四川盆地涪陵地區(qū)五峰組觀音橋段成因分析及其對頁巖氣開發(fā)的意義

張柏橋，孟志勇，劉 莉，李 凱，劉 超，舒志恒

(1．中國石化 江漢油田分公司，湖北 潛江 433124；2．中國石化 江漢油田分公司 勘探開發(fā)研究院，武漢 430223)

研究區(qū)位于重慶市涪陵區(qū)豐都、南川和武隆縣境內(nèi)(圖1)，構(gòu)造位置位于川東高陡褶皺帶萬縣復(fù)向斜。上奧陶統(tǒng)五峰組—下志留統(tǒng)龍馬溪組沉積早期，涪陵地區(qū)整體處于相對安靜的深水陸棚沉積環(huán)境，發(fā)育了一套暗色富碳、富硅和富筆石頁巖，厚95 m左右，具備良好的發(fā)育頁巖氣的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。該套頁巖儲層縱向具較強(qiáng)的非均質(zhì)性，根據(jù)影響頁巖氣富集及高產(chǎn)的主要地質(zhì)參數(shù)縱向差異性，整個含氣頁巖段可劃分為9個小層(圖2)，其中①小層屬于五峰組，②～⑤小層位于龍馬溪組龍一段。

圖1 四川盆地涪陵地區(qū)構(gòu)造特征及研究區(qū)位置

圖2 四川盆地涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組含氣頁巖段生物地層綜合柱狀圖

五峰組沉積末期，受赫南特冰期的影響，海平面下降，在涪陵地區(qū)普遍發(fā)育了一套觀音橋段地層。該套地層的巖性及厚度均存在一定變化，巖性包含硅質(zhì)鈣質(zhì)頁巖、鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖及鈣質(zhì)巖等多種巖性；平面上厚度普遍在40 cm左右，而在涪陵地區(qū)南部平橋地區(qū)未見觀音橋段地層發(fā)育。本文就該套地層的成因進(jìn)行了深入研究，認(rèn)為該套地層為深水異地沉積，底流沉積作用對該套地層的形成起到了至關(guān)重要的作用；同時過強(qiáng)的底流沉積作用也是導(dǎo)致研究區(qū)局部地區(qū)缺失觀音橋段的主要原因，觀音橋段地層平面展布特征的差異反映了當(dāng)時深水沉積環(huán)境中底流沉積作用強(qiáng)度和微古地貌平面的差異。早志留世和晚奧陶世沉積古地貌及沉積環(huán)境具備一定的繼承性，觀音橋段地層反映了涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組含氣頁巖段沉積時期底流作用活躍程度、微古地貌、距離物源區(qū)遠(yuǎn)近在平面上具備一定的差異性，這些差異性對五峰—龍馬溪組含氣頁巖段及其上覆頂板龍二段巖相組合特征造成了較大的影響，對于地質(zhì)評價研究工作有著重要的指導(dǎo)意義。此外，觀音橋段地層改造難度較大，其存在于否對于開發(fā)井水平段穿行層位的優(yōu)選也有著重要的影響，本文就這些問題進(jìn)行了探討。

1 觀音橋段成因分析及其古地貌意義

1.1 觀音橋段發(fā)育特征

五峰組頂部發(fā)育了一套厚40 cm左右的觀音橋段，該套地層巖相組合特征在平面存在一定變化。北部焦石壩—山窩地區(qū)和中南部白馬地區(qū)觀音橋段地層可劃分為上下2個部分，下部為灰黑色鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖相；上部為深灰色富含生物介屑的硅質(zhì)鈣質(zhì)頁巖；中南部平橋地區(qū)五峰組頂部未見觀音橋段發(fā)育；中部梓里場—白濤地區(qū)巖性較為單一，為一套灰色富含生屑的鈣質(zhì)巖，未見頁理發(fā)育；南部長壩地區(qū)發(fā)育單一鈣質(zhì)巖相(圖3)。

1.1.1 北部焦石壩—山窩和中南部白馬雙巖相組合區(qū)

該地區(qū)五峰組觀音橋段發(fā)育2種巖相(圖4c)，下部為灰黑色鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖相，巖心表面滴酸起泡較為強(qiáng)烈，厚22 cm；上部為深灰色硅質(zhì)鈣質(zhì)頁巖相，滴酸起泡強(qiáng)烈，發(fā)育典型的赫南特貝類生物化石和Chondrites遺跡化石，厚24 cm；巖心發(fā)育團(tuán)塊狀黃鐵礦。

