0 引言
风暴沉积概念于20世纪70年代初由KELLING等［1］提出之后，AIGNER［2］对其进行了重新定义、研究与补充完善。作为一种事件性沉积，风暴成因的岩层往往与其临近岩层在构造、层理以及岩相等方面存在显著差异，因此其研究为恢复研究区古气候、古构造、古地理位置等提供了一种新的途径［3-4］。此外，风暴沉积形成的风暴岩因具有有利的流体储存空间，对油气勘探来说有很高的经济潜力［5-6］。起初，风暴沉积的研究主要集中于海相地层［7-10］，后期研究逐渐转为陆相湖盆，国内张金亮［11］通过对渤海湾盆地东濮凹陷沙河街组三段研究分析后认为该区发育大量风暴岩并建立了风暴岩沉积序列；张译丹等［4］在野外露头勘察和岩心观察描述的基础上提出志丹—富县地区发育大规模的风暴沉积的认识；吝文等［12］根据岩心观察发现在鄂尔多斯盆地大牛地气田下二叠统下石盒子组发育风暴沉积；袁静等［13-14］对惠民凹陷古近系风暴岩进行了详细研究并总结了其沉积特征；LIU等［15］将苏北盆地高邮凹陷中段古新统E1 f 3段砂质沉积解释为风暴沉积，并在平面上建立了浊流/重力流→单向流和组合流→组合流为主的沉积模式；ZHANG等［16］认为青藏高原东北缘酒西盆地渐新统尖泉子段的薄层砂岩、粉砂岩和夹层泥岩由浅湖风暴流形成，并构建了近端浊流—单向流的组合流向远端震荡流递变的沉积模式。综上所述，前人对陆相湖盆风暴沉积研究已经取得系列成果，但整体而言，陆相湖盆风暴沉积对油气田勘探开发的实际影响研究尚处于初始阶段。
松辽盆地大情字井区青山口组具有良好的油气勘探潜力和前景，前期部分学者如魏兆胜等［17］认为研究区青山口组二段（青二段）沉积时期为“深湖型”三角洲沉积环境；张玉等［18］、李智阳［19］认为研究区以三角洲前缘沉积为主；李存磊［20］、林晓海［21］通过野外露头和岩心观察提出研究区存在风浪（风暴）高破坏型沉积，且观察到风暴岩，但未从沉积角度对研究区砂体分布的特征展开探讨，没有建立对应的沉积模式来指导生产。在实际开发过程中，钻井揭示的砂体分布特征与前人解释模型存在诸多矛盾，如平面砂体整体分布不连续、呈孤立透镜状或片状分布，且局部砂体垂向厚度突变现象普遍存在，这限制了油气的进一步勘探和开发。为此笔者针对研究区青二段取心井展开大量岩心观察，结果显示岩层中存在大量指示风暴沉积事件的层理构造，因此对青二段砂体沉积之后所遭受的风暴沉积改造开展详细研究，从沉积过程阐明风暴沉积砂体分布的成因机制，并建立相应的沉积模式来指导生产就尤为必要。通过对大情字井区青二段16口重点取心井的详细岩心观察以及岩心数据分析，根据其岩性、粒度、薄片观察以及层理构造等特征，结合砂体平面展布，总结出该地区风暴沉积的成因类型、沉积特征、演化序列和沉积模式，明确该区沉积演化过程，丰富研究区沉积体系的认识，为大情字井区青山口组油气勘探预测提供一定理论依据，同时也为其他地区相似陆相湖盆沉积特征的研究提供借鉴和参考。
1 区域地质背景
2 沉积特征
2.1 岩性特征
研究区青二段以细粒沉积物为主，垂向上呈现砂泥薄互层，包括（含钙）粉细砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩和含生物碎屑砂岩，生物碎屑主要为介形虫化石。整体颜色呈灰色—浅灰色，表明沉积时期水体环境较浅。在这些细粒沉积物中可见夹杂着介形虫碎壳的细砂和泥岩撕裂屑粗粒沉积，这些都显示沉积物在沉积时受到过较强能量水体的搬运和再沉积作用。岩石类型以岩屑质长石砂岩为主，长石质岩屑砂岩为辅（图2）；镜下薄片显示碎屑颗粒之间呈点—线接触，磨圆度以次棱为主，或次棱、次圆过渡类型（图3）。陆源碎屑组分包括石英、钾长石和钠长石，岩屑组分以火成岩为主，含少量云母，平均含量为28%，最高可达到36%；杂基含量低，主要成分为黏土，含量一般低于10%。
2.2 沉积构造特征
