资料现代河流沉积层序及沉积模式探究.doc

现代河流沉积层序及沉积模式探究1、引言对现代河流沉积研究最早起源于19世纪,但真正对现代河流沉积的广泛研究兴起于 20世纪50年代末和60年代初，特别是20世纪70〜80年代召开的第二次国际河流沉积学会 议，再次促进了现代河流沉积学的发展，这一时期发表了大量的河流沉积学研究成果及著作 几十年来，通过河流沉积学的研究，人们已归纳出了曲流河、辫状河及网状河的沉积模式及 其坏境演化模式，河流沉积的二元结构已普遍被接受，虽然这些模式已成为对比和认知古代 河流沉积体的一个标准框架，但由于河流沉积的复杂性和多样性，难以用一种模式囊括古代 众多复杂的河流沉积过程特别是随着汕田勘探开发工作的不断深入，传统的经典的河流沉 积模式已满足不了油田勘探开发工作的需求，正如J D Collinson指出的那样“很多实 例的广泛经验，比Z有限数量高度提炼过的相模式知识，似乎是解释新例子的更好基础 ” o木文即是一个很好的实例，它以嫩江大马岗沉积体为例，揭示了一种复杂的河流复 合沉积模式和沉积层序，为地下河流相地层的识别提供了一个新的可以借鉴的依据2、 地质概况嫩江发源于内蒙-占大兴安岭东北端的伊勒呼里山，流经内蒙古、黑龙江两省区，在 黑龙江省肇源县境内汇入松花江，全长约870km,流域面积为2. 2×108m2。

该流域在 地质构造上位于大兴安岭—内蒙古海西褶皱带东南边缘松嫩中断（坳）陷带的西部（图 1） o嫩江上游河段位于大小兴安岭山区，河道大多呈“V”字型，以切割侵蚀为 主，属于典型的山区河流;小下游河段位于广阔的松嫩平原区，河道宽阔，呈“U” 字型，多蛇曲，以冲积沉积为主，屈于平原河流，大马岗段处于该河段上3、 嫩江大马岗沉积体沉积特征及岩相类型3. 1沉积特征通过对大马岗河流沉积体九个探槽剖面、十九个探坑（图2）的细致观察及描述，发 现大马岗沉积体主要由三种类型沉积物组成：砾质沉积、砂质沉积及泥质沉积，并以泥质沉 积为主，按其沉积的岩性、颜色、粒度及沉积构造等特征，将大马岗沉积体由下至上共划分 为10个层，分别用N 10&n）dash;Nl表示[15],具体沉积特征如下（图3）：N10：黄褐色粗砂质细砾沉积，受探槽剖面限制，在最深探槽处该层厚1・4m仍未见 底其砾石成分混杂、大小不一，分选、磨圆差，最大真径为14c.m,最小为0. 2cm, —般2. 5〜 3. 0cmoN9：白灰色或灰白色含粉砂泥或纯泥，厚30〜150 cm具水平层理，富含植物根。

N8：为褐色粉砂质泥，厚0〜190m,富含植物根及铁质在工区内发育不全，仅在 探槽III及探槽VIII南部见到，向工区北部逐渐尖灭N7：灰黄色粉砂质细砂与白灰色粉砂质泥互层沉积，厚0〜392 emo细砂单层厚3〜 4cm,具小型低角度槽状交错层理，富含植物根、铁质及碳屑粉砂质泥单层厚3〜4cm,发育波状层理N6：黄色中砂质细砂，厚40〜470cm层理发育，主要发育的层理类型有：大型低 角度槽状交错层理、小型低角度槽状交错层理、同沉积变形层理及波状层理等N5：灰褐色粉砂质泥，厚94〜254cm ,富含植物根、铁质、钙质及碳屑，局部见钙 质结核及团块N4：灰黄色粉砂质细砂与黄灰色粉砂质泥薄互层沉积，厚30〜204cm单砂层厚2〜 8cm,泥质层单层厚3〜4 cm;砂层内具波状层理，富含碳屑及植物根N3：黄灰色泥质粉砂，厚0〜210cm,发育波状层理，富含植物根、碳屑及钙质结核N2：黄色细砂质粉砂，厚20〜204cm,发育小世槽状交错层理，富含植物根、铁质 及钙质N1：灰黑色粉砂质泥，厚10〜298cm,富含植物根，近地表已被土壤化3. 2岩相类型岩相指在一定条件下形成的岩石类型及其沉积构造的综合，相当于沉积能量单元， 按照Mi all [3, 16]提岀的河流相岩相分类方案，结合大马岗河流沉积体的沉积特征，在大 马岗嫩江现代沉积体内共划分出16种岩相类型，即：块状层理细砾相(Gm )、大型低角度槽 状交错层理细砂相(Stl)、小型低角度槽状交错层理相(St2)、同沉积变形层理细砂相(Ssd)、 小型高角度槽状交错层理粉砂相(Ft)、平行层理细砂相(Sh)、板状交错层理细砂相(Sp)、反 向交错层理细砂相(Stcb)、波状交错层理细砂相(Shcs)、波状层理细砂相(Sw)、薄层状粉沙 质泥与细沙互层相(Sm )、微波状层理粉砂相(Fw )、块状层理泥质粉沙相(Fm )、水平层理泥 相(Fsc);块状层理粉沙质泥相(Mm )及十•壤层相(Mpr),备岩相具体特征见表1,其分布特 征如下。

