第五章-三角洲体系

三角洲体系DeltaSystem一、定义在远程河流与盆内水体交汇地带的水上和水下部分所发育的扇状或朵状碎屑物沉积体。三要素：由碎屑沉积物组成；占据水上和水下两部分；沉积物主要来自于远程河流。二、沉积作用控制三角洲沉积的因素很多，如构造、气候、沉积物供给与水体变化等，但直接因素主要包括河流作用与盆内水体作用。三角洲•河流入海（湖）的河口区，水流扩散，流速降低，所携泥砂沉积于此，形成顶尖向陆的沉积体。（1）含油气盆地中最重要的沉积体系之一（2）密西西比河三角洲研究的经典之作（1921--1944）三、三角洲的形成过程1、河道分叉和河口砂坝的形成2、分流河道废弃与三角洲迁移四、沉积作用1、河流作用（RiverineProcesses)A惯性力作用为主(Intertia-domonated)，河水与盆内水体的密度差可以忽忽略不计，河水流速较高，河水主要受惯性的影响，河水与盆内水体在三维空间混合。上述情况主要发生在：高梯度河水入湖；强烈的潮汐作用影响使河水与海水充分混合。B浮力作用为主(Buoyancy-dominated)，河水密度小于盆内水体密度，河水漂浮在海水之上。由于河水密度比海水密度低，大多数河流入海后，主要是受浮力影响。这种情况下，河水可以漂浮很远，因此，海洋三角洲规模通常较大。C以摩擦力作用为主(Friction-dominated)，河水密度大于盆内水体密度，河水主要受摩擦力的影响。这种情况主要发生在：洪水入湖；冰水入湖。在上述情况下，由于河水密度大于盆内水体密度，河水沿湖底流动。惯性力作用为主摩擦力作用主浮力作用为主河流作用的三种方式摩擦力与浮力作用型对比摩擦力为主浮力为主2、盆内水体作用(BasinalProcesses)A潮汐作用（Tidalprocess）：加速河水与海水混合，减少海水与河水的密度差，使河口区加宽，成为浅水朝坪。潮汐作用主要形成一些平行于潮流方向的线状沙脊。B波浪与沿岸流作用（Wavyandcoastalcurrentprocess）：对三角洲砂体起改造作用，形成平行于岸线的沙坝。因此，三角洲砂体在高能海岸不发育，通常发育在低能海岸。总之，三角洲是河口区河水与盆内水体相互作用结果，河流作用较强，有利于三角洲的发育，对三角洲的形成起建设性作用；盆内水体对三角洲的沉积物进行改造，对三角洲的形成起破坏作用。河口区河水与海水相互作用结果导致河水的流速降低，河水扩散，河水所携带的沉积物在河口区堆积。波浪作用为主型河口坝潮汐作用为主型河口滨岸带盆地斜坡盆地平原三角洲溢流（表流）潜流（层间流）块状泥纹层状泥纹层状泥和浊积沙底流（浊流）可能层间流悬移质沉积作用正温层贫氧碎屑湖盆中沉积物的搬运与分布示意图（SturmandMatter，1978）三角洲沙、泥表温层22.5ºC下温层4ºC温跃层22.5~4ºC滨岸带（浅盐湖）凹陷边缘带（盐度冲淡区）凹陷中心（深盐湖）（扇）三角洲溢流（表流）潜流（层间流）盐泥沉积盐、泥、沙底流（浊流）可能层间流悬移质沉积作用潜江凹陷潜江组沉积时期沉积物的搬运与分布示意图盐湖相对闭塞：波浪作用弱，无潮汐作用（扇）三角洲沙、泥表温层（低盐度）下温层高盐度与高密度曾温跃层（盐跃层）NWSE盐湖分层作用（盐度分层促进温度分层）——有利于悬移质（泥沙）向洼陷中心推进盐湖密度流五、三角洲类型及其亚环境ClassificationandSubenvironmentsofDelta1、分类（Classification）根据河流、波浪与潮汐之间的相互作用，把三角洲划分为三种类型：河控三角洲（River-dominateddelta）：以河流作用为主，长形，分支流河道、河口坝与沼泽较发育，如密西西比（MississippideltaofUSA）三角洲。