龍門(mén)山前陸盆地南段須二段沉積特征

鄒任洲，李勇，熊鴻浩，汪正江，王偉明，羅峰

（1.成都理工大學(xué)國(guó)家油氣藏開(kāi)發(fā)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；2.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 撫州 344000；3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地調(diào)中心，四川 成都 610081）

龍門(mén)山前陸盆地南段須二段沉積特征

鄒任洲1，李勇1，熊鴻浩2，汪正江3，王偉明1，羅峰1

（1.成都理工大學(xué)國(guó)家油氣藏開(kāi)發(fā)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610059；2.東華理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，江西 撫州 344000；3.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局成都地調(diào)中心，四川 成都 610081）

綜合分析南段的測(cè)井、單井資料和野外實(shí)測(cè)5條剖面資料，利用野外實(shí)測(cè)剖面、測(cè)井曲線和巖石學(xué)特征綜合分析的方法，得出龍門(mén)山前陸盆地南段須家河組二段的的沉積類(lèi)型主要為辮狀河三角洲和湖泊沉積。其中可識(shí)別出水上分流河道、河漫沼澤、水下分流河道、分流間灣、河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩、濱湖沼澤和濱湖砂壩等微相。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)分析多口單井、野外實(shí)測(cè)剖面、砂體展布特征，并結(jié)合前人的研究成果，得出須二段沉積相空間展布：北部都江堰、郫縣、新都地區(qū)和西南方向天全地區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，往南的新津、蒲江地區(qū)和西南雅安地區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，南部的峨眉山等地區(qū)主要發(fā)育湖泊相。

須二段；沉積相；砂體展布；龍門(mén)山前陸盆地

0 引言

晚三疊世龍門(mén)山前陸盆地是在揚(yáng)子板塊西緣被動(dòng)大陸邊緣的基礎(chǔ)上由印支造山運(yùn)動(dòng)而形成的［1］。上三疊統(tǒng)須家河組二段作為晚三疊世早期形成的沉積地層，上三疊統(tǒng)須家河組二段作為晚三疊世早期形成的沉積地層，正確認(rèn)識(shí)其沉積特征，對(duì)古地理面貌的恢復(fù)和認(rèn)識(shí)龍門(mén)山的形成和發(fā)育具有重要意義。最近幾年，龍門(mén)山前陸盆地須家河組須四段、須六段油氣勘探取得了重大發(fā)現(xiàn)后［2］，須二段的油氣勘探潛力也引起了人們的重視，須二段不僅是重要的烴源層，也是重要的油氣儲(chǔ)層。

根據(jù)“八五”國(guó)家科技攻關(guān)成果，川西坳陷陸源碎屑巖領(lǐng)域依氣源差異、生、儲(chǔ)、蓋組合和地質(zhì)特征劃分為馬鞍塘組—須二段、須三段—須四段、須五段—侏羅系3個(gè)成礦領(lǐng)域，其中埋藏最深的陸相天然氣成礦系統(tǒng)為馬鞍塘組—須二段成礦子系統(tǒng)［3］。此系統(tǒng)中，須二段砂巖為天然氣主要的儲(chǔ)層場(chǎng)所，下伏的馬鞍塘組為主要生烴層，上覆須三段的巨厚頁(yè)巖是較好的區(qū)域性蓋層。須家河組主要為巖性氣藏和巖性-構(gòu)造氣藏，因此沉積相的正確區(qū)分對(duì)氣藏的形成和分布影響較大［4-9］。須二段早期有部分為海相沉積特征，隨著構(gòu)造抬升的加強(qiáng)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)楹?、陸過(guò)渡相沉積［10］，須二段的沉積相類(lèi)型為發(fā)育沖積扇、三角洲、湖泊3類(lèi)沉積相［11］。南段所在的地區(qū)以三角洲前緣和平原為主。在物源方面，前人在龍門(mén)山前陸盆地上三疊統(tǒng)須家河組二段做了大量的工作，但有分歧，大部分人認(rèn)為來(lái)源于川中古陸［12-14］，少數(shù)認(rèn)為來(lái)自康滇古陸或龍門(mén)山島鏈［2］。

