楊文杰，胡明毅，蘇亞拉圖，劉 昌，元 懿，李金池

（1.長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，武漢 430100；2.油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430100；3.中國(guó)石油華北油田公司二連分公司，河北任丘 062550；4.蘭州大學(xué)地質(zhì)科學(xué)與礦產(chǎn)資源學(xué)院，蘭州 730000）

0 引言

松遼盆地具有典型的“下斷上坳”二元結(jié)構(gòu)，盆地裂陷早期發(fā)育眾多小型斷陷，隨著油氣勘探的深入，證實(shí)斷陷深層發(fā)育的扇三角洲儲(chǔ)集體可以成為良好的油氣勘探區(qū)域［1-2］。眾多學(xué)者［3-5］圍繞我國(guó)東部斷陷盆地的構(gòu)造活動(dòng)、沉積充填演化、沉積主控因素以及油氣聚集規(guī)律等展開(kāi)了大量的研究，明確了斷陷盆地的沉積演化主要受構(gòu)造活動(dòng)、氣候和物源等因素影響。盆地?cái)嘞菰缙跇?gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈、地形坡度較大，易于發(fā)育近源快速堆積的扇三角洲或水下扇沉積，控盆斷裂開(kāi)始控制盆地的構(gòu)造格局，形成了斷陷盆地的雛形。斷陷盆地中后期主要經(jīng)歷深陷擴(kuò)張和抬升萎縮等2 個(gè)階段，沉積體系逐漸向辮狀河三角洲演變，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，沉積填平補(bǔ)齊作用增強(qiáng)［6-10］。因斷陷早期的地層埋藏較深、構(gòu)造復(fù)雜，鉆井資料有限，所以研究主要集中在斷陷后期的淺部地層，而對(duì)斷陷湖盆初始裂陷期的沉積體系發(fā)育特征和油氣成藏條件未給予足夠的關(guān)注，缺乏有針對(duì)性的研究。近年來(lái)，針對(duì)蘇家屯次洼的研究也主要集中在快速裂陷期沉積的沙河子組至營(yíng)城組［9-11］，對(duì)裂陷早期的構(gòu)造和沉積特征缺乏深入的研究，尚未清晰認(rèn)識(shí)控盆斷裂對(duì)初始裂陷期沉積演化的控制作用。最新鉆探資料表明，蘇家2 和蘇家20 等井在火石嶺組砂礫巖體的鉆探中取得了良好的油氣顯示，因此，對(duì)研究區(qū)初始裂陷期扇三角洲沉積特征的研究十分必要。

筆者在充分借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)研究區(qū)7 口井的巖心和物性資料、27 口單井沉積相以及全區(qū)覆蓋的三維地震資料的觀(guān)察和分析，系統(tǒng)研究蘇家屯次洼初始裂陷期的沉積古地貌、物源體系、巖相類(lèi)型及其組合序列、沉積相測(cè)井-地震響應(yīng)特征和沉積體系展布規(guī)律，探討斷陷湖盆初始裂陷期扇三角洲發(fā)育背景及其沉積特征，建立相應(yīng)的扇三角洲沉積模式，以期為該區(qū)斷陷深層油氣勘探提供地質(zhì)依據(jù)，并豐富盆地初始裂陷期扇三角洲沉積理論。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

蘇家屯次洼位于松遼盆地梨樹(shù)斷陷西北部，面積約300 km2，為梨樹(shù)斷陷的二級(jí)構(gòu)造單元（圖1），西接雙遼斷陷，向東受皮家走滑斷裂控制與斷陷主體分割，從而形成了相對(duì)獨(dú)立的次級(jí)洼陷?；鹗瘞X組沉積早期，梨樹(shù)斷陷開(kāi)始發(fā)育多個(gè)小型斷陷，斷陷構(gòu)造平緩、分割性強(qiáng)，蘇家屯次洼則是其中重要的斷陷。次洼內(nèi)主要發(fā)育2 條同沉積控盆斷裂，分別為西部桑樹(shù)臺(tái)斷裂北段和東部曲家斷裂，從而在研究區(qū)中部形成了主要的沉降中心，沉降中心東西兩側(cè)分別形成斷階帶，而北部為構(gòu)造隆起區(qū)域。

