传统的层序地层学主要根据岩性的变化和岩石组合的差别划分层序(威尔格斯等, 1993; 郭少斌等, 1998; 梁江平等, 2005), 岩石地层单元主要反映地区性的沉积特征。在层序划分方面, 高频层序地层学强调对地层记录中反映基准面变化的时间地层单元进行二元划分。基准面旋回是高频层序地层学划分层序的基础(祝彦贺等, 2006; 辛仁臣, 2008)。因此, 四级层序划分以四级湖平面变化周期中湖平面下降的最低点的沉积响应为边界, 并以四级湖平面变化周期中湖平面上升的最高点的沉积响应为最大湖泛面把四级层序进一步划分四级体系域。

通过总结前人研究成果, 进一步对地震、测井、录井、岩心等资料综合分析, 青山口组顶面为全盆地发育的不整合面, 是二级层序SSQqn(超层序)的界面, 青山口组划分为3个三级层序, 自下而上命名为SQqn1、SQqn2、SQqn3, 重点研究层段SQqn2划分为2个四级层序, 自下而上命名为Cg4、Cg3。并以最大湖泛面为界将各四级层序划分为湖泊扩张域(Eg4、Eg3)和湖泊萎缩域(Sg4、Sg3)。青二段的顶界面大致相当于SQqn2的四级层序Cg3的最大湖泛面。高台子油层G3、G2砂组的底界面大致相当于Cg4、Cg3四级层序的最大湖泛面。层序划分方案, 三级层序与组、段的对应关系, 四级层序与油层和砂组的关系见表1和图2。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 松辽盆地北部西斜坡上白垩统青二段及三段底部四级层序地层格架 Table 1 The 4th-order sequence stratigraphic framework of the Member 2 and lower Member 3 of Qingshankou Formation of Upper Cretaceous in west slope of northern Songliao Basin

表1 松辽盆地北部西斜坡上白垩统青二段及三段底部四级层序地层格架 Table 1 The 4th-order sequence stratigraphic framework of the Member 2 and lower Member 3 of Qingshankou Formation of Upper Cretaceous in west slope of northern Songliao Basin

图2

Fig.2

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	图2 松辽盆地北部西斜坡地震地层格架(剖面位置见图1)Fig.2 Seismic stratigraphic framework in west slope of northern Songliao Basin

松辽盆地西部斜坡SQqn2三级层序及其体系域自东向西连续发育, 且厚度逐渐减薄。SQqn2三级层序的2个四级层序的4个体系域Eg4、Sg4、Eg3、Sg3依次叠覆, 且分布范围逐层扩大, 顶部被上覆地层青三段覆盖。SQqn2三级层序的2个四级层序主要由砂岩、泥岩、少量灰岩及其间的过渡类型岩石构成, 以砂岩为主, 其次是泥岩, 灰岩最少(图 3)。砂岩的测井响应是自然电位(SP)较低、电阻(LLD、RLLD)较高; 泥岩的测井响应是自然电位较高、电阻较低; 灰岩测井响应是自然电位略低、电阻极高(图 3)。砂岩主要发育于三级层序界面和四级层序界面附近, 是基准面下降、物源供应增强的响应; 三级层序最大湖泛面和四级层序最大湖泛面附近普遍以泥岩为主, 是基准面上升、物源供应减少造成的。

图3

Fig.3

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	图3 松辽盆地北部西斜坡青二段及三段底部四级层序格架及沉积相分布(剖面位置见图1)Fig.3 Sedimentary facies distribution and the 4th-order sequence stratigraphic framework of the Member 2 and lower Member 3 of Qingshankou Formation in west slope of northern Songliao Basin (Location of the profile shown in Fig.1)

Cg4沉积时期为湖侵开始阶段, 范围较广。Cg3层序分布特征与Cg4层序分布特征大体一致, 只是局部厚度略有变化, Cg3与Cg4层序构成一个完整的三级层序。

岩心、录井及测井资料综合分析表明, 松辽盆地北部西斜坡研究层段发育滨浅湖沉积和三角洲前缘沉积。

滨浅湖亚相岩性识别标志为弱还原— 弱氧化条件下形成的灰绿色和灰色泥岩, 层理主要为块状层理、水平层理及波纹层理, 少见大型交错层理。滨浅湖亚相进一步划分为滨浅湖砂质滩坝、滨浅湖混合滩和滨浅湖泥滩3个沉积微相。滨浅湖砂质滩坝是在湖浪强烈作用的滨浅湖地带形成的富砂沉积体, 岩性以中细砂岩为主(图 4), 常见浪成大型交错层理、低角度交错层理和波纹层理。在电测曲线上多反映为齿状漏斗形或箱形(图 3)。滨浅湖混合滩主要是由细砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩组成, 可见介形虫富集形成薄层介形虫层(图 4)。具波纹层理, 见生物扰动构造。电测曲线多表现为锯齿状(图 3)。滨浅湖泥滩以紫红色、灰绿色、灰色和灰黑色厚层泥岩为主, 局部可见粉砂质泥岩, 粉砂岩少见, 砂岩不发育, 生物碎屑多为介形虫、叶肢介。电测曲线反映为电阻值低平, 自然电位曲线平滑(图 3)。

