曾洪流，趙賢正，朱筱敏，金鳳鳴，董艷蕾，王余泉，朱茂，鄭榮華

（1.Bureau of Economic Geology,Jackson School of Geosciences,The University of Texas at Austin；2.中國(guó)石油華北油田分公司；3.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院； 4.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院）

隱性前積淺水曲流河三角洲地震沉積學(xué)特征
——以渤海灣盆地冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)為例

曾洪流1，趙賢正2，朱筱敏3，金鳳鳴2，董艷蕾3，王余泉2，朱茂4，鄭榮華2

（1.Bureau of Economic Geology,Jackson School of Geosciences,The University of Texas at Austin；2.中國(guó)石油華北油田分公司；3.中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院； 4.中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院）

以渤海灣盆地冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)為例，綜合巖心、測(cè)井和三維地震綜合解釋資料，開(kāi)展隱性前積淺水曲流河三角洲地震沉積學(xué)特征研究，并總結(jié)隱性前積淺水曲流河三角洲沉積模式。肅寧地區(qū)古近系沙一上亞段（Es1s）—東三段（Ed3）可識(shí)別出8個(gè)四級(jí)層序，反映湖平面周期性變化。從湖心向湖岸、從湖侵域向高位域，泥巖由灰色變?yōu)榧t色，顯示湖水由深變淺。地震反射結(jié)構(gòu)指示湖水變淺：Es1s（SQV3）疊瓦狀前積厚度顯示湖心水深40～60 m；隨后疊瓦狀前積結(jié)構(gòu)消失，演變?yōu)閬喥叫薪Y(jié)構(gòu)（SQV4—SQV6），反射連續(xù)性逐漸變差，反映水深不超過(guò)30 m。巖心、測(cè)井曲線和地層切片分析揭示，與Es1s的SQV3疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲體系不同，Es1s的SQV4—SQV6為隱性前積淺水曲流河三角洲體系，地震沉積學(xué)響應(yīng)特征主要為分帶向湖盆中心推進(jìn)的河道狀和垛狀地貌體系，指示分流河道和三角洲垛狀體沉積。圖10表1參24

淺水曲流河三角洲；隱性前積地震反射；地震沉積學(xué)特征；饒陽(yáng)凹陷；渤海灣盆地

0 引言

前積層序是最常見(jiàn)的沉積地層結(jié)構(gòu)之一，是地震地層學(xué)和層序地層學(xué)模型的基本組成單元[1-3]。但前人研究的地震前積反射主要反映深水盆地邊緣深度幾十到幾百米、可容納空間較大的大型三角洲[1-2]，而淺水

沉積環(huán)境下形成的前積層序則較薄，利用地震資料難以識(shí)別，尤其在內(nèi)克拉通盆地及后裂谷陸相盆地淺水地區(qū)，一個(gè)典型三角洲沉積層序厚度僅為幾米到二三十米，利用地震資料識(shí)別前積層更加困難。現(xiàn)代沉積中，淺水三角洲是常見(jiàn)的沉積體系類型，如海相Lena/ Volga三角洲[4]和陸相Wax湖三角洲、Atchafalaya三角洲[4]和鄱陽(yáng)湖三角洲[5]等，因此地質(zhì)記錄中淺水三角洲不可忽視（如鄂爾多斯盆地三疊系延長(zhǎng)組淺水三角洲[6]和松遼盆地白堊系淺水三角洲[7-9]）。利用地震資料識(shí)別薄層前積層系存在困難，因而淺水三角洲前積層序未得到合理關(guān)注。除稍厚的前積層序可被識(shí)別為“疊瓦狀”前積復(fù)合體外[2]，許多薄層三角洲層序可能被誤認(rèn)為其他沉積體系（如河流沖積平原、淺湖沉積等）。實(shí)際上，前積層序上超和頂超現(xiàn)象的存在對(duì)油氣儲(chǔ)集層分布有重要控制作用，若將前積體系當(dāng)作加積體系進(jìn)行儲(chǔ)集層評(píng)價(jià)，會(huì)顯著高估儲(chǔ)集層的連續(xù)性。Zeng等定義這種無(wú)法在地震剖面上識(shí)別的前積層序地震相為無(wú)前積地震相、次前積地震相或隱性前積地震相，并提供了一些在海相和陸相盆地的研究實(shí)例[7]。

近期，筆者在渤海灣盆地冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷層序地層學(xué)和地震沉積學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)肅寧地區(qū)沙河街組沙一段（Es1）湖盆斷陷收縮期沉積中存在大量與淺水曲流河三角洲有關(guān)的隱性前積地震相。該沉積層序是目前該地區(qū)油氣勘探的重點(diǎn)目標(biāo)層系之一，已發(fā)現(xiàn)多層曲流河三角洲成因的薄層含油砂巖。對(duì)比黃河口凹陷新近系發(fā)現(xiàn)的類似淺水三角洲油層[10]，推測(cè)該類型含油層系在中國(guó)中東部陸相盆地廣泛存在，具有廣闊的勘探開(kāi)發(fā)前景。本文利用巖心、測(cè)井和三維地震綜合解釋資料，以饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)為例，探討斷陷盆地收縮期淺水曲流河三角洲地震沉積學(xué)特征，并總結(jié)隱性前積地震相特征，為今后隱性前積地震相的研究和應(yīng)用提供指導(dǎo)和依據(jù)。