北部焦石壩—山窩地區(qū)整個觀音橋段黏土礦物含量介于5%～15%，以伊蒙間層和伊利石為主，綠泥石含量僅占0.5%～1.0%；硅質(zhì)含量介于35%～60%，主要為生物成因硅質(zhì)，下部巖相段硅質(zhì)含量高于上部巖相段；鈣質(zhì)含量介于25%～65%，以白云石為主，其次為方解石，下部巖相段鈣質(zhì)含量低于上部巖相段。該區(qū)五峰組觀音橋段在電性上表現(xiàn)為典型的高密度(平均2.58 g/cm3，高于上下相鄰層段)；另外，在電阻率上略高于上下相鄰層段，中子與聲波略低于上下相鄰層段(圖4b)；在電成像上表現(xiàn)為灰度明顯高于上下相鄰層段的亮色塊狀模式。

圖3 四川盆地涪陵地區(qū)五峰組觀音橋段巖相分區(qū)

觀音橋段下部灰黑色鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖巖相段(圖4c)滴酸起泡較為強(qiáng)烈，巖性較為單一，巖心斷面可見筆石化石Normalograptuspersculptus。上部深灰色硅質(zhì)鈣質(zhì)頁巖巖相段發(fā)育灰白色生物介屑(圖4c，d)。該巖相段與下伏鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖巖相段界面處發(fā)育以微侵蝕界面，表明當(dāng)時存在微弱的水下侵蝕作用。該巖相段縱向上具備三分特征：巖相段下部生物介屑較為細(xì)碎，豐度高，具備弱定向排列特征，自下而上呈現(xiàn)明顯的減少趨勢，生物介屑間為硅質(zhì)巖，巖性下伏層段的硅質(zhì)頁巖類似，該段厚4 cm；中部赫南特貝類生物化石較為完整，受壓實(shí)作用呈扁平狀，在巖心表面具備弱定向排列特征，見介殼翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，介殼間為硅質(zhì)巖，巖性同下伏層段的硅質(zhì)頁巖類似，另外該段發(fā)育Chondrites遺跡化石，遺跡化石呈斑點(diǎn)狀和長條狀，大小介于1～6 cm，長條狀Chondrites遺跡化石與地層層面呈45°角傾斜，該段厚7 cm；上部層段厚13 cm，該段赫南特貝類生物化石重新變得較為細(xì)碎，發(fā)育程度低于下部層段，該段發(fā)育Chondrites遺跡化石，化石發(fā)育特征與中部類似，該層段內(nèi)遺跡化石自下而上發(fā)育程度逐漸降低，結(jié)合目前遺跡化石Chondrites的指向意義研究成果，表明該段地層沉積時期自下而上水體中的氧含量呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢，海平面呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢[2-3]。

圖4 四川盆地涪陵地區(qū)北部焦石壩—山窩地區(qū)五峰組觀音橋段地層圖版

1.1.2 中部梓里場—白濤和南部長壩單一巖相區(qū)

中部梓里場—白濤地區(qū)和南部長壩地區(qū)五峰組觀音橋段發(fā)育灰色泥晶生屑云巖，即單一巖相——灰色鈣質(zhì)巖相(圖5)。黏土礦物含量12.5%，主要為伊蒙間層和伊利石；硅質(zhì)含量為7.4%；鈣質(zhì)含量79%，主要為白云石，占60.3%，其次為方解石，占17.7%，其鈣質(zhì)含量明顯高于北部焦石壩—山窩地區(qū)和中南部白馬地區(qū)。梓里場—白濤地區(qū)五峰組觀音橋段發(fā)育赫南特貝類生物化石，由于重結(jié)晶作用影響，巖心表面可觀察到少量的腕足類化石，但整體上形態(tài)完整，生物結(jié)構(gòu)清晰，這是與北部和南部的顯著差異(圖5b)；另外該地區(qū)觀音橋段頂部見Chondrites遺跡化石(圖5c)，大小及形態(tài)與北部和南部地區(qū)相似。

