陆相湖盆是一类重要的油气勘探地质单元，全球超过20% 的油气产自与陆相湖盆有关的地层中^[1]，湖盆中富含有机质地层构成了这些油气的主要源岩。非洲、南美洲、东南亚等地区以及中国陆相湖盆相对发育，是湖相源岩及储集层油气勘探的重要区域^[2-5]。形成与发展演化过程是决定湖盆油气勘探潜力的基础，填充机制分析是理解湖盆发展演化的关键，控制因素分析是系统把握湖盆填充过程的核心，基于过程的填充演化分析是建立具有预测属性湖盆发育模式的重要手段。陆相湖盆由于规模小、多水系、多物源、近物源、多类型沉积体系发育、湖进湖退频繁，湖泊水位变化与沉积物+水供给关系密切，对于可容纳空间与气候变化敏感。陆相湖盆大地构造背景复杂，沉积环境气候多样，相较于海盆表现出更为明显的构造特征、沉积作用、地球化学属性、生物发育特征等的快速迁移与变化。由于不同地质时期的构造活动方式变化、气候环境变迁等，导致湖盆的构造性质、沉积作用、地球化学属性、生物发育种属及丰度等都发生了明显变化，在湖盆内发育数量众多、成因各异、规模不等的不同类型转换面。这些转换面的形成受控于湖盆填充演化，其空间组合也可以完整地反映湖盆发育与演化过程。湖盆沉积盖层相关地质属性的变化与各类圈闭形成的地质作用相辅相成，盆地构造活动性质的转变、沉积作用方式的变化、沉积体系的迁移、沉积物地球化学属性与生物发育特征的演变等，造成盆地内沉积物的构造、岩性、物性、地球化学以及生物等特征发生显著变化，从而发育了构造、地层、岩性、成岩、物性等不同类型圈闭。从成因角度来看，相邻地质体间相关地质属性差异是形成不同类型圈闭的基础，湖盆内圈闭的形成与各类转换面关系密切，明确转换面类型及特征是分析规模圈闭发育机理与赋存规律的基础，也是系统分析湖盆油气成藏要素的关键。

随着宽方位、高分辨率、高密度等地震采集技术的运用，二维到三维、常规三维到高精度三维地震勘探的开展，提高分辨率等处理技术的发展，含油气盆地日益丰富的钻井、录井、测井等资料的积累，以及古老湖盆和现代湖泊的系统对比研究等科研成果的不断涌现，为系统识别湖盆内不同类型、不同规模转换面及其与规模圈闭的发育和赋存规律奠定了丰富的地质研究和资料基础，对陆相湖盆深化与高效勘探具有重要意义。

基于古老湖盆和现代湖泊对比分析，从湖盆填充控制因素入手，对不同阶段湖盆填充特征及演化过程进行分析，对湖盆内主要发育的转换面类型及发育关系进行梳理，探讨转换面与规模圈闭发育特征，指出陆相湖盆有利勘探领域，以期为陆相湖盆的勘探开发提供参考。

大量现代湖泊观察^[5]和古老湖盆研究^[6-9]对比表明，湖泊不能简单地看作小海洋，其与海洋的差异显著影响湖盆的油气生成、分布及油气成藏的生储盖组合特征，对有效开展湖盆油气勘探与开发至关重要。

湖泊中的沉积物+水体积远远小于海洋，且对不断变化的可容纳空间和气候比海洋更敏感，主要表现在湖平面比海平面变化范围更广、速度更快；古老湖盆沉积中岸线沉积一般不发育或发育厚度很小，在岸线沉积部位很短的纵向地层间隔内，湖盆水化学性质和湖泊生态会发生明显变化，这对湖盆烃源岩与盖层发育等产生了深刻的影响；在湖泊系统中，湖平面变化与河流输入量（沉积物+水供给）密切相关，通常入湖的河流流量大，则湖平面上升，而干旱导致河流流量降低，则湖平面随之下降^[8]，这种相关性的强弱程度会因湖盆类型不同而存在差异，一般在封闭水文环境的闭流湖盆中表现得明显，在开放水文环境的敞流湖盆中表现微弱，而海平面变化与河流输入量之间关系非常微弱，甚至可以认为二者没有联系^[10]。这些差异正是不同类型湖盆发育不同沉积序列及其与海洋沉积序列形成鲜明对比的主要原因^[8]。河流携带沉积物向湖盆进积或湖泊水位下降使湖岸线向盆内迁移，沉积物进积常在湖泊边缘形成一个明显的沉积单元，如滨湖三角洲，而湖水后退除了在早期湖相沉积物表面发育干旱沉积特征的泥裂外，几乎不会保留任何其他地质记录。

