李向東，魏澤昳

昆明理工大學(xué)國(guó)土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093

頁(yè)巖氣是一種典型的非常規(guī)天然氣，以“連續(xù)性”聚集區(qū)別于以“幕式”運(yùn)移為特征的常規(guī)天然氣[1]。頁(yè)巖氣的賦存主要有3種形式：以吸附態(tài)吸附在有機(jī)質(zhì)顆粒、無(wú)機(jī)礦物顆粒以及孔隙的表面；以游離態(tài)大量存在于孔隙和裂隙中；少量以溶解態(tài)溶解于干酪根、瀝青質(zhì)、殘留水以及液態(tài)原油中[2-3]。世界上第1口頁(yè)巖氣井于1821年在美國(guó)阿帕拉契亞盆地鉆探成功，經(jīng)過(guò)100多年的緩慢發(fā)展，20世紀(jì)90年代頁(yè)巖氣勘探開發(fā)在北美地區(qū)取得突破，并在全球范圍內(nèi)掀起了一場(chǎng)能源領(lǐng)域的“頁(yè)巖氣革命”[4]。中國(guó)頁(yè)巖氣于1966年在四川盆地威5井下寒武統(tǒng)筇竹寺組鉆遇，自2005年開展中國(guó)頁(yè)巖氣地質(zhì)條件、資源潛力評(píng)價(jià)研究及勘探開發(fā)先導(dǎo)性試驗(yàn)[5]，至2010年陸續(xù)取得單井突破，進(jìn)入到了海相頁(yè)巖氣工業(yè)化開采試驗(yàn)階段，2015年進(jìn)入到了海相頁(yè)巖氣規(guī)?；_采階段，2020年以后達(dá)到頁(yè)巖氣規(guī)模化開采階段[6-7]。雖然頁(yè)巖氣的形成與富集為自生自儲(chǔ)，但是由于其儲(chǔ)層在縱、橫向上具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性，在一個(gè)區(qū)塊內(nèi)鉆到商業(yè)性氣井的機(jī)遇并不相等[3]，中國(guó)在頁(yè)巖氣勘探實(shí)踐中逐步取得了“沉積是基礎(chǔ)，保存是關(guān)鍵，壓裂是核心”的認(rèn)識(shí)[5]。筆者在已有相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)中國(guó)南方海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的特征進(jìn)行總結(jié)，探討深水牽引流沉積對(duì)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層形成的影響及其意義。

1 儲(chǔ)層分布特征

中國(guó)南方在顯生宙大地構(gòu)造演化方面具有板塊構(gòu)造圍限下陸內(nèi)造山和陸內(nèi)變形的特征，存在統(tǒng)一的華南大陸內(nèi)揚(yáng)子陸塊(克拉通)與陸內(nèi)造山長(zhǎng)期并行演化和克拉通的多期逐次遷移活化[8]。大地構(gòu)造方面的這種特征導(dǎo)致了中國(guó)南方各地區(qū)自寒武紀(jì)至早三疊世海相沉積的相似性和空間演化的規(guī)律性，從而使得海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層分布廣泛，在平面上主要分布于上揚(yáng)子陸塊和中揚(yáng)子陸塊(見圖1)。具體如下：四川盆地及周邊地區(qū)，在寒武系紐芬蘭統(tǒng)至黔東統(tǒng)的牛蹄塘組和上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖氣的勘探開發(fā)中，發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)、昭通、涪陵和威(遠(yuǎn))榮(縣)等探明地質(zhì)儲(chǔ)量超過(guò)千億立方米的頁(yè)巖氣田[9]；在武陵造山系(殘留古生界地區(qū))和黔南、桂中盆地取得了頁(yè)巖氣勘探重大突破，揭示出了較好的成藏條件和資源前景，其中貴州遵義地區(qū)安頁(yè)1井獲得了二疊系棲霞組油氣、志留系石牛欄組致密氣、上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖氣和奧陶系寶塔組天然氣的“四層樓”式油氣重大突破[9-10]；中國(guó)南方其他地區(qū)，包括中揚(yáng)子陸塊東部和下?lián)P子陸塊，與上揚(yáng)子陸塊具有類似的發(fā)展演化歷史，其頁(yè)巖氣形成條件也具有相似性，目前基本處于對(duì)比研究和勘探潛力評(píng)價(jià)階段。

圖1 中國(guó)南方主要頁(yè)巖氣盆地分布圖[9]Fig.1 The distribution sketch for main shale gas basins in South China[9]

中國(guó)南方地區(qū)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層層位主要發(fā)育于埃迪卡拉系下統(tǒng)(第一階至第三階)、寒武系紐芬蘭統(tǒng)肖灘階至黔東統(tǒng)都勻階、下奧陶統(tǒng)弗洛階至上奧陶統(tǒng)桑比階、上奧陶統(tǒng)凱迪階上部(錢塘江階)至志留系蘭多維列統(tǒng)埃隆階(上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組)、下泥盆統(tǒng)埃姆斯階上部(四排階)至中泥盆統(tǒng)吉維特階(東崗嶺階)、石炭系密西西比亞系中統(tǒng)維憲階下部和二疊系瓜德魯普統(tǒng)羅德階(孤峰階下部)至樂平統(tǒng)長(zhǎng)興階等7個(gè)層位[1]。從2009 年開始實(shí)質(zhì)性勘探以來(lái)，已在上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組海相頁(yè)巖成功實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣商業(yè)開發(fā)[5-6]。中國(guó)南方海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層具有TOC(總有機(jī)碳)含量高、有效厚度大、成熟度(Ro)高、脆性好、含氣性較大等特征，在時(shí)間分布上具有多層系特征，在空間分布上按沉積類型則包含了廣覆型、富集型和局限型等不同類型(見表1)。

