陸相斷陷湖盆灘壩沉積特征與地震沉積學(xué)響應(yīng) 以渤海灣盆地霸縣凹陷古近系沙河街組一段為例

灘壩是濱淺海（湖）區(qū)一種重要的沉積相類(lèi)型，是灘和壩的總稱(chēng)，其形成主要受波浪和沿岸流的控制［1-2］。在陸相斷陷湖盆中，灘壩砂體多分布于湖泊邊緣、湖中局部隆起和湖岸線拐彎等處的濱淺湖緩坡地區(qū)［3-4］。對(duì)于灘壩的形成，眾多學(xué)者針對(duì)現(xiàn)代海岸或湖岸沉積以及野外灘壩露頭進(jìn)行了大量深入的研究，在沉積環(huán)境、成因、沉積特征和沉積模式等方面已取得了豐富的成果［5-7］。在中國(guó)陸相斷陷湖盆多年的油氣勘探中，常常發(fā)現(xiàn)碎屑巖灘壩與碳酸鹽巖相伴生形成混合沉積并發(fā)現(xiàn)了數(shù)量可觀的油氣［2，4，8-10］。前人研究認(rèn)為，混合沉積是一種廣泛的沉積類(lèi)型并且在海相、陸相以及過(guò)渡相等各類(lèi)環(huán)境中均有一定分布［8-9，11-12］?；旌铣练e物具有不同沉積相帶在平面上交錯(cuò)或在垂向上依次重疊出現(xiàn)的特點(diǎn)［8-10］?；旌铣练e（物）的形成受構(gòu)造、氣候、物源、湖（海）平面變化、水動(dòng)力以及風(fēng)場(chǎng)等多因素綜合控制。此外，不同沉積環(huán)境中混積的主控因素不同［6-8，11-13］。

渤海灣盆地古近系沙河街組一段（沙一段）下部廣泛發(fā)育的一套以細(xì)碎屑巖與碳酸鹽巖為主的混合沉積，被認(rèn)為是斷陷湖盆在廣泛湖侵背景下，陸源碎屑與內(nèi)源性碳酸鹽巖碎屑混合形成的濱淺湖灘壩沉積，既是區(qū)域上優(yōu)質(zhì)的烴源巖及蓋層，也是巖性油氣藏及頁(yè)巖油勘探的重要領(lǐng)域之一［10，14-17］。其中，湖泊碳酸鹽巖的形成明顯受控于古氣候、古水動(dòng)力和古水介質(zhì)條件的變化，并且海侵作用與湖相碳酸鹽巖的形成關(guān)系密切，尤其是近海湖泊［18-22］。然而，在陸相斷陷湖盆中構(gòu)造沉降起主導(dǎo)作用，氣候的周期性變化對(duì)物源供給、湖平面升降以及可容納空間的控制相對(duì)于海相及海-陸過(guò)渡相來(lái)說(shuō)更為顯著，對(duì)于混合沉積及混積巖的形成顯得更為復(fù)雜、多變［23-37］。因此，斷陷湖盆（混積）灘壩的成因類(lèi)型和空間展布與古湖盆之間的關(guān)系顯得尤為重要。混合沉積研究對(duì)于了解沉積環(huán)境的沉積動(dòng)力學(xué)、湖平面變化以及區(qū)域沉降速率，甚至古氣候和構(gòu)造對(duì)沉積的控制作用等都具有特殊意義［28］。

目前，常規(guī)地震勘探技術(shù)與方法受限于地震資料品質(zhì)及分辨率，對(duì)薄層砂體（巖性體）的精細(xì)刻畫(huà)存在一定困難，特別是對(duì)于沙一段厚層泥巖中裹挾的薄層碳酸鹽巖及灘壩碎屑巖來(lái)說(shuō)是個(gè)技術(shù)難題［29-30］。地震沉積學(xué)原理的應(yīng)用能夠有效地刻畫(huà)薄層砂體，尤其通過(guò)地震巖性學(xué)與地震地貌學(xué)的綜合分析，不僅可以分析沉積巖性、識(shí)別薄層砂體，還可以確定沉積類(lèi)型及其演化特征等［29-33］。因此，本次以渤海灣盆地冀中坳陷霸縣凹陷古近系沙一段為例（圖1），基于地震沉積學(xué)原理及方法，通過(guò)覆蓋研究區(qū)三維地震資料的精細(xì)解釋?zhuān)治鲫懴鄶嘞莺瑁ɑ旆e）灘壩的類(lèi)型及成因，明確各類(lèi)型灘壩的時(shí)空分布及演化特征，探尋和總結(jié)陸相斷陷湖盆充填演化規(guī)律性及其差異性。本文研究豐富了陸相湖盆沉積體系類(lèi)型，為同類(lèi)型盆地演化研究和油氣勘探提供借鑒，也為薄層砂體（巖性體）刻畫(huà)提供研究實(shí)例。

圖1

圖1   渤海灣盆地霸縣凹陷構(gòu)造格局（a）及古近系綜合柱狀圖（b）（據(jù)文獻(xiàn)［34］修改）

Fig.1   Basinal structure framework （a） and composite stratigraphic column （b） of the Palaeogene of the Baxian Sag， Bohai Bay Basin （modified after reference［34］）

1 區(qū)域地質(zhì)特征

霸縣凹陷位于渤海灣盆地西北部，為冀中坳陷內(nèi)部中-新生代發(fā)育的次一級(jí)凹陷，是華北油田油氣生產(chǎn)的主要區(qū)域之一［35-38］。霸縣凹陷古近系整體呈近NE-SW走向的半地塹結(jié)構(gòu)（圖1a），其西部以牛駝鎮(zhèn)凸起為界，向東過(guò)渡為文安斜坡帶，北部以霸縣二臺(tái)階和里瀾斷層與廊固凹陷、武清凹陷相隔，南以徐水-新安橫向調(diào)節(jié)斷層與饒陽(yáng)凹陷毗鄰，東西寬約70 km，南北長(zhǎng)約80 km，總勘探面積約5 600 km2［39-40］。其中，三維地震覆蓋面積為2 552 km2，探井800口。

1.1 地質(zhì)概況

霸縣凹陷古近系發(fā)育齊全，斷裂活動(dòng)的不均衡性使地層具有南北分區(qū)、東西分帶、厚度變化大、巖相變化快等特點(diǎn)，控盆斷裂強(qiáng)烈活動(dòng)使古近系沉積厚度超過(guò)8 000 m［34，39-40］。前人依據(jù)巖性和古生物化石組合，將古近系自下而上依次劃分為：孔店組（Ek）、沙河街組（Es）、東營(yíng)組（Ed）［35-37，41］（圖1b）。霸縣凹陷古近系沉積體系組合類(lèi)型豐富，受斷層演化和空間組合形態(tài)及物源特征影響，時(shí)空分布差異性明顯，共識(shí)別出沖積扇、曲流河三角洲、辮狀河三角洲等10余種沉積相，可歸納總結(jié)為沖積-河流體系、湖泊-三角洲體系、湖泊-灘壩體系和河流-洪泛平原4種沉積體系類(lèi)型［14，34，39-40］。前人依據(jù)地震反射終止樣式、巖性組合特征、古生物組合及垂向演化以及鉆井巖-電響應(yīng)特征等，將霸縣凹陷古近系進(jìn)一步劃分為3個(gè)二級(jí)層序和14個(gè)三級(jí)層序［39-40］。其中目的層沙一段（Es1）劃分為2個(gè)三級(jí)層序，自下而上依次為SQ10和SQ11，層序邊界依次為SB10，SB11和SB12，分別對(duì)應(yīng)T4，T41和T3（圖2）。