图4

Fig.4

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	图4 松辽盆地北部西斜坡杜53井岩心层序及沉积相综合分析图Fig.4 Comprehensive column of core sequence and sedimentary facies analysis of Well Du53 in west slope of northern Songliao Basin

三角洲前缘亚相进一步细分为河口坝和远砂坝2个沉积微相。河口坝是由于河流带来的砂泥物质在河口处因流速降低堆积而成, 岩性主要有中砂岩、细砂岩和粉砂岩。自然电位曲线主要为中到高幅度的钟形。层理构造有波纹交错层理、小型交错层理、块状层理和大型交错层理。远砂坝位于河口坝前较远的部位, 沉积物较河口坝细, 主要为薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩和粉砂质泥岩彼此互层, 多为灰色和灰绿色, 主要发育波纹交错层理、波纹层理、水平层理和块状层理。沿纹层面分布较多的植屑和碳屑, 具有生物扰动构造。电测曲线主要表现为锯齿状(图 3)。

现以江24井— 江22井— 杜13井— 杜610井— 杜71井— 杜416井剖面(图 3)为例, 说明四级层序格架内沉积体系在剖面上的分布规律。

Cg4四级层序由滨浅湖沉积及三角洲前缘沉积构成。湖泊扩张体系域(Eg4)底界面即为Cg4四级层序底界面, 滨浅湖混合滩广泛发育, 江22井及其以西, 杜610井区, 杜416井区及其以北地区发育小规模滨浅湖砂坝。湖泊萎缩体系域(Sg4)物源来自西部的三角洲向东推进, 三角洲前缘的远砂坝错叠连片。江24井附近发育滨浅湖泥滩。江22井— 杜13井— 杜610井一带主要发育三角洲前缘河口坝和远砂坝。杜71井— 杜416井一带以滨浅湖砂坝与滨浅湖混合滩沉积为主。

四级层序Cg3的湖泊扩张体系域(Eg3)仍以三角洲前缘与滨浅湖亚相为主, 江22井— 杜13井— 杜610井区发育三角洲前缘的河口坝和远砂坝, 杜71井— 杜416井区发育滨浅湖混合滩与砂坝。湖泊萎缩体系域(Sg3), 江22井— 江28井区发育滨浅湖混合滩与泥滩。杜13井— 杜610井— 杜71井区发育大规模三角洲前缘河口坝与远砂坝亚相。杜416井附近发育滨浅湖砂坝。

为查明四级层序各体系域砂体的平面分布特征, 在单井、联井沉积相分析的基础上, 编绘四级层序内各体系域的砂体等厚图(图 5, 图6), 四级层序内各体系域的砂体分布特征如下。

图5

Fig.5

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	图5 松辽盆地北部西斜坡青二段及三段底部Cg4四级层序各体系域砂岩厚度图Fig.5 Thickness of sandstone in each system tract of the 4th-order sequence of Cg4 in the Member 2 and lower Member 3 of Qingshankou Formation in west slope of northern Songliao Basin

图6

Fig.6

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	图6 松辽盆地北部西斜坡青二段及三段底部Cg3四级层序各体系域砂岩厚度图Fig.6 Thickness of sandstone in each system tract of the 4th-order sequence of Cg3 in the Member 2 and lower Member 3 of Qingshankou Formation in west slope of northern Songliao Basin

3.3.1 Cg4四级层序各体系域砂体平面分布

Cg4四级层序湖泊扩张体系域(Eg4)(图 5-A)砂岩累积厚度大于4 m的厚层砂岩发育区, 主要位于西部斜坡区的西北、西南和东北部。杜70井的东侧和江64井的北部发育8~12 m的厚砂带, 其中累积厚度大于12 m的富砂带主要发育于西部斜坡区东北部, 呈朵状展布。西部斜坡区中部及其西侧发育砂岩累积厚度小于4 m的薄砂带。

Cg4四级层序湖泊萎缩体系域(Sg4)(图 5-B)砂体累积厚度大于8 m的厚层砂岩发育区, 分布于研究区的西北、西南和东北部, 呈坨状或朵状展布。研究区西部及北部砂岩累积厚度4~8 m的砂带相较于研究区Cg4四级层序湖泊扩张体系域(Eg4)有所扩大。中部西侧大部分地区为砂岩累积厚度小于4 m的薄砂带。

