徐長(zhǎng)貴， 杜曉峰， 龐小軍， 王啟明， 潘文靜

0 引言

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)碎屑巖的源-匯體系進(jìn)行了大量的研究（Septama and Bentley，2017；徐長(zhǎng)貴等，2017；杜曉峰等，2017；朱紅濤等，2017；Sinclair et al.，2019；操應(yīng)長(zhǎng)等，2018；胡賀偉等，2020；Caracciolo，2020），通過(guò)對(duì)源-匯要素（物源、溝谷、坡折、沉積和基準(zhǔn)面變化）的研究，建立源-匯要素與碎屑巖沉積體系的富砂性和儲(chǔ)層品質(zhì)之間的關(guān)系，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的預(yù)測(cè)，使少井區(qū)的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層研究從鉆后總結(jié)逐漸走向鉆前預(yù)測(cè)，提高了油氣勘探評(píng)價(jià)中優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的成功率。近年來(lái)，源-匯體系的研究由定性、模式化逐漸發(fā)展到定量、應(yīng)用化（Zeng and Zhu，2022）；源-匯體系的研究手段也越來(lái)越多樣化，除了傳統(tǒng)的碎屑組分分析、鋯石測(cè)年、地震刻畫(huà)等手段外，逐漸發(fā)展出高精度的測(cè)試技術(shù)、化驗(yàn)分析、地球物理技術(shù)、定量地質(zhì)建模等（Lyster et al.，2021；商曉飛等，2022；Liu et al.，2022）；研究的對(duì)象由盆緣源-匯體系向盆內(nèi)重力流等的源-匯體系拓展（李莉妮等，2022）。但是，國(guó)內(nèi)外源-匯體系的研究主要集中在中深層源-匯體系和現(xiàn)代沉積的源-匯體系兩方面（談明軒等，2020a，2020b；陳驥等，2020），少有對(duì)淺層源-匯體系的研究。

新近系明化鎮(zhèn)組下段（簡(jiǎn)稱明下段）是中國(guó)東部淺層油氣勘探的主要目的層系，自從蓬萊19-3油田發(fā)現(xiàn)之后，鮮有大型油氣田的發(fā)現(xiàn)。學(xué)者對(duì)明下段的研究主要集中在沉積特征、油氣成藏、剩余油分布等方面，認(rèn)為該段主要發(fā)育曲流河沉積，砂體之間連通性差，砂體橫向變化快，很難形成大型連片砂體（趙漢卿等，2017；田盼盼等，2018；段雅君等，2019；李岳桐等，2019；牛博等，2019；談明軒等，2020a；王利良等，2022）。

近年來(lái)，在渤海海域南部明下段發(fā)現(xiàn)了墾利10-2（KL10-2）和墾利6-1（KL6-1）等大型油 田，儲(chǔ)量超過(guò)1.0×108t（徐長(zhǎng)貴等，2021），揭示淺層仍然有形成大型油氣田的巨大潛力。在墾利6-1和墾利10-2等億噸級(jí)油田的勘探和評(píng)價(jià)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)明下段發(fā)育多種類型的砂體，橫向上形成連片砂體和孤立砂體等多種形態(tài)，也是形成億噸級(jí)油田的主要砂體發(fā)育方式。目前，對(duì)該海域明下段的研究主要集中在沉積類型、沉積環(huán)境、砂體構(gòu)型、成藏等方面（徐長(zhǎng)貴等，2021；楊超等，2021；王利良等，2022），而對(duì)億噸級(jí)油田發(fā)育區(qū)的源-匯體系研究較弱，形成大面積砂體分布的源-匯條件不清楚，嚴(yán)重制約了淺層大面積巖性油氣藏的勘探。為了查明淺層源-匯體系對(duì)大面積巖性油氣藏的控制，文中以渤海海域南部為例，綜合地震、鉆井、鑄體薄片、古生物等資料，運(yùn)用源-匯體系的理論，討論淺層明下段源-匯體系對(duì)大面積巖性油氣藏的控制作用，以期能夠?yàn)椴澈：Ｓ蛞约邦愃频貐^(qū)的淺層大面積巖性油氣藏勘探提供幫助。

1 研究區(qū)概況

渤海海域地理上位于渤海灣盆地的東部，屬于渤海灣盆地的主要組成部分，是走滑-伸展雙重構(gòu)造背景下形成的一個(gè)新生代裂谷盆地，面積約7.3×104km2（郝婧等，2021），郯廬斷裂貫穿渤海海域。渤海南部主要由渤南低凸起、黃河口凹陷、萊北低凸起、萊州灣凹陷、墾東凸起、濰北凸起等組成（圖1a），東部緊鄰膠東隆起和遼東隆起，西部緊靠燕山褶皺帶（燕山隆起），西南部緊鄰魯西隆起，平面上呈凹隆相間的構(gòu)造格局。