表1嫩江大马岗河流沉积体岩相类型及其特征序号岩相代码岩 相岩 性沉积构造沉积环境1 Gm块状层理细砾相粗砂质细砾块状层理，颗粒支撑，叠乩状构造辫状河砾质 坝2 Stl大型低角度槽状交错层理细砂相中砂质细砂大型低角度槽状交错层理1111 流河点坝3 St2小型低角度槽状交错层理细砂相中砂质细砂小型低角度槽状交错层理Illi 流河点坝4 Ft小型高角度槽状交错展理粉砂相细砂质粉砂小型高角度槽状交错层理曲流河决口扇5 Ssd同沉积变形层理细砂相细砂同沉积变形层理曲流河点坝6 Sh平行层理细砂相中砂质细砂平行层理曲流河点坝7 Sp板状交错层理细砂相细砂板状交错层理曲流河点坝8 Stcb反向交错层理细砂相细砂 反向交错层理曲流河点坝9 Shcs波状交错层理细砂相细砂波状交错层理Illi流河点坝及天然堤10 Sw波状层理细砂相细砂波状层理曲流河点坝上部及天然堤11 Sm薄层状粉砂质泥与细砂互层相粉砂质泥及粉砂质细砂纹理状至块状曲流 河点坝上部及天然堤12 Fw微波状层理粉砂相粉砂微波状层理曲流河决口扇13 Fm块状层理泥质粉砂相泥质粉砂块状或不显层理1111流河漫滩14 Fsc水平层理泥相粘泥水平层理辫状河河间沼泽15 Mm块状层理粉砂质泥相粉砂质泥块状或不显层理1111流河漫滩及辫状河溢岸16 Mpr ±壤层相粉砂质泥植物根|山流河洪泛沉积土壤化(1) 块状层理细砾相(Gm)在研究区分布广泛，位于嫩江大马岗河流沉积体的嚴下部，主要由砾石及充填于砾 间的粗砂组成。

砾石大小不一，成分混杂，分选差，呈次棱角状，最大砾石育径14cm , 一 般为1〜115 cm;砾石呈迭瓦状排列2) 大型低角度槽状交错层理细砂相(Stl)此岩相在大马岗沉积体中部比较发育，厚1〜115m不等，是构成该沉积体内Illi流河 点坝的主要岩相类型之一主要由分选较好的中细砂构成，发冇大型低角度槽状交错层理， 其纹层倾角小于10°, 一般5~7°,层系厚度5~14cm,纹层主要由碎屑颗粒的粒度 粗细不同而显现出来此岩相内富含炭化植物根及铁质3) 小型低角度槽状交错层理细砂相(St2)发育于大马岗沉积体点坝中部，其不同于岩相Stl的特点是槽状交错层理的规模较 小，层系厚度3〜4cm,剖面上层系延伸长度20〜90cm,此岩相常与同沉积变形层理岩相交互 出现，砂层内富含植物根、铁质及炭屑4) 小型高角度槽状交错层理粉砂相(Ft)在大马岗沉积体上部比较发冇，主要由细砂质粉砂组成，其槽状交错层理的层系厚 度3-—40cm,层系在剖面上延伸长度约20—50cm,纹层倾角一般在15〜20&dcg;,砂层内富 含炭屑5) 同沉积变形层理细砂相(Ssd)发冇于大马岗沉积体内点坝砂体的中下部，由细砂组成，内部纹层变形呈揉皱状与 层系界面相交，层系厚度小，多为6〜8cm,在纹层血上铁质比较富集。