圖2

圖2   霸縣凹陷文安斜坡中-內(nèi)帶沙一下亞段（SQ10）地震反射結(jié)構(gòu)及連井沉積相解釋剖面（剖面位置見(jiàn)圖3）

a.過(guò)井沉積相對(duì)比剖面； b.過(guò)井地震反射剖面及地震相特征； c.過(guò)井T4（SB10）地震拉平剖面

Fig.2   Seismic reflection configuration and well?tie section for sedimentary facies interpretation of the Es1（L） （SQ10） in the middle?to?inner belt of Wen’ an slope in the Baxian Sag （see Fig.3 for the section location）

1.2 沙一期古湖盆特征

沙一段是霸縣古湖盆結(jié)束沙二末期（沙二段沉積末期）盆地構(gòu)造回返、再次進(jìn)入快速沉降階段（Ⅲ-1）、快速湖侵作用的產(chǎn)物［14］。巖性以深灰色泥巖、灰色泥巖、灰綠色泥巖和油頁(yè)巖為主，夾薄層細(xì)砂巖、粉砂巖、鮞?；?guī)r、泥灰?guī)r及白云巖，認(rèn)為主要發(fā)育灘壩、湖泥及少量近岸水下扇（扇三角洲）沉積［14，41］（圖1b，圖2a）。霸縣凹陷在結(jié)束沙二段（Es2）的抬升剝蝕、夷平后，形成整體由西向東的寬緩斜坡。殘余地貌凸起零星分布，盆內(nèi)活動(dòng)正斷層控制了湖盆底型，形成的下降盤(pán)是局部沉降中心（圖3）。此時(shí)，霸縣凹陷進(jìn)入古近紀(jì)第三幕強(qiáng)烈沉降期（圖1b），沙一期西部邊界牛東斷層拉伸率為4 %～7 %，盆地構(gòu)造沉降速率為135～142 m/Ma，總沉降速率為235～250 m/Ma，盆地沉積和沉降中心位于邊界斷層下降盤(pán)，地層整體呈楔狀結(jié)構(gòu)，最大厚度為1 400 m［14，39，42］。

圖3

圖3   霸縣凹陷文安斜坡中南段沙一段沉積期古地貌

Fig.3   Palaeogeomorphic map showing the south?to?middle section of Wen'an slope during the Es1 deposition in the Baxian Sag

沙一期冀中地區(qū)古氣候溫暖、濕潤(rùn)，霸縣凹陷發(fā)生了古近紀(jì)最大一次湖侵過(guò)程［14］。處于寬緩斜坡帶之上的湖水面積迅速擴(kuò)張，盆地整體處于欠補(bǔ)償狀態(tài)，湖岸線位于文安斜坡中-外帶W18—WG4—S1—S19井等附近位置（圖1a）。在快速湖侵作用下暗色泥巖、油頁(yè)巖直接覆蓋于不整合面（T4/SB10）之上，沙一期霸縣古湖盆持續(xù)時(shí)間較短，暗色泥巖段累積厚度?。ㄎ陌残逼聨Ш穸?～90 m）［14，40］。古湖盆水體淺（文安斜坡水深<10 m），灘壩砂體常與暗色泥巖、油頁(yè)巖及紫紅-棕紅色泥巖頻繁薄互層。古湖盆水體偏咸（咸水-半咸水），微量元素具有高Sr/Ba值（>1.5，含量比）特征， Sr/Ba值顯示沙一期湖盆水體迅速咸化之后逐漸淡化，呈淡-微咸水。水體處于還原-亞還原環(huán)境，其中，Ni/Co值為4.05～6.51，平均值為5.03，δU值為0.63～1.36，平均值為1.11［14，42］。綜上所述，霸縣凹陷沙一期湖侵迅速，湖岸線溯源遷移速度快，湖盆具有寬、淺、咸及欠補(bǔ)償?shù)忍攸c(diǎn)，有利于碳酸鹽沉淀及灘壩的形成。

2 地震沉積學(xué)分析

2.1 地震沉積學(xué)原理及地震資料

本次研究采用曾洪流、朱筱敏等人的地震沉積學(xué)工作流程，該流程是在總結(jié)近年來(lái)中國(guó)陸相地震沉積學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)陸相盆地的地震沉積學(xué)研究提出來(lái)的［43-45］。相較于垂向分辨率，高的橫向分辨率在平面上識(shí)別地質(zhì)體形態(tài)和地貌優(yōu)勢(shì)更為明顯，其主要技術(shù)手段包括高精度等時(shí)地層格架的建立、90°相位變換、屬性?xún)?yōu)選、地層切片的制作以及沉積學(xué)解釋等內(nèi)容［29，45］。

地震沉積學(xué)研究靶區(qū)位于霸縣凹陷文安斜坡中南部，探井200口，三維地震覆蓋面積約1 140 km2，研究區(qū)原始的地震資料相位角為0°，地質(zhì)有效頻帶寬度為6～65 Hz，主頻為27 Hz，正常極性。目標(biāo)層段沙一段頂、底分別對(duì)應(yīng)于T3和T4地震反射同相軸，其中，沙一下亞段（SQ10）頂、底界面分別為T(mén)41（SB11）和T4（SB10）。沙一下亞段灘壩沉積具有橫向變化快與泥巖及碳酸鹽巖沉積頻繁互層特征，其地震響應(yīng)受下部T4強(qiáng)波峰影響，因此，研究區(qū)灘壩與湖相泥巖沉積組成低頻、連續(xù)強(qiáng)振幅或復(fù)合強(qiáng)振幅反射地震特征（圖2b，c）。通過(guò)地震沉積學(xué)方法，理論上可以有效區(qū)分各種巖性并明確其平面展布。本次利用Rockstar公司Geoscope軟件在建立等時(shí)地層格架的基礎(chǔ)上，以T41和T4地震反射界面為標(biāo)志層，以上、下各3 ms旅行時(shí)間為間隔，對(duì)三維地震資料進(jìn)行地層切片采樣，并提取了50張均方根振幅地層切片。結(jié)合與不同沉積體系的地貌相匹配的地震平面反射特征，對(duì)地震屬性（剖面、平面）進(jìn)行精細(xì)解釋?zhuān)瑥亩@得沙一下亞段巖性平面形態(tài)和分布特征（圖4）。

圖4

圖4   霸縣凹陷文安斜坡中南段沙一下亞段典型地層切片及巖性標(biāo)注（切片范圍見(jiàn)圖1a，位置見(jiàn)圖2a）

a.湖侵體系域； b.高位體系域

Fig.4   Typical stratigraphic slices and lithologic annotation of the Fs1（L） in the south?to?middle section of Wen'an slope in the Baxian sag （see Fig.1a for the slice scope， and Fig.2a for the location）

2.2 地震地貌與典型地層切片

由于霸縣凹陷沙一段形成于沙二末期廣泛抬升、剝蝕的背景下，此時(shí)盆地快速沉降，文安斜坡地形高差小（10～50 m），沉積底形較為平坦（坡度<1°），并且沙一段底界面同相軸分布穩(wěn)定，全區(qū)可追蹤（圖3），利用印模法可以有效恢復(fù)沉積期的古地貌特征。具體做法是先將沙一段底（T4）同相軸拉平，以其上部相鄰的波峰為參考，獲得沙一初期的印模厚度，可以用來(lái)反映沙一期古地貌特征（圖2b，c）。此外，沙一段下部“特殊巖性段”以泥巖和油頁(yè)巖為主，整體巖性相近，且文安斜坡帶沙一下亞段埋深差異較小，整體可采用固定的壓實(shí)矯正系數(shù)。沙一段下部地層保存較完整，后期剝蝕作用可忽略不計(jì)。因此，印模法恢復(fù)沙一期古地貌可靠程度高。

