冲积扇沉积体系

冲积扇储集层构型及三维地质模型——以准噶尔盆地红车地区红18井区为例陈娟;吴小军;陈燕辉;印森林【摘要】针对准噶尔盆地边缘复杂的冲积扇沉积体系,利用密井网及露头资料,采用层次界面分析,对冲积扇储集层内部构型分级次解剖,建立了盆地西北缘红18井区克拉玛依组克下亚组冲积扇储集层的构型样式及三维构型模型.冲积扇沉积体4级构型由槽流砂砾岩体、片流砾石体、高能水道砂体、低能水道砂体及径流水道砂体等组成,同时包括漫洪砂体、漫流砂体及漫洪细粒沉积等非优质储集层.冲积扇不同相带内部构型存在差异,槽流—片流相带为复杂砂砾岩体叠置形成的席状连通砂砾岩体,单一砂砾岩体宽1.2～1.6 km;辫流相带为高能水道砂体、低能水道砂体与漫流砂体的复杂叠置,其中高能水道宽度为400～600m,低能水道宽度为100～250 m;径流相带呈镶嵌状分布在漫溢细粒沉积中,为孤立窄条带状,单一径流水道宽度为50～80m.在精细地质研究基础上,利用确定性建模结合人工互动方式,建立了研究区的三维构型模型.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2018(039)006【总页数】7页(P682-688)【关键词】准噶尔盆地;红车地区;克拉玛依组;冲积扇;储集层构型;三维地质建模【作者】陈娟;吴小军;陈燕辉;印森林【作者单位】长江大学工程技术学院,湖北荆州434020;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依83400;中国石油新疆油田分公司勘探开发研究院,新疆克拉玛依83400;长江大学录井技术与工程研究院,湖北荆州434020【正文语种】中文【中图分类】TE112.2冲积扇为河（洪）流出山口的扇形堆积体，与陆上其他成因的碎屑沉积体相比，受构造、气候及物源等多种因素控制，冲积扇沉积十分复杂[1-6]，不同级次沉积体的形态、规模、方向及相互叠置关系（即沉积构型）不同[7-8]。

近年来，学者们建立了不同类型的冲积扇的沉积构型模式，包括湿润型、干旱型和半干旱型[1，6]等，同时，对其沉积机制和冲积扇模式的差异性进行了详细研究，如对三叠系克拉玛依组克下亚组半干旱型冲积扇内部构型进行了分级解剖[9-11]，对冲积扇内部不同隔夹层类型进行了分析[12]，对洪水期和间洪期不同冲积扇模式进行了研究[13]。

冲积扇主要沉积作⽤类型及相带划分冲积扇主要沉积作⽤类型及相带划分主要沉积作⽤类型：冲积扇主要是由粗碎屑物质组成的沿⼭前或陡坡向外部低凹地带伸展的锥形、⾆形或弧形的沉积体。

它们常发育在那些地势起伏较⼤，⽽且沉积物补给丰富的地区，代表陆上沉积体系中最粗、分选最差的近源单元，通常在下倾⽅向上变成细粒、坡度较⼩的河流体系。

冲积扇的沉积产物分为以下四种类型：（1）泥⽯流沉积（2）⽚流沉积（3）河道沉积（4）筛状沉积泥⽯流沉积的⼀般特点：泥⽯流沉积（1）泥⽯流沉积分选性很差，⼩者为粉砂、粘⼟级物质，⼤者可达数吨重的漂砾；（2）其形态呈明显的叶瓣状的⾆状体，并覆盖于⽚流沉积之上，与⽚流沉积有明显的边缘界线。

（3）来源区的物质成分对于泥⽯流的形成有很重要的影响，如泥质岩⼀类的母岩就特别有利，⽽⽯英岩⼀类则有利于形成筛积物，不利于泥⽯流的形成。

（4）泥⽯流⼀般都不发育层理，粘度⼤为块状结构，粘度⼩时出现递变层，叠⽡状层（5）泥流是泥⽯流的⼀种，它主要是由砂、粉砂及泥质物质组成，与泥⽯流相⽐较其细碎屑的含量较⾼。

