CN113008921A - 通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法，包括以下步骤：步骤S1：确定古风向待恢复区位置和层位；步骤S2：根据古风向待恢复区位置和层位，分析沉积体系；步骤S3：根据沉积体积，分析岛屿不同位置相组合沉积特征；步骤S4：根据岛屿不同位置沉积特征，确定盆地古风向；本发明主要依据岛屿中心沉积分异现象来恢复古风向。

Description

通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法

技术领域

本发明涉及湖中心岛屿的沉积分异领域，特别是涉及通过湖中心岛屿两侧 沉积分异现象确定盆地古风向的方法。

技术背景

随着我国社会发展的进步，我国对油气的用量也在迅速增长。据国家发展 和改革委员会历年公布数据，我国天然气对外依存度由2000年的15.9％增长到 2017年的39％(魏国齐等，2018)。因此大力提升本国的油气资源产能是迫在眉 睫的事情。但随着油气勘探程度的不断提高，许多重要的大型构造油气藏已进 入勘探的高成熟阶段和开发的中晚期阶段。我国的勘探工作难度逐渐增大。过 去传统观点认为，断陷湖盆的规模通常决定了烃源岩的发育程度和盆地油气勘 探潜力。过去几十年的勘探工作主要集中于大中型的断陷湖盆，而对于面积小 物源近的小型湖盆关注较少(陈波，2008)，因此对这一类型的断陷湖盆研究较 为薄弱。近些年，最新完钻的徐家围子北部宋深9H井在沙河字组获得日产 20.8×104m³的天然气，表明小型断陷区也具有良好的油气勘探潜力(蔡全升， 2017)。断陷湖盆由于其局限性，湖泊对其气候变化的反映比较敏感，因此恢复 盆地的古气候对于研究小型断陷湖盆的沉积变得尤为重要。本发明提供一种通 过湖中心岛屿两侧的沉积分异现象来恢复盆地古风向的方法。

现有技术一的技术方案

姜在兴等(2018)通过测量古湖泊中沿岸沙坝原始厚度，而得到形成古湖 泊沿岸沙坝时的古风力。其方案为，根据古沉积时期的沉积分布图，确定沿岸 沙坝的分布范围，并绘制沿岸沙坝的连井剖面图；将连井剖面图的自然电位曲 线划分为多个子单元；将多个子单元中符合标准曲线的子单元所对应的区域作 为特定时期的沿岸沙坝，标准曲线是根据沿岸沙坝形成的水动力过程和岩相编 码确定的；计算得出特定时期沿岸沙坝的厚度；对特定时期沿岸沙坝的厚度进 行去压实校正，得出特定时期沿岸沙坝的原始厚度。为准确地得到形成古湖泊 沿岸沙坝时的古风力提供支持。

现有技术一的缺点

缺点一：此方案恢复的是古风力，并不是古风向。

缺点二：此方案主要依据湖周缘沉积特征来恢复古风向，而本方案主要依 据岛屿中心沉积分异现象来恢复古风向。

现有技术二的技术方案

姜在兴等(2019)通过一种基于风场、物源、盆地系统的储集砂体预测方 法来恢复古风向。其方案为，首先获取待预测区域的地质数据，如岩心数据、 古生物数据、测录井数据和地震数据等；将地质数据输入至预设的风场、物源、 盆地系统模型中，生成待预测区域的滩坝砂体形成过程数据；根据滩坝砂体形 成过程数据，采用地质方法和地球物理方法预测待预测区域中滩坝砂体的具体 分布位置。由此可以有效地识别和预测浅水薄层滩坝砂体的分布位置、范围和 古风向。

现有技术二的缺点

缺点一：此方案主要基于风场、物源、盆地这一三端元系统，依据湖四周 沉积特征恢复古风向，而本方案主要依据湖中心岛屿恢复古风向。

发明内容

本发明的目的是依据岛屿中心沉积分异现象来恢复古风向。

本发明的技术方案包括如下步骤：通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定 盆地古风向的方法，包括以下步骤：

