龍門山前陸盆地南段須五段沉積特征

鄒任洲 ，李勇 ，汪正江 ，余謙 ，陳斌 ，王偉明

（1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；2.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地調(diào)中心，四川 成都 610081）

龍門山前陸盆地南段須五段沉積特征

鄒任洲1，李勇1，汪正江2，余謙2，陳斌1，王偉明1

（1.成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室，四川 成都 610059；2.中國地質(zhì)調(diào)查局成都地調(diào)中心，四川 成都 610081）

龍門山前陸盆地南段上三疊統(tǒng)須家河組須五段是該區(qū)重要的油氣產(chǎn)層，由于長期被視為烴源巖與蓋層，對其沉積相研究相對較少。文中利用野外實測剖面、測錄井資料，并結(jié)合前人研究成果，對該地區(qū)須五段沉積相類型、砂體分布特征、沉積體系空間展布特征進行了系統(tǒng)分析，得出研究區(qū)須五段主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊2類沉積體系，識別出分流河道、分流間灣、河漫沼澤、河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩及淺湖泥等微相。須五段沉積時期，研究區(qū)西北部主要發(fā)育大型辮狀河三角洲，東南部多發(fā)育湖泊沉積體系。砂體厚度由西北部向東南部逐漸減薄，沉積相類型由辮狀河三角洲沉積過渡到湖泊沉積，物源可能來自于西北方向。

沉積特征；辮狀河三角洲；湖泊沉積；須五段；龍門山前陸盆地

0 引言

龍門山前陸盆地是由晚三疊世印支運動形成的重要含油氣盆地［1-2］。一直以來，許多學(xué)者都將須家河組須五段視為上覆須六段和自流井組儲層的主力烴源巖及下伏須四段儲層的蓋層［3-5］。2009年之后，許多學(xué)者通過非常規(guī)油氣的勘探分析和有利區(qū)評價，認(rèn)為龍門山前陸盆地須五段泥頁巖儲量豐富，具有良好的地球化學(xué)特征，生成非常規(guī)油氣的潛力巨大［6-8］。姜在興、鄭榮才、施振生、胡廣成等［9-12］認(rèn)為晚三疊世四川盆地須家河組須五段主要發(fā)育湖泊沉積體系；劉柳紅［13］認(rèn)為川中地區(qū)須五段物源主要由東南方向提供，發(fā)育淺水三角洲沉積；孟昊［14］對川西凹陷中段須五段沉積相進行研究，認(rèn)為須五段以三角洲的河口砂壩、遠(yuǎn)端砂壩和濱、淺湖沉積為主。通過野外剖面觀察、沉積構(gòu)造和巖性組合，并結(jié)合單井、測井資料和前人的研究成果等，對研究區(qū)須五段的沉積相類型、砂體分布特征、沉積體系空間展布特征進行了系統(tǒng)分析。

1 地質(zhì)概況

研究區(qū)位于龍門山前陸盆地南段，其北部以新場構(gòu)造帶為邊界，南部以大涼山構(gòu)造帶為邊界，西部以龍門山造山帶為邊界，東部以龍泉山構(gòu)造帶為邊界，總面積約為20312.5 km2（見圖1）。沉積環(huán)境從海相轉(zhuǎn)換成海陸過渡相，再到陸相，地層是沉積在中三疊世碳酸鹽巖之上以砂、泥巖為主的煤系地層［14］。根據(jù)野外實測剖面和鉆井資料，將須家河組分為須一（馬鞍塘、小塘子組）至須六段［15］。馬鞍塘組以灰色中厚層灰?guī)r為主，小塘子組、須三段、須五段以黑色、灰黑色泥、頁巖夾薄層細(xì)、粉砂巖、煤線為主，須二、須四段和須六段以灰色厚層中細(xì)砂巖為主，偶夾黑色薄層泥巖。

圖1 龍門山前陸盆地南段上三疊統(tǒng)構(gòu)造簡圖

2 須五段的沉積類型

根據(jù)前人對須五段沉積相的研究成果，采用5條野外實測剖面和多口單井資料，來確定須五段的沉積類型。通過對野外露頭、單井巖心和測井曲線的詳細(xì)觀察來確定巖石相及其縱向組合，進而確定沉積相的類型及其微相組合。研究區(qū)須五段主要發(fā)育陸相辮狀河三角洲和湖泊相沉積2種。