湖泊是否发育及发育类型完全受控于潜在可容纳空间与沉积物+水供给量之间的相对比率变化。潜在可容纳空间是指湖盆出水口或溢出点之下可供沉积物堆积和水汇聚的空间^[8-9]，与湖盆沉降幅度、出水口高度和盆地底形关系密切。Gilbert^[11]认为湖盆类型取决于潜在可容纳空间大小及其被沉积物+水填充的时间，而气候（通过沉积物+水来表征）和构造/地形（通过潜在可容纳空间来表征）对湖盆性质、沉积体系分布及其中烃源岩、储层和盖层岩相发育等均具有控制作用^[8-9]。

在上述研究基础上，Bohacs等^[8]和Carroll等^[9]结合Katz等^[5]对寒武纪—全新世大量古老湖盆沉积的实际观测及与现代湖泊沉积特征的对比分析，认为陆相湖盆主要发育河流-湖泊（Fluvial-Lacustrine Facies Association）、波动-深水（Fluctuating Profundal Facies Association）、蒸发（Evaporative Facies Association）3种典型的湖相岩相组合，潜在可容纳空间变化与沉积物+水供给控制湖盆填充演化。根据二者的相对平衡关系，从沉积过程角度，可将陆相湖盆划分为过填充（Overfilled Lake Basins），平衡填充（Balanced-Fill Lake Basins）和欠填充（Underfilled Lake Basins）3种类型（图 1）。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 湖盆填充类型划分（据文献[8]修改） 注：P为降雨量，mm/A；E为蒸发量，mm/A。 Fig. 1 Phases classification of lacustrine basin infilling

过填充湖盆：沉积物+水供给量持续超过潜在可容纳空间时，即降雨量（P）与蒸发量（E）的比值较高或构造沉降速率较低时发育的湖盆类型（图 1，图 2）。该类湖盆水文环境在沉积层序发育期内持续开放或以开放为主，气候驱动的湖平面变化微弱，河水等注入量和湖水流出量基本平衡；湖泊与常年河流系统密切相关，主要发育河流相、煤系地层与湖相沉积，形成典型的河流-湖泊岩相组合；在湖盆演化阶段，岸线进积和三角洲水道决口主导准层序的发育。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 湖盆类型、准层序发育及生储盖组合特征 Fig. 2 Lake basin infilling types, parasequence and source-reservoir-cap assemblage

平衡填充湖盆：沉积物+水供给量与潜在可容纳空间之比在沉积序列发育期内大致平衡或相当时发育的湖盆类型（图 1，图 2）。该类湖盆水的流入足以定期填充可容纳空间，但并不总是与流出量相匹配，因此受气候驱动的湖平面波动变化频繁；在局限的水进体系域发育期湖盆封闭，在斜向进积的水退体系域发育期湖盆开放；主要发育前积和干旱作用形成的大部分化学沉积物加积的沉积序列；组成波动-深水湖相岩相组合，有机质原始生产力、湖泊平均水深、化学分层和沉积物快速埋藏形成最佳配合；湖盆沉积中的非煤质源岩中有机质富集程度通常很高。

欠填充湖盆：潜在可容纳空间持续超过沉积物+水输入量时发育的湖盆类型（图 1，图 2）。该类湖盆水文系统持续封闭，季节性湖相沉积、盐水沉积与相对“常年”的湖相沉积相互穿插；由于单一湖泊在地质历史上总是很短暂，因此发育的准层序和准层序组通常很薄，常为分米级^[8]；干旱旋回的产物加积并叠加组成准层序，构成典型的蒸发岩相组合，沉积物大多与蒸发作用有关，总体岩性复杂多变。

此外，当沉积物+水供给量远远大于潜在可容纳空间（降雨量非常丰富P ≫ E、可容纳空间很小或不发育）时，主要发育河流沉积体系。如邻近物源区，降雨量丰富、沉积物供给充足，地表径流携带沉积物由于缺乏可容纳空间堆积而主要发育河流体系。当潜在可容纳空间显著大于沉积物+水供给量、蒸发量很大（E ≫ P）时，虽然可容纳空间足够充分，但沉积物+水供给量极小或匮乏，地表主要以风成等荒漠化作用为主（图 1），主要发育沙漠等风成沉积。这二者构成陆相湖盆发育演化的2种极端情况。

