0 引言

高分辨率层序地层学及其相关技术方法^[1-4]近年来被广泛应用于我国复杂多变的陆相含油气盆地分析中^[5-10]，该理论以地层沉积响应动力学为基础、基准面旋回变化为直接驱动机制，对于分析气候变迁迅速、构造运动频繁、可容空间及沉积物供给速率（A/S）变化快的陆相断陷盆地具有很好的适用性。目前海拉尔盆地贝尔凹陷油气勘探工作的主要领域已向岩性油气藏转移，寻找岩性圈闭，分析岩性圈闭的有利形成条件就显得尤为重要。前人对贝尔凹陷南屯组沉积时期的构造演化、层序地层格架及构造对沉积体系的控制作用^[11-15]都进行了较为深入的研究，但对南屯组的划分精度仅能达到体系域级别^[16-18]，并对高分辨率层序格架下的砂体分布特征以及源储配置关系研究较少。因此，笔者在前人研究的基础上，综合运用高分辨率层序地层学的相关技术方法，依据钻井、岩芯、地震、测井等资料所反映出的层序界面特征，通过对各级次基准面旋回精细划分与对比，建立起了南屯组高分辨率层序地层格架，进而对其控制下的砂体分布规律以及有利岩性圈闭形成的源储配置关系进行研究，以期能对贝尔凹陷南屯组的进一步挖潜具有一定的指导意义。

1 研究区地质背景

贝尔凹陷位于海拉尔盆地中部断陷带南部，是该盆地内最大的富油凹陷。南与蒙古国南贝尔凹陷相邻，北与乌尔逊凹陷相连，向西超覆于嵯岗隆起之上，东接巴彦山隆起，是典型的复式箕状凹陷，面积约3 010 km²。凹陷主体受到NE和NEE向基底断裂控制，构造格局可划分为“三凹两隆一斜”，具有明显的“东西分带、南北分块”的特点，其中贝西地区自西向东可划分为贝西斜坡带、呼和诺仁构造带、贝西次凹、苏德尔特构造带以及霍多莫尔构造带（图 1）。

贝尔凹陷的演化共历经了断陷阶段、断—坳转化阶段以及坳陷阶段，盆地基底主要由海西、印支期花岗岩以及布达特群所组成，盆地内充填的地层以白垩系为主，自下而上划分为下白垩统铜钵庙组（K₁t）、南屯组（K₁n）、大磨拐河组（K₁d）、伊敏组（K₁y）以及上白垩统青元岗组（K₂q），其中南屯组是勘探主要目的层，厚度约450~800 m，可进一步细分为南一段和南二段。

2 南屯组高分辨率层序地层划分与对比 2.1 南屯组各级次层序界面识别

识别层序界面是层序划分以及建立区域高分辨率等时地层格架的重要基础，参考前人对层序界面的分类标准^[19]，在南屯组内共识别出了主要受构造因素控制的Ⅱ类、Ⅲ类层序界面以及主要受天文周期和气候波动等因素控制的Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ类层序界面。除南屯组顶、底发育以区域性构造不整合面为特征的Ⅱ类、Ⅲ类层序界面外，南屯组中主要发育规模逐次减小的Ⅳ至Ⅵ类界面，产状主要呈侵蚀冲刷面（表 1）。其中南屯组顶界面表现为发生了明显的岩性变化、界面上下由厚层泥岩突变为厚层砂岩或砂泥岩互层，电性上由中—高伽马、低电阻突变为低伽马、中—高电阻，在地震剖面上该界面之下多为微削截现象，界面之上多为上超现象（图 2）。南屯组底界面上下岩性同样有明显的区别、界面上下由厚层泥岩突变为砂泥岩互层，电性上由高伽马、中—低电阻突变为低伽马、高电阻，在地震剖面中界面上下可以观察到明显的上超和削截现象。

2.2 南屯组精细对比方法及等时格架建立

在本次研究中，以上述层序界面特征为基础，将研究区南屯组划分为3个长期基准面旋回（LSC1~LSC3）和12个中期基准面旋回（MSC1~MSC12）（图 3）。并应用“多级标志层体系控制、区域封闭骨架剖面闭合、同生断层沉积模式指导、逐级逼近优先对比”等地层对比方法，在高分辨率层序地层学理论的指导下，建立起了覆盖全区的高分辨率等时地层格架（图 4）。

LSC1对应于南一段下部，进一步可细分为5个中期基准面旋回（MSC1~MSC5），地层展布具有“南厚—北薄”的特点。在长期基准面上升时期地层发育范围较为有限，仅在研究区南部地势低洼地带分布（MSC1~MSC2），而研究区北部暴露于地表之上作为物源区而遭受风化剥蚀；基准面上升、下降转换时期，研究区绝大部分地区位于基准面之下接受沉积，仅在研究区北部贝西斜坡带有小范围位于基准面之上遭受剥蚀（MSC3）。在长期基准面下降半旋回内沉降中心开始逐步向北转移、南北地层厚度差异逐渐减小（MSC4~MSC5）。