渤海南部新生代構(gòu)造演化經(jīng)歷了多期裂陷作用（圖1b），后又經(jīng)歷了新近紀(jì)以來(lái)的裂后熱沉降和新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)（張曉慶等，2017）。古近系沙河街組灰色泥巖、油頁(yè)巖等為主要的烴源巖，新近系明下段巖性以中薄層細(xì)砂巖與厚層紫紅色、綠灰色、灰褐色泥巖的互層為主，細(xì)砂巖為主要明下段的主要儲(chǔ)層類型。近年來(lái)，在明下段細(xì)砂巖中發(fā)現(xiàn)了多個(gè)超過(guò)億噸級(jí)的大型油田，揭示了明下段巨大的勘探潛力（徐長(zhǎng)貴等，2021）。

2 明下段沉積期源-匯條件

2.1 古氣候條件

氣候?qū)恿鲝搅髁烤哂兄匾绊懀℅rafton et al.,2013；石曉晴，2018），因此，古氣候恢復(fù)對(duì)渤海南部淺層明下段源-匯體系分析至關(guān)重要。對(duì)渤海海域南部孢粉分析顯示，明下段沉積期古氣候波動(dòng)劇烈，明下段下部沉積期，以亞熱帶氣候?yàn)橹?，天氣炎熱，降雨量增多，增?qiáng)了物源區(qū)母巖的風(fēng)化剝蝕能力，供源充足，有利于河流的發(fā)育和碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)；明下段上部以溫帶氣候?yàn)橹?，天氣涼爽，降雨量減少，供源減弱，河流的發(fā)育程度和碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)量減少（圖2）。除此之外，下部呈現(xiàn)亞熱帶氣候?yàn)橹?、頻繁間歇性發(fā)育溫帶氣候的特點(diǎn)，天氣炎熱與涼爽頻繁波動(dòng)、降雨量強(qiáng)與弱交互的發(fā)育，有利于母巖的機(jī)械風(fēng)化和形成大量碎屑物質(zhì)，也有利于河流水體的大量形成，為大量碎屑物質(zhì)的搬運(yùn)提供了有利的氣候條件。

孢粉含量變化對(duì)古氣候具有明顯的指示作用。常見(jiàn)于亞熱帶地區(qū)的金縷梅科楓香粉屬（Liquidambarpollenites）在明下段中、下部連續(xù)穩(wěn)定出現(xiàn)（圖2）。分布于溫帶—亞熱帶的闊葉常綠植物殼斗科櫟屬（Quercoidites）在明下段的含量為1.19%～25.40%，平均值為12.42%，并且在明下段下部連續(xù)穩(wěn)定維持較高含量，而在明下段上部?jī)H零星出現(xiàn)。主要分布于溫帶的松科松屬（Pinus）在明下段沉積中期含量達(dá)到最高值31.80%，指示氣溫逐漸轉(zhuǎn)涼，并且主要集中于明下段的上部層位，其含量為5.56%～31.80%，平均值高達(dá)13.69%，而明下段下部其含量為2.63%～22.40%，平均值為7.17%，顯著低于明下段上部，指示明下段沉積期古氣候具有從下向上逐漸從亞熱帶向溫帶轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)。從典型分子類型來(lái)看，明下段沉積期古氣候主要為溫帶—亞熱帶氣候類型，但是化石含量波動(dòng)變化大，指示氣候交替變化頻繁且劇烈。明下段下部沉積時(shí)期化石含量及分異度顯著高于明下段上部沉積時(shí)期，尤其是部分指示相對(duì)炎熱的氣候分子如蕓香粉屬（Rutaceoipollis）和指示降雨量較大的云杉粉屬（Piceaepollenites）僅分布于明下段下部，進(jìn)一步反映明下段下部沉積時(shí)期整體為亞熱帶氣候類型，較明下段沉積晚期氣候濕熱。

圖2 渤海南部新近紀(jì)古氣候分析Fig. 2 Paleoclimate analysis of the southern Bohai Sea of Neogene

2.2 物源條件

物源分析在確定盆地的沉積構(gòu)造演化、沉積物物源位置和性質(zhì)、沉積物搬運(yùn)路徑、沉積體系分布及時(shí)空演化規(guī)律中有重要的作用，是源-匯系統(tǒng)研究的核心內(nèi)容之一（楊仁超等，2013；徐長(zhǎng)貴等，2017）。主要方法有碎屑巖類分析法、重礦物組合分析法、元素地球化學(xué)分析（稀土元素）、地震資料的前積結(jié)構(gòu)分析法、陰極發(fā)光分析法、同位素測(cè)年分析法等（王軻和翟世奎，2020）。根據(jù)盆地結(jié)構(gòu)和周緣古地貌格局，可以了解渤海南部明下段時(shí)期主要水系分布，在此基礎(chǔ)上開(kāi)展巖屑組分與重礦物組合分析，明確并提高物源方向的示蹤精度。

