鄂西-城口地區(qū)“海槽”西側(cè)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組臺(tái)緣礁灘特征與展布

魏國齊,楊 威,劉滿倉,武賽軍,莫午零,金 惠,沈玨紅,郝翠果

(中國石油 勘探開發(fā)研究院，北京 100083)

四川盆地位于上揚(yáng)子臺(tái)地的西部，是中國重要的含油氣盆地，天然氣資源豐富、年產(chǎn)量高且潛力大。長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組臺(tái)緣礁灘是四川盆地重要的天然氣勘探開發(fā)領(lǐng)域，先后發(fā)現(xiàn)了普光、元壩和羅家寨等多個(gè)大氣田，截止到2020年底，探明天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量近1×1012m3，剩余資源量約1.8×1012m3。已發(fā)現(xiàn)的氣田90%以上分布于“開江-梁平海槽”兩側(cè)的長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組臺(tái)緣礁灘[1-3]，“海槽”兩側(cè)的臺(tái)緣礁灘為高豐度大氣田富集成藏提供了重要條件[3-8]，下步勘探方向主要也為臺(tái)緣礁灘[9-13]。關(guān)于“海槽”提法存在分歧，部分學(xué)者認(rèn)為應(yīng)稱為“陸棚、坳拉槽”等，但其所描述的地質(zhì)對(duì)象為碳酸鹽巖臺(tái)地上相對(duì)深水的陸棚或盆地沉積環(huán)境，這一點(diǎn)是學(xué)術(shù)界的共識(shí)[14-17]，故本文仍沿引“海槽”這個(gè)名稱代表碳酸鹽巖臺(tái)地上古地貌相對(duì)低洼的陸棚區(qū)?！伴_江-梁平海槽”兩側(cè)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組臺(tái)緣礁灘勘探取得重大突破，其特征研究深入、認(rèn)識(shí)系統(tǒng)[1-2]。但與“開江-梁平海槽”相鄰、特征演化一致的“鄂西-城口海槽”及其西側(cè)臺(tái)緣礁灘認(rèn)識(shí)較少，前期主要是在川東北地區(qū)作為研究整體而提及[1，15]；近期針對(duì)該區(qū)長(zhǎng)興期的巖相古地理格局、生物礁的類型和演化有了一定的認(rèn)識(shí)，提出了發(fā)育長(zhǎng)興期臺(tái)緣礁[18-19]，不同時(shí)期臺(tái)緣礁灘有不同類型[17，20-22]。但總體認(rèn)識(shí)程度較低，特別是作為臺(tái)緣演化整體的飛仙關(guān)期臺(tái)緣帶和臺(tái)緣灘未作系統(tǒng)評(píng)價(jià)，現(xiàn)有的認(rèn)識(shí)也不足以支持該領(lǐng)域勘探突破。本文把研究區(qū)長(zhǎng)興期—飛仙關(guān)期臺(tái)緣帶作為一個(gè)整體進(jìn)行評(píng)價(jià)，系統(tǒng)研究沉積相、沉積發(fā)育模式和臺(tái)緣礁灘特征及演化，即整體評(píng)價(jià)“鄂西-城口西側(cè)臺(tái)緣帶”礁灘特征。該成果不僅能提高四川盆地長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組臺(tái)緣礁灘的認(rèn)識(shí)程度，而且可為“鄂西-城口西側(cè)臺(tái)緣帶”礁灘的勘探提供地質(zhì)依據(jù)，具有重要的理論和實(shí)踐意義。

1 區(qū)域地質(zhì)特征

研究區(qū)地理上位于鄂西-城口地區(qū)，包括陜西省鎮(zhèn)巴縣，四川省萬源市，重慶市城口、開縣、云陽、巫溪、奉節(jié)和豐都等縣(市)，湖北省利川縣和恩施市等地區(qū)；構(gòu)造區(qū)域上位于四川盆地東北緣和東緣(圖1)。該區(qū)研究資料比較豐富，主要有露頭剖面、鉆井、測(cè)井和地震資料等，具備系統(tǒng)研究的資料條件。晚古生代，上揚(yáng)子碳酸鹽巖臺(tái)地周圍為裂陷盆地，東為贛湘桂裂陷盆地、西為龍門山—鹽源裂陷盆地、北為南秦嶺裂陷盆地[1]。中泥盆世—中三疊世上揚(yáng)子臺(tái)地發(fā)生峨嵋地裂運(yùn)動(dòng)，四川盆地處于拉張背景。晚二疊世—早三疊世四川盆地及鄰區(qū)發(fā)育了“開江-梁平海槽”和“鄂西-城口海槽”，2個(gè)“海槽”成因和演化等特征相似，“鄂西-城口海槽”相對(duì)規(guī)模較大，其東側(cè)邊界在湖北省京山一帶，本文討論的重點(diǎn)是該“海槽”西側(cè)的臺(tái)緣帶，故稱“鄂西-城口西側(cè)臺(tái)緣帶”。