LSC2对应于南一段上部，进一步可细分为4个中期基准面旋回（MSC6~MSC9），该层序内沉降中心与沉积中心近于重合，地层广泛分布于整个研究区。

LSC3对应于南二段，进一步可细分为3个中期基准面旋回（MSC10~MSC12），该层序内沉降中心继续向北移动，地层整体呈“北厚、南薄”的展布特点。基准面上升以及上升至下降转换时期（MSC10~MSC11），贝西地区整体位于基准面之下接受沉积、地层广泛发育。而在基准面下降时期，研究区南部逐渐出露于基准面之上遭受剥蚀，因此地层主要分布在研究区中部以及北部地区（MSC12）（图 5）。

3 南屯组高分辨率层序地层分析 3.1 南屯组地层发育特征及控制因素

纵观整个南屯组沉积时期，沉降中心逐渐北移, 地层展布自下至上由“南厚—北薄”逐渐过渡为“北厚—南薄”。笔者认为贝西地区南屯组地层发育受古地貌以及基准面升降的双重控制，其中古地貌对于南屯组的厚度变化影响较大（图 5）。以本次研究中所建立起的高分辨率层序地层格架为基础，应用沉积回剥分析技术，经过去压实、古水深以及沉积物重力均衡沉降等校正后，恢复了贝尔凹陷南屯组沉积初期的古地貌形态（图 6），从图中可以看出，古地貌明显受到了基底NE、NEE向断裂的控制，呈现着“东西分带，南北分块”的特征。北部地区如贝西斜坡带紧邻物源区嵯岗隆起，坡度较陡、物源供应充足，形成的沉积物多为近源快速堆积且粒度较粗，但是在LSC1沉积时期由于北部地区可容空间较小，因此地层不发育或厚度较薄，随着基准面持续上升、可容空间快速增加，充足的物源供应保证了研究区北部在LSC2和LSC3地层厚度始终较大；而研究区南部如苏德尔特构造带，距离物源区布勒洪布斯隆起带较远且坡度较缓，在LSC1内物源供给尚能满足增大的可容空间，所形成的地层厚度也较大。但由于研究区南部坡度较缓，随着基准面继续快速上升，物源区的后退速度明显快于研究区北部，供源强度越来越难以满足快速增大的可容空间，因此在LSC2和LSC3内研究区南部的地层厚度逐渐减薄、粒度变细，从而使贝西地区在南屯组沉积时期内形成了由“南厚—北薄”逐渐过渡为“北厚—南薄”的地层发育模式。

3.2 基准面升降变化对相序和相域的控制

从贝尔凹陷贝西地区南屯组沉积相的形成及演化过程来看，基准面的升降变化与相类型、相序及相组合特征皆紧密相关。以南一段下部LSC1为例，基准面的变化过程共经历了早期的缓慢上升阶段、快速上升阶段、中期的缓慢上升至缓慢下降阶段以及末期的快速下降阶段，各中期旋回的沉积微相展布特征具有较大差异（图 7）。

MSC1位于长期基准面上升初期，基准面上升缓慢，主要由多个在低可容空间下形成的向上变深型非对称短期基准面旋回垂向叠加组成。在此期间，A/S远小于1，研究区北部位于基准面之上，地层不发育；在南部地势低洼处发育以平原亚相为主的扇三角洲沉积体系，沉积微相以分流河道和道间沉积为主，微相类型较为单一。此时扇三角洲分流河道水动力较强，底部冲刷面特征明显、滞留沉积十分发育，道间沉积则以紫红色泥岩为主。

MSC2位于长期基准面上升早、中期，基准面稳定快速上升，主要由多个在低—中可容空间下形成的向上变深型非对称短期基准面旋回垂向叠加组成，局部出现向上变深复变浅型对称旋回，但其中向上变浅半旋回一般规模较小。MSC2沉积时期可容空间较MSC1有所增大，仍主要集中在研究区南部，发育有扇三角洲沉积体系。其中平原亚相主要发育在凹陷四周的斜坡带上，前缘亚相和滨浅湖沉积则发育在洼槽区内。分流河道仍很发育，但河流的影响作用开始逐渐减弱，表现为河道底部滞留沉积减薄，而道间沉积局部出现杂色泥岩或灰绿色泥岩等特点。

MSC3位于长期基准面上升晚期、上升—下降转换时期，基准面上升速率减慢并逐渐转向下降，从总体来看表现为在中—高可容空间条件下由多个向上变深复变浅的对称性以及向上变浅的非对称型短期基准面旋回叠加组成，向上变深的非对称型短期基准面旋回仅在局部地区发育，各短期旋回保存均相对完整。在此期间，研究区主要发育扇三角洲及湖泊沉积体系，其中扇三角洲沉积体系逐步收缩至凹陷边缘，而湖泊沉积体系展布范围大幅增加。除此之外，分流间中的灰绿色泥岩大量增加反映了基准面长期上升所导致的地下水位不断增高。

