古地貌是控制沉积体系发育的关键因素之一, 目前定性的恢复古地貌方法主要有沉积学古地貌恢复法和高分辨率层序地层学古地貌恢复法。也出现了一些半定量化方法, 如最小古坡度计算法、地形最小高差法等。传统方法只能定性或者半定量的描述古地貌形态, 不能精细恢复目标区各个时期的古地貌特征。高精度古地貌恢复是在结合钻井、测井和地震资料建立的研究区等时层序地层格架的基础上, 应用“回剥”分析技术, 定量恢复盆地的沉降史, 进而恢复盆地不同等时界面的古地貌, 直观的揭示古地貌对沉积的控制作用。
东营凹陷是中国陆相盆地中三角洲发育区的典型代表, 尤其是沙三中段的三角洲, 发育稳定, 形态清楚, 期次明显, 是研究三角洲发育过程的优秀靶区。在三角洲形态分析过程中, 三角洲沉积坡度和古水深是极其重要的两个参数, 对于三角洲体系相带及内部构成均具有重要的意义。
1三角洲区原始沉积坡角的求取
1.1三角洲区原始沉积坡角恢复技术
在三角洲形态分析过程中, 三角洲沉积坡度是极其重要的一个参数, 对于三角洲体系相带及内部构成均具有重要的意义, 由于三角洲朵体沉积之后压实及后期变形, 很难准确界定三角洲原始沉积坡度。本项目首次提出了利用回剥和正演相结合的方法, 对三角洲原始沉积坡度进行了定量计算。
1.2三角洲原始沉积坡角分析
第一:采用回剥法求取每个四级层序厚度, 沿三角洲进积方向选择地震剖面, 采集各地层单元的数据点, 在时深转换之后运用回剥法恢复各个四级层序原始地层厚度。
第二:结合井震资料在剖面上划分欠补偿、补偿和过补偿沉积带, 特别是滨线轨迹线的位置, 每个四级层序末期仍为三角洲前缘沉积即为欠补偿沉积区, 三角洲平原为补偿沉积区, 更靠物源方向显示明显削截区为过补偿沉积区, 或沉积物过路区。
第三:确定2个关键点, 即三角洲平原与三角洲前缘分界的湖岸线和三角洲前缘尖灭点, 如前所述, 根据地震剖面反射特征可以很容易地识别出每个四级层序末期的滨线位置, 而三角洲前缘尖灭点为三角洲前积楔形体的尖灭点。
第四:采用正演法求取每个四级层序三角洲原始沉积坡度, 由于三角洲前积过程中沉积物厚度和沉积坡度受到前一个三角洲朵体形成之后的古地貌影响, 因此, 研究过程需要选取一个相对较为平坦的面作为参考面, 以沙三下的底面作为参考面, 随后采用正演法将沉积层逐层相加。每加1层即可获取该层沉积末的古沉积坡度。
1.3三角洲原始沉积坡角求取
对东营三角洲东两条西向剖面进行了定量计算, 计算结果表明沙三下三角洲前缘坡角相对较小;沙三中三角洲前缘坡角呈现从陡变缓再变陡再变缓过程, 其中沙三中低位体系域第9进积体坡角稍大一些, 湖扩体系域很缓, 进入高位体系域坡角逐渐变陡, 在第4 进积体达到最大, 可以达到1.49, 随后坡角再变缓, 向盆地方向推进更远。
2 古水深定量恢复
盆地古水深的恢复是盆地古环境恢复的核心内容之一。前人通过研究, 已经提出了许多方法来求取古水深, 本研究采取滨线轨迹法求取古水深。
2.1滨线轨迹法求取古水深
2.1.1基本原理
滨线, 又称湖岸线, 是指水陆边界线, 为一个典型的水深基准面。滨线可记录可容纳空间的顶部, 并可以将之作为一条水体标准等深线。滨线轨迹的垂向分量指示了可容纳空间的变化。以盆地初始地形水平为例, 则对于三角洲进积体而言, 由滨线处记录的垂向厚度代表了可容纳空间 (A) 的大小, 于是对于其他任何厚度为S的地层, 其对应的古水深D可用公式D=A~S, 来求取, 其中A代表可容纳空间, S代表沉积物供给量, D代表水深。对于具有n套进积体的三角洲体系而言, 第nn期时的古n水深Dn可用如下公式求取:Dn=An~Sn;其中, , Ai为第i套进积体形成时的可容纳空间变化, Si为第n套进积体的沉积物厚度。
2.1.2负载地层压实
三角洲形成过程中, 会对其下地层产生负载压实, 从而引起现今地层厚度小于实际沉积时的地层厚度。所以, 滨线轨迹可以定义为两类:视滨线轨迹和真滨线轨迹。视滨线轨迹中同时含有了负载压实和可容纳空间两种信息, 因此需要对其进行去负载压实, 得到只含有可容纳空间信息的真滨线轨迹。为地层去负载压实情况下求取古水深, 在该情况下求取的古水深为真实古水深。
2.1.3盆地不同地区差异沉降
3古地貌特征分析
对东营凹陷三角洲区沙三中九个进积体的古地貌进行了系统性恢复, 包括不同时期地层的残余厚度;不同时期古水深的恢复以及不同时期的可容纳空间特征。在古地貌恢复过程中, 运用滨线轨迹法对Z1~Z9九个进积体进积开始时的古水深恢复。沙三中时期, 古水深经历了由浅到深再到浅的变化过程。另外, 第五、六套进积体沉积时期水最深, 大约在400m左右。这个时期, 正好对应三角洲前缘砂体沉积坡度最大的时期, 此时浊积岩的沉积厚度最大, 且沉积的主要部位正是水深最大处, 即地形的低洼处。自此之后, 水深变浅, 加之物源供应充足, 三角洲前缘砂体的沉积厚度最大, 推进距离较远。
摘要：三角洲古地貌恢复需要借助两类参数, 即三角洲区原始沉积坡角和古水深。单参数的研究仅是古地貌恢复的基础工作, 而两类参数的对比分析才是古地貌恢复的核心。东营凹陷沙河街组沉积期古地貌恢复的成功实例证实了本文研究思路的可行性和准确性.
关键词：三角洲,古地貌恢复,东营凹陷,沙河街组
参考文献
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