蘇家屯次洼中央凹陷帶發(fā)育一套完整的斷陷地層（圖1），由下至上依次為初始斷陷期的火石嶺組、快速斷陷期的沙河子組和營(yíng)城組、斷坳轉(zhuǎn)換期的登婁庫(kù)組［10］。研究目的層為火石嶺組，發(fā)育于盆地初始裂陷時(shí)期，地層巖性存在明顯的二分性，下部火一段主要為火山活動(dòng)產(chǎn)物，在全區(qū)穩(wěn)定發(fā)育一套火山巖和火山碎屑巖，與上覆地層不整合接觸；火二段發(fā)育時(shí)期則以斷陷沉積為主，研究區(qū)受兩側(cè)控盆斷裂的控制，形成一個(gè)相對(duì)統(tǒng)一的小型斷陷湖盆，湖盆兩側(cè)地形較陡，物源供給充足，發(fā)育大套的近源粗粒碎屑巖沉積，為扇三角洲體系發(fā)育的主要時(shí)期?；鸲螢橐粋€(gè)完整的三級(jí)層序，巖性以厚層雜色、灰色砂礫巖夾薄層灰色泥巖為主，在中央凹陷帶地層巖性具有向上變細(xì)的正韻律，而兩側(cè)斷階帶巖性在垂向上無(wú)明顯變化，穩(wěn)定發(fā)育一套砂礫巖沉積?；鸲嗡樾紟r厚度主要在100～300 m，且在不同構(gòu)造帶厚度分布具有較大差異，研究區(qū)沉積中心位于中央凹陷帶南部，沉積厚度可達(dá)320 m，而東、西部斷階帶地層厚度較薄，與凹陷帶內(nèi)沉積厚度平均相差200 m，北部凸起區(qū)地層厚度較小且在后期遭受大面積剝蝕。

圖1 松遼盆地蘇家屯次洼構(gòu)造位置圖與斷陷地層柱狀圖Fig.1 Tectonic location and faulted strata of Sujiatun sub-depression in Songliao Basin

2 古地貌恢復(fù)與物源體系分析

古地貌的恢復(fù)可以直觀(guān)反映盆地?cái)嘞莩练e前的地形特征，呈現(xiàn)控盆斷裂早期的分布和活動(dòng)規(guī)律。借鑒地震古地貌恢復(fù)技術(shù)［12-13］，通過(guò)精細(xì)的井-震標(biāo)定建立等時(shí)地震層序格架，獲取火石嶺組殘余地層厚度數(shù)據(jù)，運(yùn)用地震資料的地層厚度趨勢(shì)延伸法對(duì)剝蝕區(qū)地層進(jìn)行恢復(fù)，最后通過(guò)三維可視化軟件編制關(guān)鍵時(shí)期的古地貌圖。通過(guò)對(duì)火石嶺組沉積時(shí)期古地貌的恢復(fù)（圖2），可以觀(guān)察到該時(shí)期的古凸起、古凹陷、古坡折帶、古溝谷等地貌單元，以桑樹(shù)臺(tái)斷裂、曲家斷裂和北部凸起區(qū)為界，在中部形成相對(duì)低洼的凹陷帶，而西部和東部則是受同沉積斷裂控制形成的斷階帶。因此，根據(jù)研究區(qū)的古構(gòu)造格局和地貌形態(tài)，可以將蘇家屯次洼劃分為中央凹陷帶、西部斷階帶、東部斷階帶和北部凸起區(qū)等4 個(gè)次級(jí)構(gòu)造帶。火石嶺組發(fā)育時(shí)期古地貌總體上呈現(xiàn)出中間低、四周高的格局，古地貌受控盆斷裂作用顯著，形成地塹式斷陷湖盆，湖盆高差變化較大，古構(gòu)造格局對(duì)物源體系發(fā)育及沉積物展布具有重要的控制作用［14］。

