖面上主要為北陡南緩、北斷南超的充填模式[10-11]。東營(yíng)凹陷的北部為陳家莊—濱縣凸起,東部與青坨子凸起相鄰,南部和魯西隆起相鄰,西部為林樊家凸起、高青凸起[12]。研究區(qū)營(yíng)11北地區(qū)長(zhǎng)度為15.0 km,寬度為7.0 km,總面積約為105.0 km2(圖1)。
圖1 東營(yíng)凹陷構(gòu)造格局平面及剖面(據(jù)文獻(xiàn)[8],有修改)
東營(yíng)凹陷沙三段沉積時(shí)期,整體處于裂陷擴(kuò)張期,沙三段地層自下而上分為下、中、上3個(gè)亞段,沙三中亞段為研究目的層位,自下而上劃分為6個(gè)砂組,分別是沙三中亞段的6砂組至1砂組。目的層巖性以厚層深灰色泥巖為主,夾薄層中細(xì)砂巖、粉砂巖或薄層碳酸鹽巖,整體上處于半深湖—深湖沉積環(huán)境。沙三段中亞段沉積時(shí)期,東營(yíng)凹陷湖盆沉降幅度較大,水體擴(kuò)張較快[11]。研究區(qū)東部的東營(yíng)三角洲和永安三角洲,規(guī)模不斷擴(kuò)大,三角洲發(fā)育達(dá)到頂峰時(shí)期,并且推進(jìn)到東營(yíng)凹陷的深洼區(qū)[13]。湖平面升降及自東向西物源供應(yīng)強(qiáng)度的變化,控制營(yíng)11北地區(qū)砂體的展布,三角洲前緣砂體也在自身重力、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)或季節(jié)性洪水等觸發(fā)機(jī)制影響下,失穩(wěn)沿斜坡進(jìn)入半深水—深水中,形成滑動(dòng)、滑塌、砂質(zhì)碎屑流和濁流4種重力流類(lèi)型的砂體。
較為穩(wěn)定狀態(tài)的三角洲形成重力流沉積,一定的觸發(fā)機(jī)制來(lái)打破平衡狀態(tài)發(fā)生二次沉積,是形成重力流的基本條件之一。Masson等[14]提出塊體搬運(yùn)沉積的觸發(fā)機(jī)制,認(rèn)為塊體搬運(yùn)沉積受重力、沉積物重量、坡度以及薄弱面的影響。深水塊體搬運(yùn)沉積的觸發(fā)機(jī)制至少有18種,例如地震、火山活動(dòng)和季風(fēng)降雨等。路慎強(qiáng)[15]、楊劍萍等[16]、陳世悅等[17]在濟(jì)陽(yáng)坳陷北部陡坡帶、洼陷帶和中央隆起帶的古近紀(jì)地層中均發(fā)現(xiàn)地震巖,并建立不同區(qū)域地震活動(dòng)和控盆邊界斷裂活動(dòng)所形成的地震巖序列。筆者在對(duì)營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段地層巖心觀察中發(fā)現(xiàn)大量的微斷層構(gòu)造并伴隨各類(lèi)軟沉積物變形構(gòu)造,認(rèn)為該地區(qū)具有地震巖特征,通過(guò)典型沉積特征的識(shí)別,建立垂向序列,并對(duì)重力流砂體觸發(fā)機(jī)制及地質(zhì)意義進(jìn)行探討。
2.1.1 微斷層
微斷層是地震巖的重要識(shí)別標(biāo)志之一,是由于沉積物的差異壓實(shí)作用形成[18]。砂泥薄互層中可觀察到大量的微斷層構(gòu)造(圖2(a)~(e)),或發(fā)育平行排列的階梯狀斷層(圖2(a))。主要為正斷層,斷層規(guī)模較小,斷距為0.5~2.0 cm,斷面傾角一般較陡,傾角為50°~90°,斷層延伸較短,斷面長(zhǎng)度多在1.0~10.0 cm,尖滅于上下巖層中,限于層內(nèi)發(fā)育。微斷層發(fā)育密集區(qū)可形成地塹和地壘等組合樣式,伴隨微斷層出現(xiàn)的是各種類(lèi)型的軟沉積物變形構(gòu)造。
圖2 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段微斷層特征
2.1.2 液化卷曲變形構(gòu)造
