主要分布在盆地西南部陡坡带, 可识别出扇根、扇中和扇端亚相, 岩石类型主要为泥砂质支撑砾岩。测井曲线特征表现为钟型或箱型(图 4)。

图4

Fig.4

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	图4 老挝桑怒地区冲积扇相沉积特征和测井曲线(ZK1505井)Fig.4 Sedimentary features and well logging of alluvial fan facies in Xam Nua area, Laos(Well ZK1505)

2.1.1 扇根亚相 岩性主要有无组构混杂砾岩、砂砾岩, 以泥石流沉积为主, 混杂砾岩分选差, 砾石直径达10~40, mm, 砾石之间被泥、粉砂和砂的杂基充填, 底部具有冲刷面。

2.1.2 扇中亚相 岩性主要为灰白色、杂色砾岩和灰白色含砾粗砂岩、砂岩混杂, 以辫状河道、辫状河间沉积为主。辫状河道砾岩成分复杂(泥岩、砂岩、岩屑等), 颗粒支撑, 分选一般, 多呈叠瓦状排列, 底部见冲刷— 充填构造。辫状河道间可见劣质煤线。测井曲线界面形态为顶底突变型或底部突变、顶部渐变型(于兴河, 2008)。

2.1.3 扇端亚相 以漫流沉积为主, 岩性由砂砾岩、砂岩夹粉砂质泥岩混杂组成, 粉砂质泥岩中见炭化植物碎屑, 底部具冲刷— 充填构造(图4)。

区内扇三角洲相发育在盆地西南部陡坡带, 重力流与牵引流双重搬运机制, 碎屑颗粒较大, 以杂基支撑砾岩为主。岩相类型主要为块状砾岩、递变砾岩、块状砂岩、交错层理砂岩、平行层理砂岩。测井曲线以大量中幅箱型— 钟型为主(图 5)。

图5

Fig.5

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	图5 老挝桑怒地区扇三角洲相沉积特征和测井曲线(ZK1202井)Fig.5 Sedimentary features and well logging of fan delta facies in Xam Nua area, Laos(Well ZK1202)

2.2.1 扇三角洲平原亚相 发育在主断裂控制的陡坡带, 主要有泥石流、河道充填沉积。泥石流岩性主要为砂、泥质砾岩, 由于近物源, 砾石成分复杂, 分选差, 多为棱— 次棱状。河道充填岩性主要为中细砾岩, 含砾砂岩, 砾石呈叠瓦状排列, 分选磨圆中等, 发育冲刷— 充填构造及不明显的二元结构。扇三角洲平原亚相整体表现为不规则的粗粒序列, 测井曲线表现为中高幅值齿化箱型或箱型— 钟型组合。

2.2.2 扇三角洲前缘亚相 主要有水下分流河道、分流间湾、席状砂沉积, 水下分流河道岩性主要为砂岩、砾岩, 砂岩粒度较扇三角洲平原细, 砾石分选较好, 为颗粒支撑。发育块状层理、交错层理, 砂体中可见“ 漂砾” 。分流间湾岩性主要为泥岩、粉砂岩, 发育小型水平层理。席状砂沉积主要表现为粉砂岩与细砂岩互层, 发育小型交错层理。测井曲线一般呈钟型。

2.2.3 前扇三角洲亚相 岩性主要为灰色— 深灰色细砂岩、粉砂岩、泥岩, 发育波状层理及复合层理。测井曲线表现为低平曲线夹尖峰。

区内辫状河三角洲相发育在盆地东北部缓坡带, 牵引流搬运机制, 沉积物以细碎屑为主(泥质含量较低), 颗粒支撑, 分选磨圆较好。可识别出辫状河三角洲平原亚相、辫状河三角洲前缘亚相和前辫状河三角洲亚相, 岩相类型主要有块状砾岩、递变砾岩、块状砂岩、交错层理砂岩, 各岩相侧向连续性较好(图 6)。