圖1 鄂西-城口地區(qū)位置(a)和資料點(diǎn)分布(b)Fig.1 Outcrop sections and exploratory wells in E’xi-Chengkou area (b) with an insert map showing the location of the area (a)

研究的主要目的層為上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組和下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組。上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組在四川盆地分布廣泛，在研究區(qū)與下伏龍?zhí)督M呈整合接觸，與上覆飛仙關(guān)組也呈整合接觸。長(zhǎng)興組主要由石灰?guī)r、生物灰?guī)r、含燧石灰?guī)r、泥灰?guī)r夾白云巖及泥巖組成，生物繁盛，富含蜓、有孔蟲、海綿、珊瑚和藻類等，以發(fā)育生物礁灰?guī)r或礁白云巖為特征。厚度變化較大，一般厚25～439 m，平均180 m。研究區(qū)長(zhǎng)興組巖性組合及厚度變化與生物礁是否發(fā)育有關(guān)，無生物礁發(fā)育的剖面，厚度一般為100 m。根據(jù)巖性、電性、生物組合和沉積旋回的不同，由下至上分為長(zhǎng)一、長(zhǎng)二和長(zhǎng)三段。長(zhǎng)一段為中—薄層狀灰色和褐灰色生物泥晶灰?guī)r，含燧石結(jié)核；長(zhǎng)二段為厚層狀生屑灰?guī)r，生物含量增加、色變淺且燧石含量減少；長(zhǎng)三段為灰黑色中薄層灰?guī)r、泥晶灰?guī)r和含燧石條帶，富含生物碎屑。在城口和巫溪地區(qū)，長(zhǎng)一段相變?yōu)橐院谏栀|(zhì)頁巖為主，夾深灰色泥頁巖和泥晶灰?guī)r，相當(dāng)于大隆組[1,13]。發(fā)育生物礁的剖面厚度一般大于200 m，如奉探1井長(zhǎng)興組厚380 m，以厚層塊狀生物礁灰?guī)r(白云巖)和生屑灰?guī)r(白云巖)為主。

下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組以碳酸鹽巖沉積為主，在研究區(qū)飛仙關(guān)組與上覆嘉陵江組、與下伏長(zhǎng)興組都為整合接觸。飛仙關(guān)組和長(zhǎng)興組巖性差異明顯，根據(jù)巖性的不同，飛仙關(guān)組可劃分為4個(gè)巖性段，由下至上分別為飛一、飛二、飛三和飛四段，研究區(qū)典型的特征為：飛一段為灰色、深灰色薄層-中層泥晶灰?guī)r，以及泥灰?guī)r，局部見泥頁巖；飛二段為淺灰色鮞粒白云巖夾薄層灰?guī)r；飛三段為灰色中-厚層狀泥晶灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r和生屑砂屑灰?guī)r；飛四段為紫灰色薄層泥灰?guī)r、泥晶灰?guī)r和頁巖。研究區(qū)飛仙關(guān)組的厚度一般為400～500 m。

2 沉積相

2.1 沉積相類型

研究區(qū)北段大部分區(qū)域出露地表，資料以野外露頭剖面為主，南段探井資料較多(圖1)。根據(jù)野外剖面和探井資料觀察分析，結(jié)合前人的研究成果，認(rèn)為研究區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組主要發(fā)育蒸發(fā)臺(tái)地、局限臺(tái)地、開闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、斜坡和盆地相等6類沉積相，10類亞相。

2.1.1 蒸發(fā)臺(tái)地相

研究區(qū)發(fā)育膏坪和云坪兩個(gè)亞相，以膏坪亞相為主。膏坪亞相以薄層泥灰?guī)r為主，見石膏斑塊、藻紋層狀白云巖和針狀石膏假晶等；云坪亞相以薄層狀泥粉晶白云巖為主，見泥裂、角礫化、石膏假晶和石鹽假晶等暴露性沉積標(biāo)志。該相帶在渡口河以西的金珠坪、老鷹巖一帶的飛一段中發(fā)育，向西北延伸到萬源-鎮(zhèn)巴一線。如金珠1井飛一段巖心見大量石膏斑塊，龍?zhí)逗悠拭骘w一段也發(fā)育大量的石膏斑塊(圖2a)。該區(qū)由于沉積期古地貌相對(duì)較高，位于正常海平面之上，水體循環(huán)不暢，蒸發(fā)作用強(qiáng)烈，沉積水體鹽度較高。