上述湖盆填充分类方案强调了沉积物+水对湖盆潜在可容纳空间的主动填充过程，而不是以湖盆为主体，沉积物+水对可容纳空间的被动补偿或充填。因此，其含义与前人提出的湖盆沉积物补偿、平衡补偿与欠补偿作用有一定的差异，主要体现在沉积物+水这2个密切相关的物质组成要素对湖盆潜在可容纳空间的主动填充及填充的动态性^[12]。同时，该方案综合考虑构造与气候因素进行湖盆填充模式建立，最终得到的是一个把沉积过程、沉积响应与地质记录纳入到层序地层等时格架内的完整地质模型。基于沉积过程建立的湖盆填充模式可将其相关特征或属性扩展到预测领域，重点体现在对湖盆岩相描述的有效性和油气勘探中烃源岩、储集体发育特征及层序发育与叠加样式的可预测性。

构造活动与气候变化通过控制湖盆填充演化进而影响湖盆构造性质、沉积作用、地球化学属性与生物群发育种属及丰度，在二者共同作用下，一个完整湖盆从初始发育到最终填充往往经历了多个不同填充阶段，因此湖盆中发育了众多不同规模、不同性质且反映湖盆填充演化过程与特征的各类转换面。

所有控制沉积盆地形成演化与反映沉积盆地地质（构造、沉积）、地球物理、地球化学与生物特征等差异的关键地质界面均可称为转换面。广义来说，转换面主要反映沉积盆地形成发育的地质背景，包括地幔向地壳转换的莫霍面、地壳脆性-韧性转换面、区域大地构造转换面^[13]、岩相古地理转换面^[14]等。沉积盆地内主要发育构造作用转换面、沉积作用转换面^[15]、生物与地球化学转换面等，直接反映盆地的形成发展演化，与烃源岩发育、圈闭形成及油气成藏关系更为密切。

填充演化过程分析表明，陆相湖盆内主要发育构造活动性质变化形成的以不整合面为代表的构造转换面、沉积环境与沉积体系变化导致岩性差异为主的沉积转换面、不同层系生物群种属和丰度变化形成的生物转换面以及湖盆水化学性质差异形成的地球化学转换面等。

构造转换面是指盆地沉积盖层内由于上下相邻层系构造活动性质、区域应力场状态不同而导致构造、沉积体系发育格局存在明显差异的地质分界面，转换面上、下层系断裂活动性质及迁移规律、沉积沉降中心位置、湖盆填充状态、湖盆水体状态（封闭、开放）、沉积物供给方式、沉积体系发育特点都明显有变化。构造转换面以沉积盆地盖层内不同尺度和规模的不整合面为代表，不整合面的发育通过改造下伏地层的原始产状、剥蚀下伏地层，为后期沉积提供底形基础，并进一步通过控制不整合面发育期后地层沉积模式和规模来控制和反映沉积盆地演化，是研究湖盆构造变形、湖平面升降、气候变化等的重要界面。

与不整合相关的地层或层序叠加样式反映了沉积盆地的不同构造活动背景，正旋回层序的超覆（或上超）形成于拉张或中性构造背景，反旋回层序的退覆和削截反映了挤压构造环境，复合递进型同构造不整合与前陆盆地边缘挤压隆起的加速或减速上升有关。依据不整合面之下被削截地层的构造变形和侵蚀厚度可以推断构造运动所造成的盆地改造程度^[16]。不整合面分布范围反映构造活动波及范围，上下地层的年龄差异反映不整合的持续时间。不整合面是基准面由下降转变为上升的结果，伴随发育顶超、进积或退积等现象^[16]。如吐哈盆地鲁克沁地区二叠系、三叠系与侏罗系间发育有明显的角度不整合，不整合面之下二叠系（梧桐沟组、桃东沟群），三叠系克拉玛依组被不同程度剥蚀削截，上覆侏罗系从北部沉降中心呈超覆状态向南部边缘逐渐发育（图 3）。

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 吐哈盆地鲁克沁地区NNW—SEE向连井地震剖面 Fig. 3 Connecting wells' seismic section(NNW—SEE) in Lukeqin area, Turpan-kumul Basin

不整合的发育不仅形成了现今在露头、地震、测井剖面上观察到的不整合面，同时由于导致不整合发育的构造抬升作用（基准面上升）在地质历史时期的持续性，对下伏地层也产生了明显的改造，所以不整合不单纯是一个“面”，更是一个三维空间的“体”，不整合面及相邻地质体本身具有独特的宏观结构和微观组构，显示不整合具有明显的“空间”结构属性特征（图 4），反映了不整合发育后全生命周期所涉及地质单元全部的构造、沉积与流体作用过程。不整合面主要反映不同湖盆填充阶段间的变迁。

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 不整合结构体与地层圈闭 Fig. 4 Unconformity structure composition and stratigraphic traps

沉积转换面是指沉积盆地盖层内由于沉积环境变化、沉积体系纵向演化或平面分异等导致岩性差异形成的不同岩性体间的接触面，如砂岩与泥岩间的纵向分界面或侧向接触面。同时，沉积盆地也发育由于断层错断导致的不同岩性的接触或不同期同一岩性的接触，不整合面亦可导致不同岩性接触或不同期同一岩性接触。

