1. 引言
层序地层学是地质学研究沉积相展布规律中的一类重要的研究方法，随后以地震资料为基础的高精度层序地层、成因层序地层学 [1] [2] [3] 等概念在地震地层学理论基础研究上进一步发展建立起来，利用包括露头、岩心、测井、生物和地球化学等在内的信息，为识别不同地层的分界面、划分等时地层格架以及沉积体系形成机制的分析提供了一种强大的分析方法。近年来新兴发展的更高精度的快速识别地震沉积相特征的新技术 [4] ，包括地震沉积学的90度相位旋转、分频解释以及地层切片分析等技术使地震相及沉积相的识别更精确 [5] [6] [7] [8] 。
由于辽中凹陷已钻遇的井眼较少，且岩心资料、测井资料较少，前人多集中在对该地区的沉积展布和成藏方面的研究，如，张军华等通过对过零点个数地震属性的研究阐述了东营组砂体成藏意义，然而作为油气开发的主要目的层序，地震相的展布特征尚不明显，因此，笔者基于地震反射结构形态、地层切片属性等手段的分析，以层序地层学和沉积学为理论指导，以辽中凹陷三级层序Sqd2为研究对象，识别地震沉积相边界及展布特征，并在此基础之上分析沉积相展布特征的控制因素(图1)，为进一步油气勘探开发提供借鉴。
2. 辽中凹陷地质概况及层序地层格架
辽东湾坳陷区位于渤海海域的东北部，整体构造呈北东走向，坳陷区域自东向西依次为辽东凹陷、辽东凸起、辽中凹陷、辽西凸起和辽西凹陷，使辽东湾隆起的构造格局呈现“三凹夹两凸”的形式，而其中位于盆地中部位置的辽中凹陷的面积最大，形状也呈带有东断西超的特征的不对称箕状凹陷(图2)。
Figure 2. Regional geology of Liaozhong depression
图2. 辽中凹陷区域地质概况
在辽东湾坳陷的古近纪，构造活动频繁，经历了断陷和坳陷的历史演化过程。大体可分为三个阶段：古新世–始新世中期(56~38 Ma)，表现为扩大张裂陷作用；始新世晚期–渐新世早期(38~32.8 Ma)，表现为第一次裂陷后的热沉降活动；渐新世(32.8~24.6 Ma)时期，表现为东营期走滑拉分和重新裂陷。在东营构造运动期间，构造活动频繁，热沉降活动显著增强，东营期走滑拉分和再次裂陷的发生率也有所提高。湖盆在不同时期经历了深度增加、扩张和收缩，最终形成了厚实的东营组地层(图3)。
Figure 3. Sequence division of Paleogene in Liaozhong depression
图3. 辽中凹陷古近系层序划分序列
通过对地震反射结构的分析，并以局部不整合和相应的整合面作为分界线，我们将辽中凹陷东营组地层剖面划分为三个三级层序Sqd1、Sqd2、Sqd3；以湖底扇的底部为层界，三级层序Sqd2可进一步划分为两个四级层序(d2x1、d2x2)。
Sqd2地层中的三大界面：上界面处于T3U的指示作用下，是一个典型的不整合界面，多以三角洲的顶超形式出现，尖灭附近常出现连续的上超；底界以局部不整合剥蚀为特征，在其上方有许多“蠕虫状”的盆地扇，并伴随有较强的下切作用的浊积水道；第三个关键性的界面为Sbd2x1，其上分布着许多“蠕虫状”的浊积扇体，而浊积河道在其上难以用地震资料进行判别。
3. 地震沉积相的识别
由于辽中凹陷钻遇的井较少，所以本次研究主要依据地震相，将地震相与已钻井的沉积相相结合，在四级层序中共识别出4种类型的地震沉积相，分别为浊积扇、浊积水道、辫状河三角洲和扇三角洲。
3.1. 地震剖面沉积相
精细剖面解释指的是对地震剖面的反射结构的特点和剖面进行细致的分析，进而发现地震相与地震沉积相的对应关系，并在垂直方向上发现地层的分布特点。本项目拟在辽中凹陷Sqd2组地层中进行精细剖面解释，该地层共发育四种典型的地震沉积相，分别为：具有“蠕虫”状反射构造的浊积扇、下切–充填–反射构造的浊积水道、斜交前积的辫状河三角洲及“S型前积构造”对应的三角洲。