2.1 辮狀河三角洲沉積

2.1.1 平原沉積

研究區(qū)辮狀河三角洲平原沉積主要分布在靠近龍門山造山帶附近，大邑、新津地區(qū)和野外實測的花水灣、荷葉灣剖面等地區(qū)均可見。根據(jù)野外實測剖面和測井曲線分析，將辮狀河三角洲平原分為水上分流河道、河漫沼澤、天然堤和決口扇微相。

1）水上分流河道。位于河流體系河床沉積向下延伸部分，在須五段下部。該微相具有一般河道沉積的特征，主要為砂質(zhì)沉積，巖性為淺灰色厚層碎屑支撐的礫巖、含礫砂巖、粗砂巖和中砂巖。砂巖成分主要為長石和石英，礫石成分主要為石英質(zhì)，粒徑為1～2 cm。巖石成熟度較低，分選較差，自上而下沉積物具有由粗變細(xì)的正韻律特征，層理較發(fā)育，可見槽狀交錯層理和板狀交錯層理，底部可見沖刷-充填構(gòu)造。沉積物的橫斷面為上平下凸透鏡體狀，平面上為條帶狀分布。自然伽馬曲線常呈中幅箱形或微齒化鐘形（見圖2）。

2）天然堤和決口扇。天然堤和決口扇位于須五段下部。巖性以細(xì)砂-粉砂巖為主，發(fā)育水平紋理，自然伽馬曲線呈微齒形。決口扇是在洪水期間沉積物從天然堤的缺口涌出形成，巖性為粉細(xì)砂巖，自然伽馬曲線呈中、低幅的指形、鈍形和齒形（見圖2）。

圖2 白馬2井須五段沉積微相測井曲線響應(yīng)特征

3）河漫沼澤。河漫沼澤位于須五段的下部，常見夾有煤線或薄煤層的黑色泥巖和頁巖，在泥巖和頁巖中可見豐富的植物根莖葉化石，發(fā)育水平層理和塊狀層理。頂?shù)捉缍紴闈u變或突變接觸，其自然伽馬曲線為齒化或微齒化的低幅線形（見圖2）。

2.1.2 前緣沉積

研究區(qū)辮狀河三角洲前緣沉積分布在蘆山、蒲江等地區(qū)，在須五段較發(fā)育。根據(jù)沉積環(huán)境和沉積特征，可將辮狀河三角洲前緣亞相劃分出水下分流河道、分流間灣、河口砂壩和遠(yuǎn)端砂壩4個微相。

1）水下分流河道。水下分流河道位于須五段的中部。巖性由灰白色厚層粗砂巖、中砂巖組成，細(xì)粉砂巖和泥巖相對少見。自下而上，巖性由粗砂巖漸變成中砂巖到細(xì)砂巖，粒度呈明顯變細(xì)的正粒序特征。常發(fā)育流水成因的楔狀、板狀、槽狀交錯層理（見圖3a）。自然伽馬曲線常呈連續(xù)疊加的中幅鐘形（見圖2）。

2）分流間灣。分流間灣位于須五段中部。由于該處環(huán)境較為安靜，沉積物主要以細(xì)粒的砂和泥質(zhì)沉積為主（見圖3b），巖性由灰黑色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖和泥巖組成。頂、底界為漸變或突變接觸，自然伽馬曲線異常幅度低，常呈光滑曲線或低幅微齒形（見圖2）。

圖3 須五段典型沉積構(gòu)造照片

3）河口砂壩。河口砂壩位于須五段的中部。巖性為灰色中、細(xì)粒砂巖，因受到湖水的前積作用，形成下細(xì)上粗的反粒序?qū)永?，發(fā)育楔狀、板狀交錯層理，偶見流水波痕。自然伽馬曲線為中幅微齒漏斗形或箱形和漏斗形復(fù)合體，中幅微齒漏斗形為單個河口砂壩的自然伽馬曲線，箱形和漏斗形復(fù)合體為多個河口砂壩的自然伽馬曲線疊加（見圖2）。

4）遠(yuǎn)端砂壩。遠(yuǎn)端砂壩位于須五段的中部。由于沉積環(huán)境較為安靜，巖性主要為粉砂質(zhì)泥巖、灰黑色泥質(zhì)粉砂巖、黑色泥巖。發(fā)育靜水條件下形成的透鏡狀層理、脈狀層理、流水波痕。自然伽馬曲線呈微齒漏斗形，頂、底都為漸變接觸（見圖2）。

