川東南地區(qū)長(zhǎng)興組層序充填特征及沉積模式

羅宇翔 曹 哲 陳桂陽(yáng) 周 彬

（1.湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局402隊(duì)，湖南 長(zhǎng)沙 410000；2.東方地球物理公司研究院地質(zhì)研究中心，河北 涿州 072750；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第二采氣廠，陜西 榆林 719000；4.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田公司第二采油技術(shù)服務(wù)處，陜西 西安 745600）

0 引言

四川盆地作為一個(gè)重要的含油氣單元，許多學(xué)者對(duì)該地區(qū)不同區(qū)塊的不同層位作了大量的研究［1-5］。繼普光氣田發(fā)現(xiàn)之后，川東北元壩地區(qū)油氣勘探亦獲得了較大的突破。川東南地區(qū)是否發(fā)育類似有利的油氣聚集帶，值得進(jìn)一步研究，該地區(qū)也應(yīng)作為勘探重點(diǎn)之一。川東南地區(qū)在構(gòu)造位置上屬于川東南陡褶帶和川南低陡褶帶［6］，施澤進(jìn)等通過(guò)對(duì)川東南地區(qū)燈影組儲(chǔ)層特征及控制因素的研究，揭示了該地區(qū)燈影組儲(chǔ)層為低孔低滲的裂縫—孔洞型儲(chǔ)層，沉積環(huán)境控制了儲(chǔ)層形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，而成巖作用可對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行改造，決定了儲(chǔ)層的儲(chǔ)集物性［7］；徐勝林等對(duì)川東南地區(qū)早三疊世飛仙關(guān)組古地理特征及演化進(jìn)行了研究［8］；施澤進(jìn)等運(yùn)用地震相分析對(duì)川東南地區(qū)茅口組沉積相進(jìn)行了研究［9］。盡管前人對(duì)川東南地區(qū)油氣勘探進(jìn)行了一定的研究，但是對(duì)上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組來(lái)說(shuō)，并未見層序充填結(jié)構(gòu)及成藏效應(yīng)方面的研究。筆者主要以鉆井資料為基礎(chǔ)，結(jié)合前人研究成果，對(duì)川東南地區(qū)長(zhǎng)興組層序充填結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討，并進(jìn)一步討論成藏效應(yīng)。這對(duì)該地區(qū)的油氣進(jìn)一步勘探具有一定的理論和實(shí)際意義。

目前，對(duì)于川東南地區(qū)長(zhǎng)興組的沉積格局在認(rèn)識(shí)上存在較大分歧，主要的爭(zhēng)議焦點(diǎn)集中在開江—梁平海槽是否與東部的鄂西海槽相通。通過(guò)對(duì)該地區(qū)構(gòu)造、長(zhǎng)興組（大隆組）與飛仙關(guān)組沉積物厚度的互補(bǔ)關(guān)系、鉆井與地震等資料的綜合分析，并結(jié)合雍自權(quán)等（內(nèi)部交流）關(guān)于該地區(qū)長(zhǎng)興組時(shí)期構(gòu)造活動(dòng)的研究成果，即認(rèn)為該時(shí)期區(qū)內(nèi)發(fā)育的兩條同生古斷裂控制著該地區(qū)的沉積格局，故筆者認(rèn)為長(zhǎng)興組時(shí)期開江—梁平海槽向東南方向進(jìn)一步延伸，并貫通至東部的鄂西海槽。

1 層序劃分及界面性質(zhì)

前人對(duì)四川盆地長(zhǎng)興組的層序劃分做了大量的研究，其中馬永生等（2005）［10］將川東北地區(qū)長(zhǎng)興組劃分為2個(gè)三級(jí)層序。本次研究通過(guò)對(duì)川東南地區(qū)長(zhǎng)興組巖性剖面結(jié)構(gòu)、相序和巖相轉(zhuǎn)換面及最大海泛面等的分析，將該地區(qū)長(zhǎng)興組劃分為2個(gè)三級(jí)層序，分別稱為下層序（SQ1）和上層序（SQ2），其中2個(gè)三級(jí)層序的頂界面均為Ⅰ型層序界面，下層序的底界面為長(zhǎng)興組與龍?zhí)督M的分界面，為一個(gè)巖相轉(zhuǎn)換面。

2 層序充填特征

研究區(qū)內(nèi)長(zhǎng)興組于不同的沉積時(shí)期，其層序充填特征及沉積模式存在差異。下面以長(zhǎng)興組三級(jí)層序?yàn)閱卧懻撻L(zhǎng)興組的層序充填特征及沉積模式。

2.1 下層序?qū)有虺涮钐卣骷俺练e模式

長(zhǎng)興組下層序沉積時(shí)期研究區(qū)以發(fā)育緩坡型沉積為主，且下層序海侵體系域（TST）沉積時(shí)期發(fā)育的層序充填特征與高水位體系域（HST）沉積時(shí)期有所不同（圖1）。