2.2.1 物源分布

渤海海域作為渤海灣盆地的一部分，西接華北中部造山帶（太行山隆起），北接燕遼-龍崗陸塊（燕山褶皺帶），東為膠遼吉帶（膠東隆起和遼東隆起），南鄰魯西隆起。渤海海域新近紀(jì)盆內(nèi)凸起不再提供物源，沉積物物質(zhì)供給主要受盆外區(qū)域物源水系的控制。一些學(xué)者認(rèn)為渤海海域南部明下段主要受到東北、西北、東南、西南這四個(gè)方向物源的影響（陳容濤等，2017），其中，西北方向的燕山-遼西物源、東北方向的遼東物源為遠(yuǎn)物源，西南方向的魯西物源、東南方向的膠東隆起為近物源。西北部燕山-遼西物源和西南部魯西物源主要母巖為變質(zhì)巖，次要母巖為巖漿巖；東北部遼東物源、東南部膠東隆起主要母巖為巖漿巖，次要母巖為變質(zhì)巖與沉積巖。結(jié)合周緣古地貌與構(gòu)造格局（圖3），渤海海域南部地區(qū)鄰近魯西隆起和膠東隆起，為優(yōu)勢(shì)的物源供給方向，而西北部和東北部的燕山-遼西和遼東物源可能為潛在的物質(zhì)供給來(lái)源。

圖3 渤海南部地區(qū)物源分布及主要水系方向Fig. 3 Source distribution and directions of the of main water systems in the southern Bohai Sea

a—大地構(gòu)造位置；b—地層綜合柱狀圖

2.2.2 古水系特征

水系是碎屑物質(zhì)搬運(yùn)的主要介質(zhì)，而溝谷是承載水系及其流向的主要通道，對(duì)沉積區(qū)砂體的搬運(yùn)和卸載具有重要的控制作用。構(gòu)造古地貌及其單元的區(qū)域展布能較好地揭示主要溝谷的分布，進(jìn)而對(duì)宏觀物源方向判斷起到很好的指示作用（胡賀偉等，2020）。古水系分布、古地貌與古水系疊合特征表明（圖3，圖4），渤海南部明化鎮(zhèn)組至少發(fā)育四個(gè)方向的古水系，分別對(duì)應(yīng)西南方向魯西隆起區(qū)、東南方向膠東隆起區(qū)、東北方向遼東隆起區(qū)和西北方向的燕山-遼西物源，溝谷展布方向與盆地坡折帶之間近于垂直或斜交。其中，魯西隆起區(qū)方向的溝谷水系最為發(fā)育，整體上呈南西—北東向分布，至研究區(qū)呈扇形散開(kāi)，膠東隆起方向溝谷水系發(fā)育較少，呈南東—北西向展布，溝谷水系之間近于平行。受研究區(qū)分布范圍的限制，研究區(qū)東北部斜坡帶未完整展現(xiàn)，遼東隆起方向的溝谷水系在古地貌上的特征相對(duì)于西南方向不是十分明顯，但從區(qū)內(nèi)的主要溝谷展布來(lái)看，該方向的溝谷分布及平面組合與魯西隆起區(qū)的特點(diǎn)相似。此外，研究區(qū)西北部受到燕山褶皺帶方向的遠(yuǎn)源影響，但影響范圍主要分布在研究區(qū)的西北部。

圖4 渤海南部地區(qū)明下段沉積期古地貌與古水系疊合圖Fig. 4 Superimposition of paleo-geomorphology and paleo-water system in the lower Minghuazhen Formation in the southern Bohai Sea

2.2.3 母巖成分差異

重礦物組合及其含量變化可以半定量反映母巖性質(zhì)，進(jìn)而來(lái)明確物源方向（許苗苗等，2021）。在渤海南部地區(qū)新近紀(jì)明下段共選取6口井?dāng)?shù)據(jù)，主要重礦物組合類型及平均含量為：綠簾石（34.28%）+石榴石（14.21%）+白鈦礦（14.59%）+磁鐵礦（14.14%）+褐鐵礦（12.03%）+鋯石（2.48%）+電氣石（0.44%）。其中，綠簾石+石榴石反映變質(zhì)巖的母巖類型，磁鐵礦+褐鐵礦+鋯石+白鈦礦指示巖漿巖的母巖類型，鋯石+電氣石+白鈦礦指示沉積巖的母巖類型。明下段不同井重礦物組合百分含量平面分布存在差異，可以指示不同的物源方向（圖5）。南部KL10-A、KL10-B井綠簾石+石榴石占比均超過(guò)60%，反映變質(zhì)巖為主要的母巖類型，指示物源主要來(lái)自南部的魯西隆起；中東部BZ28-D和BZ29-D井綠簾石+石榴石占比＜40%，褐鐵礦+磁鐵礦＞50%，反映巖漿巖物源為主，變質(zhì)巖物源次之，指示物源來(lái)自東北方向的遼東隆起（圖5）；而中西部BZ26-C、BZ28-C的綠簾石+石榴石占比也超過(guò)60%，也反映變質(zhì)巖為主要的母巖類型。陳容濤等（2017）根據(jù)碎屑砂巖骨架成分Dickinson三角圖對(duì)該地區(qū)物源進(jìn)行了分析，認(rèn)為渤海南部和東部砂巖骨架數(shù)據(jù)落于巖漿弧區(qū)域，而西北部向大陸板塊物源區(qū)遷移，巖屑組分中也出現(xiàn)了更多的沉積巖屑，指示西北部的物源受到了大陸板塊物源的影響，可認(rèn)為西北部受燕山-遼西地區(qū)物源的影響更大。綜上，研究區(qū)南部、西南部物源仍為魯西隆起，西北方向的物源可能受燕山-遼西物源的影響，而在東北部，魯西隆起的物源影響力減弱，遼東隆起的物源影響增強(qiáng)，東南部有少量的膠東隆起供源。