研究區(qū)沙一段古地貌圖和典型地層切片中均反映出文安斜坡發(fā)育兩組斷裂體系（圖3，圖4），兩組斷裂與牛東斷層共同作用控制了霸縣凹陷主洼和次洼的形成（圖1，圖3）。其中，北段斷裂體系呈NE-SW向展布，是沙一期霸縣凹陷主洼槽的西南緣，在WA1井區(qū)附近形成了淺湖-半深湖泥質(zhì)沉積。南部為NNW-SSE向延伸的馬西右旋走滑斷層所控制的斷裂體系，大多數(shù)次級(jí)斷層呈現(xiàn)出南向收斂、東北向發(fā)散的特征，平面顯示為帚狀（圖4）。此斷裂系統(tǒng)指示，霸縣凹陷沙一期受右旋走滑作用影響，各斷層兩側(cè)斷塊邊沉積邊滑動(dòng)，在不同位置的受力不均衡，導(dǎo)致沿著斷層的不同位置形成了壓力場(chǎng)和張力場(chǎng)共存的現(xiàn)象。在受壓處，地貌隆起變形，如W41井區(qū)為線狀低凸起；而在張開(kāi)處發(fā)生沉降，形成地貌洼槽區(qū)，如W37井區(qū)為局部低洼帶；沿著走滑斷層下降盤(pán)形成線狀次級(jí)洼槽，如馬西洼槽是霸縣凹陷沙一段的次級(jí)沉積、沉降中心 （圖1，圖3）。而在走滑斷層的末端，往往對(duì)應(yīng)較大規(guī)模的壓力場(chǎng)，被認(rèn)為是形成W25井區(qū)大范圍隆起的主要原因（圖3，圖4）。

在獲得一系列地層切片的基礎(chǔ)上，利用鉆/測(cè)井資料對(duì)地震反射特征進(jìn)行標(biāo)定，明確地震屬性所代表的巖性意義［29，43-45］（圖2）。巖石物理分析表明，縱波速度（vp）能較好地區(qū)分碳酸鹽巖、砂巖和泥巖。其中，碳酸鹽巖和砂巖以相對(duì)高速為特征，泥巖和油頁(yè)巖則相對(duì)低速。巖性與地震反射具有較好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，一般強(qiáng)振幅代表富砂巖和碳酸鹽巖沉積，弱振幅則代表以泥質(zhì)沉積為主（圖4）。本次選取了文安斜坡南段不同體系域并且與古地貌相匹配的兩張典型等時(shí)地層切片（圖2，圖4），對(duì)各體系域內(nèi)巖性及其空間分布進(jìn)行了詳細(xì)識(shí)別和分析。巖性-振幅標(biāo)定顯示，地層切片上均方根振幅（RMS）值大于15代表強(qiáng)振幅富砂及碳酸鹽巖反射（黃色—紅色），RMS值小于10代表弱振幅富泥沉積反射（藍(lán)色—綠色），RMS值介于10～15代表砂泥巖、碳酸鹽巖和泥巖之間的過(guò)渡反射（綠色—黃色）。

等時(shí)地層切片顯示不同層系（時(shí)期）的振幅反射具有一定的相似性，強(qiáng)振幅與弱振幅反射之間呈漸變過(guò)渡，整體上由東部文安斜坡向西部霸縣洼槽區(qū)振幅強(qiáng)度減弱。強(qiáng)振幅反射（RMS>15）主要分布于文安斜坡沙一段地層超覆線附近區(qū)域，與近物源分布的小型三角洲沉積有關(guān)；其次，在馬西走滑斷層下降盤(pán)、任西斷層下降盤(pán)之上，強(qiáng)振幅反射的連片分布反映了碳酸鹽巖灘壩和混積灘壩的集中發(fā)育；此外，馬西走滑斷層北部消亡端也是強(qiáng)振幅反射集中分布位置，根據(jù)少量鉆井巖-電特征推測(cè)，該位置與湖侵期厚層鈣質(zhì)泥巖及泥灰?guī)r沉積有關(guān)。中振幅反射（10<RMS<15）則沿超覆線強(qiáng)振幅反射周?chē)植加诓糠秩趸顒?dòng)斷層下降盤(pán)位置，其余零星分布于文安斜坡中-外帶，多是薄層灘壩砂體與淺湖泥巖互層發(fā)育區(qū)。而弱振幅反射（RMS<10）則連片分布于馬西走滑斷層消亡端形成的強(qiáng)振幅反射周緣以及切片北部靠近霸縣洼槽等位置，這些位置主要與淺湖泥巖、油頁(yè)巖及泥灰?guī)r沉積有關(guān)（圖4）。

3 灘壩類(lèi)型及成因

霸縣凹陷沙一段主要為開(kāi)闊淺湖沉積，并發(fā)育小型三角洲、灘壩及淺湖泥質(zhì)沉積［14，39］。其中，灘壩可進(jìn)一步劃分為碎屑巖灘壩、碳酸鹽巖灘壩、混積灘壩及風(fēng)暴灘壩4種類(lèi)型（表1）。

表1   霸縣凹陷古近系沙一段灘壩類(lèi)型及特征對(duì)比

Table 1  Comparison of beach-bars of diverse types in characteristics of the Palaeogene Es1 in the Baxian Sag

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3.1 碎屑巖灘壩

碎屑巖灘壩巖性以淺灰色薄層（含礫）砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖為主，砂巖鈣質(zhì)膠結(jié)（圖5；表1）。碎屑巖灘壩厚度為0.50～4.00 m，巖心整體呈逆粒序特征，砂體下部為粉砂巖和泥質(zhì)細(xì)砂巖，常發(fā)育波狀層理和變形層理（圖5中①—⑤），底部與下伏泥巖呈漸變過(guò)渡，與砂巖呈突變過(guò)渡（圖5中⑤，⑥），局部可見(jiàn)泥底劈構(gòu)造，泥巖后期被氧化呈現(xiàn)紫紅色（圖5中④）。砂體上部以細(xì)砂巖和砂巖為主，發(fā)育塊狀層理、楔狀層理、波狀交錯(cuò)層理和爬升層理等（圖5中⑥—⑨），砂體頂部可見(jiàn)浪成波痕和沖刷面等，與上覆灘壩或淺湖泥巖呈突變接觸（圖5中①，⑤，⑥）。此外，可見(jiàn)陸生高等植物莖及葉片化石碎片成層分布（圖5中②），砂體上部細(xì)砂巖段可見(jiàn)長(zhǎng)英質(zhì)礫石（粒徑在2～5 mm）（圖5中⑦，⑧），砂體下部細(xì)粒段多發(fā)育炭質(zhì)紋層，巖心垂向變形范圍大（0.15～0.40 m），發(fā)育火焰構(gòu)造和砂枕構(gòu)造等（圖5中③，⑤），砂體內(nèi)部發(fā)育與層面近垂直的生物鉆孔等（圖5中⑩），是碎屑巖灘壩特有的識(shí)別標(biāo)志。