6) 平行层理细砂相(Sh)仅在大马岗沉积体西部探槽剖面上见到，分布范伟I较小，由中-细砂组成，纹层近于 水平7) 板状交错层理细砂相(Sp)主要发育于沉积体内点坝砂体的下部，且常见有平行层理与其伴生，由细砂组成， 交错层与层系界面平行，内部纹层以一淀角度与层系界血相交，其纹层倾向相反，呈低角度 “人”字型，层系厚度多为4~5cm,在层系的纹层面上，铁质比较富集，沿纹层 面分布8) 反向交错层理细砂相(Stcb)在大马岗沉积体内不多见，仅在研究区西部横探槽剖面上见到其特征是相邻层系 中纹层的倾斜方向相反，呈羽状层系厚度多在50cm以上，两组对称相反的层系，厚度相近, 在横剖面上其延伸范围约10m,纹层倾角小于30° 0岩性主要为细砂，分选较好薛培华 (1991)在拒马河定兴点坝现代沉积中也发现了此类岩相，并认为是在水流方向急剧改变的条 件下沉积作用的结果，分布于曲流的转弯处9) 波状交错层理细砂相(Shcs)在大马岗沉积体西部Illi流河点坝顶部及天然堤中比较发育，主要由细砂组成，厚度 50〜120cm,层系厚度10〜20cm,层系界面呈微波状起伏，纹层倾角一般在5〜10°,局 部与水平层理混杂，砂层内富含铁质及植物根，铁质多沿层面分布。

仃0)波状层理细砂相(S\v)发育于大马岗沉积体的上部及下部，其岩相为细砂，波状纹层厚：3〜5cm,砂层内富 含铁质及炭屑，该岩相厚约3〜10cm,在研究区内分布较稳定仃1)薄层状粉砂质泥与细砂互层相(Sm)在大马岗沉积体的上部及下部均比较发育，包括如下2种类型1)黄灰色粉砂质泥 与细砂薄层互层，主要出现于大马岗沉积体上部曲流河天然堤薄的互层沉积物中，是水流周 期性越岸沉积而成，以两种形式出现，一种是砂薄泥厚，单砂层厚一般2〜3cm,粉砂质泥厚 一般4〜5cm,构成4~5个小韵律;另一种是砂厚泥薄，单砂层厚8〜10cm,粉砂质泥单层厚 2〜3cm,砂层内具微波状层理，砂层及泥层厚度稳定，连续分布，富含铁质、植物根及炭屑 2)白灰色粉砂质泥与细砂互层，在大马岗沉积体下部辫状河溢岸沉积物中比较发冇，在研究 区分布范围较窄，仅见于南部，其特点是白灰色粉砂质泥与细砂呈薄的互层，单砂层厚约5〜 6cm,泥质层单层厚约4〜5cm ,砂层内富含铁质、少量植物根及炭屑12) 微波状层理粉砂相(Fw)发育于大马岗沉积体的上部，主要由细砂质粉砂组成，纹层具微波状层理，含植物 根及少量铁质岩相厚度20〜60cm不等，在全区分布比较广泛。

13) 块状层理泥质粉砂相(Fm)发育于大马岗沉积体上部，厚度为42〜50cm不等，在研究区分布较为广泛，主要 由泥质粉砂纟R成，纹层不显，内含植物根及岩屑，偶见钙质结核14) 水平层理泥相(Fsc)发育于大马岗沉积体下部，厚度20〜80cm不等，主要由白灰色含粉砂泥组成，纹 层与层系界面平行，在全区分布较为广泛15) 块状层理粉砂质泥相(Mm)主要分布于大马岗沉积体的中部，由黄灰色粉砂质泥组成，纹层不显，厚度120〜 133cm,是构成大马岗沉积体的一种主要岩相，富含植物根、铁质及炭屑16) 土壞层相(Mpr)分布于大马岗沉积体的最顶部，在全区均有分布，主要由深灰色粉砂质泥纽•成，已 被土壤化，富含植物根上述不同岩相组合构成了大马岗沉积体3种不同的垂向沉积层序，反映了不同的沉 积坏境块状层理细砾(Gm)、水平层理泥(Fsc)及薄层状粉砂质泥与细砂互层(Sm)构成了大 马岗沉积体的下部垂向沉积层序，代表一次水流由强到弱形成的一个完整的沉积旋冋，为辫 状河心滩(底部砾石层)及辫状河溢岸沉积中部层序岩相类型较多，且其纵、横向变化大, 主要由低角度槽状交错层理细砂(Stl , SL2)、同沉积变形层理细砂(Scd)、波状交错层理 细砂(Shcs)与块状层理泥质粉砂(Fm)构成，局部可见平行层理细砂(Ssd)及反向交错层理细 砂(Stcb),垂向上呈明显的由粗到细的正旋冋，层序底部无明显冲刷面，与下伏层序呈突变。