石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１１年９月第３３卷第９期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ） Ｓｅｐ．２０１ １ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．９ 珠江口盆地东沙隆起珠江组碳酸盐岩层序地层 及沉积模式 ．． 周小康，汪瑞良，曾 驿，刘 军 （中海石油（ｏｐｅｎ）有限公司深圳分公司，广东广州５＂１ ０２４０） ［摘要］利用钻井、测井、岩心、分析化验及丰富的地震资料，将中新统珠江组划分为４个沉积层序、８ 个体系域及５个层序边界，其中ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ４、ＳＢ５属于Ｉ型层序边界，ＳＢ３属于Ⅱ型层序边界。对比 经典的碳酸盐岩层序模式，研究区所有层序缺失低位体系域，且研究区层序模式变化比较频繁，ＳＱ１属 于干旱条件下缓坡模式，ＳＱ２、ＳＱ３属于半潮湿条件下镶边模式，ＳＱ４属于潮湿条件下相离镶边模式。 ［关键词］珠江口盆地；东沙隆起；珠江组；碳酸盐岩层序地层；沉积模式 ［中图分类号］ＴＥ１２１．３ ［文献标识码］Ａ ［文章编号］１０００—９７５２（２０１１）０９—０００１—０６ １区域地质背景 新近纪珠江口盆地处于拉张离散的大陆边缘［ｒ，其二级构造单元东沙隆起在２３．８Ｍａ之前处于暴露 剥蚀状态；在２３．８Ｍａ之后，东沙隆起随着珠江口盆地发生了区域性大规模的沉降［２］。在持续海侵的大 背景下，珠江Ｅｔ盆地二级构造单元中央隆起带东部发育了东沙隆起碳酸盐岩台地，形成一个相离孤立镶 边台地。随着海平面多次升降，发育多期碳酸盐岩叠置，其总叠合面积达到４．２ｘ１０ ｋｍ 。 由于海上油气勘探的特殊性，无法获取直观的露头资料，而且钻井资料匮乏。笔者在充分利用已有 的岩屑薄片资料、古生物资料、有限的取心资料以及测井资料的基础上，采用综合分析、运用互相印证 评价的方法，创造性地运用碳酸盐岩层序地层学、沉积学理论［３ ］，对东沙隆起碳酸盐岩台地发育的 三级层序进行了划分和研究，并通过横向层序沉积对比，总结了层序演化和体系域沉积模式。 ２钻井、测井层序地层及沉积层序 层序地层学通过综合时间和海平面相对变化来跟踪岩相迁移，进而研究储层发育展布特点，被认为 是分析碳酸盐岩台地发育历史的有效方法。由于碳酸盐岩台地发育内源沉积的原因，导致基于外源沉积 的碎屑岩层序地层模式不适用于碳酸盐岩层序地层的研究。基于此，Ｃ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ Ｈａｎｄｆｏｒｄ和Ｒｏｂｅｒｔ Ｇ．Ｌｏｕｃｋｓ等建立了不同气候条件下镶边陆棚和缓坡的碳酸盐岩层序地层模式 ｊ。 研究区珠江组钻井层序及其体系域界面主要通过暴露标志［４］、岩性岩相组合、生物组合及测井标志 等来识别 。暴露标志，特别是表生暴露和同生暴露标志，是碳酸盐岩层序界面（ＳＢ）最重要且是最 为直接的标志。同生暴露标志包括溶蚀孑Ｌ、铸模孔形成，淡水方解石以及淡水白云石的期次胶结。表生 暴露标志有渗流粘土、渗流粉砂、示底构造、褐铁矿化（染）、石膏充填溶缝、淡水方解石充填溶蚀缝、 洞（图１、２）。 