古地貌對(duì)斷陷湖盆物源體系發(fā)育規(guī)律的研究能夠起到宏觀(guān)指導(dǎo)作用，一定程度上指示了研究區(qū)的高部位物源區(qū)和低部位沉積區(qū)，火石嶺組形成時(shí)期蘇家屯次洼內(nèi)主要發(fā)育3 個(gè)構(gòu)造高部位，且在次洼周邊也發(fā)育有3 個(gè)古凸起，分別為西北部雙遼西凸起、西南部桑樹(shù)臺(tái)凸起和東部楊大城子凸起（參見(jiàn)圖1），可以作為研究區(qū)的主要物源區(qū)，從而與區(qū)內(nèi)的構(gòu)造高部位形成良好的匹配關(guān)系。結(jié)合砂地比和地震反射特征的研究，進(jìn)一步明確區(qū)內(nèi)物源體系的發(fā)育規(guī)律，發(fā)現(xiàn)高砂地比值主要分布在東部、西部斷階帶和西北部斜坡帶，并且向湖盆方向出現(xiàn)砂地比值逐漸變低的趨勢(shì)；在兩側(cè)斷階帶的地震反射剖面上，可以觀(guān)察到明顯的斜交前積反射結(jié)構(gòu)［圖2（b）—（c）］，反映沉積物順?biāo)飨蚝柰七M(jìn)的沉積過(guò)程。由此判斷蘇家屯次洼沉積物源主要來(lái)自西北、西南和東部等3 個(gè)方向，這與研究區(qū)構(gòu)造高部位和周邊古凸起發(fā)育格局十分吻合。

3 沉積相類(lèi)型及其特征

3.1 巖相劃分

巖相是分析沉積環(huán)境的第一手資料，根據(jù)巖相及其組合類(lèi)型可以較好解釋松遼盆地蘇家屯次洼的沉積環(huán)境［15］。通過(guò)對(duì)火二段7 口井巖心資料的觀(guān)察和描述，認(rèn)為火二段巖性變化較大，發(fā)育有礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖等4 種巖石類(lèi)型，其中砂礫巖最為發(fā)育，依據(jù)巖石的粒度、沉積構(gòu)造、支撐結(jié)構(gòu)和顏色等特征又可進(jìn)一步劃分出若干小類(lèi)（表1）。

表1 松遼盆地蘇家屯次洼巖相類(lèi)型及對(duì)應(yīng)代碼Table 1 Lithofacies types and corresponding codes in Sujiatun sub-depression，Songliao Basin

3.1.1 礫巖相

礫巖相是研究區(qū)主要的巖相類(lèi)型，區(qū)內(nèi)礫巖具有組分復(fù)雜、結(jié)構(gòu)多樣的特征，通過(guò)巖心觀(guān)察共識(shí)別出4 類(lèi)典型的礫巖相：泥質(zhì)支撐漂浮礫巖相、砂質(zhì)支撐漂浮礫巖相、同級(jí)顆粒支撐礫巖相和多級(jí)顆粒支撐礫巖相［16］。泥質(zhì)支撐礫巖相中泥質(zhì)雜基含量高、雜基顏色主要為褐色或紫紅色，礫石分選性較差，以次棱角狀為主，該巖相反映高泥質(zhì)含量的碎屑流沉積［圖3（a）］；砂質(zhì)支撐漂浮礫巖相雜基主要為中—粗砂，礫石分選中等、磨圓較好，“漂浮”在砂質(zhì)顆粒之中，該巖相反映富砂質(zhì)的河道沉積，具有較好的物性特征［圖3（b）］；多級(jí)顆粒支撐礫巖相的分選磨圓較差、顆粒大小混雜，可觀(guān)察到砂—礫不同粒度級(jí)別的顆粒，反映突發(fā)性快速沉積的環(huán)境，主要發(fā)育在水道底部［圖3（c）］；同級(jí)顆粒支撐礫巖相是礫巖相中礫石分選和磨圓較好的巖相類(lèi)型，礫石大小均一，以細(xì)礫為主，礫石相互支撐，顆粒間孔隙度和孔喉連通性較好，是有利的儲(chǔ)層類(lèi)型，該巖相反映出水動(dòng)力條件較強(qiáng)且穩(wěn)定的沉積環(huán)境［圖3（d）］。研究區(qū)內(nèi)礫巖相主要為塊狀層理，少量發(fā)育粒序?qū)永?，無(wú)明顯的定向排列特征，礫巖顏色多呈現(xiàn)雜色、紫紅色或淺灰色，礫巖中雜基含量普遍較高，分選性和磨圓度總體較差，礫石一般以次棱角狀為主，少量表現(xiàn)為次圓狀，其成分成熟度和結(jié)構(gòu)成熟度均較低，研究區(qū)礫巖相反映出沉積物搬運(yùn)距離較短、沉積迅速的特征。