2.1.2 局限臺(tái)地相

研究區(qū)主要為紫紅色、褐灰色薄-中層泥晶灰?guī)r、云質(zhì)泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、白云巖、泥頁巖及膏巖等(圖2b)。發(fā)育如干裂等多種暴露性沉積標(biāo)志。縱向上該相帶主要發(fā)育于長(zhǎng)三段、飛三段、飛四段，可細(xì)分潮坪和潟湖2類亞相。潮坪亞相以紫紅色、灰紫色薄-中層狀泥晶灰?guī)r、泥晶白云巖、鈣質(zhì)泥巖為主，夾泥巖和膏巖等(圖2b)。見干裂、藻紋層等淺水沉積構(gòu)造及暴露標(biāo)志，在潮間帶可發(fā)育云質(zhì)角礫巖，主要在飛三段和飛四段發(fā)育。潟湖亞相以灰、深灰色薄層泥晶灰?guī)r為主，夾云質(zhì)灰?guī)r、泥晶白云巖和泥灰?guī)r等，位于局限臺(tái)地內(nèi)古地貌相對(duì)較低的區(qū)域，主要在長(zhǎng)三段和飛三段較發(fā)育。

圖2 鄂西-城口地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組典型沉積相標(biāo)志照片F(xiàn)ig.2 Images showing typical sedimentary facies of Changxing-Feixianguan Formations in E’xi-Chengkou areaa.褐色泥灰?guī)r中的石膏斑塊, 飛一段，龍?zhí)逗悠拭?；b.紫灰色薄層泥灰?guī)r，飛四段，雙河剖面；c.中-厚層狀泥晶灰?guī)r，飛三段，廟壩剖面； d.生物礁灰?guī)r,長(zhǎng)興組，紅花剖面； e.鮞粒白云巖，飛二段，滿月剖面；f.豆粒灰?guī)r，埋深4 506.6 m，飛三段，茨竹1井；g.碎屑流沉積，飛一段，廟壩剖面； h.灰色泥巖，飛仙關(guān)組底部，寧廠剖面

2.1.3 開闊臺(tái)地相

主要由淺灰色、灰色中-厚層狀泥晶灰?guī)r、鮞?；?guī)r、泥灰?guī)r和砂屑生屑灰?guī)r組成。該相帶位于局限臺(tái)地向海一側(cè)，沉積水體較淺，一般為幾米到幾十米，與廣海連通性較好，海水循環(huán)暢通、鹽度正常且生物較繁盛。研究區(qū)發(fā)育臺(tái)內(nèi)灘和灘間海2類亞相。

臺(tái)內(nèi)灘亞相主要由淺灰色中厚層狀亮晶鮞粒灰?guī)r、亮晶生屑鮞?；?guī)r或礫屑鮞?；?guī)r組成，平面上呈席狀、透鏡狀，單層厚度較小，一般為幾米到十幾米，其主要發(fā)育于開闊臺(tái)地相中古地貌相對(duì)高的區(qū)域，潮汐或波浪作用對(duì)沉積物影響較大，發(fā)育交錯(cuò)層理和平行層理等。如廟壩剖面飛三段發(fā)育兩層臺(tái)內(nèi)灘，都為鮞?；?guī)r，單層厚0.5～2.0 m，累積厚約15 m；如該剖面的23層為一厚約5 m的臺(tái)內(nèi)灘，單層厚0.5～1.0m(圖2c)。

灘間海亞相以灰色-深灰色薄-中層狀泥晶灰?guī)r為主，局部發(fā)育泥灰?guī)r、泥晶生屑灰?guī)r等，見水平層理和有孔蟲、雙殼類和腹足類等生物化石，如廟壩剖面的22層為灰色薄-中層泥晶灰?guī)r(圖2c)。該亞相位于開闊臺(tái)地相帶中相對(duì)古地貌低的區(qū)域，在長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組廣泛發(fā)育。

2.1.4 臺(tái)地邊緣礁灘相

以生物礁灰?guī)r(白云巖)、鮞粒灰?guī)r(白云巖)和生屑灰?guī)r(白云巖)等為主，該相帶位于臺(tái)地與斜坡之間波浪和潮汐作用強(qiáng)烈的高能帶，水體清潔、能量和養(yǎng)分充足，適合生物大量生長(zhǎng)繁殖。發(fā)育臺(tái)緣礁亞相和臺(tái)緣灘亞相(圖2d—f)，長(zhǎng)興組以發(fā)育臺(tái)緣礁亞相為主(圖2d)，飛仙關(guān)組以發(fā)育臺(tái)緣灘亞相為主(圖2e,f)。

2.1.5 斜坡相

以灰黑色薄層-極薄層泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r為主，夾鈣質(zhì)泥巖、頁巖，發(fā)育水平層理和水平蟲孔等，位于臺(tái)緣相帶向海一側(cè)，是盆地與臺(tái)地之間的過渡沉積，水深幾十米到上百米，總體比較安靜。在飛一段較發(fā)育，沉積物以深水原地沉積為主，也發(fā)育深水異地沉積，如重力流，在八臺(tái)、廟壩、寧廠和滿月等剖面飛一段可見到碎屑流沉積，如廟壩剖面飛一段碎屑流沉積層厚約90 cm，礫石呈長(zhǎng)條狀，大的可達(dá)5 cm×10 cm，一般3 cm×4 cm，礫石含量50%左右，有一定的定向趨勢(shì)(圖2g)。

