引言

曲流河主要的河道迁移模式可概括为扩张型和平移型两种^[1]。扩张型指河道弯曲顶点远离河道带轴横向迁移且河道曲率也逐渐增加的情况(图 1a)；而平移型指河道弯曲顶点平行于河道带轴向下游方向迁移且河道曲率保持不变的情况(图 1b，图 1c)。这两种不同迁移模式对应形成的点坝分别被称为“扩张型点坝” (Expansional point bar)和“平移型点坝” (Translational point bar)。

作为重要的油气储层沉积类型，扩张型点坝砂体是国内外众多油气田的主力产层。因此，国内外学者对其研究较多，例如，大庆油田葡萄花油组^[2]、胜利油田孤岛油区馆陶组^[3]、大港油田港东开发区一区一断块^[4]、美国科罗拉多州Rulison油田Williams Fork组^[5]。相较于扩张型点坝，国内外学者对平移型点坝的研究则较少。但近年来，平移型点坝受到了国外学者越来越多的重视，比如，Labrecque等对加拿大阿尔伯塔McMurry组早白垩世平移型点坝的沉积学特征及地层构型进行了深入研究^[6]；Smith等对加拿大阿尔伯塔东北部Peace-Athabasca河道带反向点坝沉积和涡流堆积的地层学与沉积学特征做了对比研究^[7]；Ielpi等对英国约克郡的Scalby组平移型点坝的平面结构、地层特征以及形态动力学做了细致研究^[8]。相对于国外学者，国内学者尚未对平移型点坝进行系统深入研究。鉴于此，本文围绕平移型点坝形成条件、形成机理及沉积特征进行综述总结，在明确沉积特征基础上，建立三维岩相模型，最终阐述该类型点坝的三维空间展布特征。

1 平移型点坝的形成条件

平移型点坝多形成于限制性沉积环境，主要发育在下切谷或构造运动所形成的负地貌中，下面就其具体形成条件做详细论述。

1.1 深切谷中形成的平移型点坝

平移型点坝主要发育在受限制的低可容空间条件下。在高限制环境下的最小可容空间中(低位体系域晚期)，单一河道带占据了整个古河谷^[9]，没有供漫滩沉积的空间，因此，曲流带只能沿河谷两侧向下游迁移；而在弱限制环境下的低可容空间中(海侵体系域早期)，河道没有完全地横向补偿叠加，而是相互切割^[10]，使得河曲不易向泥质充填的废弃河道扩张，从而促进了点坝向下游方向迁移^[11]。

Ghinassi等提出了下切谷充填过程中平移型点坝发育的一种理想模式^[12]，该模式构建前提是加积速率恒定和河谷剖面相对简单。在下切谷充填早期，下切谷(尤其是Ⅴ型河谷)底部具有高限制性沉积环境(最小可容空间)，其抑制了漫滩的形成，促使了平移型点坝发育(图 2a)。在下切谷充填中期，基准面持续上升，加积作用使下切谷横向宽度增加，此时下切谷限制程度较早期明显减弱，扩张型点坝开始出现，同时，也一定程度上促进了决口及漫滩的形成；当基准面上升到沉积物供给位置时^[13]，潮汐流便可以影响晚低位期和早海侵阶段的河流沉积物，此阶段，潮汐流会使河流水动力减小^[14]，从而削弱水流对河岸的侵蚀，阻碍河道横向迁移，最终促进平移型点坝发育(图 2b)。在下切谷充填后期，横向可容空间进一步扩大，达到非限制环境，致使河道带有了大量横向补偿叠加^[9]，不利于平移型点坝发育，扩张型点坝开始大量形成^[11](图 2c)。