1 湖盆演化和層序劃分

饒陽(yáng)凹陷位于渤海灣盆地冀中坳陷中南部，為“北東斷南西超”的箕狀凹陷。肅寧地區(qū)位于饒陽(yáng)凹陷中部，處于饒陽(yáng)凹陷大王莊、肅寧和韓家村3個(gè)正向構(gòu)造帶的結(jié)合部，三維地震勘探面積約為200 km2（見(jiàn)圖1）。

饒陽(yáng)凹陷自沙三段（Es3）沉積開(kāi)始經(jīng)歷了4個(gè)構(gòu)造沉積演化階段[11]：斷陷擴(kuò)張深陷期、斷陷抬升期、斷坳擴(kuò)展期和斷陷收縮消亡期，分別對(duì)應(yīng)于沙三下亞段（Es3x）—沙三中亞段（Es3z）沉積期、沙三上亞段（Es3s）—沙二段（Es2）沉積期、沙一段（Es1）沉積早期和Es1沉積晚期—東營(yíng)組（Ed）沉積期。每個(gè)構(gòu)造演化階段在沉積環(huán)境、相帶展布和地層分布等方面均具有不同特征。

圖1 研究區(qū)位置圖

斷陷擴(kuò)張深陷期和斷陷抬升期（Es3—Es2沉積期）是饒陽(yáng)凹陷水深變化的第1個(gè)大旋回（見(jiàn)圖2）。斷坳擴(kuò)展期和斷陷收縮消亡期（Es1—Ed）經(jīng)歷了水深變化的第2個(gè)大旋回（見(jiàn)圖2）。Es1沉積早期（見(jiàn)圖2）凹陷再次擴(kuò)展，為饒陽(yáng)凹陷最大的一次湖侵，湖盆面積達(dá)到最大，形成湖相灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r以及油頁(yè)巖等（特殊巖性段）。但此次湖侵與Es3時(shí)期湖侵相比，持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)而且水深也不大。斷陷收縮消亡期沉積（Es1s—Ed）是本次研究的重點(diǎn)，此時(shí)湖盆水體變淺，面積縮小，大型曲流河三角洲體系向湖盆中心推進(jìn)，主要發(fā)育灰色砂巖與灰色、紅色泥巖，且自下而上泥巖顏色由暗色逐漸變成紅色。局部低洼地區(qū)發(fā)育小型殘余湖泊和沼澤等，多見(jiàn)炭質(zhì)泥巖。東三段（Ed3）沉積時(shí)期，饒陽(yáng)凹陷區(qū)域抬升作用持續(xù)增強(qiáng)，湖盆近于消失，主要發(fā)育河流沉積體系。東二段（Ed2）沉積期，盆地繼續(xù)抬升，湖盆完全消失。

本文采用Vail經(jīng)典層序地層學(xué)分析方法，根據(jù)不整合面劃分三級(jí)層序，根據(jù)最大和首次湖泛面劃分低位、湖侵和高位體系域[12-14]。最終將Es1—Ed3劃分為2個(gè)三級(jí)層序和8個(gè)四級(jí)層序（見(jiàn)圖3）。

圖2 饒陽(yáng)凹陷Es3—Ed湖盆結(jié)構(gòu)、前積反射模式及其與湖水水深關(guān)系

Es1發(fā)育低位、湖侵和高位體系域，發(fā)育6個(gè)四級(jí)層序（SQⅤ1—SQⅤ6，見(jiàn)圖3），分別對(duì)應(yīng)于6個(gè)砂層組（Es1xⅡ—Es1sI）。底部Es1x的SQⅤ1對(duì)應(yīng)低位體系域，沉積了一套很薄的薄互層灰色砂巖與灰色泥巖（“尾砂巖”）。SQⅤ2對(duì)應(yīng)湖侵體系域，全區(qū)發(fā)育濱淺湖亞相，主要為一套深灰色和黑色泥巖、油頁(yè)巖、灰?guī)r夾薄砂巖（“特殊巖性段”）。Es1s整體對(duì)應(yīng)高位體系域，主要為曲流河三角洲沉積的灰色砂巖與灰色、紅色泥巖。SQⅤ3沉積厚度為100～150 m；SQⅤ4、SQⅤ5和SQⅤ6 厚度差別不大（50～100 m）。物源來(lái)自西南方向，向東北方向地層厚度增加，東北部地層厚度可達(dá)260 m。