圖5

圖5   霸縣凹陷沙一段碎屑巖灘壩巖心相及鉆井巖-電特征

a.M28井； b.W56井

Fig.5   Core facies， lithology and electrical properties of the beach-bar of clastic type in the Es1， Baxian Sag

鉆井巖-電剖面分析可知，碎屑巖灘壩多分布于沙一下亞段下部及中-上部等位置（圖5中M28井和W56井），可見(jiàn)砂巖和粉砂巖與灰-深灰色泥巖呈不等厚互層，單砂體厚度在1.00～6.00 m，累積厚度小于30.00 m（圖2a）。SP（自然電位）曲線為近泥巖基線之上的“指狀”及“尖刀狀”峰，低幅“齒化”GR（自然伽馬）曲線特征，R4（電阻率）曲線砂巖與泥巖呈“齒形”特征（圖5；表1）。地震反射剖面中單期薄層砂巖難以識(shí)別，但多期砂巖集合體與互層泥巖、油頁(yè)巖呈復(fù)合中-低頻連續(xù)、中-強(qiáng)振幅波谷反射特征（圖2b，c）。等時(shí)地層切片中碎屑巖灘壩多呈現(xiàn)出較為孤立的中-強(qiáng)振幅反射，局部中振幅反射可以形成小范圍連片展布（圖4）。

碎屑巖灘壩沉積物主要來(lái)源于盆外牛駝鎮(zhèn)凸起和滄縣隆起等物源區(qū)（圖1a），被認(rèn)為是湖盆內(nèi)部小型三角洲在沙一下沉積期（SQ10）快速湖侵過(guò)程中，其前緣砂體受湖浪作用改造、再堆積的產(chǎn)物（圖6）。根據(jù)巖心及地層切片顯示，碎屑巖灘壩分布具有以下特征：①分布于文安斜坡長(zhǎng)豐鎮(zhèn)、西部鄚州地區(qū)三角洲側(cè)緣等位置，或出現(xiàn)于三角洲間、平行于湖岸線分布；②分布于湖盆內(nèi)部斷層下盤(pán)形成的斷鼻及古地貌凸起等局部水下低隆部位（圖4）；③垂向上多分布于沙一下亞段的下部和中-上部?jī)蓚€(gè)位置，分別隸屬于層序格架內(nèi)湖侵體系域早期和高位體系域中期（圖5）。

圖6

圖6   霸縣凹陷沙一段碎屑巖灘壩沉積模式及巖心相標(biāo)志

a.巖性組合序列及層序結(jié)構(gòu)位置； b.沉積模式LST.低位體系域； TST.湖侵體系域； HST.高位體系域； FFS.初始湖泛面； MFS.最大湖泛面

Fig.6   Depositional model and core facies markers of clastic rock beach bar in the Es1， Baxian Sag

碎屑巖灘壩具有差異化的巖性組合樣式，近三角洲/湖岸線及湖侵體系域早期碎屑巖呈現(xiàn)出粒度粗（含礫）、單期砂體厚（1.00～4.00 m）、夾紅-灰綠色泥巖以及強(qiáng)水動(dòng)力等特征，垂向上各期灘壩間沖刷疊置，累積厚度大（圖5 中W56井）。遠(yuǎn)三角洲/湖岸線及湖侵體系域晚期—高位體系域早期階段碎屑巖灘壩為粒度偏細(xì)（含鈣質(zhì)）、砂體偏薄（0.50～3.00 m）、與泥巖頻繁互層，砂、泥巖之間呈漸變過(guò)渡（圖5中M28井）。因此，依據(jù)灘壩分布位置和垂向巖性組合樣式等特征，以沙一下亞段（SQ10）湖侵階段為例，將碎屑巖進(jìn)一步劃分為：沿岸灘（壩）、近岸灘壩、遠(yuǎn)岸灘壩、壩間灘4種類(lèi)型并建立垂向巖性組合樣式（圖6a中①—④）。

3.2 碳酸鹽巖灘壩

碳酸鹽巖灘壩巖性以薄層灰白色生物灰?guī)r、礫屑灰?guī)r、（含）鮞?；?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖為主（圖7；表1），厚度在1.00～2.50 m，平均為1.50 m。生物碎屑灰?guī)r、礫屑灰?guī)r和（含）鮞?；?guī)r等多呈塊狀結(jié)構(gòu)（圖7中①—⑤），部分礫屑灰?guī)r具逆粒序特征（圖7中②），灰?guī)r、泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r多呈灰白色塊狀（圖7中③—⑤），灰?guī)r頂部與泥巖、砂礫巖呈突變接觸，可見(jiàn)沖刷面和飄礫（圖7中①），部分（泥質(zhì)）灰?guī)r巖心表面可見(jiàn)灰黑色不規(guī)則斑狀結(jié)構(gòu)（圖7中⑤）。碳酸鹽巖灘壩以富含生物碎屑、鮞粒以及裂縫為特征。生物碎屑以不完整的腹足類(lèi)和介形蟲(chóng)為主，鮞粒則以球狀單鮞為主，部分受壓呈橢圓狀，核心為藻粒、長(zhǎng)英質(zhì)碎屑顆粒，也可見(jiàn)多個(gè)藻粒相互粘結(jié)形成復(fù)鮞（圖7中⑥—⑧）［10-11］。此外，部分灰?guī)r中可見(jiàn)不規(guī)則裂隙，裂隙被灰色泥巖充填（圖7中⑨），生物鉆孔垂直或高角度斜交于層面。

圖7

圖7   霸縣凹陷沙一段碳酸鹽巖灘壩巖心相及鉆井巖-電特征

a.X21井； b.W65井

Fig.7   Core facies， lithology and electrical properties of the beach-bar of carbonate rock type in the Es1， Baxian Sag

鉆井巖-電剖面中碳酸鹽巖灘壩集中分布于沙一下亞段中部，厚度1.00～10.00 m不等，累積厚度小于25.00 m（圖2a）?？梢?jiàn)灰-深灰色生物碎屑灰?guī)r集中產(chǎn)出，或灰色鮞?；?guī)r、泥灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖與暗色泥巖不等厚互層（圖2，圖7）。碳酸鹽巖灘壩常規(guī)測(cè)井曲線具有“兩低一高”特征，其中SP曲線為泥巖基線之上低幅“箱形”或“舌形”特征，GR曲線形態(tài)為低幅“齒狀”特征，R4曲線在泥巖與碳酸鹽巖界面處出現(xiàn)高值跳躍（圖7）。地震反射剖面中單層碳酸鹽巖難以分辨，多期碳酸鹽巖與泥巖、泥灰?guī)r集合體呈現(xiàn)出中-低頻連續(xù)性好、強(qiáng)振幅反射特征（圖2b，c）。碳酸鹽巖灘壩由于層薄、累積厚度較小，在等時(shí)地層切片中多呈現(xiàn)出連片分布的中振幅（黃色）反射特征，局部碳酸鹽巖集中發(fā)育區(qū)呈現(xiàn)出斑點(diǎn)狀及條帶狀強(qiáng)振幅（紅色）反射（圖4）。