長(zhǎng)興組下層序TST沉積時(shí)期，相對(duì)海平面處于上升狀態(tài)，沉積水體因海平面的升高而變深，同時(shí)區(qū)內(nèi)碳酸鹽生長(zhǎng)速率小于相對(duì)海平面的上升速率，使得該時(shí)期研究區(qū)淺緩坡區(qū)帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r為主，如Xl1井；深緩坡區(qū)帶內(nèi)則以沉積泥灰?guī)r、含泥灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r為主，如Ya18井。這些沉積物均為較深水沉積環(huán)境的產(chǎn)物?？偟膩?lái)說(shuō)，該時(shí)期區(qū)內(nèi)因相對(duì)海平面的上升，礁灘體不發(fā)育，沉積物以較深水沉積產(chǎn)物為主，其堆積方式以退積為主。

圖1 長(zhǎng)興組下層序?qū)有虺涮钐卣骷俺练e模式圖

長(zhǎng)興組下層序HST沉積時(shí)期，與下層序TST沉積時(shí)期相比，研究區(qū)仍為緩坡型沉積模式，但亦存在差異。HST沉積時(shí)期，區(qū)內(nèi)相對(duì)海平面由快速上升轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛仙?，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)為緩慢下降，此時(shí)區(qū)內(nèi)碳酸鹽生長(zhǎng)速率加快，從而使得區(qū)內(nèi)沉積物發(fā)生變化。區(qū)內(nèi)深緩坡區(qū)帶內(nèi)以發(fā)育微晶灰?guī)r、泥灰?guī)r為主，如Ya18井；淺緩坡區(qū)帶內(nèi)部分地勢(shì)相對(duì)較低的區(qū)域仍以發(fā)育沉積微晶灰?guī)r為主，如X19井、Bx1井，但受沉積和風(fēng)暴作用的共同影響，該區(qū)帶內(nèi)局部地區(qū)則堆積具地貌隆起優(yōu)勢(shì)的風(fēng)暴成因的生屑灘，這些地貌隆起與其周圍地勢(shì)相比，具有水體相對(duì)較淺、能量相對(duì)較強(qiáng)及透光性好的特征，從而有利于海綿、珊瑚等各種造礁生物的生長(zhǎng)繁殖，可發(fā)育儲(chǔ)集物性好的生物礁體，如W119井、Xl1井、B1井。生物礁的快速生長(zhǎng)及相對(duì)海平面的下降，使得礁體發(fā)育的地勢(shì)高區(qū)域水體能量由強(qiáng)變?nèi)酰瑥亩l(fā)育潮坪相泥晶灰?guī)r沉積物，受五級(jí)層序控制的相對(duì)海平面振蕩性下降上升，潮坪相沉積物間歇性地出露水面并發(fā)生準(zhǔn)同生白云石化作用和回流滲透白云石化作用，形成儲(chǔ)集物性較好的白云巖?？偟膩?lái)說(shuō)，由于相對(duì)海平面的變化，該時(shí)期區(qū)內(nèi)沉積物的堆積方式以加積和退積為主，沉積物類型也有所變化，其中深緩坡區(qū)帶內(nèi)以發(fā)育微晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r等深水沉積物為主；淺緩坡相帶內(nèi)地勢(shì)較低區(qū)域以發(fā)育微晶灰?guī)r為主，局部高地勢(shì)區(qū)域則發(fā)育礁灘體，通常于礁體或?yàn)w頂部發(fā)育一套潮坪相沉積，且普遍發(fā)生白云石化作用，形成儲(chǔ)集物性較好的白云巖。

2.2 上層序?qū)有虺涮钐卣骷俺练e模式

長(zhǎng)興組上層序沉積時(shí)期研究區(qū)的沉積模式與下層序沉積時(shí)期相比已發(fā)生了變化，主要發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地沉積模式，且上層序TST沉積時(shí)期與HST沉積時(shí)期相比，亦存在差異（圖2）。

下層序HST沉積晚期，區(qū)內(nèi)沉積模式由緩坡演變?yōu)樘妓猁}巖臺(tái)地的雛形，初步具有碳酸鹽巖臺(tái)地的特征。上層序TST沉積時(shí)期，相對(duì)海平面再一次上升，沉積水體隨之變深，區(qū)內(nèi)各區(qū)帶沉積物存在差異，其中開闊臺(tái)地相帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r為主，局部地勢(shì)低的洼地則以沉積含泥灰?guī)r或燧石結(jié)核灰?guī)r為主；臺(tái)地邊緣相帶處于相對(duì)高地勢(shì)區(qū)域，受高頻海平面振蕩變化的控制，該相帶內(nèi)沉積物表現(xiàn)為微晶灰?guī)r與生物碎屑灰?guī)r的間互發(fā)育；斜坡相帶內(nèi)因其水體較深，以沉積微晶灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r為主?？傊蠈有騎ST沉積時(shí)期，開闊臺(tái)地相帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r為主，臺(tái)地邊緣相帶以微晶灰?guī)r與生物碎屑灰?guī)r的間互發(fā)育為主，斜坡相帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r為主，該時(shí)期因處于相對(duì)海平面的上升期，沉積物的堆積方式以退積為主。

