发布时间 : 星期三 文章三角洲与冲积扇更新完毕开始阅读82503467af1ffc4ffe47ac71
一．冲积扇
冲积扇是由山前或断崖边向邻近低地延伸的，是一种主要由粗粒碎屑物质组成的圆锥形、舌形或弓形的堆积体。它代表陆上沉积体系中最粗粒的、分选最差的近源沉积单元，通常在下倾方向上变成细粒、坡度较小的河流体系。然而也有某些扇，它的前缘直接进入湖泊或海洋，则称为扇三角洲。关于扇三角洲将放在以后的章节中进行论述。 冲积扇的形成和作用过程 （一）、冲积扇的形成
冲积扇的形成主要是在山区或上游发生暴洪时，大量的水体夹带丰富的泥砂沿山沟顺流直下，当流出山口时，空间突然开阔、坡度锐减、水流能量突然骤减，巨量的砂、砾、泥快速堆积而形成。在形成冲积扇的过程中常伴随有重力的不稳定性而出现重力流。因些冲积扇大量地出现于构造的活动区，如裂谷盆地、与走滑有关有拉张盆地、前陆盆地和快速抬升的山体前缘。在我国天山山前和昆仑山山前可见大量现代的冲积扇。同时冲积扇 的发育与气候有关，虽然一般认为冲积扇发育于干旱地区，实际上冲积扇既可发育于干旱气候地区，也可发育于潮湿气候地区。然而气候对冲积扇的发育有一定的控制作用，即干旱地区冲积扇坡度比较陡、扇体较小且沉积物粒径大小悬殊；而潮湿气候地区的冲积扇坡度小、扇体较大且沉积物粒径相对细而均一。
（二）、冲积扇的作用过程
McGowen和Groat （1971）把冲积扇划分为近端扇、中扇和远端扇三个亚相。也有学者把冲积扇分为上扇、中扇和下扇三个亚相（图1）。
图1理想冲积扇沉积类型及剖面形态（据R.D 斯皮林，1974）
冲积扇的作用主要是通过沉积物所反映的特征来决定的，它们在剖面上主要是由多个正旋回的沉积层序组成，绝大部分的扇体反映辫状河流和泥石流和漫流沉积的叠加，其次还有筛滤作用的沉积（图2）。
图2 半干旱气候条件下的冲积扇层序
二、冲积扇储层的特征 1、储集体的形态
冲积扇的动力成因和沉积特征，决定了砂砾岩储集体的形态特征在扇体走向的平面上呈长条形分布，而且向下游方向发散，主要是有辫状河道不断改道的砂砾岩体在侧向上的组合。在其垂向剖面上则反映出由多个底凸顶平凸形的透镜状砂砾岩体的叠合。砂砾岩体在倾向方向上延伸距离可达数百米，甚至数千米；而在横向上则极不稳定，一般为数十米或数百米；垂向上一般厚度为数米或十余米。 2、沉积物粒级宽、分选性、磨圆差
据克拉玛依油田对三叠系冲积扇储层的研究，碎屑岩粒度分布范围为260mm-0.01mm,其中小砾岩点53%、巨砾岩点28%、粉砂和泥仅点4%。碎屑颗粒大小混杂，分选性差、颗粒的分选性对储层物性有很大的影响（图3）；无明显的泥岩隔层。岩石成分成熟度低，石英含量仅点16%、长石含量点19%、其它则为岩屑或杂基。胶结成分复杂、胶结方式多变、含量亦高；胶结成分有蒙脱石、伊利石、绿泥石、碳酸盐、方沸石等，平均占岩矿组分的19.9%；以孔隙式胶结为主，产状有薄式、桥塞式、充填式等 ，对孔隙的大小和霰态影响很大。
图3 克拉玛依三叠系冲积扇砾岩颗粒分选系数与孔隙度关系 3、具“复模态”的孔隙结构
冲积扇属突发性和间歇性的高能快速沉积体，沉积物分选差、不同粒级沉积物混杂堆积，但主要是砂砾岩，砂砾岩含量可达80-90%以上，其次是粉砂岩和泥岩。粒级的广泛分布决定了其具复模态的孔隙结构特征。表现为以砾石为骨架的大孔隙中部分或全部由砂粒级的物质所充填；而在砂粒间以被更细的泥质所充填，这种由砾、砂、泥三者组成的复杂的孔隙结构称为“复模态”的孔隙结构。复模态总孔隙度（ф）=砾间孔隙度（фp）X砂间孔隙度（фs），一般都呈中低孔隙度，如克拉玛依油田二叠系、三叠系砾岩储层，一般为6.1-22.6%,平均孔隙度为15%，草桥油田砾岩的孔隙度为11%-14%;这类储层有效渗透率变化范围大，一般为2-3500X10-3um2。