圖5 渤海南部地區(qū)明下段重礦物相對(duì)百分含量對(duì)比Fig. 5 Comparison of the relative percentages of heavy minerals in the lower member of the Minghuazhen Formation in the southern Bohai Sea

2.3 沉積古地貌

古地貌是確定盆地分布、盆地結(jié)構(gòu)、湖泊范圍、沉積體系特征及演化的重要因素（王建國(guó)等，2017；康海亮等，2021）。在區(qū)域?qū)有虻貙痈窦芊治龌A(chǔ)上，通過(guò)估算剝蝕厚度、壓實(shí)校正、古水深恢復(fù)等基礎(chǔ)工作，重建了研究區(qū)明下段不同沉積期的古地貌特征。

渤海南部明下段發(fā)育明顯的多級(jí)坡折帶（圖4），形成了獨(dú)特的坡折體系，坡折帶之間對(duì)應(yīng)坳陷盆地不同沉積地貌單元，且湖盆范圍逐步擴(kuò)大（圖6，圖7）。坡度整體較緩，小于0.5°。其中，一級(jí)階地對(duì)應(yīng)陸相區(qū)，坡度約為0.38°，坡度較陡，距離物源區(qū)較近，易發(fā)育河流沉積；二級(jí)階地對(duì)應(yīng)古湖岸帶，坡度約0.26°，坡度變緩，水深約0～3.5 m，發(fā)育河流和淺水三角洲交互沉積；三級(jí)階地對(duì)應(yīng)盆地區(qū)，約為0.1°，坡度變得更緩，往往發(fā)育在沉積古地貌中最低洼且最平坦的位置，是小型湖盆發(fā)育的位置，水深超過(guò)3.5 m，以淺水三角洲沉積為主。

圖6 渤海南部地區(qū)明下段下部地震剖面特征（SB02層拉平；地震剖面位置見(jiàn)圖5）Fig. 6 Seismic profile characteristics of the lower lower part of the lower member of the Minghuazhen Formation in the southern Bohai Sea(The SB02 layer is flattened. See Fig. 5 for the location of the seismic section)

圖7 渤海南部地區(qū)明下段不同沉積期古地貌特征Fig. 7 Paleo-geomorphic characteristics of the lower member of the Minghuazhen Formation in different depositional stages in the southern Bohai Sea(a) Paleo-geomorphic characteristics of the lower part of the lower member of the Minghuazhen Formation; (b) Paleo-geomorphic charalteristics of the upper part of the lower member of the Minghuazhen Formation

總體上，渤海南部新近系明下段沉積古地貌表現(xiàn)為三個(gè)顯著特征：①受郯廬斷裂帶東支活動(dòng)以及靠近盆地邊緣的影響，研究區(qū)表現(xiàn)為東南高、西南低，盆地區(qū)主要分布在北部廣大區(qū)域；②受新近紀(jì)穩(wěn)定的構(gòu)造沉降控制，導(dǎo)致了典型的坳陷湖盆萎縮期盆地地貌的形成，盆地充填為填平補(bǔ)齊過(guò)程，南部地區(qū)多為寬緩的大斜坡；新近紀(jì)構(gòu)造古地貌坡度整體較緩，通常＜1°，大部分地區(qū)如盆地斜坡和湖盆內(nèi)部坡度往往介于0.1°～0.3°，表現(xiàn)出明顯的盆大水淺、地形平緩的特征；③明化鎮(zhèn)組沉積期構(gòu)造沉降速率有所增強(qiáng)，在經(jīng)歷館陶組沉積期填平補(bǔ)齊盆地演化后，湖盆范圍明顯擴(kuò)大且多個(gè)洼陷連成一片，具備“盆大水淺、地形平緩”的特征（圖6，圖7）。