碳酸鹽巖灘壩被認(rèn)為是霸縣凹陷古湖盆湖水原生沉淀的產(chǎn)物（圖8）。通過(guò)鉆井巖/電及巖心顯示，碳酸鹽巖灘壩主要發(fā)育于沙一下亞段（SQ10）的中-下部，屬于湖侵體系域晚期—高位體系域中期的沉積產(chǎn)物（圖8a）。該階段霸縣凹陷湖平面由快速上升、趨于穩(wěn)定后，逐漸進(jìn)入下降階段，在這個(gè)過(guò)程中陸源碎屑巖供給匱乏，在溫暖、清淺的闊湖環(huán)境中，有利于碳酸鹽巖沉淀［19］。碳酸鹽巖灘壩主要分布于馬西走滑斷層北部消亡段形成的水下低隆起區(qū)，其次為文安斜坡中-外帶斷層下盤(pán)及湖盆古底型凸起等位置（圖8b）。馬西斷層北段碳酸鹽巖灘壩呈繼承性、連片分布，灘壩主體由灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及泥質(zhì)白云巖組成，與灰-深灰色鈣質(zhì)泥巖互層，局部高部位則發(fā)育薄層生物碎屑、（含）鮞?；?guī)r灘（圖7a）。其余碳酸鹽巖灘壩呈點(diǎn)狀分布于水下低凸起，或呈線狀沿?cái)鄬酉卤P(pán)分布，巖性主要以灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r為主，局部可見(jiàn)薄層鮞?；?guī)r以及生物碎屑灰?guī)r等（圖7b）。湖盆內(nèi)部形成大規(guī)模淺灘泥灰?guī)r與湖相泥巖及油頁(yè)巖的頻繁互層（圖2中 W1井），部分井段可見(jiàn)藻灰?guī)r，多處于長(zhǎng)期出露的低凸起周緣，可能與大規(guī)模藻類(lèi)繁盛有關(guān)。根據(jù)碳酸鹽巖灘壩的巖性組合、空間分布及垂向疊置特征，將碳酸鹽巖灘壩進(jìn)一步劃分為灘壩主體、點(diǎn)狀灘壩、淺灘及生物席4種類(lèi)型，并建立了垂向巖性組合樣式（圖8a中①—④）。此外，碳酸鹽巖灘壩具有繼承性發(fā)育特征，巖性剖面中常常覆蓋于早期碎屑巖灘壩之上（圖2a）。

圖8

圖8   霸縣凹陷沙一段碳酸鹽巖灘壩及風(fēng)暴灘壩沉積模式及巖心相標(biāo)志

a.碳酸鹽巖灘壩及混積灘壩垂向巖性序列及層序結(jié)構(gòu)位置； b.碳酸鹽巖灘壩沉積模式； c.風(fēng)暴灘壩沉積模式LST.低位體系域； TST.湖侵體系域； HST.高位體系域； FFS.初始湖泛面； MFS.最大湖泛面

Fig.8   Depostional model and core facies markers of the beach bars of carbonate rock and tempestite types in the Es1， Baxian Sag

3.3 風(fēng)暴灘壩

風(fēng)暴灘壩巖性主要由灰白色鈣質(zhì)砂巖、砂礫巖、含礫砂巖及粉砂巖組成，常見(jiàn)塊狀層理、粒序?qū)永怼⑵叫袑永砑白冃螌永淼龋▓D9；表1）。垂向上以復(fù)合粒序結(jié)構(gòu)為主要特征，即由下部反粒序疊置上部正粒序而成，沉積厚度變化較大，少量巖心觀察統(tǒng)計(jì)厚度為0.30～4.00 m。風(fēng)暴灘壩的另一個(gè)典型特征是礫石成分及結(jié)構(gòu)具有多樣性。通過(guò)顏色可以直觀地分為兩類(lèi)：第一類(lèi)為暗色泥（灰）礫，成分以深灰-灰黑色泥巖、鈣質(zhì)泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r及泥灰?guī)r組成，顆粒相對(duì)較小，粒徑在2～5 mm，少量顆粒大于2 cm（圖9a中①）。暗色泥礫呈扁平狀或不規(guī)則狀，也可見(jiàn)滾圓狀，可見(jiàn)塑性變形和內(nèi)部原始的水平層理，長(zhǎng)軸方向通常具有順層排列特征（圖9a中②）。暗色泥礫主要分布于復(fù)合粒序?qū)永碇胁考罢Ｐ虻撞?。第二?lèi)為灰白色（含）碳酸鹽巖礫石，由淺灰-灰白色鈣質(zhì)砂巖、砂屑灰?guī)r、灰?guī)r及白云巖構(gòu)成，粒徑在2～25 mm，顆粒分選差但磨圓相對(duì)較好，呈次棱角狀-次圓狀（圖9a中④）。灰白色礫石多分布于復(fù)合粒序的中部及逆粒序頂部。此外，部分灰?guī)r顆粒在后期成巖過(guò)程中被溶蝕形成鑄模孔隙，孔隙內(nèi)側(cè)緣及裂隙中常形成灰白色方解石沉淀（圖9a中③，④）。

圖9

圖9   霸縣凹陷沙一段風(fēng)暴灘壩巖心相及鉆井巖-電特征

a.風(fēng)暴灘壩巖心描述及典型照片； b.X8井鉆井巖-電組合及沉積-層序解釋?zhuān)?c.過(guò)X8井地震反射剖面及地震相特征；d.過(guò)X8井地震反射剖面地質(zhì)解釋

Fig.9   Core facies， lithology and electrical properties of the beach-bar of tempestite type in the Es1， Baxian Sag

風(fēng)暴灘壩鉆/測(cè)井解釋厚度為1.50～6.00 m，累積厚度小于15.00 m，錄井剖面顯示灰-深灰色砂巖、鈣質(zhì)砂巖與灰色（泥）灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r垂向間互疊置，夾薄層深灰色泥巖。測(cè)井曲線在風(fēng)暴灘壩段常出現(xiàn)基值跳躍現(xiàn)象，其中SP曲線呈下部“漏斗形”上部“鐘形”復(fù)合特征，部分呈“舌形”特征，GR曲線呈低幅“微齒形”，高電阻率及高聲波時(shí)差特征（圖9b）。風(fēng)暴灘壩的規(guī)模決定了地震反射特征，通常風(fēng)暴灘壩與其他灘壩地震反射結(jié)構(gòu)類(lèi)似，呈低頻、連續(xù)復(fù)合地震反射特征，局部可見(jiàn)強(qiáng)復(fù)合反射中出現(xiàn)不連續(xù)、弱振幅反射特征，過(guò)X8井地震剖面呈現(xiàn)出蠕蟲(chóng)狀反射結(jié)構(gòu)，內(nèi)部呈中-強(qiáng)波谷反射（圖9c）。依據(jù)鉆井巖-電特征與地震標(biāo)定結(jié)果，風(fēng)暴灘壩地層切片多顯示為弱反射背景下的連片中振幅（黃色）反射，風(fēng)暴灘壩主體或風(fēng)暴灘壩集中發(fā)育位置呈現(xiàn)出中等反射強(qiáng)度背景下的斑狀分布的強(qiáng)振幅（紅色）反射特征（圖4）。