河道沉积指暂时切⼊冲积扇内的河道的充填沉积物，故⼜称为河道充填沉积、辫状河道。

常发育在冲积扇的上半部，在下河道沉积部由于不受限制变成为⽚流沉积。

河道沉积的⼀般特点：（1）河道沉积在平⾯上为窄⽽长的砂体；（2）河道沉积物通常是由低粘度的⽔流所形成的分选不好的砾⽯和砂，呈透镜状；（3）碎屑颗粒较粗的层，其砾⽯可呈叠⽡状排列，⽽砂层可具交错层理；（4）河道沉积单层厚度⼀般5－60cm，有的可达2m，呈明显的下切－充填构造产⽣，其周围常常过渡为泥流沉积的、呈板⽚状的粘⼟质砂的沉积物。

⽚流沉积⽚流也称漫流、洪流，是⼀种粘度相对低的洪⽔流，常分布于河道下游终端，为辫状河的席状砂沉积。

⽚流沉积的⼀般特点：（1）沉积物主要是由砾⽯、砂或者少量的含粘⼟的粉砂组成。

⼀般地讲，分选中等；（2）在沉积构造⽅⾯，常常是呈块状，也可以有交错层理或细的纹层；（3）在产状上，⼀个单独的砂体是呈透镜体产出，⽽所有的透镜体则共同组成了板⽚状的砂体；（4）常于河道沉积相伴⽣。

沉积体系总结一、冲积扇沉积物特征和垂向序列1、近端沉积物最粗，块状构造发育；扇中砂、砾交错出现，重力流和牵引流共存；远端牵引流更为丰富，各种交错层理的砂岩常见。

2、进积型——反粒序；退积型——正粒序。

二、河流1、高度弯曲的曲流河的内部构成包括：①河道充填组合：底部滞留沉积、点坝及流槽和流槽坝沉积②河道边缘组合：天然堤、越岸沉积、决口扇及决口河道③泛滥平原组合：泛滥平原、沼泽、泛滥平原小型湖及废弃河道注意：①河道充填在河流体系中是最粗、砂质含量最高的地方；为冲刷面之上的泥砾、树干等；中——大型槽状交错层理②点坝是曲流河的特色，位于曲流河的凸岸，向河心凸出；点坝的侧向可以形成“S”型的侧向加积层理——曲流河的特征沉积构造③流槽及流槽坝是在洪水期主流线取直后在点坝表面作用的结果④河道边缘组合包括：天然堤、决口扇、决口河道及越岸沉积2、辫状河也可以分为三个内部构成：①河道充填：纵、侧及横向坝，其中纵向坝最常见；横向把最典型，是辫状河沉积的特征——垂直水流方向是众多透镜体的相互叠置，平行水流方向是众多大型底形的逐渐进积②河道边缘：因河道经常迁移，因此天然堤不发育③泛滥平原沉积缺乏④正粒序3、网结河的内部构成：①河道充填组合：宽/深比小，河道稳定，因此充填砂体厚且窄②河道边缘：植被密集，厚层泥炭，呈上凸状（网结河成因？）③河道间湿地：被天堤包围，占网结河地区的60%-90%，有沼泽、泥炭沼泽、小型湖泊等三、三角洲1、河控三角洲①三角洲平原：分流河道及越岸沉积（天然堤、决口扇、决口河道以及分流间湾）②三角洲前缘：河口沙坝、水下堤及水下分流河道③前三角洲重点：前三角洲——三角洲前缘：反粒序；三角洲前缘——三角洲平原：正粒序2、扇三角洲：平原相包括：重力流沉积体系及辫状河道充填、越岸沉积及洪泛平原、沼泽沉积；前缘相包括：近端河口坝和远端河口坝及浅水重力流沉积四、碎屑滨岸沉积体系1、海滩面体系：重矿物等沉积砂矿主要分布于前滨的冲洗带；风成沙丘；破浪带和碎浪带可见新月形大型波痕，横截面显示为大型交错层理对于最容易保存下来的进积型海滩面体系而言，由下向上粒度变粗，生物扰动减弱，浪成沉积构造增多，分选变好2、潮坪体系内部构成：①潮道沉积：潮间带及潮下带常见；由海向陆，泥质含量逐渐降低，且潮道逐渐弯曲分叉；一般具羽状交错层理和再作用面②潮下带沉积：以砂质为主，主要由潮道中的沙坝和浅滩沉积物构成；能量强大！③潮间带沉积：潮坪由砂坪逐渐过度到泥坪，具羽状交错层理、再作用面及冲刷构造显示为正粒序！3、障壁岛—泻湖体系的内部构成：涨潮三角洲、退潮三角洲、冲越扇及海滩—沙丘脊五、陆架边缘、陆坡和盆地沉积体系：（一）陆缘陆架沉积体系的内部构成：1、陆架沙波（横向底形）：横切主潮流方向2、陆架沙脊（纵向底形）：平行于主要的海流方向3、风暴沉积：原地侵蚀再沉积的产物（二）陆缘陆坡和盆地沉积体系：1、沉积作用类型包括：水下重力流（水下滑塌、水下泥石流、颗粒流、流体化沉积物流、浊流），流体密度流（盐水或冷水底流），等深流（温盐引起的水平流动，流速一般较低），海底潮流2、体系构成：①海底峡谷：发育于陆架、陆坡②斜坡裙：坡底与海底平原相接处，是陆架边缘及上陆坡边缘块体坡移的产物③海底扇：近端以水道和天然堤为主（规模一般较大）；富砂扇体中部以具有平缓上凸表面的迁移上叠叶状体为特征；远端沉积缓慢，侧向连续性好并均匀叠置④盆地平原：远洋浮游沉积及远端浊积岩。