2.1.6 盆地相

主要為深灰色、灰黑色薄層-頁狀泥晶灰?guī)r，以及泥灰?guī)r夾褐色薄層鈣質(zhì)泥巖(圖2h)，發(fā)育水平層理?？v向上該相帶主要發(fā)育在飛仙關(guān)組底部，或部分剖面的中下部；平面上，主要分布在鄂西-城口臺(tái)緣帶東側(cè)。

2.2 沉積相模式

根據(jù)研究區(qū)沉積相發(fā)育與分布特征，認(rèn)為其屬典型的碳酸鹽巖鑲邊臺(tái)地沉積模式[4]，由東向西依次發(fā)育盆地相、斜坡相、臺(tái)地邊緣相、開闊臺(tái)地相、局限臺(tái)地相和蒸發(fā)臺(tái)地相，其沉積相類型和展布與開江-梁平海槽東側(cè)[1，15]基本一致，以金珠坪-老鷹巖一線的蒸發(fā)臺(tái)地相為中心，向兩側(cè)對(duì)稱展布(圖3)。

圖3 鄂西-城口地區(qū)長(zhǎng)興期—飛仙關(guān)期沉積相模式(剖面位置見圖1 A—A′)Fig.3 Sedimentary facies model during the sedimentation of Changxing-Feixianguan Formations in E’xi-Chengkou area (see Fig.1 for the section location A-A′)

3 臺(tái)緣礁灘特征

3.1 長(zhǎng)興期臺(tái)地邊緣礁

長(zhǎng)興期臺(tái)地邊緣礁主要為灰白色、淺灰色厚層-塊狀生屑灰?guī)r、障積礁灰(云)巖、骨架礁灰(云)巖、粘結(jié)礁灰(云)巖等，具櫛殼狀、生物擾動(dòng)、生物鉆孔、底沖刷及角礫巖等(圖2d)，生物富集，有海綿、珊瑚、苔蘚蟲、水螅、藻類等造礁生物，蜓、腕足、腹足、棘皮、海百合和有孔蟲等附礁生物，在沙沱、田壩、滿月、蜂桶、尖山、見天壩等剖面和奉探1井發(fā)育。含礁區(qū)地層厚度比盆地非礁相地層厚3～5倍，從近橫切臺(tái)緣帶的地震剖面上，可以清晰看到臺(tái)緣帶的特征與分布。由于研究區(qū)后期構(gòu)造變形較強(qiáng)烈，原始剖面地震相特征明顯，但難以對(duì)比，考慮到飛仙關(guān)組四段在盆地內(nèi)基本填平補(bǔ)齊[15，20-26]，故將剖面飛仙關(guān)組頂面拉平，可以清楚看到長(zhǎng)興組和飛仙關(guān)組沉積前的古地貌特征及臺(tái)緣帶的地震反射特征(圖4)。長(zhǎng)興組這套地層分析可見，在奉探1井區(qū)呈丘狀雜亂反射地震相，是臺(tái)緣礁灘的響應(yīng)(圖4，A點(diǎn))，其地層厚度相對(duì)兩側(cè)都大得多，其東側(cè)存在明顯的坡折，斜坡和盆地相地層厚度小，約100 m；其東側(cè)地層也有明顯的減薄。奉探1井的實(shí)鉆也證實(shí)其位于臺(tái)緣礁灘帶，鉆遇長(zhǎng)興組厚380 m，測(cè)井解釋生物礁白云巖儲(chǔ)層厚148 m，以生物骨架白云巖為主，屬典型的臺(tái)地邊緣生物礁相。

圖4 鄂西-城口地區(qū)臺(tái)緣帶及臺(tái)緣礁灘地震反射特征(剖面位置見圖1 B—B′)Fig.4 Seismic reflection characteristics of the platform-margin zone and reef-shoal facies at the platform margins in E’xi-Chengkou area (see Fig.1 for the section location B-B′)