風(fēng)暴灘壩沉積是由原始碎屑巖灘壩、碳酸鹽巖灘壩及正常淺湖沉積在湖浪及風(fēng)暴作用下被改造后，就近或短距離搬運(yùn)再堆積的產(chǎn)物。該類(lèi)型灘壩主要分布于文安斜坡南部，古地貌顯示沙一下沉積期為局部水下低隆區(qū)或呈間歇性暴露（圖3）。其中，X8井鉆遇沙一下亞段風(fēng)暴灘壩，鉆井顯示風(fēng)暴灘壩主要發(fā)育在早期高位體系域（圖9b），地震剖面顯示風(fēng)暴灘壩分布于凸起高部位及側(cè)緣，整體呈現(xiàn)出披覆背斜樣式，具頂部薄、兩翼厚的特征（圖9c）。部分鉆井顯示出巖性組合存在差異：低凸起體頂端巖性常以薄層生物碎屑灰?guī)r和鮞?；?guī)r為主；低凸起側(cè)翼部由鈣質(zhì)砂巖和砂屑灰?guī)r等相對(duì)較細(xì)的顆粒以及灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成，局部可見(jiàn)鈣質(zhì)頁(yè)巖及油頁(yè)巖夾層；低凸起另一側(cè)以砂礫巖、含礫砂巖和鮞?；?guī)r等強(qiáng)水動(dòng)力作用下的粗顆粒及粗碎屑組成（圖9b）。造成低凸起頂端及兩側(cè)翼沉積物存在較大差異的原因可能與間歇性的風(fēng)暴作用有關(guān)［1-2］。據(jù)此，建立了斷陷湖盆風(fēng)暴灘壩沉積模式及壩主體、迎浪（風(fēng)）側(cè)緣、背浪（風(fēng)）側(cè)緣、盆底扇等4種具體的沉積類(lèi)型（圖8c中⑤—⑧）。早期灘壩及淺湖沉積被風(fēng)暴浪攪動(dòng)、破碎，大部分粗碎屑分布于水下低凸起背水坡，部分疊置于早期灘壩之上形成復(fù)合粒序（圖8中⑦）。少量粗碎屑因回流被攜帶至迎水坡或形成底流被攜帶至深水洼槽等位置（圖8中⑤），形成小型重力流水下扇沉積（圖8中⑧），而水下低隆頂部在頻繁的強(qiáng)水動(dòng)力背景下，發(fā)育生物碎屑灰?guī)r及鮞?；?guī)r（圖8中⑥）。在風(fēng)暴浪間隙，湖盆內(nèi)部多為正常淺湖（鈣質(zhì)）泥巖和油頁(yè)巖沉積。

3.4 混積灘壩

混積灘壩巖性以淺灰色（鈣質(zhì)）細(xì)砂巖、粉砂巖、砂屑灰?guī)r、（含）鮞?；?guī)r、泥灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r組成，厚度在0.30～3.50 m（圖10；表1）。根據(jù)巖性組合及垂向疊置特征將混積灘壩劃分為兩種組合類(lèi)型。第一類(lèi)為灰白色砂屑灰?guī)r、（含鮞粒）鈣質(zhì)粉-細(xì)砂巖為主，其次為含鮞?；?guī)r、生物碎屑灰?guī)r，可見(jiàn)塊狀層理、平行層理、粒序?qū)永?、波狀交錯(cuò)層理以及方解石紋層等，厚度在0.50～3.50 m（圖10中W32井）。此類(lèi)型灘壩頂/底通常與泥巖、鈣質(zhì)泥巖、灰泥呈突變接觸，界面清晰但不平整，常見(jiàn)蟲(chóng)孔、沖刷面和變形構(gòu)造（圖10中①—⑤）。巖心觀察可見(jiàn)明顯的垂向水體變淺、水動(dòng)力增強(qiáng)等特征，如小層內(nèi)部可見(jiàn)鈣質(zhì)泥巖向泥灰?guī)r過(guò)渡（圖10中②），泥質(zhì)、粉砂質(zhì)灰?guī)r向粉砂質(zhì)、砂質(zhì)灰?guī)r過(guò)渡（圖10中③），部分砂質(zhì)灰?guī)r頂部可見(jiàn)細(xì)礫石（圖10中⑤）。第二類(lèi)巖性以灰?guī)r和砂屑灰?guī)r為主，并與細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖、灰泥巖呈漸變過(guò)渡，垂向上呈逆粒序，部分可見(jiàn)正粒序組合（圖10中WG2井）。發(fā)育塊狀層理、平行層理、楔狀層理和變形層理，可見(jiàn)生物鉆孔及泥巖條帶（圖10中⑥—⑩）。單層灘壩厚度在0.05～0.30 m，復(fù)合體厚度在0.30～3.00 m。此類(lèi)型沉積常見(jiàn)下部為鈣質(zhì)泥巖條帶與鈣質(zhì)粉砂巖、細(xì)砂巖互層，上部為鈣質(zhì)細(xì)砂巖組合（圖10中⑦，⑧），其次為下部鈣質(zhì)泥巖紋層與鈣質(zhì)細(xì)砂巖、粉砂巖互層，上部為砂屑灰?guī)r、鈣質(zhì)細(xì)砂巖組合（圖10中⑩），少見(jiàn)鈣質(zhì)細(xì)砂巖與泥巖互層，上部為鈣質(zhì)泥巖組合（圖10中⑥）。

圖10

圖10   霸縣凹陷沙一段混積灘壩巖心相及鉆井巖-電特征

a.W32井； b.WG2井

Fig.10   Core facies， lithology and electrical properties of the beach-bar of mixed carbonate?siliciclastic rock type in the Es1， Baxian Sag

混積灘壩多識(shí)別于巖心觀察中，鉆井巖-電剖面與其余類(lèi)型灘壩特征相近。通過(guò)巖心與測(cè)井綜合識(shí)別，混積灘壩厚度較薄（1.00～4.00 m），多出現(xiàn)于厚層泥巖和泥灰?guī)r中間，或碎屑巖、碳酸鹽巖灘壩的頂/底部位，垂向上呈現(xiàn)出灘壩沉積與淺湖泥巖之間的過(guò)渡沉積。混積灘壩SP曲線具有泥巖基線之上的低幅“齒狀”或呈變形“漏斗形”特征，GR曲線呈低幅“齒化”，高電阻率特征（圖2a，圖10）?；旆e灘壩地震剖面與其他類(lèi)型灘壩相近，灘壩沉積與泥巖組成低頻、連續(xù)復(fù)合反射特征。依據(jù)鉆井巖-電特征與地震標(biāo)定結(jié)果顯示，混積灘壩等時(shí)地層切片顯示為弱振幅反射背景下的中-弱振幅（黃色—綠色）反射，或連續(xù)中-強(qiáng)振幅（黃色—紅色）反射上部的中-弱（黃色—綠色）反射（圖4）。

前人按照沉積物類(lèi)型和空間組合樣式，可將混積灘壩進(jìn)一步分為成分混積灘壩和層系混積灘壩兩種成因類(lèi)型［1，9-14，46］（圖11）?；旆e灘壩廣泛分布于霸縣凹陷文安斜坡帶之上，平坦的古構(gòu)造背景下的快速湖侵作用與物源的遲滯性響應(yīng)造成了沙一段灘壩差異混積現(xiàn)象，混積巖時(shí)序上主要分布于湖侵體系域沉積中、晚期—高位體系域沉積中期（圖10）。

圖11

圖11   霸縣凹陷沙一段混積灘壩沉積模式及巖心相標(biāo)志

a.高位域中-晚期及對(duì)應(yīng)成分混積灘壩巖性組合序列； b.湖侵域早期及對(duì)應(yīng)成分混積灘壩巖性組合序列； c.高位域晚期及對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)混積灘壩巖性組合序列； d.成分混積灘壩模式及巖性序列空間分布； e.結(jié)構(gòu)混積灘壩模式及巖性序列空間分布LST.低位體系域； TST.湖侵體系域； HST.高位體系域； FFS.初始湖泛面； MFS.最大湖泛面

Fig.11   Depositional model and core facies markers of the beach-bar of mixed carbonate?siliciclastic rock type in the Es1， Baxian Sag