步骤S1：确定古风向待恢复区位置和层位；

步骤S2：根据古风向待恢复区位置和层位，分析沉积体系；

步骤S3：根据沉积体积，分析岛屿不同位置相组合沉积特征；

步骤S4：根据岛屿不同位置沉积特征，确定盆地古风向。

优选地，步骤S1包括以下子步骤：

步骤S11：根据文献资料和实地勘探，调研古风向待恢复区的地质背景；

步骤S12：以野外调查为主结合前人的研究现状，对研究区域及研究层位进 行野外勘探及样品采集。

优选地，步骤S2包括以下子步骤：

步骤S21：以野外调查为主，其内容包括在研究区较高位置对滩坝的整体平 面形态观察、拍照、素描、测量，在重要部位挖探槽观察描述，在不同位置用 洛阳铲采集样品；

步骤S22：从相标志、沉积特征及沉积相三个方面研究古风向待测区的沉积 体系；

步骤S23：相标志主要分析石英颗粒表面结构和沉积层理，以岩性标志中扫 描电子显微镜下观察到的石英颗粒表面结构为主要依据划分沉积环境，以沉积 构造为依据分析沉积环境。

步骤S24：沉积相及沉积特征主要分析描述沉积相的平面形态和沉积层理， 其中根据沉积相的平面形状的几何特征划可划沉积微相，根据探槽的剖面层理 可分析沉积特征。

优选地，步骤S3具体为：

根据步骤S2中野外调查所收集到的资料及沉积体系分析的结果，以沉积学 为理论指导，分析研究岛屿不同位置的沉积相组合和沉积环境。

优选地，步骤S4具体为：

根据岛屿不同位置的沉积组合，以沉积学为理论指导分析岛屿不同位置的沉 积环境，确定岛屿的迎风侧和背风侧，从而恢复待测区湖相盆地的古风向。

有益效果

本发明不仅为恢复湖相盆地的古风向提供了一种有效的方法，同时也为断 陷湖盆的油气勘探提供了一个有力参数。

附图说明

图1为本发明的方案图。

图2为本发明研究区域位置图；(A)鄱阳湖位于中国南部。(B)鄱阳湖位于中 国长江南岸，江西省境内，湖泊北边与长江相连。(C)松门山岛位于鄱阳湖的中 心。(D)主要的探槽位置和采样点。

图3为本发明鄱阳湖松门山岛北坡石英颗粒扫描电镜图；图3A-E为水成环 境中的石英颗粒，F-I为风成环境中的石英颗粒。A.磨圆较差的水成石英颗粒， 表现出较低的磨圆度，多为棱角状、次棱角状；B.棱角状水成石英颗粒，表面见 扇形贝壳状断口a，见平行解理纹b；C.棱角状水成石英颗粒，表面见贝壳状断 口a和不规则小型V型撞击沟b；D.棱角状水成石英颗粒，表面见圆盘状贝壳状 断口a；E.棱角状水成石英颗粒，表面见扇形贝壳状断口a，V型直撞击沟b；F. 磨圆较好的沙丘石英颗粒，表现出较高的磨圆度，多为浑圆状、圆状，少数次 棱角状；G.次圆状沙丘石英颗粒，表面见碟形撞击坑a、b；H.次棱角状沙丘石 英颗粒，表面见新月形撞击坑a和碟形撞击坑b；I.次棱角状沙丘石英颗粒，表 面见大的V型撞击坑a、c和伴生的小的V型撞击坑b，撞击坑的方向与石英颗 粒的长轴方向一致。

图4为本发明松门山岛北坡五种沉积相的平面形态(右边的素描图是左边 对应照片里滩角形态的提取)(A)正向尖滩角(MF1)，滩角指向与岸线垂直，前 段较尖；(B)斜向短滩角(MF2)，滩角指向与岸线不垂直，有一定的夹角，前端 较尖，延伸较短；(C)斜向长滩角(MF3)，滩角指向与岸线不垂直，有一定的夹 角，前端较尖，延伸较长。)(D)内韵律沙坝(MF4)，沙坝顶与岸线平行，颈部 与岸线垂直。(E)新月形沙坝(MF5)，中间为泻湖。

图5松门山岛屿南坡照片。(A)岛屿南坡照片；(B)岛屿南坡沼泽照片。

图6松门山岛北坡剖面的层理特征。探槽位置如图4所示。右边的素描图 与左边照片中所示的探槽相对应。右边的素描图中数字所代表的层理为：①丘 状交错层理、②平行层理、③水平层理、④斜层理、⑤板状交错层理、⑥槽状 交错层理、⑦洼状交错层理。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明技术方案进行解释。

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理 解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的 普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精 神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保 护之列。

