图3显示了研究区西南部一个保存较为完好的高弯度型侧积复合体。在地震时间切片上, 侧积复合体表现为一系列嵌套的同心半环组合, 连续性较好, 平面面积超过6 km²。沿层的均方根振幅属性显示出侧积复合体强、弱振幅交替的特征(图 3-b), 表明其岩性组成发生韵律性的变化。由内环向外环, 半环的弯曲度(半环长度与两端点直线距离之比)依次增大, 由最内侧的1.1增大至最外侧的2.4, 体现了水道在演化过程中由低弯度逐渐向高弯度转化。

图3

Fig.3

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	图3 高弯度侧积复合体时间切片(1334 ms)(a)、沿层均方根振幅属性(b)和典型地震反射特征(c, d)(位置见图5-b)Fig.3 Time slice(1334 ms)(a), RMS attribute map along horizon(b) and typical seismic profiles(c, d) of high-sinuous LAPs(location in Fig.5-b)

在横切水道迁移方向的XX'剖面上, 侧积复合体表现为典型向水道中心倾斜的叠瓦状地震反射构型, 整体为强振幅。每期叠瓦状反射均平行于水道, 并且倾向水道中心。经过计算, 叠瓦前积的角度达5° ~7° , 且向内岸侧逐渐增厚, 最厚处双程旅行时达50 ms(约50 m)。鉴于侧积复合体的规模与水道的规模具有密切的正相关关系(Abreu et al., 2003), 可以推测原重力流水道规模较大。侧积复合体内部各倾斜反射同相轴代表了在水道摆动过程中相应内岸的位置, 且向剖面右侧年代逐渐变新。在垂直于水道迁移方向的YY'剖面上, 侧积复合体地震反射表现出明显的双向下超(图 3-c)。与侧积复合体伴生的最后1期水道充填在地震剖面上呈弱振幅, 为泥质充填(图 3-c)。

除高弯度型侧积复合体外, 研究区内更广泛地发育了低弯度的侧积复合体(图 4, 图5), 其弯曲度多为1.1~1.3, 且从北向南侧积复合体的最大弯曲度呈逐渐增加趋势(图 4)。低弯度侧积复合体在平面上呈带状展布, 缺乏明显的环形结构(图 4-d), 对应的地震剖面上也可见明显的叠瓦状前积反射(图 4-a, 4-b, 4-c), 但规模一般较小。低弯度型侧积复合体厚度也较小, 向内侧减薄处受限于地震分辨率而无法形成典型的叠瓦状前积反射, 整体表现为亚平行反射特征(图 4-c)。此外, 低弯度侧积复合体明显受到更强的泥流侵蚀作用(图 4), 推测这与泥流的来源方向有关。

图5-a为侧积复合体的沿层振幅属性图, 显示出其平面分布的规律性。低弯度侧积复合体主要发育在研究区的中部, 从北向南侧积复合体的弯曲度逐渐增加(图 5-b)。其中, 弯曲度最大的侧积复合体发育于研究区南部, 最外侧侧积层弯曲度可达2.4(图 5-b)。侧积复合体分布总体呈带状, 且基本上位于同一古构造等高线上, 围绕泥岩底辟背斜底部并且沿构造低部位发育(图 5-b), 这主要是因为底辟抬升作用导致构造高部位水深相对较浅, 而低部位则水深较深, 能够满足重力流体系的发育条件。后期泥流也属重力流范畴, 其侵蚀作用也受到了古地貌的控制, 在构造低部位明显侵蚀能力强(图 5)。

图4

Fig.4

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	图4 莺歌海盆地东方1-1地区低弯度型侧积复合体地震剖面Fig.4 Seismic profiles illustrating low-sinuous LAPs in Dongfang 1-1 area of Yinggehai Basin

图5

Fig.5

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	图5 莺歌海盆地东方区莺歌海二段Ⅱ 上气组侧积复合体平面展布特征Fig.5 Distribution of LAPs in the Ⅱ up gas member of Member 2 of Yinggehai Formation in Dongfang area of Yinggehai Basin

Abreu 等(2003)对岩心和测井数据进行了分析, 认为侧积复合体岩性总体呈向上变细的正旋回, 每个侧积面(accretion surface)对应测井曲线上的阻抗突变处, 解释为高密度浊积岩(低阻砂岩)和低密度浊积岩(高阻泥岩)的分界, 且单元底部可能发育有粗砂至砾质砂岩沉积。研究区内尚未有钻井直接钻遇侧积复合体, 但工区内同一层位(II_上气组)的强振幅体钻井已证实为粉砂— 细砂岩(李胜利等, 2010; 谢玉洪等, 2010; 姜平等, 2012)。图2中W-1与W-2井测井曲线很好地显示出泥流沟道充填的岩性多为泥岩, 而下伏的强振幅为砂岩。地震剖面上振幅强弱是波阻抗差大小的响应, 在单一岩性时(如巨厚的砂岩或泥岩层)常常表现为弱振幅, 而强振幅实际上是岩性差异的体现。依据此原理, 认为侧积复合体内观察到的叠瓦状强振幅应该是其内部多个岩性分界面形成的反射, 说明其内部岩性构成为多组砂岩和泥岩的互层沉积, 而底部的横向连续性好的强振幅为岩性较粗的沉积层(图 6)。此外, 低弯度侧积复合体距离物源更近, 沉积流体能量强, 推测其总体上岩性更粗。

图6

Fig.6

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	图6 侧积复合体的岩性构成(对应图3-c中地震剖面)Fig.6 Lithologic association within a set of LAPs (corresponding to sesmic profile in Fig.3-c)