龍門山前陸盆地南段須五段以湖泊相沉積為主，辮狀河三角洲沉積在研究區(qū)內(nèi)發(fā)育較少，只發(fā)育在靠近龍門山造山帶地區(qū)。研究區(qū)實測大邑花水灣須家河組須五段剖面（見圖4），上部為一套厚層的灰黑色泥質(zhì)粉砂巖，與上覆須六段粗粒砂巖的界線明顯，上部主要發(fā)育遠(yuǎn)端砂壩。

圖4 大邑花水灣剖面須五段沉積微相

2.2 湖泊相沉積

湖泊相沉積在研究區(qū)分布最為廣泛。東南部的雅安、峨眉、眉山等地區(qū)均發(fā)育湖泊相沉積，且實測的荷葉灣、龍蒼溝、青龍鄉(xiāng)等剖面均出現(xiàn)湖泊相沉積。根據(jù)沉積環(huán)境和沉積特征將研究區(qū)湖泊相沉積分為濱、淺湖亞相。濱、淺湖亞相可細(xì)分為濱湖砂壩、濱湖沼澤、淺湖泥和淺湖砂壩。

1）濱湖砂壩。該微相發(fā)育在湖泊邊緣的緩坡地區(qū)，位于須五段的上部。砂體分選性和磨圓度均較好，以黃灰色粉砂巖和細(xì)砂巖為主，砂巖成熟度較高，底部砂巖的粒度明顯較上部粗，具有正粒序特征，層理發(fā)育，見小型交錯層理、平行層理和浪成砂紋層理（見圖3c），頂界和低界為漸變或突變接觸，自然伽馬曲線常為收斂箱形或中、低幅漏斗形（見圖5）。

2）濱湖沼澤。濱湖沼澤位于湖泊邊緣淺水地區(qū)，位于須五段的上部。大量的植物死亡后埋藏濱湖沼澤中，在還原環(huán)境下，經(jīng)過腐爛、壓實成煤層，見大量的植物化石（見圖3d），巖性主要為黑色泥巖和煤層，可見水平層理發(fā)育。自然伽馬曲線常為平直形（見圖5）。

圖5 漢深1井須五段沉積微相測井曲線響應(yīng)特征

3）淺湖泥。位于湖泊邊緣，較濱湖沼澤更深，在須五段上部。沉積壞境較為安靜，巖性主要為黑色泥巖和頁巖，偶夾粉砂質(zhì)泥巖或粉砂巖（見圖3e），發(fā)育水平層理，泥頁巖中可見植物化石發(fā)育。自然伽馬曲線常呈等幅平直曲線和高幅波狀曲線（見圖5）。

4）淺湖砂壩。位于湖泊中部或邊緣處局部隆起的地方，在須五段上部。巖性為細(xì)砂、粉砂巖，此處沉積的砂體較為均一，分選和磨圓好，成熟度高?？梢娚皫r的平行層理、波狀層理（見圖3f）、反粒序?qū)永?。自然伽馬曲線常呈低幅漏斗和箱形（見圖5）。

雅安龍蒼溝實測剖面中的須五段地層以湖泊相沉積為主（見圖6）。上部發(fā)育淺湖沉積，巖性以黑色厚層泥巖夾粉砂巖、灰色中層粉砂巖為主，泥巖中可見水平層理，泥巖上部巖性向粉砂質(zhì)泥巖和粉砂巖過渡，發(fā)育1期反韻律，表現(xiàn)為淺湖泥和淺湖砂壩沉積。

圖6 雅安龍蒼溝剖面須五段沉積微相

3 沉積相空間展布特征

在前人對龍門山前陸盆地南段沉積相研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合研究區(qū) DC1，Y2，BM2，SY1，LH2，ZG1，HS1 等單井資料和5條實測剖面資料，統(tǒng)計出須五段地層厚度、泥巖厚度、砂巖厚度、泥地比、砂地比等數(shù)據(jù)，編制地層等厚圖、砂巖等厚圖和沉積相平面圖等［15-18］。

