2.2.2 沉积环境沉积相
构造沉降控制盆地物质聚集分布规律及沉积特征、盆地类型及沉积特征控制沉积体系与沉积相展布、沉积相带指示储层发育规模及物性等特征，即分别为构造控盆、盆地控相、相控储层。不同的沉积环境与沉积相下沉积形成的砂岩，其空间分布、矿物组分、粒径级配、分选性及磨圆度等均不同。陆地和海洋是地球表面最大的沉积单元，前者包括河流、湖泊、冰川等沉积环境，后者可分为滨海、浅海、半深海和深海等沉积环境。被搬运的碎屑物质的沉积方式可以分为因介质物理条件发生变化，如流速、风速的降低和冰川的消融等而发生堆积的机械沉积；因物理、化学条件发生变化导致水介质中以胶体溶液和真溶液形式搬运的物质产生沉淀的化学沉积；以及因生物的生命活动过程中或生物遗体的分解过程中，引起介质的物理、化学环境发生变化，从而使某些物质沉淀或沉积的生物沉积。我国馆陶组砂岩热储以河流相沉积作用为主。
1.河流的沉积作用
河流的沉积作用自上游至下游普遍存在。发生沉积作用的原因，归纳起来有三点：一是流速减小；二是流量减小；三是进入河流的碎屑过多，超出河流的搬运能力。前两者都会使河流因活力降低而发生沉积。据此分析，河流发生沉积作用有三个主要场所：一是河流汇入其他相对静止的水体处，如河流入海、入湖以及支流入主流处；二是河床纵剖面坡度由陡变缓处，一般来说河流中、下游地势较平坦，沉积作用明显；三是河流的凸岸，单向环流侵蚀凹岸产生的碎屑在凸岸沉积。根据沉积场所与沉积物的性质，河流沉积主要分为以下四大类。
（1）河道沉积：滞留砾石沉积在河流上游，由于坡降大，河流具有较大的动能。细粒物质被冲走，粗粒物质留下来成为滞留沉积。其沉积物以河床砾石为主，成分复杂，砾石呈叠瓦状排列，一般厚度不大，常呈透镜体分布于河道之中。Schumm根据河流对沉积物的搬运方式及底负载百分比将河流分为悬载河道、混载河道与底载河道。Galloway 在考虑负载的同时还考虑了悬浮负载，进一步将河流划分为如下几种：①底床负载河流，河道充填沉积物中，底负载大于11%，黏土、粉砂含量小于5%；②混合负载河流，底负载占总负载的3%～11%，黏土、粉砂含量占总负载的5%～20%；③悬浮负载河流，底负载小于3%，黏土、粉砂含量大于20%（图2-6）。
河流对碎屑物的机械搬运有3种运动方式：①悬移搬运，颗粒悬浮于水中随水流而搬运，其悬移物称为悬移质；②推移搬运，颗粒依附于床面，随水流作滑动或滚动，其推移物称为推移质；③跃移搬运，这是介于上述两者之间的过渡状态，颗粒时而被悬移，时而被推移，以跳跃的方式前进，其跃移物被称为跃移质。物质的搬运方式随水动力的大小变化，当水动力减小时，某些悬移质变为跃移质，某些跃移质变为推移质，当水动力增大，变化情况相反。据试验，被搬运物的球状颗粒质量（m）与起动它的水流流速（v）的六次方成正比，即
式中，c为系数（不同河流数值略有不同）。式2-1表明，当河流流速增加1倍时，被搬运物的球状颗粒质量将增大至原质量的64倍。
图2-6 依据沉积物搬运方式的河流分类
（2）边滩沉积与河漫滩：河流在迁移弯曲的过程中，所挟带的碎屑物在凸岸一侧沉积下来。一开始仅仅形成浅滩，随着河流不断侧向迁移，浅滩不断增长，最后形成宽阔的边滩（图2-7）。边滩沉积物成分复杂，常含有植物碎片。粒度变化范围大，规模较大的河流的边滩沉积，都以砂为主，有少量的砾石和粉砂；规模较小的河流的边滩沉积，粒度可至砾石级。边滩沉积中的层理以大型板状交错层理为主。
图2-7 边滩沉积与河漫滩（开封西北黄河）
河漫滩的形成是河床不断侧向移动和河水周期性泛滥的结果。在河流作用下，河床常常一岸受到侧蚀，另一岸发生堆积，于是不断发生侧移。受到堆积的一岸，由河床堆积物形成边滩，随着河床的侧移，边滩不断扩大。洪水期间，水流漫到河床以外的滩面，由于水深变小，流速减慢，悬移的细粒物质便沉积下来，在滩面上留下一层细粒沉积。河漫滩上部由洪水泛滥时沉积下来的细粒物质组成，下部由河床侧向移动过程中沉积下来的粗粒物质组成，形成下粗上细的沉积物二元相结构。上部的细粒物质称为河漫滩相沉积，多为亚砂土或亚黏土；下部的粗粒物质称为河床相沉积，多为砂、砾。
（3）天然堤与决口扇沉积：洪水期河水漫越河岸，由于河水变浅、流速骤减，河水所挟带的大量悬浮物质很快在岸边沉积下来，形成天然堤。天然堤主要发育在蛇曲河流中，沉积物为粉砂和泥，两者常呈互层。决口扇是洪水冲决天然堤后，在天然堤外侧斜坡上形成的扇状堆积物。