液化卷曲變形構(gòu)造主要是一系列小型緊閉的褶皺,主要發(fā)育在砂泥互層的地層中,卷曲構(gòu)造相互連接[16],其附近的巖層內(nèi)不發(fā)生變形。研究區(qū)內(nèi)的液化卷曲變形構(gòu)造較為發(fā)育,形態(tài)復(fù)雜多樣,可見(jiàn)S形、Z形(圖3(a)、(b))、上拱形及波浪形(圖3(c)~(f)),尺度較小,長(zhǎng)度一般在1.0~15.0 cm,角度一般在40°~90°。液化構(gòu)造是地震巖中較為典型的標(biāo)志,一般是地震作用高潮期產(chǎn)物。液化卷曲變形構(gòu)造在營(yíng)891井、營(yíng)691井和新坨743井均有發(fā)現(xiàn)。
圖3 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段液化卷曲變形構(gòu)造特征
2.1.3 液化砂、泥巖脈
液化砂巖脈主要發(fā)育在砂泥互層地層中,形態(tài)呈現(xiàn)脈狀且不規(guī)則延伸,中部膨大[15],且分叉現(xiàn)象較普遍。圍巖的紋層隨著砂巖脈的切穿而變形,形成上拱或下彎的形態(tài),尤其在兩端變細(xì)(圖4(a)~(f))。巖心觀察中發(fā)現(xiàn)粉砂、細(xì)砂脈體,常與階梯狀斷層伴生。還有砂巖脈充填于斷層面中(圖4(d)),說(shuō)明砂巖脈不是成巖后形成,而是沉積物剛沉積不久,伴隨構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成。
圖4 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段液化砂巖脈特征
2.1.4 重荷模、球枕構(gòu)造、串珠狀構(gòu)造和火焰構(gòu)造
在震動(dòng)和上覆沉積物重荷作用下,上覆砂質(zhì)沉積物陷入到下伏細(xì)粒軟沉積物中形成重荷模構(gòu)造。重荷模構(gòu)造在研究區(qū)砂泥互層的界面中較為常見(jiàn)。其規(guī)模大小與當(dāng)時(shí)原始沉積層橫向不均勻的壓實(shí)作用有關(guān)[19]。規(guī)模從幾毫米到幾厘米,形態(tài)不規(guī)則,大致呈波浪形,上下起伏程度不等(圖5(a)、(b))。
在震動(dòng)和上覆沉積物壓力的作用下,巖層受到側(cè)向擠壓和拉伸作用使層變厚,且側(cè)向變薄,形成串珠狀構(gòu)造[20]。研究區(qū)內(nèi)串珠狀構(gòu)造長(zhǎng)度為5.0~15.0 cm,寬度約為2.0 cm,砂體彼此相連卻未斷開(kāi),形狀與相互連接的香腸類(lèi)似(圖5(e)、(f)),經(jīng)常與球枕狀構(gòu)造伴生出現(xiàn)。
隨著震動(dòng)持續(xù)加強(qiáng),砂體會(huì)持續(xù)下陷入泥巖內(nèi),直到與砂巖脫離[21]。在下沉過(guò)程中可形成砂球構(gòu)造,為不規(guī)則的砂球形態(tài)。砂球的直徑大小不等,較大的約為8.0 cm,較小的約為0.5 cm,有的為圓球形,有的因側(cè)向擠壓和拉伸作用而形成一頭變細(xì)的拉長(zhǎng)的形態(tài),其拉長(zhǎng)的一邊指示受力的反方向,還有的砂球受到擠壓或拉伸作用,形狀也變的不規(guī)則或扭曲(圖5(c)、(d))。
圖5 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段震積砂球-枕狀構(gòu)造等特征
泥質(zhì)沉積物的黏滯系數(shù)在砂質(zhì)沉積物下沉的過(guò)程中一般小于上覆的砂質(zhì)沉積物,同時(shí)由于地震作用,下伏細(xì)粒的沉積物向上侵入砂質(zhì)沉積物中,形成形態(tài)類(lèi)似于火焰的火焰狀構(gòu)造。一般情況下,在研究區(qū)巖心觀察中,重荷模、砂球構(gòu)造、串珠狀構(gòu)造和火焰構(gòu)造經(jīng)常會(huì)伴生出現(xiàn)。
2.1.5 環(huán)形構(gòu)造