依据当前研究现状, 具有似“ 点坝” 形态的沉积体仅在2种沉积体系中报道过, 即陆相曲流河体系和高弯度重力流水道体系, 但2种环境下产生的侧积复合体在平面形态和内部构型上具有很大相似性而难于区分(Arnott, 2007; Kolla et al., 2007)。经过分析, 认为研究区内的侧积复合体由深水水道侧向迁移形成, 而非曲流河点坝沉积, 其证据如下:(1)由陆架坡折演化可知, S30— S27界面之间陆架坡折的位置基本上位于东方区的西北侧, 由此可基本排除陆相沉积环境的可能; (2)在地震剖面上, 曲流河点坝厚度通常为1个地震同相轴上下, 而深水水道沉积厚度可达多个同相轴(Kolla et al., 2007), 从剖面上明显看出东方区的侧积复合体规模较大, 应为重力流水道迁移形成; (3)曲流河通常在侧向摆动的同时, 普遍具有向“ 下游扫动” 的特征(图 7-a), 而重力流水道“ 下游扫动” 则有时不发育(Peakall et al., 2000; Kolla et al., 2007), 图3-a中显示研究区侧积复合体不发育“ 下游扫动” 分量, 以横向迁移为主。综合上述分析, 认为东方区侧积复合体是由重力流水道横向迁移摆动形成, 且据此可推断在莺二段Ⅱ _上气组发育时期研究区曾发育广泛的重力流沉积, 并存在重力流水道。

图7

Fig.7

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	图7 迁移演化模式:(a)为曲流河, (b)为重力流水道(据Peakall等, 2000)Fig.7 Comparison of migration patterns between meadering rivers (a) and gravity-flow channels(b)(after Peakall et al., 2000)

侧积复合体的形成与重力流水道的迁移过程和机制密切相关, 但是目前对于水道迁移样式的解释仍存争议。部分学者认为高弯度水道同时具有“ 侧向迁移” 和“ 下游扫动” 2种迁移方式, 与曲流河的摆动样式大体类似(图 7-a), 并可频繁出现典型的“ 截弯取直” 现象(Abreu et al., 2003)。而另一部分学者则认为深水高弯度水道仅发育“ 侧向迁移” 而不发育整体的“ 下游扫动” , 即在演化中仅有侧积体半径幅度的增大(图 7-b), 没有水道整体的迁移(Peakall et al., 2000)。Wynn等(2007)则认为出现不同解释的原因可能是水道类型有差异, 如侵蚀型水道和加积型水道具有明显不同的水道迁移方式。作者此次研究在东方区发现的侧积复合体以侧向迁移为主, 基本不发育“ 下游扫动” 特征, 与Peakall等(2000)描述的情形较为符合。

另一个有争议的讨论是形成水道及其侧积复合体的重力流是单次持续性流体事件还是多次孤立的流体事件(Posamentier and Walker, 2006)。单次流体事件形成侧积复合体的前提是流体流动持续时间需足够长, 才能使侧积复合体有足够的演化时间。研究认为, 超密度流(hyperpycnal flow)可以作为这样一种“ 稳定性” 流体(sustained flow), 其在洪泛期由河水携带高浓度的沉积物直接沿海底运动, 且持续性时间可达十几天(Mulder et al., 2003)。Elliott(2000)在爱尔兰西部Ross组深水水道砂岩侧积体研究中提出了超密度流对深水水道沉积体系的贡献, 但目前其研究仍处于初级阶段, 与水道演化及侧积复合体形成的联系尚未建立(Abreu et al., 2003)。

通过对大量地震资料的分析, 采用多次流体事件的“ 下切— 充填” 模式来解释莺歌海盆地东方区侧积复合体的形成过程(图 8)。 浊流初期侵蚀形成弯度较低的初期水道, 后期伴随流体能量减弱逐渐被沉积物充填; 随后, 多期浊流事件导致重复出现多次的水道下切和充填, 水道外岸逐渐遭到侵蚀或过陡产生滑塌而向外侧后退, 水道弯度逐渐增大, 在内岸则由于沉积物的堆积形成侧积复合体沉积; 最后, 出现1期较强的浊流, 冲垮堤岸, 水道发生废弃并逐渐被泥岩披覆。每期的残留水道底界面呈叠瓦状分布, 地震剖面上由于频繁的岩性变化形成叠瓦状的前积反射(图 8-f)。由于浊流的悬浮搬运机制, 各期水道均呈下粗上细的正旋回特征, 水道底部相互叠加, 不发育泥岩隔层, 易于形成横向连续性较好的中— 粗砂层或砾岩层(图 6, 图8-e)。

图8

Fig.8

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	图8 莺歌海盆地东方1-1地区侧积复合体沉积模式Fig.8 Depositional model of LAPs in Dongfang 1-1 area of Yinggehai Basin

研究区内侧积复合体发育主要受到沉积物源、泥岩底辟作用和后期泥流侵蚀的影响。前已述及, 侧积复合体的弯曲度在研究区自北向南呈递减趋势, 这主要是由于沉积物粒度向南逐渐变细、重力流能量变弱, 因此更易形成高弯度型侧积复合体。此外, 上新世是莺歌海泥底辟活动最为发育的时期(Clift and Sun, 2006), 导致局部隆起的形成(图 5), 重力流水道和与之相关的侧积复合体受到地形控制, 易于在构造低部位发育。此外, 研究区在Ⅰ 气组发育时期, 广泛发育了泥流侵蚀作用(王立峰等, 2009; 李胜利等, 2010; 姜平等, 2012), 对下伏II_上气组强振幅砂体进行强烈侵蚀改造, 极大地增加了储集层的非均质性(图 5)。在泥流强烈改造作用下, 重力流水道和侧积复合体的形态大多不完整(图 4-a, 4-b)。