图6

Fig.6

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	图6 老挝桑怒地区辫状河三角洲相沉积特征和测井曲线(ZK1501井)Fig.6 Sedimentary features and well logging of braided river delta facies in Xam Nua area, Laos(Well ZK1501)

2.3.1 辫状河三角洲平原亚相 主要由辫状分流河道与河道间组成, 辫状分流河道岩性主要为砂砾岩、含砾砂岩, 砾石分选磨圆中等— 好, 呈向上变细的正粒序。底砾岩具较好的定向排列, 上部砂体发育平行层理、交错层理及冲刷充填构造, 具较好的侧向连续性。河道间沉积以细碎屑为主, 主要为粉砂岩和泥岩, 可见水平层理及波状层理。测井曲线形态为连续叠置的箱型, 显示出高阻值、低伽马的特点。

2.3.2 辫状河三角洲前缘亚相 主要由水下分流河道、分流河道间湾、远砂坝及河口坝组成, 水下分流河道岩性主要为砂岩、砂砾岩, 由于水道搬运距离较扇三角洲前缘远, 砂体粒度较细, 发育块状层理、平行层理。分流河道间湾岩性为泥岩、粉砂岩, 发育水平层理及波状交错层理。远砂坝与河口坝整体构成向上变粗的反粒序, 远砂坝沉积物为泥质粉砂岩、细砂岩, 发育水平层理、波纹层理。河口坝岩性以含砾中砂岩为主, 发育交错层理。测井曲线表现为顶底突变的幅值箱型— 钟型组合, 以高阻值、低伽马为特征。

2.3.3 前辫状河三角洲亚相 岩性主要为暗色泥岩和粉砂质泥岩, 发育波状层理。测井曲线主要呈低幅微齿平直形, 低阻值、中高伽马。

分布于盆地的西北部至东南部沉积区, 岩石类型主要为块状粉砂岩、水平层理粉砂岩、波状层理粉砂岩、块状泥岩和波状层理泥岩。

滨湖亚相位于湖盆边缘, 是洪水位与枯水位之间的湖泊地带, 环境特征表现为间歇性覆水与暴露, 其距湖岸最近, 接受碎屑物质较多, 岩石类型多样, 岩性主要为粉砂岩、泥岩, 总体构成不等厚互层, 发育波状层理、中小型交错层理。可见炭化植物叶、枝干等化石碎片。测井曲线为齿状。浅湖亚相发育在枯水位与浪基面之间的湖泊地带, 环境特征表现为长期覆水, 岩性主要为灰色泥岩, 夹薄层粉砂岩, 粉砂岩中发育水平层理、波状交错层理。浅湖亚相整体上表现为砂泥岩不等厚互层, 测井曲线表现为齿状。区内滨、浅湖界线不明显, 这里统称为滨浅湖沉积(图 7)。

图7

Fig.7

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	图7 老挝桑怒地区滨浅湖相沉积特征和测井曲线(ZK1503井)Fig.7 Sedimentary features and well logging of shore-shallow lacustrine facies in Xam Nua area, Laos(Well ZK1503)

沼泽是长期积水的洼地, 或被较丰富的植物占据的低洼而潮湿的地面, 水流不畅, 介质处于还原条件(姜在兴, 2003), 在湖泊淤积处、扇三角洲扇间洼地、辫状河道间均形成沼泽。区内沼泽相主要是湖泊淤积而来, 面积较大, 主要发育在盆地中北部, 是区内主要的成煤环境, 亚相以泥炭沼泽沉积为主, 岩性主要为深灰色— 黑灰色泥岩、粉砂岩、碳质泥岩, 夹煤层(煤线), 发育波状层理, 泥岩中含大量炭化植物碎屑及少量炭化植物化石(图 8)。