環(huán)形構(gòu)造屬于一種軟沉積物變形構(gòu)造,由于環(huán)形構(gòu)造多同斷層和液化卷曲大量共生,推斷其與地震作用有關(guān),認(rèn)為是由于地震誘發(fā)的張應(yīng)力所致。其環(huán)形層主要為多層薄巖層因卷曲變形而連接成環(huán)狀或似圓狀[22],主要表現(xiàn)為由多層不同的巖層組成的圓形或橢圓形結(jié)構(gòu)。發(fā)現(xiàn)微斷層將環(huán)形構(gòu)造錯(cuò)斷,在微斷層兩側(cè)均有環(huán)形構(gòu)造,直徑一般為2.0~5.0 cm,最大可達(dá)10.0 cm(圖6(a))。
2.1.6 震碎角礫巖
震碎角礫巖是地震巖最典型的識(shí)別標(biāo)志之一。震碎角礫巖一般是由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng),使得原地半固結(jié)或固結(jié)的巖層震碎形成。角礫順層分布,可以觀察到明顯的棱角,有的角礫還可以與相鄰角礫拼接到一起,類(lèi)似于“排骨”(圖6(b)),這種狀態(tài)可以明顯反應(yīng)原始沉積物的狀態(tài)[15],常被解釋為地震成因。研究區(qū)營(yíng)544井沙三中亞段3砂組巖心觀察中發(fā)現(xiàn),震碎角礫巖中角礫直徑一般為0.5~5.0 cm,可看到角礫排列近似平行呈排骨狀,也可看到分散的角礫。表明當(dāng)時(shí)的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用強(qiáng)烈,足以使原始的半固結(jié)或固結(jié)沉積層斷裂。震碎角礫一般是由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引發(fā)的地震作用形成,而季節(jié)性洪水不會(huì)形成震碎角礫。
圖6 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段環(huán)狀構(gòu)造及震碎角礫巖特征
受到地震作用影響到的沉積物,縱向上可以形成一定的序列,而季節(jié)性洪水引發(fā)沉積物的變形不會(huì)形成序列,地層中固結(jié)的巖層和松軟的沉積層在構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的作用下形成序列不同[23]。地震巖的垂向序列與地震強(qiáng)度、巖石組合及在盆地中所處的位置有關(guān),不同的影響因素會(huì)造成不同的地震巖序列[24]。通過(guò)對(duì)研究區(qū)取芯井的巖心觀察,根據(jù)沉積物的固結(jié)程度建立2種序列:一種是未固結(jié)的富含孔隙水的軟沉積物地震巖序列(圖7),另外一種是半固結(jié)或固結(jié)的沉積物,以斷裂和破碎變形為主地震巖序列(圖8)。
2.2.1 未固結(jié)的富含孔隙水的軟沉積物地震巖序列
該序列可以劃分為6個(gè)層段(圖7(a))。
(1)底部未震層。巖性為灰色泥巖或者粉砂質(zhì)泥巖,厚度約為40.0 cm,是地震波觸及范圍之外的正常沉積,未受到地震的擾動(dòng),原生層理保存良好。
(2)微斷裂層。主要發(fā)育在砂泥互層中,厚度為10.0~40.0 cm,可見(jiàn)小規(guī)模階梯狀正斷層,斷距為5.0 ~10.0 mm,傾角為35°~60°,可單獨(dú)發(fā)育,也可平行排列呈階梯狀,限于層內(nèi)發(fā)育,一般與重荷模和砂球構(gòu)造等伴生。微斷層自下而上,斷距逐漸減小,斷層可發(fā)育地塹和地壘等組合形式。
(3)重荷模、球枕構(gòu)造層。主要發(fā)育在砂泥互層中,厚度約為30.0 cm,上覆砂質(zhì)沉積物陷入到下伏細(xì)粒軟沉積物中形成重荷模構(gòu)造。側(cè)向擠壓使層變厚,拉伸使層變薄,發(fā)育串珠狀構(gòu)造,震動(dòng)持續(xù)過(guò)程加強(qiáng),砂質(zhì)沉積物陷入泥巖中呈不規(guī)則的塊狀、球狀、枕狀、拖曳拉長(zhǎng)狀,形成球枕或砂球構(gòu)造。其中也可見(jiàn)在地震作用下,泥質(zhì)沉積物底劈上侵的火焰構(gòu)造。砂球直徑不等,約為10 mm,一般與階梯狀斷層伴生。