研究區(qū)長(zhǎng)興期發(fā)育骨架礁、障積礁和灰泥丘3類典型的臺(tái)緣礁組合，在礁組合中都有臺(tái)緣灘發(fā)育?？v向上主要發(fā)育在長(zhǎng)興組二段、三段。長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁組合可劃分礁基、礁核和礁蓋，也常發(fā)生白云化作用，孔隙較發(fā)育。如紅花剖面生物礁為典型的臺(tái)緣生物礁，礁組合完整，由礁基、礁核和礁蓋組成(圖5)。礁基厚46.1 m，主要由生物碎屑灘組成，巖性特征主要為深灰色和淺灰色生屑灰?guī)r，生物碎屑包括棘皮、瓣鰓、有孔蟲、藻類、筳、介形蟲、海綿骨針、苔蘚蟲和管殼石等，是生物礁生長(zhǎng)基座。礁核厚88.3 m，巖性為灰白色塊狀藻粘結(jié)巖和骨架礁灰?guī)r，造礁生物主要為海綿，部分為苔蘚蟲和水螅，大多數(shù)呈垂直或斜交層面生長(zhǎng)的生態(tài)特征，附礁生物有海百合、腕足、瓣鰓、筳及有孔蟲等，其形成生物礁抗浪塊體的主體部分。礁蓋厚38.2 m，巖性主要為灰白色、淺灰色厚層塊狀粉晶白云巖、灰質(zhì)云巖，沉積物主要來自前方被波浪打碎的礁屑，但可含有豐富的原地固著生長(zhǎng)的造礁生物，以及各種生物碎屑，以亮晶膠結(jié)為主，溶孔發(fā)育。

圖5 鄂西-城口地區(qū)紅花剖面長(zhǎng)興組臺(tái)地邊緣生物礁綜合柱狀圖Fig.5 Composite column of platform-margin reef in the Changxing Formation on Honghua section in E’xi-Chengkou area

礁核由下部的藻粘結(jié)礁、中部的海綿骨架-障積礁和上部的藻粘結(jié)礁組成。藻粘結(jié)礁厚13.1 m，主要發(fā)育淺灰色塊狀泥-粉晶藻粘結(jié)海綿礁灰?guī)r，藻類十分發(fā)育，含海綿等生物碎屑，局部凝塊石發(fā)育，主要為灰泥膠結(jié)，孔隙不發(fā)育；附礁生物有小型腕足、海百合、苔蘚蟲及有孔蟲等；其上部的生屑灘厚11.3 m，為淺灰色塊狀生屑泥晶灰?guī)r、灰白色中厚層棘屑云質(zhì)灰?guī)r，生屑主要為棘屑、筳和有孔蟲等。海綿骨架-障積礁厚27.2 m，為灰白色塊狀生屑灰?guī)r，海綿、藻類及其他生屑豐富，發(fā)育凝塊石，主要為亮晶膠結(jié)，溶孔較發(fā)育；其上生屑灘厚3.2 m，巖性為灰色中層泥晶生屑灰?guī)r，生屑包括綠藻、有孔蟲、腕足等。上部的藻粘結(jié)礁厚22.7 m，以深灰色厚層塊狀微生物巖為主，含有孔蟲等生物,主要為灰泥膠結(jié)，孔隙不發(fā)育；其上生屑灘厚10.9 m，為灰色、深灰色泥晶藻屑灰?guī)r，藻屑主要為假蠕孔藻，生屑主要包括筳、有孔蟲和棘屑等。

長(zhǎng)興期臺(tái)緣礁規(guī)模較大、分布較連續(xù)，礁核厚一般40～110 m、寬度約10～20 km，從開縣紅花剖面、渡口羊鼓洞剖面和宣漢盤龍洞剖面看，區(qū)域面積約400 km2的范圍內(nèi)臺(tái)緣礁明顯發(fā)育(圖6)。從臺(tái)地向臺(tái)緣方向，礁核的厚度有變厚的趨勢(shì)，靠近臺(tái)緣坡折礁核厚度越大、障積-骨架礁厚度越大。如開縣紅花剖面礁核厚75.4 m、障積-骨架礁厚27.2 m，渡口羊鼓洞剖面礁核厚49 m、全為障積-骨架礁，宣漢盤龍洞剖面臺(tái)緣礁的礁核厚110 m、障積-骨架礁厚度100 m?？赡苁桥_(tái)緣坡折附近水體能量充足、養(yǎng)份充足，有利于造礁生物生長(zhǎng)，有利于骨架礁和障積礁的生長(zhǎng)。

圖6 鄂西-城口地區(qū)長(zhǎng)興組沉積相對(duì)比(剖面位置見圖1 C—C′)Fig.6 Sedimentary facies correlation of the Changxing Formation in E’xi-Chengkou area (see Fig.1 for the section location C-C′)

3.2 飛仙關(guān)期臺(tái)地邊緣灘

主要由鮞粒灰?guī)r、鮞粒白云巖(圖2e)、粉晶白云巖、砂屑灰?guī)r和少量泥晶灰?guī)r等組成，也有豆?；?guī)r發(fā)育(圖2f)。由于受波浪、潮汐水流或沿岸流的簸選，水體較潔凈，鮞粒分選好、圈層較發(fā)育且顆粒含量高。灘體呈厚層-塊狀，單層厚度大，發(fā)育各種大型、中型板狀或槽狀交錯(cuò)層理，單一剖面上的灘體縱向常由核形石灰?guī)r演變?yōu)榱辆b粒灰?guī)r，頂部鮞粒含量增多、粒徑變大、形成向上變淺的沉積序列。

