古地貌是控制沉積體系發育的關鍵因素之一, 目前定性的恢復古地貌方法主要有沉積學古地貌恢復法和高分辨率層序地層學古地貌恢復法。也出現了一些半定量化方法, 如最小古坡度計算法、地形最小高差法等。傳統方法只能定性或者半定量的描述古地貌形態, 不能精細恢復目標區各個時期的古地貌特征。高精度古地貌恢復是在結合鉆井、測井和地震資料建立的研究區等時層序地層格架的基礎上, 應用“回剝”分析技術, 定量恢復盆地的沉降史, 進而恢復盆地不同等時界面的古地貌, 直觀的揭示古地貌對沉積的控制作用。
東營凹陷是中國陸相盆地中三角洲發育區的典型代表, 尤其是沙三中段的三角洲, 發育穩定, 形態清楚, 期次明顯, 是研究三角洲發育過程的優秀靶區。在三角洲形態分析過程中, 三角洲沉積坡度和古水深是極其重要的兩個參數, 對于三角洲體系相帶及內部構成均具有重要的意義。
1三角洲區原始沉積坡角的求取
1.1三角洲區原始沉積坡角恢復技術
在三角洲形態分析過程中, 三角洲沉積坡度是極其重要的一個參數, 對于三角洲體系相帶及內部構成均具有重要的意義, 由于三角洲朵體沉積之后壓實及后期變形, 很難準確界定三角洲原始沉積坡度。本項目首次提出了利用回剝和正演相結合的方法, 對三角洲原始沉積坡度進行了定量計算。
1.2三角洲原始沉積坡角分析
第一:采用回剝法求取每個四級層序厚度, 沿三角洲進積方向選擇地震剖面, 采集各地層單元的數據點, 在時深轉換之后運用回剝法恢復各個四級層序原始地層厚度。
第二:結合井震資料在剖面上劃分欠補償、補償和過補償沉積帶, 特別是濱線軌跡線的位置, 每個四級層序末期仍為三角洲前緣沉積即為欠補償沉積區, 三角洲平原為補償沉積區, 更靠物源方向顯示明顯削截區為過補償沉積區, 或沉積物過路區。
第三:確定2個關鍵點, 即三角洲平原與三角洲前緣分界的湖岸線和三角洲前緣尖滅點, 如前所述, 根據地震剖面反射特征可以很容易地識別出每個四級層序末期的濱線位置, 而三角洲前緣尖滅點為三角洲前積楔形體的尖滅點。
第四:采用正演法求取每個四級層序三角洲原始沉積坡度, 由于三角洲前積過程中沉積物厚度和沉積坡度受到前一個三角洲朵體形成之后的古地貌影響, 因此, 研究過程需要選取一個相對較為平坦的面作為參考面, 以沙三下的底面作為參考面, 隨后采用正演法將沉積層逐層相加。每加1層即可獲取該層沉積末的古沉積坡度。
1.3三角洲原始沉積坡角求取
對東營三角洲東兩條西向剖面進行了定量計算, 計算結果表明沙三下三角洲前緣坡角相對較小;沙三中三角洲前緣坡角呈現從陡變緩再變陡再變緩過程, 其中沙三中低位體系域第9進積體坡角稍大一些, 湖擴體系域很緩, 進入高位體系域坡角逐漸變陡, 在第4 進積體達到最大, 可以達到1.49, 隨后坡角再變緩, 向盆地方向推進更遠。
2 古水深定量恢復
盆地古水深的恢復是盆地古環境恢復的核心內容之一。前人通過研究, 已經提出了許多方法來求取古水深, 本研究采取濱線軌跡法求取古水深。
2.1濱線軌跡法求取古水深
2.1.1基本原理
濱線, 又稱湖岸線, 是指水陸邊界線, 為一個典型的水深基準面。濱線可記錄可容納空間的頂部, 并可以將之作為一條水體標準等深線。濱線軌跡的垂向分量指示了可容納空間的變化。以盆地初始地形水平為例, 則對于三角洲進積體而言, 由濱線處記錄的垂向厚度代表了可容納空間 (A) 的大小, 于是對于其他任何厚度為S的地層, 其對應的古水深D可用公式D=A~S, 來求取, 其中A代表可容納空間, S代表沉積物供給量, D代表水深。對于具有n套進積體的三角洲體系而言, 第nn期時的古n水深Dn可用如下公式求取:Dn=An~Sn;其中, , Ai為第i套進積體形成時的可容納空間變化, Si為第n套進積體的沉積物厚度。
2.1.2負載地層壓實
三角洲形成過程中, 會對其下地層產生負載壓實, 從而引起現今地層厚度小于實際沉積時的地層厚度。所以, 濱線軌跡可以定義為兩類:視濱線軌跡和真濱線軌跡。視濱線軌跡中同時含有了負載壓實和可容納空間兩種信息, 因此需要對其進行去負載壓實, 得到只含有可容納空間信息的真濱線軌跡。為地層去負載壓實情況下求取古水深, 在該情況下求取的古水深為真實古水深。
2.1.3盆地不同地區差異沉降
3古地貌特征分析
對東營凹陷三角洲區沙三中九個進積體的古地貌進行了系統性恢復, 包括不同時期地層的殘余厚度;不同時期古水深的恢復以及不同時期的可容納空間特征。在古地貌恢復過程中, 運用濱線軌跡法對Z1~Z9九個進積體進積開始時的古水深恢復。沙三中時期, 古水深經歷了由淺到深再到淺的變化過程。另外, 第五、六套進積體沉積時期水最深, 大約在400m左右。這個時期, 正好對應三角洲前緣砂體沉積坡度最大的時期, 此時濁積巖的沉積厚度最大, 且沉積的主要部位正是水深最大處, 即地形的低洼處。自此之后, 水深變淺, 加之物源供應充足, 三角洲前緣砂體的沉積厚度最大, 推進距離較遠。
摘要：三角洲古地貌恢復需要借助兩類參數, 即三角洲區原始沉積坡角和古水深。單參數的研究僅是古地貌恢復的基礎工作, 而兩類參數的對比分析才是古地貌恢復的核心。東營凹陷沙河街組沉積期古地貌恢復的成功實例證實了本文研究思路的可行性和準確性.
關鍵詞：三角洲,古地貌恢復,東營凹陷,沙河街組
參考文獻
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