3 大面積砂體分布特征

3.1 沉積體系類型

通過(guò)對(duì)鉆井、測(cè)井、巖芯、壁芯、古生物以及地震相綜合表征，結(jié)合區(qū)域沉積背景及沉積古地貌，在渤海南部地區(qū)明下段識(shí)別出河流體系、河湖交互體系和湖泊體系。

3.1.1 河流體系

渤海南部明下段河流體系主要發(fā)育在研究區(qū)西南部和東南部近物源區(qū)，為典型的單一河道曲流河沉積。研究區(qū)曲流河坡降小、河深大、寬深比小、河道側(cè)向遷移明顯，點(diǎn)壩砂體普遍發(fā)育。研究區(qū)曲流河沉積主要巖石類型有含礫粗砂巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖和紅色或黃色泥巖（圖8），單層砂巖厚度相對(duì)較大，骨架顆粒分選和磨圓一般，成分成熟度介于0.4～0.6，巖層中發(fā)育有平行層理、交錯(cuò)層理、沖刷面等沉積構(gòu)造。

圖8 河流體系—河湖交互體系—湖泊體系沉積特征對(duì)比分圖Fig. 8 Comparison of sedimentary characteristics of river system, river-lake interaction system and lake system

曲流河沉積的地震反射特征具有明顯的河道沉積響應(yīng)（圖8），在地震剖面中多為中強(qiáng)振幅、中低連續(xù)、中頻的地震反射結(jié)構(gòu)，具有明顯的波狀-透鏡狀地震反射構(gòu)型。與辮狀河河道沉積地震反射不同的是，由于曲流河河道多以多期孤立河道的方式存在，且河道砂體通常被河漫等細(xì)粒沉積物所夾持，因此在地震振幅上明顯強(qiáng)于辮狀河三角洲，而波狀-透鏡狀地震反射則被解釋為孤立多期河道。

3.1.2 河湖交互體系

湖平面的升降控制著湖岸線的擴(kuò)張和收縮，湖盆坡度越平緩，同等水深變化下湖岸線的變化越明顯（孫雨等，2015；楊超等，2021）。渤海南部地區(qū)明下段盆地范圍大，構(gòu)造坡度平緩，在明下段沉積期，低水位和高水位的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致湖平面頻繁的波動(dòng)，古湖岸線在較大范圍內(nèi)來(lái)回遷移，由最低水位和最高水位期湖岸線范圍稱為河湖交互帶。在低水位時(shí)期，河湖交互帶以發(fā)育河流體系為主，在高水位期，河湖交互體帶以湖泊體系為主，由于研究區(qū)穩(wěn)定的沉降、極緩的坡降和頻繁變化的古水深，導(dǎo)致在河湖交互帶內(nèi)，河流相沉積和淺水三角洲相沉積頻繁交替，造成了河湖交互帶垂向上淺水三角洲沉積和河流相沉積頻繁相互疊置，并且交互帶內(nèi)的泥巖沉積頻繁暴露于地表，導(dǎo)致大量泥巖氧化而呈紅色，且泥巖中多見(jiàn)生物擾動(dòng)，同時(shí)在砂巖中可以出現(xiàn)紅色或者灰綠色泥礫散布（圖8）。河湖交互體系砂巖類型以含礫砂巖或細(xì)砂巖為主，單層砂巖厚度變小；在測(cè)井相上呈現(xiàn)粗鋸齒狀，指示河流相和淺水三角洲沉積的頻繁更替作用；砂體構(gòu)型多為側(cè)向疊置拼合，呈透鏡-拼合板狀，反映出明顯的底荷-懸浮負(fù)載作用。

河湖交互帶地震振幅整體上強(qiáng)于河流體系（圖8），其中，中弱振幅、中低連續(xù)性波狀-蠕蟲(chóng)狀地震相多為低水位期曲流河沉積地震響應(yīng)，在古湖岸帶向陸一側(cè)更為發(fā)育，向盆地方向地震響應(yīng)則更加趨向于淺水三角洲沉積。在平面分布上，由于古湖岸帶砂體是淺水三角洲分流河道和陸相河流河道的多期疊合，地震屬性反映出的砂體平面特征多為連片疊合的朵葉狀，平行于岸線分布。