4、无论是在平面上还是在垂向上都表现为严重的非均质性
冲积扇中的砂砾岩储集体是由时期、强度能量、延续时间长短、物源性质、携带沉积物量、搬运介质性质等因素差异的情况下多期洪水所沉积的砂砾岩体的叠加，可以想象不同沉积体在储层物性上的差异。根据各层常规的物性分析、孔隙结构特征参数、压力恢复曲线解释参数综合起来进行对比分析，表明平面非均质程度很高，而且具有明显的分带性，近端扇和远端扇非均质性严重，而中扇相对较好（表1）。
扇 体 平 面 非 均 质 性 表1
亚 相 容积系数（m%） 扇 中 近端扇 远端扇 8 9 11 进汞系数（%atm） 0.61 0.47 0.36 退汞率（%） 20 16.4 14.3 3.2 4.0 4.4 13 9 7-8 4.4 2.5 2.1 较好 较差 差 孔隙相对 有效孔隙 有效渗透率（X10-3um2） 相对评价 均匀系数 度（%） 垂向上层内的非均质性也很严重，渗透率的级差在1-400倍之间，非均质系数变化在0.11-43之间，层内岩性相对均质的小段平均只有0.31-0.47m。在辫状河道沉积中其孔隙度与渗透率都比较高，特别是在筛滤沉积物区，孔隙度可提高1-2倍以上，而渗透率可提高数百倍。有时只差10-15cm距离的样品，其渗透率可相差20-50倍。 二．三角洲
三角洲的概念可追溯到公元前约４００年，当时赫罗多特斯看到尼罗河口的冲积平原同希腊字母Δ的形状相似，于是三角洲这个词就产生了。Ｊ.巴雷尔（１９１２）给三角洲的定义是“河流在一个稳定的水体中或紧临水体处所形成的、部分露出水面的沉积体”应该说至今也没有必要修改这个定义。但真正的研究工作可以追溯到十九世纪，1885年吉尔伯特就描述了湖泊三角洲，由于油气勘探的不断扩大和深入，本世纪四十年代从美国的密西比河三角洲研究开始，一直升温并持续到八十年代，对三角洲的分类、成因过程、形成机理、沉积特征、沉积模式与油气的关系进行了全面深入的研究并取得了巨大和辉煌的成果。如分类上，根据注入物、潮和波的能量通量把三角洲分为河控三角洲、浪控三角洲和潮控三角洲；在浪控三角洲中又依据河流作用和海洋作用的强弱分为鸟咀三角洲、朵状三角洲和鸟爪状三角洲。在沉积相和亚相、甚至微相的划分上都 有一定的规范性，分为三角洲平原（顶积层）、三角洲前缘（前积层）和前三角洲（底积层）。在垂向序列上也进行了总结和理论化，前三角洲主要是细粒泥质沉积物，三角洲前缘则为以砂为主的沉积并具明显的反韵律的粒级变化、对其形成机理也进行了详尽深入的研究和探讨并取得了统一的认识。对三角洲在油气勘探中的作用更是不言而喻。因为关于论述海洋三角洲的著作和论文多似烟波浩瀚的大海，任何言语都 是多余的。
根据中国陆相盆地沉积特征，把陆相湖盆中的三角洲分为扇三角洲、辫状河三角洲和正常三角洲更为合适实用，而且现今大部分学者也是这样用的。 扇三角洲：
霍姆斯（Holmes,1965）曾把扇三角洲定义为：直接进积到海洋或湖泊中的冲积扇。这种类型的沉积，国外已有不少报道，我国中、新生代陆相含油气盆地中也广泛分布。它发育于湖泊的陡岸一侧，虽然单个体积不大，但沉积体直接插入湖盆腹地与深水湖泊泥接触。使其近水楼台可以充分汲取生油岩生成的油气，而且由于物源丰富，沉积速度快，具较好的储油物性，另外，随湖盆深陷和消亡的变迁具完好的细粒泥质覆盖层，因而，扇三角洲沉积体生、储、盖配置完好。对我国陆相含油气盆地来说，具有重要的现实意义。 （一）.影响扇三角洲沉积的主要因素
