丽水凹陷低位扇群沉积模式

侯国伟，刘金水，周瑞华，叶　芳，李　帅

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海200030）

丽水凹陷低位扇群沉积模式

侯国伟，刘金水，周瑞华，叶芳，李帅

（中海石油（中国）有限公司上海分公司，上海200030）

通过对钻井岩心、构造及物源供给等进行综合分析，认为东海陆架丽水凹陷低位扇群主要发育于明月峰组下段海相低位体系域沉积环境中。所建立的低位扇群沉积演化模式显示，其形成过程主要受控于沉积环境、断裂坡折带和沉积层序等因素。低位扇发育所形成的岩性油气藏拓展了丽水凹陷的油气勘探领域和潜力。

断陷盆地；低位扇群；岩性圈闭；沉积模式；丽水凹陷

0　引言

低位扇是沉积层序中低位体系域内发育的不同成因类型砂（砾）岩扇体的总称［1-2］。陆相断陷盆地中的低位体系域由于厚度较小，在其内发育的盆底扇与斜坡扇、低位楔等常沉积在相同的位置，且相互混杂，有时难以区分，故统称为低位扇［3］。低位扇是形成岩性油气藏或构造-岩性油气藏的有利储集体，对于油气勘探具有非常重要的意义。国内外的油气勘探实践证实，岩性圈闭主要发育在层序发育阶段的低位体系域中，而在低位体系域的低位扇中也发现了多个大中型油气藏。国内学者对于低位扇进行研究的区域主要包括珠江口盆地［4］和渤海湾盆地［5-6］等，其研究强调了坡折和古地貌的控制作用［7-9］，并探讨了其石油地质意义［10-12］。国外学者从层序地层［8］、沉积特征和盆地演化［13-14］以及储层特征等方面［15-16］对低位扇也做了大量的研究工作。

丽水凹陷位于东海陆架西南部，是在中生代残留盆地基础上发育起来的一个新生代断陷。目前，凹陷内共钻探井15口，其中7口井见到油气显示，油气显示层位主要位于古新统明月峰组和灵峰组。笔者基于区域地质背景，利用单井资料，结合三维地震可视化技术，拟系统分析丽水凹陷低位扇群的沉积背景及主控因素，并总结其沉积模式，以期为该区油气勘探提供依据。

1　低位扇群沉积背景

东海盆地是在元古界片麻岩、中生界岩浆岩和碎屑岩沉积的基础上［17］发育而成，经历了裂陷、坳陷、区域抬升和区域沉降等4个演化阶段。丽水凹陷北部与椒江凹陷相邻，东部以雁荡低凸起及台北坳陷东部凹陷带的福州凹陷相隔，西部和南部与闽浙隆起区相接［图1（a）］，面积约1.38万km2，最大沉积厚度达12 km。该凹陷呈北东—南西向展布，被灵峰古潜山构造带分成东、西2个次凹，自下而上沉积了古近系月桂峰组、灵峰组、明月峰组、瓯江组和温州组等地层，其中月桂峰组、灵峰组和明月峰组沉积时期为盆地的裂陷阶段。西次凹东侧及东次凹的东、西两侧均受到同沉积断裂的控制，具有东陡西缓、东断西超的半地堑构造格架特征［18］。尽管不存在宽阔的大陆架和大陆坡，但受断层发育的影响，在丽水凹陷中心与西斜坡的结合部位存在类似于大陆坡的断裂坡折带，具备典型的箕状断陷特征［图1（b）］。作为由同沉积构造长期活动引起的沉积斜坡明显突变的地带，坡折带不仅控制了不同时期凹陷中低位体系域砂体的横向展布，而且还控制了砂体的纵向沉积模式［7］。古坡折带坡度平均为18°，宽度平均为700 m，平均高差约为200 m。总体来看，坡折带宽度小、坡度大，为重力流沉积和低位扇体的发育提供了构造条件。

图1　丽水凹陷构造地质特征Fig.1　Tectonic and geological characteristics of Lishui Sag

表1　丽水凹陷砂岩骨架颗粒构成Table 1　Components of sandstone grain framework in Lishui Sag

综合分析丽水凹陷的三维地震层序发育特征后发现，在明月峰组下段的低位体系域沉积时期，西次凹西斜坡发育有多个下切谷，表明该时期西斜坡受到了明显的水体侵蚀。下切谷宽度较大，其内可见到不同的反射特征，反映出侵蚀沟谷内砂体存在多种叠置现象，且该沉积时期存在不同的沉积水动力条件。三维地震可视化资料表明，这些下切谷与扇体发育密切相关，“沟－扇”耦合特征较为明显。因此，推测西次凹西斜坡西部存在多个规模较大的三角洲沉积体系，为丽水凹陷的中心部位提供了较为充足的物源。

