普光氣田長興-飛仙關組沉積體系研究

王旭梅，葉星虎，劉文文，廖艷玲

(長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

普光氣田長興-飛仙關組沉積體系研究

王旭梅，葉星虎，劉文文，廖艷玲

(長江大學地球科學學院，湖北 荊州 434023)

利用野外露頭、巖心、測井、室內分析化驗等資料，對普光氣田的沉積古環(huán)境進行研究，分析了各小層單元內的沉積體系類型及其沉積模式。研究表明，普光地區(qū)主體帶長興組和飛仙關組的碳酸鹽巖地層可劃分為碳酸鹽巖臺地、臺地邊緣和斜坡盆地3大類沉積體系，其中碳酸鹽巖臺地沉積體系可劃分為開闊臺地、局限臺地、蒸發(fā)臺地3個相帶，臺地邊緣沉積體系可劃分為臺地邊緣相帶，斜坡盆地沉積體系為臺地前緣斜坡相、陸棚相和盆地相3個相帶。二疊統(tǒng)長興組發(fā)育臺地邊緣礁灘組合相沉積，而下三疊統(tǒng)飛仙關組則發(fā)育臺地邊緣灘相沉積。

普光氣田；沉積體系；長興組；飛仙關組

普光氣田位于四川省宣漢縣境內，是川東斷褶帶東北段雙石廟-普光NE向構造帶上的一個鼻狀構造，介于大巴山推覆帶前緣斷褶帶與川中平緩褶皺帶相接之間。該構造帶西側由三條斷層控制，東部緊鄰北西的清溪場-宣漢東、老君山構造帶[1]。筆者以碳酸鹽巖沉積學和儲層地質學為理論指導，以井下巖心觀察描述為基礎，結合測井資料的綜合解釋，對普光氣田主體碳酸鹽巖沉積體系和各種微相特征進行研究，并建立了普光氣田主體沉積相模式。

1 地層分布特征

1.1二疊系長興組

長興組巖性大致可分為下部灰?guī)r段(或礁灰?guī)r段)和上部白云巖段。由于沉積環(huán)境有所不同，長興組發(fā)育3種類型，即礁灘組合型、淺灘型和開闊臺地型(或緩坡型)[2]。

1)礁灘組合型 主要為生物礁、灘相顆粒灰?guī)r及白云巖組合，其上下分別與飛仙關組、吳家坪組整合接觸。

2)淺灘型 長興組上下分別與飛仙關、吳家坪組整合接觸，大致可分為4個巖性段：①長四段。淺灰至黃灰色塊狀含灰質細晶白云巖、鮞狀白云巖夾數層礫屑白云巖。礫屑白云巖中，礫石成分主要為白云巖、石膏質白云巖，次為灰?guī)r，礫石呈棱角狀，見鳥眼構造，是極好儲集層。②長三段。淺灰色泥至亮晶砂屑灰?guī)r。③長一、二段。淺灰色厚塊狀至細晶灰?guī)r。長三段至長一段中，均發(fā)育大量含生物碎屑亮晶砂屑灰?guī)r，儲集性能良好?？傊?，淺灘型長興組中發(fā)育有很好的顆?；?guī)r及白云巖儲層。

3)開闊臺地(緩坡)型 主要分布于南部石龍場構造及達縣宣漢地區(qū)，其與礁灘組合型和淺灘型的最大區(qū)別是頂部不發(fā)育白云巖，由大套灰?guī)r組成，因而分段困難。長興組是普光地區(qū)的主要目的層之一，厚92～240m，整體表現為西薄東厚。

1.2三疊系飛仙關組

飛仙關組是普光氣田極為重要的目的層。根據對露頭剖面及鉆井取芯的研究，飛仙關組儲層分為4段，即飛一段、飛二段、飛三段和飛四段，厚425～714m，其上下分別與嘉陵江組、長興組整合接觸，為臺地邊緣-臺地鮞粒灘相沉積[3]。

2 沉積體系與沉積相特征

研究區(qū)在構造上屬川東弧形隔擋式褶皺帶與大巴山弧形隔擋式褶皺帶的疊加、復合和干涉部位。根據井下巖心觀察和鉆測井資料分析，結合前人的研究成果，將研究區(qū)上二疊統(tǒng)長興組-下三疊統(tǒng)飛仙關組劃分為碳酸鹽巖臺地沉積體系、臺地邊緣沉積體系和斜坡-盆地沉積體系。