决口扇沉积呈舌状体，在河流相剖面中表现为透镜状砂体，厚度为数十厘米至几米。沉积物的粒度比天然堤的大，主要为细砂和粉砂。可见各种小型交错层理，局部有中型交错层理，另见冲刷及充填构造。植物及其他化石是河水带来的。根据发育位置、沉积特征，决口扇可进一步分为内扇和外扇（图2-8）。(https://www.daowen.com)
图2-8 决口扇形态示意图
内扇是决口扇位于决口附近、水道发育、沉积物粒度较粗（主要为砂）的部分，可分为水道和水道间滩2个沉积单元。水道是洪水末期水流在内扇表面下切形成的泄洪通道，水道宽度一般为10～100m，呈树枝状分布，自决口向泛滥平原方向逐渐变浅、消失，水道沉积呈正粒序，发育交错层理、波痕等沉积构造。水道间滩（简称间滩）是内扇水道之间及水道前方的沙滩，主要由洪水高峰期的片流沉积形成，沉积物以细砂为主，垂直方向上，间滩沉积略显反粒序，间滩之上常覆盖3～5mm厚的泥，是洪水淹没间滩时期沉积的落淤层。
外扇是决口扇位于内扇之外的部分，以悬浮沉积的泥和粉砂为主，外扇与内扇的植被特征明显不同。外扇表面以泥为主，植被发育良好；内扇表面以砂为主，植被稀少。外扇沉积与泛滥平原沉积有差异，前者略粗，常见粉砂；后者则为较纯的泥。前者沉积速度比后者快。
（4）河口沉积：河流入海、入湖的地方叫河口，它是河流重要的沉积场所。未流入海、湖的内流河称为无尾河，可以没有河口。根据成因的不同，可把河口分为溺谷型河口、峡江型河口与三角洲河口。其中三角洲河口是河口沉积的主要形态。当河流进入河口时，水域骤然变宽，再加上海水或湖水对河流的阻挡作用，流速减小，机械搬运物便大量沉积下来，所形成的沉积体形态，从平面上看像三角形，故称为三角洲。从纵剖面上看，三角洲内部常具有三层构造，即顶积层、前积层和底积层。
2.馆陶组热储沉积相划分
馆陶组热储以河流相沉积为主，由多个向上总体变细的河流沉积旋回构成，根据河流沉积旋回的垂向加积厚度及河道规模等，可进一步划分为曲流河、低弯度辫状河及大型泛滥盆地（平原）这3种河流沉积体系类型（图2-9）。根据热储砂岩的颗粒大小、测井曲线形态，可划分为河道充填沉积、河道边缘沉积与泛滥盆地（平原）沉积这3种沉积环境。
（1）河道充填沉积：该沉积由砂坝（辫状河道砂坝）沉积、曲流砂坝（曲流河道砂坝）沉积及其底床滞留沉积组成，河道底滞留沉积为砾岩或含砾砂岩；辫状河道砂坝沉积主要由含砾粗砂岩、粗砂岩组成，自然电位曲线通常呈箱形，少数呈钟形；曲流河道砂坝沉积主要由中—粗砂岩、含砾粗砂岩组成，自然电位曲线呈钟形及箱形。
（2）河道边缘沉积：该沉积由反复发生的高位洪水作用而成，其沉积组合包括天然堤沉积和决口扇沉积两种微相类型。曲流河道天然堤沉积以细砂和粉砂为主，厚度为1～3m，向河道一侧颗粒较粗、厚度较大；朝堤外泛滥平原一侧粒度变小、厚度变小，自然电位曲线呈中幅指状。曲流河道边缘决口扇沉积多由中—细砂岩组成，其中发育有中—粗砂岩构成的决口水道沉积，决口扇自然电位曲线呈中等幅度为主的指状，决口水道呈钟形。
（3）泛滥盆地（平原）沉积：该沉积主要包括洪泛越岸沉积和泛滥平原湖泊沉积2种类型，越岸沉积由粉砂岩、细粉砂岩及泥岩组成，厚度较大，自然电位曲线平直；泛滥平原湖泊沉积由泥岩、粉砂质泥岩组成，自然电位曲线平直。
图2-9 新近纪馆陶组沉积序列及小层单元划分（垦71-14 井）
以济阳坳陷馆陶组底部沉积旋回为例（图2-10），该沉积旋回是东营期末地壳运动后，区域遭受长期风化剥蚀后再次接受沉积，局限分布于济阳坳陷中的次级盆地车镇、沾化与东营凹陷内，盆地四周被隆起所包围。中间东西向展布的陈家庄凸起将整个济阳坳陷分为南、北两个不同的沉积环境。北部的沾化、车镇凹陷沉积旋回地层厚达140m，地层岩性以砂岩为主，砂厚比达0.7左右，砂体最厚部位集中分布在车镇凹陷的西北部，形成环绕埕宁隆起南麓分布的4个扇体，4个扇体之间被坡积物连接，形成较大规模冲积扇裙，在冲积扇裙的前缘，水流汇集成河，形成面积广泛的辫状河沉积。南部东营凹陷地层厚40～50m，砂厚比约0.5，砂体多呈透镜状，其余大部分地区为泥质岩类沉积，属于冲积扇-洪泛平原沉积。
图2-10 馆陶组底部沉积旋回沉积相平面分布图（济阳坳陷）