成分混積型灘壩形成于湖侵體系域沉積中期，隨著陸源沉積物供給減弱，湖盆內(nèi)部碳酸鹽沉淀趨勢(shì)明顯，湖浪將三角洲前緣陸源碎屑物再次搬運(yùn)，并與碳酸鹽共同混合再堆積，而高位體系域沉積中期則與此相反（圖11a，b，d）。整體處于欠補(bǔ)償背景下的成分混積灘壩，陸源碎屑含量或巖性組合與分布位置有關(guān)，與三角洲間的距離呈反比，深處湖盆內(nèi)部的水下低隆部位，陸源碎屑難以觸及。該時(shí)期古湖盆整體呈現(xiàn)水體緩慢變淺的趨勢(shì)，發(fā)育下部以鮞?；?guī)r和泥灰?guī)r沉積為主、上部為以含鮞粒砂巖、砂屑灰?guī)r及鈣質(zhì)細(xì)砂巖為主的成分混積型灘壩（圖11a，d）。依據(jù)灘壩發(fā)育位置和陸源碎屑影響程度，可進(jìn)一步細(xì)分為遠(yuǎn)岸灘壩、孤立灘壩及近（沿）岸灘壩3種成分混積類(lèi)型（圖11a中①—③）。

層系混積型灘壩，即為碳酸鹽巖和碎屑巖灘壩的頻繁互層沉積，常見(jiàn)于湖侵體系域沉積早期和高位體系域沉積中期稍晚階段，碎屑巖灘壩—碳酸鹽巖灘壩—湖相泥巖垂向互層疊置（圖11c，e）。其中，碳酸鹽巖主要巖性為生物碎屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，碎屑巖及湖相泥巖中富含鈣質(zhì)，這是次一級(jí)層序旋回過(guò)程中陸源碎屑與內(nèi)源性碳酸鹽巖相互補(bǔ)償沉積的結(jié)果（圖11c，e）。研究區(qū)整體呈現(xiàn)出湖平面緩慢上升和快速下降的趨勢(shì)，下部以鈣質(zhì)砂巖、粉砂巖與灰?guī)r、鮞?；?guī)r互層沉積，上部多為鮞粒灰?guī)r和砂屑灰?guī)r沉積。依據(jù)灘壩發(fā)育位置和碳酸鹽巖含量，可進(jìn)一步細(xì)分為遠(yuǎn)岸灘壩、孤立灘壩及近（沿）岸灘壩3種層系混積類(lèi)型（圖11d中①—③）。此外，混積灘壩與其他類(lèi)型灘壩垂向疊置具有明顯的規(guī)律性，湖侵體系域沉積時(shí)期混積灘壩疊置于碎屑巖灘壩之上，其上部多為最大湖泛時(shí)期泥巖及碳酸鹽巖灘壩。而高位體系域沉積時(shí)期混積灘壩疊置于碳酸鹽巖灘壩之上，其上部往往發(fā)育碎屑巖灘壩沉積。

4 灘壩分布與油氣富集規(guī)律

4.1 灘壩空間分布

基于前文中古地貌以及對(duì)不同巖性體識(shí)別和平面分布特征的厘定，結(jié)合各類(lèi)灘壩的成因特征，對(duì)文安斜坡南段兩張典型地層切片進(jìn)行沉積學(xué)解釋?zhuān)▓D4），從而詳細(xì)刻畫(huà)斷陷湖盆灘壩沉積的時(shí)空分布及演化特征（圖12）。

圖12

圖12   霸縣凹陷文安斜坡中南段沙一段典型地層切片沉積相解釋

a.碎屑巖灘壩及混積灘壩切片； b.碳酸鹽巖灘壩及混積灘壩切片No.35.切片編號(hào)； HST.高位體系域； TST.湖侵體系域； LST.低位體系域； SB.層序界面； MFS.最大湖泛面； FFS.初始湖泛面

Fig.12   Sedimentary facies interpretation on typical stratigraphic slices of the Es1in the south ?to?middle section of Wen’an slope， Baxian Sag

No.25切片對(duì)應(yīng)沙一下亞段湖侵體系域沉積中期的地層切片（圖4a）。通過(guò)巖心分析及鉆井標(biāo)定結(jié)果，湖侵體系域沉積中期主要發(fā)育碎屑巖灘壩、混積灘壩、三角洲及淺湖沉積4種類(lèi)型（圖12a）。湖侵體系域沉積時(shí)期文安斜坡南段發(fā)育的小型三角洲以三角洲前緣沉積為主，并逐漸收斂于長(zhǎng)豐鎮(zhèn)物源口附近，切片顯示區(qū)域性連片分布高振幅特征。碎屑巖灘壩及碳酸鹽巖灘壩以中-強(qiáng)振幅為主，具有以下4個(gè)特征：①文安斜坡中-外帶靠近地層超覆線附近的灘壩，其長(zhǎng)軸方向與湖岸線近平行；②少量灘壩分布于三角洲前緣前端，古地貌顯示為局部水下低隆起；③文安斜坡中帶活動(dòng)正斷層及弱活動(dòng)正斷層下盤(pán)形成的斷鼻位置，特別是兩條相向分布斷層組成的馬鞍狀兩翼是扇狀灘壩的主要發(fā)育區(qū)；④文安斜坡帶零星分布的、與斷層無(wú)關(guān)的點(diǎn)狀灘壩多是水下低凸起位置。因此，古地貌特征、湖浪及三角洲調(diào)節(jié)了灘壩的空間分布。此外，馬西斷層及任西斷層下降盤(pán)出現(xiàn)的以砂質(zhì)為主的中-強(qiáng)振幅反射，可能為與風(fēng)暴作用相關(guān)的盆底扇沉積。其他位置為泥質(zhì)弱振幅反射，多為正常淺湖泥質(zhì)沉積。

No.35切片對(duì)應(yīng)沙一下亞段高位體系域沉積中期地層切片（圖4b）。此時(shí)，霸縣凹陷湖盆面積達(dá)到最大，湖水最深，湖平面達(dá)到最高后并逐漸開(kāi)始下降，碳酸鹽產(chǎn)率也相應(yīng)達(dá)到最強(qiáng)。廣泛發(fā)育碳酸鹽巖灘壩及混積灘壩沉積，三角洲強(qiáng)振幅反射成裙帶狀分布于地層超覆線附近，文安斜坡其余區(qū)域呈泥質(zhì)弱振幅反射特征，以淺湖泥質(zhì)沉積為主（圖12a）。碳酸鹽巖灘壩及混積灘壩沉積具有一定的繼承性，主要表現(xiàn)在馬西斷層北部消亡端形成的水下隆起區(qū)碎屑巖灘壩及混積灘壩之上發(fā)育的大規(guī)模碳酸鹽巖灘壩及混積灘壩沉積，切片顯示中-強(qiáng)振幅連片分布。此外，斷鼻及水下低隆起等碎屑巖灘壩發(fā)育位置，高位體系域沉積中期切片仍然顯示砂質(zhì)中等振幅反射，認(rèn)為上述位置是碳酸鹽巖灘壩和混積灘壩的發(fā)育區(qū)。霸縣凹陷沙一下亞段處于高湖平面時(shí)期相對(duì)較短，碳酸鹽巖灘壩的規(guī)模和分布范圍較小，因此整體的切片振幅強(qiáng)度相對(duì)于湖侵體系域沉積時(shí)期偏低。對(duì)于斜坡南段W18井區(qū)及零星分布的中-強(qiáng)振幅反射，多是與風(fēng)暴和湖浪作用相關(guān)的風(fēng)暴灘壩和重力流盆底扇沉積。