1.2 构造活动限制下的平移型点坝

除了下切谷以外，构造运动产生的负地貌也会对曲流带产生一定的限制作用。首先，构造抬升可能导致冲积平原形成限制性环境，从而阻止河曲扩张，并触发其向下游迁移，形成平移型点坝。比如土耳其Cemmalettin组，在其沉积早期，较宽的古河谷对河道几乎没有限制作用，从而发生河道带冲裂作用且阻止了单层河道带的堆叠，导致河道带全面横向扩张(图 3a)。但在沉积后期，受泛滥平原的同沉积构造运动影响，河谷逐步缩小为高限制环境，最终导致河道带垂向堆叠，从而发育平移型点坝(图 3b)^[14]。其次，构造活动也可能导致漫滩部位抬升，从而导致河道带受限，阻止河道带扩张，促进平移型点坝的发育^[12]。由此说明，当局部构造运动阻止了扩张型河道带的横向补偿时，平移型点坝就有可能在受构造控制的限制区域内发育。

2 平移型点坝的沉积特征 2.1 弯曲段内水动力和沉积物分布特征

弯曲河道内的沉积物分布主要受水流结构影响。经典的弯曲河道模型是在河道弯曲段以内，按照水流方向分为弯曲上游、中游和下游部分^[12]。

在弯曲上游段，当水位较低时，水流通常都偏向外岸流动^[15]。但当水位较高时，水流会越过点坝流动，这就会导致冲刷或冲槽下切侵蚀^[16]，而且在最上游部分也会促进较粗颗粒靠近内岸方向搬运，较细颗粒往往还是聚集在外岸(图 4)^[17]。在靠近中游段方向，重力与水流牵引力相互作用控制沉积物的运移，由于这些力的矢量组合产生了一个向外的分量，所以中粒和粗粒沉积物将持续向外岸运移(图 4)^[12]。同时，水流最大速度和边界剪切力占据了河道弯曲段的轴向部分，并在内岸附近逐渐减小。如果河道底部沙丘较发育，那么它们会诱发局部的低速再循环流。在倾斜沙丘的地形效应和相关横流的作用下，这些低速再循环流可以反过来引发反向水流指向内岸^[17]。

在弯曲中游段，曲率半径减小，水流量突减，导致向外岸的离心力增加，同时受到惯性作用，水流会向外岸聚集^[18]，并在外岸形成强烈的剪切力，使外岸不断被侵蚀而后退^[19]。而且，表层水流倒转会产生较弱的循环涡流(图 4)^[20-21]，这在一定程度上也会造成外岸的侵蚀。当水流侵蚀外岸时，外岸会产生一个抗侵蚀力，为了达到力的平衡，这时就会产生一个向下和向内的螺旋流(图 4)^{[18, 22]}。在该段，由于受到重力与水流牵引力的共同作用，粗粒沉积物将优先向外岸运移，细粒沉积物则向内岸运移。

在弯曲下游段，螺旋流发育，并沿下游方向减弱，直至弯曲段以外消失^[19]。在该过程中，由于水流牵引力超过了重力向外的分量，细粒沉积物将被搬运到内岸，而粗粒沉积物主要受到重力作用聚集在河道较深部位(图 4)^[23]。这种粒度向上逐渐变细的沉积物分布模式有利于点坝的加积，因此，这种模式被认为是点坝的一个重要特征。

2.2 平移型点坝沉积的平面特征

平移型点坝由点坝主体和点坝尾部两个部分组成(图 5a，图 5b)，其中点坝主体部分沉积物的侧积层具有沿着凸岸弯曲的特征，而点坝尾部沉积物的侧积层则具有沿着凹岸收敛弯曲的特征。

2.2.1 点坝主体部分

卫星照片是描述点坝平面特征最好的资料，在顺水流方向上，根据其表现出来的地层模式和沉积物保存程度，可以将平移型点坝主体部分划分为上游、中游和下游3个小部分(图 5c，图 5d)。

保存于地质记录中的古平移型点坝主体部分也具有现代平移型点坝主体部分类似的平面特征。英国约克郡Scalby组点坝顶面整体出露，为明确其平面展布特征提供了难得的露头资料^[8]。Scalby组上部以非限制性环境下的扩张型点坝沉积为主，下部则由侧向受限制的平移型点坝主体部分沉积为主。其中，平移型点坝主体的上游部分几乎没有保存，只占整个主体部分面积的0.2%；中游部分保存程度稍高，约占到10%；下游部分保存程度最高，占比可达89.8%^[24]。这种沉积物保存程度存在差异的现象，说明河道向下游迁移可导致先前沉积的沉积物被侵蚀。同时，点坝主体各部分侧积层还具有倾向变化程度小的特征(图 6)，这是平移型点坝典型的识别标志^[25]。而上部的扩张型点坝各部分沉积物均保存较好，且随着河道弯曲度增加，侧积层倾向也发生明显变化(图 6)。