2.1碳酸鹽巖臺地沉積體系

1)開闊臺地相 該相在飛三段及長興組較為發(fā)育，該環(huán)境水深較淺，約10m左右，鹽度正?；蚵晕⑵?，主要巖性為顆粒質泥巖，有較多的蟲孔痕跡。

2)蒸發(fā)臺地相 該相在飛三段、飛四段及長興組頂部有分布。沉積環(huán)境多位于潮上帶，巖性多為白云巖、石膏或硬石膏，可見明顯的不規(guī)則紋理，有鳥眼構造、透鏡狀層理等發(fā)育。

3)局限臺地相 該相廣泛發(fā)育于上二疊統(tǒng)長興組和下三疊統(tǒng)飛仙關組地層中，可分為潮坪及瀉湖等亞相。①潮坪亞相。在飛仙關組較為發(fā)育，并以飛三段最為突出。按巖性特征，可細分為灰膏蒸發(fā)坪、灰泥坪、藻坪、云泥坪等微相。潮上沉積多發(fā)育于飛四段，主要巖性為泥質白云巖，常見水平層理。②瀉湖亞相。由于海水循環(huán)受到限制，水動力條件弱，因而沉積較細粒物質，巖性為生物屑質灰泥，水平層理和砂紋層理較為常見。與潮坪相沉積相比，其有機質含量高，且沉積物顏色以深灰色為主。

2.2臺地邊緣沉積體系

臺地邊緣沉積體系可劃分為臺地邊緣相帶，由于該相帶受波浪潮汐影響較大，沉積物主要鮞粒白云巖和塊狀石灰?guī)r等組成，生物礁非常發(fā)育。臺地邊緣相可進一步分為臺地邊緣礁亞相和臺地邊緣灘亞相。

1)臺地邊緣礁亞相 該亞相在研究區(qū)內主要分布在上二疊統(tǒng)長興組[4]。礁體一般為塊狀沉積，與周圍沉積呈指狀穿插，并且其厚度明顯大于同期正常沉積的地層厚度。臺地邊緣礁向海一側為盆地，向陸一側為礁后瀉湖，礁體發(fā)育好，礁體中造礁生物含量高，一般可達45%，高者達70%，礁前一般明顯存在斜坡。礁前斜坡上塌積巖的寬度隨斜坡的陡緩而異。臺地邊緣礁主要分布發(fā)育在晚二疊世長興組地層中，在研究區(qū)內呈點礁出現，表明臺地邊緣礁的形成需要特定的條件，即一定的古地貌隆起、水體清潔和合適的海平面升降等[5]。

2)臺地邊緣灘亞相 該亞相在研究區(qū)主要分布在下三疊統(tǒng)飛一段和飛二段地層中，在長興組地層中也有分布。臺地邊緣灘主要由鮞粒灰?guī)r和鮞粒白云巖沉積組成，臺地邊緣最常見的是鮞灘。

2.3斜坡-盆地沉積體系

1)臺地前緣斜坡相 該相帶從波基面以上延續(xù)到浪基面以下，因此水動力條件相對于臺地邊緣相較弱，沉積物以深水原地沉積為主，伴有重力流沉積。巖性多以灰砂巖為主，也發(fā)育細粒的碳酸鹽巖，水平層理發(fā)育。野外露頭剖面該相特征比較清晰。

2)陸棚相 陸棚相水深一般為幾十至一百米左右，海底位于一般浪基面以下和風暴浪基面以上，地形坡度小，沉積作用較均勻，沉積環(huán)境多為低能環(huán)境，但也可發(fā)生間歇性的風暴作用。沉積物顏色以灰、紅、棕色為主，巖性以石灰?guī)r和泥灰?guī)r為主，富含化石，生物擾動構造也較發(fā)育。

3)盆地相 該相帶多沉積于深水環(huán)境，一般水深在200m以下，因而水動力條件非常弱，沉積物處于還原環(huán)境，不適合生物的生存。沉積物一般顏色較暗，粒度較細，水平層理較發(fā)育。在長興組及飛仙關組內盆地相均不發(fā)育。