1 地質(zhì)概況

龍門(mén)山前陸盆地是中國(guó)典型的前陸盆地之一，同時(shí)也是一個(gè)重要的含油氣盆地［15］。從印支運(yùn)動(dòng)末期開(kāi)始直至燕山、喜山運(yùn)動(dòng)，盆地雛形經(jīng)多次疊加改造成型：即龍門(mén)山斷裂為西界、七曜山斷裂為東界、城口斷裂為北界、峨眉-瓦山斷裂為南界的菱形構(gòu)造兼地貌盆地［16］。南段的大地構(gòu)造位置處于龍門(mén)山推覆構(gòu)造帶以東，龍泉山構(gòu)造帶以西，新場(chǎng)構(gòu)造帶以南，南部以大涼山構(gòu)造帶為邊界（見(jiàn)圖1）。盆地在中三疊世到晚三疊世期間，沉積環(huán)境從海相轉(zhuǎn)變成海陸過(guò)渡相，之后到陸相沉積。依次沉積了中三疊統(tǒng)雷口坡組、上三疊統(tǒng)馬鞍塘組、小塘子組和須家河組。根據(jù)須家河組的野外剖面露頭和鉆井資料，再把上三疊統(tǒng)須家河組劃分為須二段至須五段4個(gè)巖性段［17］。如圖1所示，馬鞍塘組（T3m）主要為灰色中厚層狀灰?guī)r。小塘子組（T3t）巖性以黑色泥頁(yè)巖和薄層砂巖為主。須二段（T3x2）、須四段（T3x4）和須六段（T3x6）的巖性以灰白色砂巖為主，夾薄層泥巖和煤線。須三段（T3x3）和須五段（T3x5）以暗黑色泥頁(yè)巖為主，偶夾灰白色砂巖。

圖1 龍門(mén)山前陸盆地南段位置及構(gòu)造簡(jiǎn)圖和上三疊統(tǒng)巖性特征

2 須二段的沉積類(lèi)型

通過(guò)分析南段多口單井和5條野外露頭剖面等資料，并且綜合考慮和分析前人對(duì)須二段沉積相的研究，確定須二段的沉積類(lèi)型。其方法主要是根據(jù)野外露頭和單井的詳細(xì)觀察來(lái)確定巖石相和其縱向組合，進(jìn)而確定沉積相的類(lèi)型和其沉積微相組合。研究區(qū)須二段主要為辮狀河三角洲沉積和湖泊沉積2種。

2.1 辮狀河三角洲沉積

2.1.1 辮狀河三角洲平原沉積

研究區(qū)辮狀河三角洲平原沉積主要分布都江堰一帶和北端的郫縣、新都、中江一帶。根據(jù)測(cè)井相和野外露頭分析，將辮狀河三角洲平原分為水上分流河道和河漫沼澤微相。

1）水上分流河道位于辮狀河三角洲的上部，在須二段的下部。該微相主要以灰黃色、灰白色厚層碎屑支撐的礫巖、含礫砂巖、粗砂巖和中砂巖為主要巖性，砂巖的成熟度低，分選較差。礫石的成分主要為石英質(zhì)，粒徑1～2cm。主要發(fā)育槽狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理和塊狀層理，充填河道的沉積物具有下粗上細(xì)的粒度正韻律，底部可見(jiàn)沖刷-充填構(gòu)造。沉積物的橫斷面為上平下凸透鏡體狀，平面上常為條帶狀分布。其自然伽馬曲線常顯示為微齒化的鐘型（見(jiàn)圖2）。