表1 中國(guó)南方海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層分布與特征

廣覆型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層在中國(guó)南方主要為埃迪卡拉系、寒武系和二疊系的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層(見表1)，表現(xiàn)為拉伸作用之后具有廣覆性沉積特征的粉砂巖、黏土巖、泥灰?guī)r和泥晶白云巖等，在地域上廣泛分布，其中二疊系頁(yè)巖氣儲(chǔ)層包括海相和海陸過(guò)渡相兩種類型。中、新元古代華南構(gòu)造格局的形成演化，總體上是在全球Rodinia大陸聚合與裂解的構(gòu)造背景中發(fā)展演變[8]。晉寧Ⅰ期(～0.9 Ga)揚(yáng)子與華夏兩個(gè)古陸微板塊分別形成，晉寧Ⅱ期(850～820 Ma)揚(yáng)子與華夏兩個(gè)古陸微板塊最終拼合形成統(tǒng)一的華南大陸板塊，而該大陸在800～720 Ma期間迅速轉(zhuǎn)入伸展裂谷構(gòu)造階段和冰期[8]。盡管在全球Rodinia大陸裂解中出現(xiàn)的華南陸內(nèi)裂谷盆地過(guò)程直到早古生代奧陶紀(jì)才結(jié)束[11]，但是自埃迪卡拉紀(jì)(震旦紀(jì))起，揚(yáng)子陸塊整體下沉接受全面海侵沉積[12]，至寒武紀(jì)黔東世筇竹寺期(滄浪鋪組沉積時(shí))[13]地球動(dòng)力學(xué)環(huán)境由伸展作用轉(zhuǎn)變?yōu)橐詿岢两底饔脼橹?，形成了陸?nèi)統(tǒng)一海盆的古地理沉積環(huán)境，緩坡沉積發(fā)育[14]。在經(jīng)歷了廣西運(yùn)動(dòng)之后，從晚古生代泥盆紀(jì)中、晚期開始，華南大陸處于古特提斯洋域的擴(kuò)張離散期，周邊再次遭遇裂解，造成臺(tái)地相與槽盆相相間分布的古地理格局，至二疊紀(jì)西部的揚(yáng)子準(zhǔn)克拉通區(qū)與東部經(jīng)剝蝕的廣西期造山區(qū)又形成陸內(nèi)統(tǒng)一海盆[8]，盡管頁(yè)巖氣儲(chǔ)層分布在局部的裂陷或坳陷內(nèi)，但其整個(gè)沉積具有廣覆性特征，且包含了海相和海陸過(guò)渡相。

富集型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層是指上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組及與之相當(dāng)層位的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層(見表1)，在區(qū)域上集中分布于上揚(yáng)子陸塊、中揚(yáng)子陸塊北部及下?lián)P子北緣，為一個(gè)統(tǒng)一發(fā)育的局限型坳陷[15]，沉積環(huán)境從深水陸棚至盆地[16]，主要由泥灰?guī)r、黏土巖和非熱液硅質(zhì)巖組成，三者也可形成混積巖[17]。上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組黑色頁(yè)巖以有機(jī)質(zhì)豐度高、成熟度好、微裂縫發(fā)育和含氣性好等優(yōu)越地質(zhì)條件成為我國(guó)南方頁(yè)巖氣勘探主要目的層[18]，已先后在四川盆地涪陵、長(zhǎng)寧、威遠(yuǎn)等地發(fā)現(xiàn)了多個(gè)頁(yè)巖氣田，并實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化開發(fā)。在全球范圍內(nèi)，這套黑色富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖廣泛分布于北美、歐洲、北非和中東等地，在國(guó)際上稱為“hot shale”，是全球古生代油氣資源最重要的烴源巖層系之一[19-20]。在華南地區(qū)加里東期的廣西運(yùn)動(dòng)是大陸板塊板內(nèi)陸塊間相互作用的陸內(nèi)造山作用[8]，由西而東形成碳酸鹽巖、泥硅質(zhì)-碳硅質(zhì)頁(yè)巖與碎屑砂泥巖的連續(xù)沉積和交叉相變，整體表現(xiàn)為上揚(yáng)子廣海臺(tái)地相-雪峰山東緣斜坡相-湘贛盆地相-贛西斜坡相的陸內(nèi)統(tǒng)一海盆古地理格局[14,21]，形成統(tǒng)一而又相對(duì)局限的深水沉積環(huán)境，加之在經(jīng)歷了五峰組觀音橋段沉積時(shí)的短暫冰期之后，自晚奧陶世赫南特末期到早志留世冰川消融，全球海平面迅速上升，從而形成了上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組的富集型頁(yè)巖氣儲(chǔ)層。

局限型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要包括奧陶系(不含五峰組及同期沉積)、泥盆系和石炭系的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層(見表1)。奧陶系頁(yè)巖氣儲(chǔ)層在西部中、上揚(yáng)子陸塊以廟坡組黑色頁(yè)巖為代表，形成于碳酸鹽臺(tái)地上局部坳陷滯流盆地，平面上呈補(bǔ)丁狀分布。在東部下?lián)P子陸塊以寧國(guó)組-胡樂組為代表，寧國(guó)組雖然巖性穩(wěn)定且廣泛分布，但多以灰綠色、深灰色泥頁(yè)巖為主，在浙西、贛東北中部夾灰黑色含碳含硅頁(yè)巖，其中可作為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的分布較為局限；沉積于達(dá)瑞威爾期的胡樂組灰黑色硅質(zhì)、碳質(zhì)頁(yè)巖在下?lián)P子陸塊略具有廣覆性特征，但其上沉積于桑比期的隴溪組由于受廣西運(yùn)動(dòng)開始時(shí)(隴溪組之上的韓江組巨厚碎屑巖系可代表廣西運(yùn)動(dòng)的開始[14])的影響已呈現(xiàn)為局限型沉積。泥盆系頁(yè)巖氣儲(chǔ)層主要發(fā)育在南丹型沉積之中，分布局限；石炭系頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的沉積背景為臺(tái)地相碳酸鹽巖海進(jìn)序列，形成于陸殼上微型張裂作用產(chǎn)生的局部深水盆地中，區(qū)域上主要分布在貴州西南部及廣西河池、柳州一線。依據(jù)地層分布情況，華南地區(qū)局限型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的發(fā)育和廣西運(yùn)動(dòng)發(fā)生前后的局部張裂密切相關(guān)。