沉积转换面与不同级别的岩相古地理界面关系密切，区域岩相古地理格局决定是否发育沉积盆地，盆地级岩相古地理影响湖盆填充类型。不同湖盆填充演化阶段间也必然存在规模较大且比较明显的沉积转换面，该类转换面主要由不同填充期沉积环境的显著变化引起，属于大级别的沉积转换，而单一湖盆填充阶段主要发育岩性变化形成的沉积转换面，主要由沉积体系的纵向演化和平面分异形成，属于小级别的沉积转换，表现为沉积相和亚相在纵向上具有继承性，但沉积微相的横向迁移明显。沉积转换面是构造活动与气候变化共同作用的结果。

从野外露头、地震反演的波阻抗剖面上均可以观察到众多纵向变化、侧向分异或断层错断使不同岩性接触形成的明显沉积转换面（图 5）。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 野外剖面（a）与波阻抗和波形叠加剖面（b）上的岩性变化与断层错断形成的沉积转换面 Fig. 5 Sedimentary transition surfaces formed by longitudinal and vertical variation of lithology and fault faults, outcrop(a)and impedance inversion and waveform superposition section(b)

生物转换面是沉积盆地盖层内生物群种属与因丰度不同而产生的相对隐性的地层性质分界面。纵向相邻地层间如果存在明显的沉积间断或缺失，则古生物演化顺序不连续，从古生物角度来说，该类转换面相对比较明显；在连续发育的纵向地层单元内，也可看到不太明显的生物群种属变化，主要表现在种的级别或丰度的差异上。如吐哈盆地侏罗系古动物、古植物化石分布表明，中—下侏罗统水西沟群（八道湾组、三工河组、西山窑组）以古植物为主，中侏罗统（三间房组、七克台组）见丰富湖相瓣鳃类动物，上侏罗统（齐古组、喀拉扎组）见爬行类动物；饱粉组合分布表明，中—下侏罗统水西沟群以苏铁粉属-四字粉属为主，中侏罗统以桫椤孢属-三角孢属为主，上侏罗统以克拉梭粉属-双束松粉属为主，饱粉组合丰度在纵向上也呈明显的波动变化；侏罗系古生物纵向上整体表现出八道湾组—西山窑组、三间房组—七克台组、齐古组—喀拉扎组3个明显的演化阶段，反映了古气候环境先后经历了温暖潮湿、半干旱半潮湿、炎热干旱的演变过程^[17]，分别对应于侏罗纪古湖盆过填充（其中三工河组经历了短暂的平衡填充阶段）、平衡填充、欠填充演化阶段。侏罗系与下伏三叠系和上覆白垩系古生物组合截然不同，整体反映了侏罗纪古湖盆中不同级别生物转换面的发育。生物转换面与环境气候变化关系密切，主要反映湖盆不同填充阶段有机质发育的生态背景（图 6）。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 吐哈盆地侏罗系层序地层划分与古生物、古气候变化及湖盆填充阶段关系图 Fig. 6 Relationship between sequence stratigraphy and paleontology assemblage, paleoclimate change and lake basin infilling phases of Jurassic in Turpan-kumul Basin

地球化学转换面是沉积盆地盖层内由于湖盆水化学性质或温度存在明显差异而产生的地层性质变化面。在平衡填充和欠填充湖盆中，水体化学分层现象很常见，在与海洋连通的过填充与平衡填充湖盆中亦是如此^[8]，温度分层是深的过填充湖盆常见的特征。最明显的地球化学转换面由湖盆水体盐度差异导致，如淡水湖盆与半咸水、咸水湖盆的演化，主要对应湖盆开放或封闭水文条件下不同的湖盆填充状态。该类转换面在单一湖盆填充阶段反映相对较弱，在不同填充阶段间则表现明显，与环境气候变化关系密切，主要反映湖盆不同填充阶段的有机质发育特征（图 7）。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 吐哈盆地吐鲁番坳陷台参1井侏罗系综合地球化学特征 Fig. 7 Jurassic integrated geochemical volume of well Taican1, Turpan Depression in Turpan-kumul Basin

此外，从勘探角度来说，盆地内还发育沉积地层波阻抗、电性、磁性等特征显著变化形成的地球物理转换面，但归根结底，地球物理转换面是沉积地层本身构造、沉积、生物与地球化学等特征变化在地球物理场的综合响应。