步骤一：确定古风向待恢复区位置和层位

鄱阳湖(北纬28°22'-29°45'，东经115°47'-116°45'E)位于江西省北部， 是中国第一大淡水湖(图2A)。该湖呈葫芦状，南北延伸110km，东西长约 50-70km，但北部狭窄处仅5-15km(Zhang et al.,2015)。鄱阳湖中九江地区占湖 区面积的70％，上饶和南昌地区分别占20％和10％(图2B)。当平均水位到14-15m 时，湖泊面积为3150km²，在最高水位(20m)时，湖泊面积可以增加到4125km²以上。然而，在低水位(12m)时，该湖泊面积仅为500km²。该湖接收由赣江、 抚河、信江、饶河和修水河及其在江西省相关湖区的来水，调蓄后经湖口汇入 长江，构成以鄱阳湖为汇集中心的完整水系。然而，该湖不仅是五条主要河流 与区间水域的集散地，还是泥沙沉积物的集散地(闵骞等人，2011)。

松门山岛位于鄱阳湖中心(北纬29°12'-29°13'，东经116°05'，最高海拔 90.9m(图2B、图2C)。该岛通常被用作都昌和永修之间的自然边界线，将湖水 一分为二(图2B)。松门山岛西北部的湖泊被称为北湖或西鄱阳湖，湖泊长40km， 但相对狭窄，只有3-5km宽，在最窄处仅有2.8km。松门山岛东南部的湖泊被称 为南湖或东鄱阳湖，构成了该湖的主要区域，长133km，最宽处可达74km(图 2B)。

鄱阳湖地区地层分布广泛。全新世-更新世主要为冲积相和沼泽相。赣江组 更新世-全新世的沉积物厚度在2～23m之间，共发育为三套地层：下部为厚砂 砾石夹薄层粉砂质粘土；中部湖相层为灰黑色淤泥质黏土层，分布广，层位稳 定；上部为褐黄色粉砂质粘土和粉细砂层。

步骤二：沉积体系分析

1.露头观察和样品采集

以野外调查为主，通过测量砂体平面形状、挖探槽、用洛阳铲采集样品、 扫描电子显微镜下观察来收集数据。首先是在该岛的较高部位对水成滩坝的整 体平面形态观察、拍照、素描绘制滨岸滩坝的平面形状，并测量不同砂体形状 的大小。其次在50个重要部位采用挖探槽的方法对剖面的层理现象进行观察、 拍照、素描。最后，用洛阳铲(即取样器)从80个不同位置、不同深度的砂体 中采集样品。

2.相标志

沉积相标志是正确划分沉积相的直接证据，沉积相是沉积环境的物质体现， 相标志主要包括岩石学标志、古生物学标志、地球物理学标志和地球化学标志 四个方面，不同的沉积相标志具有相应的沉积环境意义。结合本区沉积特征主 要依据岩石学标志中的颗粒表面结构和沉积构造标志划分沉积相。

2.1颗粒表面结构

沉积物在不同沉积环境中会表现出不同的特征，石英具有较大的硬度和较 高的化学稳定性，并且具有丰富的颗粒表面特征，其表面特征可作为判别沉积 环境的重要标志。扫描电镜可以从微米级的角度对物质表面形态进行研究。

利用石英颗粒在扫描电镜下的特征进行其沉积环境分析，具体操作步骤如 下:首先对采集的样品进行清洗，清洗方法包括生理盐水、缓冲液清洗或苏打水 清洗等，本实验主要用自来水对采集回来的松散样品进行反复浸泡、冲洗，来 去除泥质杂质以方便对石英颗粒的观察。随后加入20％的盐酸，将样品浸泡8h， 其目的是去除碳酸质，之后接着用自来水清洗这些样品。然后对清洗后的样品 进行干燥，干燥方法有空气干燥法、临界点干燥法、冷冻干燥法等。本实验采 取的是空气干燥法，干燥后把剩余的样品颗粒过60～80目的筛，选出60～80 目之间的颗粒。将最后挑出的石英颗粒，使用扫描电子显微镜(型号：EVEXmini SEM HR3000)对石英颗粒表面进行实验分析。

2.1.1水环境中石英颗粒表面形态

通过对该区所采样品在扫描电镜下分析，发现水环境中石英颗粒磨圆较差， 以棱角状、次棱角状为主(图3A)，表明颗粒搬运距离短、搬运时间短，颗粒 成熟度低；颗粒表现出扇形、贝壳状、圆盘状断口，并见解理纹，小型V型撞 击沟，不规则的V型撞击沟(图3B-E)，反映了较高的水动力环境。