2）河漫沼澤位于水下分流河道間的低洼地區(qū)，主要是在還原的環(huán)境下，在須二段的下部。常發(fā)育的巖性為黑色泥巖、頁(yè)巖，偶夾有煤線或薄層煤層，可見(jiàn)根莖葉等植物化石。發(fā)育水平層理，當(dāng)受洪水影響時(shí)，可見(jiàn)較粗的砂巖透鏡體。頂?shù)捉缍紴闈u變或突變接觸，其自然伽馬曲線為低幅線形（見(jiàn)圖2）。

圖2 灌口003-5井須二段沉積微相測(cè)井曲線響應(yīng)特征

2.1.2 辮狀河三角前緣沉積

研究區(qū)辮狀河三角洲相分布非常廣泛，峨眉地區(qū)的荷葉灣、雅安地區(qū)的龍蒼溝、青龍鄉(xiāng)等剖面均有分布。根據(jù)研究區(qū)的沉積環(huán)境和特征，可分為水下分流河道、分流間灣、河口砂壩、遠(yuǎn)端砂壩4個(gè)微相。

1）水下分流河道。水下分流河道位于辮狀河三角洲前緣的前緣，是陸上分流河道的水下延伸部分，在整個(gè)辮狀河三角洲前緣微相中具有相當(dāng)重要的地位，它位于須二段的中部。巖性主要由灰色厚層含礫粗砂巖、中砂巖、細(xì)礫巖（見(jiàn)圖3a）組成。大部分礫石成分以石英質(zhì)為主，少部分礫石以白云巖、礫石為主。礫石的最大粒徑為2cm，總體分選磨圓差。自下而上，巖性從含礫粗砂巖變成中砂巖到細(xì)砂巖，總體粒度呈現(xiàn)逐漸變細(xì)，構(gòu)成正粒序。河流底部常發(fā)育沖刷-充填構(gòu)造，沖刷面之上，砂巖粒度逐漸變小，發(fā)育一套灰白色中砂巖和細(xì)砂巖。沉積構(gòu)造常見(jiàn)塊狀層理、楔狀交錯(cuò)層理（見(jiàn)圖3b）、板狀交錯(cuò)層理、平行層理和正粒序?qū)永戆l(fā)育。單個(gè)河道自然伽馬曲線層中幅鐘形或箱型，多個(gè)河道疊加呈中幅鐘形、疊加鐘形或箱型及鐘形一箱復(fù)合體，頂、底界為漸變或突變接觸（見(jiàn)圖4）。

圖3 須二段典型沉積構(gòu)造照片

2）分流間灣。分流間灣為水下分流河道和河口砂壩之間相對(duì)低洼的海灣地區(qū)，與海相通，但水動(dòng)力較弱，河流和海浪改造較弱，它位于須二段的中部。當(dāng)三角洲向前推進(jìn)時(shí)，在分支河道間形成一系列尖端指向陸地的楔形泥質(zhì)沉積體，稱(chēng)為“泥楔”。故分流間灣以黏土、泥質(zhì)沉積為主，含有少量的粉砂和細(xì)砂。青龍鄉(xiāng)剖面發(fā)育的灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，為分流間灣微相。分流間灣沉積具透鏡狀層理和水平層理，可見(jiàn)浪成波痕及砂巖透鏡體（見(jiàn)圖3c），也可見(jiàn)生物介殼和植物殘?bào)w等。頂、底界為漸變或突變接觸，自然伽馬曲線呈微齒狀或光滑曲線（見(jiàn)圖4）。

3）河口砂壩。位于水下分流河道的河口處，是河水過(guò)渡到海水地區(qū)，此處水流交匯強(qiáng)烈，沉積物質(zhì)沉積迅速，它位于須二段的中部。由于海水對(duì)入?？谔幍臎_刷和分選作用，細(xì)粒的泥質(zhì)沉積物被海水帶走，留下較粗的砂質(zhì)沉積物，因此其沉積物的分選和磨圓都比較好，質(zhì)地純凈，其巖性主要由灰白色中厚層中細(xì)粒石英砂巖組成。砂體底部與下伏泥巖呈漸變接觸，具較發(fā)育的反粒序?qū)永?，楔狀交錯(cuò)層理、板狀交錯(cuò)層理發(fā)育。成層厚度為中、厚層，可見(jiàn)流水波痕（見(jiàn)圖3d）。河口砂壩沉積經(jīng)常與水下分流河道沉積交換出現(xiàn)，其自然伽馬曲線頂部呈漸變或突變接觸，底部呈漸變接觸。單個(gè)河口砂壩的自然伽馬曲線主要為中幅微齒漏斗形，而多個(gè)河口砂壩的自然伽馬曲線疊加則變?yōu)榕_(tái)階狀和箱形+漏斗形復(fù)合體（見(jiàn)圖4）。