3.1.3 湖泊體系

渤海南部明下段湖泊體系主要發(fā)育在研究區(qū)中部，在湖泊體系內(nèi)部主要發(fā)育淺水三角洲、濱淺湖兩種沉積相。

在明下段沉積期，盆地地形坡度較緩，物源供給充足，構(gòu)造沉降緩慢，發(fā)育的淺水三角洲以淺水三角洲平原亞相為主。沉積物粒度較細(xì)，以薄層細(xì)砂巖、粉砂巖和泥巖為主，多發(fā)育正粒序，測(cè)井曲線主要表現(xiàn)為指狀或鐘狀，靠近泥巖基線（圖8）。沉積構(gòu)造可見(jiàn)平行層理、交錯(cuò)層理、波狀層理、脈狀層理等，分流河道的頻繁側(cè)向遷移導(dǎo)致了沉積構(gòu)造少有保留，前緣和前三角洲的泥巖被改造，在砂巖中形成了大量破碎泥巖巖塊。同時(shí)，古水深的頻繁變化，導(dǎo)致部分泥巖被暴露氧化成紅色，且與灰綠色泥巖摻雜存在。研究區(qū)淺水三角洲的地震反射特征受可容空間變化的控制作用明顯，在層序發(fā)育的早期晚期，可容空間較小，河道具有一定的下切作用，河道間相互疊置特征明顯，地震反射多為中連續(xù)、中強(qiáng)振幅的波狀-板狀構(gòu)型。在層序發(fā)育的中晚期，隨著湖平面上升，可容空間增加，孤立的分流河道發(fā)育，地震反射則以低連續(xù)、中強(qiáng)振幅的孤立透鏡狀為主。

濱淺湖相主要分布在研究區(qū)盆地中北部，沉積巖類型發(fā)育粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、淺灰色—灰綠色塊狀泥巖，多發(fā)育水平層理、波狀層理（圖8）。由于明下段盆地坡緩水淺，濱淺湖相沉積范圍隨著湖平面的變化遷移明顯，并且呈現(xiàn)出湖岸線交互頻繁的特征，低水位期岸線整體向盆地方向遷移，而高水位期岸線整體向物源方向遷移。

3.2 大面積砂體沉積分布特征

渤海南部地區(qū)明下段河流體系砂質(zhì)沉積主要來(lái)源于曲流河河道砂體，主要分布在曲流河河道的擺動(dòng)范圍內(nèi)，在平面上呈細(xì)條帶狀分布（圖9）。湖泊體系淺水三角洲相砂體呈朵葉狀，平面分布比曲流河砂體廣泛，但是三角洲砂體面積依然比較局限，朵葉體之間相互孤立，整體連通性較差。在河湖交互體系內(nèi)，由于地形坡度極緩，寬闊的河湖交互帶成為河流沉積物的主要卸載區(qū)，沉積作用最為活躍，同時(shí)，反復(fù)周期性淹沒(méi)—暴露造成淺水三角洲與曲流河交互發(fā)育，沉積物垂向加積作用弱而橫向分散作用強(qiáng)，河湖交互過(guò)程造成頻繁的河流改道、交切疊置，從而形成以河道砂體為骨架、以決口扇和河漫席狀砂體為河道間沉積物的大型復(fù)合連片砂體。所以河湖交互帶的分布控制了大面積砂體的平面展布。

明下段沉積早期，湖泊區(qū)面積較大，分布在研究區(qū)北西部，在此階段湖盆快速擴(kuò)張，湖岸線交互頻繁，河湖交互帶廣泛分布在研究區(qū)東南部（圖9a），圍繞湖區(qū)呈半環(huán)狀展布，范圍較大，此時(shí)大面積連片砂體在河湖交互帶內(nèi)廣泛發(fā)育，整體呈寬條帶狀平行湖岸線展布。明下段晚期湖泊區(qū)面積擴(kuò)大，但是湖水較淺，湖平面變化范圍較小，湖岸線頻繁交互但是交互范圍有限，此時(shí)的河湖交互范圍要比明下段沉積早期窄，整體也平行于岸線呈半環(huán)狀分布，大面積連片砂體在河湖交互帶內(nèi)呈窄條帶狀展布（圖9b）。

圖9 渤海南部地區(qū)明下段沉積體系展布圖Fig. 9 Distribution map of the sedimentary systems in the early and late sedimentation of the lower Minghuazhen Formation in the southern Bohai Sea(a) Early sedimentation; (b) Late sedimentation

4 源-匯體系對(duì)大面積砂體發(fā)育的控制

渤海海域明下段沉積期，構(gòu)造穩(wěn)定，盆地處于整體沉降階段，盆地的源-匯體系受古氣候、物源供給、搬運(yùn)方式、古地貌的控制，物源體系、搬運(yùn)體系和匯聚體系共同控制了搬運(yùn)碎屑沉積物的能力和大面積砂體的分布。

4.1 古氣候?qū)Υ竺娣e砂體的控制

古氣候控制了降雨的頻率、降雨量，進(jìn)一步控制了湖泊水體的變化范圍和大面積砂體的分布范圍。渤海海域明下段存在兩種古氣候類型（圖2），明下段沉積早期以亞熱帶氣候?yàn)橹鳎瑴囟容^高。后期以溫帶氣候?yàn)橹?，溫度較低。明下段沉積早期高溫亞熱帶氣候條件下，降雨的頻率多，雨水充足，為河流的長(zhǎng)距離搬運(yùn)和碎屑物的承載量提供了有力的古氣候條件。另外，該時(shí)期的氣候頻繁向溫帶氣候變化，降雨量頻繁波動(dòng)，導(dǎo)致湖泊范圍反復(fù)擴(kuò)大—縮小，河道砂體頻繁決口和改道，以及河道席狀砂化，最終形成河道和席狀砂組成的大面積砂體（圖10），該時(shí)期最有利于大面積砂體的發(fā)育。至明化鎮(zhèn)沉積晚期，受溫帶氣候的影響，降雨的頻率降低，降雨量減少，河流搬運(yùn)能力減弱，河流承載碎屑物質(zhì)的能力減弱，向研究區(qū)提供碎屑物質(zhì)的能力降低，可供沉積的砂體變少，砂體規(guī)模和分布范圍逐漸變小，大面積砂體的范圍減小。