廣覆型、富集型和局限型頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的差異主要表現(xiàn)為(見表1)：①?gòu)V覆型儲(chǔ)層多沉積于拉張裂陷期，總體上為陸棚(斜坡)至盆地深水沉積，可能普遍受熱液(熱水)影響；TOC含量分布范圍廣(0.16%～27.10%)；脆性礦物含量雖然也范圍較廣(18.90%～90.50%)，但總體含量較高(埃迪卡拉系、寒武系和二疊系儲(chǔ)層普遍分別大于53.00%、66.00%和80.00%)；孔隙類型多樣，有的以粒間孔隙為主(寒武系儲(chǔ)層)，有的以有機(jī)質(zhì)孔隙為主(二疊系儲(chǔ)層)，孔隙度變化范圍大(0.10%～17.40%)。②富集型儲(chǔ)層沉積于陸內(nèi)造山的匯聚拼合階段[8]，為古陸間的深水陸棚亞相及盆地相，基本不受熱水作用影響，在區(qū)域上連通[15]；TOC含量相對(duì)集中(范圍為0.06%～9.24%，一般為0.32%～0.68%)，“甜點(diǎn)”段則普遍大于4.00%；脆性礦物含量也相對(duì)集中(39.60%～89.60%)，“甜點(diǎn)”段硅質(zhì)平均含量大于60%，其中生物硅占67%～90%；孔隙度同樣相對(duì)集中(1.01%～8.53%)，“甜點(diǎn)”段平均大于5%，其中有機(jī)孔占50%以上。③局限型儲(chǔ)層和富集型儲(chǔ)層一樣，也沉積于陸內(nèi)造山的匯聚拼合階段[8]，但是主要表現(xiàn)為碳酸鹽巖臺(tái)地內(nèi)或臺(tái)地間局限盆地相；TOC含量相對(duì)較低(0.12%～5.76%)；脆性礦物含量相對(duì)集中(24.00%～89.00%)，但總體偏低，奧陶系儲(chǔ)層為45.70%～72.30%，平均59.00%，泥盆系儲(chǔ)層一般為48.00%～58.00%，石炭系儲(chǔ)層一般為32.00%～89.00%。

2 儲(chǔ)層孔隙發(fā)育特征

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層致密，其重要的儲(chǔ)集空間為納米級(jí)孔隙和微裂逢，表現(xiàn)為低孔低滲特征，導(dǎo)致常規(guī)油氣儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)方法體系難以適用[3, 22-23]。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石類型多樣，包括富有機(jī)質(zhì)的高炭黏土巖、灰泥(云泥)質(zhì)黏土巖、硅質(zhì)黏土巖、粉砂質(zhì)黏土巖以及黏土巖層系中的薄層黏土質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和各種砂巖[4-5]。隨著頁(yè)巖微觀儲(chǔ)層“納米級(jí)孔隙”概念的提出[24]，逐步開始了頁(yè)巖氣儲(chǔ)集空間的系統(tǒng)研究，從不同的研究角度提出了結(jié)構(gòu)分類(按孔隙大小)體系[25]、產(chǎn)狀(孔隙賦存位置)分類體系[26]、成因分類(沉積和成巖作用)體系[27]和產(chǎn)狀-結(jié)構(gòu)綜合分類方案[23]。筆者關(guān)注頁(yè)巖氣儲(chǔ)層特征與沉積作用之間的關(guān)系，故采用產(chǎn)狀分類體系(見圖2)，首先分為基質(zhì)孔隙和裂縫孔隙2大類，基質(zhì)孔隙按其賦存位置分為有機(jī)質(zhì)孔隙、粒間孔隙和粒內(nèi)孔隙3類(見表2)，此外還可依據(jù)顆粒屬性和顆粒之間的關(guān)系進(jìn)一步把粒間孔隙細(xì)分為顆粒間孔隙、晶間孔隙、黏土礦物間孔隙(紙房構(gòu)造)和剛性顆粒邊緣孔隙；把粒內(nèi)孔隙細(xì)分為黃鐵礦集合體內(nèi)晶間孔隙、球粒內(nèi)孔隙、黏土礦物集合體內(nèi)孔隙和鑄?？紫兜萚26, 28]。

表2 海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙類型與影響因素

圖2 頁(yè)巖氣儲(chǔ)集空間類型[23-27]Fig.2 Spatial types of shale gas reservoir[23-27]

