磨溪地區(qū)燈影組頂部石灰?guī)r歸屬探討及其地質(zhì)意義

羅文軍 劉曦翔 徐 偉 羅 冰 王麗英 舒 婷 張 淼

上震旦統(tǒng)燈影組地層縱向上可分為4段，四川盆地20世紀(jì)60年代在威遠(yuǎn)地區(qū)發(fā)現(xiàn)了燈二段氣藏，到90年代發(fā)現(xiàn)了資陽(yáng)燈二段氣藏，之后燈影組的勘探進(jìn)入沉寂期。自2011年以來(lái)四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)燈四段天然氣勘探持續(xù)獲得重大突破，目前提交天然氣探明儲(chǔ)量4 083.96×108m3，是四川盆地增儲(chǔ)上產(chǎn)的關(guān)鍵區(qū)域。震旦系燈影組是四川盆地第1套海相碳酸鹽巖沉積，以富含藻類的白云巖為主，經(jīng)歷了復(fù)雜的成巖作用，燈四段儲(chǔ)層非均質(zhì)性強(qiáng)，開(kāi)發(fā)難度大。

大量的鉆探發(fā)現(xiàn)在磨溪地區(qū)上震旦統(tǒng)燈影組頂部局部殘留一套厚度不一的泥晶石灰?guī)r，南北方向上從磨溪121井至安平1井均有分布；東西方向上則分布在磨溪12至磨溪022-X2一線，其中在磨溪022-X2井區(qū)此石灰?guī)r厚度超過(guò)30 m，并以此為中心向四周減薄，在高石3井區(qū)及磨溪18井區(qū)此石灰?guī)r則呈零星分布狀（圖1）。由于此套石灰?guī)r分布范圍有限，且之前鉆井資料不夠豐富，因此其歸屬并未引起前人足夠的重視。在之前的研究過(guò)程中既有學(xué)者將其劃入震旦系燈影組[1-2]，亦有學(xué)者將其劃入寒武系麥地坪組[3-4,5]。但隨著磨溪—高石梯地區(qū)燈影組氣藏勘探開(kāi)發(fā)的不斷深入，逐步意識(shí)到這套石灰?guī)r的歸屬影響著寒武—震旦系地震界限的劃分，從而影響著氣藏開(kāi)發(fā)過(guò)程中對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層發(fā)育深度的判斷。因此筆者主要從此套石灰?guī)r的巖石學(xué)特征、古生物特征以及其與相鄰地層的接觸關(guān)系入手，結(jié)合該地區(qū)的區(qū)域地質(zhì)背景，對(duì)這套石灰?guī)r的歸屬進(jìn)行討論，并分析其對(duì)生產(chǎn)的影響，以期為磨溪地區(qū)的開(kāi)發(fā)建產(chǎn)提供一定的理論依據(jù)。

1 石灰?guī)r歸屬時(shí)代分析

大量的鉆探資料與前人的研究顯示，這套泥晶石灰?guī)r分布厚度較大的區(qū)域?yàn)榕_(tái)緣帶，是有利的丘灘發(fā)育區(qū)[6-7]。該區(qū)域中的磨溪116、磨溪9 等井的巖心顯示，該石灰?guī)r下覆的白云巖中可見(jiàn)大量的藻類碎屑發(fā)育（圖2），相應(yīng)區(qū)域的丘地比均在65%以上。但在頂部的石灰?guī)r之中則不見(jiàn)任何藻類碎屑的存在，而是在相應(yīng)的巖屑之中見(jiàn)到大量的殼類生物碎屑（圖3），這種古生物群落上的差異反映出二者沉積時(shí)的水體環(huán)境產(chǎn)生了巨大變化，因此其形成時(shí)期也應(yīng)當(dāng)具有一定的間隔性。

圖1 磨溪地區(qū)燈影組上覆石灰?guī)r厚度分布圖（注：1 in=25.4 mm，下同）

圖2 燈影組內(nèi)部藻白云巖，磨溪117井，5 370.00 m

進(jìn)一步對(duì)石灰?guī)r中生物碎屑的形態(tài)特征進(jìn)行分析。從薄片（圖4）上可以看出，這些生物碎屑一般呈圓—半圓形，其中呈橢圓狀生物化石的長(zhǎng)短軸之比介于1.1～1.3。殼壁內(nèi)部主要由垂直于壁發(fā)育的柱狀或馬牙狀方解石組成，這些結(jié)晶狀的方解石外還可見(jiàn)一圈黑色的殼壁，使得生物碎屑與周圍的泥晶云巖界限清楚，而殼內(nèi)充填物質(zhì)中的一部分與圍巖一致。這些生物碎屑的形態(tài)與前人在峨眉山麥地坪剖面中所觀察到的軟舌螺和似軟舌螺類（Circotheca bella Chen）等“小殼類化石動(dòng)物群”的特征相一致（圖5）[8-10]，而“小殼類動(dòng)物化石群”正是寒武系底界的標(biāo)志[11-12]。

圖4 小殼類生物化石，磨溪103井，5 194.56 m

圖5 小殼類化石示意圖（據(jù)朱茂炎等，1996）[8]

此外，部分井對(duì)石灰?guī)r到白云巖地層進(jìn)行了連續(xù)取心，可以在巖心上看到石灰?guī)r與白云巖的界面，發(fā)育了一些與表生巖溶作用相關(guān)的滲濾黏土帶（圖6），說(shuō)明這套泥晶灰?guī)r與下伏云巖間存在著沉積間斷，為清晰的風(fēng)化剝蝕面，進(jìn)一步明確了二者在形成年代上的不同。綜合以上分析，認(rèn)為研究區(qū)的這套局部小規(guī)模殘存石灰?guī)r應(yīng)歸屬于寒武系麥地坪組。