圖2 長(zhǎng)興組上層序?qū)有虺涮钐卣骷俺练e模式圖

上層序HST沉積時(shí)期與上層序TST沉積時(shí)期相比，研究區(qū)仍為碳酸鹽巖臺(tái)地沉積模式，但有所不同。HST沉積時(shí)期區(qū)內(nèi)相對(duì)海平面由快速上升轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛仙?，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)為緩慢下降，但研究區(qū)內(nèi)沉積物表現(xiàn)出差異性。其中開闊臺(tái)地相帶內(nèi)低洼區(qū)域仍以微晶灰?guī)r、含泥灰?guī)r或燧石結(jié)核灰?guī)r間互發(fā)育為主，但微晶灰?guī)r在厚度上占優(yōu)勢(shì)，如X19井、W119井、Bx1井等。此外，野外露頭資料顯示，開闊臺(tái)地相帶內(nèi)局部地勢(shì)高區(qū)域可發(fā)育礁灘體；臺(tái)地邊緣相帶因處于水體能量最強(qiáng)的部位，通常更易于發(fā)育礁灘體，這些礁灘體常阻礙水體對(duì)相鄰的臺(tái)地相帶的作用，使得該相帶內(nèi)沉積物發(fā)育厚度明顯大于開闊臺(tái)地相帶的沉積物發(fā)育厚度，臺(tái)地邊緣相帶內(nèi)沉積物以微晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、礁灰?guī)r為主。受高頻層序的控制，生屑灘或生物礁頂部常發(fā)育一套潮坪相沉積物，并發(fā)生白云石化作用，形成儲(chǔ)集物性較好的白云巖，若白云石化作用強(qiáng)烈，礁灘體亦可發(fā)生部分或全部白云石化，形成有利的灘相、礁相或礁灘復(fù)合體儲(chǔ)層；斜坡相帶內(nèi)上層序HST下部以發(fā)育微晶灰?guī)r為主，上部則表現(xiàn)為微晶灰?guī)r與含泥灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r間互發(fā)育?？偟膩?lái)說(shuō)，研究區(qū)開闊臺(tái)地相帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r為主，臺(tái)地邊緣相帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r、生物碎屑灰?guī)r、礁灰?guī)r為主，斜坡相帶內(nèi)以微晶灰?guī)r為主，上部則為微晶灰?guī)r與含泥灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r間互發(fā)育。該時(shí)期因處于相對(duì)海平面的緩慢上升期至緩慢下降期，沉積物的堆積方式以加積和進(jìn)積為主。

3 結(jié)論

1） 研究區(qū)長(zhǎng)興組可劃分為2個(gè)三級(jí)層序，分別為上層序和下層序，均由TST和HST構(gòu)成。

2）長(zhǎng)興組下層序沉積時(shí)期，研究區(qū)以緩坡型沉積為主，其中TST沉積時(shí)期淺緩坡相帶內(nèi)以沉積微晶灰?guī)r為主，深緩坡相帶內(nèi)以沉積泥灰?guī)r、含泥灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r為主，且該時(shí)期沉積物堆積方式以退積為主；HST沉積時(shí)期，淺緩坡相帶內(nèi)以發(fā)育微晶灰?guī)r為主，部分地勢(shì)高區(qū)域則發(fā)育部分生物碎屑灰?guī)r、礁灰?guī)r等，深緩坡相帶內(nèi)以發(fā)育含泥灰?guī)r等深水沉積物為主，該時(shí)期沉積物堆積方式以加積和進(jìn)積為主。

3）長(zhǎng)興組上層序沉積時(shí)期，研究區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地沉積，該時(shí)期開闊臺(tái)地相帶內(nèi)以發(fā)育微晶灰?guī)r為主，但HST沉積時(shí)期局部高地勢(shì)區(qū)域發(fā)育一定規(guī)模的礁灘體；上層序TST沉積時(shí)期臺(tái)地邊緣相帶沉積物以微晶灰?guī)r為主，同時(shí)發(fā)育一定規(guī)模的生物碎屑灰?guī)r，而HST沉積時(shí)期以發(fā)育生物碎屑灰?guī)r、礁灰?guī)r為主；斜坡相帶內(nèi)以含泥灰?guī)r、燧石結(jié)核灰?guī)r等深水沉積物為主。上層序TST沉積時(shí)期區(qū)內(nèi)沉積物堆積方式以退積為主，而HST沉積時(shí)期其堆積方式則轉(zhuǎn)變?yōu)橐约臃e和進(jìn)積為主。

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