在基質(zhì)孔隙中，有機(jī)質(zhì)孔隙是最為重要的一種孔隙類型，主要為發(fā)育在有機(jī)質(zhì)內(nèi)的粒內(nèi)孔隙[23]，具有原生、次生兩種類型，前者屬于生物內(nèi)部結(jié)構(gòu)孔隙，后者為有機(jī)質(zhì)在熱演化過(guò)程中形成，具有明顯的非均質(zhì)性[5]。中國(guó)南方進(jìn)入規(guī)?；_采階段的上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組頁(yè)巖氣儲(chǔ)層即以有機(jī)質(zhì)孔隙為主，次為無(wú)機(jī)孔隙(含粒間和粒內(nèi)孔隙)，有機(jī)質(zhì)孔隙的面孔率(可等效于孔隙度)普遍超過(guò)總面孔率的50%，而且有機(jī)質(zhì)越發(fā)育，儲(chǔ)層品質(zhì)就越好[29]。粒間孔隙是常規(guī)油氣儲(chǔ)層的主要孔隙類型，在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中只有滿足特定條件時(shí)才會(huì)占主導(dǎo)地位，如中國(guó)南方寒武系筇竹寺組(及相當(dāng)層位)的高演化頁(yè)巖中基質(zhì)孔隙以粒間孔隙為主，包括黏土礦物晶間孔(紙房構(gòu)造)、脆性礦物粒間孔及黃鐵礦晶間孔等，而有機(jī)質(zhì)孔隙并不發(fā)育[30-31]。粒內(nèi)孔隙主要是指在碎屑顆?；虻V物晶體內(nèi)部形成的次生孔隙或生物化石內(nèi)部孔隙等[28]，一般情況下發(fā)育較為有限，多呈孤立狀，連通性差[32]，壓裂也很難形成孔隙網(wǎng)絡(luò)，故在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中意義不大，但對(duì)頁(yè)巖的滲透性有貢獻(xiàn)作用[33]。裂縫孔隙一般指天然裂縫，包括宏觀裂縫和微裂縫，前者以構(gòu)造縫為主，主要為高角度的剪切縫、張剪性裂縫、壓扭性裂縫及低角度滑脫縫；后者主要為非構(gòu)造成因的層間縫、粒間縫和粒內(nèi)縫[34]。在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中主要以微裂縫為主[33]，可有效地連通有機(jī)質(zhì)孔隙和粒間孔隙，改善頁(yè)巖的儲(chǔ)滲性能，特別是人工造縫(壓裂)后往往形成良好的網(wǎng)狀孔-縫體系[16]。

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能主要受有機(jī)質(zhì)(含量、類型和熱演化程度)、脆性礦物含量、黏土礦物含量和生物硅質(zhì)含量等因素影響(表2)，而構(gòu)造作用[35]和沉積作用(如沉積紋層)[36]對(duì)微裂縫的影響以及成巖作用對(duì)粒間孔隙的影響等均與微觀成分變化有關(guān)。生烴和排烴過(guò)程會(huì)在有機(jī)質(zhì)中產(chǎn)生大量微米和納米孔隙，有機(jī)質(zhì)孔隙度隨TOC含量的增加先增大后減小，臨界值約為5.6%，其原因可能和壓實(shí)作用有關(guān)[37]，此外還和干酪根的類型和熱演化程度相關(guān)[32]。頁(yè)巖中脆性礦物的含量一般和構(gòu)造裂縫及宏孔隙發(fā)育程度呈正相關(guān)關(guān)系，而與總孔體積、微孔和中孔體積等無(wú)明顯相關(guān)性[32]，此外，脆性礦物含量也是影響儲(chǔ)層改造的重要因素[3]，壓裂施工過(guò)程中，脆性礦物顆粒首先易被壓開，從而連通相對(duì)分散、孤立的粒間孔和有機(jī)質(zhì)孔隙，形成有機(jī)孔-粒間孔-微裂縫的網(wǎng)狀孔-縫體系[16]。黏土礦物的含量對(duì)于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙的發(fā)育具有一定的影響，主要體現(xiàn)在微孔和中孔上，而與宏孔體積呈負(fù)相關(guān)(易于壓實(shí)并造成頁(yè)巖脆性降低)，此外，黏土礦物的含量增加能增強(qiáng)頁(yè)巖吸附能力，蒙脫石脫水向伊利石轉(zhuǎn)化過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生成巖收縮裂縫[32]。生物硅質(zhì)主要由硅藻、硅鞭毛藻、放射蟲和海綿等生物群形成，在埋藏成巖早期，內(nèi)部充填的硅質(zhì)和硅質(zhì)殼體的差異溶解會(huì)形成多孔結(jié)構(gòu)，在大規(guī)模生烴之前(Ro<1.3)，蛋白石轉(zhuǎn)化形成了石英微晶，并形成大量由石英微晶顆粒構(gòu)成的剛性格架孔，使得頁(yè)巖中的有機(jī)質(zhì)孔隙和黏土礦物粒間孔隙得以有效保存。

3 儲(chǔ)層非均質(zhì)性

隨著頁(yè)巖氣資源勘探和開發(fā)的拓展和深入，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層非均質(zhì)性已成為頁(yè)巖氣勘探和提高采收率的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙在孔隙發(fā)育特征及網(wǎng)絡(luò)組合特征等方面存在顯著的非均質(zhì)性，控制著氣體儲(chǔ)集能力和滲流方向[38]。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的非均質(zhì)性按其尺度大小可分為宏觀非均質(zhì)性和微觀非均質(zhì)性(見表3)[38-39]，前者可進(jìn)一步分為巖性非均質(zhì)性和屬性非均質(zhì)性[40-41]；按其展布方向可分為縱向非均質(zhì)性和橫向非均質(zhì)性(見表3)，一般情況下，縱向非均質(zhì)性明顯強(qiáng)于橫向非均質(zhì)性[42-44]。