Ed3劃分為2個(gè)四級(jí)層序（SQⅥ1—SQⅥ2，見(jiàn)圖3），整體為紫紅色泥巖、灰色泥巖與灰色粉砂巖互層構(gòu)成的曲流河沉積。

2 反射結(jié)構(gòu)及與水深關(guān)系

傳統(tǒng)地震地層學(xué)分析方法主要根據(jù)地震反射內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外形、振幅和連續(xù)性等識(shí)別地震相，解釋沉積環(huán)境[2,15]，尤其是各種前積反射結(jié)構(gòu)的識(shí)別，對(duì)分析曲流河三角洲層序意義重大。饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Es3—Ed三維地震資料中識(shí)別的反射結(jié)構(gòu)主要為斜交前積、疊瓦狀前積、隱性前積和亞平行反射等（見(jiàn)圖3、圖4）。斜交前積見(jiàn)于Es3斷陷擴(kuò)張深陷期的凹陷邊界附近（見(jiàn)圖4c、4d）。

饒陽(yáng)凹陷Es前積層段常發(fā)育5～6對(duì)同相軸，總厚度超過(guò)500 m，常反映陡坡扇三角洲沉積。凹陷西南緩坡區(qū)Es1s下部（SQⅤ3）發(fā)育良好的疊瓦狀前積反射，可見(jiàn)清晰的頂超和下超現(xiàn)象（見(jiàn)圖3、圖4a），前積體包括1～2對(duì)同相軸，從物源區(qū)（南西）向湖心（北東）方向增厚。一般認(rèn)為這種反射結(jié)構(gòu)是濱淺湖和淺水曲流河三角洲的沉積響應(yīng)[15]。研究區(qū)大部分區(qū)域在Es1s中上部（SQⅤ4—SQⅤ6）見(jiàn)到一類特殊反射結(jié)構(gòu)：變振幅—弱振幅、亞平行、不連續(xù)反射（見(jiàn)圖3）；局部地層加厚地區(qū)可見(jiàn)多個(gè)短反射向湖心方向傾斜（見(jiàn)圖4），將其歸為隱性前積反射結(jié)構(gòu)，屬于淺水曲流河三角洲沉積。該反射結(jié)構(gòu)需將地震剖面反射特點(diǎn)與地層切片、井資料和沉積演化模式結(jié)合才能確定。Ed3（SQⅥ1—SQⅥ2）地震響應(yīng)為典型低連續(xù)性亞平行反射（見(jiàn)圖3，圖4a、4b），多為河流相沉積，與下伏隱性地震前積層序?yàn)檫^(guò)渡關(guān)系，界限不清，需要從地層切片上觀察確定。

Pekar和Plink-Bj?rklund等[16-17]提出依據(jù)前積層反射高度和相關(guān)地質(zhì)信息（如古生物、水深資料）大致估算沉積水體深度（可容空間）。該方法適用于現(xiàn)代沉積或構(gòu)造、相變簡(jiǎn)單的盆地，特別是海相深水盆地。對(duì)復(fù)雜陸相盆地，事先要校正構(gòu)造掀斜和地層壓實(shí)誤差。校正后的前積反射頂、底高差大致相當(dāng)于高水位沉積時(shí)的水體深度，目前準(zhǔn)確的水深估算無(wú)法實(shí)現(xiàn)。本文根據(jù)初步構(gòu)造掀斜校正后前積層反射高差估算水深（見(jiàn)圖4b、4d）。

首先將地震剖面拉平到最近的地質(zhì)地震標(biāo)準(zhǔn)層。在緩坡區(qū)（見(jiàn)圖4a）拉平到Ed3頂部（T3-2），而陡坡區(qū)（見(jiàn)圖4c）拉平到Es3頂部（T5）。選擇靠近湖區(qū)的

前積反射（見(jiàn)圖4b、圖4d），測(cè)量其高度，得到地層壓實(shí)校正前的水深估計(jì)值。斜交（或S形）前積對(duì)應(yīng)水深可達(dá)200～300 m；疊瓦狀前積對(duì)應(yīng)水深約為40～60 m；隱性前積對(duì)應(yīng)水深不超過(guò)30 m。

圖3 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)古近系高精度層序地層綜合分析圖和Es1—Ed3高精度地震層序劃分

圖4 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Es與Ed地震反射結(jié)構(gòu)與解釋剖面（圖中數(shù)據(jù)為前積反射高度，近似代表地層壓實(shí)校正前水深，剖面位置見(jiàn)圖1）