1)贝壳状断口

石英表面见扇形的贝壳状断口，在断口的圆弧上见平行解理纹(图3B)。其 形态主要是在较高能的水下环境下，由于水介质的缓冲作用，颗粒间碰撞较难 会发生破碎。但由于颗粒碰撞，颗粒表面会产生贝壳状断口且面积较小。通过 对水下砂体样品扫描镜下观察，发现颗粒表面为贝壳状断口、圆盘状和扇形(图3D、图3E)

2)V型撞击坑

石英表面见小而窄呈V型的撞击坑(图3C)。V型撞击坑是矿物机械碰撞 时留下的痕迹，表明其沉积环境为水下高能环境。而石英表面V型撞击坑的形 成是由于水介质的缓冲作用下，在颗粒之间相互碰撞时，因为石英的物理性质 具有脆性，使得颗粒的凸出部份接触的表面时发生破裂而形成的小型V型撞击 坑。

2.1.2风环境中石英颗粒表面形态

通过对该区所采样品在扫描电镜下分析，发现风环境中的石英颗粒磨圆较 好以圆状、次圆状为主(图3F)，表明颗粒搬运距离长、搬运时间久，颗粒成熟 度高；颗粒表现出被磨蚀的棱角，蝶形、新月形撞击坑，与颗粒长轴方向一致V 型撞击坑(图3G-I)。反应沉积环境为风成高能环境。

1)碟形撞击坑

石英颗粒表面见碟形撞击坑(图3G)。碟形撞击坑是由搬运距离和搬运时 间较长而形成磨圆度较好的石英颗粒，在风的介质下，颗粒间发生碰撞，而磨 圆较好的石英颗粒在碰撞时接触点受力均匀，所以石英颗粒碰撞后在撞击面形 成碟形状的撞击坑。它是风成条件下石英颗粒的典型特征，是一种高能环境的 表现。

2)新月形撞击坑

石英颗粒表面见呈新月形的撞击坑(图3H)。新月形撞击坑是由搬运距离 和搬运时间较长而形成磨圆度较好的石英颗粒，在风的介质下，颗粒间发生碰 撞产生的结果，与碟形撞击坑的成因相似。它是风成环境中的典型特征，代表 风成高能环境。

3)V型撞击坑

石英颗粒表面表现出较大的V型撞击坑和伴生的小型V型撞击坑，撞击坑 的方向与石英颗粒的长轴方向一致(图3I)。在风的介质下，是磨圆较差的颗粒 间互相撞击的结果，代表风成高能环境。

2.2沉积构造标志

沉积构造是沉积岩在形成过程中及沉积物固结成岩之前形成的各种构造现 象。它可分析沉积物的搬运与沉积方式、沉积介质的性质及水动力情况，从而 有利于分析沉积环境，成为判断沉积环境的标志之一。松门山岛屿全新世-更新 世发育了较为丰富的沉积构造。

1)丘状交错层理

层理两侧以较低的角度交切形成向上隆起圆丘状的层理类型，是由一系列 较大宽缓波浪形成的波状层系，以其低角度相交的曲面为特征。在探槽6的下 层见丘高约0.3m，丘长约1.5m的丘状交错层理，左侧层理倾角约25°，右侧 层理倾角约15°(图6F)。其成因与风暴有关，是一种水成高能环境的体现。

图3A-E为水成环境中的石英颗粒，F-I为风成环境中的石英颗粒。A.磨圆 较差的水成石英颗粒，表现出较低的磨圆度，多为棱角状、次棱角状；B.棱角状 水成石英颗粒，表面见扇形贝壳状断口a，见平行解理纹b；C.棱角状水成石英 颗粒，表面见贝壳状断口a和不规则小型V型撞击沟b；D.棱角状水成石英颗粒， 表面见圆盘状贝壳状断口a；E.棱角状水成石英颗粒，表面见扇形贝壳状断口a， V型直撞击沟b；F.磨圆较好的沙丘石英颗粒，表现出较高的磨圆度，多为浑圆 状、圆状，少数次棱角状；G.次圆状沙丘石英颗粒，表面见碟形撞击坑a、b；H. 次棱角状沙丘石英颗粒，表面见新月形撞击坑a和碟形撞击坑b；I.次棱角状沙丘石英颗粒，表面见大的V型撞击坑a、c和伴生的小的V型撞击坑b，撞击坑 的方向与石英颗粒的长轴方向一致。