圖3 松遼盆地蘇家屯次洼火石嶺組典型巖心照片（a）蘇家2 井，2 967.6 m，泥質(zhì)支撐漂浮礫巖相；（b）蘇家5 井，2 361.8 m，砂質(zhì)支撐漂浮礫巖相；（c）蘇家4 井，2 420.5 m，多級(jí)顆粒支撐礫巖相；（d）蘇家4 井，2 422.5 m，同級(jí)顆粒支撐礫巖相；（e）蘇家10 井，2 105.6 m，含礫砂巖相；（f）蘇家23 井，2 565.1 m，交錯(cuò)層理細(xì)砂巖相；（g）蘇家2 井，2 887.6 m，槽狀交錯(cuò)層理粉砂巖相；（h）蘇家4 井，2 423.0 m，紅褐色泥巖相；（i）蘇家5 井，2 096.2 m，灰黑色泥巖相Fig.3 Typical core photos of Huoshiling Formation in Sujiatun sub-depression，Songliao Basin

3.1.2 砂巖相

砂巖相也是研究區(qū)較發(fā)育的一類(lèi)巖相，砂巖相主要?jiǎng)澐譃楹[砂巖相和具有不同層理類(lèi)型的砂巖相。含礫砂巖相是砂巖相中最為發(fā)育的類(lèi)型，砂巖粒級(jí)從細(xì)砂到粗砂均有發(fā)育，礫石大小主要為細(xì)礫級(jí)，以顆粒支撐結(jié)構(gòu)為主、雜基不發(fā)育，分選和磨圓均為中等—較好，主要發(fā)育塊狀層理，底部可見(jiàn)沖刷面，反映其主要發(fā)育在水動(dòng)力較強(qiáng)的河道沉積環(huán)境中［圖3（e）］；砂巖相巖性以較純凈的細(xì)砂巖為主，顏色主要為灰色或灰白色，砂巖分選和磨圓均較好，在研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育塊狀層理、槽狀交錯(cuò)層理和平行層理等層理類(lèi)型［圖3（f）］，該類(lèi)砂巖相具有良好的儲(chǔ)層物性特征，可作為優(yōu)質(zhì)的油氣聚集場(chǎng)所。

3.1.3 粉砂巖相

研究區(qū)沉積物粒度總體較粗，粉砂巖相發(fā)育較少，僅在靠近研究區(qū)中央凹陷帶的取心井可見(jiàn)。粉砂巖相巖性以純凈的灰色粉砂巖為主，未見(jiàn)泥質(zhì)沉積，可見(jiàn)塊狀層理和大型交錯(cuò)層理［圖3（g）］，粉砂巖相發(fā)育的水動(dòng)力較細(xì)砂巖相弱，主要發(fā)育在水下河道末端水動(dòng)力減弱的環(huán)境中。

3.1.4 泥巖相

泥巖顏色是反映沉積環(huán)境的重要指示特征，根據(jù)研究區(qū)觀(guān)察到的不同泥巖顏色，將泥巖相劃分為紅褐色泥巖相和灰黑色泥巖相等2 類(lèi)。2 類(lèi)泥巖相巖性均以泥巖為主，主要發(fā)育塊狀層理，但是在紅褐色泥巖相中可見(jiàn)粉砂質(zhì)成分，該泥巖相水動(dòng)力稍強(qiáng)、沉積更迅速。紅褐色泥巖具有明顯的氧化特征，代表陸上暴露沉積產(chǎn)物［圖3（h）］，而灰黑色泥巖沉積環(huán)境則具有弱還原的特征，代表了水下還原性沉積環(huán)境［圖3（i）］。因此，可以通過(guò)泥巖顏色對(duì)沉積物發(fā)育在陸上還是水下環(huán)境作出初步判斷。

