珠江口盆地A井区珠江组下段潮汐作用对三角洲沉积影响的研究

潮汐是海水在日、月等天体的引力和地球的自转离心力的共同作用下的规则运动,是造成海岸带剥蚀、搬运和沉积的重要地质营力。随着海平面的升降运动,潮汐作用会对三角洲前缘砂体进行改造。珠江口盆地在珠江组时期发生了大规模的海侵,古珠江三角洲沉积逐渐向陆后退,潮汐对古珠江三角洲前缘的改造作用增强[1]。笔者以前人对珠江口盆地珠江组时期沉积演化的研究成果为基础[2～4],对A井区珠江组取心段岩心、岩石相组合及沉积模式进行分析研究,探讨潮汐作用对三角洲沉积的影响。

1 研究区概况

珠江口盆地是华南大陆向南海水下延伸部分,由北向南划分为北部断阶带、北部坳陷带、中央隆起带、南部坳陷带和南部隆起带5个东北向二级构造单元,各二级构造单元又细分为若干个凹陷和低隆起构造。A井区位于中央隆起带东沙隆起的西北部(见图1),该区所发育的地层自上而下包括第四系、上新统万山组、中新统粤海组、韩江组和珠江组。

珠江口盆地第一次大规模海侵发生在晚渐新世末期的陆架沉降过程中,使长期处于封闭状态的陆相断陷湖盆逐渐向半封闭的海盆转化。由于盆地与广海之间的通道较狭窄,造成了半封闭浅海内较强烈的潮汐作用,潮汐砂体十分发育,珠江组沉积晚期是潮汐砂体发育的极盛期[5]。珠江口盆地沉积环境复杂,具有三角洲、滨岸、潮汐、陆棚和碳酸盐台地等多种沉积体系。在珠江组沉积时期,珠江口盆地发育了河流——三角洲,由于受到东沙隆起的阻隔,潮汐作用的影响明显加强。A井区珠江组下段位于珠江口盆地三角洲沉积环境,属于三角洲前缘沉积。

图1 珠江口盆地A井区域位置图

2 岩石相组合-沉积微相分析

通过对A井区珠江组岩心描述、岩相特征分析以及岩相组合研究,得出以下5个微相:三角洲前缘河口砂坝、三角洲前缘水下分流河道、三角洲前缘支流间湾、潮坪和潮汐砂坝。

2.1 三角洲前缘河口砂坝

沉积物主要由分选好、质纯净的细砂和粉砂组成,发育交错层理、平行层理。粒度从粉砂到含砾砂岩,反映了水动力逐渐加强,层理发育的规模也变大。该岩石相组合从下到上由块状粉砂岩相、平行层理细砂岩相、小型交错层理含砾砂岩相组成,粒度总体上呈向上变粗的反韵律,厚度约为2m(见图2(a))。

2.2 三角洲前缘水下分流河道

沉积物以砂、粉砂为主,泥质极少,底部可为含砾砂岩或滞留砾石沉积。发育小型交错层理、平行层理及沙纹层理。该岩石相组合从下到上由小型交错层理含砾砂岩相、平行层理中砂岩相、沙纹层理粉砂岩相组成,粒度总体上呈向上变细的正韵律,厚度为8～16m(见图2(b))。

2.3 三角洲前缘支流间湾

岩石粒度很细,以粘土沉积为主,含少量的粉砂岩和细砂。具水平层理,可见生物碎屑和丰富的虫迹,生物扰动也很发育,偶见一些泥砾镶嵌在粉砂岩中,杂乱排列。该岩石相组合由深色泥岩相、生物扰动粉砂岩相、生物碎屑粉砂岩相和含泥砾粉砂岩相构成,厚度约为7.5m(见图2(c))。

2.4 潮坪

岩性主要为粉砂岩与薄层泥岩互层,其间夹有少许含砾粉砂岩,可见零星虫迹,发育有脉状层理、波状层理、透镜状层理,与上覆地层呈渐变接触。该岩石相组合由透镜状层理相异岩相、波状层理相异岩相和脉状层理相异岩相构成,厚度约为2m(见图2(d))。

2.5 潮汐砂坝

岩性主要为细砂岩,发育平行层理、块状层理、双向交错层理,砂岩分选中等,与上覆地层呈渐变接触。该岩石相组合自下而上主要由平行层理细砂岩相、双向交错层理细砂岩相、块状含砾砂岩相构成,总体上呈向上变粗的反韵律,厚度约为2m(见图2(e))。

图2 5种岩石相组合

3 沉积模式分析

从A井区珠江组下段的垂向沉积特征可以看出,水下分流河道是该三角洲前缘沉积的主体,但微相特征又明显有别于正常的三角洲沉积,其间可见薄层的潮坪沉积和潮汐砂坝。从取心井段的岩性观察来看,在发育的三角洲前缘沉积中,存在一些潮汐影响的典型沉积构造。在深度2527.60～2528.35m为潮坪沉积,该部分沉积物以砂岩和粉砂岩为主,泥质很少。由于受到潮汐作用的影响,自然伽马曲线产生了明显的锯齿状,发育有脉状层理、波状层理和透镜状层理等。结合当时的沉积背景,珠江组前期在惠州凹陷发育三角洲沉积,惠州凹陷东南部主要沉积三角洲前缘砂体,随着海平面上升,东沙隆起西低东高,西部逐渐被淹没,成为水下隆起,海水由惠州凹陷东南进入。虽然珠江口盆地为低潮环境,但是由于东沙隆起水下部分的遮挡,使得惠州凹陷东南部潮流作用增强,潮流作用对三角洲前缘砂体的改造,形成了垂直与三角洲砂体延伸方向的条带状潮汐砂脊。潮汐影响的三角洲的特征和河控三角洲的特征更接近,河流是三角洲的主控水动力条件,而潮汐作用主要对三角洲前缘的砂体进行改造。

4 结 语

通过对A井区珠江组下段的岩性、沉积构造、岩石相组合及垂向沉积特征进行研究,发现该段发育有5个微相,且水下分流河道是三角洲前缘沉积的主体,由于受到潮汐作用的影响,形成了薄层的潮坪沉积和潮汐砂坝。因此,A井区珠江组下段三角洲沉积确实受到潮汐作用的影响。

[1]施和生,李文湘,邹晓萍,等.珠江口盆地 (东部)砂岩油田沉积相研究及其应用 [J].中国海上油气 (地质),1999,13(3):181-188.

[2]石国平.珠江口盆地下中新早期的水下潮汐三角洲 [J].沉积学报,1989,7(1):34-36.

[3]刘曾勤,王英民,施和生,等.惠州地区珠江组下部层序划分及沉积相展布特征[J].海洋地质动态,2010,26(5):8-14.

[4]邓宏文,郑文波.珠江口盆地惠州凹陷古近系珠海组近海潮汐沉积特征 [J].现代地质,2009,23(5):767-775.

[5]夏文杰.陆源碎屑潮汐沉积的判别标志[J].石油实验地质,1982,4(4):28-31.