东北大三江地区早白垩世岩相古地理研究
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摘 要：通过大量野外观察，结合岩芯、测井及地震剖面资料，研究东北大三江地区早白垩世穆棱组、城子河组的沉积相；并在对各个沉积相带的沉积特征和时空展布归纳和总结的基础上，编制了一套早白垩世穆棱组、城子河组岩相古地理图。结果表明：城子河组和穆棱组沉积相类型丰富，以滨浅湖、三角洲平原等浅水沉积为主，夹数层沼泽相煤和海相夹层；在古隆起的边缘有扇三角洲、辫状河相存在，向盆内过渡为滨浅湖和半深湖。城子河组沉积时期，汤原断陷周边发育扇三角洲沉积，绥滨坳陷和前进坳陷以三角洲和滨浅湖沉积为主，局部发育半深湖，并发育海相夹层和沼泽沉积；鸡西盆地和勃利盆地以三角洲和滨浅湖沉积为主，虎林盆地以滨浅湖沉积为主，局部发育半深湖，并发育海相夹层和沼泽沉积；穆棱组沉积时期，汤原断陷周边发育扇三角洲沉积，绥滨坳陷和前进坳陷地层不太发育，鸡西盆地和勃利盆地以三角洲和滨浅湖沉积为主，局部发育半深湖，并发育海相夹层和沼泽沉积，虎林盆地南部凹陷以滨浅湖沉积为主。早白垩世穆棱组、城子河组时期，张广才岭和桦南隆起是盆地主要物源供给区。
关键词：岩相古地理；早白垩世；沉积相；穆棱组；城子河组；地震剖面；大三江地区
中图分类号：P531 文献标志码：A
Study on Early Cretaceous Lithofacies Paleogeography
in Dasanjiang Area of Northeast China
JI Hancheng1， MEN Xiangyong2， WENG Qingping1， YANG Dongjie1， MENG Peiwei1
（1. School of Geosciences， China University of Petroleum， Beijing 102249， China；
2. PetroChina Coalbed Methane Co.， Ltd.， Beijing 100028， China）
Abstract： According to field observation， analysis of cores， logging and seismic data， sedimentary facies of Early Cretaceous Muling Formation and Chengzihe Formation in Dasanjiang area of Northeast China was conducted； sedimentary feature and temporalspatial distribution of each sedimentary facies belt were summarized， and then lithofacies paleogeography maps of Muling Formation and Chengzihe Formation were drawn up. The results showed that types of sedimentary facies in Muling Formation and Chengzihe Formation were rich， shallowwater sedimentary including shore shallow lacustrine and delta plain was predominant with a little coal beds， with swamp facies and marine interlayers； fan delta and braided river existed in the margin of palaeohigh， and changed to shore shallow lacustrine and semideep lake from the margin to the depocenter of the basin. Fan delta deposit developed around Tangyuan rift during the sedimentary period of Chengzihe Formation， delta and shore shallow lacustrine were the main sedimentary facies in Suibin rift and Qianjin rift， and semideep lake， marine interlayer and swamp deposit developed partially； delta and shore shallow lacustrine were the main sedimentary facies in Jixi Basin and Boli Basin， and shore shallow lacustrine deposit developed in Hulin Basin， and semideep lake， marine interlayer and swamp deposit developed partially； fan delta deposit developed around Tangyuan rift during the sedimentary period of Muling Formation， the strata in Suibin rift and Qianjin rift developed insignificantly， delta and shore shallow lacustrine were the main sedimentary facies in Jixi Basin and Boli Basin， and semideep lake， marine interlayer and swamp deposit developed partially， while shore shallow lacustrine was the main sedimentary facies in the southern sag of Hulin Basin. Zhangguangcai Mountain and Huanan uplift were the major material source of the basin during the sedimentary period of Early Cretaceous Chengzihe Formation and Muling Formation.