浪控三角洲（Wave-dominateddelta）：尖形与弓形沙脊取代了河控三角洲的分之流河道，沙滩、沙丘和泻湖较发育，如圣弗郎西斯三角洲（SanFranciscodeltaofBrazil）。潮控三角洲（Tide-dominateddelta）：以发育与岸线垂直的线状沙脊为特征，受潮汐作用影响的分支流河道和W.E.Gallowa(1975)的分类：河控三角洲浪控三角洲潮控三角洲河流作用为主型河口潮汐作用为主型三角洲波浪作用为主型三角洲泽较发育，如MakahamdeltaofIndonesia.2、亚环境（Subenvironments）三角洲平原（Deltaplain）：三角洲的水上部分，由湿地和被浅水隔开的分支流河道组成。分支流河道（Distributarychannel）：类似于网状河道，但受到盆内水体的影响（含贝壳），河道经常被废弃或堤发生跨塌；分支流河道间（Interdistributaryarea）：潮控三角洲与河控三角洲发育天然堤、沼泽、决口扇、分支流间湾、朝坪与湖泊，浪控三角洲则发育沙丘。三角洲前缘（Deltafront）：河水与盆内水体相互作用并发生沉积物堆积的水下部分，包括水下河道（Subaqueouschannel）,河口坝（mouthbar）,席状砂（sheetsand）,冲流沙坝（swashbar）,沙脊（sandridge）和水下天然堤（subaqueouslevee）。典型沉积体为河口坝，垂向上表现为一反旋回序列，自下而上依次是水平纹理泥岩与粉砂岩、交错层理与波状交错层理砂岩、平行层理砂岩，顶部被粉沙和泥覆盖，其中同生变形构造和重力断层较发育。线状沙脊主要发育在潮控三角洲中，冲流沙坝主要见于浪控三角洲中。前三角洲（Prodelta）：滨外区，由泥和粉沙组成，富含动物化石。前三角洲泥对三角洲前缘砂体起保护作用，免受波浪的改造。三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲也可称为顶积层（topset）、前积层（foreset）和底积层（bottomset）。三角洲平原沉积特征：与曲流河、网状河沉积有很大程度的相似性，差别在于分流河道与沼泽沉积发育。三角洲的亚相类型及特征三角洲平原亚相、三角洲前缘亚相、前三角洲亚相三角洲平原亚相：水面以上至分流河口。相当于河流相在三角洲上的延续。包括：分流河道、天然堤、决口扇、沼泽。三角洲亚环境现代湖泊三角洲沉积体系(Guatemala)三角洲平原━━••••••━━•••••━•••••••••••••━••••••••••━•••••••••••••━•••••━━••━••••••••••━••••••••━••••••••••••━••••••••━•••••••━•••••••••••••━••••••••━━•••060174817441740173617321728172417201716171217081704170016961692168816841680167660140SPGR泥岩基线渤中凹陷BZ25-1油田明下段分支流水道沉积序列Ⅴ油组1742.5-1742.35Ⅴ油组1726.6-1730.6Ⅳ油组1694-1693.25Ⅳ油组1682.98-1682.582.三角洲前缘亚相海（湖）平面以下，浪基面以上，三角洲沉积的主体地带包括：水下分流河道、水下天然堤、分流间湾、分流河口砂坝、远砂坝、席状砂•（1）水下分流河道水下，向前逐渐变浅消失具河道沉积特征。但较平原的分流河道沉积物细，可有复杂水流形成的不规则小型交错层理。