表3 海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層非均質(zhì)性與深水牽引流沉積作用

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖性非均質(zhì)性是指由頁(yè)巖巖相造成的儲(chǔ)層非均質(zhì)性，包括沉積韻律、巖石類型、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造(紋層)等宏觀要素和脆性礦物、黏土礦物、有機(jī)質(zhì)組成等微觀要素，從結(jié)構(gòu)上頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可以視為由頁(yè)巖基質(zhì)層、紋層、紋層組和夾層構(gòu)成的儲(chǔ)層。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖性非均質(zhì)性基本上受沉積作用、沉積相和沉積展布的影響，主要包括巖相特征、夾層特征和紋層特征[36,42]，可表現(xiàn)為層內(nèi)非均質(zhì)性，也可表現(xiàn)為層間非均質(zhì)性，總體上與頁(yè)巖總厚度、單層厚度和發(fā)育層數(shù)及其橫向變化密切相關(guān)[42]。目前雖然頁(yè)巖巖相劃分的標(biāo)準(zhǔn)并不統(tǒng)一，包括沉積構(gòu)造、巖石礦物組成、有機(jī)質(zhì)特征和古生物特征等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，但是以鈣質(zhì)、硅質(zhì)、黏土為3端元的礦物組分劃分方案具有普遍的實(shí)用性[45]，一般可劃分出泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖、黏土巖和混合型頁(yè)巖等4大類型[41, 45]，主要表現(xiàn)為層內(nèi)非均質(zhì)性。海相頁(yè)巖巖性組合以厚層黏土巖夾薄層海相碳酸鹽巖、粉砂巖和砂巖等為主要特征[43]，夾層特征表現(xiàn)為儲(chǔ)層層間非均質(zhì)性。頁(yè)巖中的紋層從其組成上可分為富有機(jī)質(zhì)、含有機(jī)質(zhì)、黏土質(zhì)和粉砂質(zhì)4 類，不同類型的紋層在縱向上的疊置可形成不同的紋層組和層[36]，可在頁(yè)巖中形成紋層孔隙網(wǎng)絡(luò)，與頁(yè)巖中的夾層孔隙網(wǎng)絡(luò)一起在宏觀層面控制著頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中不同的滲流特征、儲(chǔ)氣能力和壓裂特征[38]。

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層屬性非均質(zhì)性是指頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中地化、物性、力學(xué)等參數(shù)的非均質(zhì)性，主要包括有機(jī)質(zhì)(TOC)、孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)(孔隙度、總孔容和孔比表面積等)、脆性礦物含量及黏土礦物含量等[39-41]。硅質(zhì)類頁(yè)巖(往往為生物主控沉積形成)具有高有機(jī)碳含量、高含氣性和有機(jī)孔隙發(fā)育等特征，其中有機(jī)質(zhì)孔隙表面粗糙，內(nèi)部形態(tài)多樣，極大地增加了孔比表面積和孔隙體積，有機(jī)質(zhì)豐度對(duì)該類頁(yè)巖有機(jī)質(zhì)孔隙的發(fā)育具有重要影響，與有機(jī)質(zhì)孔隙主要發(fā)育的微孔和中孔具有較好的正相關(guān)性[41]?？紫督Y(jié)構(gòu)是決定頁(yè)巖氣富集能力和儲(chǔ)層滲流能力的關(guān)鍵，是儲(chǔ)層孔隙性、滲流性和有效性評(píng)價(jià)的重要依據(jù)[39]?？偪兹莺涂妆缺砻娣e主要受TOC含量控制[41]，二者呈現(xiàn)一定的正線性關(guān)系[39]，與石英含量及黏土礦物含量分別呈現(xiàn)出正線性和負(fù)線性關(guān)系，但以含量40%為界顯著分布于兩個(gè)區(qū)域，當(dāng)黏土礦物含量小于40%，而石英含量大于40%時(shí)，總孔容和孔比表面積均顯著增加，為較理想的頁(yè)巖氣儲(chǔ)層[39]。脆性礦物包括硅質(zhì)礦物(包括陸源硅、生物硅、熱液硅以及火山沉積硅等)和碳酸鹽礦物，決定頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖石的脆性程度，高脆性儲(chǔ)層易發(fā)育天然裂縫，壓裂時(shí)也易發(fā)生脆性斷裂而形成網(wǎng)狀裂隙，更加容易實(shí)現(xiàn)體積改造[3]；在脆性礦物中方解石、長(zhǎng)石、白云石溶蝕孔隙往往發(fā)育在礦物周緣，可以有效地增加儲(chǔ)層的微觀滲流能力，加劇相關(guān)孔隙發(fā)育的非均質(zhì)性，顯著影響儲(chǔ)層的微觀滲流能力及微觀滲流通道的空間位置與延伸特征[38]。黏土礦物和有機(jī)質(zhì)一起構(gòu)成頁(yè)巖氣的主要吸附載體，在有機(jī)質(zhì)含量相同的情況下，黏土礦物含量與吸附的氣體含量成正比，且隨壓力的增大吸附的氣體增加速率越大[44]；頁(yè)巖中的相關(guān)黏土礦物轉(zhuǎn)化，如蒙脫石的伊利石化，可在頁(yè)巖中產(chǎn)生微裂隙，從而形成儲(chǔ)層的非均質(zhì)性[3, 39]；此外，黏土礦物的強(qiáng)水敏性，遇水易膨脹、分散和運(yùn)移，可導(dǎo)致巖石滲透率下降[3]。

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層微觀非均質(zhì)性主要指頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中的孔隙結(jié)構(gòu)及微觀礦物學(xué)特征，尺度在微納米級(jí)，主要表現(xiàn)為孔隙類型、孔隙結(jié)構(gòu)和基質(zhì)微裂縫[39-40]?？紫额愋蜕婕拔⒓{米級(jí)的有機(jī)質(zhì)孔隙、黏土礦物層間孔隙、粒間孔隙、粒內(nèi)孔隙(石英、黃鐵礦、方解石、白云石等)等，其中以有機(jī)質(zhì)孔隙和黏土礦物層間孔隙為主，且二者在尺度與類型上存在顯著微觀非均質(zhì)性[39,42]。儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)的微觀非均質(zhì)性主要體現(xiàn)在孔隙大小和孔徑差異上，以上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組為例，孔隙大小主要表現(xiàn)為兼具有微孔、中孔和宏孔的特征，孔隙結(jié)構(gòu)呈無(wú)規(guī)則(無(wú)定形)，以微孔和宏孔為特征的孔隙結(jié)構(gòu)較少[44]。微裂縫主要發(fā)育于礦物顆粒之間或礦物顆粒與有機(jī)質(zhì)之間，呈條帶狀，主要起到溝通各類孔隙的作用[42]，從成因上講可大致分為構(gòu)造成因和非構(gòu)造成因，如成巖中的脫水作用、干縮作用、礦物相變作用或熱力收縮作用等，構(gòu)造成因微裂縫以層間縫為主，多為宏觀裂縫所伴生或派生，非構(gòu)造成因微裂縫則多表現(xiàn)為層理縫、收縮縫等[35]。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層微觀非均質(zhì)性主要受黏土礦物含量、有機(jī)質(zhì)含量和脆性礦物含量(主要對(duì)基質(zhì)微裂縫產(chǎn)生影響)的影響，均表現(xiàn)出較好的正相關(guān)性[35, 39-40]。