Key words： lithofacies paleogeography； Early Cretaceous； sedimentary facies； Muling Formation； Chengzihe Formation； seismic section； Dasanjiang area
0 引 言
东北大三江盆地群为典型的残留改造盆地。前人对研究区进行了大量的普查和勘探工作，但由于地质条件复杂，其主要为含煤盆地，石油勘探程度低，地震资料品质较差，尤其是地震勘探覆盖区小，探井数量少，各个盆地勘探程度不一，造成对盆地类型认识上的不统一，主要存在2种认识：一种认为三江各盆地在早白垩世城子河组、穆棱组沉积时期为统一大三江盆地 ；另一种认为三江各盆地是分割的断陷盆地，松辽盆地以东隆起区早白垩世在上升的背景上有局部断陷，形成了小型断陷盆地 。因此，对该地区还需进一步开展针对性的研究，重新认识盆地类型，恢复大庆东北部盆地群白垩世岩相古地理面貌，预测有利沉积相带和生储油气的潜力，提高钻井成功率，降低勘探风险，从而指导进一步的油气勘探。
笔者在详细分析区域动力学背景、区域地层资料、生物地层资料划分和对比的基础上，结合前人认识，开展了系统的野外地质调查，通过对岩芯、测井及地震剖面资料的综合分析，选择一批重点露头剖面进行地层、沉积综合研究；在确定不同盆地沉积相类型的基础上，对研究区早白垩世穆棱组、城子河组的岩相古地理进行了恢复，可为进一步的油气勘探提供重要信息。
1 地质概况
松辽东北部盆地包含三江、虎林、鸡西等多个盆地及汤原、方正等断陷，即现在统称的东北大三江地区。本次研究主要针对大三江地区中的三江、虎林、鸡西、勃利、方正、汤原等6个盆地（图1）。
松辽东部盆地群经历了2期重大伸展沉降期（早白垩世和古近纪），2期挤压抬升期（早白垩世末期—晚白垩世和古近纪末期）和2期扭动期（早白垩世左行和新近纪右行）。早白垩世时，主要的隆起（如桦南隆起、富锦隆起、麻山隆起）已经形成，各盆地为整体分隔、局部相连的构造格局。
研究区下白垩统地层以陆相沉积为主，夹火山岩、煤和海相夹层，区域上可以很好地追踪对比，在地层时代上具有一致性，只是不同地区碎屑岩与火山岩发育程度不一样，地层名称不一样，其相互对应关系见表1。本次研究只涉及城子河组和穆棱组。
2 沉积相类型
城子河组和穆棱组沉积相类型丰富，既有陆相的河流相、湖相、三角洲、扇三角洲、湖底扇，还有滨浅海沉积和火山岩。从野外露头考察来看，相类型复杂多样，以滨浅湖、三角洲平原等浅水沉积为主，夹数层沼泽相煤和海相夹层；在古隆起的边缘，有扇三角洲、辫状河相存在，向盆内过渡为滨浅湖和半深湖。
2.1 辫状河
辫状河发育大套厚层砾岩夹薄层的粗砂岩、砂岩。砾岩分选、磨圆较好，定向排列，发育大型槽状交错层理、冲刷面，正粒序且在垂向上相互叠置呈多套旋回组合。砂岩中也发育大型槽状交错层理，特别以东麻山、穆棱—林口公路30 km较典型；辫状河中见茎叶等植物化石。城子河组野外剖面中辫状河较为少见，仅在七台河市万宝驾校公路边出露（图2）。
2.2 三角洲
在野外剖面中常见城子河组三角洲平原亚相，三角洲前缘亚相仅见于煤矿连续取芯中。三角洲平原水上分流河道呈透镜状，垂向上一般表现为正粒
序，底部往往发育冲刷面。冲刷面之上发育滞留沉
图1 东北大三江地区各盆地分布
Fig.1 Distribution of Each Basin in Dasanjiang Area of Northeast China
图2 下白垩统穆棱组辫状河沉积特征及沉积构造
Fig.2 Sedimentary Feature and Structure of Braided
River in the Lower Cretaceous Muling Formation
积，其上多为灰色、灰白色的砂岩、粉砂岩。三角洲平原见爬升层理、槽状交错层理及平行层理发育（图3）。分流间湾中多夹有厚度不等的煤层。分流河道沉积在自然电位和电阻率曲线上为箱型或正韵律钟型曲线，分流河道间为低幅齿状。
图3 下白垩统城子河组三角洲平原沉积特征及沉积构造
