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蠡县斜坡沙一段混合沉积控制因素

更新时间:2009-03-28

混合沉积的概念涵盖了混积岩、混积层系和零星混积3类地质现象[1]。混积岩是指碳酸盐与陆源碎屑组分混合而成的岩石[2],其与碳酸盐岩或陆源碎屑岩互层或夹层,以及陆源碎屑岩与碳酸岩互层或夹层,就形成了混积层系[3-4];零星混积是指陆源碎屑、碳酸盐、混积物三者,一类岩石零星分布于另一类岩石中的现象[1]。混合沉积是一种沉积机理特殊而又有重要意义的沉积现象,混合沉积往往伴生良好的储集层和烃源岩组合,同时也是一些固体层控矿床的产出背景[5-6]。但是由于长期以来对于陆源碎屑岩与碳酸盐岩的研究没有形成一个共同的体系,所以对于混合沉积的研究相对薄弱。混合沉积的研究始于上世纪50年代,Mount于1984年明确提出了混合沉积的概念[7]。到90年代后,国内外学者对混合沉积机制进行了深入研究,其中具有代表性的有海平面变化对混合沉积体系的影响及沉积环境、构造升降对混合沉积的控制作用,以及风暴流、浊流等事件作用和气候变化对混合沉积的控制及影响;近20年来,关于混合沉积的研究集中在混合沉积微相类型和相模式方面[8-10]。混合沉积的分布范围广泛,既有古代沉积也有现代沉积,陆地和海洋都可见混合沉积,浅水和深水都可分布[11]

蠡县斜坡位于饶阳凹陷的西部,高阳低凸起的东翼,紧邻任西洼槽是一个西抬东倾、北东走向的继承性斜坡[12]。具有多物源、近物源和多沉积体系的沉积特点,具有非常优越的油源供给条件。研究区主要的勘探目的层位就是沙河街组,随着勘探成熟度的不断增加,再次发现大规模常规油气资源的可能性非常渺茫,而隐蔽油藏的勘探和老区块挖潜工作将是以后油气开发工作的重点,而混合沉积岩的研究与隐蔽油气藏的勘探有非常密切的联系。研究区的沙一段是混合沉积最发育的层段,对其混积机理的研究是研究区开展混合沉积研究非常重要的一环。

1 区域构造特征

蠡县斜坡是饶阳箕状断陷的西部缓坡,如图1所示,其东邻肃宁洼槽和任西洼槽,西倚高阳低凸起,南靠刘村-深泽低凸起,北抵雁翎潜山构造带,是在前古近系中生界古隆起上继承发育起来的一个北西高、南东低、北东走向的宽缓斜坡。该斜坡南北长大约为80 km,东西宽度为20~30 km,勘探面积约为2 000 km2,其倾向上的古地形起伏不大,原始坡度很小[13],坡降一般仅为<1~3 m/km。

  

图1 研究区位置图

研究区内沙一段经历了从断坳扩展到回返消亡古地貌的演化过程,沉积初期湖盆快速沉降,该时期形成了2套对比标志层,分别为底部的尾砂岩段和其上部的以深灰色、灰色泥岩、页岩、油页岩为主的特殊岩性段。其中断坳扩展阶段经历时间较短,很快就转入断坳回返消亡阶段,该阶段发育广泛的辫状河三角洲沉积,岩性呈砂泥间互。沙一段顶部地层与东营组地层呈角度不整合接触。沙一下亚段构造活动由断陷抬升转变为构造沉降,湖平面迅速上升,蠡县斜坡开始重新接受沉积,该时期是湖盆的第2次扩展期,从而形成了规模最大的一次成湖期。沙一上亚段,区域性抬升明显增强,抬升作用增强其一直延续到了东营组沉积时期,导致辫状河三角洲快速向湖推进,湖盆快速缩小。

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2 混积岩特征

构造作用对于研究区混合沉积的形成具有非常重要的影响,既能直接影响沉积过程,还能改变其他因素来控制混合沉积过程。构造作用直接改变古地貌,形成适宜泥灰岩低洼区域和砂岩、颗粒灰岩等的水下隆起和高地。构造作用下形成的陡坡带在外力激发下(地震、风暴等),使坡上的松散沉积物形成碎屑流,与深湖区域的碳酸盐沉积混合,形成混积岩类。此外构造作用还通过影响物源供给、湖平面变化和水动力条件来影响混合沉积。

Fault Diagnosis of Marine Diesel Engine Based on Principal Component Analysis

  

图2 蠡县斜坡沙一段混积岩

3 混合沉积相模式

对于混合沉积控制因素的研究前人已经取得非常丰硕的成果,其中以董桂玉具代表性,认为混合沉积的控制因素以构造作用、气候条件、海(湖)平面变化、物源供给和水动力条件为主,该项研究通过对研究区混合岩特征、沉积相模式分析等因素的研究,认为构造作用和气候条件是主要的控制因素,其他因素如物源供给、水动力条件和湖平面变化等都受到前两者的制约。

  