圖4 蓮花2井須二段沉積微相測(cè)井曲線響應(yīng)特征

4）遠(yuǎn)端砂壩。遠(yuǎn)端砂壩位于河口砂壩的前方部位，在須二段的中部。由于更靠近海一側(cè)沉積物較細(xì)、分選較好。主要由灰黑色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖、灰黑色泥質(zhì)粉砂巖和粉砂巖薄互層組成。發(fā)育有中小型交錯(cuò)層理、透鏡狀層理、脈狀層理、流水波痕，有時(shí)可見(jiàn)包卷層理、滑塌變形構(gòu)造等沉積構(gòu)造。遠(yuǎn)砂壩化石不多，見(jiàn)生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育。自然伽馬曲線頂、底都為漸變接觸，曲線的光滑程度以微齒為主，形態(tài)表現(xiàn)為漏斗型（見(jiàn)圖4）。

龍門(mén)山前陸盆地南段須二段以海陸過(guò)渡相沉積為主，發(fā)育辮狀河三角洲前緣和平原沉積，以辮狀河三角洲前緣亞相為主。以研究區(qū)中實(shí)測(cè)雅安青龍鄉(xiāng)剖面須家河組須二段為代表（見(jiàn)圖5），該剖面位于雅安市青龍鄉(xiāng)。主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，巖性總體上表現(xiàn)為下粗上細(xì)，呈退積型沉積序列。通常是物源物質(zhì)供應(yīng)速率很慢，小于海平面上升速率，造成沉積層向陸地方向超覆的沉積序列。底部為灰—灰白色厚—塊狀含礫粗砂粒巖，是與下伏地層界限的標(biāo)志，見(jiàn)1—2期正粒序砂巖，為水下分流河道沉積；中部主要發(fā)育淺灰—灰色中厚層狀石英巖屑砂巖夾少量薄層泥質(zhì)粉砂巖和泥巖，具有大型透鏡狀砂巖，沖刷-充填構(gòu)造、波狀層理、紗紋層理和平行層理，發(fā)育水下分流河道、分流間灣、河口砂壩和遠(yuǎn)砂壩；頂部為中層粉砂巖夾黑色薄層泥巖和灰白色厚層細(xì)砂巖，向上粒度變細(xì)，發(fā)育沖刷-充填構(gòu)造、斜層理，以水下分流河道和河口砂壩沉積相為主。

2.2 湖泊相沉積

龍門(mén)山前陸盆地南段須二段湖泊相可分為濱湖亞相，濱湖亞相可細(xì)分為濱湖沼澤、濱湖砂壩2種微相。

1）濱湖沼澤。湖泊邊緣堆積大量淤泥導(dǎo)致該水域湖水極淺，形成濱湖沼澤，它位于須二段的上部。巖性主要以黑色泥巖、煤為主，泥巖中見(jiàn)水平層理，因水分充分和氣候潮濕，大量的植物在此生長(zhǎng)，在還原的環(huán)境下，死亡的植物經(jīng)過(guò)腐爛、埋藏成煤層，在沼澤中有大量的植物根莖和植物化石，頂?shù)壮蕽u變接觸，自然伽馬曲線為外收斂箱形（見(jiàn)圖6）。