研究区16口重点取心井岩心观察显示青二段沉积时期岩性以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，缺乏粗粒沉积。其中风暴沉积构造类型丰富多样，包括截切、渠模等侵蚀构造，撕裂构造、丘状、洼状交错层理，浪成沙纹、波状层理以及泄水构造、包卷层理等准同生变形构造，此外还能够见到与风暴沉积有关的泥质撕裂构造。
2.2.1 侵蚀构造
当风暴活动比较强烈时，形成的风暴流在流经沉积物表面时沉积物受到改造，形成各种侵蚀构造。研究区内常见的侵蚀构造有截切构造和冲刷—充填构造。
2.2.1.1 截切构造
2.2.1.2 冲刷—充填构造
2.2.2 滞积层段
2.2.3 层理构造
风暴后期，风暴流作用衰减，能量逐渐降低，单向流开始转变为震荡流和混合流，受震荡流和混合流以及重力分异作用的影响，沉积物在湖底形成各种各样的风暴流层理。尤其是在沉积水体较浅时，风暴作用形成的层理类型更加丰富。研究区常见发育丘状/洼状交错层理，浪成沙纹层理以及波状层理等。
2.2.3.1 丘状/洼状交错层理
图5 青二段风暴沉积层理构造岩心（a）（SCS）洼状交错层理，HE 134井，2 360.75~2 360.96 m；（b）（SCS）洼状交错层理，HE 103井，2 295.3~2 295.52 m；（c）（HCS）丘状、（SCS）洼状交错层理， HE 276井，2 300.74~2 300.94 m；（d）浪成沙纹层理，HE 276井，2 336.7~2 336.87 m；（e）浪成沙纹层理，HE 276井，2 287.61~2 287.79 m；（f）浪成沙纹层理，HE 107井，2 352.29~2 352.63 m；（g）浪成沙纹层理，HE 165-5-5井，2 270.08~2 270.23 m；（h）浪成沙纹层理，HA68井，2 142.73~2 142.78 m；（i）波状层理， HE276井，2 347.19~2 347.32 m；（j）波状层理，HE 79-37-33井，2 292.53~2 2.66 m Fig. 5 Core picture of storm sedimentary bedding structure of Qing 2 Member |
2.2.3.2 浪成沙纹层理和波状层理
2.2.4 准同生变形构造
准同生变形构造是风暴沉积中常见的构造类型，受风暴浪作用的影响，沉积物在风暴流作用下不断搅动并快速下沉堆积，砂泥互层沉积物因堆积速度过快导致内部水流不能及时排除，从而在超压环境下形成一系列变形构造。研究区广泛发育准同生变形构造，常见包卷层理、搅浑构造和泄水构造3种类型，其中包卷层理最为发育［图6（a）］，其形变幅度越大，表明前期风暴流作用越强。搅浑构造是受风暴流较强水动力作用影响，沉积的砂、泥重新搅动，使得砂泥混合在一起之后接受新的沉降，形成的砂泥混合沉积［图6（b）—图6（c）］。此外，研究区还观察到泄水构造［图6（d）］，受水流压力影响，最明显特征是塑性体尖端向同一个方向指向并呈现收缩趋势。
图6 青二段风暴沉积变形构造及撕裂构造岩心（a）包卷层理，HE 79-37-33井，2 300.69~2 300.79 m；（b）搅浑构造，HE 103井，2 265.79~2 265.94 m；（c）搅浑构造，HE 79-37-33井，2 319.14~2 319.25 m；（d）泄水构造，HE 79-37-33井，2 289.42~2 289.62 m；（e）撕裂构造，HE106井，2 356.11~2 356.27 m Fig.6 Core picture of storm sedimentary deformation structure and biogenic structure in Qing 2 Member |