冲积扇的形成条件、沉积物类型之综述摘要：冲积扇是河流出口处的扇状地貌堆积体，作为流水地貌的重要组成部分，与人类的经济发展有着实际意义，但在不同气候条件下其特征差异较大。

本文从不同条件下的冲积扇沉积物类型，沉积相组成及垂向序列方面做一简要探讨，以期对冲积扇有个更深刻的认识。

关键词：冲积扇沉积物类型沉积相垂向序列引言冲积扇是河流从山地进入盆地时在山前形成的一种扇状地貌堆积体，是流水地貌的一个重要组成部分（图1）。

在不同气候状况下形成的冲积扇在地貌上和物质组成上有较大的差异。

前人尤其是国外学者对此作了较多的研究[1-2]，并提出了干旱气候条件下和湿润气候条件下的沉积模式以及“干旱扇”和“湿地扇”的概念。

总体来说，冲积扇通常发育在那些地势高差起伏较大而沉积物补给充分的区域，那些地区降水量可能很少，但很猛烈。

所以侵蚀作用进行的相当迅速。

在垂向上一般发育于沉积旋回的下部，同时往往分布于湖区或盆缘的最外缘。

通常冲积扇发育在干旱、半干旱地区，几乎都是由暴发性洪流形成，在一些山间盆地区更为突出，通常被认为是荒漠地形的特征。

冲积扇有几种重要的类似物。

例如河流三角洲，不同之处是后者形成于河流入海处或其他水体处的水下；再如深水海底扇，形成于洋底，由通过海底峡谷搬运的沉积物堆积而成。

研究现代冲积扇的特征，可以辨认古冲积扇，从而为研究地质历史提供线索。

冲积扇对人类有实际经济意义，尤其在干旱与半干旱区，它是用于农业灌溉和维持生命的主要地下水水源。

有些城市，例如洛杉矶，整座城市都建在冲积扇上。

1冲积扇沉积物类型按照冲积扇沉积物的成因，一般有以下两种沉积物分类：（1）泥石流沉积物：主要由泥流沉积或泥石流而成；（2）阵发性水流沉积物：包括片流、水道、筛析三种沉积。

1.1泥石流沉积物在植被覆盖稀少、突发性洪水和坡度较大以及充足碎屑物供应的前提条件下，由于重力作用，泥石流开始流动，含有大量的泥基，流体的强度大，可以搬运巨大的砾石。