图3 蠡县斜坡沙一段混合沉积相模式

4 混合沉积控制因素

研究区沙一段沉积微相展布及沉积演化说明,沙一段在长时间的缓慢抬升过程中有过短时间的快速沉降,而在沉积相演化过程的中期气候由温润转为干热,而研究区的沉积环境也由滨浅湖、半深湖过度到了辫状河三角洲、滨浅湖沉积环境,如图3所示。研究区沙一段沉积时期从陆地向深湖区沉积相顺序依次为辫状河三角洲、滨浅湖和半深湖。而研究区内发育范围最广的是滨浅湖相,其特征为地势低洼、水动力弱,是比较适合发育滨浅湖泥的环境。在滨浅湖泥中普遍发育薄层灰岩、泥质灰岩或灰质泥岩等夹层沉积,形成了混积岩;而当滨浅湖受波浪及湖流作用时,对其局部的隆起和高地影响比较强烈。滩坝分为含有灰质的混积砂质滩坝、鲕粒灰岩滩坝和生物灰岩滩坝,后二者往往也含有陆屑成分。横向上相对来说多数混积砂质滩坝发育位置靠岸更近,鲕粒灰岩滩坝和生物碎屑滩坝离岸远;纵向上三者及滨浅湖泥互层发育,构成混积滩坝沉积。研究区辫状河三角洲相的混合沉积主要出现在前缘端部,以河口坝为主,主要混积产物是灰质(含灰)砂岩与前三角洲形成的混积层系。在半深湖区域有些薄层云质灰岩或泥质云岩并与半深湖泥、页岩、油页岩互层,发育丰富的混积层系。

4.1 构造作用

研究区沙一段岩心观察过程中,发现的混积岩主要为泥晶碳酸盐与陆屑砂、泥构成的混积岩,主要类型有泥质(含泥)灰岩、灰质(含灰)泥岩、泥质云岩和灰质(含灰)砂岩。泥质(含泥)灰岩、灰质(含灰)泥岩往往为混积滨浅湖泥微相或混积半深湖泥微相的产物;泥质云岩往往属于混积半深湖微相;灰质(含灰)砂岩主要为混积砂质滩坝微相和辫状河三角洲前缘前端的河口坝微相产物,其灰质组分除主要的泥晶级别的灰质外还包含少量碳酸盐颗粒(如鲕粒、生物碎屑等)。此外腹足类、介壳类等生物遗骸构成的生物碎屑灰岩通常含有泥质或砂质形成泥(砂)质或含泥(砂)生物灰岩,该类型混积岩发育于混积滩坝环境,如图2所示。

4.2 气候条件

气候条件同样可以通过影响其他因素来控制混合沉积作用,亦可直接影响碳酸盐生成。这其中的降水、温度、风等是混积岩形成过程中的主要作用因子。降水量的变化会改变物源供给情况影响湖平面的高低,进而影响混合岩的沉积过程,还会影响湖水中碳酸盐浓度对碳酸岩的沉积起着控制作用。高温情况下加快的湖水的蒸发同时碳酸钙溶解度降低,可以加快碳酸盐的化学沉淀;而过高和过低的温度都会抑制造碳酸盐生物的生长繁殖进而影响混合沉积。风是湖水动力的主要来源,风的强弱、方向对湖水水动力条件产生极大地影响,进而影响混积岩的形成。

4.3 其他因素

除前面的两个主要因素外,其他因素不可避免的会对混积岩形成起到影响,如湖平面升降可以改变一个区域的沉积相类型,物源的供给可以直接决定沉积物的成分,水动力的变化可直接影响沉积物沉降的速率和提供运移动力等。这都是研究区混合沉积的的制约因素,同时这些因素又都受前面提到构造作用和气候条件的控制。构造升降和降雨量直接改变湖平面,而构造作用、气候条件以及物源母岩性质决定了物源供给方向、种类和供给量,同样构造作用控制的古地貌以及风、风暴都会影响水流方向及水动力。

(3) 机座完成焊接后,经过消除应力处理,由大金工分厂对机座止口及地脚平面进行校调、加工。同时,测量拆下的轴承外径及轴承套内径。

5 结论

通过总结前人的研究成果,在充分分析研究蠡县斜坡沙一段的混合岩特征、沉积相模式分析等相关因素基础上,得出构造作用和气候条件是主要的控制因素,而其他相关因素如物源供给、水动力条件和湖平面变化等都受到前两者的制约,整个研究区域在沙一段沉积时期内受气候、水深等因素影响,混合沉积作用也有明显的差异,首先沙一下段气候温润、湖水深度最大,是沙一段中混合沉积发育最明显的时期,其各沉积相带都有不同程度混合沉积作用,规模也是各个亚段最大的。而沙一中段和沙一后段期受湖盆抬升作用的影响气候变得比较干旱,多发育发育灰质砂岩及其与泥岩、砂岩构成的混积层系, 及滨浅湖滩坝环境发育灰质砂岩及其与泥岩、砂岩构成的混积层系。

参考文献

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[3] 郭福生. 江山石炭纪和二叠纪沉积相[J].东华理工大学学报(自然科学版),1990,(04):57-65.

[4] 董桂玉,何幼斌,陈洪德,等. 惠民凹陷沙一中湖相碳酸盐与陆源碎屑混合沉积——以山东商河地区为例[J].沉积学报,2007,25(03): 343-350.

[5] 李祥辉,刘文均,郑荣才.龙门山地区泥盆纪碳酸盐与硅质碎屑的混积相与混积机理[J].岩相古地理,1997,17(03):1-10.

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刘建宁,冷春鹏,李坤,霍少川,彭凯,曹玉鹏,赵炜
《华北理工大学学报(自然科学版)》2018年第02期文献

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