頁(yè)巖氣儲(chǔ)層在縱向上具有多重非均質(zhì)性，包括巖性和屬性的縱向非均質(zhì)性，后者如儲(chǔ)層物性、巖石力學(xué)參數(shù)、地應(yīng)力以及含氣性特征的縱向非均質(zhì)性等[43]，而微觀非均質(zhì)性則多表現(xiàn)為層內(nèi)非均質(zhì)性。海相頁(yè)巖氣層段的巖石類型一般不少于6種，例如，上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層巖性主要由黏土質(zhì)粉砂巖、黏土巖、泥灰?guī)r、介殼灰?guī)r、硅質(zhì)巖、白云質(zhì)微晶灰?guī)r、斑脫巖等組成[43]，其中僅就頁(yè)巖巖相類型則可進(jìn)一步劃分為4大類(黏土巖、泥灰?guī)r、硅質(zhì)巖和混合型頁(yè)巖)，共8或9種巖相[45-46]。在頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中，這些不同的巖石類型和巖相類型在垂向上常呈薄互層或夾層產(chǎn)出，控制著儲(chǔ)層的縱向非均質(zhì)性，是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層縱向非均質(zhì)性的基礎(chǔ)[43]。頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的橫向非均質(zhì)性主要表現(xiàn)為儲(chǔ)層內(nèi)橫向上的屬性非均質(zhì)性和微觀非均質(zhì)性，總體上主要受區(qū)域沉積特征和頁(yè)巖有機(jī)地球化學(xué)特征控制，具體可表現(xiàn)為頁(yè)巖發(fā)育厚度、層數(shù)和夾層特征等因素的橫向變化[42]，可受構(gòu)造作用、古地理、沉積環(huán)境、沉積流體和成巖作用等的影響。一般情況下，頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的縱向非均質(zhì)性要明顯強(qiáng)于橫向非均質(zhì)性[43]。

4 深水牽引流沉積與頁(yè)巖氣儲(chǔ)層

在海洋中，深水是指水深數(shù)百米至數(shù)千米的全球大洋陸坡和海盆[47]，根據(jù)沉積物來(lái)源可以分為深水原地沉積和深水異地沉積[48]。深水原地沉積是指深水細(xì)粒物質(zhì)經(jīng)過(guò)物理沉降作用或造巖礦物經(jīng)過(guò)化學(xué)沉積作用而形成的指示深水原有水動(dòng)力特征、沉積物成分的沉積[48]，沉積過(guò)程極為緩慢，在重力作用下可輔以緩慢的平流作用，巖性以黏土巖、粉砂質(zhì)黏土巖和泥灰?guī)r為主。深水異地沉積通常是指在海洋深水區(qū)經(jīng)過(guò)搬運(yùn)而形成的沉積，比原地沉積的粒度粗，沉積類型主要包括重力流沉積和深水牽引流沉積兩大類[49]。深水重力流沉積主要包括塊體流沉積、碎屑流沉積、砂質(zhì)碎屑流沉積和濁流沉積等，在深水油氣勘探中發(fā)揮著重要作用[50]。深水牽引流沉積研究是沉積學(xué)研究中的一個(gè)比較新的研究領(lǐng)域，目前主要包括等深流沉積和內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積2類[51]。

等深流是指由于地球旋轉(zhuǎn)而在大洋中形成的溫鹽環(huán)流。等深流沉積研究已從早期的等積巖識(shí)別、成分、結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造和沉積序列等方面的研究發(fā)展到等積巖沉積體系和沉積復(fù)雜體的研究，明確了深水等深流沉積的概念，建立了沉積鑒別標(biāo)志，總結(jié)了垂向序列模式以及大型等深流沉積體的形成機(jī)制[52-53]。內(nèi)波則是一種水下波，它存在于兩個(gè)不同密度水層的界面上，或存在于具有密度梯度的水層之內(nèi)，當(dāng)內(nèi)波的周期與海面潮汐(半日潮或日潮)的周期相同時(shí)，就稱這種內(nèi)波為內(nèi)潮汐。內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積研究始于1991年[54]，至今30多年的時(shí)間總結(jié)了內(nèi)波、內(nèi)潮汐的沉積特征、垂向序列和沉積模式，并對(duì)內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積成為油氣潛在儲(chǔ)層的可能性進(jìn)行了探討[55-57]。

深水牽引流沉積一般粒度較細(xì)，以黏土級(jí)和粉砂級(jí)顆粒最為常見[53, 55]，其粒級(jí)與頁(yè)巖氣儲(chǔ)層基本相同(見圖3)，和深水原地沉積相比，常具有以下特征：在組成成分上，更富集硅質(zhì)碎屑、生物硅質(zhì)和碳酸鹽巖[58-59]，常形成薄層至極薄層鈣質(zhì)(云質(zhì))粉砂巖(見圖3(a))、粉晶或泥晶石灰?guī)r(見圖3(b))、黏土質(zhì)粉砂巖(見圖3(c))或硅質(zhì)黏土巖(見圖3(d))鑲嵌于黏土巖之中或與黏土巖組成薄互層，從而提高整個(gè)泥(頁(yè))巖的脆性，更有利于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的形成。在結(jié)構(gòu)上，常具有一系列由細(xì)砂、粉砂和黏土混合物組成的過(guò)渡類型，分選中等到好，局部極好，常形成較粗顆粒的定向排列[55]，有利于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層粒間孔隙和成巖期裂縫孔隙的形成(見表2)。在沉積構(gòu)造上，發(fā)育各種小型交錯(cuò)層理[58]和條紋條帶構(gòu)造[59]，可增加頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的非均質(zhì)性(見表3)，形成砂質(zhì)、粉砂質(zhì)紋層或夾層孔隙網(wǎng)絡(luò)[34]。