3 沉積模式

3.1長興組沉積模式

1)長一段期 由于海水環(huán)境和氣候溫和，該期較適合生物的大量生長，因此生物礁較為發(fā)育。這些生物礁多呈孤立點礁生長在位于臺地邊緣的緩坡上，礁體之間斷續(xù)相連，構成了沿著碳酸鹽臺地分布的點礁群，其沉積模式為臺地邊緣緩坡點礁。由西向東分別由碳酸鹽臺地緩坡、臺地邊緣礁灘、開闊-局限臺地相組成。西部為臺棚，也即為緩坡帶，以細?；?guī)r沉積為主，同沉積滑動構造等發(fā)育；中部為開闊-局限臺地，以生物碎屑灰?guī)r沉積為主；東部為臺地邊緣礁灘，以鮞粒云巖和海綿骨架巖為主(見圖1)。

圖1 普光地區(qū)長一期沉積模式

2)長二段期 該期沉積模式以及沉積格局與長一段期基本相同。但長一段期臺地邊緣礁灘相帶常暴露海面，礁被干死變?yōu)楸┞董h(huán)境或碳酸鹽臺地淺灘，而長二段期海平面相對比較穩(wěn)定，所以碳酸鹽臺地緩坡和盆地相受海平面變化的影響不大。另外，長一段期開闊臺地-局限臺地相帶沉積環(huán)境較淺，海水循環(huán)受限，鹽度顯著提高，以沉積準同生泥質微晶白云石為主。關于巖臺地相沉積，兩者之間也存在一定差別，其中上二疊統(tǒng)長興組發(fā)育臺地邊緣礁灘組合相沉積，而下三疊統(tǒng)飛仙關組僅發(fā)育臺地邊緣灘相沉積。

圖2 普光地區(qū)飛仙關組沉積模式

3.2飛仙關組沉積模式

普光地區(qū)飛仙關組早期以海槽盆地相沉積為主，向上發(fā)育斜坡相沉積，由陸向海發(fā)育蒸發(fā)臺地相、局限臺地相、開闊臺地相和臺地邊緣灘相。隨著海槽的關閉,沉積由盆地相向局限-蒸發(fā)臺地相發(fā)展(見圖2)。

4 結 語

通過對普光氣田二疊系長興組和三疊系飛仙關組大量巖心描述和室內鏡下巖石薄片鑒定認為，長一段期沉積模式為臺地邊緣緩坡點礁，由西向東分別由碳酸鹽臺地緩坡、臺地邊緣礁灘、開闊-局限臺地相組成。到了長二段期，整體上，長二段沉積模式幾乎是延續(xù)長一段的沉積格局。只是在該時期，海平面相對下降，長一段臺地邊緣礁灘相帶時常暴露海面，變?yōu)樘妓猁}臺地淺灘或暴露環(huán)境。而飛仙關組形成初期,相對海平面開始下降，研究區(qū)發(fā)育有斜坡-陸棚、開闊臺地、局限臺地及臺地邊緣灘等。飛仙關組形成中期，研究區(qū)則大量發(fā)育開闊臺地、局限臺地沉積。飛仙關組形成晚期，隨著海平面的下降，主要大面積發(fā)育局限臺地相及部分蒸發(fā)臺地相沉積。通過上述沉積體系研究，可以了解該研究區(qū)儲層的平面展布規(guī)律，從而為有利富集區(qū)的篩選打下良好基礎。

[1]馬永生，梅冥相. 碳酸鹽巖儲層沉積學[M].北京：地質出版社，1999.

[2]強子同. 碳酸鹽巖儲層地質學[M].東營：石油大學出版社，1998.

[3]楊家靜，王一剛.四川盆地東部長興組-飛仙關組氣藏地球化學特征及氣源探討[J].沉積學報，2002，20(2)：349-352.

[4]馬永生，牟傳龍,郭旭升，等. 四川盆地東北部長興期沉積特征與沉積格局[J].地質論評，2006,52(1):25-29.

[5] Alvaro J J, Aretz M.Fabric transitions from shell accumulations to reefs：an introduction with Palaeozoic examples[J].Geological Society, 2007，275(6)：11-16.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.11.021

P618 130

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16731409(2012)11N06103