3 前積層系巖心相—多井相分析

肅寧地區(qū)Es1（SQⅤ）無(wú)論是顯性前積（疊瓦狀前積）還是隱性前積，湖盆水深都不大，巖心觀察均有淺水曲流河三角洲沉積特點(diǎn)，主要富砂相包括分流河道、河口壩和席狀砂等（見(jiàn)圖5）。分流河道砂體是淺水曲流河三角洲骨架砂體，主要為細(xì)砂巖、粉砂巖，分選較好，顆粒呈次棱—次圓狀；發(fā)育大型楔狀交錯(cuò)層理、平行層理、波狀交錯(cuò)層理，底部常具沖刷面，可見(jiàn)河道滯留沉積的泥礫；砂體厚度較大（6～10 m），平面上主要呈條帶狀分布，具明顯正旋回特征。以寧32井為例，3 600～3 605 m層段發(fā)育較厚的細(xì)砂巖、粉砂巖夾薄層灰黑色泥巖，垂向上為2～3個(gè)完整的正韻律疊合，單層砂巖厚度2～3 m；發(fā)育楔狀交錯(cuò)層理和多個(gè)沖刷面及泥礫，構(gòu)成間斷正韻律；電測(cè)井曲線常呈齒化鐘形、齒化箱形和箱形。河口壩是分流河道入湖后卸載其攜帶的沉積物形成的砂壩。研究區(qū)河口壩以厚層砂巖（單層厚度均大于2 m）夾薄層泥巖為主，發(fā)育大型交錯(cuò)層理、波狀交錯(cuò)層理和平行層理，構(gòu)成反韻律沉積。砂巖泥質(zhì)含量低，分選磨圓好，結(jié)構(gòu)成熟度高，自然電位測(cè)井曲線多為典型漏斗狀。研究表明，研究區(qū)內(nèi)河口壩不太發(fā)育，僅在Es1sⅢ砂層組和Ⅳ砂層組（SQⅤ3—SQⅤ4）內(nèi)零散分布，規(guī)模較小，符合淺水曲流河三角洲沉積特點(diǎn)[18]。席狀砂是水下分流河道或河口壩在湖浪或沿岸流改造下形成的，主要分布于曲流河三角洲外前緣。Es1sⅢ、Es1sⅣ砂層組（SQⅤ3—SQⅤ4）以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，分選好，質(zhì)純，多呈反旋回沉積，可見(jiàn)小型低角度交錯(cuò)層理等，自然電位曲線多呈漏斗形或指形。

綜合巖心和測(cè)井相特征，平行古水流流向的6口井連井剖面（見(jiàn)圖6）揭示了Es1—Ed3沉積相縱橫向展布特征。Es1xⅡ砂層組（SQⅤ1）：以灰色細(xì)砂巖與灰色泥巖互層為主，單層砂巖厚度2～5 m，均可見(jiàn)正、反韻律沉積序列，為曲流河三角洲外前緣亞相。Es1xⅠ砂層組（SQⅤ2）：以油頁(yè)巖、灰?guī)r和灰黑色湖相泥巖為主，為濱淺湖亞相。Es1s砂層組（SQⅤ3—SQⅤ6）

整體發(fā)育淺水曲流河三角洲薄互層砂泥巖，但各砂層組內(nèi)各井沉積亞相差異較大。Es1sⅣ砂層組（SQⅤ3）：寧4井—寧612井為疊瓦狀曲流河三角洲沉積，靠物源一側(cè)為曲流河三角洲前緣亞相，泥巖顏色紅黑相間反映水體動(dòng)蕩的沉積環(huán)境，單層砂巖厚度不超過(guò)20 m；靠湖盆一側(cè)寧33井以曲流河三角洲外前緣和濱淺湖沉積為主，泥巖顏色多為灰黑色，少見(jiàn)紅色，砂巖厚度小，僅2～5 m。Es1sⅢ砂層組（SQⅤ4）：最靠近物源處（寧4井）泥巖顏色變淺，單層砂巖厚度2～8 m，為曲流河三角洲平原沉積；向湖區(qū)（寧30井—寧612井）泥巖顏色紅黑相間，正韻律多，單層砂巖厚度2～10 m，可見(jiàn)波狀層理、小型交錯(cuò)層理等，為曲流河三角洲內(nèi)前緣沉積；最靠近湖心處（寧33井）泥巖顏色以灰黑色為主，可見(jiàn)正、反韻律沉積，為曲流河三角洲外前緣和濱淺湖沉積。Es1sⅡ砂層組和Es1sⅠ砂層組（SQⅤ5—SQⅤ6）：沉積時(shí)水體進(jìn)一步變淺，湖盆萎

縮，寧4井—寧30井區(qū)發(fā)育大量紅色泥巖，曲流河三角洲平原繼續(xù)往北擴(kuò)張，湖區(qū)方向泥巖顏色逐漸過(guò)渡為紅黑相間，間或看到殘余湖泊和沼澤沉積，曲流河三角洲前緣分流河道規(guī)模也變小，顯正韻律特征，單層砂巖厚度僅為2～10 m。Ed3（SQⅥ）：紅黑色泥巖與灰色砂巖互層，正韻律特征明顯，單層砂巖厚度可達(dá)15 m，巖心多見(jiàn)槽狀交錯(cuò)、楔狀交錯(cuò)層理和沖刷面等，整體為曲流河沉積。