沉积环境突变常常会使岩性岩相发生突变，是海平面变化的反映，层序及其体系域界面上下岩性岩 相组合往往存在明显的差异 ］。上下层序岩性岩相的突变面以及沉积粒序及砂泥百分含量突变面往往代 表比较明显的层序界面或海泛面。岩性岩相突变面在测井曲线上往往会有明显的异常响应。由于层序及 ［收稿日期］２０１１—０４—２２ ［基金项目］国家科技重大专项（２ＯＯ８ＺＸＯ５Ｏ２５一ｏ３）。 ［作者简介］周小康（１９８１一），男，２００３年江汉石油学院毕业，硕士，工程师，现主要从事油气勘探方面的研究工作。 石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１ １年９月第３：ｊ卷第｜］期 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．Ｊｐ１） Ｓｅｐ．２０１ Ｉ Ｖｏ１．３３ Ｎｏ．９ ＨＩ １—１—１Ａ井 层序 ０ ＧＲ（ＡＰ ）１０ ） １４０ Ｄ１’（ｇｓ４Ｏ ／ｆｌ１ 体系域 沉积序列 岩性组合 生物组合 毒 海侵 陆棚 泥岩 ＳＱ４ 海侵 ．．一 ＴＳＴ Ｈ 一 陆棚 砂岩 泥岩 抱球虫 ＳＯ３ 蕈 ｝ 海侵 ＴＨＳＴ 台藻礁生坪屑 微滩 礁晶有灰孔岩虫 珊灰岩 Ｎ瑚Ｎ藻４、苔有大藓孔有虫孔 虫 ＳＱ２ 量 雾ｌｉ ＿Ｊ ｛１Ｉ’ 暴海露侵 藻 台ＴＨＳＴ 台藻礁坪 微 礁晶有灰孔岩虫 Ｎ灰岩 抱Ｎ ３球珊有虫瑚孔 藻虫 ＳＱＩ 蘑 毒ｆ主海侵 Ｔ ＨＳＴ 近台前滨 坪 微晶有泥岩 孔虫灰岩 大有孔虫 ｒ ｆ 前滨 砂岩 图１ 研究区碳酸盐岩层序界面划分方案和识别依据 图２层序界面暴露标志 其体系域界面多为岩性岩相突变面，因此测井曲线多存在明显的标志。研究区高位体系域（ＨＳＴ） 海 侵体系域（ＴＳＴ）界面，多为砂岩／泥岩界面，或灰岩／泥岩界面，或灰岩内部礁滩灰岩／台坪微晶／火岩， 测井曲线对于这些岩性的变化十分敏感，能够成为划分层序界面或者海泛面的依据（图１）。 在碳酸盐岩的生物群落中，由于不同的生物组合对水深有着不一样的要求，所以不同水深的生物组 合突变＿Ｈ『反映海平面变化，也可成为划分层序界面或者海泛面的依据。 依据上述标志，识别出５个层序边界（ＳＢＩ、ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４、ＳＢ５）以及４个海泛面（ｍｒｓ１、 ｍｆｓ２、ｍｒｓ３、ｍ｛ｓ４），可将珠江组划分为４个标准三级层序和８个体系域，从下往上命名为ｓＱｌ 第３３卷第９期 周小康等：珠江口盆地东沙隆起珠江组碳酸盐岩层序地层及沉积模式 （ＴＳＴ、ＨＳＴ）、ＳＱ２（ＴＳＴ、ＨＳＴ）、ＳＱ３（ＴＳＴ、ＨＳＴ）和ＳＱ４（ＴＳＴ、ＨＳＴ）。对比Ｌｏｕｃｋｓ等人建 立的碳酸盐岩层序地层模式，研究区既有类似的特征又具有自己独特的特点。研究区ＳＢ１、ＳＢ２、ＳＢ４、 ＳＢ５界面发育大量的暴露淋滤溶蚀，属于工型层序边界；ＳＢ３没有经历暴露，属于Ⅱ型层序边界。 ２．１ ＳＱ１层序 ．ＳＱ１底界ＳＢ１，岩石地层珠海组／珠江组界面，生物地层ＮＰ２２／Ｎ４和ＮＰ２５／ＮＮ１分界面，白云运 动构造不整合面；ＳＱ１顶界ＳＢ２，生物地层ＣＮ１／ＮＣＮ２分界面，流花地区见浅水底栖大有孔虫与深水 浮游有孔虫突变，属于古生物组合识别层序界面的标志。惠州地区多为示底构造、淡水中晶方解石充填 裂缝和溶缝等暴露标志发育的灰岩顶面，陆丰地区多为渗流粘土、褐铁矿化等暴露标志发育的灰岩顶 面，均属于暴露标志（图２）。 