3.2 巖相組合與沉積相

基于不同巖相類(lèi)型特征的研究和劃分，根據(jù)其沉積機(jī)制的不同，總結(jié)出研究區(qū)內(nèi)3 類(lèi)6 種典型的巖相組合，分別代表3 種不同的沉積微相：泥石流沉積、辮狀河道沉積和水下分流河道沉積（圖4）。巖相組合序列能夠較好地呈現(xiàn)某一沉積環(huán)境在垂向上的巖石組合特征和沉積水動(dòng)力條件，可以為沉積相的判別及沉積特征的分析提供可靠的依據(jù)。因此，通過(guò)對(duì)巖相組合、測(cè)井-地震響應(yīng)的分析，明確了研究區(qū)扇三角洲的沉積特征和識(shí)別標(biāo)志。由于研究區(qū)前扇三角洲已經(jīng)進(jìn)入濱淺湖沉積區(qū)，其巖性特征與湖相不易區(qū)分，所以在本研究中僅將扇三角洲相劃分為扇三角洲平原和扇三角洲前緣2 種亞相類(lèi)型。

圖4 松遼盆地蘇家屯次洼火石嶺組扇三角洲巖相組合類(lèi)型Fig.4 Lithofacies association of fan delta of Huoshiling Formation in Sujiatun sub-depression，Songliao Basin

3.2.1 扇三角洲平原

通過(guò)對(duì)巖相的微觀(guān)特征及其垂向組合序列的研究，表明扇三角洲平原兼具重力流和牽引流的成因特征，可在扇三角洲平原亞相中識(shí)別出泥石流、辮狀河道和漫流沉積等3 種微相［16-17］。扇三角洲平原沉積物顏色主要為紅褐色或雜色，反映沉積時(shí)為氧化環(huán)境；巖性以砂礫巖、含礫中—粗砂巖為主，礫巖總體上具有混雜堆積的特征，泥質(zhì)雜基含量較高，礫石以中—細(xì)礫為主，分選磨圓均較差。泥石流巖相組合中可見(jiàn)紅褐色泥巖相，表明其沉積時(shí)為陸上暴露環(huán)境，其上常發(fā)育厚層富礫石碎屑流。西部斷階帶蘇家4 井發(fā)育典型的泥石流巖相組合序列Mp-Gcm-Gms，單期礫巖沉積厚度在2.5～4.0 m，礫巖底部可見(jiàn)沖刷面構(gòu)造，沉積物快速堆積、碎屑顆粒大小混雜，礫巖相以含泥質(zhì)的多級(jí)顆粒支撐和砂質(zhì)支撐結(jié)構(gòu)為主［圖4（a）］。平原辮狀河道微相在蘇家2井和蘇家10 井上分別可見(jiàn)Gmm-Gms-Gcs，Gmg-Gcs-Sp-Gcs-Sm 的垂向組合序列［圖4（b）—（c）］，總體上具有下粗上細(xì)的沉積特征，由下向上沉積物分選變好，頂部出現(xiàn)砂巖沉積。辮狀河道沉積底部多見(jiàn)沖刷面，發(fā)育有厚層至塊狀的同粒級(jí)支撐細(xì)礫巖相或平行層理含礫砂巖相。陸上發(fā)育的褐色或紫紅色泥質(zhì)砂巖、粉砂巖、泥巖等細(xì)粒沉積物組合則解釋為漫流沉積。

蘇家屯次洼扇三角洲平原發(fā)育多期厚層砂礫巖體，以蘇家4 井測(cè)井-地震標(biāo)定為例，其辮狀河道或泥石流沉積在測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)上呈現(xiàn)箱形或鐘形；地震反射上，表現(xiàn)為平行連續(xù)的強(qiáng)振幅反射特征（圖5）。在西部斷階帶可觀(guān)察到較多河道下切谷以及楔狀前積反射結(jié)構(gòu)（參見(jiàn)圖2），反映火二段形成時(shí)期扇三角洲河道十分發(fā)育，在斷階帶等高部位發(fā)生較強(qiáng)的侵蝕作用，并向湖盆中心方向發(fā)生強(qiáng)烈的進(jìn)積或加積作用。