构造与气候控制下的一个完整湖盆往往经历了不同的填充演化阶段，发育的不同类型转换面之间也存在相互依附或隶属关系。

以不整合面为代表的构造转换面无疑是影响各类转换面发育的最重要转换面。不整合作为经典层序地层学的关键层序界面，主要与沉积盆地盖层内的一、二、三级层序界面相对应，一级层序界面为盆地沉积盖层与基岩间的界面，为角度不整合；二级层序界面对应盖层内不同地质时代（纪）地层间的界面，以角度不整合为主；三级层序界面主要为同一时代（纪）不同地层组之间的界面，可从角度不整合向平行不整合、整合接触过渡。整体来看，构造转换面从空间上制约着沉积、生物与地球化学转换面的发育；2个相邻不整合面间发育不同规模的沉积、生物与地球化学转换面，不整合上下地质体的沉积、生物与地球化学特征往往存在明显差异。

沉积转换面是盆地盖层内发育最广泛、最常见的转换面类型。同一湖盆填充期基本沉积层序单元内发育因沉积体系平面分异引起岩性横向变化和侧向叠置所形成的最小级别沉积转换面，如水下分流河道、天然堤、决口扇砂岩与河道间湾泥岩间的接触面等；不同基本沉积层序单元间发育因湖平面升降引起岩性变化而形成的高一级沉积转换面，如不同体系域间岩性变化的接触面；不同湖盆填充阶段间发育因湖盆水文条件变化（开放或封闭）引起岩性差异而形成的相对更明显的沉积转换面，如不同湖盆填充阶段发育的岩相间的不同岩性接触面，该转换面大多与不整合面相对应，也有部分沉积转换面与生物或地球化学转换面对应。

生物、地球化学转换面分别从生物、地球化学特征方面反映湖盆填充特征变化，气候环境与湖盆水文条件变化控制的生物、地球化学转换面往往通过岩性变化来直观反映，所以生物、地球化学转换面往往对应于一定级别的沉积转换面，但不同级别的沉积转换面反映的生物、地球化学特征变化的差异程度有所不同。

湖盆内不同类型转换面存在相互依附或隶属关系，构造转换面必然同时是沉积、生物与地球化学转换面；生物、地球化学转换面往往对应于一定级别的沉积转换面，甚至是构造转换面，但沉积转换面并不一定是生物、地球化学转换面（表 1）。

表 1(Table 1)

表 1 不同类型转换面相互依附与隶属关系 Table 1 Relationships between different types of transition surfaces 类型 是否构造转换面 是否沉积转换面 是否生物转换面 是否地球化学转换面 构造转换面 ― 是 是 是 沉积转换面 少数是 ― 少数是 少数是 生物转换面 少数是 是 ― 多数是 地球化学转换面 少数是 是 多数是 ―

下载CSV 表 1 不同类型转换面相互依附与隶属关系 Table 1 Relationships between different types of transition surfaces

不同类型转换面的发育与各类圈闭形成的地质作用相辅相成，正是由于盆地构造活动性质的转变、沉积作用方式的变化、沉积体系的迁移、沉积地层生物发育与地球化学属性演变等，使盆地内处于原始沉积状态且彼此接触的沉积体的构造、岩性、生物、地球化学等特征都有显著变化，从而在湖盆内形成了构造、地层、岩性、成岩、物性等不同类型的圈闭，各类转换面与规模圈闭的发育密切相关。

构造转换面是控制构造、地层圈闭发育的关键转换面，盆地内广泛发育的二级正向构造带与不整合面关系密切。不整合面之下由于剥蚀作用可形成地层削截型不整合圈闭，不整合面之上发育基准面下降形成的地层超覆型不整合圈闭（图 4），沉积盖层与基岩潜山接触形成基岩或潜山型地层圈闭等。从不整合面在湖盆的发育位置来看，凹陷区不整合面上下地层大多呈平行分布状态，不整合面主要控制较大规模岩性圈闭的发育；在隆起区、斜坡区或盆缘，不整合面上下地层主要呈水平-削截接触关系，下部地层明显掀斜，在不整合面之下主要发育地层削截型不整合圈闭；在断隆区，不整合面上下地层呈水平-断褶接触关系，不整合面之下发育地层削截型不整合圈闭和小型构造圈闭；在山前断阶带，不整合面上下地层主要呈水平-褶皱接触关系，在不整合面之下主要发育地层削截型不整合圈闭和大型背斜型构造圈闭；在伸展断陷、稳定坳陷边缘或斜坡区，不整合面上下地层主要呈超覆-削截接触关系，不整合面之下主要发育地层削截型不整合圈闭，不整合面之上主要发育地层超覆型不整合圈闭，且规模往往比较大；在大型隆起区，不整合面上下地层主要呈超覆-褶皱接触关系，不整合面之下主要发育大型背斜型构造圈闭，不整合面之上主要发育披覆式大型低幅度背斜型构造圈闭；在斜坡带末端，不整合面上下地层主要呈超覆-平行接触关系，不整合面之上主要发育大型地层超覆型不整合圈闭，不整合面之下局部发育岩性圈闭群；在复杂断隆区，不整合面上下地层主要呈超覆-断褶接触关系，不整合面与断层互相配合，不整合面之下主要发育地层削截型不整合圈闭和小型背斜型构造圈闭，不整合面之上主要发育被断层复杂化的披覆式低幅度背斜型构造圈闭和地层超覆型不整合圈闭^[18]。

