建南地區(qū)二疊統(tǒng)長興組沉積體系分析

周 喆 （油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點實驗室 （長江大學）；長江大學地球科學學院，湖北 武漢430100）

胡 蝶，沈 嬌，吳玉坤 （長江大學地球科學學院，湖北 武漢430100）

建南地區(qū)位于湖北省利川市和重慶市石柱縣境內(nèi)，構(gòu)造上位于四川盆地東緣的石柱復向斜中心。研究區(qū)長興組頂部和三疊系地層呈不整合接觸，巖石類型主要為灰?guī)r，白云巖次之，偶見薄層狀泥頁巖。其中，灰?guī)r可分為泥-微晶灰?guī)r、砂屑灰?guī)r、生物屑灰?guī)r以及生物礁灰?guī)r等；白云巖可分為為泥-微晶白云巖、晶粒白云巖、溶孔晶粒白云巖、顆粒白云巖、溶孔細晶云巖及礁相白云巖等。

1 沉積體系

筆者主要根據(jù)野外剖面和巖心觀察，結(jié)合測井、地震等資料，參考前人的研究成果，對建南地區(qū)進行精細的沉積相分析，考慮了相對海平面升降對沉積格局的影響，將建南地區(qū)長興組劃分為碳酸鹽緩坡［1］和碳酸鹽臺地［2］2種沉積體系，進一步可劃分為5個相帶 （見表1）。

表1 建南及周緣地區(qū)長興組沉積相類型及巖性特征

1．1 碳酸鹽緩坡沉積體系

碳酸鹽緩坡沉積模式主要是在海平面上升初期，還未形成臺地時所形成的沉積相，包括淺水緩坡和深水緩坡2種亞相。建南地區(qū)長興組主要發(fā)育淺水緩坡，是緩坡上位于浪基面之下的相對較淺水沉積區(qū)域，其巖性是以深灰色硅質(zhì)灰?guī)r、含泥云質(zhì)灰?guī)r、云質(zhì)灰?guī)r為主，局部夾粉晶灰?guī)r及少量硅質(zhì)粉晶灰?guī)r（見圖1）。

1．2 碳酸鹽臺地沉積體系

1）開闊臺地相 開闊臺地所處位置在臺地邊緣與局限臺地之間的廣闊海域沉積環(huán)境，具有水體深度較淺，海水循環(huán)良好，鹽度基本正常，生物較豐富等特點［3-4］。建南地區(qū)長興組開闊臺地可劃分為臺內(nèi)灘和灘間2種亞相。臺內(nèi)灘主要位于淺水中的高位置點，在波浪控制作用下形成的相對高能量區(qū)域，沉積物形成高能生屑灘，巖性以灰-深灰色生屑灰?guī)r、含云灰?guī)r、溶孔云巖為主，典型代表井有建2井和建27井等；灘間位于臺內(nèi)灘之間屬于低能環(huán)境的相對深水地區(qū)，具有沉積物粒度細的特征，主要灰-深灰色中-薄層泥晶灰?guī)r，（含）生屑 （泥）灰?guī)r等，局部含硅質(zhì)。地震剖面上主要為內(nèi)部出現(xiàn)相位間斷、空白反射、弱振幅，高阻抗 （見圖2）。

2）臺地邊緣灘相 臺緣灘與臺內(nèi)灘均為高能灘，建南地區(qū)長興組巖性均為生屑灰?guī)r或生屑云巖，但是兩者是有區(qū)別的，在于所處位置不同，相對來說前者的能量更高些。建南地區(qū)長興組臺緣灘的巖性主要為灰-淺灰色厚層狀生屑灰?guī)r、含云灰?guī)r、溶孔云巖，由于受到不同程度的白云巖化作用，形成相對有利的儲集層。臺緣灘還發(fā)育部分暴露淺灘，多形成于海平面下降時期，顏色多為淺灰色-灰色粉晶白云巖、溶孔云巖，白云巖后期被大氣淡水溶蝕改造，可成為有利儲層。典型單井為建49井 （見圖3）。