圖5 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Es1淺水曲流河三角洲沉積特征

圖6 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Es1—Ed3沉積剖面（剖面位置見(jiàn)圖1）

沉積剖面變化反映了水體從物源區(qū)（南西）向湖區(qū)（北東）變深的趨勢(shì)。無(wú)論是疊瓦狀前積（SQⅤ3）、隱性前積的三角洲層序（SQⅤ4—SQⅤ6），還是河流相層序（SQⅥ），巖性由南西向北東皆由粗變細(xì)，砂泥比減小，泥巖顏色由偏紅變?yōu)槠?，反映沉積時(shí)物源和湖岸位于西南區(qū)域，湖盆位于東北區(qū)域；更重要的是，該沉積特征還反映了剖面從下至上水體逐漸變淺的過(guò)程。疊瓦狀前積曲流河三角洲層序（SQⅤ3）發(fā)育時(shí)水體較深，隱性前積曲流河三角洲層序（SQⅤ4—SQⅤ6）沉積時(shí)水體顯著變淺，河流相層序（SQⅥ）沉積時(shí)湖盆已近干枯消失。在此過(guò)程中，灰色泥巖逐漸減少，紅色泥巖逐漸增多，與地震反射結(jié)構(gòu)的水深分析結(jié)果一致。

4 地震沉積相分析

4.1 地震沉積學(xué)方法

地震沉積學(xué)方法利用三維地震資料精細(xì)研究沉積體巖性分布和地貌特征[19]。本文采用文獻(xiàn)[20]提出的中國(guó)陸相盆地復(fù)雜條件下進(jìn)行地震沉積學(xué)研究的方法和規(guī)范。首先，利用測(cè)井資料研究巖性-波阻抗關(guān)系，確定研究區(qū)砂巖波阻抗比泥巖波阻抗高。Es1（SQⅤ1—SQⅤ6）和Ed3（SQⅥ1—SQⅥ2）地震數(shù)據(jù)的主頻約為26 Hz，地層平均縱波速度為3 500～3 700 m/s，據(jù)此估算研究區(qū)地震資料分辨率約為35 m。在90°相位化地震數(shù)據(jù)體上標(biāo)定低于地震分辨率的薄層砂巖（厚度一般小于15 m）為正極性強(qiáng)振幅反射（紅色同相軸）。然后，沿等時(shí)沉積界面（最大洪泛面和層序界面）制作振幅地層切片[21-22]，顯示沉積體地震地貌特征。最后，結(jié)合巖心、測(cè)井資料對(duì)地層切片進(jìn)行刻度解釋，可顯示4～6級(jí)層序內(nèi)的沉積相分布。

4.2 疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲

Es1sⅣ砂層組（SQⅤ3）地震反射結(jié)構(gòu)為疊瓦狀前積反射（見(jiàn)圖3、圖4）。研究區(qū)地震剖面上共識(shí)別至少5個(gè)前積反射，可能代表5期曲流河三角洲前積。前積反射層均為北西—南東向，傾向東北，指示物源來(lái)自西南，向東北方向湖區(qū)前積。根據(jù)前積反射頂、底高差計(jì)算沉積時(shí)湖水深度約為60 m。

順層追蹤前積反射層可得到5個(gè)地層切片，它們?cè)诘孛材Ｊ缴项愃?，反映類似沉積環(huán)境。在最靠近物源的振幅地層切片（見(jiàn)圖7a）上可見(jiàn)3個(gè)大致為南西—北東向的垛狀振幅體，振幅總體上向前積方向（北東向）減弱。在各垛狀體內(nèi)部觀察到大致北東走向的蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)。綜合地層切片、反射結(jié)構(gòu)、巖心和測(cè)井曲線特征，分析其沉積亞相類型和分布（見(jiàn)圖7b）。振幅地層切片中河道和垛狀地貌體系反映疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲體系。巖心觀察和測(cè)井相分析證實(shí)，垛狀振幅體代表淺水曲流河三角洲沉積。振幅強(qiáng)度與砂巖厚度相關(guān)，因此振幅向前積方向減弱代表砂巖厚度逐漸減少，沉積環(huán)境由三角洲內(nèi)前緣漸變?yōu)榍骱尤侵尥馇熬壓颓扒骱尤侵?濱淺湖亞相。垛狀體內(nèi)部蠕蟲(chóng)狀結(jié)構(gòu)可能代表水下分流河道。疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲可容納空間較大，單期前積體規(guī)模大，水下分流河道較長(zhǎng)（大于10 km），分叉頻繁，保存較完整。