湖泊泥岩顶部常具有冲刷，变形发育。砂体周围是水下沉积的泥岩、粉砂岩。（2）水下天然堤微相天然堤的水下延伸。沉积物：极细砂、粉砂，少有粘土构造：小型流水层理、流水与波浪共同形成的复杂交错层理，变形构造发育，无陆上暴露构造。生物：含水下生物化石。（3）分流间湾分流河道之间水体受限所形成的海（湖）湾。较静水。沉积物：泥，含洪水期泛滥沉积的粉细砂薄层。构造：水平层理为主。生物化石：广盐度生物。垂向上：发育在前三角洲泥岩或三角洲前缘砂体之上。间湾••（4）分流河口砂坝微相河口处，新月型、朵状、条状等。三角洲最主要的砂体类型。沉积物：中厚层--厚层砂、粉砂。因底形不稳，生物少。结构：分选较好构造：（向河口）槽状交错层理、砂纹层理；向海）浪成砂纹层理河口坝，Utah，R.B.Bruce,1999,AAPG典型测井相测井层序地层学分析自然电位视电阻率自然电位视电阻率正旋回：自下而上，粒度变细、砂层变薄，呈“树形”反旋回：自下而上，粒度变粗、砂层变厚，呈“钟形”（5）远砂坝微相河口砂坝前方靠海的部分，水体较深，近浪基面。沉积物：粉砂，含细砂、粘土。构造：韵律层理、波状层理、浪成交错层理、生物扰动构造、变形层理。垂向层序：前三角洲泥质沉积之上，河口砂坝沉积之下。指状砂坝（6）三角洲前缘席状砂河口砂坝受波浪、沿岸流的改造，围绕三角洲前缘呈席状、带状展布。沉积物：分选很好的砂。构造：浪成交错层理、低角度交错层理三角洲亚环境配置关系三角洲的建设阶段、破坏阶段三角洲的多旋回叠加三角洲的发育与废弃六、河控三角洲层序SequenceofRiver-DominatedDelta河控三角洲层序较为典型和完整，明显表现为一个反旋回序列，即向上变粗的沉积序列。下部（Lowerpart）：即底积层（前三角洲），由深灰色水平纹理、快状层理泥岩与粉砂岩组成，发育丰富的生物潜穴和生物扰动构造。中部（Middlepart）：即前积层（三角洲前缘），主要由河口坝和远沙坝组成，此外还发育水下分支流河道与席状砂。自下而上由水平纹理、波状交错层理粉砂岩与泥岩（远沙坝沉积物）、板状交错层理砂岩、平行层理砂岩、“S”形纹层砂岩（河口坝沉积物）组成上部（Upperpart）：即顶积层（三角洲平原），由分支流河道、沼泽、分支流间湾沉积组成。总体上表现为多个正旋回复合序列。经典三角洲沉积序列BZ25-1南油田明化镇组以正旋回为主（D7）1720168016401600典型河控三角洲序列密西西比河控三角洲序列ColemanandWright,1975三角洲的建设阶段、破坏阶段三角洲的多旋回叠加三角洲剖面模式三角洲平原三角洲前缘前三角洲•三角洲的“三层结构”三角洲沉积的多旋回性河控三角洲序列潮控三角洲序列河口坝三角洲平原前三角洲线状沙脊潮道沉积前三角洲六、三角洲勘探前景（ProspectsofDelta）古代三角洲体系中发育丰富的煤、石油与天然气等矿产资源；三角形体系内的储层、盖层与生油层配合良好：前三角洲泥与深水泥岩为烃源岩（底积层），三角洲前缘砂体为储层（前积层），三角洲平原的沼泽与洪泛盆地细粒沉积物为盖层（顶积层）；世界上已发现的大型油气田与三角洲有密切关系，如世界上第二大油田—科威特的布尔干油田（海盆三角洲）和中国第一大油田—大庆油田（湖泊三角洲）都与三角洲体系有关。东二段内楔状反射体(PBZWT5测线)东二段内大型前积反射结构(TX92028测线)东二段发育的多期进积楔状体（据TX92043测线)NmNgEd1Ed2Ed3Es3~EkEs1+23500190023002700310015001100SPSWNE2.03.04.05.0T(s)东营三角洲最近，冀东油田在东营组三角洲中发现3－4亿t的轻质油