1.2 觀音橋段成因分析

觀音橋段(層)由張鳴韶和盛莘夫創(chuàng)立，自創(chuàng)立開始，該段長期被認(rèn)為屬于正常淺海生物介殼相沉積[4-8]。目前關(guān)于觀音橋段成因另一種主流觀點(diǎn)是深水成因說，本文更偏向于深水成因?qū)W說。涪陵地區(qū)五峰組和龍馬溪組硅質(zhì)頁巖沉積環(huán)境為深水硅質(zhì)陸棚沉積環(huán)境，五峰組沉積末期，受赫南特冰期影響，海平面有一定程度下降，但不足以導(dǎo)致沉積界面上升到浪基面附近。

1.2.1 沉積速率

此前關(guān)于現(xiàn)代深海沉積速率已有較多的論述和研究，SCHOPF研究認(rèn)為，現(xiàn)代海洋深海區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)沉積速率是小于10 m/Ma[9]。關(guān)于觀音橋段和五峰組硅質(zhì)頁巖的沉積速率前人開展過多次研究，耿良玉研究認(rèn)為，觀音橋段與五峰組硅質(zhì)頁巖的沉積速率分別為0.28m/Ma和0.27m/Ma；徐論勛等在考慮壓實(shí)作用的前提下計算出觀音橋段和五峰組硅質(zhì)頁巖的沉積速率分別為0.79 m/Ma和0.78 m/Ma[10]。上述2個計算結(jié)果均遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于10 m/Ma，從沉積速率上來講，觀音橋段應(yīng)該與五峰組硅質(zhì)頁巖段相似，屬于典型的深水沉積物。

圖5 四川盆地涪陵地區(qū)中部梓里場—白濤地區(qū)五峰組觀音橋段巖心照片

1.2.2 生態(tài)學(xué)特征

關(guān)于HD動物群(赫南特貝—小達(dá)爾曼蟲動物群)，此前很多學(xué)者認(rèn)為其為營淺水底棲生活[5,11]，主要基于以下3個方面的依據(jù)：(1)在赫南特動物群中，鮮見小型直脊貝類化石；(2)赫南特動物群中不同大小的貝類體均有發(fā)現(xiàn)，通常個體較大；(3)赫南特動物群的各個群落相當(dāng)發(fā)育，常呈群體式發(fā)育，發(fā)育豐度高。

肖傳桃等對赫南特生物群的形態(tài)構(gòu)造—功能方面進(jìn)行了深入研究，研究結(jié)果表明赫南特生物群與淺水介殼相化石有顯著的差別[10,12]，在Hirnantia-Dalmanitina動物群中，正形貝類Hirnantia和扭月貝類Aphanomena不具備三角孔和莖孔，殼體較為輕薄，腕基較為粗壯，肌痕也較為發(fā)達(dá)，中槽和中隆遺跡鋸齒狀邊緣均欠發(fā)育，上述特征均表明其并非營底棲移動方式生活，而是營遠(yuǎn)洋游泳類生活方式。而另有一些正形貝類和扭月貝類為附著漂游型，或者是早期附著漂游而成年后營游泳方式生活。小嘴貝類、無窗貝類均具有個體較小至中等、殼厚等特征，表現(xiàn)出深水底棲型生物特征。三葉蟲Dalmanitina具有較大的頭鞍和狹窄的前邊緣，另外發(fā)育一尾刺，殼面發(fā)育小瘤，具備深水底棲三葉蟲的生物結(jié)構(gòu)特征。由此可知，赫南特動物群的主要成分的形態(tài)結(jié)構(gòu)—功能分析都表明，它們具備營游泳、附著漂游或深水底棲方式多種生活方式，因此，這一以腕足類為主的動物群的出現(xiàn)和富集并不能說明其沉積區(qū)為淺水沉積環(huán)境。另外研究區(qū)觀音橋段腕足類化石較為破碎，較為完整的介殼呈現(xiàn)了定量排列的特征，反映了異地搬運(yùn)沉積的特征，并非原地沉積。

受生活方式、分布能力和地理障礙等多種因素限制，淺海底棲類生物在地理分布上具有顯著的區(qū)域性特征，通常情況下地方性的屬種較為發(fā)育。而漂游型、假漂游型、游泳型及深水底棲生態(tài)型生物受上述因素的限制較小，其分布能力較強(qiáng)，往往具備洲際性分布的特征，并且地方性的屬種很少[13]。而觀音橋段赫南特動物群在晚奧陶世晚期分布極為廣泛，具備洲際性分布的特征[5]，從目前研究成果來看，觀音橋段赫南特動物群除廣泛分布于我國揚(yáng)子區(qū)外，還廣泛分布于美洲、西歐等地區(qū)，這一洲際性廣泛分布的特征用淺海介殼相難以合理解釋。