ｓＱ１沉积期间，地势平缓，碳酸盐岩沉积面积大，但是厚度小，没有明显的台地边缘礁滩，且气 候干燥，发育大量白云石化作用以及褐铁矿化作用。ｓＱ１一ＴＳＴ继承了下伏珠海组的滨岸砂质沉积。 ＳＱ１一ＨＳＴ开始转变为浅海碳酸盐岩台地沉积。低洼地势地区海侵，发育台坪，岩性以微晶有孑Ｌ虫灰岩 为主，地势较高地区仍为粒度较粗的砂岩。晚期海平面下降，ｓＱ１一ＨＳＴ碳酸盐岩台地大面积暴露，流 花、惠州及陆丰地区普遍见暴露标志。综上认为，ｓＱ１层序属于干旱条件下缓坡模式。 ２．２ ＳＱ２层序 ＳＱ２底界即ＳＢ２。ＳＱ２顶界为ＳＢ３，为生物地层Ｎ６／Ｎ７和ＮＮ３／ＮＮ４分界面。该界面主要识别标 志为古生物分界和岩性岩相变化。流花地区该界面下部主要为生屑灰岩和礁灰岩，界面上部则以泥微晶 灰岩为主。惠州地区界面下部为砂岩、砂泥岩互层，界面上部为泥岩。陆丰地区界面类似惠州地区。 ＳＱ２一ＴＳＴ受新一轮海侵影响，海平面迅速上升，东南部东沙隆起剥蚀区向南大幅度缩小，惠州、 陆丰地区碳酸盐岩台地被海侵淹没，接受了陆棚泥质沉积。局部高地发育塔礁，垂向加积生长，后期无 法追赶海平面上升速度，最终淹没死亡。流花地区地势较高，发育台坪和台缘礁滩相。ＳＱ２一ＨＳＴ随着 海平面逐渐稳定至缓慢下降，珠江三角洲沉积体系逐渐向西南推进。综上认为，ＳＱ２层序属于半潮湿 条件下镶边模式。 ２．３ ＳＱ３层序 ｓＱ３底界即ｓＱ３，顶界即ＳＢ４，为海侵上超层序不整合面。ＳＢ４为生物地层浮游有孔虫Ｎ７／Ｎ８分 界面。流花地区ＳＢ４之下发现大量渗流粘土（粉砂）、强褐铁矿染、示底构造、溶蚀孔缝、铸模孔发育 等暴露标志（图２），ＳＢ４之上覆盖海侵陆棚泥岩。惠州、陆丰地区ＳＢ４之下发育三角洲砂泥岩，ＳＢ４ 之上覆盖陆棚泥岩，为岩性突变面。 ｓＱ３一ＴＳＴ海侵使东沙隆起台地被淹没后范围向东南大面积缩小。惠州、陆丰地区变为陆棚沉积。 ＳＱ３一ＨＳＴ在流花地区发育台缘礁滩沉积，岩性主要为珊瑚灰岩、．藻粘结有孔虫藻屑灰岩、藻粘结骨屑 藻屑灰岩、亮（微）晶有孔虫藻屑灰岩。在经历了高位后期多次周期性同生暴露及后来的低位表生暴露 之后，流花地区ＳＱ３一ＨＳＴ台地普遍发育各种溶蚀等暴露标志，是发育灰岩储层最有利层段。惠州、陆 丰地区西北部受古珠江三角洲影响，局部发育三角洲前缘砂泥质沉积。综上认为，ＳＱ３层序同样属于 半潮湿条件下镶边模式。 ２．４ ＳＱ４层序 ‘ ＳＱ４底界即ＳＱ４，顶界为ＳＢ５。ＳＢ５为浮游有孔虫Ｎ８ａ／Ｎ８ｂ和钙质超微化石ＮＮ４／ＮＮ５分界面。 在流花地区及东沙地区东部，该界面之下发育大量渗流粘土（粉砂）等暴露标志，界面之上覆陆棚泥 岩。同时，惠州、陆丰地区ＳＢ５之下发育粗粒序的三角洲砂泥岩，ＳＢ５之上覆盖陆棚泥岩，为岩性突 变面。 ＳＱ４一ＴＳＴ海平面快速上升，碳酸盐岩台地几乎完全被淹没，仅ＬＨ４—１井区、ＬＦ３３—１井区等局部 发育孤立的生物礁，之间被陆棚相隔绝。流花、惠州及陆丰地区为陆棚泥岩夹细一粉砂岩沉积。这些孤 立的生物礁，在气候相对潮湿以及远离物源的条件下，形成了相离镶边模式的碳酸盐岩层序模式。 ＳＱ４一ＨＳＴ期间，ＬＨ４—１井区、ＬＦ３３—１井区等局部发育的生物礁继续在ＴＳＴ期间形成的生物礁向上向 侧生长并扩大范围，岩性以藻灰岩和微晶有孔虫藻屑灰岩为主。后期海平面下降生物礁大量暴露。