2)平行层理

高流态中由平坦的床沙迁移，床面上连续滚动的砂粒产生粗细分离而显出 的水平纹层。在探槽10的上部见长约2.5m，厚度约为0.1m的水平层理，其细 层平行界面，层系内两纹层面所夹厚度均匀保持不变，细层约1mm(图6J)。 这种层理代表了高能水动力环境。

3)水平层理

水平层理通常是在较弱的水动力条件下或稳定环境中，由悬浮的细粒沉积 物缓慢沉降而形成，其特点为纹层与层面相平行，细层连续，也可断续(图6C)。 在探槽11中见长约7.5m，厚度约为1.2m的水平层理，其细层约2mm，纹层与 层面相平行(图6K)。这种交错层理分布较广，在探槽1的上部、探槽3的上 部、探槽5的下部、探槽8的上部及探槽10的上部均有见到。这种层理多出现 的低能环境中，是低能水动力环境的表现。

4)斜层理

斜层理在与流水平行的断面上，纹层成单向倾斜，层系成板状；而在与流 水垂直断面上，纹层可以水平，也可以倾斜。在探槽3中见长约2m，厚度约0.3m 的斜层理，其层系之间的纹层面相互平行，纹层间厚度保持不变，约2cm，单 层呈板状，纹层低角度斜交于层系面，其夹角约为10°(图6C)，其纹层的倾 向可代表水流的方向，这种层理多形成于高能的水动力条件下，是高能环境的 体现。

5)板状交错层理

是由波浪破碎后，继续向湖岸的方向传播，在湖滩的滩面上产生向岸和离 岸的冲洗作用，而形成的板状交错层理。其层系厚度变化较小，其层系界面呈 低角度相交，一般为5°-30°，在探槽4所见层理与层面夹角约为20°(图6D)， 探槽5所见层理与层面夹角约为25°(图6E)。这种层理多出现在滨岸带的高 能环境中。

6)槽状交错层理

层序底界为槽形冲刷面，纹层在顶部被切割。在横切面上，层系界面和纹 层都是槽形。在探槽8见长约0.2m，厚度约0.15m的槽状交错层理，从两侧至 中间纹层间厚度逐渐变薄至尖灭(图6H)。层理的纹层长轴方向可能与水流方 向一致，是一种高能环境的体现。

7)洼状交错层理

洼状交错层理是彼此以低角度交切，而形成的洼坑状且较浅的交错层理。 在探槽9中见长7m，洼坑的深度约1m的洼状交错层理，其左侧纹层与层面夹 角约为30°，右侧纹层与层面夹角约为30°，从下到上纹层的倾角逐渐变小并 近于平行(图6I)。其成因与风暴作用有关，是高能环境的体现。

3.沉积相与沉积特征

松门山岛北部存在水和风两种沉积环境。根据不同的沉积环境对沉积相进 行分类，可将湖泊相划分为两个亚相(SF)：滩坝(SF1)和风成沙丘(SF2)。 其次，根据形态可将滩坝亚相划分为5个微相(MF)：直向尖滩角(MF1)、斜 向短滩角(MF2)、斜向长滩角(MF3)、内韵律沙坝(MF4)和新月形沙坝(MF5) (图4)。

根据野外调查发现，岛屿南部主要发育沼泽(图5)及仅靠近岛屿南坡的风 成沙丘。沼泽相由于植被覆盖严重未观察描述；南坡沙丘整体呈凹面，坡长和 坡角分别为0.1-0.5m和25°到50°，主要由东向西延伸，波峰和波谷在 0.2m-0.8m之间相对平滑，呈现坡度大、波长短、面积小的特征。风成沙丘是一 种高能环境的标志，而岛屿南侧绝大部分为低能环境的沼泽，因此则推断靠近 南坡面积较小的风成沙丘，是岛屿北侧的风成沙丘越过岛顶堆积而成。所以岛 屿南部主要发育低能环境的沼泽相。

图4松门山岛北坡五种沉积相的平面形态(右边的素描图是左边对应照片 里滩角形态的提取)。

(A)正向尖滩角(MF1)，滩角指向与岸线垂直，前段较尖；(B)斜向短滩角 (MF2)，滩角指向与岸线不垂直，有一定的夹角，前端较尖，延伸较短；(C) 斜向长滩角(MF3)，滩角指向与岸线不垂直，有一定的夹角，前端较尖，延伸 较长。)(D)内韵律沙坝(MF4)，沙坝顶与岸线平行，颈部与岸线垂直。(E)新月 形沙坝(MF5)，中间为泻湖。