古氧相可反映出沉積物沉積時期沉積環(huán)境水體尤其是底層水體的溶氧量特征。Rhoad和Morse[14]最早提出古氧相三分方案——富氧、貧氧和厭氧，其中貧氧相和厭氧相又統(tǒng)稱為缺氧相。而Chondrites遺跡化石可作為古氧相識別的重要標(biāo)志，Chondrites遺跡化石的發(fā)育通常表明底層水體中應(yīng)該含有一定量的氧氣[2]。研究區(qū)內(nèi)觀音橋段發(fā)育Chondrites遺跡化石，但未發(fā)現(xiàn)原地底棲類生物和其他生物遺跡化石，所以底層水體中雖然含有一定的氧氣，含氧量卻極低，表明了研究區(qū)內(nèi)觀音橋段沉積時期沉積界面并未因?yàn)楹漳咸乇诤Ｆ矫娴南陆刀D(zhuǎn)變?yōu)楦谎醐h(huán)境，仍為相對貧氧的沉積環(huán)境。如此貧氧的沉積環(huán)境并不適合腕足類生物發(fā)育，因此五峰組觀音橋段應(yīng)屬于深水異地沉積，而非淺水介殼相沉積。

1.2.3 海平面升降

2005年6月樊雋軒、彭平安在赫南特階層型剖面——湖北宜昌王家灣剖面奧陶系頂部至志留系底部連續(xù)采集34個樣品進(jìn)行碳同位素測定，測定結(jié)果表明王家灣剖面的有機(jī)碳δ13C曲線自下而上呈現(xiàn)明顯的正漂移特征，且觀音橋段的δ13C值為明顯峰值，δ13C最大值達(dá)到-28.5‰，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于基線值-30.3‰[15]。δ13C正漂移往往代表了海平面上升，可容空間增大，當(dāng)然，關(guān)于這一觀點(diǎn)也存在一定爭議，部分學(xué)者認(rèn)為δ13C值的變化也與沉積速率、氣候變化、碳酸鹽巖臺地風(fēng)化率等因素有關(guān)[16-17]。

1.2.4 底流沉積作用

奧陶系五峰組沉積時期，揚(yáng)子地區(qū)火山活動頻繁[18-19]，研究區(qū)五峰組巖心可識別出26條沉凝灰?guī)r薄夾層，厚度介于數(shù)毫米到數(shù)厘米不等(圖6a,b)，證實(shí)當(dāng)時火山活動十分頻繁，加上觀音橋段沉積時期處于赫南特冰期，冰川和冰融事件交替發(fā)育使得海平面升降較為頻繁，海水水體鹽度變化較快，諸多原因?qū)е挛宸褰M沉積時期底流作用顯著[20-21]，目前在下、中、上奧陶統(tǒng)地層中均發(fā)現(xiàn)了洋流沉積物[22-23]。研究區(qū)觀音橋段上下相鄰層段的硅質(zhì)頁巖中，可見到大量的筆石化石定量排列特征(圖6c,d)，證實(shí)了當(dāng)時底流沉積作用較為強(qiáng)烈。這種廣泛存在的底流沉積作用為觀音橋段的廣泛分布提供了充足的水動力條件。

在研究區(qū)除了在觀音橋段上下相鄰層段發(fā)現(xiàn)大量的筆石定向排列特征外，觀音橋段內(nèi)部也發(fā)育了牽引流的沉積構(gòu)造，如觀音橋段內(nèi)部發(fā)育微侵蝕面、發(fā)育介屑的遞變層理、較為完整的腕足類化石的定向排列等現(xiàn)象(圖4c，d)，表明當(dāng)時底流沉積作用較為活躍。

圖6 四川盆地涪陵地區(qū)觀音橋段上下相鄰層段巖心照片

較強(qiáng)的底流沉積作用正如一把雙刃劍，底流能量適中的地方，會形成洋流事件沉積，但底流能量過強(qiáng)的地方，可能會造成較為明顯的水下侵蝕作用。前人研究證實(shí)：在大洋底部與大陸邊緣地帶底流作用極為活躍，在底流能量較強(qiáng)的地帶，先前的沉積物經(jīng)常遭受底流侵蝕作用，從而導(dǎo)致部分地層缺失[20,24-25]。本文分析認(rèn)為，這也是中南部平橋地區(qū)之所以缺失觀音橋段的重要原因。部分學(xué)者認(rèn)為，中揚(yáng)子湘鄂西地區(qū)觀音橋段甚至整個五峰組缺失并非陸上剝蝕作用造成，而是由于洋流侵蝕作用造成[10]，當(dāng)時湘鄂西地區(qū)僅隆升為水下高地，并未出露至地表。