一旦流速减慢，迅速将大小不一的负载堆积下来，就形成分选性较差的砾、砂、泥混合沉积物。

一、冲积扇沉积体系冲积扇是暂时性洪流或间歇性洪流流出山口时,由于地形急剧变缓,水流向四方散开,流速骤减,碎屑物质大量堆积而成的,形状近扇状的沉积体。

从山地峡谷向开阔平原转变地带上的一种河流沉积体系，呈扇形或半圆锥状、以粗粒碎屑占优势的堆积物。

（1）冲积扇沉积体系的沉积亚相特征:冲积扇是陆地上最靠近物源区的沉积体系，粒度粗，分选差，沉积速率高。

扇根分布在临近冲积扇顶部地带的古沟口附近,主要发育有古沟道、主水道和主水道间三种沉积微相。

扇中位于冲积扇中部,为冲积扇的主要组成部分。

它与扇根并不具有明显的界限,以具有中到较低的沉积坡角和发育的辫状河道为特征。

与扇根沉积相比较,砂与砾比率增加,沉积物偏细,成分成熟度和结构成熟度增高,砾石碎屑多呈叠瓦状排列。

扇中沉积由于未经过充分分选,加上泥石流的存在,扇中沉积层内、层间和微观非均质性极强。

扇缘是整个冲积扇沉积物最细,流体能量最低的部分,呈环带状围绕在冲积扇周围。

沉积物为细砾、含砾砂、砂及泥,细砾较为少见。

其微相可分为水道径流及片流两种。

（2）冲积扇沉积体系的分类：Ι湿地沉积扇：沉积特征，湿地沉积扇主要发育与潮湿气候带，最明显的终年泄水，这些常年河对扇的沉积作用影响小，而由季节性气候条件产生的巨大洪水起着控制作用。

整个扇的面积大，有时为干旱扇的几百倍；扇面坡度一般较低，因此河流作用常常控制着湿地扇的整个扇面。

自扇顶向扇尾湿地扇的最大碎屑粒径逐渐变小。

沉积亚相分为：扇顶近源相、扇中中段相、扇尾远端相。

Ⅱ扇三角洲：冲积扇直接进入水体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体。

沉积特征：冲积扇直接进入水体在滨湖或滨海地带形成的粗碎屑扇状体。

它是一种进积到稳定水体中的冲积扇沉积体系，它属于在活动扇与稳定水体交界带上的沉积。

这种沉积一部分在陆上，但大部分在水下，有的几乎完全在水下。

扇三角洲出现于不同气候和能量条件的各种滨海带中，也常常沿冰缘地带的山间湖滨分布。

扇三角洲的远端相形成于滨岸带、海洋或湖泊的水下环境，当有高速的粗粒沉积物注入水体是才能显现出河流的影响。

冲积扇的沉积规律冲积扇是指河流在平原地区形成的沉积地形。

它的形成是由于河水在流动过程中携带的泥沙、砾石等物质在平原地区逐渐沉积下来所致。

冲积扇的沉积规律受到多种因素的影响，包括河流水量、泥沙含量、坡度和植被覆盖等。

冲积扇的沉积规律可以总结为以下几点：一、沉积物质的粒径分选冲积扇的沉积物质中，粒径较大的砾石、卵石主要堆积在冲积扇的前缘，而粒径较小的沙子、粉砂则在冲积扇的中部和后缘沉积。