总之，与构造转换面相关的构造、地层圈闭往往成群发育且规模较大。目前，陆相湖盆构造圈闭勘探程度相对较高，但地层圈闭由于成藏条件苛刻、对油气保存条件要求高而整体勘探程度较低。构造转换面控制的构造、地层圈闭主要反映了不同湖盆填充阶段规模圈闭的发育规律。

对陆相湖盆中发育的以碎屑岩为主的沉积体系来说，沉积转换面与岩性、成岩及物性等圈闭关系密切，主要反映不同粒度沉积（砾岩、砂岩、泥岩、页岩等）之间的空间发育与平面分异关系。过填充湖盆水退体系域湖岸线附近、深切谷充填物和湖底扇等储集性能良好，水进体系域远端和前三角洲泥质沉积封闭性能良好，构成良好的储盖组合；平衡填充湖盆湖底扇、下切谷充填物、水进和水退体系域滨湖碎屑岩储集性能良好，水进体系域晚期和水退体系域早期泥质沉积封闭性能良好，构成高效的储盖组合；欠填充湖盆水进体系域碎屑岩相、水退体系域早期河流相和晚期滨岸碎屑岩相等储集性能良好，水进体系域上部和水退体系域底部泥质沉积封闭性能良好^[8]，局部可形成良好储盖组合。不同湖盆填充阶段主要发育水下分流河道填充、边缘扇、湖底扇、下切谷充填、近岸水下扇等规模岩性圈闭（图 8），单个圈闭主要呈透镜状，上倾尖灭等形态发育，常表现为小而多的圈闭群特征。沉积转换面控制的岩性等圈闭主要反映了单一湖盆填充阶段规模圈闭的发育规律。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 陆相湖盆发育的主要规模岩性圈闭类型 （a）吐哈盆地侏罗系八道湾组（J1b）下切谷、西山窑组（J2x）湖底扇与三间房组（J2s）近岸水下扇；（b）江汉盆地古近系潜江组三段（Eq341）水下分流河道；（d）雅布赖盆地早白垩世湖盆边缘扇。 Fig. 8 Main types of large-scale lithological traps in lacustrine basins

对油气勘探来说，生物转换面直接控制有机质富集层段烃源岩的发育。在过填充湖盆，初始洪泛面之上、最大洪泛面附近层序的下超面、深水中发育的泥质沉积、与泥沼和滨岸环境相关的泛滥平原局部层段富有机质沉积发育，主要发育淡水生物群、陆生植物、轮藻和水生藻类等有机质，有机质富集层段横向变化快，总有机碳（TOC）含量低—中等，可生成中等—差的油和气。在平衡填充湖盆，准层序级别的洪泛面之上及水退体系域下部层段富有机质沉积发育，主要发育耐盐生物群、水生藻类和少量陆生植物，有机质富集层段横向变化小，TOC含量中等—高，以生成中等—好的油为主，少数情况下生气，非煤质烃源岩有机物富集程度通常很高^[8]。在欠填充湖盆，初始湖侵面之上、水进体系域上部层段富有机质沉积发育，主要发育低分异喜盐生物群和藻类、细菌等，有机质富集层段横向变化弱，TOC含量变化大，有机质原始生产力高，河流输入低，流域内陆地植被匮乏，由于频繁干旱导致有机质保存率低，可生成差—好的油和气。总之，对常规油气勘探来说，生物转换面主要控制烃源岩的有机质发育背景，而对致密油、致密气、页岩油、页岩气、煤岩气等非常规油气勘探来说，生物转换面还影响储集体的发育，储集体整体规模连片，储层“甜点”描述是关键。生物转换面的深化研究对非常规油气勘探意义重大。