圖5 雅安龍蒼溝剖面須二段沉積微相

2）濱湖砂壩。該微相位于湖泊的邊緣地帶，水深較沼澤深，水動(dòng)力環(huán)境較強(qiáng)，形成于湖浪、湖流的篩選與風(fēng)暴浪作用，它位于須二段的上部。巖性主要為黃灰色粉—細(xì)粒砂巖，成熟度較高，發(fā)育各中小型交錯(cuò)層理、平行層理、浪成砂紋層理，底部為粒度較粗，向上逐漸變細(xì)，可見(jiàn)正粒序。頂界和底界為漸變或突變接觸，自然伽馬曲線為鐘形或低幅漏斗形（見(jiàn)圖6）。

圖6 漢深1井須二段沉積微相測(cè)井曲線響應(yīng)特征

3 沉積相的空間展布

以前人在南段對(duì)其沉積相的研究為背景，分析研究區(qū)W1，GK003-5，BM2，SY1，BM7，LH2，ZG1，HS1井等單井資料和5條實(shí)測(cè)剖面資料，計(jì)算統(tǒng)計(jì)南段須二段地層厚度、泥巖厚度、砂巖厚度、泥地比、砂地比等數(shù)據(jù)，編制地層等厚度圖、砂巖等厚圖等圖件，確定砂體的平面展布。再通過(guò)對(duì)野外露頭和測(cè)井等資料的綜合分析，確定沉積相的平面展布，并且編制沉積相圖［11］。

3.1 砂體展布

須二段在龍門(mén)山前陸盆地南段分布廣泛，其沉積中心位于南段西北部（見(jiàn)圖7），都江堰等地區(qū)的砂體沉積厚度都大于400m，向南厚度逐漸減薄，到峨眉山等地區(qū)厚度小于100m。W1井、GK003-5井和BM2井的砂巖厚度都在300～400m，向南的SY1井約為287.3m，BM7井約為 269.2m。參 1井的砂巖厚度約為156.4m，ZG1井的砂巖厚度約為31.6m，HS1井的砂巖厚度約為25.2m，厚度都只在0～160m，厚度向南方向逐漸減薄，說(shuō)明其物源可能來(lái)源于北東或北西方向。而LH2井的砂巖厚度約為109.5m，說(shuō)明在南西的天全地區(qū)有一個(gè)厚度不大的沉積中心，物源可能來(lái)自南西方向?？梢钥闯?，須二段的砂體展布，從北東到南西方向逐漸減薄，并在南西方向有一個(gè)小的沉積中心。這說(shuō)明北部地區(qū)的物源可能受到龍門(mén)山前陸盆地北東和北西其中1個(gè)方向或2個(gè)方向物源的影響，南西部天全地區(qū)可能受到南西方向物源影響。

圖7 龍門(mén)山前陸盆地南段須二段沉積相展布和砂巖等厚圖

3.2 沉積相展布

由于龍門(mén)山逆沖推覆體開(kāi)始逆沖推覆［18-22］，研究區(qū)西部山體開(kāi)始隆升，部分山體露出海面形成北東向的島鏈，從而阻斷了研究區(qū)直接與海接觸，形成一個(gè)半封閉的海灣，發(fā)育三角洲沉積［12］。根據(jù)須二段的砂體展布特征和野外實(shí)測(cè)剖面繪制出沉積相展布圖可以看出（見(jiàn)圖7），沉積相整體上由北東向南西向展布，只有西南方向的天全地區(qū)，沉積相由西南向北東展布。即北部都江堰、郫縣、新都地區(qū)和南西方向天全地區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，往南的新津、蒲江地區(qū)和西南雅安地區(qū)主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，南部的峨眉山等地區(qū)主要發(fā)育湖泊相。表明北部物源可能來(lái)自北西、北東其中的1個(gè)或2個(gè)方向。西南方向的天全地區(qū)物源可能來(lái)源于西南方向。