3）臺地邊緣生物礁相 建南地區(qū)長興組臺地邊緣生物礁主要發(fā)育在層序1的高位體系域中 （SQ1-HST），主要巖石類型為灰色、深灰色礁灰?guī)r，造礁生物以海綿、苔蘚蟲為主［5］，地震相特征為丘狀、內(nèi)部出現(xiàn)多相位，雜亂反射，低阻抗 （見圖4）。典型單井為建16井、建7井等。

4）臺地前緣斜坡相 臺地前緣斜坡是指從臺地邊緣至陸棚的過渡地帶，水體較深，一般為10～200m左右，自然伽馬值較高，其巖性以灰-深灰色細粉晶灰?guī)r。含生屑細粉晶灰?guī)r為主。研究區(qū)臺緣斜坡坡度一般較緩，僅發(fā)育緩斜坡亞相。緩斜坡是指從碳酸鹽臺地至深水盆地間無明顯的坡折帶。臺地前緣斜坡和鑲邊臺地邊緣陡坡是有明顯不同，前者的坡度較緩，受到如碎屑流和濁積巖等重力流沉積的規(guī)模比后者小很多，導致其沉積物多為細粒結(jié)構(gòu)，建南地區(qū)長興組臺地前緣緩坡主要為灰-深灰色細粉晶灰?guī)r，含生屑細粉晶灰?guī)r等。地震部面上同相軸為較連續(xù)的弱振幅，內(nèi)部特征為雙相位，斜交前積現(xiàn)象明顯，高阻抗（見圖5）。

5）淺水陸棚相帶 陸棚是水體較深的低能量沉積體，分為淺水陸棚和深水陸棚亞相［8］。研究區(qū)的淺水陸棚主要發(fā)育在長興組一段上部，由于淺水陸棚水體較深，沉積物泥微晶灰?guī)r含量較多，生屑含量少、硅質(zhì)含量高。研究區(qū)主要巖性為灰-深灰色微晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r。地震相主要為空白反射，中-高阻抗（見圖5）。主要代表井有建28井、建39井等。

2 沉積模式

根據(jù)建南地區(qū)長興組各沉積相特征及分布，對其沉積模式進行分析，建立了建南地區(qū)長興組的沉積模式圖（見圖6），包括碳酸鹽緩坡沉積模式（見圖6（a））和碳酸鹽臺地沉積模式（見圖6（b））。

3 沉積相的演化

建南地區(qū)長興組縱向上可劃分為2次大的海侵-海退沉積旋回，其中長興組沉積前（龍?zhí)督M沉積初期）為一個海侵-海退沉積旋回，該時期由于海平面的迅速上升，使得該區(qū)還沒有形成臺地［6-8］，發(fā)育一套以灰-深灰色泥晶灰?guī)r、含泥泥晶灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r為主的碳酸鹽緩坡沉積體系。隨著水體向上變淺，此時為臺緣礁灘大規(guī)模發(fā)育時期［9-10］，到長興組沉積末期海平面開始第2次上升，長興組二段發(fā)育了一套灰-淺灰色厚層狀生屑灰?guī)r、含云灰?guī)r、溶孔云巖，灰色-淺灰色（含）生屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r，為臺緣灘沉積。

4 結(jié) 論

1）建南地區(qū)長興組主要發(fā)育碳酸鹽緩坡以及碳酸鹽臺地2種沉積模式。其中，碳酸鹽緩坡又可分為淺緩坡、深緩坡2種亞相，研究區(qū)主要發(fā)育淺水緩坡相；碳酸鹽臺地可進一步劃分為開闊臺地、臺地邊緣淺灘、臺地邊緣生物礁、臺地前緣緩坡和淺水陸棚相5類沉積相。

2）建南地區(qū)長興組經(jīng)歷了2次大的海侵海退沉積旋回：第1次海侵發(fā)育碳酸鹽緩坡沉積體系；到第2次海侵時，主要為碳酸鹽巖臺地沉積體系?？傮w上建南地區(qū)長興組形成緩坡-臺盆-碳酸鹽巖臺地的沉積格局。

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