4.3 隱性前積淺水曲流河三角洲

Es1sI—Es1sⅢ砂層組（SQⅤ4—SQⅤ6）對(duì)應(yīng)隱性前積反射（見(jiàn)圖3、圖4），在研究區(qū)大部分區(qū)域地震剖面上表現(xiàn)為變振幅、亞平行、不連續(xù)的反射特征，但在局部沉積中心偶爾可見(jiàn)疊瓦狀前積短反射（見(jiàn)圖4）。根據(jù)反射結(jié)構(gòu)計(jì)算湖水深度約為20 m。隱性前積反射識(shí)別難于疊瓦狀反射，但其地層切片（見(jiàn)圖8a）具有不同特征：①能清楚看到大量保存完好的復(fù)合河道狀（蠕蟲(chóng)狀）振幅異常體在平面上成群成帶分布；②存在明顯的振幅分帶現(xiàn)象，8～10個(gè)北西—南東向振幅帶大致沿古湖岸線分布，在湖心區(qū)消失。

振幅地層切片中河道狀和垛狀地貌體系反映隱性前積淺水曲流河三角洲體系。復(fù)合河道狀（蠕蟲(chóng)狀）振幅異常體可能代表殘留分流河道沉積，是曲流河三角洲沉積的證據(jù)。振幅增強(qiáng)指示砂巖厚度增加；多個(gè)分流河道集中區(qū)可能代表多個(gè)曲流河三角洲垛狀體；河道成群、分帶分布指示曲流河三角洲物源方向來(lái)自西南，往東北方向分期前積；不同振幅帶反映曲流河三角洲推進(jìn)的不同期次，跨越曲流河三角洲內(nèi)前緣、外前緣和前曲流河三角洲/濱淺湖。曲流河三角洲外前緣易受湖浪及沿岸流改造，多見(jiàn)大面積分布的席狀砂，但在地層切片上分布不太清楚（見(jiàn)圖8b）。

隱性前積淺水曲流河三角洲可容納空間較小，垛狀體規(guī)模小，但數(shù)量多。隱性前積淺水曲流河三角洲與前期（SQⅤ3）疊瓦狀淺水曲流河三角洲的前積方向基本一致，具有繼承性，這反映了淺水曲流河三角洲

持續(xù)發(fā)育、湖水逐漸變淺的沉積歷史。在此過(guò)程中，因沉積厚度減小，疊瓦狀反射消失，演變?yōu)閬喥叫蟹瓷洹＿@些亞平行反射實(shí)際為角度很小的前積反射，但受地震分辨率限制，肉眼不能分辨。松遼盆地白堊系

也發(fā)育類似的隱性前積曲流河三角洲體系[7]。

圖7 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Es1sⅣ砂層組（SQⅤ3）疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲地震沉積學(xué)解釋（切片位置見(jiàn)圖6）

圖8 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Es1sⅠ砂層組（SQⅤ6）隱性前積淺水曲流河三角洲地震沉積學(xué)解釋（切片位置見(jiàn)圖6）

4.4 曲流河體系

Ed3Ⅰ、Ed3Ⅱ砂層組（SQⅥ1—SQⅥ2）在地震剖面上表現(xiàn)為低連續(xù)性、亞平行反射特征（見(jiàn)圖3、圖4），反映非常小的可容納空間和以垂向加積為主的沉積特征。在振幅地層切片上可見(jiàn)一些完整或斷續(xù)的河道狀振幅異常體環(huán)繞面積更大的不規(guī)則弓形（圓弧狀）強(qiáng)振幅異常體分布（見(jiàn)圖9a），這些復(fù)合體盡管走向復(fù)雜，但大致沿南西—北東向分布，總體上，振幅向東北方向減弱。

振幅地層切片中河道狀和弓形地貌體系反映曲流河體系（見(jiàn)圖9b）。河道狀振幅異常體是曲流河道反復(fù)遷移改道后保留下來(lái)的殘留河段，環(huán)繞其間的不規(guī)則弓形地貌單元可解釋為殘留點(diǎn)壩砂復(fù)合體。曲流河沉積體系非常復(fù)雜，在沒(méi)有密井網(wǎng)的條件下，難以清楚解釋河道和點(diǎn)壩砂復(fù)合體的細(xì)節(jié)，只可根據(jù)現(xiàn)代沉積和沉積模式來(lái)表達(dá)。井上標(biāo)定振幅大致指示巖性，“強(qiáng)振幅偏砂，弱振幅偏泥”，因此砂巖厚度在靠物源方向最大，向湖區(qū)逐漸減少。

圖9 饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)Ed3Ⅰ砂層組（SQⅥ2）曲流河沉積體系地震沉積學(xué)解釋（切片位置見(jiàn)圖6）

5 隱性前積淺水曲流河三角洲沉積模式

隱性前積淺水曲流河三角洲一般發(fā)育于沉積盆地緩坡、水深通常不超過(guò)30 m的地區(qū)。饒陽(yáng)凹陷西南緩坡區(qū)坡度小，離物源區(qū)遠(yuǎn)，在Es1沉積期（SQⅤ）濕潤(rùn)氣候條件下，河道自物源區(qū)進(jìn)入平緩淺水區(qū)（曲流河三角洲前緣）后，能量減弱，流速降低，分流河道改道頻繁，平面上分流河道彎曲分叉，形成近似“網(wǎng)狀”樣式的淺水曲流河三角洲（見(jiàn)圖10）。