4.2 物源供給對(duì)大面積砂體的控制

長(zhǎng)英質(zhì)母巖能夠?yàn)樯绑w提供充足的碎屑物質(zhì)，來(lái)自西南的魯西隆起區(qū)、東南的膠東隆起區(qū)、東北的遼東隆起區(qū)和西北的燕山-遼西隆起等四個(gè)物源區(qū)（尤其是遼東隆起、魯西隆起和膠東隆起）為研究區(qū)明下段大面積砂體的發(fā)育提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。渤海南部明下段母巖主要以變質(zhì)巖或變質(zhì)巖與巖漿巖的組合為主（圖5），能夠?yàn)榇竺娣e砂體的發(fā)育提供充足的物質(zhì)成分。明下段沉積期的古水系主要分布在燕山-遼西隆起、遼東隆起、魯西隆起和膠東隆起四個(gè)方向（圖3，圖4），其中，燕山-遼西隆起距離研究區(qū)較遠(yuǎn)，遼東隆起、魯西隆起和膠東隆起距離研究區(qū)較近，但膠東隆起水系發(fā)育較少，因此，遼東隆起和魯西隆起為研究區(qū)明下段砂體的主要供源方向，較近、較多的古水系短距離搬運(yùn)碎屑物質(zhì)的能力較強(qiáng)。遼東隆起和魯西隆起充足的供源為明下段大面積砂體的發(fā)育提供了物質(zhì)和古水系保障。

4.3 搬運(yùn)體系對(duì)大面積砂體的控制

隆起帶與湖泊之間形成了面積較大的可供河流搬運(yùn)的地帶，搬運(yùn)體系主要發(fā)育在該地帶（圖9，圖10）。研究區(qū)明下段的搬運(yùn)體系主要為河流。河流從上游攜帶碎屑物質(zhì)向湖泊持續(xù)搬運(yùn)的過(guò)程中，發(fā)生河流的不斷遷移、切割，直到湖泊邊緣形成分流河道。因此，上游主要以相對(duì)單一的河流搬運(yùn)體系為主，向湖盆方向逐漸過(guò)渡為“網(wǎng)狀”河流搬運(yùn)體系。在距離湖盆更近的位置，受湖泊范圍的頻繁波動(dòng)等影響，河道多處發(fā)生決口，形成大量新的河流搬運(yùn)體系。在湖泊邊緣，受湖泊水體阻力的影響，河流在岸線附近形成鳥(niǎo)足狀等分支河流搬運(yùn)體系（圖10）。

圖10 渤海南部地區(qū)明下段沉積期源-匯體系模式圖Fig. 10 Model diagram of the source-sink system in the lower member of the Minghuazhen Formation in the southern Bohai Sea

隨著河流體系的頻繁改道，越靠近湖盆方向，形成大量相互交錯(cuò)的相互連通的河道砂和席狀砂，導(dǎo)致河道砂之間被席狀砂連通，砂體的面積增大。

4.4 匯聚體系對(duì)大面積砂體的控制

匯聚體系是砂體主要的沉積場(chǎng)所（圖9，圖10）。明下段沉積期，盆地坡度整體較緩，形成于周?chē)∑鸬墓潘盗飨蜓芯繀^(qū)的過(guò)程中，受沉積古地形和湖泊范圍頻繁變化的影響，在湖泊波及不到的位置，主要發(fā)育河流體系，以河道砂沉積為主，較孤立，呈線條狀分布，面積小。在湖泊能波及的范圍內(nèi)，河流與湖泊頻繁交互，主要發(fā)育河湖交互體系，主要沉積大面積河道砂、席狀砂，且河道砂之間往往被席狀砂連通，呈片狀、藤狀，面積大。在長(zhǎng)期湖泊發(fā)育的位置，坡度最緩，主要以淺水三角洲砂體和湖相泥巖為主，砂體呈朵葉狀或鳥(niǎo)足狀，范圍也較大。因此，在亞熱帶古氣候、距離物源較近、水系發(fā)達(dá)、坡度相對(duì)較緩、湖泊范圍頻繁變化的范圍內(nèi)和長(zhǎng)期湖泊發(fā)育的位置，最有利于河湖交互體系和淺水三角洲等大面積砂體的沉積。