(4)振動(dòng)液化卷曲變形層。發(fā)育在泥質(zhì)粉砂巖或砂泥互層中,軟沉積變形段厚度不穩(wěn)定,一般在4.0~15.0 cm,構(gòu)造類(lèi)型多樣,形態(tài)復(fù)雜,形成各種復(fù)雜的褶皺;可見(jiàn)砂巖脈、碟狀構(gòu)造、砂巖透鏡體等構(gòu)造。
(5)液化均一層。巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖或薄層砂巖,細(xì)粒沉積物由晃動(dòng)、振蕩而稀釋液化,性質(zhì)趨于均一的結(jié)果。結(jié)構(gòu)均一,無(wú)層理或紋理等沉積構(gòu)造,厚度一般約為10.0 cm。
(6)頂部未震層。該段為地震結(jié)束后未受其影響的正常沉積巖層。
這種序列在營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段營(yíng)891井5砂組的2 915、2 912和2 906 m取芯段中發(fā)育(圖7(b))。2 915.0 m處底部出現(xiàn)擦痕,震動(dòng)的標(biāo)志,向上在砂泥互層中出現(xiàn)串珠狀構(gòu)造和液化卷曲變形構(gòu)造,向上為深灰色泥巖,震動(dòng)影響深度為1.1 m。2 912.0 m處出現(xiàn)擦痕和微斷層,震動(dòng)的標(biāo)志,微斷層為一條正斷層,斷層規(guī)模小,影響深度為0.90 m。其中也見(jiàn)液化卷曲變形構(gòu)造。2 906.0 m處出現(xiàn)微斷層,震動(dòng)的標(biāo)志,砂泥互層中,可見(jiàn)規(guī)模較大正斷層,斷距為10.0 mm,傾角為60°,在其兩側(cè)可見(jiàn)小規(guī)模的斷層,平行排列成階梯狀,層內(nèi)發(fā)育,正斷層,斷距為2.0 ~ 4.0 mm,可見(jiàn)地塹。向上液化卷曲變形構(gòu)造和火焰狀構(gòu)造泥質(zhì)砂巖,無(wú)層理,震動(dòng)影響深度約為1.5 m。
圖7 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段未固結(jié)的富含孔隙水的軟沉積物地震巖序列
2.2.2 半固結(jié)或固結(jié)的沉積物以斷裂和破碎變形為主地震巖序列
該序列可以劃分為6個(gè)層段(圖8(a))。
圖8 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段半固結(jié)及固結(jié)的以斷裂和破碎變形為主地震巖序列
(1)底部未震層。巖性為灰色泥巖或者粉砂質(zhì)泥巖,厚度約為40.0 cm,是地震波觸及范圍之外的正常沉積,未受到地震的擾動(dòng),原生層理保存良好。
(2)震碎角礫巖層。原地的深灰色泥巖或泥質(zhì)粉砂巖破碎,角礫棱角分明,順層分布,相鄰角礫有時(shí)可以完全拼接到一起,呈“排骨狀”,清晰反映出沉積物的原始狀態(tài)。
(3)微斷裂層。主要發(fā)育在砂泥互層中,厚度為10.0~40.0 cm,可見(jiàn)小規(guī)模階梯狀正斷層,斷距為5.0~10.0 mm,傾角為35°~60°,可單獨(dú)發(fā)育,也可平行排列呈階梯狀,限于層內(nèi)發(fā)育。一般與重荷模和砂球構(gòu)造等相伴生。微斷層的斷距自下而上減小,斷層可發(fā)育地塹和地壘等組合形式。
(4)重荷模、球枕構(gòu)造層。主要發(fā)育在砂泥互層中,厚度約為30.0 cm,上覆砂質(zhì)沉積物陷入到下伏細(xì)粒軟沉積物中形成重荷模構(gòu)造。側(cè)向擠壓使層變厚,拉伸使層變薄,發(fā)育串珠狀構(gòu)造。震動(dòng)持續(xù)加強(qiáng),砂質(zhì)沉積物陷入泥巖中,呈不規(guī)則的塊狀、球狀、枕狀、拖曳拉長(zhǎng)狀,形成球枕構(gòu)造。其中也可見(jiàn)在地震作用下,細(xì)粒沉積物底劈上侵的火焰構(gòu)造。砂球直徑不等,約為10.0 mm,一般與階梯狀斷層伴生。