综上 石油天然气学报（江汉石油学院学报） 认为，ＳＱ４属于潮湿条件下相离镶边模式。 ３层序地层格架横向对比 ３．１ 东西向剖面对比 东西向剖面位于珠江口盆地（东部）北部，近东西向延伸，自西向东过ＨＺ３２—１—１井一ＨＺ３３一ｌ～２井 ＨＺ３３—１—１井一ＨＺ３３—２—１井一Ｉ Ｆ２５—１—１井一ＬＦ２５ ３—１井一Ｉ Ｆ１５ １—１井一Ｉ Ｆ１ ６卜ｌ井（ ３）。 ｝｛ 图３珠江口盆地（东部）珠江组东西向连井剖面层序地层及沉积相对比图 ＳＱｌ海侵体系域，在惠州（ＨＺ）和陆丰（Ｉ Ｆ）井区均为一套滨岸砂岩。在惠州ｌ井区以远滨细一粉 砂岩和泥岩互层，向东进入陆丰井区逐渐相变为近滨中一细砂岩沉积．砂岩粒度整体上由西向东呈逐渐 变粗趋势，说明陆源碎屑物源主要来自东沙隆起剥蚀区。ｓＱ１高位体系域，惠州、陆丰井区广泛发育 碳酸盐岩台地，分布面广却厚度薄，为缓坡模式下的碳酸盐岩沉积。在西北边的惠州井区早期短暂发育 碳酸盐岩与陆棚相碎屑岩混积，随后广泛发育生屑滩，最后在生屑滩ｋ生长藻礁。台地向东延伸至陆丰 井区碎屑岩少见，主要发育生屑滩，仅在Ｉ Ｆ２５一ｌ井区有过生物礁短暂生长，随后被生屑滩覆盖。 ＳＱ２海侵体系域，海水迅速上升淹没台地，ＨＺ３３—２ ｌ井区以两和Ｉ．Ｆｌ５－３一ｌ井 以东台地均被淹 没，接受陆棚粉砂岩和泥岩互层沉积。局部高部位仍发育碳酸盐岩沉积，以生屑滩为主。位ｆ斜坡局部 高地的ＨＺ３３—１井区发育追补型生长的塔礁并最后在海侵体系域淹没死亡。台地向东延伸发育台地边缘 礁滩、台坪和台内礁滩沉积，部分地区被陆棚泥岩沉积取代。ＳＱ２高位体系域，碳酸盐岩台地继承性 生长，惠州地区发育台地边缘礁滩、台坪沉积，台地向东向陆丰地区延伸发展为台坪和台内礁滩沉积。 ＳＱ３层序以及ＳＱ４层序，在剖面位置的碳酸盐岩台地全部淹没，接受陆棚泥质沉积。海侵体系域， 同样为陆棚泥质沉积。高位体系域为三角洲前缘细砂岩和粉砂质泥岩互层沉积。 ３．２南北向剖面对比 南北向剖面位于珠江口盆地（东部）西部，近南北向延伸。Ａ北向南过扑ＨＺ３４—１ １井一Ｉ Ｈ ２ １井 Ｉ Ｈ４ ｌ一４井～Ｉ Ｈ１１—１—１Ａ井～Ｉ Ｈ１１—１—３井一Ｉ Ｈｔ１－１＿２井一ｌ Ｈ１８一ｌ一１井一ＬＨｌ８—２…１井等井，过流化（ＬＨ） 地区和惠州（ＨＺ）井区（图４）。 ＳＱ１海侵体系域，惠州井区等同于东西向剖面的沉积特征。剖面向南延伸至流花井区，在古地貌 高地为前滨粗砂岩沉积。砂岩粒度整体上由南向北逐渐变粗，含砂率变高．陆源碎屑物源主要来 东沙 隆起剥蚀区。ＳＱｌ高位体系域，剖面位置的流花、惠州井区全部为碳酸盐岩台地沉积，沉积范围最大。 惠州井 以生物滩生屑灰岩为主，发育生物礁滩相沉积，剖面向南延伸至流花井区以台坪微晶有孑Ｌ虫灰 岩为主。剖面更南部的ＬＨ１８—２井区、ＬＨ１８ １井区、Ｉ Ｈ１１ １井区局部古地貌高地先接受近滨沉积．随 后转变为碳酸盐岩台地沉积。 ｓＱ２海侵体系域，惠州井区由于古地势较低，在海侵期迅速被海水淹没，流花井区碳酸盐岩台地 第３３卷第９期 周小康等：珠江口盆地东沙隆起珠江组碳酸盐岩层序地层及沉积模式 图４珠江口盆地（东部）珠江组南北向连井剖面层序地层及沉积相对比图 继承性生长，Ｉ Ｈ１１－１—１Ａ井区及其以北井区开始大面积形成台地边缘礁滩沉积，南部井区为台坪沉积。 ＳＱ２高位体系域，惠州井区受古珠江三角洲向南推进的影响，部分井区接受前三角洲泥质沉积。