3.2.2 扇三角洲前緣

扇三角洲前緣亞相發(fā)育在湖盆水下環(huán)境，其沉積物粒度較平原亞相更細(xì)，砂巖和泥巖地層頻繁交互，巖性以灰色、淺灰色含礫砂巖和粉砂巖為主，泥巖顏色明顯有別于扇三角洲平原，主要為深灰色到灰黑色，多種沉積構(gòu)造在前緣環(huán)境中發(fā)育良好。研究區(qū)扇三角洲前緣水下分流河道十分發(fā)育，主要呈現(xiàn)出以蘇家23 井、蘇家2 井為代表的前緣近端河道和蘇家5 井前緣遠(yuǎn)端河道等2 類(lèi)巖相組合序列［圖4（d）—（f）］。前緣近端河道水動(dòng)力較強(qiáng)，發(fā)育富細(xì)礫的多期河道疊置的厚層砂礫巖，下部可見(jiàn)粒度較粗的同粒級(jí)支撐或砂質(zhì)支撐礫巖相，向上過(guò)渡為含礫砂巖、砂巖相，砂體疊置厚度多在5.5～7.0 m；前緣遠(yuǎn)端河道水動(dòng)力減弱，以單期河道沉積為主，主要發(fā)育塊狀或槽狀交錯(cuò)層理砂巖相，單砂體厚度一般小于2 m。水下分流河道底部常具沖刷面構(gòu)造，與黑色泥巖突變接觸，垂向上具有較明顯的正韻律，其砂體成熟度較高，儲(chǔ)層物性良好，且離湖相烴源巖較近，是有利的油氣儲(chǔ)集部位。

在井-震響應(yīng)特征上，前緣水下分流河道砂體測(cè)井曲線(xiàn)形態(tài)以齒化箱形和齒化鐘形為主，齒化程度較平原辮狀河道砂體高，反映其水動(dòng)力變化頻繁，出現(xiàn)泥質(zhì)沉積；地震反射特征上，斷裂下部的蘇4 井和蘇家2 井表現(xiàn)為內(nèi)部雜亂、外部楔形反射結(jié)構(gòu)，蘇家19 井表現(xiàn)為中—弱振幅丘狀雜亂反射（圖5），地震相內(nèi)部雜亂反射結(jié)構(gòu)反映了扇三角洲前緣沉積物在斷裂坡折帶下部快速混雜堆積的過(guò)程［18］。由于斷陷深層鉆井資料有限，可以通過(guò)單井相與地震相的標(biāo)定，賦予地震相地質(zhì)解釋意義，從而能夠充分利用三維地震資料對(duì)斷陷深層展開(kāi)研究。

4 扇三角洲分布特征

在松遼盆地蘇家屯次洼古地貌恢復(fù)和物源分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合單井、連井沉積相分析和砂巖厚度、砂地比、地震屬性等圖件的編制，綜合分析了火二段沉積相的空間展布特征。以均方根振幅屬性作為研究區(qū)最優(yōu)地震屬性，并對(duì)單井砂巖厚度值和RMS 屬性值作對(duì)比，發(fā)現(xiàn)其整體符合率達(dá)到86%，可以有效地預(yù)測(cè)沉積相帶邊界。高振幅值（紅黃色）反映了砂礫巖體的分布范圍［圖6（a）］，主要分布在研究區(qū)西部和東部，反映了扇三角洲沉積物源的大致方向，與上述研究區(qū)物源方向研究相互印證，進(jìn)而根據(jù)不同振幅值的分布區(qū)域，分析不同亞相的展布范圍。由火二段沉積相平面展布圖可以發(fā)現(xiàn)［圖6（b）］，蘇家屯次洼初始裂陷期扇三角洲十分發(fā)育，扇體主要從西北、西南和東部等3 個(gè)方向向湖盆推進(jìn)，同時(shí)，北部和南部也有小范圍的扇體發(fā)育，湖相沉積僅在斷陷湖盆中央發(fā)育。火二段扇三角洲—湖相沉積體系在平面展布上形成中央凹陷帶湖相沉積、四周坡折帶扇三角洲沉積的格局。

圖6 松遼盆地蘇家屯次洼火二段RMS 屬性圖（a）和沉積相平面展布圖（b）Fig.6 RMS attribute（a）and sedimentary facies distribution（b）of the second member of Huoshiling Formation in Sujiatun sub-depression，Songliao Basin