Fig.3 Sedimentary Feature and Structure of Delta
Plain in the Lower Cretaceous Chengzihe Formation
三角洲前缘水下分流河道、河道间微相与水上分流河道、河道间微相岩性相似，但粒度变细，成熟度变高（图4）。该微相在水下分流河道间微相沉积物主要由灰色、深灰色泥岩以及粉砂质泥岩组成。三角洲前缘呈现块状层理、揉皱变形层理、泄水构造，有时含炭屑，见生物扰动（图4）。水下分流河道沉积在自然电位和电阻率曲线上为高幅箱型或正韵律钟型，分流河道间为低幅齿状。
图4 下白垩统城子河组三角洲前缘沉积特征及沉积构造
Fig.4 Sedimentary Feature and Structure of Delta Front
in the Lower Cretaceous Chengzihe Formation
引自文献
图5 绥滨坳陷37线前积反射结构
Fig.5 Progradation Seismic Reflection of Line 37 in Suibin Depression
三角洲相在地震剖面上多表现为中振幅较连续前积反射结构，有时表现为发散楔状反射（图5），多出现在盆地边缘，由差异沉降所引起。
三角洲平原与沼泽相在研究区最为发育，最典型的是双鸭山长安煤矿南双七公路与铁路交汇处公路两侧剖面（图6）。
图6 双鸭山市长安煤矿双七公路与铁路交叉处城子河组三角洲平原与沼泽相
Fig.6 Delta Plain and Swamp Facies in Chengzihe
Formation at Infall of Shuangqi Road of Changan
Coal Main and Railway in Shuangyashan City
2.3 滨浅湖
灰色薄层粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩与泥岩、炭质泥岩、粉砂质泥岩间互沉积，炭质泥岩中发育大量的炭屑和植物茎叶，见波状层理、透镜状层理。此外，滨浅湖中生物扰动比较强烈，潜穴、植物根系化石也较为常见（图7），发育在双鸭山采石场、集贤县果木一队等地。在自然电位和深浅双侧向曲线上幅值较低，常见有低幅和中幅曲线互层式组合，反映了砂、粉砂和泥岩交互成层。
图7 下白垩统城子河组滨浅湖沉积特征及沉积构造
Fig.7 Sedimentary Feature and Structure of Shore Shallow
Lacustrine in the Lower Cretaceous Chengzihe Formation
2.4 扇三角洲
扇三角洲平原亚相水上分流河道自下而上一般表现为正粒序。沉积物主要由砾岩、含砾粗砂岩、粗砂岩、中砂岩、细砂岩和粉砂岩组成。砂岩成分成熟度低，主要有长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩。由于沉积物粒度粗（图8），砂岩中以块状层理居多，此外还常见中、小型槽状交错层理、楔状交错层理和板状交错层理。测井曲线多表现为箱形曲线，反映为顶、底部突变接触。
扇三角洲前缘亚相水下分流河道微相与水上分流河道的区别是粒度较细，冲刷面之上砂岩中也含有滞留砾石、灰色与深灰色大小不等的泥砾。河口坝微相主要由深灰色与灰色的粉砂质泥岩、灰色粉砂岩和细砂岩组成，其中常见小型交错层理、波状层理、透镜状层理，可见虫孔。岩相在垂向上构成典型的反粒序。测井曲线上多呈箱形和钟形，表现为底部突变接触。前扇三角洲亚相常与河口坝、席状砂相伴生。其岩性组成为深灰色泥岩，以块状层理为主，生物扰动比较明显。
图8 方正断陷方4井下白垩统穆棱组单井相分析
Fig.8 Core Facies Analysis of the Lower Cretaceous Muling Formation of Well Fang4 in Fangzheng Rift
2.5 半深湖—深湖亚相