2.2.2 点坝尾部

当水流通过狭窄河道的急弯时，部分水流会分离形成反向涡流，这会形成与点坝主体部分侧积层反向弯曲的点坝尾部沉积，其中，根据水流冲击凹岸的角度差异，可进一步细分为反向点坝沉积(Counter-point-bar deposits)和涡流堆积(Eddy-accretion deposit)两种类型(图 5a，图 5b)^[26-27]。

当水流以大约10°$\sim$40°的角度冲击抗侵蚀岸时，三分之一的主水流分离形成反向涡流，这种反向涡流会在冲击点的上游发育，并且通常流速较小，这便会使原本向下游迁移的部分沉积物随着反向涡流向上游方向运移，形成沿凹岸收敛弯曲的侧积层^[6]，即反向点坝沉积。其平面延伸走向与凹岸相交角度通常小于70°；在剖面上，侧积层向河道倾斜大约5°$\sim$20°(图 5a，图 7a)。

当水流以大约40°$\sim$140°的角度冲击抗侵蚀岸时，主水流分离形成的更大流速的反向涡流也会使沉积物聚集在冲击点的上游，形成以更大弯曲度沿凹岸收敛弯曲的侧积层^[6]，即涡流堆积。在平面上，其延伸走向与凹岸相交角度通常约80°$\sim$90°；在剖面上，其侧积层向河道倾斜大约10°$\sim$15°(图 5b，图 7b^[28])。

2.3 平移型点坝沉积物空间分布特征 2.3.1 点坝主体部分

在点坝主体的上游部分，虽然沉积物保存较少，但是由于水流以最大速度向内岸移动造成了较粗的底负载在内岸附近沉积，所以，上游部分沉积整个点坝中最粗粒度的沉积物^[29]，而且垂向粒度变化较小^[30]。

在点坝主体的中游部分，由于上游部分向外流动的水流量逐渐减小^[31]，加之螺旋流和反向涡流相互作用^[18]，水流搬运能力逐渐降低，进而导致沉积物粒度相较于上游部分稍有减小^[12]。

在点坝主体的下游部分，沉积物粒度相较于中游部分明显减小(图 8a—a')，而且在最下游靠近河道部分具有最细粒沉积的特点^[14]，这可能与弯曲顶点附近产生的反向涡流带来的细粒沉积物和悬移沉积物有关^[32-33]。垂向上，其底部为角砾岩、中上部为砂岩、顶部为泥岩披覆层，即呈现出明显向上变细的正粒序(图 8b—b')。

此外，McMurray组平移型点坝的主体部分取样资料表明，其底部的沉积物通常都以砂岩为主，向上出现了细粒沉积和粗粒沉积薄互层现象，并且总体都呈现出向上变细的正粒序，即从底到顶砂岩层厚度减小，粉砂岩层厚度增加^[6](图 9，样品分别取自图 8中1，2号取样点)。

在平面上，从中游部分到下游部分，粉砂岩层最大厚度从10 cm增加到30 cm。同时，中游部分粉砂岩层厚度有90%都小于20 cm，但下游部分粉砂岩层厚度有90%都大于20 cm。由此可见，在点坝主体平面上，往下游方向，粉砂岩(细粒沉积)厚度逐渐增加，砂岩(粗粒沉积)厚度逐渐减小。

2.3.2 点坝尾部

(1) 反向点坝沉积

由前文可知，反向点坝形成于水流以10°$\sim$ 40°的角度冲击抗侵蚀岸时，由沿着凹岸弯曲的侧积层组成，其厚度与点坝主体部分无太大差异。但在组成成分上与以砂岩为主的点坝主体沉积不同，反向点坝主要是以细粒沉积为主(图 7a)。