Es1淺水曲流河三角洲平原發(fā)育水下分流河道及河道間沉積，水下分流河道間主要以發(fā)育大面積的紅色泥巖為特征。在曲流河三角洲前緣區(qū)，以平均枯水面為界，根據(jù)泥巖顏色的相對(duì)變化，可進(jìn)一步劃分為內(nèi)前緣和外前緣（見(jiàn)圖10）。水下分流河道是曲流河三角洲內(nèi)前緣的骨干砂體發(fā)育區(qū)域，但由于頻繁分叉、改道，多呈網(wǎng)狀分布，橫向上難以對(duì)比。曲流河三角洲內(nèi)前緣分流河道間可見(jiàn)低洼處積水形成的小型殘余湖泊和沼澤等。曲流河三角洲外前緣水下分流河道規(guī)模變小、出現(xiàn)斷續(xù)特征。河口壩易受湖浪及沿岸流改造，因此不太發(fā)育，多見(jiàn)大面積分布的席狀砂。隨著曲流河三角洲推進(jìn)，湖岸線亦分階段向湖區(qū)遷移，遺留下前期形成的大量分流河道和垛狀體，平行于古湖岸線分布。

饒陽(yáng)凹陷Es1隱性前積淺水曲流河三角洲體系與疊瓦狀前積曲流河三角洲體系、Ed3河流體系存在共生關(guān)系，這應(yīng)該是斷陷盆地構(gòu)造演化中緩坡區(qū)湖盆水體由深到淺、最后消失的必然結(jié)果。因此識(shí)別隱性前積淺水曲流河三角洲體系應(yīng)從對(duì)比與其共生沉積體系的地質(zhì)和地球物理特征著手（見(jiàn)表1）。

疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲體系：巖性為細(xì)砂巖、泥巖，主要為灰色；發(fā)育沖刷面、平行層理、多種交錯(cuò)層理，具有明顯水下分流河道、河口壩、席狀砂等特征；可見(jiàn)正韻律（水下分流河道）和反韻律（河

口壩）；在平行于古水流方向的地震剖面上見(jiàn)疊瓦狀前積反射結(jié)構(gòu)；振幅地層切片顯示大規(guī)模河道狀和垛狀地貌體系逐個(gè)向湖區(qū)遷移。

圖10 饒陽(yáng)凹陷緩坡區(qū)Es1淺水曲流河三角洲沉積模式

表1 饒陽(yáng)凹陷古近系3種常見(jiàn)沉積體系特征

曲流河體系：巖性為中砂巖、細(xì)砂巖和泥巖，泥巖以紅色為主；巖心觀察見(jiàn)沖刷面、交錯(cuò)層理等河道、點(diǎn)壩和沖積平原特征，間斷正韻律明顯；測(cè)井曲線主要為正韻律（河道和點(diǎn)壩）；在平行于古水流方向的地震剖面上為欠連續(xù)、亞平行反射結(jié)構(gòu)；振幅地層切片顯示彎曲河道狀和弓形地貌特征。

隱性前積淺水曲流河三角洲體系：多顯示前兩者的過(guò)渡帶特征。巖性類似于疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲體系，為細(xì)砂巖和泥巖，灰色褐色混合；巖心觀察和測(cè)井曲線特征也類似于疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲，但河口壩少見(jiàn)；在平行于古水流方向的地震剖面上可見(jiàn)隱性前積反射結(jié)構(gòu)（亞平行反射和小型疊瓦狀反射的混合體）；振幅地層切片顯示振幅分帶河道狀和垛狀地貌體系，殘留河道短而不連續(xù)，保存于大量呈帶狀分布的小規(guī)模垛狀體內(nèi)部。

結(jié)合巖心、測(cè)井、傳統(tǒng)地震相（反射結(jié)構(gòu)）和地震沉積學(xué)（振幅地層切片）進(jìn)行綜合分析是識(shí)別隱性前積淺水曲流河三角洲體系的有效手段[23]。即使鉆井資料有限，在典型前積曲流河三角洲體系與典型加積河流體系地層序列之間的過(guò)渡帶進(jìn)行隱性前積淺水曲流河三角洲地震沉積學(xué)分析，也可獲得一定成功。

6 結(jié)論

湖盆演化的斷陷收縮消亡期，饒陽(yáng)凹陷肅寧地區(qū)沉積體系從淺水曲流河三角洲體系演化為曲流河體系，反射結(jié)構(gòu)從顯性前積（如疊瓦狀前積）反射變?yōu)殡[性前積和亞平行反射，水深從大于40 m變?yōu)?0 m，最后接近為零。隱性前積反射結(jié)構(gòu)代表淺水曲流河三角洲沉積，是此演化過(guò)程的中間產(chǎn)物。由于隱性前積地震反射結(jié)構(gòu)與常見(jiàn)的亞平行地震反射結(jié)構(gòu)相似，因此淺水曲流河三角洲的識(shí)別需借助振幅地層切片上的地震地貌特征。