图8

Fig.8

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	图8 老挝桑怒地区泥炭沼泽相沉积特征和测井曲线(ZK1503井)Fig.8 Sedimentary features and well logging of peat swamp facies in Xam Nua area, Laos(Well ZK1503)

通过对钻井资料分析, 可建立2种沉积体系: 冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沼泽沉积体系, 辫状河三角洲— 湖泊沼泽沉积体系。

1)冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沼泽沉积体系

该沉积体系主要分布在盆地西南缘陡坡带, 由剥蚀区向盆地中心方向发育冲积扇、扇三角洲、滨浅湖、泥炭沼泽, 构成冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沼泽沉积体系。在垂向上具以下特征: 底部以扇三角洲沉积为主, 煤层发育较差; 向上基准面下降湖平面上升, 湖泊扩张而发育湖泊沼泽, 煤层相对较厚; 再向上部, 湖平面开始缓慢下降, 发育扇三角洲前缘, 煤层在此发育较差, 仅有薄煤层; 至最上部湖平面整体快速下降, 物源快速堆积, 主要发育扇三角洲平原、冲积扇, 煤层发育差。总体从下到上湖水先变深后又变浅, 从扇三角洲过渡为湖泊沼泽再到冲积扇沉积。

2)辫状河三角洲— 湖泊沼泽沉积体系

盆地东北缘为缓坡带, 由边缘剥蚀区向盆地中心方向发育辫状河三角洲、滨浅湖、泥炭沼泽, 构成辫状河三角洲— 湖泊沼泽沉积体系。该体系在垂向上具以下特征: 底部以辫状河三角洲沉积为主, 发育薄层煤层; 向上发育湖泊沼泽, 煤层发育多而厚; 再向上部发育前辫状河三角洲, 发育数层薄煤层。总体从下到上湖水先变深后又变浅, 从辫状河三角洲过渡为湖泊沼泽再到辫状河三角洲沉积。

3.1.1 地层厚度等值线 地层厚度等值线图可以反映沉积期盆地的沉降中心和隆起、凹陷、盆地轮廓(邵龙义等, 2011)。根据区内50余口钻井数据(表 2), 结合露头剖面资料, 勾绘了中新统地层厚度等值线图(图 9), 从图9中可看出盆地中新统厚度介于18~549, m, 最大厚度位于盆地东部、东南部ZK1505、ZK1403、ZK1606井位附近; 最小厚度主要分布在盆地边缘一带, 在100, m以内。往东南缘与西北缘地层继续变薄直至尖灭, 说明盆地西南缘与东北缘近乎古陆边缘, 即区内中新统地层厚度等值线变化趋势显示出当时盆地西南部与东北部为相对较高的古地理格局, 可推测当时的古陆剥蚀区应在盆地的西南侧与东北侧。从盆地边缘向中心方向等值线数值变小, 说明当时的沉积中心处于盆地的中心区域。等值线数值变化较大, 表明中新统地层后期遭受不同程度剥蚀。

表2

Table2

表2(Table2)