(5)振動(dòng)液化卷曲變形層。發(fā)育在泥質(zhì)粉砂巖或砂泥互層中,軟沉積變形段厚度不穩(wěn)定,一般在4.0~16.0 cm,構(gòu)造類(lèi)型多樣,形態(tài)復(fù)雜,形成各種復(fù)雜的褶皺;可見(jiàn)砂巖脈、碟狀構(gòu)造、砂巖透鏡體等構(gòu)造。
(6)頂部未震層。該段為地震結(jié)束后,未受影響的正常沉積巖層。
這種序列在營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段營(yíng)544井3砂組的2 866.0~2 861.0 m取芯段中發(fā)育(圖8(b)),由于地震強(qiáng)度較大,影響深度較未固結(jié)的富含孔隙水的軟沉積物地震巖序列更大。具體地震巖序列為2 862.0 m處砂泥互層中底部出現(xiàn)震碎角礫巖、原地震積巖,部分可見(jiàn)排骨狀角礫,震動(dòng)的標(biāo)志,向上出現(xiàn)微斷層,微斷層,呈階梯狀,一系列小的正斷層,斷距為5.0~10.0 mm,傾角為45°,也可見(jiàn)斷層組合地塹,向上斷距逐漸變小,可見(jiàn)拉長(zhǎng)的砂球構(gòu)造,“拖曳尾巴”延伸方向指示砂體最后一次水平運(yùn)動(dòng)的反方向,向上為液化卷曲變形構(gòu)造,可見(jiàn)砂巖透鏡體,向上發(fā)育砂球構(gòu)造,砂球直徑較大,有拉長(zhǎng)的現(xiàn)象,向上發(fā)育重荷模和砂球,震動(dòng)影響深度為2.5 m。
地震巖是地震活動(dòng)在沉積物中的特殊沉積記錄,不同時(shí)代、構(gòu)造背景下形成的地震巖差異明顯,差異主要表現(xiàn)在不同的沉積序列類(lèi)型及出現(xiàn)頻率。在地震巖的研究中,不同學(xué)者均提出地震強(qiáng)度與沉積構(gòu)造之間的關(guān)系[25-26],一般認(rèn)為發(fā)育液化變形構(gòu)造地震震級(jí)Ms≥5,而巖層發(fā)生脆性變形形成液化角礫等沉積構(gòu)造為地震震級(jí)Ms≥8[27](表1)。因此對(duì)地震巖的研究可以為古地震的研究提供有力依據(jù),營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段地震巖的發(fā)現(xiàn),也從沉積學(xué)角度證明沙三中亞段6個(gè)砂組,不同時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)弱。
表1 沉積構(gòu)造的變形機(jī)制及其可能的最小震級(jí)(據(jù)文獻(xiàn)[29],有修改)
根據(jù)營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段5口取芯井地震巖沉積序列統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表2),可知沙三中亞段重力流沉積的主要觸發(fā)機(jī)制,主要為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引發(fā)的地震作用。通過(guò)識(shí)別不同軟沉積物組合特征和頻率,明確不同時(shí)期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。研究區(qū)沙三中亞段6~4砂組及2~1砂組沉積時(shí)期,主要發(fā)育以未固結(jié)的富含孔隙水的軟沉積物地震巖序列,以砂巖脈和液化卷曲變形構(gòu)造為主要的沉積構(gòu)造特征,而3砂組沉積時(shí)期,主要發(fā)育以半固結(jié)或固結(jié)的沉積物為主的地震巖序列,以震碎角礫巖為主要特征,震級(jí)約7~7.5級(jí),構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈。因此推測(cè)3砂組沉積時(shí)期,應(yīng)為湖盆裂陷擴(kuò)張最強(qiáng)烈的時(shí)期,砂體受到構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響最大。