通過(guò)比較疊瓦狀前積淺水曲流河三角洲、隱性前積淺水曲流河三角洲和曲流河體系的地震沉積學(xué)特征，認(rèn)識(shí)到振幅分帶河道狀和垛狀地貌體系是隱性前積淺水曲流河三角洲區(qū)別于另兩類沉積體系的顯著特點(diǎn)。具有高信噪比三維地震資料但缺少密集鉆井資料條件下，可采用地震沉積學(xué)方法進(jìn)行隱性前積淺水曲流河三角洲高分辨率沉積相研究和儲(chǔ)集層預(yù)測(cè)[24]。應(yīng)用地震沉積學(xué)方法分析隱性前積反射結(jié)構(gòu)和相關(guān)地層切片特征，為研究隱性前積淺水曲流河三角洲開(kāi)創(chuàng)了新思路和新方法。

致謝：感謝中國(guó)石油華北油田、美國(guó)德克薩斯經(jīng)濟(jì)地質(zhì)局、中國(guó)石油大學(xué)（北京）相關(guān)專家的指導(dǎo)幫助。感謝中國(guó)石油大學(xué)（北京）李維大量仔細(xì)的編繪圖件工作。

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（編輯 林敏捷）

Seismic sedimentology characteristics of sub-clinoformal shallow-water meandering river delta:A case from the Suning area of Raoyang sag in Jizhong depression,Bohai Bay Basin,NE China

Zeng Hongliu1,Zhao Xianzheng2,Zhu Xiaomin3,Jin Fengming2,Dong Yanlei3,Wang Yuquan2,Zhu Mao4,Zheng Ronghua2
(1.Bureau of Economic Geology,Jackson School of Geosciences,The University of Texas at Austin,Austin TX 78713-8924,USA;2.PetroChina Huabei Oilfield Company,Renqiu 062550,China;3.College of Geosciences,China University of Petroleum,Beijing 102249,China;4.PetroChina Hangzhou Research Institute of Geology,Hangzhou 310023,China)

The seismic sedimentology characteristics of sub-clinoformal shallow-water meandering river delta can be comprehensively analyzed by core,well logging and 3-D seismic data.This paper summarizes the sedimentary pattern of sub-clinoformal shallow-water meandering river delta of Suning area in Raoyang sag,Jizhong depression of Bohai Bay Basin.In Suning area,there are eight fourth-order sequences recognized from the upper part of Sha 1 Member(Es1s)to Dong 3 Member(Ed3),reflecting periodical change of lake level.From the central lake to the shore,and from the transgressive to highstand systems tracts,the color of mudstones varies from grey to red,showing a drop of lake-level.The seismic reflection pattern indicates the drop of lake level:the shingled reflections in Es1s(SQⅤ3)indicate water depth of 40?60 m in the lake center,followed by sub-parallel(SQV4-SQV6)with lower continuity reflections,and disappearance of shingled reflections,showing water depth no more than 30 m.Analysis of core,well logging,and seismic amplitude strata slices reveal that the sequences SQⅤ4-SQV6 of Es1sare sub-clinoformal shallow-water meandering river delta,different from the shingled reflection shallow-water meandering river delta in SQV3 of Es1s.The main seismic sedimentology characteristics are channel forms and lobate landforms advancing to the central lake by multiple zones,indicating numerous distributary channel and deltaic lobes depositions.

shallow-water meandering river delta;sub-clinoformal seismic reflection;seismic sedimentology characteristics;Raoyang sag;Bohai Bay Basin

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41272133）；國(guó)家科技部油氣重大專項(xiàng)（2011ZX05001-002-03，2011ZX05006-005）；中國(guó)石油天然氣股份有限公司科技項(xiàng)目（2014E-035）

TE122

A

1000-0747(2015)05-0566-11

10.11698/PED.2015.05.03

曾洪流（1957-），男，江西寧都人，博士，美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校經(jīng)濟(jì)地質(zhì)局高級(jí)研究員，從事地震沉積學(xué)教學(xué)和研究工作。地址：Bureau of Economic Geology,The University of Texas at Austin,Austin TX 78713-8924,USA。E-mail：hongliu.zeng@utexas.edu

聯(lián)系作者：朱筱敏（1960-），男，江蘇揚(yáng)州人，博士，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院教授，從事沉積地質(zhì)學(xué)和地震沉積學(xué)方面的研究工作。地址：北京市昌平區(qū)府學(xué)路18號(hào)，中國(guó)石油大學(xué)（北京）地球科學(xué)學(xué)院，郵政編碼：102249。E-mail：xmzhu@cup.edu.cn

2015-05-29

2015-07-20