表2 老挝桑怒地区关键资料点单因素分析数据统计 Table2 Data of single factor analysis in Xam Nua area, Laos 钻孔号 地层厚度 /m 砂泥比值 砾岩含量 /% 砂岩含量 /% 钻孔号 地层厚度 /m 砂泥比值 砾岩含量 /% 砂岩含量 /% ZK15-01 97.98 0.360 20.94 5.53 ZK0801 303.02 0.706 22.13 19.24 ZK15-02 97.27 0.626 23.19 15.00 ZK0802 36.27 0.129 7.55 3.86 ZK15-03 312.47 1.198 49.75 4.76 ZK0803 346.27 1.204 29.59 25.10 ZK1004 278.84 1.111 27.83 24.79 ZK0804 191.98 0.927 24.52 23.58 ZK1301 97.70 0.221 7.94 10.13 ZK1201 394.69 0.312 10.81 12.94 ZK1302 173.33 1.240 18.23 37.13 ZK1202 492.45 1.035 38.60 12.26 ZK1303 479.47 2.141 54.71 13.45 ZK1203 172.88 0.441 10.64 19.98 ZK1304 450.08 7.772 69.51 19.09 ZK1601 348.21 2.845 20.93 53.06 ZK1404 97.31 0.352 12.49 13.57 ZK1602 275.50 1.937 34.85 31.10 ZK1405 93.49 0.527 6.61 27.91 ZK1603 456.40 0.419 13.29 16.22 ZK1406 151.98 0.403 19.49 9.21 ZK1001 191.31 3.124 31.15 44.60 ZK1501 66.29 1.557 30.12 30.77 ZK1002 148.81 0.453 21.38 9.79 ZK1502 128.61 0.431 24.88 5.23 ZK1003 83.54 2.134 34.01 34.08 ZK1503 273.74 0.627 30.84 7.71 ZK1205 173.52 2.385 18.59 51.87 ZK1504 396.33 1.752 51.73 11.93 ZK1206 419.99 1.919 41.89 3.85 ZK1505 548.46 3.914 62.70 16.95 ZK1401 118.87 1.517 16.81 43.46 ZK1607 123.15 0.258 18.27 2.27 ZK1402 399.02 2.176 51.18 17.27 ZK1702 480.24 3.149 64.67 11.23 ZK1403 508.05 2.223 62.93 6.04 ZK1802 352.78 1.881 53.30 11.99 ZK1605 295.86 1.243 12.95 42.47 插3 192.86 0.467 27.47 4.38 ZK1606 544.50 10.507 68.88 22.43 浅1 52.75 0.628 35.79 2.77 ZK1701 268.82 1.729 44.54 18.82 浅2 29.18 0.359 1.27 25.12 ZK1801 283.63 7.613 81.30 7.09 浅3 35.79 0.336 11.40 13.77 ZK2001 161.01 0.099 0 8.97 浅8 67.81 0.466 21.27 10.51 ZK2002 258.02 0.679 37.28 3.17

表2 老挝桑怒地区关键资料点单因素分析数据统计 Table2 Data of single factor analysis in Xam Nua area, Laos

图9

Fig.9

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	图9 老挝桑怒地区新近系中新统厚度(m)等值线图Fig.9 Tthickness(m) isoline map of the Neogene Miocene in Xam Nua area, Laos

图10

Fig.10

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	图10 老挝桑怒地区新近系中新统砂泥比等值线图Fig.10 Isoline map of sand to mudstone ratio of the Neogene Miocene in Xam Nua area, Laos

3.1.2 砂泥比等值线 砂泥比等值线图反映了主要水道、三角洲砂体以及主要岩相的分布特征, 是划分相带和相区的主要依据(邵龙义等, 2011)。从砂泥比等值线图(图 10)可知区内砂泥比值介于0.2~10.6之间, 最大值位于ZK1606井附近, 最小值位于ZK1607井附近。砂泥比值大于7的区域共有2处, 分布于盆地西南部ZK1304、ZK1606及ZK1801等井区域范围。砂泥比值大于3的区域共有2处, 分布于盆地东南部较大区域及东北部ZK1001附近。砂泥比值小于0.7共有2处, 分布于盆地北部较大区域和ZK1201井附近区域。砂泥比值介于0.7~3之间的区域主要分布在盆地中部。

3.1.3 砾岩厚度百分比等值线 砾岩富集区指示了物源分布区域, 从砾岩厚度百分含量等值线图(图 11)可知, 盆地内砾岩主要富集在盆地西南部边缘, 最大值在ZK1801井附近(砾岩含量达到81.3%), 盆地边缘区域砾岩含量较低, 一般小于10%。图中共有2个砾岩富集区(大于30%), 分别是盆地西南部井位ZK1801— ZK1402— ZK1206— ZK1202附近区域及ZK1003井附近区域。