流花 井区ＬＨ１１－ｌ一１Ａ井区及其以北的碳酸盐岩台地以台地边缘生物礁滩沉积为主，更南部井区为台坪沉积。 ＳＱ３海侵体系域，碳酸盐岩台地范围进一步缩小，退缩至流花北部地区，主要以台坪或生物滩沉积为 主，仅局部发育生物礁，更南部井区仍为台坪沉积。ＳＱ３高位体系域，碳酸盐岩台地继承海侵体系域发 育，流花井区普遍发育台地边缘生物礁滩沉积，剖面更南部原台坪沉积区随海平面下降广泛发育生屑滩。 ＳＱ４海侵体系域，剖面上几乎全为陆棚泥质沉积，仅在ＬＨ４—１—１井区局部生物建隆高点残存生物 礁滩沉积。ＳＱ４高位体系域，ＬＨ４—１—１井区孤立的生物礁继承性生长，流花其他井区为陆棚泥质沉积。 ４沉积层序演化与体系域沉积模式 全球海平面变化与构造运动双重影响引起的相对海平面周期性升降是三级层序内部体系域形成的主 要控制因素，不同体系域沉积相发育明显不同，其沉积模式也不相同。 研究区层序模式变化比较频繁，ＳＱ１属于干旱条件下缓坡模式，ＳＱ２、ＳＱ３属于半潮湿条件下镶边 模式，ｓＱ４属于潮湿条件下相离镶边模式。海侵体系域形成于海平面主体上升时期，珠江口盆地（东 部）珠江组ｓｑ２￣ｓＱ３海侵体系域碳酸盐岩台地主要为浪基面以下低能的开阔台地台坪（泻湖）沉积， 台地边缘发育礁滩（图５）。ＳＱ１一ＴＳＴ海侵使珠海组滨岸沉积范围缩小，珠江组滨岸沉积基底上开始发 育碳酸盐岩台地。ＳＱ２、ｓＱ３、ＳＱ４每次海侵都使碳酸盐岩台地大面积缩小。 图５珠江Ｉ：１盆地（东部）珠江组海侵体系域沉积模式 高位体系域形成于海平面主体下降时期，后期常有暴露溶蚀。珠江口盆地（东部）珠江组ＳＱ２～ ・６・ 石油天然气学报（江汉石油学院学报） ２０１ １年９月 ＳＱ３高位体系域碳酸盐岩台地浪基面以上高能的开阔台地台内点礁及生屑滩一台地边缘堡礁、牛稻滩沉 积更为发育，滩间为台坪（泻湖）沉积（图６）。 图６珠江口盆地（东部）珠江组高位体系域沉积模式 低位体系域海平面下降到坡折带以下，坡折带以上的碳酸盐岩台地暴露剥蚀并发生喀斯特化，沉积 只发育在坡折带以下的原斜坡一陆棚（图７）。珠江口盆地（东部）珠江组ＳＱ２～ＳＱ３低位体系域在碳酸 盐岩台地沉积缺失，ＳＢ２、ＳＢ３、ＳＢ４、ＳＢ５为暴露层序不整合面，普遍见渗流粘土、渗流粉砂、示底构 造、褐铁矿化（染）、淡水方解石充填溶蚀缝、洞等表生暴露标志，层序暴露界面之下的高位体系域溶 蚀发育，反映此时海平面已下降到坡折带以下，台地遭受暴露剥蚀，初步形成喀斯特平原。但暴露时问 不长，未见浮游有孔虫和钙质超微化石断带。 图７珠江口盆地（东部）珠江组低位体系域沉积模式 ［参考文献］ ｒＩ＿］陈长民，施和生，许仕策，等．珠江口盆地（东部）第三系油气藏形成条件ＥＭ］．北京：科学出版社。２００３． ［１２ ３庞雄。陈长民，邵磊，等．白云运动：南海北部渐新统一中新统重大地质事件及其意义ＥＪ］．地质论评，２００７，５３（２）：１ １ ～１ ５１． １ ３１（美）劳克斯（Ｉ．ｏｕｃｋｓ Ｒ（ ），（荚）萨格（Ｓａｒｇ Ｊ Ｆ）．碳酸盐岩层序地层学：近期进展及应用［Ｍ］．马永生等译．北京：海洋出版 社，２００３． １］姚根顺，沈安江，潘文庆，等译．碳酸盐岩储层一层序地层格架中的成岩作用和孔隙演化［Ｍ］．北京：石油工业出版社，２００８． ｒ５］秦【 权．珠江口盆地新生代晚期层序地层划分和海平面变化［Ｊ］．中国海上油气（地质），２００２，１６（１）：２～１０． ［编辑］ 宋换新