半深湖—深湖亚相主要由深灰色、灰黑色泥岩组成，主要在勃利盆地中部金沙凹陷城子河组、穆棱组以及绥滨坳陷穆棱组发育。此外，在半深湖—深湖相中常发育湖底扇相，其整体岩性为夹于厚层暗色泥岩中的粗碎屑沉积，常见鲍玛序列。在自然电位和电阻率曲线上，半深湖—深湖亚相为低幅值。半深湖—深湖亚相在地震剖面上多表现为中弱振幅平行—亚平行反射结构，代表相对比较稳定的低能量沉积环境（图9）。
引自文献
图9 勃利盆地410线中振幅连续平行—亚平行反射结构
Fig.9 Middleamplitude Continuous Parallel to Subparallel
Seismic Reflection of Line 410 in Boli Basin
图10 汤原断陷324线下白垩统沉积相剖面
Fig.10 Sedimentary Facies Profile of the Lower
Cretaceous of Line 324 in Tangyuan Rift
3 岩相古地理
3.1 汤原断陷和三江盆地城子河期
城子河组沉积时期，汤原断陷沉积物较粗，主要发育滨浅湖和扇三角洲沉积，扇三角洲沉积发育扇三角洲平原和前缘沉积。在地震剖面上，滨浅湖沉积为中振幅较连续亚平行短波状反射；扇三角洲沉积以中振幅较连续短波状杂乱楔形丘形反射为主，如汤原断陷南部望1井和汤热1井附近（图10）。半深湖、深湖区不发育。本期沉积物主要来自断陷东北和东南隆起。
图11 汤原断陷和三江盆地早白垩世城子河期岩相古地理
Fig.11 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Chengzihe Age in Tangyuan Rift and Sanjiang Basin
绥滨坳陷主要发育三角洲和滨浅湖沉积。三角洲沉积在地震剖面上表现为以中弱振幅不连续短波状、杂乱和乱岗状丘形反射为主，如绥D1井和滨1井东南部、滨参1井南部的三角洲前缘沉积为中振幅不连续亚平行、前积、杂乱丘型反射；三角洲平原亚相沉积少，可能是三角洲平原亚相后期被剥蚀了的缘故。滨浅湖沉积则以中振幅连续亚平行、中振幅较连续—不连续亚平行短波状为主。沉积物主要来自凹陷周边的桦南隆起、富锦隆起和北侧的山地。前进坳陷资料少，钻井皆未到达该地层，根据地震资料推测主要为三角洲和滨浅湖沉积，物源来自周边的古隆起。城子河期有数层沼泽相的煤和海相夹层，随着气候变化，海平面上升时，海水自古鄂霍茨克海侵入三江盆地，形成海相夹层（图11）。
3.2 鸡西盆地、勃利盆地和虎林盆地城子河期
城子河组沉积时期，鸡西盆地以三角洲和滨浅湖沉积为主。鸡西盆地北部鸡D6井附近以中振幅较连续—不连续短波状杂乱反射为主，反映三角洲平原相沉积；鸡D6井、
鸡D2井以南以中振幅较连续—不连续杂乱和前积楔形丘形反射为主，对应三角洲前缘；东部以及鸡1井、鸡2井、鸡D1井附近以中振幅较连续亚平行反射为主，反映滨浅湖沉积。该沉积时期，鸡西盆地湖泊分成2部分，一部分在梨树镇坳陷西部，与另一部分在鸡东—东海—黑台一带交汇，并在东海—黑台一带形成统一的湖泊，该相区周围为滨浅湖
夹沼泽沉积；鸡西盆地在该沉积时期仍与古鄂霍茨克海有通道相连，当海平面上升时（或风暴潮时），海水可自东向西偏南进入到本盆地形成海相夹层，黑台地区的731井、7522井，鸡西市附近的8387井产有海相双壳类化石即是证明。鸡东凹陷、梨树镇坳陷西部为三角洲发育区。本期的物源主要来自鸡西盆地西部和西北部的剥蚀区，南部和北部也有物质供给。
勃利盆地以三角洲和滨浅湖沉积为主。勃利盆地西部附近以中振幅较连续—不连续短波状杂乱反射为主，反映三角洲平原相沉积；中部勃D3井、勃D4井、勃D5井附近以中振幅较连续—不连续杂乱和前积楔形丘形反射为主，对应三角洲前缘；北部以及勃参1井、勃1井、勃D7井南部以中振幅较连续亚平行反射为主，反映滨浅湖沉积。向盆地内部为滨浅湖沉积，并与鸡西盆地湖泊相交汇，也发育海相夹层和数层煤。
虎林盆地资料较少，根据前人资料和地震相分析，北部凹陷主要为半深湖沉积，南部凹陷为滨浅湖沉积，在盆地边缘发育三角洲沉积（图12）。