4.2 油氣富集規(guī)律

斷陷湖盆的充填過(guò)程決定了烴源巖、儲(chǔ)層和蓋層的空間分布，強(qiáng)烈斷陷伸展階段常發(fā)育良好的烴源巖［23，47-55］。霸縣凹陷西部霸縣洼槽和鄚州洼槽發(fā)育了古近系沙四段、沙三段和沙一段3套生油層系［36，56-58］。根據(jù)霸縣凹陷巖石熱解樣品統(tǒng)計(jì)，沙一段主要為Ⅱ型干酪根，含少量Ⅰ型干酪根，總有機(jī)碳（TOC）含量為0.2 %～3.0 %，其中TOC≥0.4 %的樣品占總樣品的40 %以上。鉆井及測(cè)井解釋成果顯示沙一段以TOC含量在0.5 %～1.0 %的暗色泥巖分布最廣，厚度超過(guò)200 m，最大厚度可達(dá)240 m（牛東斷層下降盤(pán)）。TOC含量大于2.0 %的烴源巖厚度為0～40 m，在高家堡、鄚州、文安斜坡南段及馬西洼槽等地區(qū)其厚度超過(guò)30 m。沙一段灘壩的儲(chǔ)層物性較好，平均孔隙度為12.8 %，平均滲透率為16.05 × 10-3 μm2，依據(jù)冀中坳陷儲(chǔ)層評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，多為中-高孔、中-低滲儲(chǔ)層。

霸縣凹陷沙一段底埋深為1 500～6 000 m，除文安斜坡外帶，霸縣凹陷沙一段埋深均超過(guò)生烴門(mén)限（2 800 m），烴源巖處于大規(guī)模生、排烴期。因此，霸縣凹陷沙一段不僅是優(yōu)質(zhì)的烴源巖層系，而且是優(yōu)質(zhì)的區(qū)域蓋層和良好的儲(chǔ)集體，具有優(yōu)越的油氣聚集及成藏條件，而灘壩沉積多形成自生自?xún)?chǔ)的透鏡體巖性油氣藏。在文安斜坡W103井—W14井區(qū)沙一下亞段的碳酸鹽巖灘壩-混積灘壩中，獲得日產(chǎn)13.5 t的工業(yè)油流，灘壩厚度為6.2 m，面積為3.6 km2。此外，沙一段廣泛分布的泥巖作為區(qū)域性蓋層，限制了深部油氣的垂向運(yùn)移，使部分沿油源斷層運(yùn)移的油氣直接進(jìn)入灘壩成藏，形成沙一段與沙三段混源的構(gòu)造-巖性油氣藏。文安斜坡S98X井—WA24X井區(qū)碎屑巖灘壩獲得了日產(chǎn)8.52 t的工業(yè)油流，灘壩厚度為1.6 m，面積為1.6 km2。霸縣凹陷沙一段灘壩沉積易形成小而肥、數(shù)量多的規(guī)模目標(biāo)，具有潛在的勘探前景。其中，文安斜坡外帶多以湖侵體系域碎屑巖灘壩組成的構(gòu)造-巖性油氣藏為主，斜坡內(nèi)帶則以湖侵體系域和高位體系域混積灘壩組成的巖性透鏡體油藏為主，而馬西走滑斷層北部消亡端高位體系域沉積時(shí)期發(fā)育的大規(guī)模碳酸鹽巖灘壩和混積灘壩使得構(gòu)造-巖性復(fù)合油藏發(fā)育區(qū)極具勘探價(jià)值。

5 討論與結(jié)論

陸相斷陷湖盆廣泛發(fā)育（混積）灘壩沉積，其中構(gòu)造、古地貌、水動(dòng)力條件、古水深和物源等多重因素控制了灘壩的形成和分布［1-2，10-13，19，59-61］。霸縣凹陷沙一段大規(guī)模（混積）灘壩形成于第三幕裂陷初期，平坦的底型、強(qiáng)烈的構(gòu)造沉降和快速湖侵作用造成古湖盆淺水、欠補(bǔ)償，是（混積）灘壩沉積形成的主因。盆地強(qiáng)烈的構(gòu)造沉降加劇了與周緣物源區(qū)地形的高差，也加劇了物源區(qū)的剝蝕作用，此時(shí)沉積物供給強(qiáng)烈，粗碎屑量增多。霸縣凹陷沉積并不具有即時(shí)性，與此相反，沉積盆地內(nèi)部的物質(zhì)記錄往往具有明顯的滯后性。強(qiáng)烈的構(gòu)造演化加劇了物源區(qū)溶解物質(zhì)的析出并隨徑流被帶入盆地，湖盆清澈、富營(yíng)養(yǎng)化、生物繁盛，有利于沉積有機(jī)質(zhì)的形成。差異化的沉積信號(hào)響應(yīng)［15，62］，可能是造成斷陷湖盆強(qiáng)烈斷陷期形成規(guī)模性烴源巖堆積的主控因素。因此，對(duì)灘壩沉積的精細(xì)解剖有助于恢復(fù)湖盆沉積期的古地理背景，分析沉積信號(hào)對(duì)構(gòu)造演化的遲滯響應(yīng)特征，可以更加深入地明確斷陷盆地構(gòu)造-層序-沉積充填演化過(guò)程及其產(chǎn)物。此外，地震沉積學(xué)能有效地刻畫(huà)薄層砂體，尤其是地震資料品質(zhì)高、沉積底形平坦、砂-泥巖頻繁互層的巖性組合砂體。而定量地震地貌學(xué)分析能通過(guò)三維地震資料平面成像定量化分析沉積地貌，有助于精細(xì)刻畫(huà)薄層砂體并提升勘探成效。

通過(guò)對(duì)陸相斷陷湖盆灘壩成因類(lèi)型分析，得到以下結(jié)論：

1） 霸縣凹陷沙一段灘壩巖性以（鈣質(zhì)）細(xì)砂巖、粉砂巖、生物灰?guī)r、白云巖及泥質(zhì)灰?guī)r為主。依據(jù)巖性組合將灘壩劃分為碎屑巖灘壩、碳酸鹽巖灘壩、混積灘壩及風(fēng)暴灘壩4種類(lèi)型。

2） 碎屑巖灘壩是三角洲前緣砂體改造、再堆積的結(jié)果；碳酸鹽巖灘壩為低物源供給背景下湖盆內(nèi)碳酸鹽原生沉淀的產(chǎn)物；混積灘壩是陸源碎屑與內(nèi)源碳酸鹽混積的產(chǎn)物；風(fēng)暴灘壩的形成與湖浪對(duì)早期灘壩的破壞作用有關(guān)。

3） 地震沉積學(xué)能有效刻畫(huà)薄層灘壩沉積。霸縣凹陷沙一段灘壩空間分布具有繼承性。其中，斷層翹傾盤(pán)及局部古地形凸起是灘壩的重要發(fā)育部位，而凹陷內(nèi)部走滑斷層末端形成的局部擠壓隆起是大規(guī)模灘壩發(fā)育區(qū)，也是規(guī)模油氣勘探的潛力目標(biāo)區(qū)。

4） 陸相斷陷湖盆大規(guī)模灘壩形成于各幕裂陷初期，灘壩是沉積盆地形成演化過(guò)程及早期古地理格局的物質(zhì)表現(xiàn)。對(duì)灘壩沉積的詳細(xì)解剖有助于盆地沉積期的古地理恢復(fù)，明確斷陷湖盆構(gòu)造-層序充填過(guò)程及特征。