图5松门山岛屿南坡照片。(A)岛屿南坡照片；(B)岛屿南坡沼泽照片。

2.1滩坝(SF1)

滩坝是滨岸中由于波浪和沿岸流控制而形成的砂体，呈席状或较宽的带状。 本研究区主要从滩坝沙体的平面形态和剖面层理入手，观察描述其沉积特征。

2.1.1平面形态分类

基于前人对不同湖岸的调查，Almar等人(2008)，Ribas等人(2003)和 Arifin和Kennedy(2011)确定了几种常见的韵律地形。根据平面形状的几何特 征，将松门山岛北坡具有韵律地形特征的砂体划分为三种类型：滩角(图4A-C)， 内韵律沙坝(图4D)和新月形沙坝(图4E)。每种韵律地形又根据其细微差别 再进行细分。

滩角是湖滩前滨的主要形态特征(Sunamura,2004；Garnier et al.,2010；Gaalenet al.,2011)。滩角的形状主要表现为以陡峭向湖突出的延伸部分(Duong andFairweather,2011；Gaalen et al.,2011；Vousdoukas,2012)。根据顶向与岸线之间 的长度和角度，可以将松门山岛的湖滩滩角分为正向尖滩角(图4A)、斜向短 滩角(图4B)和斜向长滩角(图4C)。

为了进一步对规则韵律地形进行分类，我们将正向尖滩角(图4A)、斜向 短滩角(图4B)、斜向长滩角(图4C)、内韵律沙坝(图4D)和新月形沙坝(图 4E)分别定为滩坝微相中的五个类型。表1列出了每个微相的平面形状参数。

正向尖滩角(MF1)。这种类型的滩角是最常见的。形态像一个三角形，其 前端几乎垂直于海岸线，有一个尖头(图4A)。

斜向短滩角(MF2)。这种类型的滩角不垂直于湖岸线，而是以一定的夹角 排列。前段是尖的，其长度未超过凹部的垂直平分线(图4B)。斜向短滩角(MF2) 和正向尖滩角(MF1)的区别在于正向尖滩角(MF1)中滩角的尖端垂直于湖岸 线。

斜向长滩角(MF3)。这种类型的滩角不垂直于湖岸线，而是以一定的角度 排列。前端是尖的，其长度超过了凹面部分的垂直平分线(图4C)。斜向长滩角 (MF3)和正向尖滩角(MF1)的区别在于正向尖滩角(MF1)滩角的尖端垂直 于湖岸线。斜向长滩角(MF3)和斜向短滩角(MF2)的区别在于，斜向长滩角 (MF3)的延伸长度超过了凹部的中垂线。

表1五种微相的平面形态参数。参数长度1、长度2、宽度1和宽度2代表 了暴露砂体(水面以上)的大小，夹角为滩角微相(MF1-MF3)与岸线的角度，长 度1为微相最大长度，长度2为微相顶部(头部)长度，宽度1为微相最大宽 度，宽度2为微相中部宽度(图4)。

表1

内韵律沙坝(MF4)。湖岸带中的一些韵律地形靠近湖岸线，其他的则离湖 岸线更远。远离湖岸线的一般称为外韵律沙坝，主要呈连续的新月形。湖岸线 附近的通常称为内韵律沙坝，主要是指一系列被裂流分开的具有规则形状的沿 岸沙坝(Stewart et al.,1988)。在松门山岛北坡发现这种相对较规则的内韵律沙 坝(图4D)，两个相邻的内韵律沙坝可以围成一个半封闭的泻湖，其顶部与岸 线平行，而颈部与岸线垂直。

新月形沙坝(MF5)。新月形沙坝是滨岸带内常见的韵律地形，具有连续的 新月形排列(Tiessen et al.,2011)。外缘较厚，呈典型的月牙形，并带有一定的 弧度(图4E)。外侧沙坝将湖水完全隔开，形成泻湖。泻湖水动力较弱，沉积黑 色、灰色粉砂质泥岩。

2.1.2剖面层理

探槽是从地表向下挖掘的一种槽形坑道，其横断面通常为倒梯形，槽的深 度一般不超过3～5m。通过挖探槽的方法可观察到滨岸带沙体的剖面特征，对 砂体迁移形成的层理进行测量和观察。在砂体的关键部位挖探槽(图4)，一共 有11个探槽。每一探槽都显示出丰富的层理，这些层理被划分为若干组(图6)。