丽水凹陷古新世沉积物的重矿物组合分析表明，沉积物中锆石等重矿物普遍发育，但不同层位锆石含量差异较大。结合锆石测年资料分析［14］，锆石年龄以中生代为主，少数为古生代和元古代，这些特点与闽浙露头区火成岩、变质岩及火山碎屑岩的特征相似。

丽水凹陷西次凹古新统砂岩成熟度较低，以岩屑砂岩和长石岩屑砂岩为主，石英含量较低，火山岩岩屑的体积分数平均约为53%（表1）。火山岩碎屑主要为酸性喷发岩，其次为中性喷发岩（如安山岩等）。其物源主要来自闽浙隆起带，母岩主要为中酸性岩浆岩。闽浙隆起带的东南沿海被大面积出露的中生代钙碱性火山岩所覆盖，这类岩石分布广且面积大，为丽水凹陷提供了充足的物源［19］。

2　低位扇群沉积特征

运用层序地层综合分析方法，将丽水凹陷古新统划分为5个三级层序和11个四级层序（体系域）。此次研究的明月峰组下段发育了低位体系域（LST）、海侵体系域（TST）和高位体系域（HST）共3个完整的体系域。

钻井和地震剖面显示，明月峰组下段低位、海侵和高位体系域沉积特征均较明显。从钻探的A井和B井明月峰组下段的岩心（图2）来看，泥岩呈灰黑—灰褐色，砂岩具不同尺度的包卷层理和揉皱等变形特征及泄水构造、砂质碟状构造和泥质火焰状构造，反映出砂体垮塌形成重力流的快速堆积。滑塌构造保存完好，说明滑塌后再沉积时未被完全改造，同时发育灰黑—黑色泥岩撕裂片，反映出物源来自于水下侵蚀区域。滑塌构造与沟道砂体呈互层状，反映出沉积水流为间歇流，具有流动时边坡坍塌等特征。沟道砂岩所夹的灰黑色薄层泥岩和黑色泥岩纹层反映出较深水环境，砂岩的递变层理和逃逸构造等反映出浊流悬浮沉积物的快速沉积。

图2　丽水凹陷明月峰组下段岩心照片Fig.2　Core photos of the lower part of Mingyuefeng Formation in Lishui Sag

研究区三维地震属性（图3）显示，古水系主要从北西西向流入，在丽水凹陷西斜坡发育有三角洲沉积，三角洲前缘在斜坡或断坡带垮塌并形成重力流。重力流所携带的大量沉积物倾泻到凹陷的低洼部位并形成盆底扇或斜坡扇，为典型的在低位体系域发育的低位扇沉积。钻井与地震资料综合分析表明，丽水凹陷西斜坡T85界面发育有多个下切谷［图4（a）中蓝色虚线］，且规模较大，宽度为3.9～5.2 km，厚度为103～311 m，反映出低位体系域时期水体下降造成的水道下切现象。同时在地震剖面上还可识别出其他各层序及体系域界面所表现出的削截和超覆等反射特征［图4（b）］。

图3　丽水凹陷西次凹均方根振幅属性Fig.3　Root mean square attributes in west sub-sag of Lishui Sag

图4　丽水凹陷地震剖面特征Fig.4　Characteristics of the seismic profiles in Lishui Sag

明月峰组上段海侵体系域的上超特征明显，内部主要表现为地震剖面上弱的断续反射，而高位体系域表现为振幅较强的连续反射，最大海泛面可连续追踪，但在地震剖面上未识别出低位体系域的反射特征，低位体系域与海侵体系域之间的初次海泛面无法识别。因此，将明月峰组上段划分为2个四级层序，即低位+海侵体系域和高位体系域。灵峰组上段在西斜坡发现2个下切谷，但在地震剖面上未识别出低位扇的反射特征，且已钻井揭示灵峰组上段底部为大套泥岩，低位体系域的发育特征无法识别，海侵体系域大套泥岩表现的弱反射和高位体系域的强反射地震特征明显。因此，将灵峰组上段划分为2个四级层序，即低位+海侵体系域和高位体系域。灵峰组下段和月桂峰组埋藏深度较大，地震反射模糊，特征不明显。