图11

Fig.11

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	图11 老挝桑怒地区新近系中新统砾岩厚度百分比(%)等值线图Fig.11 Isoline map of conglomerate thickness percentage (%) of the Neogene Miocene in Xam Nua area, Laos

图12

Fig.12

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	图12 老挝桑怒地区新近系中新统砂岩厚度百分比(%)等值线图Fig.12 Isoline map of sandstone thickness percentage(%) of the Neogene Miocene in Xam Nua area, Laos

3.1.4 砂岩厚度百分比等值线 砂岩富集区指示了水道分布区域。从砂岩厚度百分含量等值线图(图 12)可知, 盆地内有3个砂岩富集区(大于30%): 盆地东部边缘ZK1001、ZK1206井附近, 砂岩含量超过44.6%; 盆地北部边缘ZK1401井附近, 砂岩含量达到43.5%; 井位ZK1601、ZK1605附近区域, 含砂量达42.47%。

3.1.5 煤层厚度百分比等值线 煤层厚度百分比等值线图(图 13)指示了泥炭沼泽分布区域。从图13中可知, 盆地沉积阶段煤层百分含量在0%~21%, 呈中北部— 北部含量较高、南部偏少的趋势, 以ZK1503、ZK15-03、ZK1502、ZK15-02、ZK1406、ZK1607、ZK1603、浅1等井位附近煤层含量较多, 最大值位于浅1井附近(21%)。作者把煤层厚度百分比在7%以上区域化为泥炭沼泽沉积区, 煤层厚度百分比等值线图指示了泥炭沼泽主要发育在盆地中北部区域。

图13

Fig.13

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	图13 老挝桑怒地区新近系中新统煤层厚度百分比(%)等值线图Fig.13 Isoline map of coal seam thickness percentage(%) of the Neogene Miocene in Xam Nua area, Laos

图14

Fig.14

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	图14 老挝桑怒地区新近纪中新世岩相古地理Fig.14 Lithofacies palaeogeography of the Neogene Miocene in Xam Nua area, Laos

基于上述单因素, 并重点考虑砂泥比值、砾岩分布特征、沉积相分布特征, 采用冯增昭(2004)提倡的单因素分析多因素综合作图法绘制了区内中新统沉积时期的岩相古地理图(表 3, 图14)。

表3

Table3

表3(Table3)

表3 老挝桑怒地区岩相古地理单元判定依据 Table3 Criterion for discrimination of lithofacies paleogeogrphic units in Xam Nua area, Laos 沉积相 砂泥 比值 砾岩含量 /% 砂岩含量 /% 煤层含量 /% 冲积扇 > 7 > 50 > 30 扇三角洲 3~7 50~30 > 30 辫状河三角洲 1~3 30~10 > 30 滨浅湖 < 0.7 < 10 > 10 < 7 泥炭沼泽 < 0.7 < 10 < 10 > 7

表3 老挝桑怒地区岩相古地理单元判定依据 Table3 Criterion for discrimination of lithofacies paleogeogrphic units in Xam Nua area, Laos

从沉积期岩相古地理图(图 14)可知, 盆地西南部及东北部边缘三叠系南桑组地层为古陆剥蚀区, 沉积中心位于盆地中北部。盆地西南部为陡坡带, 由边缘向盆地中心方向地形坡度急剧减小, 依次发育冲积扇相、扇三角洲相、滨浅湖相、泥炭沼泽相, 组成冲积扇— 扇三角洲— 湖泊沼泽沉积体系, 构成了岩相古地理沉积格架, 为盆地物源主要补给途径; 盆地东北部为缓坡带, 有东北部边缘向盆地中心方向地形坡度缓慢减小, 依次发育辫状河三角洲相、滨浅湖相、泥炭沼泽相, 组成辫状河三角洲— 湖泊沼泽沉积体系。物源来自盆地西南侧及东北侧的古陆剥蚀区, 水流方向由西南部及东北部汇入盆地中心。