探槽1位于正向尖滩角(MF1)的中部，与湖岸线平行(图4A)，其长约为 3.5m，深度约为0.5m。探槽1岩性为细砂，主要见丘状交错层理、平行层理和 水平层理，其中上层是厚度约为0.1m的水平层理；下层为厚度约0.3m，长约 2.5m向上隆起的丘状交错层理，其左侧层理倾角约25°，右侧层理倾角约20° (图6A)。

探槽2位于两个正向尖滩角(MF1)的中部，与湖岸线平行(图4A)，其长 约为7m，深度约为1.5m。探槽2岩性主要为细砂，其主要特征是丘状交错层理， 在下层是板状交错层理(图6B)。

探槽3位于斜向短滩角(MF2)中部靠右侧位置，与湖岸线平行(图4B)， 其长约为2m，深度约为0.4m。探槽3岩性为细砂夹粉砂，以斜层理为主，其上 层为厚度约为0.2m的水平层理；中层为板状交错层理，层理倾角约10°(图 6C)。

探槽4位于斜向长滩角(MF3)的中部靠右侧位置，与湖岸线平行(图4C)， 其长约为2m，深度约为0.5m。探槽4岩性为细砂夹薄层粉砂，上部以斜层理为 主；下部为厚度约0.4m的板状交错层理，其层理倾角约20°(图6D)。

探槽5位于内韵律沙坝(MF4)左侧顶部，与湖岸线平行(图4D)，其长约 为2m，深度约为0.6m。探槽5岩性为细砂，下部主要为厚度约为0.3m的水平 层理；上部斜层理和板状交错层理，其层理倾角约26°(图6E)。

探槽6位于内韵律沙坝(MF4)顶部中间位置，与湖岸线平行(图4D)，其 长约为2m，深度约为0.7m。探槽6岩性为细砂，上部主要为斜层理和平行层理； 下部主要为丘状交错层理，左侧层理倾角约25°，右侧层理倾角约15°(图6F)。

探槽7位于内韵律沙坝(MF4)右侧顶部，与湖岸线平行(图4D)，其长约 为10m，深度约为1.7m。探槽7岩性为细砂，主要为斜层理和板状交错层理， 层理倾角在3-26°之间(图6G)。

探槽8位于新月形沙坝(MF5)的外侧，与湖岸线平行(图4E)，其长约为 2m，深度约为0.8m。探槽8岩性为细砂，上层为厚度约0.4m的水平层理；下 层为槽状交错层理和洼状交错层理(图6H)。

探槽9位于新月形沙坝(MF5)的外侧，与湖岸线平行(图4E)，其长约为 10m，深度约为1.8m。探槽9岩性为细砂，上层为斜层理；中下层为洼状交错 层理，其两侧倾角为25°和30°的斜层理(图6I)。

探槽10位于新月形沙坝(MF5)左侧，与湖岸线平行(图4E)，其长约为 8.5m，深度约为1.6m。探槽10岩性为粉砂，下层为斜层理，上层为水平层理(图 6J)。

探槽11位于新月形坝(MF5)的内侧，与湖岸线平行(图4E)，其长约为 7.5m，深度约为1.2m。探槽11岩性为细砂夹粉砂，显示水平层理(图6K)。

图6松门山岛北坡剖面的层理特征。探槽位置如图4所示。右边的素描图 与左边照片中所示的探槽相对应。右边的素描图中数字所代表的层理为：①丘 状交错层理、②平行层理、③水平层理、④斜层理、⑤板状交错层理、⑥槽状 交错层理、⑦洼状交错层理。

2.2风成沙丘(SF2)

沙丘是指由于风的作用而堆积起来的一种地貌(黄鹏展等，2010)。在松门 山岛洪水期岸线以上的宽阔平坦地区，可以观察到东西走向的横向沙丘。沙丘 长约15km，高80米。在沙丘上也可以观察到具有两个向前伸出的角，沿东西 走向的新月形沙波。北坡平缓，呈凸形，坡长在0.3m-1.0m之间，坡度在3°到25°之间。南坡为凹面，坡长和坡角分别为0.1-0.5m和25°到50°。主要由东 向西延伸，波峰和波谷在0.2m-0.8m之间相对平滑。沙波之间的距离在0.6m-2m 之间(大多数为1.5m)。沉积物主要是细砂和粉砂。砂的圆度和分选系数都很好。 沙波的边缘粒度较粗，向中间变细。沙丘剖面呈现出大型高角度斜层理(高约 4m，宽约1m，倾角约37°)和交错层理(图2C)。