3.1 砂體平面展布特征

須五段時期，研究區(qū)基本處于構(gòu)造活動相對平靜、基準(zhǔn)面上升的湖侵階段，湖泊發(fā)育廣泛，沉積中心位于研究區(qū)西部靠近龍門山造山帶的大邑、新津等地區(qū)，總體呈現(xiàn)西北厚東南薄的楔狀分布特征（見圖7）。SY1，BM2，SH2井須五段砂巖厚度都在400.0 m以上，DC1井厚度為213.6 m，往東南方向的天全、雅安、眉山等地區(qū)砂巖厚度減至200.0 m以下，LH2井砂巖厚度為174.0 m，HS1井砂巖厚度為184.0 m，ZG1井砂巖厚度為135.4 m，Y2井厚度只有65.5 m。從全區(qū)來看，研究區(qū)的砂體厚度往東南方向逐漸減薄，其物源可能受到西北方向龍門山造山帶的影響。

3.2 沉積相展布特征

晚三疊世早期，龍門山逆沖推覆體開始強烈隆升并遭受剝蝕［19-21］，為須家河組提供了大量物源，發(fā)育沖積扇-河流-三角洲-湖泊沉積體系。經(jīng)過須四期的安縣運動后，須五期處于基準(zhǔn)面上升且相對安靜的湖泊相沉積中［14］。根據(jù)須五段砂體展布特征和實測剖面編制沉積相平面展布圖（見圖7），研究區(qū)發(fā)育湖泊和辮狀河三角洲沉積，其中以濱、淺湖亞相為主。沉積相具有北向南東方向展布的特征。北西部靠近龍門山造山帶的大邑、新津、都江堰等地區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲平原亞相，往南東方向的蒲江、天全等地區(qū)發(fā)育辮狀河三角洲前緣亞相，雅安、峨眉山、眉山等地區(qū)發(fā)育濱、淺湖亞相。研究區(qū)物源可能主要來源于北西方向。

4 結(jié)論

1）須五段主要發(fā)育辮狀河三角洲和湖泊相2類沉積體系，其中以湖泊相沉積為主。研究區(qū)主要發(fā)育水上分流河道、河漫沼澤、天然堤和決口扇、水下分流河道、分流間灣、河口砂壩、遠(yuǎn)砂壩、濱湖沼澤、濱湖砂壩、淺湖泥、淺湖砂壩等沉積微相。

2）須五段沉積時期，研究區(qū)西北部大邑、新津、都江堰、蒲江等地區(qū)發(fā)育大型辮狀河三角洲。砂體展布空間主要由西北部向東南部逐漸減薄，沉積相展布由辮狀河三角洲平原發(fā)展到辮狀河三角洲前緣，表明物源方向可能來源于西北方向。

圖7 龍門山前陸盆地南段須五段砂巖等厚圖和沉積相展布

3）研究區(qū)湖泊相沉積體系發(fā)育非常廣泛，東南部的雅安、峨眉山、樂山、眉山和北部的成都、中江等地區(qū)都發(fā)育湖泊相沉積體系。

［1］曾允孚，李勇.龍門山前陸盆地形成與演化［J］.礦物巖石，1995，15（1）：40-49.

［2］李勇，賀佩，顏照坤，等.晚三疊世龍門山前陸盆地動力學(xué)分析［J］.成都理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2010，37（4）：401-411.

［3］楊克明.川西坳陷須家河組天然氣成藏模式探討［J］.石油與天然氣地質(zhì)，2006，27（6）：786-793.

［4］杜金虎.四川盆地須家河組巖性大氣區(qū)勘探［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2011：1-179.

［5］翟光明.中國石油地質(zhì)志：卷十：四川油氣區(qū)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1989：224-265.

［6］朱華，姜文利，邊瑞康，等.頁巖氣資源評價方法體系及其應(yīng)用：以川西坳陷為例［J］.天然氣工業(yè)，2009，29（12）：130-134.

［7］鄒才能，董大忠，王社教，等.中國頁巖氣形成機理、地質(zhì)特征及資源潛力［J］.石油勘探與開發(fā)，2010，37（6）：641-653.

［8］趙正望，謝繼容，李楠，等.四川盆地須家河組一、三、五段天然氣勘探潛力分析［J］.天然氣工業(yè)，2013，33（6）：23-28.

［9］姜在興，田繼軍，陳桂菊，等.川西前陸盆地上三疊統(tǒng)沉積特征［J］.古地理學(xué)報，2007，9（2）：143-154.

［10］施振生，楊威，金惠，等.川中-川南地區(qū)上三疊統(tǒng)沉積相研究［J］.沉積學(xué)報，2008，26（2）：211-220.

［11］鄭榮才，戴朝成，朱如凱，等.四川類前陸盆地須家河組層序-巖相古地理特征［J］.地質(zhì)論評，2009，55（4）：484-495.