1.2.5 觀音橋段成因綜合分析

綜上所述，涪陵地區(qū)五峰組觀音橋段屬深水沉積，且屬于深水洋流事件沉積。較為強(qiáng)烈的洋流活動是觀音橋段在揚(yáng)子地區(qū)廣泛分布主要原因；同時由于局部地區(qū)的洋流作用較為強(qiáng)烈，強(qiáng)烈的水下侵蝕作用也是導(dǎo)致局部地區(qū)觀音橋段乃至整個五峰組缺失的原因。本文分析認(rèn)為，涪陵地區(qū)中南部平橋地區(qū)觀音橋段缺失的原因就是洋流的水下侵蝕作用所導(dǎo)致。

1.3 觀音橋段古地貌意義分析

前已述及，涪陵地區(qū)五峰組觀音橋段為深水底流沉積，巖相組合特征平面上具備四分性。從巖相平面展布特征不難看出，北部和中南部應(yīng)該屬于深水風(fēng)暴流或濁流沉積成因，水體深度更深一些，因此主要發(fā)育了鈣質(zhì)硅質(zhì)頁巖相和硅質(zhì)鈣質(zhì)頁巖相；而中部的梓里場—白濤地區(qū)和南部的長壩地區(qū)古地貌應(yīng)該處于較高的位置，而且距離物源區(qū)也較近，生屑供給量大(后期受重結(jié)晶作用影響，生屑結(jié)構(gòu)不明顯)，因此主要以鈣質(zhì)巖相單一巖相為主。從上述分析不難看出，涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組含氣頁巖段沉積時期，水下古地貌表現(xiàn)為北部焦石壩—山窩地區(qū)和中南部白馬地區(qū)地勢低、中部梓里場—白濤地區(qū)和南部長壩地區(qū)地勢高的古地貌特征(圖7)。

2 觀音橋段對頁巖氣開發(fā)的意義

2.1 對地質(zhì)評價工作的指導(dǎo)意義

綜上所述，觀音橋段的存在可以反映3個地質(zhì)信息：(1)底流沉積作用的強(qiáng)弱；(2)深水環(huán)境中微古地貌的差異；(3)距離物源供給區(qū)的距離。涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組龍一段沉積時期沉積古地貌具備繼承性特點(diǎn)，因此觀音橋段反映的上述3個地質(zhì)信息對于五峰—龍馬溪組含氣頁巖段存在同樣的影響。

2.1.1 對含氣頁巖段厚度及頁巖品質(zhì)的影響

涪陵地區(qū)探井及評價井鉆探揭示：未見五峰組觀音橋段發(fā)育的地區(qū)，由于底流作用活躍且強(qiáng)度較大，水下侵蝕作用明顯，①小層、①～⑤小層的厚度均出現(xiàn)減薄趨勢。涪陵地區(qū)觀音橋段發(fā)育的北部焦石壩—山窩地區(qū)①小層厚度在6 m左右，①～⑤小層厚度普遍在40m左右；而在觀音橋段缺失的平橋地區(qū)，①小層厚度介于4.5～5.0 m，厚度略薄于焦石壩—山窩地區(qū)，①～⑤小層厚度介于30～35 m，厚度同樣較觀音橋段發(fā)育的地區(qū)出現(xiàn)了減薄，底流作用的強(qiáng)弱差異性導(dǎo)致了五峰—龍馬溪組含氣頁巖段在平面上出現(xiàn)了一定的變化。