图4是研究区Sqd3层序的代表性剖面，其垂直方向上分别为T3m组与T3组地层，代表了扇三角洲垂向叠加层序。在d2x2四级序列中，主要的地震相为“S”型的三角洲沉积，由快速堆积和向前推进的砂体和强烈的水动力综合作用形成，具有中–强振幅的、相对连续的杂乱反射的地震相。
图4(B)反映了发育在四级层序d2x1和d2x2底部的，与湖相沉积伴生的无浊积水道的浊积扇，周边地层呈低频、弱振幅连续反射，而浊积体在地震相剖面图上表现为高频、强振幅、高连续的特征，扇体中间局部呈蠕虫状反射且有明显的反射轴增加或地层增厚现象。
图4(C)反映的是有浊积水道的浊积扇特征，表现为有中强振幅或较中强振幅的连续的反射轴特征的平行地层，边缘的连续反射轴较明显的要增多，浊积体的顶底部均为中–强振幅特征的具有较粗短而连续反射的连续反射轴，这种类型的反射特征仅在图中d3-1层序中的底部存在，反映出相对较好的物性特征，但尚未有成功钻井的案例。
图4(D)展示了一种特殊的湖底扇，它具有丰富多样的内部反射结构特征，与其他浊积扇不同之处在于它的底部呈丘状隆起，顶部呈叠瓦状，这些特征使得它在地震相中显得格外引人注目，反映出了其物源的变化方向。早期，物源的方向大致与剖面方向垂直，而晚期则沿着剖面方向从右向左累积，这种类型的湖底扇通常位于厚泥岩中，规模较大，沉积物性质良好，是油气勘探的理想岩性圈闭。
(a) 
(b) 
(C) 
(D)
Figure 4. Sqd2 sequence seismic facies profile in Liaozhong depression
图4. 辽中凹陷Sqd2层序地震相剖面
3.2. 地震沉积相平面属性特征
由于浊积扇的厚度较小且分布范围较窄，因此我们可以尝试对其沿层进行简单的切片属性分析，以获得更准确的边界效果，从而更快地确定物源方向。但三角洲分布的空间范围一般较大，前积结构相对复杂，需要进一步追踪顶超面分布和底超面，进而进行内插切片求振幅属性，才得以最终实现进一步的精确或定量的描述三角洲空间上的分布。
图5(A)显示的是图4(A)中d2x2层序和图中三角洲的顶、底超面层相之间的地层切片的平均波峰振幅，从而揭示了地质构造的复杂性和多样性。可以大致看到，在三角洲沉积地层切片的最前端明显呈现出了凸环状构造特征，而在三角洲沉积地层的切片起始段剖面上则更明显的呈现外凹环状地层特征，这当中极大可能是与水进–水退作用和水动力的作用有关。根据水槽实验分析 [9] ，认为三角洲根部河道较多，水动力负荷作用相对较强，骤然冲刷产生巨大的水流坡折，使得较大的固体颗粒装载物往前卸载，产生斜交前积聚集，在平面上呈现出外凹环状特点；而粒径较小的沉降物则缓慢向前堆积，在平面上逐步呈现出外凸环状的特点。
Figure 5. Attribute analysis of sedimentary bodies in the study area
图5. 研究区沉积体属性分析图
图5(B)、图5(C)均为追踪湖底扇底部及其对应的层序界面，并向上开时窗提取的不同属性得到的平面属性图。通过图5(B)的均方根振幅特征，我们能够清晰地辨认出主河道和分流水道的方位，然而，在垂直于分流河道和物源方向的沉积物中存在许多小的环形凸状振幅，可能是由沿浊流河道的粗粒沉积物突然释放引起的，从而使得振幅分布更加复杂，更加有规律性。图5(C)为主频属性，高频对应了图4(C)地震相剖面中的浊积水道，而图中中高频则刻画出了浊积扇的大致形态。
3.3. 沉积相展布特征
通过将地震沉积相边界投影到平面上的方法，我们绘制出了目标地层的地震沉积相平面分布图(图6)。图6表明，两套四级层序内主要的富砂沉积相类型包括辫状河三角洲、三角洲和浊积扇沉积，部分地区还零星存在滩坝和扇三角洲沉积。