2.2.5 撕裂构造
撕裂构造常见发育于风暴沉积的底部，是受风暴涡流作用将原地未固结或半固成岩的沉积物打碎，搅动从而形成不规则撕裂状的沉积构造，在研究区HE106取心井岩心中可见泥岩撕裂屑呈杂乱分布特征［图6（e）］。
2.3 粒度特征
风暴流既有风暴高峰期形成的风暴重力流作用，又有风暴减弱时震荡簸选形成的牵引流作用［12］，因此一般的风暴沉积物在多种流体作用下形成的沉积物概率累积曲线兼具重力流和牵引流的特征。
根据概率累积曲线图分布特征，研究区概率累积曲线可以划分为两段式和多段式2种类型，都以跳跃总体为主，悬浮总体较为发育特征为主，与一般浊流只有递变悬浮明显不同（图7）。两段式：发育跳跃和悬浮总体，跳跃总体和悬浮总体交点在6 Φ左右，悬浮总体能够达到20%~40%，跳跃总体分布在60%~80%之间，斜率一般大于60°，表明其分选性好；多段式：粒度曲线由多个跳跃总体和悬浮总体组成，其中跳跃总体有的组段斜率大，有的组段斜率很小，说明其分选性差。综上所述，多段式概率累积曲线反映研究区受多组水流的影响，分选性较差，同时揭示研究区在青二段沉积期因水体较浅，受风暴流搅动影响使得沉积物未受长时间的重力分选作用，快速堆积形成分选性差的混杂沉积，反映其快速沉积的作用，这是该区风暴沉积的典型特征。斜率较高的两段式表明研究区同时发育具牵引流性质的流体，受牵引流影响，形成的沉积物分选性好。
青二段沉积时期，研究区样品点集中在QRS段，其中以QR段最为发育，PQ段样品点分布较少，反映以悬浮搬运为主，滚动搬运较少。RS段M值为15~ 30 μm，C值基本小于200 μm；QR段M值小于40 μm，C值基本小于400 μm，总体表现为以牵引流为主，同时兼具重力流的特征（图8）。
3 风暴沉积序列
风暴沉积物形成之后容易遭受后期沉积物覆盖或再沉积作用，因此往往很难观察到一次完整的风暴沉积序列。在不同作用阶段，因风暴能量不同对应的水动力强弱也不同，因此塑造了各个阶段对应的垂向沉积序列和沉积特征，以研究区HE106井为例，可观察到在垂向上自下而上依次发育截切构造、泥质撕裂屑、平行层理、丘状/洼状交错层理和丘状/洼状交错层理、浪成沙纹层理、变形构造，块状泥岩2种类型沉积序列（图9）。
研究区发育的上述5种风暴沉积序列的沉积构造组合差异性代表着风暴流阶段能量的强弱，其中Ⅰ型风暴沉积序列底部侵蚀构造发育，表明此处风暴作用强，风暴流能量大；Ⅱ型、Ⅲ型风暴沉积序列时风暴流能量较强，比Ⅰ型风暴沉积序列时能量有所减弱，对应的底部侵蚀构造不太发育；Ⅳ型、Ⅴ型风暴沉积序列底部已经基本不发育侵蚀构造，沉积物粒度也相对更细，风暴流能量在此处也进一步减弱。
综上所述，一次完整的风暴沉积特征往往能够体现出从风暴流能量最高的高峰期到风暴能量逐渐减弱直至平息的衰减过程，但一般风暴岩沉积各段很难完整地保存下来，尤其是浅水沉积环境，后期的波浪作用很容易对先期风暴沉积进行破坏和改造，使得风暴沉积构造保存不完整。结合研究区识别出的5种风暴沉积序列，笔者建立了青二段理想风暴沉积垂向序列：底面侵蚀构造段（A段）、平行（块状）层理段（Ｂ段）、丘状/洼状交错层理段（Ｃ段）、浪成沙纹/波状层理段（Ｄ段）、准同生变形段（Ｅ段）以及块状层理泥岩段（Ｆ段），整体组成一个自下而上粒度由粗及细的沉积序列（图11）。