［12］胡廣成，鮑志東.四川盆地上三疊統(tǒng)須四段和須五段沉積相［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008，27（4）：508-511.

［13］劉柳紅，朱如凱，羅平，等.川中地區(qū)須五段—須六段淺水三角洲沉積特征與模式［J］.現(xiàn)代地質(zhì)，2009，23（4）：667-675.

［14］孟昊，鐘大康，李卓沛，等.川西坳陷中段上三疊統(tǒng)須家河組須五段層序格架與沉積相［J］.地層學(xué)雜志，2016，40（3）：278-289.

［15］鄒任洲，李勇，熊鴻浩，等.龍門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.

［16］謝繼容，李國輝，唐大海.四川盆地上三疊統(tǒng)須家河組物源供給體系分析［J］.天然氣勘探與開發(fā)，2006，29（4）：1-3.

［17］劉寶珺.對《中國海陸變遷、海域沉積相與油氣》一書的評述［J］.沉積學(xué)報，1985，3（1）：44.

［18］施振生，金惠，郭長敏，等.四川盆地上三疊統(tǒng)須二段測井沉積相研究［J］.天然氣地球科學(xué)，2008，19（3）：339-346.

［19］林良彪.川西前陸盆地上三疊統(tǒng)須家河組沉積相及巖相古地理演化［D］.成都：成都理工大學(xué)，2005.

［20］鄭榮才，李國暉，戴朝成，等.四川類前陸盆地盆-山耦合系統(tǒng)和沉積學(xué)響應(yīng)［J］.地質(zhì)學(xué)報，2012，86（1）：170-180.

［21］鄭榮才，戴朝成，羅清林，等.四川類前陸盆地上三疊統(tǒng)須家河組沉積體系［J］.天然氣工業(yè)，2011，31（9）：16-24.

（編輯 岳艷麗）

Sedimentary characteristics of fifth Member of Upper Triassic Xujiahe Formation in southern section of Longmen mountains foreland basin

ZOU Renzhou1,LI Yong1,WANG Zhengjiang2,YU Qian2,CHEN Bin1,WANG Weiming1
(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059,China;2.Chengdu Center,China Geological Survey,Chengdu 610081,China)

The fifth Member of Upper Triassic Xujiahe Formation in the southern section of Longmen mountains foreland basin is an important oil and gas reservoir in the area,but the current study of sedimentary facies is relatively low due to taking the formation as source rock and cover layer for a long time.According to the field measured profiles,logging data and the results of previous research,this paper systematically analyses the sedimentary facies type,sand body distribution characteristics and spatial distributing characteristics of sedimentary system of the fifth Member of Upper Triassic Xujiahe Formation in the southern section of Longmen mountains foreland basin.The following understandings are preliminarily obtained:braided river delta and lake sedimentary systems were developed in the study area,and sedimentary microfacies types,including distributary channel,interdistributary bay,backswamp,mouth bar and distal bar,shallow lake muds,are identified;during the fifth Member stage sedimentary period,a large braided river delta was developed in the northwest of the five study areas and a lake sedimentary system was developed in the southeast of the study area.The thickness of sand body was gradually thinned from northwest to southeast and sedimentary facies types transited from braided river delta sediment to lake sediment.The distribution characteristics of the sand body and sedimentary facies show that the source of the display may come from the northwest direction.

sedimentary characteristics;braided river delta;lake deposition;fifth Member of Xujiahe Formation;Longmen mountains foreland basin

國土資源部地質(zhì)調(diào)查項目“龍門山前緣油氣勘探新領(lǐng)域研究”（12120115004501-01）；國家自然科學(xué)基金青年基金項目“龍門山前陸盆地南部晚三疊世沉積——物源體系及其構(gòu)造動力學(xué)指示”（41502116）

TE121.3+2

A

10.6056/dkyqt201706004

2017-05-03；改回日期：2017-09-11。

鄒任洲，男，1992年生，在讀碩士研究生，主要研究方向為含油氣盆地分析。E-mail：zourenzhoucdut@163.com。

鄒任洲，李勇，汪正江，等.龍門山前陸盆地南段須五段沉積特征［J］.斷塊油氣田，2017，24（6）：750-754.

ZOU Renzhou，LI Yong，WANG Zhengjiang，et al.Sedimentary characteristics of fifth Member of Upper Triassic Xujiahe Formation in southern section of Longmen mountains foreland basin［J］.Fault-Block Oilamp;Gas Field，2017，24（6）：750-754.