Figure 6. Sedimentary facies plane distribution of fourth-order sequence in Liaozhong depression
图6. 辽中凹陷四级层序沉积相平面分布图
4. 沉积相展布的控制因素
地质历史时期，Sqd2层序中各主要沉积相的地层展布特征，基本上主要受水系物源、古地貌特征、相对湖平面的变化及古气候等综合因素的影响。
水系物源是控制流域沉积相展布方向的一个重要的因素，它主要直接控制着三角洲沉积体系的展布方向及范围。如图4所示，古河流系统对辫状三角洲的发展起着至关重要的作用，辫状河流汇聚形成曲流河三角洲，而在水系不发育的地方，湖浪则会对其产生重要的影响，从而改变其形态和结构，容易形成泥质滩和砂质滩坝。
古地貌特征对沉积相带的发育也有重要影响。它分别从水系的流向和坡折带的影响这两个方面来控制着三角洲沉积地貌的发育，首先，古地貌控制着三角洲水系的流向，从而也控制了三角洲地貌及滨浅湖地貌体系的展布方向；其次，古地貌特征中的构造坡折对沉积的影响是控制三角洲沉积发育方向的另一个重要地质因素 [10] ，近岸水下扇、扇三角洲等沉积相带易在陡坡带处集中形成，而在湖底，坡折则控制影响着具有明显下切水道的浊积扇以及其它沉积内部结构层次丰富复杂的湖底扇的形成发育，在缓坡坡折带处，坡折带与湖浪共同作用制约了滩坝沉积的发育分布范围。
相对湖平面变化对研究区沉积相空间分布特征的研究也表现非常突出。首先，湖平面及幅度的变化对于沉积体系的发展起着至关重要的作用，在相同规模的沉积物供给体系的情况下，水进则意味着沉积的物退积，水退则沉积物进积：d2x1沉积时期，由于湖泊水位的持续下降和大规模的水退，在轴向上形成了两个大型的曲流河三角洲；而d2x2沉积时期，由于水退规模较小，形成了小型的曲流河三角洲沉积。此外，在水进时期，薄层滨岸沉积易于保存，但在水退时期却不易保存，剖面观测还表明，滨浅湖滩坝沉积在水进旋回中较为常见，而在水退旋回中则很少见到。
另外气候因素对沉积相类型的影响也是显著的，其作用不容忽视。层序d2x2底部的湖底扇发育在温度高、气候较为干燥时期；三角洲则发育在温度变化不大，而湿度旋回比较明显，可能是造成三角洲多期发育的一个主要因素。层序d2x1底部浊积扇发育为干燥、高温环境；而三角洲沉积发育在气候比较干燥、温度相对较高的环境。总之，湖底扇主要发育在气候干燥期，而三角洲多期旋回发育可能受气候控制。
5. 结论
1) 探讨并识别了Sqd2层序的界面特征及结构样式，得知Sqd2可进一步划分为两个四级层序(d2x1、d2x2)，并建立了研究区的层序地层格架图。
2) 通过地震剖面的精细解释，识别出了研究区的4种类型的地震沉积相，分别为扇三角洲、辫状河三角洲、无浊积水道扇、有浊积水道扇。经过深入比较分析，可以发现，浊积扇中与湖相泥质沉积伴生的物质以富含砂质为主要特征，而与三角洲伴生则以富泥为主。
3) 通过沿层切片属性的分析，识别出了不同类型地震沉积相之间的分界线，在此基础上确定了四级地震层序d2x1和d2x2的地震沉积相平面展布特征。
4) 水系物源、古地貌特征、相对湖平面变化和古气候对地震沉积相的展布过程均有一定的控制作用，他们共同影响着沉积的演化过程，水系物源和古地貌特征控制着沉积展布方向与范围，相对胡平面影响着沉积相的空间分布特征，气候因素影响着形成的沉积相的类型。
致 谢
本文得到了校级大学生创新创业训练计划项目《辽中凹陷陡坡带东营组沉积相地震沉积学研究》项目编号：X2022359的资助，同时在写作过程中得到了中海石油(中国)有限公司天津分公司的资料支持及在实际工作中给与的帮助，审稿专家对初稿的完善提出了建设性的修改意见，在此一并致以诚挚的感谢。
基金项目
校级大学生创新创业训练计划项目《辽中凹陷陡坡带东营组沉积相地震沉积学研究》项目编号：X2022359。
NOTES
*第一作者。
#通讯作者。