根据以上研究分析，可将研究区整个风暴沉积的大致形成过程描述如下：沉积初期，风暴流处于高峰期，其形成的风暴涡流作用强烈，风暴流对三角洲前缘沉积进行改造，侵蚀底部沉积物形成截切、渠模构造，且形成的侵蚀角度较大。随后，风暴高峰期开始衰退，风暴涡流作用有所减弱，被风暴流卷起的沉积物开始发生快速沉降和重力分异，形成粒序层段（A段）；随着风暴作用的逐渐减弱，风暴流逐渐转为水动力相对较强的以单向牵引流为主的作用力，形成沉积物平行层理段（Ｂ段）；接着其作用力进一步减弱，单向水流逐渐向振荡水流过渡，形成组合流，在组合流作用下，上部沉积物沉积下来形成丘状和浅洼状的砂体形态，从而形成丘状/洼状交错层理段（Ｃ段）；之后，水流由组合流转为振荡流，流速降低，水流能量减弱，较细的沉积物沉降下来在振荡水流的作用下形成浪成沙纹/波状层理段（Ｄ段）；最后，随着风暴流的持续减弱，震荡流能量降低，悬浮在上部的细粒砂泥沉积物在振荡流的作用下，沉降下来形成砂泥混合物，表现为准同生变形构造（Ｅ段）；随着风暴流能量的最终消亡，水体开始趋于安静，悬浮的泥质细粒沉积物最终沉积下来，覆盖在准同生变形层理段之上，形成均质泥岩段（F段）。
4 风暴岩类型及平面展布
原地风暴岩发育于河道外缘与近源风暴岩之间，沉积物受到风暴流的涡流作用发生截切或冲刷，打碎、搅动并重新在原地再沉积过程，在垂向序列上多表现为Ⅰ型沉积序列，这种风暴岩类型在研究区普遍发育，一般在前缘形成“透镜状”孤立式分布。
近源风暴岩主要分布在原地风暴岩的前端，是沉积物被风暴流卷起之后遭受波浪侵蚀和短距离搬运之后形成。与原地型风暴岩相似，底部遭受侵蚀作用较为明显，但其侵蚀幅度减小，在岩性上表现为沉积物粒度变细、层理构造丰富，这类风暴岩在研究区主要为Ⅱ型、Ⅲ型和Ⅳ型沉积序列。
远源风暴岩在前缘滨浅湖比较发育，是风暴流远距离搬运产物。随着风暴能量的持续减弱，底部沉积物不再接受侵蚀作用，缺失侵蚀构造，沉积物粒度往往较细，以泥质粉砂岩和泥岩为主。这类风暴岩在研究区主要以Ⅴ型风暴沉积序列常见。
基于以上系统研究分析，笔者建立了一套符合研究区青二段沉积时期的沉积模式（图14），即该时期，研究区主要发育三角洲前缘沉积，但前缘沉积遭受风暴作用的影响，高能风暴流将三角洲前缘沉积改造，并向湖盆中心搬运形成新的沉积物。在这过程中，随着风暴流能量的减弱，沿岸向湖盆中心依次形成三角洲前缘沉积、原地风暴岩、近源风暴岩和远源风暴岩。
5 地质意义
随着勘探程度的加深，岩性油气藏的寻找已然成为油气田寻找潜力区块的突破口。前期研究普遍认为大情字井区青二段为一套三角洲前缘相沉积，对该区砂体沉积之后被改造的情况研究较少，使得砂体平面展布认识不清，进而制约了油气的勘探部署开发，本文研究形成大情字井区青二段三角洲前缘沉积与风暴沉积共同作用的结果对于完善该区沉积体系认识、明确该区沉积演化的过程具有重要意义。
根据粒度分析结果和镜下薄片观察显示风暴流在一定程度上会对沉积物颠簸、淘洗和筛选，从而形成部分分选性好，磨圆度高，杂基含量少能够作为良好储集层的风暴岩，如果这些风暴岩紧邻生油凹陷，下伏泥岩又能作为良好的烃源岩，在这种情况下泥岩生烃后会优先排入相邻的良好储集层，容易形成透镜体油藏，因此，研究区在后期油藏开发过程中不仅要注重三角洲前缘相类型的深入剖析，同时还需充分考虑到风暴作用对前缘砂体改造作用的影响，这样才能够更加准确地预测油藏主要分布带（区），提高油气勘探开发的效率。
6 结论
（1）基于松辽盆地大情字井区青山口组二段多口重点取心井岩心观察和岩性资料分析，观察到岩心中存在大量指示风暴沉积特征的风暴岩，岩性和粒度分析揭示研究区沉积特征具牵引流和重力流双重属性，表明青山口组二段除发育三角洲前缘相之外，同时受到风暴沉积的改造作用。
（2）研究区三角洲前缘砂体受风暴流扰动影响形成风暴岩，按其沉积特征概括为5种风暴沉积序列。又按照风暴流能量变化、风暴岩层理构造特征、垂向序列组合以及离岸距离将研究区风暴岩分为原地风暴岩、近源风暴岩和远源风暴岩。
（3）建立大情字井区青山口组二段三角洲前缘沉积与风暴沉积共同作用的认识不仅有助于完善该区沉积体系的认识，明确该区沉积演化的过程，同时风暴沉积形成的风暴岩能够形成良好的储集层，为优质储层的寻找提供了新的思路，因此对该区后期油气高效勘探部署开发具有一定的指导意义。
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