由于位于臺(tái)地邊緣，水體能量高，有利于鮞粒的形成和堆集，故沉積厚度大，灘體厚度一般可達(dá)20～100 m，分布穩(wěn)定。臺(tái)緣灘常在臺(tái)地邊緣呈條帶狀分布，并隨著臺(tái)地的發(fā)展而遷移，具有明顯的穿時(shí)性。臺(tái)緣灘生長(zhǎng)快，常呈凸起狀，當(dāng)海平面下降時(shí)，可以暴露出海平面，遭受大氣淡水淋濾作用和混合水白云巖化作用[27-30]；在后期的改造中，鮞粒白云巖常被溶蝕形成大量的溶蝕孔，成為好的油氣儲(chǔ)集體[31-32]。如雙河剖面臺(tái)緣鮞灘發(fā)育于飛仙關(guān)組二段中，飛二段厚86.4 m。下部為4.7 m的泥晶灰?guī)r，頂部開始白云巖化；中部為46.21 m的淺灰色、灰色鮞粒白云巖，呈中厚層狀，為典型的臺(tái)緣鮞灘沉積；上部為35.48 m厚薄層狀泥晶白云巖和泥質(zhì)白云巖(圖7)；其中臺(tái)緣鮞灘儲(chǔ)層較好，46個(gè)樣品孔隙度平均為6%，滲透率平均為3.9×10-3μm2。鮞灘之間古地貌相對(duì)低的區(qū)域，沉積物主要為泥晶灰?guī)r，夾少量薄層鮞?；?guī)r，見雙向交錯(cuò)層理，是廣海與臺(tái)地連通的潮道沉積。

圖7 鄂西-城口地區(qū)雙河剖面飛仙關(guān)組綜合柱狀圖Fig.7 Composite column of the Feixianguan Formation on Shuanghe section in E’xi-Chengkou area

與飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘相比(如廟壩剖面的臺(tái)內(nèi)灘)，臺(tái)緣灘具有明顯的特征：①厚度較大，一般大于20 m，最厚可達(dá)百米以上；②延伸范圍較廣，區(qū)域可以對(duì)比，如與雙河剖面相距5 km的滿月剖面，臺(tái)緣鮞灘的特征非常相似；③鮞粒以正常鮞為主，約占90%以上，假鮞和表鮞少；④白云巖化程度較高，亮晶膠結(jié)物為主，可見大量孔隙。說明臺(tái)地邊緣水體能量大、水體清潔，鮞灘能持續(xù)沉積、大面積分布。

研究區(qū)飛仙關(guān)期臺(tái)緣鮞灘主要發(fā)育于飛二—飛四段，飛二段和飛三段鮞灘厚度較大，分布連續(xù)，飛四段鮞灘厚度較小(圖8)。從地震剖面上，可見隨飛仙關(guān)期臺(tái)地演化和相對(duì)海平面下降，臺(tái)緣鮞灘向盆地方向遷移明顯，臺(tái)緣灘從飛仙關(guān)組二段開始發(fā)育，奉探1井西側(cè)飛二段厚度明顯加大，呈扁平丘狀雜亂地震相(圖4，B點(diǎn))，是臺(tái)緣灘的響應(yīng)，向東地層厚度明顯減?。伙w三段沉積期，臺(tái)緣灘明顯向東遷移奉探1井東側(cè)(圖4，C點(diǎn))，其地震反射特征與B點(diǎn)相似。

受鮞粒灘的堆積速率與海平面頻繁變化影響，研究區(qū)內(nèi)臺(tái)緣鮞灘縱向以加積、進(jìn)積為主，鮞灘分布厚度較大，累計(jì)厚度一般30～80 m。隨著臺(tái)地向東的增生，臺(tái)緣鮞粒灘不斷向東遷移。從橫切臺(tái)緣帶的連井剖面上看，飛二段臺(tái)緣鮞灘發(fā)育滿月—雙河—石梁一線，鮞灘帶寬約20 km，厚度穩(wěn)定，3個(gè)剖面分別為31，40，75 m，都發(fā)生比較強(qiáng)烈的白云石化作用；飛三段臺(tái)緣鮞灘遷移至寧廠一線，厚度與飛二段鮞灘帶相近，寧廠剖面約60 m，白云石化作用相對(duì)較弱，以白云質(zhì)灰?guī)r為主；飛四段臺(tái)緣鮞灘遷移至孔家溝一線，厚度較小，如孔家溝剖面臺(tái)緣鮞灘發(fā)育于飛四段上部，厚約22 m，主要為鮞?；?guī)r(圖8)。

圖8 鄂西-城口地區(qū)飛仙關(guān)組沉積相對(duì)比(剖面位置見圖1 D—D′)Fig.8 Sedimentary facies correlation of the Feixianguan Formation in E’xi-Chengkou area (see Fig.1 for the section location D-D′)