地球化学转换面主要对应不同水文条件下（开放或封闭、是否存在温度和化学分层）的湖盆填充状态，通过不同湖盆填充状态的烃源岩发育环境来反映规模圈闭的发育特点。如当湖泊存在温度或化学分层时，湖水混合作用受阻，湖泊底部水体不能进行氧气更新，有利于有机质的保存。在平衡填充和欠填充湖盆，水体化学分层现象很常见，而在与海洋连通的过填充与平衡填充湖盆中，间歇性密度较大海水的注入使湖水处于持续的外生滞水状态，也有利于有机质的保存^[19-20]。温度分层是深的过填充湖盆中富有机质沉积堆积并有效保存必不可少的因素^[21-22]，但湖盆过深，有机质颗粒降落到水底需要通过较长距离的含氧表层水，有机质遭受破坏的比率也相对较高^[5]。永久分层的湖泊需要外部营养补给以支撑成规模的原始有机质生产，由于除了大气中的CO₂外，湖水中还有丰富的CO₃^2-离子可供植物吸收，碱性水比中性水更有助于维持更高的原始有机质生产力^[6]。部分湖泊因湖底水体中消耗氧气的溶解有机质含量高而使水体保持分层状态^[5]。通常发育生物分层的湖泊原始有机质生产力较高，这种现象常见于热带气候的裂谷盆地，如非洲图尔卡纳湖，一方面因温度分层导致水体循环差，另一方面湖底水体中溶解有机质的积累进一步增强了分层的稳定性^[8]。过填充湖盆有丰富的水生生物产出和大量陆生植物注入，但由于持续开放的水文环境（除非与海洋连通）不大可能发育受溶质控制的密度分层现象。超营养水平的过高原始有机质生产也能明显阻止氧气向湖底输送，因此，相对较浅的湖泊也可具有良好的有机质保存条件。稳定的水体盐度分层也易形成湖底的缺氧环境，有利于有机质的保存。过填充湖盆受河流作用影响明显，仅靠湖水自身的密度差很难形成稳定的分层结构，通常有机质富集程度较低，而欠填充湖盆中如果有湖泊发育，则为封闭水文条件的半咸水、咸水甚至是碱湖或干盐湖，有机质原始生产力高，但由于后期频繁干旱导致有机质最终保存率低。

整体来看，平衡填充湖盆具有机质原始生产力、湖泊平均水深、化学分层和沉积物快速埋藏组成的最佳配合，沉积中非煤质烃源岩有机质富集程度通常很高。总之，地球化学转换面通过控制烃源岩空间发育特征来影响湖盆内规模圈闭的发育，与非常规油气勘探关系更为密切。

结合不同类型圈闭与沉积体系发育关系^{[12, 23-24]}分析认为，在二级构造带、湖盆浅水三角洲等前期勘探领域基础上，陆相湖盆赋存规模圈闭的近岸水下扇、异重流沉积、重力流沉积、细粒沉积等沉积体系也构成有利的油气勘探领域。

（1）近岸水下扇沉积与成岩圈闭群（图 9a）

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 陆相湖盆勘探领域综合模式图 Fig. 9 Synthetic model of hydrocarbon exploration domains in lacustrine basins

湖盆陡坡带是近岸水下扇发育的有利区域，水下扇近源沉积成因使得粗碎屑沉积与深湖相优质烃源岩侧向紧邻，构成湖盆有利的油气富集区带。在陡坡带，较高的地形落差和广泛发育的古冲沟控制近岸水下扇呈裙带状分布。受洪水泥石流搬运过程控制，扇根以砾、砂、泥混杂的块状泥质碎屑流沉积为主^[25]，扇中和扇缘以分选性相对较好的砂质碎屑流沉积为主。在埋藏演化过程中，由于强烈的压实作用和杂基重结晶作用，使杂基支撑为主的扇根泥质碎屑流沉积储集体物性变差，形成了良好的侧向封堵层；扇中和扇缘砂质碎屑流则可作为良好的输导层和储集层。扇根与扇中、扇缘沉积组构差异决定了其埋藏成岩演化过程也各不同，在深埋条件下近岸水下扇整体发育规模成岩圈闭群，该圈闭群在深的平衡填充和欠填充湖盆演化阶段规模发育，在平衡填充湖盆中与烃源岩侧向叠置关系更为密切，成藏要素配置良好，而在欠填充湖盆中，油气成藏主要取决于烃源岩的发育程度及后期保存条件。

（2）异重流沉积与深水规模砂体群（图 9b）

异重流作为一种将陆源碎屑物质向湖盆深水区搬运的重要机制^[26]，其油气地质意义受到越来越多的关注。异重流既可以在湖盆深水区形成规模发育的储集砂体，也可以大范围沉积粉砂岩、泥质粉砂岩和泥岩等，不仅能形成常规油气储层，也可形成规模分布的非常规油气储层。来自陆地的洪水不仅将大量陆源有机质输入盆地，也输入了大量的营养物质，不仅影响有机质富集，在一定程度也可改变湖盆内部生态环境，有利于藻类勃发和原始有机质产生。异重流沉积的储集体在空间上与深水沉积的泥岩、页岩和油页岩互层发育，可形成良好的成藏组合。因此，异重流沉积对于常规和非常规油气地质研究与勘探开发都具有重要的理论和现实意义。该砂体群组成的规模岩性圈闭主要发育在过填充和平衡填充湖盆演化阶段。