表2 東營(yíng)凹陷沙三中亞段營(yíng)11北地區(qū)地震巖序列與地震震級(jí)對(duì)應(yīng)關(guān)系
通過(guò)對(duì)營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段地層的精細(xì)對(duì)比劃分,結(jié)合砂體成因類(lèi)型、物源方向、砂體厚度和構(gòu)造演化等因素,認(rèn)為研究區(qū)內(nèi)發(fā)育水道控制型、非水道控制型重力流沉積及三角洲沉積。建立營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段沉積演化模式。
沙三中6~4砂組沉積時(shí)期,為裂陷擴(kuò)張初期,湖盆水體較深,研究區(qū)全區(qū)只發(fā)育深湖—半深湖水道控制型沉積和非水道控制型重力流沉積(圖9),物源主要來(lái)自北東方向的永安三角洲和南東方向的東營(yíng)三角洲。重力流水道末端發(fā)育溝道化朵葉體、碎屑舌狀體及濁積席狀砂沉積,研究區(qū)西部距離湖盆中心更近的區(qū)域,發(fā)育孤立的、面積較小的濁積朵葉體(圖9)。
圖9 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段6~4砂組沉積模式
沙三中亞段3~1砂組沉積時(shí)期,東營(yíng)三角洲和永安三角洲不斷進(jìn)積,三角洲的發(fā)育達(dá)到鼎盛期,在由于湖平面急劇下降,研究區(qū)東部由較深湖演變?yōu)闉I淺湖,發(fā)育濱淺湖三角洲前緣河口壩砂體,研究區(qū)西部仍處于波基面之下,發(fā)育水道控制型沉積和非水道控制型重力流沉積。3砂組沉積時(shí)期,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度最大,湖平面下降最為劇烈,與觀察研究區(qū)地震巖中軟沉積物變形構(gòu)造,所得出的結(jié)論相契合(圖10)。
圖10 東營(yíng)凹陷營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段3~1砂組沉積模式
(1)首次在研究區(qū)發(fā)現(xiàn)地震巖,識(shí)別出微斷層、震碎角礫巖、液化卷曲變形構(gòu)造、砂球構(gòu)造和重荷模等軟沉積物變形構(gòu)造,震碎角礫巖的發(fā)育,從沉積的角度證實(shí)營(yíng)11北地區(qū)沙三中亞段沉積時(shí)期,重力流的觸發(fā)機(jī)制為構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引發(fā)的地震作用。
(2)研究區(qū)沙三中亞段沉積共劃分為未固結(jié)的富含孔隙水的軟沉積物和半固結(jié)或固結(jié)的沉積物以斷裂和破碎變形為主的2種地震巖序列,沙三中亞段3砂組沉積時(shí)期,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)最為強(qiáng)烈,發(fā)育震碎角礫巖,推測(cè)該時(shí)期,湖平面下降最為強(qiáng)烈。
(3)沙三中亞段6~4砂組沉積時(shí)期,水體較深,研究區(qū)只發(fā)育較深湖—深湖的水道控制型及非水道控制型重力流沉積。3砂組沉積時(shí)期,湖平面急劇下降,水體變淺,3~1砂組沉積時(shí)期,研究區(qū)東部發(fā)育濱淺湖三角洲沉積,西部仍然發(fā)育水道控制型及非水道控制型重力流沉積。