断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应

doi:10.11743/ogg20230313

石油与天然气地质 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (3): 689-706.doi: 10.11743/ogg20230313

断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应

陈贺贺^1,²(), 朱筱敏³, 施瑞生⁴, 张自力⁵, 李琪⁶, 朱珍君¹, 阎泽昊¹

^1.中国地质大学（北京）海洋学院，北京 100083
^2.中国地质大学（北京）海洋与极地研究中心，北京 100083
^3.中国石油大学（北京）地球科学学院，北京 102249
^4.中海油田服务股份有限公司油田生产事业部，天津 300459
^5.中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院，四川成都 610051
^6.中国石油华北油田分公司采油一厂地质所，河北任丘 062552

收稿日期:2022-12-23 修回日期:2023-02-03 出版日期:2023-06-01 发布日期:2023-06-05
第一作者简介:陈贺贺（1989—），男，讲师，构造-沉积学和源-汇系统。E-mail：hehechen@cugb.edu.cn。
基金项目:
中央高校基本科研业务专项(2-9-2021-006);高等学校学科创新引智计划（111计划）项目(B20011);国家科技重大专项(2017ZX05001-002-02)

Provenance transformation and sedimentary response of ramp facies in downfaulted basins： A case study on the Paleogene source-to-sink system in Lixian slope， Raoyang Sag， Bohai Bay Basin

Hehe CHEN^1,²(), Xiaomin ZHU³, Ruisheng SHI⁴, Zili ZHANG⁵, Qi LI⁶, Zhenjun ZHU¹, Zehao YAN¹

^1.School of Ocean Sciences，China University of Geosciences （Beijing），Beijing 100083，China
^2.Ocean and Polar Research Center，China University of Geosciences （Beijing ），Beijing 100083，China
^3.College of Geosciences，China University of Petroleum （Beijing），Beijing 102249，China
^4.Oilfield Production Division of China Oilfield Services Ltd. （COSL），Tianjin 300459，China
^5.Exploration and Development Research Institute of Southwest Oil & Gasfield Company，PetroChina，Chengdu，Sichuan 610051，China
^6.Geological Institute of No. 3 Oil Production Plant，Huabei Oilfield Company，PetroChina，Renqiu，Hebei 062552，China

Received:2022-12-23 Revised:2023-02-03 Online:2023-06-01 Published:2023-06-05

摘要/Abstract

摘要：

寻求盆外物源通量变化与盆内沉积体系的定量耦合响应仍然是源-汇系统研究的薄弱环节，也是断陷湖盆源-汇系统研究框架下的一个重要命题。基于渤海湾盆地饶阳凹陷蠡县斜坡全覆盖的3D地震资料和岩心、测井数据，结合碎屑锆石U-Pb定年技术，对研究区古近系沙（沙河街组）二段与沙一段开展物源体系定量化表征，并通过定量沉积构造解释和定量地震地貌测量，建立了浅水三角洲的定量化表征方法。研究显示，沙一段-沙二段沉积时期，古永定河分支被古大清河袭夺，造成蠡县斜坡A区特征锆石含量由37 %下降至26 %，对应的A区浅水三角洲面积由144 km²减小至38 km²，平均水下分流河道宽度由104 m减小至47 m；古唐河水系特征锆石含量由31 %上升至39 %，对应的B区浅水三角洲面积由71 km²增加至94 km²，平均水下分流河道宽度由77 m增加至88 m；古大沙河水系沉积物通量未观察到明显变化，对应的C区浅水三角洲面积由206 km²降低至185 km²，平均水下分流河道宽度由120 m减小至81 m。构造作用、气候变化及湖平面升降等异旋回作用影响范围较大，将会造成沉积体系的同步响应；而物源通量变化将影响特定沉积体系，是研究区浅水三角洲沉积响应的主要驱动机制。

关键词: 地震地貌学, 沉积构造, 碎屑锆石定年, 源-汇系统, 浅水三角洲, 蠡县斜坡, 饶阳凹陷, 渤海湾盆地

Abstract:

The quantified coupled response of intra-basin sedimentary system to extra-basin sediment flux variation is still a weak link in source-to-sink system research， and also an important topic in the framework of source-to-sink system research in downfaulted basins. Based on the 3D seismic and log data， as well as core observation of the Lixian slope in the Raoyang Sag， combined with detrital zircon U-Pb dating， the study carries out quantitative characterization of the provenance system during the deposition of the second and first members of the Paleogene Shahejie Formation （that is， Sha 2 and Sha 1 members）， and establishes a quantitative characterization method for shallow-water delta by means of quantitative sedimentary structure interpretation and quantitative seismic geomorphic measurements. The results show that the sediment flux of the paleo-Yongding River branch was seized by the paleo-Daqing River， resulting in the sediment flux decrease from 37 % to 26 % in zone A of Lixian slope during the sedimentation of Sha 1 to Sha 2 members， the corresponding area of the delta in zone A declining from 144 km² to 38 km² and a reduction of the average subaqueous distributary channel width from 104 m to 47 m. While the sediment flux of the paleo-Tang River increased from 31 % to 39 %， corresponding to an increase in the area of delta in zone B from 71 km² to 94 km² and an increase in the average subaqueous distributary channel width from 77 m to 88 m. No significant changes are observed in the sediment flux of the paleo-Dasha River， and the corresponding area of the delta in zone C decreased from 206 km² to 185 km²， and the average subaqueous distributary channel width decreased from 120 m to 81 m. Allogenetic forces such as tectonic evolution， climate change， and lake-level fluctuation tend to generate larger scope of influence， causing the synchronous response of sedimentary systems. In contrast， changes in sediment flux will affect specific sedimentary systems and are the primary driving mechanism for the sedimentary response of shallow-water deltas in the study area.

Key words: seismic geomorphology, sedimentary structure, detrital zircon dating, source-to-sink system, shallow-water delta, Lixian slope, Raoyang Sag, Bohai Bay Basin

中图分类号:

TE121.3

陈贺贺,朱筱敏,施瑞生,等. 断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应[J]. 石油与天然气地质, 2023, 44(3): 689-706. doi: 10.11743/ogg20230313 Hehe CHEN,Xiaomin ZHU,Ruisheng SHI,et al. Provenance transformation and sedimentary response of ramp facies in downfaulted basins： A case study on the Paleogene source-to-sink system in Lixian slope， Raoyang Sag， Bohai Bay Basin[J]. Oil & Gas Geology, 2023, 44(3): 689-706. doi: 10.11743/ogg20230313

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参考文献 80

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层位	区域	交错层理平均厚度/cm	沙丘平均高度/cm	水深/m	平均河道深度/m	平均河道宽度/m	河道带宽度/m
沙一段	A区三角洲	15	44	3.5 ~ 4.5	2.5	47	310 ~ 670
	B区三角洲	21	62	5.0 ~ 6.0	3.5	88	570 ~ 1 070
	C区三角洲	20	59	5.0 ~ 6.0	3.4	81	530 ~ 1 010
沙二段	A区三角洲	23	68	5.5 ~ 7.0	3.9	104	680 ~ 1 220
	B区三角洲	20	57	5.0 ~ 6.0	3.3	77	500 ~ 970
	C区三角洲	25	73	6.0 ~ 7.0	4.2	120	780 ~ 1 360

层位	不同流域特征锆石地质年龄（占比/%）
层位	古大清河（A区）	古唐河（B区）	古大沙河（C区）
沙一段	Pz （26）	Mz（16）	Pt₁（35）
		Pt₂₊₃（15）
		Ar₂₊₃（8）
沙二段	Pz （37）	Mz（13）	Pt₁（32）
		Pt₂₊₃（8）
		Ar₂₊₃（10）

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断陷盆地缓坡带物源转换与沉积响应

Provenance transformation and sedimentary response of ramp facies in downfaulted basins： A case study on the Paleogene source-to-sink system in Lixian slope， Raoyang Sag， Bohai Bay Basin

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Metrics

层位	物源体系	特征锆石含量/%	三角洲	水深/m	平均河道深度/m	平均河道宽度/m	河道带宽度/m	三角洲面积/km²
沙一段	古大清河	26	A	3.5 ~ 4.5	2.5	47	312 ~ 674	38
	古唐河	39	B	5.0 ~ 6.0	3.5	88	578 ~ 1 079	94
	古大沙河	35	C	5.0 ~ 6.0	3.4	81	529 ~ 1 009	185
沙二段	古大清河	37	A	5.5 ~ 7.0	3.9	104	681 ~ 1 222	144
	古唐河	31	B	5.0 ~ 6.0	3.3	77	506 ~ 975	71
	古大沙河	32	C	6.0 ~ 7.0	4.2	120	785 ~ 1 362	206