Smith等以加拿大Peace河为例，对比了点坝主体沉积和反向点坝沉积的异同^[7]，其中，1、2号取样点位于点坝主体部分，3$\sim$7号取样点位于反向点坝沉积(图 10)。就实际取样分析而言，点坝主体部分沉积物以中砂岩为主，局部夹杂着薄层泥岩和粉砂岩，整体呈现出下粗上细的正韵律(图 11a)。据统计，以中砂岩和细砂岩为主的粗粒沉积物厚度约占总岩层厚度的82.02%，而以粉砂岩和泥岩为主的细粒沉积物厚度只占总岩层厚度的17.98%(图 11b)。相比之下，反向点坝沉积序列主要是由纵向无规则分布的粉砂岩层组成，局部单层厚度可达1.4 m，还随机夹杂着薄层泥岩、细砂岩和中砂岩(图 11a)。其中，以粉砂岩和泥岩为主的细粒沉积厚度约占总岩层厚度的55%，而以砂岩为主的粗粒沉积物厚度约占总岩层厚度的45%(图 11c)。

由此可以说明，在现代沉积的平移型点坝中，反向点坝沉积的细粒沉积物含量相较于点坝主体部分明显增多，而粗粒沉积物含量相对于点坝主体部分明显减少。

(2) 涡流堆积

涡流堆积形成于水流以40°$\sim$ 140°的角度冲击抗侵蚀岸时，其侧积层具有比反向点坝沉积更为明显的沿凹岸弯曲形态，即侧积层弯曲度更大。涡流堆积通常由很厚的、以砂岩沉积为主的侧向加积层组成(图 7b)，且其砂岩含量高于点坝主体部分。

Carey在Mississippi河测量了涡流堆积的沉积物厚度约为60 m，而点坝主体部分沉积物的厚度约为30 m^[27]；Burge等在加拿大Kooteney河测量的涡流堆积的沉积物厚度约为18 m，而点坝主体部分沉积物的厚度约为9 m^[28]。由此可以说明，涡流堆积的沉积物厚度大约是点坝主体部分沉积物厚度的两倍。这种厚度存在巨大差异的现象，可能是由于水流以较大角度冲击抗侵蚀沉积造成河床底部出现较深冲刷坑导致的结果^[28]。

Simth等也以加拿大Athabasca河为例，对曲流河中这种并不太常见的涡流堆积进行了实地探测^[7]。其中，1号取样点位于点坝主体部分，2$\sim$4号取样点分布于点坝尾部的涡流堆积，5号取样点位于河道边缘(图 12)。

就实际取样分析而言，点坝主体部分沉积序列以细砂岩为主，还局部夹杂着泥岩和粉砂岩，整体呈下粗上细的正粒序(图 13a)。其中，以砂岩为主的粗粒沉积物厚度约占总岩层厚度的55.88%，以粉砂岩为主的细粒沉积物厚度约占总岩层厚度的44.12%(图 13b)；点坝尾部涡流堆积的沉积序列主要由无规律的细砂岩层组成，局部厚度可达1.6 m，还随机夹杂着薄层泥岩、粉砂岩、含泥细砂岩和中砂岩(图 13a)。其中，以砂岩为主的粗粒沉积物厚度约占总岩层厚度的78.35%，而以粉砂岩和泥岩为主的细粒沉积物厚度大约占总岩层厚度的21.65%(图 13c)；河道边缘沉积物以粉砂岩为主(图 13a)，中部约30 cm厚的砂岩层段可以解释为分支河口坝砂体，而上部约60 cm厚的砂岩层段可能是最近一期洪水形成的溢岸沉积。

由此可以说明，涡流堆积中细粒沉积物含量相较于点坝主体部分有明显的减少趋势，而粗粒沉积含量相对于点坝主体部分明显增多。

2.4 平移型点坝沉积体三维空间展布

通过以上古代露头与现代沉积分析，明确了平移型点坝的基本沉积特征，为更好地展现点坝内部结构及沉积物分布状态，基于相关文献资料、取样分析以及实测数据(表 1)^[34]，建立平移型点坝三维岩相地质模型如图 14所示。