（3）重力流沉积与斜坡带岩性圈闭群（图 9c）

湖盆三角洲前缘发育的块体搬运沉积，由于被深水优质烃源岩包裹且在空间上整体脱离三角洲前缘主体区孤立发育，有利于油气的富集与保存，是湖盆内重要的规模岩性圈闭群类型。三角洲前缘砂体在重力失稳或外界触发机制作用下，向盆地深水区发生再搬运，紧邻三角洲前缘的部位以滑动块体沉积为主，由于先存沉积体未被水体完全打散，所以滑动块体沉积与三角洲前缘河口坝砂体沉积极为相似，甚至保存了部分河口坝反粒序的沉积特征。重力流沉积整体为块状结构，单层滑动块体的厚度往往大于砂质碎屑流与浊流沉积的厚度，有利于油气规模成藏，是三角洲前缘被长期忽视或易被混淆的重要岩性圈闭群类型，其发现突破了该沉积亚相以河口坝沉积为主的传统地质认识，为三角洲前缘斜坡带发育规模岩性圈闭群提供了新的沉积学视角^[27]。该岩性圈闭群多发育在相对较深的过填充和平衡填充湖盆演化阶段。

（4）深水重力流成因的细粒沉积与页岩油气（图 9a—9c）

湖盆深水发育的细粒沉积是页岩油气赋存的主要载体^[28]，除了传统的悬浮沉积成因外，深水重力流作为细粒沉积的成因机制逐步受到重视。细粒沉积物通过絮凝方式可形成较大颗粒的絮凝粒，能够沿湖盆底部发生长距离搬运，深水重力流作为重要的顺坡长距离搬运动力机制，在细粒沉积物搬运和沉积中发挥了重要作用。根据沉积构造和岩相组合，陆相湖盆主要发育4种成因的深水细粒沉积^[24]，泥质碎屑成因的细粒沉积以薄层块状砂质泥岩沉积为特征，可见漂浮状砂岩颗粒或砂质团块，内部含不规则漂浮状泥岩撕裂屑，顶、底分别与悬浮沉积的泥质沉积突变接触；流体转化成因的细粒沉积以底部发育杂基含量相对较低的薄层块状砂岩沉积、上部发育富含杂基和有机质的粉砂质泥岩沉积共同组成的混合事件沉积为主要特征；低密度浊流成因的细粒沉积以底部弱侵蚀和典型正粒序沉积为特征；悬浮沉降成因的细粒沉积以纹层状薄层泥岩加积为特征^[26]。这些深水细粒沉积共同构成湖相页岩油气等非常规油气勘探的主要对象，其中细粒沉积构成的规模圈闭主要发育在过填充和平衡填充湖盆低速率沉积物供给期，源储一体或紧邻，成藏要素配置好，“甜点”区预测是勘探目标优选的关键。

综上分析，以湖盆填充特征与演化过程分析为基础，通过不同类型转换面、规模圈闭发育与赋存规律深化研究及常规和非常规油气并重，进一步拓展陆相湖盆油气勘探领域，丰富陆相湖盆油气藏类型，完善陆相湖盆油气勘探地质理论，系统提升陆相湖盆油气勘探价值。

（1）构造活动与气候变化是湖盆填充演化的关键控制因素，潜在可容纳空间与沉积物+水供给的相对平衡关系决定湖盆填充状态；陆相湖盆可划分为过填充、平衡填充与欠填充3种类型，湖盆填充状态及其演化控制了不同类型转换面的系统发育。

（2）陆相湖盆主要发育构造转换面、沉积转换面、生物转换面及地球化学转换面；构造转换面同时是沉积、生物与地球化学转换面；生物、地球化学转换面往往对应一定级别的沉积转换面，甚至是构造转换面，但沉积转换面并不一定是生物、地球化学转换面。

（3）各类转换面与圈闭形成的地质作用相辅相成，构造转换面主要反映不同湖盆填充阶段构造、地层规模圈闭的发育规律；沉积转换面控制的岩性、成岩及物性等圈闭主要反映单一湖盆填充阶段规模圈闭的发育规律；生物与地球化学转换面通过控制湖盆烃源岩的发育背景及特征来影响规模圈闭的发育，与非常规油气勘探关系更密切。

（4）近岸水下扇沉积与成岩圈闭群、异重流沉积与深水规模砂体群、重力流沉积与斜坡带岩性圈闭群、深水重力流成因的细粒沉积等构成陆相湖盆深化研究的重要有利勘探领域。