受研究區(qū)東、西部斷裂差異活動(dòng)的影響，兩側(cè)扇三角洲沉積體系也呈現(xiàn)出不同的發(fā)育特征。西部桑樹(shù)臺(tái)斷裂活動(dòng)時(shí)期較早，火二段形成初期西部斷階帶大面積發(fā)育扇三角洲，隨著斷陷湖盆的持續(xù)擴(kuò)張和水體加深，到火二段形成末期，西部扇三角洲體系略有萎縮，而次洼東部曲家斷裂系統(tǒng)在火二段形成時(shí)期開(kāi)始活動(dòng)，伴隨控陷作用的加強(qiáng)，東部扇三角洲體系呈現(xiàn)沉積物向上變粗、向湖盆方向持續(xù)進(jìn)積的特征，由于西部斷階帶扇體規(guī)模更大且發(fā)育時(shí)間長(zhǎng)，仍是砂體主要發(fā)育部位?；鸲紊绑w厚度主要為20～200 m，其中蘇家20 井厚度達(dá)到239 m，梨2 和蘇家2 井砂體厚度均超過(guò)190 m，通過(guò)地震剖面觀(guān)察（參見(jiàn)圖5），斷裂坡折帶下方多呈楔形雜亂反射結(jié)構(gòu)，地層厚度明顯增大，且沉積物快速堆積、分選較差［參見(jiàn)圖3（a）］，表明研究區(qū)控盆斷裂對(duì)扇三角洲沉積體系和砂體分布具有顯著的控制作用［19］。研究區(qū)受多級(jí)斷裂系統(tǒng)的影響［20］，在高位坡折帶扇三角洲沉積較薄，且易產(chǎn)生河道下切作用，而在中—低位坡折帶上，扇三角洲沉積作用明顯，砂體快速堆積、厚度較大，扇三角洲前緣亞相也主要分布在斷陷湖盆的邊緣，即低位坡折帶附近。

5 初始裂陷期扇三角洲發(fā)育模式

前人研究表明，在斷陷湖盆初始裂陷期易發(fā)育粗粒的扇三角洲沉積，其形成與演化受構(gòu)造活動(dòng)、古地貌、湖平面變化、沉積物供給等多種因素的控制［21-23］。松遼盆地蘇家屯次洼初始裂陷時(shí)期的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)沉積體系影響最為顯著，火一段形成時(shí)期，研究區(qū)西部桑樹(shù)臺(tái)斷裂開(kāi)始活動(dòng)，次洼內(nèi)地形整體比較平緩，以大規(guī)?；鹕阶饔脼橹鳎⑽窗l(fā)育碎屑巖沉積；到火二段形成時(shí)期，研究區(qū)控盆斷陷活動(dòng)開(kāi)始加強(qiáng)，開(kāi)始形成統(tǒng)一的沉降中心，并在研究區(qū)形成一系列陡坡帶，該時(shí)期研究區(qū)地形高差較大、物源供給充足，具有雙斷—多物源的特征，有利于發(fā)育扇三角洲沉積。斷陷湖盆周?chē)墓怕∑馂槌跏剂严萜谏热侵薜闹饕镌磪^(qū)，緊鄰控盆斷裂的陡坡帶也可以發(fā)育小規(guī)模扇體，該時(shí)期扇三角洲具有近物源、快速沉積的特征。小型斷陷湖盆初始裂陷期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)活躍且可容納空間有限，湖盆中多呈現(xiàn)出沉積相帶窄且相變較快的特征［4］，沉積相帶的分布受斷陷兩側(cè)控盆斷裂的控制顯著，扇三角洲平原亞相主要發(fā)育在斷階帶之上，扇三角洲前緣亞相則主要發(fā)育在斷階帶下部，前緣亞相的分布受斷裂系統(tǒng)走向的控制，在斷裂下部呈短軸、條帶狀分布，且砂體厚度明顯增大（圖7）。因此，斷裂系統(tǒng)對(duì)砂體分布也具有明顯的調(diào)節(jié)作用，在斷裂下部有利于形成大套的砂巖儲(chǔ)集層。

湖盆初始裂陷期構(gòu)造活動(dòng)開(kāi)始控制研究區(qū)的沉降，但是較快速裂陷時(shí)期活動(dòng)更緩慢，從盆地的整個(gè)斷陷期來(lái)看，初始裂陷期可以近似地認(rèn)為是湖盆沉積演化階段中的低位體系域，該時(shí)期沉積物的沉積速率大于可容納空間的增長(zhǎng)速率、沉積物的砂/泥比值高、沉積體系具有加積或進(jìn)積的特征［24］，因此，在初始裂陷期湖泊沉積范圍十分局限?？傮w上，控制陸相斷陷湖盆初始裂陷期沉積作用的主要因素為構(gòu)造活動(dòng)，構(gòu)造活動(dòng)制約著斷陷湖盆的沉積速率、可容納空間及沉積物源等因素的變化，從而對(duì)初始裂陷期湖盆的沉積充填產(chǎn)生主導(dǎo)性的控制作用。