圖8 四川盆地涪陵地區(qū)五峰—龍馬溪組主力氣層段地應(yīng)力及頁巖品質(zhì)柱狀圖

另外觀音橋段所反映出來的距離物源供給區(qū)的遠(yuǎn)近以及微古地貌的差異對于五峰—龍馬溪組含氣頁巖段同樣存在較為重要的影響。從涪陵地區(qū)導(dǎo)眼井鉆探結(jié)果來看，受微古地貌和距離物源供給區(qū)遠(yuǎn)近的影響，含氣頁巖段頁巖品質(zhì)在平面上存在一定的差異。就下部主力氣層段①～⑤小層而言，北部距離物源區(qū)較遠(yuǎn)，生物沉積作用占據(jù)主導(dǎo)地位，其厚度普遍在40 m左右，頁巖有機(jī)碳含量平均值在3.5%左右。中南部白馬觀音橋段發(fā)育區(qū)，由于介于梓里場—白濤和長壩2個水下高地之間，且2個水下高地均為物源供給入口，其①～⑤小層沉積時期除生物沉積作用外，陸源細(xì)粒碎屑物供給速率也較北部焦石壩—山窩地區(qū)高，因此，該地區(qū)①～⑤小層厚度普遍介于45～50 m之間，略厚于北部焦石壩—山窩地區(qū)；頁巖有機(jī)碳含量在2.8%左右，略低于焦石壩—山窩地區(qū)。基于上述理由，觀音橋段的發(fā)育特征可作為中國南方五峰—龍馬溪組頁巖氣層勘探開發(fā)選區(qū)的一個重要的評價指標(biāo)。

此外微古地貌對于含氣頁巖段上覆頂板龍二段濁積砂的發(fā)育也存在較為明顯的影響。龍馬溪組龍二段沉積時期，濁積砂自北東方向進(jìn)入，向南逐步推進(jìn)，涪陵地區(qū)導(dǎo)眼井鉆探揭示濁積砂體僅在焦石壩—山窩地區(qū)有所發(fā)育。受梓里場—白濤地區(qū)水下高地的隔擋作用，該地區(qū)以南未見濁積砂發(fā)育，就上部氣層分層開發(fā)工作而言，這是一個必須予以考慮的重要因素。

2.1.2 對開發(fā)井水平段穿行層位優(yōu)選工作的意義

觀音橋段是一套富鈣、富硅地層，其硬度較大，測井預(yù)測最小主應(yīng)力高于上下鄰層段(圖8a)，開發(fā)實(shí)踐證實(shí)其可壓性差，而從目前地質(zhì)評價結(jié)果來看，下部主力氣層段①～⑤小層中，①小層頁巖品質(zhì)及含氣性均表現(xiàn)的最為優(yōu)越(圖8b)。因此，在觀音橋段發(fā)育的地區(qū)，考慮到充分改造①小層，選擇①小層作為開發(fā)井水平段穿行層位。從目前焦石壩—山窩地區(qū)的開發(fā)井試氣效果來看，水平段穿行①小層的長度與試氣井初期產(chǎn)能呈現(xiàn)明顯的正相關(guān)關(guān)系。而在南部缺失觀音橋段的平橋地區(qū)，由于①小層與上覆層段間缺失可改造性差的觀音橋段，加上構(gòu)造原因?qū)е垄傩优c底板澗草溝組灰?guī)r裂縫發(fā)育程度明顯高于北部焦石壩—山窩地區(qū)，因此在該地區(qū)選擇③小層中下部作為水平段穿行層位；從試氣效果來看，穿行③小層的水平段產(chǎn)能明顯高于①小層。

3 結(jié)論

(1)涪陵地區(qū)五峰組觀音橋段屬深水異地沉積，該時期處于冰期與間冰期交替時期，古海水鹽度變化較為頻繁，加上當(dāng)時火山活動較為頻繁，因此觀音橋段沉積時期，海底洋流作用較強(qiáng)，為觀音橋段的廣泛發(fā)育提供了充足的水動力條件；同時局部強(qiáng)烈底流的水下侵蝕作用，也是導(dǎo)致涪陵地區(qū)中南部平橋地區(qū)未發(fā)育觀音橋段的主要原因。

(2)涪陵地區(qū)五峰組和龍馬溪組底部含氣頁巖段沉積時期沉積環(huán)境、微古地貌具備繼承性特點(diǎn)，五峰組頂部觀音橋段平面展布特征反映了底流作用活躍程度、微古地貌、距物源區(qū)距離3個地質(zhì)要素在平面上的差異，這三者對于五峰—龍馬溪組含氣頁巖段的厚度及頁巖品質(zhì)均具備一定的影響。因此，觀音橋段的發(fā)育特征可作為中國南方五峰—龍馬溪組頁巖氣層勘探開發(fā)選區(qū)的一個重要指標(biāo)。此外，觀音橋段工程可改造性差，其發(fā)育與否對于五峰—龍馬溪組含氣頁巖段開發(fā)井水平段穿行層位優(yōu)選工作有重要的意義。

[1] 聶海寬,包書景,高波,等.四川盆地及其周緣上奧陶統(tǒng)—下志留統(tǒng)頁巖氣成藏體系研究[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2012,34(2):115-119.