3　沉积演化和沉积模式

多年来，对中国东部断陷盆地的研究主要集中在济阳、南堡、岐口、东濮及辽河等凹陷的陆相沉积环境［18-20］，而丽水凹陷的沉积环境与上述凹陷相比具有明显的区别［21］。从古新统月桂峰组到明月峰组沉积时期，丽水凹陷沉积环境经历了从陆相湖泊—三角洲沉积体系到浅海—三角洲沉积体系的变迁。月桂峰组沉积时期，盆地处于裂谷早期，为湖泊—三角洲沉积体系，浅湖—深湖相发育并占主导地位，深湖区为沉积-沉降中心区。灵峰组和明月峰组下段沉积时期，继承了月桂峰组沉积时期的构造格局，但沉积环境发生了改变，海侵使得湖泊—三角洲沉积体系转变为浅海—三角洲沉积体系。明月峰组上段沉积时期，丽水凹陷表现为坳陷的构造特征，断裂活动减弱，灵峰低凸起也开始接受沉积，此时海平面下降，凹陷进一步萎缩，主要发育近海三角洲平原与滨浅海相，且以发育三角洲平原和沼泽相为特征（图5）。

图5　丽水凹陷沉积演化剖面Fig.5　Sedimentary evolution profile of Lishui Sag

明月峰组下段自下而上发育了低位、海侵和高位3个完整的沉积体系域。明月峰组沉积早期，控凹断裂活动强烈，沉积和沉降速率最大，断裂两侧的水深差异加大，东部由早期的浅海环境进入半深海环境。该时期断裂坡折带的断裂活动强度不断增大，随着断裂两侧高差的进一步加大，西侧的相对隆升造成水位下降而使西斜坡部分暴露水面并产生剥蚀，古水系主要从北西西向流入；东侧相对快速下降，造成水深加大和可容纳空间不断加大，再加上受可容纳空间和重力滑塌等影响，发育了一系列低位扇沉积（图6）。此类扇体发育于两侧原有的三角洲沉积前缘，以海底峡谷为运移通道，沿断裂展布。明月峰组下段中部为海侵体系域沉积。由于海平面持续上升，盆地水体不断扩大，沉积体不断退积，直至明月峰组下段最大海泛时期，水体几乎覆盖了所有潜山，形成了开阔的浅海海域。该时期在凹陷内沉积的巨厚海相泥岩，可作为区域性盖层。此后盆地开始萎缩，储集体又逐渐向盆地方向进积。

图6　丽水凹陷西次凹低位扇群沉积模式Fig.6　Sedimentary model of lowstand fan group in west sub-sag of Lishui Sag

4　结论

（1）钻井和地震资料分析表明，丽水凹陷西次凹下切沟谷特点明显，扇体形态清楚，证实该地区发育低位扇。

（2）丽水凹陷西次凹断裂坡折的构造条件、海平面下降及沉积物源的变化，是低位扇群发育的主要控制因素，低位体系域沉积时期发育的一系列扇体将成为丽水凹陷岩性油气藏勘探拓展的新领域。

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（本文编辑：王会玲）

Sedimentary model of lowstand fan group in Lishui Sag

Hou Guowei，Liu Jinshui，Zhou Ruihua，Ye Fang，Li Shuai
（Shanghai Branch of CNOOC Ltd.，Shanghai 200030，China）

Based on the analysis of core，tectonic evolvement and source，it is considered that lowstand fan group developed in marine sedimentary environment of lowstand system tract in lower part of Mingyuefeng Formation in Lishui Sag，East China Sea.The established sedimentary evolution model of lowstand fan group shows that the formation process was controlled by sedimentary environments，faulted slope break zone and sedimentary sequence.Oil and gas exploration potential was found in the lithologic reservoir which generated in lowstand fan，which shows the gas potential of Lishui Sag.

rift basin；lowstand fan group；lithologic trap；sedimentarymodel；Lishui Sag

TE121.3

A

1673-8926（2015）05-0240-05

2015-04-02；

2015-05-12

国家重大科技专项“近海隐蔽油气藏勘探技术”（编号：2011ZX05023-002）资助

侯国伟（1975-），男，博士，高级工程师，主要从事海上油气勘探工作。地址：（200030）上海市徐汇区零陵路583号海洋石油大厦。电话：（021）64395300。E-mail：hougw@cnooc.com.cn。