2 重新劃分后的地質(zhì)意義

在明確了此套石灰?guī)r的歸屬之后，至少要更新對(duì)該地區(qū)2個(gè)方面的地質(zhì)認(rèn)識(shí)。

2.1 石灰?guī)r歸屬對(duì)地層對(duì)比與儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的影響

麥地坪組多見(jiàn)于川東及峨眉等野外剖面上，在川中地區(qū)不發(fā)育或局部發(fā)育薄層[13-14]。因此在以往的地層對(duì)比工作之中多將此套石灰?guī)r劃歸燈影組。與之相應(yīng)，在地震剖面上燈影組頂部的反射界面則被默認(rèn)為由筇竹寺底部的泥巖與燈影組頂部的碳酸鹽巖間的波阻抗界面產(chǎn)生。但在確定這套石灰?guī)r屬于麥地坪組后，對(duì)于那些石灰?guī)r殘留厚度較大的區(qū)域（如磨溪116井區(qū)附近），地震所反映的界面就不能代表震旦系頂界了，需要重新修編寒武系底界構(gòu)造圖。

圖6 磨溪103井燈影組頂部石灰?guī)r與白云巖界面附近風(fēng)化殼展示圖

就儲(chǔ)層預(yù)測(cè)而言，磨溪地區(qū)的有利巖溶縫洞儲(chǔ)層主要是沿著2條潛流帶順層分布。通過(guò)井震結(jié)合，明確了該巖溶發(fā)育帶在地震剖面上的響應(yīng)特征為反射波同相軸呈弱振幅弱連續(xù)雜亂地震反射結(jié)構(gòu)。將潛流帶標(biāo)定在地震偏移剖面上，可見(jiàn)臺(tái)緣帶第1潛流帶底部在磨溪區(qū)塊表現(xiàn)為波峰反射（圖7）?；诖耍A(yù)測(cè)巖溶發(fā)育帶主要分布在古地貌高部位且第1期潛流帶分布穩(wěn)定在距離震頂100 m左右的地方。

在這樣的認(rèn)識(shí)之下，進(jìn)行了有利巖溶帶儲(chǔ)層發(fā)育帶預(yù)測(cè)。在麥地坪組石灰?guī)r不發(fā)育或厚度較小的區(qū)域，預(yù)測(cè)結(jié)果無(wú)影響；但在厚度較大的區(qū)域，預(yù)測(cè)結(jié)果會(huì)有一定誤差。因此在此石灰?guī)r厚度較大的區(qū)域進(jìn)行順層巖溶帶儲(chǔ)層預(yù)測(cè)的過(guò)程中須對(duì)震旦系頂部深度進(jìn)行校正。

圖7 磨溪22—105—12—13井地震偏移剖面圖

2.2 石灰?guī)r歸屬對(duì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)期次的啟示

在構(gòu)造上磨溪地區(qū)屬于樂(lè)山—龍女寺古隆起。在對(duì)該地區(qū)桐灣期構(gòu)造抬升的研究中，有學(xué)者通過(guò)對(duì)盆地周邊野外露頭的觀察，在該地區(qū)發(fā)現(xiàn)了3個(gè)巖溶風(fēng)化殼面，并以此判斷桐灣運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)有燈影組二段與燈影組三段之間的Ⅰ幕、燈四段與麥地坪組間的Ⅱ幕以及麥地坪與筇竹寺組間的Ⅲ幕共3次構(gòu)造抬升[15-16]。

但由于前人在進(jìn)行地層劃分時(shí)，將燈影組頂部的這套泥晶石灰?guī)r劃入了燈影組，因此在該地區(qū)的鉆井過(guò)程中均誤以為未鉆遇麥地坪組。故亦有學(xué)者認(rèn)為磨溪地區(qū)桐灣期運(yùn)動(dòng)可能只存在2幕[17-19]。

而石灰?guī)r與燈影組白云巖間風(fēng)化殼的發(fā)現(xiàn)及對(duì)石灰?guī)r年代的重新劃定，支持該地區(qū)在桐灣運(yùn)動(dòng)中經(jīng)歷了3次構(gòu)造抬升的觀點(diǎn)?，F(xiàn)今這套石灰?guī)r僅在磨溪121—安平1井及磨溪17—磨溪18井等井區(qū)殘留反映了這些區(qū)域在桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅲ幕抬升后受到的表生巖溶作用的影響較小，而其他無(wú)石灰?guī)r殘留區(qū)可能在桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ、Ⅲ幕中都受到了較強(qiáng)表生巖溶影響。

3 結(jié)論

1）磨溪地區(qū)燈影組頂部在局部區(qū)域殘留的含小殼類泥晶石灰?guī)r應(yīng)屬于寒武系麥地坪組沉積。

2）在磨溪地區(qū)這套灰?guī)r殘留厚度較大的區(qū)域，地震上原本認(rèn)為是筇竹寺組與燈影組界線的波阻抗界面，實(shí)際上是筇竹寺組與殘留的麥地坪組所形成的反射界面，在該地區(qū)利用此界面對(duì)下部巖溶發(fā)育帶進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)應(yīng)結(jié)合鄰井石灰?guī)r進(jìn)行深度校正。

3）磨溪地區(qū)燈四段，尤其是無(wú)麥地坪石灰?guī)r殘留的區(qū)域可能受到了桐灣運(yùn)動(dòng)Ⅱ幕與Ⅲ幕2次抬升剝蝕。

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