斷陷湖盆初始裂陷期扇三角洲也具有較好的油藏條件，湖盆兩側(cè)扇三角洲砂礫巖儲(chǔ)層十分發(fā)育，湖盆中央和斷陷后期廣泛發(fā)育的成熟度高、生烴潛力大的烴源巖又可以為砂礫巖儲(chǔ)層提供良好的油源基礎(chǔ)［25］。火二段砂礫巖儲(chǔ)層最主要的油氣成藏類(lèi)型為斷裂主導(dǎo)的側(cè)生側(cè)儲(chǔ)型，火二段形成時(shí)期，西部和東部斷階帶以砂礫巖沉積為主，與湖盆烴源巖未直接接觸，但由于同沉積斷裂的持續(xù)活動(dòng)，斷階帶上的砂礫巖儲(chǔ)層可以與凹陷帶后期沙河子組和營(yíng)城組等主力烴源巖地層側(cè)向連接，為油氣運(yùn)移到砂礫巖儲(chǔ)層中提供了有利通道，構(gòu)成中部生烴、兩側(cè)儲(chǔ)集的配置關(guān)系。火二段也可以形成自生自?xún)?chǔ)的油藏類(lèi)型，扇三角洲前緣沉積緊鄰凹陷中心烴源巖沉積，前緣亞相中物性較好的砂巖儲(chǔ)集層直接與烴源巖接觸，油氣可沿著連續(xù)分布的砂巖儲(chǔ)層在橫向上長(zhǎng)距離運(yùn)移，從而在構(gòu)造高部位形成油氣聚集。

圖7 松遼盆地蘇家屯次洼扇三角洲沉積模式圖Fig.7 Sedimentary model of fan delta in Sujiatun sub-depression，Songliao Basin

6 結(jié)論

（1）松遼盆地蘇家屯次洼初始裂陷期構(gòu)造活動(dòng)明顯，桑樹(shù)臺(tái)斷裂和曲家斷裂為區(qū)內(nèi)主要的控盆斷裂，從而在研究區(qū)形成“中央凹陷、東西斷階、北部凸起”的沉積格局?；鹗瘞X組形成時(shí)期物源方向主要來(lái)自西北、西南和東部等3 個(gè)方向，物源體系受研究區(qū)古地貌和構(gòu)造活動(dòng)共同控制，具有近物源、快速沉積的特征。

（2）松遼盆地蘇家屯次洼扇三角洲發(fā)育有礫巖、砂巖、粉砂巖和泥巖等4 種巖石類(lèi)型，巖相類(lèi)型復(fù)雜、變化較大，其巖相組合主要反映了扇三角洲平原辮狀河道和前緣水下分流河道沉積環(huán)境。扇三角洲沉積的測(cè)井-地震響應(yīng)特征明顯，在常規(guī)測(cè)井曲線(xiàn)上，河道沉積常呈現(xiàn)中—高幅箱形或鐘形形態(tài)；在地震反射上，表現(xiàn)出中—強(qiáng)振幅連續(xù)平行、楔狀前積、丘狀雜亂和楔狀雜亂等反射特征。

（3）構(gòu)造活動(dòng)是控制斷陷湖盆初始裂陷期扇三角洲沉積的主要因素，同時(shí)控制著斷陷盆地的地貌和沉積體系的展布特征。由于控盆斷裂的持續(xù)發(fā)育，沉積體系在凹陷帶出現(xiàn)分異，形成中部湖相沉積、四周扇三角洲沉積的格局。同時(shí)，斷裂系統(tǒng)對(duì)扇三角洲砂體也具有重要的調(diào)節(jié)作用，在斷裂坡折帶下方可發(fā)育大套的砂礫巖儲(chǔ)層，與湖相烴源巖構(gòu)成良好的生儲(chǔ)配置關(guān)系。