4 臺(tái)緣帶礁灘展布

長(zhǎng)興期至飛仙關(guān)期研究區(qū)海平面整體表現(xiàn)為一個(gè)完整的二級(jí)旋回[1,22]，內(nèi)部又有多期次一級(jí)海平面的變化，次級(jí)旋回期次有分歧[23-26]?？傮w來看，長(zhǎng)興期相對(duì)海平面為一上升過程，臺(tái)緣礁灘逐漸發(fā)育，長(zhǎng)興中晚期達(dá)到繁盛；末期至飛一早期海平面達(dá)到最高，盆地相面積最大；飛仙關(guān)期相對(duì)海平面為一下降過程，飛一后期海平面開始下降，臺(tái)地逐漸增生；飛二期—飛三期隨臺(tái)地的拓展，臺(tái)地邊緣灘開始發(fā)育直至繁盛，飛四期研究區(qū)內(nèi)臺(tái)地進(jìn)入均一化，廣泛發(fā)育局限臺(tái)地沉積(圖6,圖8,圖9)。

4.1 臺(tái)緣生物礁展布

研究區(qū)長(zhǎng)興早—中期開始海侵，相對(duì)海平面上升速度較快，海水自西向東逐漸加深，依次發(fā)育臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、斜坡和盆地相。以通江鐵廠河-萬源蜂桶-宣漢盤龍洞-巫溪尖山-巫溪田壩—奉1井—利川見天壩一線為界，界線以西發(fā)育臺(tái)地沉積，臺(tái)地內(nèi)古地貌高的區(qū)域以發(fā)育臺(tái)內(nèi)灘或臺(tái)內(nèi)礁沉積為主。臺(tái)緣帶能量充足，適合生物生長(zhǎng)繁殖，在萬源蜂桶、宣漢盤龍洞、開縣滿月、奉探1井和見天壩等地一線以發(fā)育臺(tái)緣障積-骨架礁為主，臺(tái)緣礁沿臺(tái)緣呈串珠狀分布。界線以東為斜坡相，斜坡帶坡度變陡、相帶較窄。盆地相主要發(fā)育于斜坡帶以東的城口廟壩、城口咸宜、巫溪龍臺(tái)、樓1井和湖北恩施一帶(圖9a，圖6)。

長(zhǎng)興中后期，海平面上升速度變緩，臺(tái)緣帶多細(xì)胞造礁生物停止生長(zhǎng)，逐漸消亡，臺(tái)緣礁以藻粘結(jié)礁為主，造礁生物主要為微生物和低等藻類，分布于萬源蜂桶、宣漢盤龍洞和巫溪尖山等區(qū)域，推測(cè)開縣滿月、利川見天壩以西也可能發(fā)育同類型的粘結(jié)礁，臺(tái)緣礁沿臺(tái)緣呈串珠狀分布，臺(tái)緣灘不發(fā)育。斜坡相發(fā)育于開縣滿月、巫溪龍臺(tái)和利川見天壩一線的臺(tái)地邊緣外側(cè)，盆地相主要發(fā)育于斜坡相帶以東地區(qū)。

長(zhǎng)興晚期，海平面上升速度進(jìn)一步變緩，臺(tái)緣帶造礁生物停止生長(zhǎng)，該時(shí)期相對(duì)海平面下降，以通江鐵廠河、萬源蜂桶、宣漢盤龍洞、開縣滿月、巫溪尖山和利川見天壩一線為界，界線以西發(fā)育開闊臺(tái)地相及局限臺(tái)地相；通江鐵廠河、萬源蜂桶、宣漢盤龍洞、開縣滿月、巫溪尖山和利川見天壩等一線臺(tái)緣帶發(fā)育臺(tái)緣灘，臺(tái)緣灘向廣海方向進(jìn)積，廣泛發(fā)育于臺(tái)緣相帶之上，預(yù)測(cè)北部竹園1井以東地區(qū)也可能廣泛發(fā)育臺(tái)緣灘。斜坡相主要分布于巫溪龍臺(tái)、城口咸宜等臺(tái)地邊緣外側(cè)，斜坡帶以東為盆地相沉積。

4.2 臺(tái)地邊緣灘展布

飛一段沉積初期，海平面為本次旋回最大時(shí)期，臺(tái)地范圍較小，結(jié)合區(qū)域資料，臺(tái)地范圍僅發(fā)育于區(qū)內(nèi)北部古地貌高地，四周被較深水所包圍，向東及東南方向依次發(fā)育斜坡及盆地相。北部開闊臺(tái)地相主要發(fā)育在竹園1井、鷹1井、紫1井和朱家1井一帶；局限臺(tái)地相發(fā)育于金珠1井區(qū)。宣漢渡口、開縣紅花和菩薩1井一線發(fā)育臺(tái)地邊緣相，推測(cè)北部竹園1井以東地區(qū)也有發(fā)育。斜坡相主要分布于萬源八臺(tái)、開縣滿月、巫溪尖山及樓1井以西地區(qū)。受大規(guī)模海侵作用及古地理格局影響，區(qū)內(nèi)南部古地貌較低，南部石寶寨、建南與北部云安廠、樓1井連接成片，發(fā)育斜坡相沉積，相帶寬廣、巖性穩(wěn)定(圖9b)。