注：(a)灰黑色炭質(zhì)黏土巖夾薄層含磷白云質(zhì)粉砂巖(等深流沉積，箭頭所指)，頂部樹高約5 m，滇中地區(qū)寒武系筇竹寺組，灰黑黏士巖有機(jī)碳含量平均2.40%，云南省晉寧昆陽(yáng)磷礦廠梅樹村剖面；(b)灰黑色黏士巖(富含筆石)夾深灰色薄層石灰?guī)r(等深流沉積)，鄂爾多斯盆地西緣中奧陶統(tǒng)克里摩里組，有機(jī)碳含量平均為：黏士巖0.52%，石灰?guī)r0.33%，內(nèi)蒙古烏海市石峽谷剖面；(c)綠灰色黏土巖夾薄層粉砂巖和黏土質(zhì)粉砂巖(低密度濁流等深流和內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積)，鄂爾多斯盆地西緣上奧統(tǒng)拉什仲組，黏土巖有機(jī)碳含量平均0.43%，內(nèi)蒙古烏海市石峽谷剖面；(d)深灰色黏士巖(富含筆石)與薄至中層硅質(zhì)黏士巖(富含放射蟲，等深流沉積)互層，鄂爾多斯盆地西南緣上奧陶統(tǒng)平?jīng)鼋M，黏土巖有機(jī)碳含量平均0.67%，甘肅省平?jīng)鍪秀y洞官莊剖面。圖3 黏土巖中的深水牽引流沉積[23-27]Fig.3 Deep-water traction flow deposits in claystone[23-27]

深水牽引流沉積垂向序列一般表現(xiàn)為從下到上單層粒度由細(xì)變粗再變細(xì)、厚度由薄變厚再變薄的雙向遞變序列[52, 55]。等深流沉積除了受等深流事件本身的周期性變化影響外，還會(huì)受到米蘭柯維奇旋回的影響，在垂向上形成多級(jí)周期性的巖石及巖石組合韻律，如圖3(b)中，薄層石灰?guī)r-黏土巖可能受控于2萬(wàn)年的歲差周期，多個(gè)石灰?guī)r-黏土巖對(duì)組成的石灰?guī)r組則可能受控于約10萬(wàn)年的高頻離心率旋回，而被厚層黏土巖所隔開的更大的旋回可能受控于約41萬(wàn)年的低頻離心率旋回[58]。內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積則會(huì)由于沉積環(huán)境的差異(海底峽谷、斜坡、淹沒海臺(tái)等)，形成多種垂向序列，目前已發(fā)現(xiàn)的垂向序列可歸納為4種：向上變粗再變細(xì)序列、向上變細(xì)序列、砂泥巖對(duì)偶層和黏土巖-鮞粒石灰?guī)r-黏土巖序列[56-57]。深水牽引流沉積序列以薄層、極薄層的頻繁互層和夾層為特征，可形成脆性礦物(石英、方解石等)的聚集，從而增加頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的非均質(zhì)性，在加大勘探不確定性的同時(shí)卻有利于頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的壓裂改造(見表3)。

深水牽引流沉積主要發(fā)育于海平面上升時(shí)期：在低海平面時(shí)期，以發(fā)育粗碎屑重力流沉積為特征，此時(shí)等深流及內(nèi)波、內(nèi)潮汐等牽引流作用的能量不足以改造重力流沉積的砂礫級(jí)碎屑，難以形成可鑒別的深水牽引流沉積；隨著海平面的上升，物源區(qū)逐漸遠(yuǎn)離沉積區(qū)，粗碎屑的注入受到抑制，此時(shí)才可突現(xiàn)出深水牽引流對(duì)已有海底沉積物的改造作用[55]。在對(duì)中國(guó)南方頁(yè)巖氣儲(chǔ)層層位的地層記錄中已發(fā)現(xiàn)的深水牽引流沉積研究實(shí)例的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上，結(jié)合海平面升降變化、大地構(gòu)造演化和最新的地層對(duì)比劃分方案繪制了中國(guó)南方頁(yè)巖氣儲(chǔ)層層位、海平面升降、大地構(gòu)造演化和深水牽引流沉積垂向分布關(guān)系圖(見圖4)。從圖4中可以看出，中國(guó)南方頁(yè)巖氣儲(chǔ)層和深水牽引流沉積在垂向上的耦合關(guān)系較好，具體分析如下。

圖4 中國(guó)南方頁(yè)巖氣儲(chǔ)層層位、海平面變化、大地構(gòu)造演化和深水牽引流沉積垂向分布關(guān)系圖[8, 60-62]Fig.4 The vertical distribution diagram of shale gas reservoirs，sea level change，geotectonic evolution and deep-water traction flow deposits in South China[8, 60-62]