这是由于水流在冲积扇上减速的过程中，首先沉积的是较大的颗粒，而较小的颗粒则随着水流的继续流动而逐渐沉积下来。

二、冲刷和沉积的交替冲积扇的形成是一个动态的过程，河流既会冲刷扇头部分的沉积物质，又会在其他地方沉积新的物质。

这种冲刷和沉积的交替过程导致冲积扇的形态和地貌不断变化。

三、扇头的发育和退化冲积扇的前缘部分称为扇头，它是冲积扇形成的最前端。

扇头的发育和退化取决于河流的泥沙供应量和水流的能量。

当河流的泥沙供应量增加或水流能量减小时，扇头会向前伸展，形成新的冲积扇；相反，当泥沙供应量减少或水流能量增加时，扇头会退缩，原有的冲积扇逐渐被侵蚀。

四、地貌起伏和河道变迁冲积扇的沉积物质在水流的冲刷和侵蚀作用下，会形成起伏的地貌。

同时，冲积扇的形成也会导致河道的变迁，原来的河道可能会被冲积物质覆盖或阻塞，河流会寻找新的路径继续流动。

五、植被覆盖的影响植被的覆盖会对冲积扇的沉积规律产生影响。

植被可以减缓水流速度，促进泥沙的沉积。

同时，植被的根系可以固定土壤，防止冲刷和侵蚀的发生。

冲积扇的沉积规律是一个复杂的过程，受到多种因素的综合作用。

了解冲积扇的沉积规律对于地质研究和自然灾害防治具有重要意义。

通过研究冲积扇的形成机制和演化过程，可以更好地理解地球表层的变化，为人类社会的可持续发展提供科学依据。

第六章 冲积扇沉积体系冲积扇（Alluvial fan ）是发育在山谷出口处、主要由暂时性洪水水流的冲刷作用形成、范围局限、形状近似于圆锥状的山麓粗碎屑堆积物。

它由山谷口向盆地方向呈放射状散开，其平面形态呈锥形、朵状或扇形（图6－1a ）；发育在那些地势起伏较大而且沉积物补给丰富的地区。

通常是许多冲积扇彼此相连和重叠，形成沿山麓分布的带状或裙边状的冲积扇群（图6－1b ）。

在我国地貌学和第四纪地质学界又将冲积扇习称为洪积扇，它有别于堆积在一些冲沟口的冲积锥。

后者是由降落在山坡上的雨水或融雪水所形成的片状水流，将山坡上冲刷下来的坡积物快速堆积在冲沟口而形成的一种小型沉积体。

冲积锥也可呈扇状（或锥状），但规模小，分布零散，多与抬升的剥蚀区相联系。

在地质时期，随着地壳上升和剥蚀区扩大，冲积锥保存下来的很少。

冲积扇是一种水道化的水流沉积，但从其发育的特定地质地理位置、典型的扇状外形和内部结构来看，与典型的河流相或冲积平原存在着明显的差异。

此外，冲积扇也不同于扇三角洲（Fandelta ），前者完全发育在地表，是一种纯陆上沉积体，而后者是由于冲积扇直接沉积到一个相对稳定、独立的水体（湖或海）后，遭受湖泊或海洋作用改造而成的一种陆上与水下过渡类型的沉积体系。

扇三角洲沉积相在我国东部的中、新生代陆相断陷盆地中极为发育，常构成重要a b 图6－1 冲积扇与扇群的地貌特征的油气储集层。

第一节 冲积扇的基本特征、分类及其形态一、基本特征冲积扇的形成要求有充足的陆源碎屑供应和从山区向盆地过渡的高差悬殊的地形突变。

被峡谷所限的山区河流携带着从源区剥蚀的大量碎屑物质，一旦冲出谷口，因地势突然展开，坡降减缓，河道加宽变浅，流速降低，搬运能力骤然减弱，大量底负载迅速堆积下来，从而在谷口外形成一个以谷口为顶点向外辐射散开的扇状沉积体，即冲积扇。

因而，在干旱半干旱气候区，植被不发育，物理风化强烈，降雨量虽少但多为暴雨，洪水短暂而猛烈，并可提供大量的近源碎屑物质；山口外开阔而平缓的地形是接受沉积的有利场所，这为形成冲积扇提供了必要的先决条件。

冲积扇颗粒物上下大小分布：一般沙石都是堆积在洪积扇的扇顶，越向外边缘沙砾越细。

冲积扇土壤颗粒物大小分布特点为自西向东颗粒逐渐减小，自西向东沉积物厚度逐渐变小，冲积扇是河流出山口处的扇形堆积体，当河流流出谷口时，摆脱了侧向约束，其携带物质便铺散沉积下来，冲积扇平面上呈扇形，扇顶伸向谷口，立体上大致呈半埋藏的锥形。

冲积扇大小主要与沉积物供给量、气候因素、物质来源区与堆积区的地形条件有关。

在温带或湿润地区，降雨和洪流频率高，侵蚀作用阻碍了冲积扇的增长，湿润区统贯冲积扇的水流把沉积物多半都搬运到冲积扇范围以外去，未受构造变形或邻近冲积扇增长所限制的冲积扇，其形状近似部分锥体，纵剖面略呈凹形。

冲积扇的形成原理
冲积扇是在河流下游形成的一种沉积地形，其形成原理如下：
1. 河流的输沙能力：河流在其上游部分通常具有较大的流速和较高的能量，能够携带大量的可悬浮颗粒物质（如沙、泥等）。

2. 河流下游的地形变化：当河流进入下游平原地区时，河流的流速减慢，能量降低，其输沙能力也随之减弱。

同时，由于地势平坦，地势梯度小，使得河流无力将悬浮颗粒物质携带到更远的地方。

3. 河流的负荷能力：由于下游平原地区水流平缓，沉淀速度减慢，河流的输沙能力不能将所有的悬浮颗粒物质携带至远处，导致其逐渐沉积在河道两侧和河床上。

4. 河流的分流和交错沉积：由于河流的流速分布不均，水流会逐渐分流，水流较慢的地方会出现物质沉积，形成较低的地势。

同样，河流的交错流线会导致物质在河道两侧沉积，形成高地势。

综上所述，冲积扇的形成原理是河流在下游平原地区由于地势平缓、流速变慢以及输沙能力减弱而导致的物质沉积，形成扇形的地势。

冲积扇通常是河流在长期沉积作用下形成的，是河流演化和地貌变化的结果。