3.3.2 Cg3四级层序各体系域砂体平面分布

Cg3四级层序湖泊扩张体系域(Eg3)(图 6-A)砂体累积厚度大于4 m的厚层砂岩发育区较前期有所扩大, 中部及中部以西分布砂体累积厚度大于4 m厚层砂岩。来14井— 来34井— 来54井— 江22井一线发育砂体累积厚度小于4 m的薄砂带, 呈条带状分布。砂岩累积厚度8~12 m的厚砂带分布明显增多, 北部发育较明显, 西部零星分布。

Cg3四级层序湖泊萎缩体系域(Sg3)(图 6-B)青二段及三段底部4个体系域砂体发育最强时期, 砂体累积厚度8~12 m的厚砂带在研究区中部南侧与北侧、以及研究区南部均有发育, 呈坨状及朵状展布。砂体累积厚度0~4 m的薄砂带在研究区分布较前期减少。

为阐明四级层序格架下的沉积微相平面分布特征, 以四级层序的体系域为单元, 以测井数据为主, 充分考虑井间控制因素, 结合岩心观察及地震资料, 编绘了沉积微相平面图(图 7)。

图7

Fig.7

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	图7 松辽盆地北部西斜坡青二段及三段底部四级层序各体系域沉积微相分布图Fig.7 Distribution of sedimentary microfacies in each system tract of the 4th-order sequences in the Member 2 and lower Member 3 of Qingshankou Formation in west slope of northern Songliao Basin

3.4.1 Cg4四级层序各体系域沉积微相平面分布

青二段最下部的Cg4四级层序的湖泊扩张体系域(Eg4)和湖泊萎缩体系域(Sg4)分布范围较大, 地层剥蚀尖灭线的位置大体相当, 地层均在江57井— 来54井— 来34井— 来14井一线附近尖灭, Sg4的分布范围略小(图 7); 均发育三角洲前缘河口坝、远砂坝, 滨浅湖砂质滩坝、混合滩和泥滩, 但沉积微相的规模和分布格局有差异。

Cg4四级层序的湖泊扩张体系域(Eg4), 受齐齐哈尔物源、北部物源、西部物源和西南物源影响, 分别在江64井— 杜62井、杜84井— 杜322井— 杜70井、来70井— 来31井、来20井— 来22井井区及其以南形成富砂的三角洲沉积体系河口坝及远砂坝微相。从杜84井— 杜322井— 杜70井和来20井— 来22井井区及其以南的三角洲沉积体规模较大推断, 北部物源和西南物源碎屑供应较强。江57井— 江36井— 江66井一线则为规模较大的富砂沿湖岸线砂坝发育区。江20井、杜610井、杜416井分别控制小规模富砂滨浅湖砂坝。

Sg4时期, 物源供应强度明显增大, 大部分地区被富砂的三角洲前缘河口坝及远砂坝微相所覆盖。三角洲之间地带, 以滨浅湖混合滩微相为主, 江18井— 江19井、杜408井— 杜432井、杜431井— 塔20井区为小规模的滨浅湖砂坝微相(图 7)。湖泊萎缩过程中, 造成各物源体系的三角洲朵体错叠, 向湖区推进。

3.4.2 Cg3四级层序各体系域沉积微相平面分布

青二段上部及青三段底部的Cg3四级层序分布范围持续扩大, 其湖泊扩张体系域(Eg3)的地层剥蚀尖灭线位置大致与Cg4的湖泊扩张体系域(Eg4)和湖泊萎缩体系域(Sg4)位置相当, Cg3的湖泊萎缩体系域(Sg3)地层分布范围扩大, 尖灭线西移。Cg3四级层序发育三角洲前缘河口坝、远砂坝微相, 及滨浅湖砂质滩坝和混合滩微相。

Cg3四级层序的湖泊扩张体系域(Eg3)平面布局与Cg4四级层序的湖泊萎缩体系域(Sg4)类似, 只是三角洲体系的规模有所变动。北部物源供应变弱, 三角洲规模变小, 其他3个物源供应体系下发育的三角洲体系均有不同程度的扩大。江57井— 江36井— 江24井一线发育滨浅湖泥滩, 三角洲复合体的东南广大地区主要发育滨浅湖混合滩(图 7)。

湖泊萎缩体系域(Sg3)的沉积格局与湖泊扩张体系域(Eg3)基本相似, 但北部和西南物源体系的三角洲均明显向湖区推进, 三角洲的规模有所扩大, 三角洲沉积占据了研究区的绝大部分地区。沿湖岸砂质滩坝微相规模进一步缩小。在江57井— 江36井一线、来34井— 来D7井一线发育滨浅湖泥滩微相(图 7)。