NIE Haikuan,BAO Shujing,GAO Bo,et al.Accumulation system for shale gas from Upper Ordovician to Lower Silurian in Sichuan Basin and surrounding areas[J].Petroleum Geology & Experiment,2012,34(2):115-119.

[2] 張淼,陳孝紅,王傳尚.湖北宜昌王家灣五峰組頂部Chondrites的發(fā)現(xiàn)及其環(huán)境意義[J].華南地質(zhì)與礦產(chǎn),2008,(3):74-78.

ZHANG Miao,CHEN Xiaohong,WANG Chuanshang.Discovery of Chondrites in uppermost Wufeng Formation,in Wangjiawan Section,Yichang,Hubei,and its environment signification[J].Geology and Mineral Resources of South China,2008,(3):74-78.

[3] 龔一鳴.遺跡化石Chondrites的指相意義和階層分布[J].古生物學(xué)報,2004,43(1):94-102.

GONG Yiming.Facies characteristics and tiering distributions of chondrites[J].Acta Palaeontologica Sinica,2004,43(1):94-102.

[4] 穆恩之.論五峰頁巖[J].古生物學(xué)報,1954,2(2):153-170.

MU Enzhi.The graptolite shale[J].Acta Palaeontologica Sinica,1954,2(2):153-170.

[5] 戎嘉余.上揚(yáng)子區(qū)晚奧陶世海退的生態(tài)地層證據(jù)與冰川活動影響[J].地層學(xué)雜質(zhì),1984,8(1):19-29.

RONG Jiayu.Ecostratigraphic evidence of the Upper Ordovician regressive sequences and the effect of glaciation[J].Journal of Stratigraphy,1984,8(1):19-29.

[6] 陳旭,丘金玉.宜昌奧陶紀(jì)的古環(huán)境演變[J].地層學(xué)雜志,1986,10(1):1-15.

CHEN Xu,QIU Jinyu.Ordovician palaeoenvironmental reconstruction of Yichang area,Hubei[J].Journal of Stratigraphy,1986,10(1):1-15.

[7] 馮洪真,俞劍華.五峰期上揚(yáng)子海古鹽度分析[J].地層學(xué)雜志,1993,17(3):179-185.

FENG Hongzhen,YU Jianhua.Analysis of paleosalinity during the Wufeng age in Upper Yangtze Sea[J].Journal of Stratigraphy,1993,17(3):179-185.

[8] 方一亭,邊立曾,俞劍華,等.晚奧陶世五峰期揚(yáng)子板塊沉積模式[J].沉積學(xué)報,1993,11(3):7-12.

FANG Yiting,BIAN Lizeng,YU Jianhua,et al.Sedimentary environment pattern of Yangtz Plate in Wufeng age of Late Ordovician[J].Acta Sedimentologica Sinica,1993,11(3):7-12.

[9] SCHOPF T J M.Paleoceanography[M].Harvard:Harvard University Press,1980.

[10] 徐論勛,肖傳桃,龔文平,等.論揚(yáng)子地區(qū)上奧陶統(tǒng)五峰組觀音橋段的深海成因[J].地質(zhì)學(xué)報,2004,78(6):726-732.

XU Lunxun,XIAO Chuantao,GONG Wenping,et al.A study on the deep-sea sediment of the Guanyinqiao Member of the Upper Ordovician Wufeng Formation in the Yangtze area[J].Acta Geologica Sinica,2004,78(6):726-732.

[11] SHEEHAN P M.1973.The relation of Late Ordovician glaciation to the Ordovician-Silurian changeover in North American brachiopod faunas[M].Lethaia,1973,6(2):147-154.

[12] 肖傳桃,姜衍文,朱忠德,等.湖北宜昌地區(qū)奧陶紀(jì)層序地層及揚(yáng)子地區(qū)五峰組沉積環(huán)境的討論[J].高校地質(zhì)學(xué)報,1996,2(3):339-346.