2.3沼泽(SF3)

沼泽为长期积水的洼地，其水流不畅，介质处于还原条件，沉积物主要是 粘土、有机质淤泥和粉砂质沉积。沼泽的形成条件是气候潮湿、水位较高，且 水体停滞，地势低平的地方。其特点为植物发育繁盛，因此沉积物中多见大量 的植物遗体和根部化石；水动力条件弱，物源条件较差；岩相中常见水平层理 及波状层理。

步骤三：岛屿不同位置的相组合

岛屿北坡主要发育滨岸滩坝和滨岸沙丘(图4、图6)，其中滩坝主要以砂 与粉砂为主。滩坝可细化分为正向尖滩角(MF1)、斜向短滩角(MF2)、斜向长 滩角(MF3)、内韵律沙坝(MF4)和新月形沙坝(MF5)五个微相。正向尖滩 角(MF1)以丘状交错层理和平行层理为主要特征；斜向短滩角(MF2)和斜向 长滩角(MF3)在剖面上呈现出相似的斜向平行层理；内韵律沙坝(MF4)与湖 岸线平行，下部主要为水平层理，上部为低角度斜层理；新月形沙坝(MF5)平行于湖岸，下层为槽状交错层理，中层为洼状交错层理(图4、图6)。滨岸 沙丘为东西走向的横向沙丘(图2A)，沙丘长约15km，高80米。呈凸形，坡 长在0.3m-1.0m之间，坡度在3°到25°之间。沙丘沉积物主要是细砂和粉砂， 砂的圆度和分选系数都很好。沙波的边缘粒度较粗，向中间变细。岛屿南部主 要发育低能环境的沼泽(图5)，沼泽相由于植被覆盖严重未观察描述。

步骤四：盆地古风向确定

由上述岛屿两侧沉积特征分析知，岛屿北部的相组合为高能环境，因为只 有在较高的能量区，才有足够的动力将水附近的沙粒进一步向近岸移动，形成 面积较大和坡度较平缓的风成沙丘。由此可推断北坡为迎风侧。而南坡的沼泽 相指示了该处为低能环境，因此可推出南坡为背风侧。即得出鄱阳湖全新世时 期的古风向是北风。

Claims (5)

1.通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：确定古风向待恢复区位置和层位；

步骤S2：根据古风向待恢复区位置和层位，分析沉积体系；

步骤S3：根据沉积体积，分析岛屿不同位置相组合沉积特征；

步骤S4：根据岛屿不同位置沉积特征，确定盆地古风向。

2.根据权利要求1所述的通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下子步骤：

步骤S11：根据文献资料和实地勘探，调研古风向待恢复区的地质背景；

步骤S12：以野外调查为主结合前人的研究现状，对研究区域及研究层位进行野外勘探及样品采集。

3.根据权利要求1所述的通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下子步骤：

步骤S21：以野外调查为主，其内容包括在研究区较高位置对滩坝的整体平面形态观察、拍照、素描、测量，在重要部位挖探槽观察描述，在不同位置用洛阳铲采集样品；

步骤S22：从相标志、沉积特征及沉积相三个方面研究古风向待测区的沉积体系；

步骤S23：相标志主要分析石英颗粒表面结构和沉积层理，以岩性标志中扫描电子显微镜下观察到的石英颗粒表面结构为主要依据划分沉积环境，以沉积构造为依据分析沉积环境；

步骤S24：沉积相及沉积特征主要分析描述沉积相的平面形态和沉积层理，其中根据沉积相的平面形状的几何特征划可划沉积微相，根据探槽的剖面层理可分析沉积特征。

4.根据权利要求1所述的通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

根据步骤S2中野外调查所收集到的资料及沉积体系分析的结果，以沉积学为理论指导，分析研究岛屿不同位置的沉积相组合和沉积环境。

5.根据权利要求1所述的通过湖中心岛屿两侧沉积分异现象确定盆地古风向的方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：

根据岛屿不同位置的沉积组合，以沉积学为理论指导分析岛屿不同位置的沉积环境，确定岛屿的迎风侧和背风侧，从而恢复待测区湖相盆地的古风向。

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