4 結(jié)論

1）龍門(mén)山前陸盆地南段須家河組二段發(fā)育的辮狀河三角洲平原可識(shí)別出水上分流河道和河漫沼澤等微相。辮狀河三角洲前緣可識(shí)別出水下分流河道、分流間灣、河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩等微相。濱湖亞相可識(shí)別出濱湖砂壩和濱湖沼澤等微相。以上識(shí)別的微相和相應(yīng)的測(cè)井相相對(duì)應(yīng)。

2）在分析研究區(qū)多口單井資料和5條實(shí)測(cè)剖面資料的基礎(chǔ)上，并結(jié)合前人在龍門(mén)山前陸盆地南段須家河組二段的研究，得出須二段主要發(fā)育三角洲和湖泊沉積，三角洲相主要發(fā)育辮狀河三角洲前緣和辮狀河三角洲平原，其砂體和沉積相展布主要分2個(gè)方向。大部分地區(qū)是由北東向西南方向展布，在天全地區(qū)由西南向北東方向展布。從而表明北部的大部分地區(qū)物源可能是來(lái)源于龍門(mén)山前陸盆地的北東和北西其中的1個(gè)方向或2個(gè)方向，西南部的天全地區(qū)物源可能來(lái)源于西南方向。

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（編輯 趙旭亞）

Sedimentary characteristics of second Member of Xujiahe Formationin in southern section of Mountain Longmen foreland basin

ZOU Renzhou1,LI Yong1,XIONG Honghao2,WANG Zhengjiang3,WANG Weiming1,LUO Feng1
(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059, China;2.Faculty of Earth Sciences,East China Institute of Technology,Fuzhou 344000,China;3.Chengdu Center,China Geological Survey,Chengdu 610081,China)

According to the comprehensive analysis of well logging,single well and field measured data of five sections,based on the method of field measured sections,well log curves and petrological characteristics,it is concluded that the sedimentary types of the second Member of Xujiahe Formation in the southern foreland basin of Mountain Longmen are mainly of the braided river delta and lake sediment.The microfacies of water distributary channel,river flood swamp,underwater distributary channel,distributary bay, mouth bar,far sand dam,lakeside swamp,lakeside bar can be identified.Through the analysis of single wells,the field measured sections,sand body distribution characteristics,and combining previous research results,the spatial distribution of sedimentary facies in the second Member of Xujiahe Formation is concluded:northern Dujiangyan,Pixian county,northern Xindu District and southwestern Tianquan Region developed braided river delta plain subfacies,southern Xinjin and Pujiang Regions and southwest part of Ya′an mostly developed braided river delta front subfacies,southern Mountain Emei District mainly developed lake facies.

2ndMemberofXujiaheFormation;sedimentarysubfacies;sandbodydistribution;MountainLongmenforelandbasin

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“汶川地震驅(qū)動(dòng)的崩塌、滑坡和泥石流的河流響應(yīng)過(guò)程研究”（41172162）、龍門(mén)山?jīng)_斷帶（中段）異地系統(tǒng)晚三疊世地層標(biāo)定與原型盆地恢復(fù)”（41372114）；國(guó)家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項(xiàng)目“龍門(mén)山前陸盆地南部晚三疊世沉積——物源體系及其構(gòu)造動(dòng)力學(xué)指示”（41502116）；國(guó)土資源部地質(zhì)調(diào)查課題“龍門(mén)山前緣油氣勘探新領(lǐng)域研究”（12120115004501-01）

TE121.3+2

A

10.6056/dkyqt201606002

2016-06-19；改回日期：2016-09-15。

鄒任洲，男，1992年生，在讀碩士研究生，主要研究方向?yàn)楹蜌馀璧胤治?。E-mail：zourenzhoucdut@163.com。

鄒任洲，李勇，熊鴻浩，等.龍門(mén)山前陸盆地南段須二段沉積特征［J］.斷塊油氣田，2016，23（6）：687-692.

ZOU Renzhou，LI Yong，XIONG Honghao，et al.Sedimentary characteristics of second Member of Xujiahe Formationin in southern section of Mountain Longmen foreland basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（6）：687-692.