湖泊中的扇三角洲是物源区紧邻湖盆，冲积扇直接进入湖盆所形成的沉积体，形态相似于冲积扇，但又别于冲积扇。影响扇三角洲发育的因素繁多。对中国东部中、新生代陆相盆地中，控制扇三角洲发育的主要因素有三个，河流作用无疑是扇三角洲形成的主导因素，除此以外，是构造因素和气候条件。 我国东部中、新生代以来，由于太平洋板块向欧亚板块的俯冲潜没，使我国陆壳向东蠕散，沿NNE方向产生地壳破裂带，上地幔在地壳薄弱处和地壳破裂带隆起，上层地壳处于引张应力作用下，使古生界基底块断破裂，形成一系列箕形或半地堑状断陷盆地，近断层一侧，常因地形高差大，山间河流出山口后形成的冲积扇往往直接入湖，即形成扇三角洲沉积。它们可以处于盆地发育的各个阶段，但以张裂后期和深陷期为主，随地形、物源和气候的不同而有所变化。
气候条件也强烈地控制着扇三角洲的发育，在干旱气候条件下，植被覆盖差，岩石风化强，洪水期大量碎屑物质由湍急的山间河流携出山口后，越过陡坡直接倾入湖泊形成扇三角洲沉积。目前已发现的扇三角洲，在渤海湾盆地中大部分发育于气候炎热干旱的下第三系沙河街组四段和气候干旱的沙河街组二段，泌阳凹陷中发育于亚热带干旱-半干旱气候的下第三系桃树园组三段，松辽盆地中见于白垩系泉头组，等等。 (二).沉积特征
由于扇三角洲由季节性山间河流出山口后直接入湖而成，因此，无论在平面上和剖面上，其相序关系与源远流长的河流三角洲均有显著的区别，沉积体前缘直接与深水湖泊泥接触，且往往与浊流沉积交互成层，而陆上部分是紧邻山口冲积扇体的一部分，因而三角洲平原发育不全，没有曲流河段，而被粗粒的扇上辫状河相所取代（图4）。 地层 粒级 层理类型 厚 以砂砾为主 无递变层理或递变不明显，见各类交错层理 韵律 接触关系 含沙量
图4 扇三角洲横剖面及特征
1、地形坡度大，沉积面积小
正常河流三角洲在河口地区乃至曲流平原，坡降在万分之一左右，长江为0.1~0.7‰，而扇三角洲的河流坡度或扇坡度一般为正常河流三角洲的几倍至几十倍，牙买加南部海岸扇三角洲坡度达15‰，阿拉斯加东南岸为2~17.6‰，日本Honshu岛中西部为10‰，我国松辽盆地下白垩统中英台扇三角洲为1.1~1.75‰，辽河裂谷盆地中，下第三系的扇三角洲同一断阶为18~35‰。就扇体面积说，一般为几到几十平方千米，有的甚至不足1平方千米，如阿拉斯加东南岸一个扇三角洲为446平方千米，而得克萨斯西南部的一个扇三角洲面积仅为0.37平方千米，我国中新生代扇三角洲面积一般为100~300平方千米。这里必须指出，对古代扇三角洲的勘探因受到各种条件的限制，重叠的叶状体不易严格区分而使面积有扩大。 2、近源、粒粗，成熟度低
在断陷盆地陡侧，水系一般呈梳状和树枝状分布，河流短小，因而物源区的岩石强烈地控制着扇三角洲沉积物，在泌阳凹陷中，附近母岩为二云更长混合片岩、黑云母更长混合片岩及石英脉时，砂岩中云母含量高，重矿物组合以变质岩中常见矿物石榴子石为主，高达60%~70%；当附近母岩为花岗岩时，砾石成分以花岗岩为主，重矿物组合中锆石、石榴子石的含量分别达15%~40%和20%~30%，帘石、云母含量低。 从整个扇体看，岩石组合特征是砂砾、砂泥混杂，分选性较差，一般砾石直径2~6cm，最大可达20cm以上，磨圆度不等，结构和矿物成熟度低，砂砾岩成分复杂，随母岩而变化，有钙砾和泥砾，岩屑含量可达40%~50%，一般属长石质岩屑砂岩和岩屑质长石砂岩。单个扇体，其岩性特征具规律性的变化，单层厚度一般为数米，有时达10米以上。
3、水下分流河道发育而陆上平原相发育不好
正韵律 顶底突变 高，大于50% 中等 以砂为主，含砾 见小型交错层理、波状层理、透镜层理、包卷层理 正、反、复合韵律 底突变，顶渐变 最高60-70% 薄 以泥、粉砂为主 水平层理为主，见包卷层理 不清楚 渐变 低