通过三维建模得到的点坝呈现出粒度总体向上变细的趋势，即砂质沉积在底部，向上从中砂岩到细砂岩再到粉砂岩，泛滥平原泥覆盖在顶部，另外，还存在有规律地发育在点坝沉积上部的泥质侧积层^[34]，而且模型输出的三维沉积构型明显比单独从露头观测所阐明的更详细。

作为控制储层非均质的核心单元，泥质侧积层是指分散在单砂体之间及内部的、横向不稳定的相对低渗透层或非渗透层，一般作为渗流屏障，其不同的倾斜角度和延伸长度都会在不同程度上影响着砂体内垂向和(或)横向的流体渗流，最终影响到油藏注水开发效果^[35-36]。本次所建立的三维模型显示，平移型点坝存在砂岩“半连通体”的储层岩性结构特点，泥质侧积层主要存在于侧积体中上部，与砂体斜交，呈“叠瓦式”、“斜列式”的结构样式(图 15)。虽然不同剖面上泥质侧积层的延伸长度和分布范围均呈现出不一样的特点，但其整体连通方式都具有接触面积大、连通性较好的特征^[30]，这一特征与扩张型点坝相似。

就该平移型点坝的平面砂体厚度分布模式而言，在点坝主体部分，细砂岩厚度一般在5$\sim$6 m、中砂岩厚度一般在5$\sim$7 m，细、中砂岩累计厚度百分比在80%左右，且断续出现，不连片分布；在点坝尾部，细砂岩和中砂岩厚度都明显降低，厚度一般在2$\sim$4 m，细、中砂岩累计厚度百分比在50%左右(图 16)。总体而言，点坝主体部分砂体厚度明显大于点坝尾部，且各个部分的砂体厚度都具有一定规律的、非均匀的分布特征(图 16b)，这跟泥质侧积层呈“叠瓦式”、“斜列式”分布规律有关。平移型点坝砂体厚度既有规律又非均匀分布的模式与扩张型点坝砂体厚度呈“串珠状”或“片状”分布的模式不同^[37]，这种差异性可以指导两类点坝油藏开发过程中的井网部署，也可为后续剩余油形成机制和分布机理的研究提供地质依据。

3 结论

（1）空间限制越大，平移型点坝越容易形成。深切谷充填早、中期和构造活动所产生的负地貌都具有极强的空间限制特点，所以发育平移型点坝。

（2）平移型点坝由点坝主体和点坝尾部两部分组成。点坝主体部分沉积物的侧积层具有沿着凸岸弯曲的特征，点坝尾部沉积物的侧积层则具有沿着凹岸收敛弯曲的特征。但是水流以不同的角度冲击抗侵蚀岸，会产生不同类型的点坝尾部沉积单元：当水流以约10°$\sim$40°冲击抗侵蚀岸，会形成反向点坝沉积；当水流以约40°$\sim$140°冲击抗侵蚀岸，会形成涡流堆积。

（3）点坝主体部分以粗粒沉积为主。在平面上，自上游向下游方向沉积物保存程度逐渐增大、粒度逐渐变细，且各部分地层倾向变化不大；在垂向上，沉积物粒度总体呈下粗上细的正粒序。

（4）反向点坝以细粒沉积为主，其地层厚度与点坝主体部分相近。在平面上，反向点坝沉积的侧积层平面延伸走向与凹岸相交角度通常小于70°；在剖面上，侧积层向河道倾斜大约5°$\sim$20°。涡流堆积以粗粒沉积为主，其地层厚度大约为点坝主体部分的两倍。在平面上，涡流堆积的侧积层平面延伸走向与凹岸相交角度通常约80°$\sim$90°；在剖面上，其侧积层向河道倾斜约10°$\sim$15°。

（5）三维岩相模型显示，泥质侧积层主要存在于侧积体中上部，呈叠瓦、斜列式的结构样式，但其倾斜角度与延伸长度各有不同。点坝主体部分砂体厚度较大、点坝尾部相对较小。泥质侧积层的分布范围和砂体厚度的差异分布造成的平面非均质性，可指导油藏开发过程中的井网部署，也可为后续剩余油形成机制和分布机理的研究提供地质依据。