石油与天然气地质第22卷第3期OIL&GASGEOLOGY2001年9月＊国家教育部优秀青年教师基金资助项目的成果之一收稿日期:2001-02-21文章编号:0253-9985(2001)03-0203-04断陷湖盆基底非线性沉降与Ⅱ型层序的形成＊以冀东油田南堡凹陷为例王家豪1,王华1,周海民2,赵忠新1,甘华军1,韩晋阳1(1.中国地质大学资源学院石油系,湖北武汉430074;2.中国石油冀东油田,河北唐山063004)摘要:断陷湖盆基底幕式沉降过程中的加速和减速(非线性构造沉降)对层序形成有明显的控制作用,可以增强或减弱层序边界的信息。导致体系域的提前或滞后。Ⅱ型层序界面是在基底非线性加速沉降,并且构造沉降加速度大于或等于湖平面下降加速度的背景下形成的。基底的非线性沉降和湖平面升降的藕合关系对河流的作用方式以及河流沉积的展布特征有很强的控制作用。运用这一特点,可应用砂体等厚图来验证层序划分的正确性。这一特点还可作为Ⅱ型层序的识别依据。关键词:断陷湖盆;非线性沉降;Ⅱ型层序;南堡凹陷第一作者简介:王家豪,男,32岁,硕士,油气地质及层序地层学中图分类号:P539.2文献标识码:A以Exxon研究组为代表的层序地层工作组提出了Ⅱ型层序的概念体系[1],但对Ⅱ型层序的成因以及识别的论述较少,有关陆相断陷湖盆Ⅱ型层序的文献就更少了[2]。Vail认为在盆地边缘高速沉降的地区导致Ⅱ型不整合[1],但作者认为:基底沉降速率向盆地中心逐渐增大,稳定构造沉降速率的高低只能引起沉积物距离湖岸远近的分布差异,盆地边缘高速沉降不能确切地解释河流是否产生下切作用Ⅰ,Ⅱ型层序的区别所在。离散型大陆边缘盆地的构造沉降速率变化周期长,在层序分析中往往忽略其影响;在对陆相断陷盆地基底沉降的分析中也普遍采用阶段性匀速沉降的方式。本文结合对南堡凹陷层序地层的研究结果,吸收了对陆相湖盆“幕式沉降”的研究成果[3～6],导入了非线性构造沉降的概念,旨在探讨Ⅱ型层序的成因。1对层序界面的影响陆相断陷湖盆的基底沉降呈幕式特征已被大多数地质学者所认可[3,4]。南堡凹陷的基底沉降也存在高速、低速的多期交替过程[3],在高低速的转换过程之中必定存在加速和减速即非线性构造沉降的活动特征。假定沉积物供给速率稳定,结合盆地基底沉降加速、减速与湖平面上升、下降的耦合关系,可分为4种情况讨论非线性构造沉降对层序的影响(图1)。图1A所示为常见的稳定构造沉降下的图解分析,湖平面变化与构造沉降共同作用合成了相对湖平面(新增可容纳空间与之同步)变化,相对湖平面变化速率与沉积物供给速率的比值变化导致加积、前积、退积的不同叠置组合,形成地层层序。在图1A中T0-T1段形成湖侵体系域(TST),T1-T2段形成高位体系域(HST),T2-T3段形成低位体系域(LST),并在T2点形成Ⅰ型层序界面。图1B为构造沉降加速发生在湖平面下降期,沉降加速中和了湖平面的下降,其中又可分为:(1)当构造沉降的加速度小于湖平面下降的加速度时,相对湖平面下降,形成Ⅰ型层序,但构造沉降加速缓和了相对湖平面下降和新增可容纳空间速率的减小,前积沉积速率较小,减弱了层序界面的信息;(2)当构造沉降的加速度等于湖平面下降的加速度时,相对湖平面稳定,可容纳空间稳定发育,形成加积沉积;(3)当构造沉降的加速度大于湖平面下降的加速度时,相对湖平面持续上升,可容纳空间将继续增加,形成退积沉积。在后两种情况下,缺少Ⅰ型层序高速前积作用的低位体系域沉积,而以加积或退积沉积为特征,构造沉降加速与随后湖平面上升叠加,相对湖平面迅速上升,退积作用显著,沉积体系向湖岸方向迅速迁移,即向沉积物供给与可容纳空间发育的新的平衡方向调整,形成Ⅱ型层序界面和Ⅱ型层序地层。图1C为构造沉降减速发生在湖平面下降期,沉降减速叠加在湖平面下降的基础上,使相对湖平面迅速下降和新增可容纳空间速率迅速减小,下伏层序高位体系域提前结束,加剧了低位体系域的前积作用,增强了Ⅰ型层序边界的信息。图1D为构造沉降加速发生在湖平面上升期,沉降加速使相对湖平面上升速率和新增可容纳空间速率增加,可容纳空间迅速增加,退积加速,并延长退积沉积的时间,使高位体系域滞后发育。图1E为构造沉降减速发生在湖平面上升期,使相对湖平面上升速率和新增可容纳空间速率减小,可容纳空间稳定增加,加积或前...