圖9 鄂西-城口地區(qū)長(zhǎng)興期(a)、飛仙關(guān)期(b)巖相古地理與臺(tái)緣礁灘分布Fig.9 Lithofacies palaeogeography and distribution of platform-margin reef-shoal facies during the sedimentation of Changxing (a) and Feixianguan (b) Formations in E’xi-Chengkou area

飛二段沉積期，相對(duì)海平面下降，北部孤立碳酸鹽巖臺(tái)地向四周增生。自西向東水體逐漸加深。臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、斜坡和盆地相依次發(fā)育。區(qū)內(nèi)北部仍然為古地貌高，在竹園1井、金珠1井、渡口、鷹1井和龍?zhí)逗拥鹊貐^(qū)發(fā)育局限臺(tái)地相和蒸發(fā)臺(tái)地相沉積(圖2a)。開闊臺(tái)地相主要分布于菩薩1井、馬槽2井、門5井、天成1井和云安6井等地區(qū)；萬源八臺(tái)-開縣滿月、萬州雙河地區(qū)發(fā)育臺(tái)地邊緣相臺(tái)地邊緣灘亞相；斜坡相主要分布于區(qū)內(nèi)北部城口廟壩、城口咸宜、奉探1井以及南部廣大地區(qū)；以東十堰孔家溝地區(qū)則為盆地相沉積(圖9b，圖8)。

飛三段沉積期，相對(duì)海平面繼續(xù)下降，仍然延續(xù)自西向東方向水體逐漸加深的趨勢(shì)，幾個(gè)相帶仍依次發(fā)育，但相序依次向東遷移。以鎮(zhèn)巴簡(jiǎn)池、萬源八臺(tái)、開縣滿月、巫溪尖山、馬槽1井、建南地區(qū)一帶為界，界線以西為發(fā)育開闊臺(tái)地相，受海平面上升作用影響，臺(tái)地內(nèi)水體能量較低，多以灘間海微相沉積為主。臺(tái)地邊緣灘相發(fā)育于高樓、寧廠一線。盆地相主要發(fā)育于斜坡相帶以東地區(qū)，如十堰孔家溝地區(qū)。飛三段沉積中晚期區(qū)域相對(duì)海平面下降明顯，臺(tái)地范圍增生較為迅速。臺(tái)地邊緣灘亞相向西擴(kuò)展并大面積分布，主要分布于鎮(zhèn)巴、城口咸宜、巫溪寧廠一線，以及南部茨竹1井、建27井、池12井一線(圖9b)。

飛四段沉積期，受相對(duì)海平面下降影響，區(qū)內(nèi)大部分地區(qū)發(fā)育局限臺(tái)地相潟湖-潮坪沉積，十堰孔家溝地區(qū)發(fā)育臺(tái)地邊緣灘亞相鮞粒灘沉積，臺(tái)地邊緣相向東進(jìn)積明顯(圖9b)。

5 結(jié)論

1) 鄂西-城口地區(qū)長(zhǎng)興期-飛仙關(guān)期為鑲邊碳酸鹽巖臺(tái)地，由東向西依次發(fā)育盆地相、斜坡相、臺(tái)緣礁灘相、開闊臺(tái)地相、局限臺(tái)地相和蒸發(fā)臺(tái)地相。該區(qū)發(fā)育一條長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組臺(tái)緣帶，臺(tái)緣坡折明顯，礁灘分布連續(xù)、厚度較大、延伸范圍較廣。

2) 長(zhǎng)興期臺(tái)緣礁由礁基、礁核和礁蓋組成，礁核主要為粘結(jié)礁和障積-骨架礁，向臺(tái)緣坡折方向，障積-骨架礁厚度變大；飛仙關(guān)期臺(tái)緣灘以鮞粒白云巖和鮞?；?guī)r為主，分布穩(wěn)定，向盆地方向，臺(tái)緣灘由飛二段向上遷移到飛四段，飛二段臺(tái)緣灘白云巖化程度相對(duì)較高。

3) 長(zhǎng)興期臺(tái)緣礁主要分布于萬源蜂桶、宣漢盤龍洞、開縣滿月、奉探1井和見天壩一帶，飛仙關(guān)期臺(tái)緣灘分布范圍更大，飛二段臺(tái)緣灘主要分布于萬源八臺(tái)-開縣滿月-萬州雙河、寨溝灣、石寶寨一帶，與長(zhǎng)興期臺(tái)緣礁基本疊合，飛三段、飛四段臺(tái)緣灘遷移到飛二段臺(tái)緣灘的東側(cè)。