5 油氣勘探意義

渤海南部是渤海灣盆地油氣較為富集的油區(qū)之一，其中油氣區(qū)主要分布在黃河口凹陷和萊州灣凹陷。近年來(lái)，在渤海南部明下段發(fā)現(xiàn)了大面積巖性油氣藏，如墾利6-1等億噸級(jí)大型油田，橫向上，油層呈連片分布（圖11），平面上，油氣藏呈片狀分布，面積大（圖12）?？碧綄?shí)踐表明，渤海南部甚至整個(gè)渤海海域明下段仍然具有巨大的勘探潛力。

渤海南部早期的油氣勘探主要以古近系三角洲和明下段河道砂為主，河道砂之間連通性差，河道砂面積小，平面上常呈“條帶狀”分布，剖面上呈透鏡狀分布，發(fā)育的圈閉面積小，不具備發(fā)育大面積巖性油氣藏的潛力。近年來(lái)，作者所在團(tuán)隊(duì)運(yùn)用源-匯理論，通過(guò)分析渤海海域明化鎮(zhèn)組沉積期的古氣候條件、物源體系、搬運(yùn)體系和匯聚體系，獲得以下認(rèn)識(shí)：渤海南部明下段沉積期以亞熱帶和溫帶氣候?yàn)橹?，期間存在亞熱帶、多雨與溫帶少雨頻繁交替的環(huán)境，為河流的搬運(yùn)提供了充足的水動(dòng)力條件；研究區(qū)周?chē)倪|東隆起、魯西隆起和膠東隆起物源區(qū)距離湖泊較近，母巖類型為長(zhǎng)英質(zhì)變質(zhì)巖或變質(zhì)巖與巖漿巖的組合，長(zhǎng)英質(zhì)粗粒母巖為大面積砂巖提供了充足的碎屑物質(zhì)；研究區(qū)發(fā)育四個(gè)方向的大型古水系，以及河流、河湖交互、湖泊等匯聚體系，尤其是河湖交互和湖泊體系能夠形成面積較大的砂體（圖9，圖10），具備發(fā)育大面積巖性圈閉的條件（圖11）。由于烴類沿通源斷裂運(yùn)移至河道-席狀砂之后（圖12a），會(huì)沿著河道-席狀砂連片砂體運(yùn)移到更大范圍的圈閉中，形成大型油氣藏（圖12b）。

圖11 渤海南部地區(qū)墾利6-1構(gòu)造明下段砂體和油層連續(xù)分布特征Fig. 11 Continuous distribution characteristics of the sand bodies and oil layers in the lower member of the Minghuazhen Formation of KL 6-1 structure in the southern Bohai Sea

圖12 渤海南部地區(qū)明下段墾利6-1構(gòu)造巖性油藏成藏模式和含油面積分布Fig. 12 Accumulation model and oil-bearing area distribution of the KL 6-1 structural lithologic reservoir in the lower member of the Minghuazhen Formation in the southern Bohai Sea(a) Accumulation model; (b) Oil-bearing area distribution

在墾利6-1明下段億噸級(jí)油田的勘探過(guò)程中總結(jié)出該認(rèn)識(shí)之后，指導(dǎo)了墾利10-2的勘查，成功發(fā)現(xiàn)了又一個(gè)億噸級(jí)油田?？碧綄?shí)踐表明：渤海海域新近系均具有發(fā)育大面積巖性圈閉巨大潛力，在淺層探明程度較高的條件下，仍然具有發(fā)現(xiàn)大型油氣田的潛力。

6 結(jié)論

（1）渤海南部明下段發(fā)育大面積砂體，砂體之間相互連通，主要發(fā)育河流、河湖交互和湖泊這三種沉積體系。其中，河湖交互和湖泊淺水三角洲是大面積砂體發(fā)育的主要沉積相類型。

（2）研究區(qū)明下段沉積期，燕山-遼西隆起方向距離研究區(qū)最遠(yuǎn)，主要影響西北方向的砂體分布；遼東隆起次之，主要影響東北方向的砂體分布；魯西隆起較近，對(duì)西南方向的砂體具有重要影響；膠東隆起最近，主要影響東南方向的砂體分布。研究區(qū)明下段沉積期發(fā)育的多個(gè)小型淺水湖泊是周?chē)樾嘉镔|(zhì)的最終歸宿。

（3）亞熱帶氣候、長(zhǎng)英質(zhì)變質(zhì)巖和巖漿巖母巖、充足的降雨量、發(fā)達(dá)的古水系、以及湖泊范圍的頻繁擴(kuò)大和縮小為渤海南部明下段沉積期大面積砂體的形成提供了有利的源-匯條件。在有利源-匯條件的保障下，河道砂-席狀砂的連通導(dǎo)致研究區(qū)明下段發(fā)育大面積的巖性圈閉。與單獨(dú)的河道砂相比，河湖交互和淺水三角洲具有形成大面積巖性油氣藏的潛力。