MSC4位于长期基准面下降早期，基准面缓慢下降，主要由多个高可容空间下向上变浅的非对称型和向上变深复变浅的对称型短期旋回叠加组成，其中对称型旋回规模较小，各短期旋回均保存完整。在此期间，主要发育扇三角洲、湖底扇以及湖泊沉积体系。随着长期基准面的下降，北部物源明显增强，扇三角洲沉积体系沿北部贝西斜坡带逐渐向洼槽区推进；东部霍多莫尔构造带由于水体较深和坡折发育，扇三角洲前缘沉积在向前推进过程中，受断层调节发生滑塌从而形成湖底扇沉积；湖泊沉积体系范围缩小，主要分布在洼槽区以及研究区南部。

MSC5位于长期基准面下降中、晚期，基准面快速下降，主要由多个中—低可容空间下向上变深复变浅的对称型短期旋回叠加组成，该旋回沉积末期在局部地区出现向上变深的非对称型短期旋回。在此期间所发育的沉积体系类型与MSC4相同。由于基准面持续下降，北部物源供源强度继续增大，北部贝西斜坡带处扇三角洲前缘已逐渐进积至洼槽中心、整体呈“朵叶状”分布，东部霍多莫尔构造带发育的湖底扇沉积体系同样较MSC4时期展布范围更广；南部则以湖泊沉积体系为主，在苏德尔特构造带发育有小范围呈“鸟足状”的扇三角洲沉积，反映了当时研究区南部地貌相对平缓、距离物源区较远的古沉积环境。

3.3 基准面旋回对源、储分布的控制

不同级次基准面旋回叠加控制着沉积相的空间展布，其中，各中期基准面旋回在长期旋回中的位置明显决定了该时期地层的沉积特征，进而控制了源岩及储层的分布规律，同样以南一段下部LSC1为例（图 8）：

MSC1、MSC2是向上变深的非对称型中期旋回，研究区在这段时间内可容纳空间较小、物源供给十分充足，整个中期旋回在研究区南部形成了厚层的扇三角洲分流河道砂体，具有侧向相互叠置、分布范围广泛、连通性好、物性好等特点，是LSC1沉积时期的主要储层。

MSC3时期可容空间大幅增加，整体砂泥比降低，分流河道单砂层变薄变细，河道展布范围较小且大多彼此孤立、连通性差，储集性能整体较差。但是，此时研究区湖盆广泛分布、水体深且沉积稳定，可作为烃源岩的暗色泥岩非常发育。经研究发现，MSC3中的暗色泥岩段厚度达50~100 m，有机质类型以Ⅰ型为主、有少量Ⅱ₁型，反映了当时湖水封闭、以发育低等水生生物为主的沉积环境，有机碳含量平均2.45%，生烃潜量平均13.68 mg/g，氯仿沥青平均0.265 1%，有机质丰度、类型均达到了优质烃源岩标准^[20]。

MSC4时期研究区可容空间仍较大，此时北部物源供源作用有所增强，扇三角洲沉积体系沿贝西斜坡带向洼槽区进积。储集体主要分布在北部地区，以扇三角洲分流河道砂体、湖底扇辫状沟道砂体和扇三角洲前缘薄层砂为主，河道限定性较强，砂体大多孤立分布、连通性较差，整体储集性能较差。

MSC5时期，随长期基准面下降，研究区整体可容空间明显减小，在此期间北部物源继续增强，贝西斜坡带扇三角洲分流河道以及霍多莫尔构造带湖底扇辫状沟道砂体均开始大范围连片分布，储层的储集能力明显改善。在研究区南部，随基准面大幅下降扇三角洲也有向前进积的趋势，但由于物源供应不足，仅在呼和诺仁、苏德尔特等地区发育少量孤立分布的“窄带状”分流河道砂体，砂体物性、连通性均较差。从整体来看，MSC5储集性能较好，是LSC1沉积时期的主要储层。

综上所述，纵观LSC1沉积时期，MSC1、MSC2、MSC5沉积时期内河道规模均较大，向上变深型非对称中期基准面旋回上升早期发育的厚层分流河道砂体为主要储集体并且物性较好，从而形成了良好的储层。MSC3沉积时期为最大湖泛期，深湖相泥岩广泛分布、为优质烃源岩层。源储上下紧邻，成藏条件非常优越，是有利的勘探层系。

4 结论和认识

（1）南屯组发育有5类层序界面，共可划分为3个长期基准面旋回和12个中期基准面旋回，地层厚度受古地貌和基准面变化的双重控制，其中古地貌对南屯组的厚度变化影响较大，形成了由“南厚—北薄”逐渐过渡为“北厚—南薄”的地层发育特征。

（2）以南一段下部LSC1为例分析了基准面升降对相序、相域以及源储分布的控制作用，认为在LSC1沉积时期，基准面的变化共经历了早期的缓慢上升阶段和快速上升阶段、中期的缓慢上升至缓慢下降阶段以及末期的快速下降阶段，主要发育有扇三角洲、湖底扇和湖泊沉积体系。

（3）MSC1、MSC2和MSC5内砂体发育且物性良好、几何形态以多层式为主，向上变深型非对称中期基准面旋回上升早期发育的厚层分流河道沉积为主要储集体。MSC3为最大湖泛期，深湖相泥岩广泛分布、为优质烃源岩层。源储上下紧邻，成藏条件非常优越，是有利的勘探层系。