中國(guó)南方頁(yè)巖氣儲(chǔ)層基本形成于海侵時(shí)期(見表1、圖4)：廣覆型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中埃迪卡拉系和寒武系儲(chǔ)層形成于Rodinia大陸裂解后揚(yáng)子陸塊整體下沉接受全面海侵時(shí)期[12, 60]，只有存在海陸過(guò)渡相的二疊系儲(chǔ)層形成于相對(duì)低海平面時(shí)期，但仍然存在局部高海平面[61]。富集型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組則形成于赫南特冰期之后的海侵時(shí)期，由于全球海平面的快速上升，形成了大規(guī)模的大洋缺氧事件，在中國(guó)南方形成了廣泛分布的灰黑色頁(yè)巖，為典型的筆石頁(yè)巖相[63]。在局限型沉積頁(yè)巖氣儲(chǔ)層中，奧陶紀(jì)基本處于地史時(shí)期的高海平面時(shí)期，中、晚泥盆世和石炭紀(jì)處于相對(duì)低海平面時(shí)期，但是海平面的小范圍升降變化比較頻繁[61]，例如，具有頁(yè)巖氣勘探潛力的石炭系舊司組即形成于臺(tái)地相碳酸鹽巖海進(jìn)序列?？傮w而言，中國(guó)南方在早古生代陸內(nèi)造山作用階段為相對(duì)高海平面時(shí)期，頁(yè)巖氣勘探潛力相對(duì)較大，晚古生代古特提斯洋擴(kuò)張離散時(shí)期為相對(duì)低海平面時(shí)期，頁(yè)巖氣勘探潛力相對(duì)較小。

地層記錄中深水牽引流沉積盡管發(fā)現(xiàn)的實(shí)例還比較有限，但仍然顯示出了在地史時(shí)期分布的不均一性[64]。大多數(shù)研究實(shí)例分布在寒武紀(jì)至奧陶紀(jì)的相對(duì)高海平面時(shí)期(見圖4)，而這一時(shí)期無(wú)論是在南方還是北方(柴達(dá)木-華北板塊)，以及塔里木板塊均發(fā)現(xiàn)了深水牽引流沉積(等深流沉積或內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積)，其中以中、晚奧陶世最為集中[53, 64]，在層位上和早古生代頁(yè)巖氣儲(chǔ)層基本耦合。泥盆紀(jì)和二疊紀(jì)，盡管在中國(guó)南方尚未發(fā)現(xiàn)研究實(shí)例，但是在其他地區(qū)(如柴達(dá)木-華北板塊)已有發(fā)現(xiàn)[64]，寒武紀(jì)紐芬蘭世燈影組含磷層位(原漁戶村組)可能也存在等深流和內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積，在層位上也和頁(yè)巖氣層儲(chǔ)層的層位耦合較好。

此外，深水牽引流沉積的水介質(zhì)一般為弱氧化至弱還原環(huán)境或氧化、還原頻繁交替[65]，既有利于有機(jī)質(zhì)的形成，也有利于有機(jī)質(zhì)的保存。一般情況下，等深流沉積中發(fā)育有豐富的生物化石和遺跡化石[52, 55]，內(nèi)波、內(nèi)潮汐沉積中雖然缺少生物化石，但是內(nèi)波、內(nèi)潮汐作用卻可以使部分生物(如貨幣蟲等)聚集并對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生重要影響[66-67]，其原因尚須進(jìn)一步研究。在已發(fā)現(xiàn)的深水牽引流沉積的地層中，有機(jī)質(zhì)含量基本上達(dá)到了頁(yè)巖氣工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(見圖3)。

綜上所述，深水牽引流沉積與海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層在沉積環(huán)境、巖性組合、沉積構(gòu)造、沉積結(jié)構(gòu)及脆性礦物富集、有機(jī)質(zhì)富集等方面均有較多的耦合，故深水牽引流作用有可能是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層形成的一個(gè)重要的控制因素，加強(qiáng)兩者之間內(nèi)在關(guān)系的研究，將深水牽引流沉積研究和頁(yè)巖氣勘探結(jié)合起來(lái)，對(duì)于推進(jìn)深水牽引流沉積研究和頁(yè)巖氣勘探均具有重要意義。

5 結(jié)論

1)中國(guó)南方海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層可大致分為3種類型7個(gè)層位：廣覆型主要發(fā)育在埃迪卡拉系下統(tǒng)的陡山沱組、寒武系的牛蹄塘組及同期沉積和二疊系的吳階平組及孤峰組-大隆組；富集型主要發(fā)育在上奧陶統(tǒng)五峰組-下志留統(tǒng)龍馬溪組及與之相當(dāng)層位；局限型主要發(fā)育在奧陶系下統(tǒng)弗洛階至上統(tǒng)桑比階的相應(yīng)層位、泥盆系南丹型沉積和石炭系的舊司組。

2)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層孔隙類型以有機(jī)質(zhì)孔隙最為重要，其次為粒間孔隙，包括黏土礦物晶間孔(紙房構(gòu)造)，粒間孔隙在特定條件會(huì)成為頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的主要孔隙類型；頁(yè)巖氣儲(chǔ)層的儲(chǔ)集性能主要受有機(jī)質(zhì)、脆性礦物含量、黏土礦物含量和生物硅質(zhì)含量等因素影響。

3)頁(yè)巖氣儲(chǔ)層存在顯著的非均質(zhì)性，按展布方向可分為橫向非均質(zhì)性和縱向非均質(zhì)性，一般情況下，縱向非均質(zhì)性明顯強(qiáng)于橫向非均質(zhì)性；不同的巖石和巖相類型在垂向上的薄互層或夾層及其橫向變化是頁(yè)巖氣儲(chǔ)層非均質(zhì)性形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。

4)中國(guó)南方海相頁(yè)巖氣儲(chǔ)層和深水牽引流沉積在垂向?qū)游簧像詈陷^好，多形成于海侵條件下的深水環(huán)境；在沉積水介質(zhì)方面深水牽引流作用易形成弱氧化至弱還原環(huán)境，有利于有機(jī)質(zhì)的形成和保存；在垂向序列和巖性組合方面，深水牽引流沉積常在深水黏土巖中形成頻繁的薄互層和夾層，造成脆性礦物聚集；在沉積構(gòu)造和沉積結(jié)構(gòu)上，發(fā)育各種小型交錯(cuò)層理，形成砂質(zhì)、粉砂質(zhì)紋層或夾層孔隙網(wǎng)絡(luò)。