3.3 汤原断陷和三江盆地穆棱期
穆棱组沉积时期，汤原断陷周边发育扇三角洲沉积，地震剖面上表现为以中振幅较连续短波状杂乱楔形丘形反射为主。汤参2井附近为中振幅连续—较连续平行—亚平行反射，为半深湖沉积。而三江盆地沉积的分布范围大大缩小，仅分布于绥滨坳陷西南部一隅，主要为滨浅湖沉积，半深湖范围较小。滨参1井东南部地震反射以中振幅较连续—不连续短波状前积楔形透镜形为主，对应三角洲沉积；绥滨坳陷其余地区反射以中振幅较连续亚平行为主，相应为滨浅湖沉积，物源区位于凹陷的西侧。前进坳陷该组地层不太发育（图13）。
图12 鸡西盆地、勃利盆地和虎林盆地早白垩世城子河期岩相古地理
Fig.12 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Chengzihe Age in Jixi Basin， Boli Basin and Hulin Basin
图13 汤原断陷和三江盆地早白垩世穆棱期岩相古地理
Fig.13 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Muling Age in Tangyuan Rift and Sanjiang Basin
3.4 鸡西盆地、勃利盆地和虎林盆地穆棱期
穆棱组沉积时期，鸡西盆地、勃利盆地和虎林盆地沉积体系与城子河组沉积时期基本一致，只是水体变浅，盆地主体依然是滨浅湖沉积。鸡西盆地鸡D6井以东、鸡2井西北、鸡D2井东南以及鸡D3井附近地震相主要为中振幅较连续—不连续短波状、杂乱、前积楔形、透镜形、丘形反射，反映为三角洲前缘沉积，其余地区为中振幅较连续亚平行、短波状反射，对应为滨浅湖环境。
勃利盆地勃参1井至勃利一线西侧和麻山隆起北侧反射为中振幅断续杂乱，对应三角洲沉积；七台河市和勃参2井以东为中振幅较连续亚平行短波状反射，反映为滨浅湖沉积；勃参2井东北为中振幅连续—较连续亚平行反射，对应为半深湖相沉积。虎林盆地以中振幅较连续亚平行和短波状反射为主，结合古生物资料分析为滨浅湖相含海相夹层
。虎林盆地南部兴凯地区虎参1井附近以波状杂乱丘状反射为主，为三角洲沉积，其余地区以中强振幅连续平行反射为主，为滨浅湖相沉积。该时期仍然发育海相夹层，海侵方向仍然沿着城子河时期故道侵入，其规模与城子河晚期海侵范围相当，只是持续时间较短（图14、15）。
图14 勃利盆地410线下白垩统沉积相剖面
Fig.14 Sedimentary Facies Profile of the Lower Cretaceous of Line 410 in Boli Basin
图15 鸡西盆地、勃利盆地和虎林盆地早白垩世穆棱期岩相古地理
Fig.15 Lithofacies Palaeogeography of the Early Cretaceous Muling Age in Jixi Basin， Boli Basin and Hulin Basin
4 结 语
（1）城子河组和穆棱组沉积相类型丰富，既有陆相的河流相、湖相、三角洲、扇三角洲、湖底扇，还有滨浅海沉积和火山岩。以滨浅湖、三角洲平原等浅水沉积为主，夹数层沼泽相煤和海相夹层；在古隆起的边缘有扇三角洲、辫状河相存在，向盆内过渡为滨浅湖和半深湖。
（2）城子河组沉积时期，汤原断陷周边发育扇三角洲沉积，绥滨和前进坳陷以三角洲和滨浅湖沉积为主，局部发育半深湖，并发育海相夹层和沼泽沉积；鸡西盆地和勃利盆地以三角洲和滨浅湖沉积为主，虎林盆地以滨浅湖沉积为主，局部发育半深湖，并发育海相夹层和沼泽沉积，张广才岭和桦南隆起是盆地主要物源供给区。穆棱组沉积时期，汤原断陷周边发育扇三角洲沉积，绥滨和前进坳陷地层不太发育；鸡西盆地和勃利盆地以三角洲和滨浅湖沉积为主，局部发育半深湖，并发育海相夹层和沼泽沉积，虎林盆地南部凹陷以滨浅湖沉积为主， 张广才岭和桦南隆起是盆地主要物源供给区。
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