XIAO Chuantao,JIANG Yanwen,ZHU Zhongde,et al.A study on Ordovician sequence stratigraphy in Yichang District,Hubei Provience and sedimentary environment of the Wufeng Formation in Yangtze area[J].Geological Journal of China Universities,1996,2(3):319-327.

[13] 殷鴻福.中國古生物地理學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1988:1-90.

YIN Hongfu.China palaeobiogeography[M].Wuhan:China University of Geosciences,1988:1-90.

[14] BROMLEY R G,EKDALE A A.Chondrites:A trace fossil indicator of anoxia in sediments[J].Science,1984,224(4651):872-874.

[15] 陳旭,戎嘉余,樊雋軒,等.奧陶系上統(tǒng)赫南特階全球?qū)有推拭婧忘c(diǎn)位的建立[J].地層學(xué)雜志,2006,30(4):289-305.

CHEN Xu,RONG Jiayu,FAN Junxuan,et al.A final report on the global stratotype section and point (GSSP) for the Hirnantian stage (Upper Ordovician)[J].Journal of Stratigraphy,2006,30(4):289-305.

[16] BRENCHLEY P J,CARDEN G A,HINTS L,et al.High-resolution stable isotope stratigraphy of Upper Ordovician sequences:Constraints on the timing of bioevents and environmental changes associated with mass extinction and glaciation[J].Geological Society of America Bulletin,2003,115(1):89-104.

[17] KUMP L R,ARTHUR M A.Interpreting carbon-isotope excursions:Carbonates and organic matter[J].Chemical Geology,1999,161(1/3):181-198.

[18] 黃志誠,黃鐘瑾,陳智娜.下?lián)P子區(qū)五峰組火山碎屑巖與放射蟲硅質(zhì)巖[J].沉積學(xué)報,1991,9(2):1-15.

HUANG Zhicheng,HUANG Zhongjin,CHEN Zhina.Volcanic rock and radiolarian Silicilith of Wufeng Formation in Lower Yangtze region[J].Acta Sedimentologica Sinica,1991,9(2):1-15.

[19] 蘇文博,何龍清,王永標(biāo),等.華南奧陶—志留系五峰組及龍馬溪組底部斑脫巖與高分辨綜合地層[J].中國科學(xué)(D輯),2002,32(3):207-209.

SU Wenbo,HE Longqing,WANG Yongbiao,et al.K-bentonite beds and high-resolution integrated stratigraphy of the uppermost Ordovician Wufeng and the lowest Silurian Longmaxi formations in South China[J].Science in China Series D:Earth Sciences,2003,46(11):1121-1133.

[20] 姜衍文,吳智勇,王澤中.深海等深流沉積研究進(jìn)展[M].西安:西北大學(xué)出版社,1993:5-167.

JIANG Yanwen,WU Zhiyong,WANG Zezhong.Research progress of contour current in deep water[M].Xi’an:Northwestern University Press,1993:5-167.

[21] 高振中.深水牽引流沉積—內(nèi)潮汐、內(nèi)波和等深流沉積研究[M].北京:科學(xué)出版社,1996:108-112.

GAO Zhenzhong.Deep-water tractive current deposits[M].Beijing:Science Press,1996:108-112.

[22] 段太忠,郭建華,高振中,等.華南古大陸邊緣湘北九溪下奧陶統(tǒng)碳酸鹽等深巖丘[J].地質(zhì)學(xué)報,1990,64(2):131-143.

DUAN Taizhong,GUO Jianhua,GAO Zhenzhong,et al.A Lower Ordovician carbonate contourite drift on the margin of the South China Palaeocontinent in Jiuxi,Northern Hunan[J].Acta Geologica Sinica,1990,64(2):131-143.

[23] JONES B G,FERGUSSON C L,ZAMBELLI P F.Ordovician contourite of lakelan folder in East Australia[C]//Advance of Study on Deep-Sea Contourite Sedimentology.Xibei University Press,1993:5-167.

[24] 王琦,朱而勤.海洋地質(zhì)學(xué)[M].北京:科學(xué)出版社,1989:108-112.

WANG Qi,ZHU Erqin.Marine geology[M].Beijing:Science Press,1989:108-112.

[25] 沈錫昌,郭步英.海洋地質(zhì)學(xué)[M].武漢:中國地質(zhì)大學(xué)出版社,1993:138-184.

SHEN Xichang,GUO Buying.Marine geology[M].Wuhan:China Geology University Press,1993:138-184.