楊鵬成 楊 光 陳新偉,3 苑保國(guó) 趙學(xué)欽 程曉敢 陳漢林
(1.教育部含油氣盆地構(gòu)造研究中心 杭州 310027;2.中國(guó)石油西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院 成都 610059;3.構(gòu)造成礦成藏國(guó)土資源部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院 成都 610059;4.西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院 四川綿陽(yáng) 621010)
四川盆地是世界上最早發(fā)現(xiàn)天然氣的地區(qū),多年以來人們對(duì)盆地內(nèi)部石油地質(zhì)條件研究表明四川盆地具備優(yōu)質(zhì)的油氣成藏條件,具有豐富的油氣資源,是我國(guó)大型含油氣盆地(鄧康齡,1992;李小地,1994;安作相,1996;楊曉萍等,2005;魏國(guó)齊等,2019)。四川盆地油氣藏發(fā)育具有多期次性,儲(chǔ)層普遍致密化,深埋作用導(dǎo)致四川盆地以天然氣為主,呈現(xiàn)早期聚集晚期成藏的基本特點(diǎn)(王金琪,2004;魏國(guó)齊等,2019)。
發(fā)生于上揚(yáng)子地區(qū)的中-晚二疊世之間的峨眉山地幔柱事件造成了揚(yáng)子板塊西緣地殼快速差異抬升,隨后噴發(fā)出巨量的玄武巖,形成了近菱形分布(圖1),出露面積達(dá)25×104km2的峨眉山大火成巖?。‥meishan Large Igneous Province,以下簡(jiǎn)稱ELIP),是中國(guó)華南地區(qū)一次非常重要的地質(zhì)熱事件(何斌等,2005)。由于峨眉山地幔柱隆升,ELIP下伏茅口組頂部受到區(qū)域性的差異剝蝕和風(fēng)化淋濾作用形成巖溶地貌,隨后噴發(fā)的峨眉山玄武巖覆蓋在茅口組之上,與下伏地層呈不整合接觸。茅口組發(fā)育風(fēng)化殼巖溶型儲(chǔ)層,已獲得高產(chǎn)工業(yè)氣流,是四川盆地重要的油氣勘探層位,具有較大的油氣勘探潛力(肖笛等,2014;胡東風(fēng),2019;Hu et al.,2021;Zhu et al.,2021)。近年來,隨著ELIP的火山巖研究的不斷深化和勘探深入,火山巖作為儲(chǔ)層逐漸被人們所熟知,并不斷在火山巖中發(fā)現(xiàn)大規(guī)模的油氣儲(chǔ)藏,已成為四川盆地油氣勘探領(lǐng)域(田景春等,2017;羅冰等,2019;馬新華等,2019;Ma et al.,2019;文龍等,2019;劉冉等,2021)。
圖1 峨眉山大火成巖省區(qū)域概況圖(據(jù)He et al.,2003;Ali et al.,2005;Zhu et al.,2017修改)Fig.1 The regional general map of Emeishan Large Igneous Province(modified from He et al.,2003;Ali et al.,2005;Zhu et al.,2017)
前人雖然對(duì)于峨眉山地幔柱活動(dòng)對(duì)茅口組儲(chǔ)層影響和ELIP內(nèi)部的火山巖作為儲(chǔ)層已開展了較多的研究,但是地幔柱活動(dòng)還將影響后期的沉積作用發(fā)生和地幔柱外圍地區(qū)的構(gòu)造格局,這些作用也將影響到盆地內(nèi)部?jī)?chǔ)層發(fā)育。因此,本文在梳理前人相關(guān)研究的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)剖析峨眉山地幔柱活動(dòng)對(duì)四川盆地二疊系油氣儲(chǔ)層的控制作用,期望對(duì)四川盆地二疊系油氣儲(chǔ)層的發(fā)育特征和成因有一個(gè)更為系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。
四川盆地經(jīng)歷了十分復(fù)雜的構(gòu)造演化過程,顯生宙以來以四川盆地及周緣地區(qū)為主體的上揚(yáng)子地區(qū)經(jīng)歷了多次陸內(nèi)伸展和擠壓的大地構(gòu)造背景轉(zhuǎn)換(魏國(guó)齊等,2019)。晚古生代時(shí)期盆地整體為碳酸鹽巖臺(tái)地環(huán)境,構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定,形成厚度巨大的碳酸鹽沉積體。但是,在中-晚二疊世時(shí)期,上揚(yáng)子西南緣地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的火山作用事件,噴發(fā)巨量峨眉山玄武巖,形成出露面積達(dá)25×104km2的峨眉山大火成巖省。峨眉山大火成巖省的形成機(jī)制,主要認(rèn)為是由于地幔柱隆升造成的(He et al.,2007;李宏博,2012;徐義剛等,2013)。另有部分學(xué)者對(duì)會(huì)東大橋剖面出露的基性水下巖漿沉積體及大理地區(qū)出露的火山層序研究表明:初始火山活動(dòng)發(fā)生在深海環(huán)境中,并未造成火山活動(dòng)開始前的地殼穹?。≒eate and Bryan.,2008;Zhu et al.,2014),曾對(duì)地幔柱模型提出質(zhì)疑。
在上揚(yáng)子地區(qū),峨眉山玄武巖噴發(fā)之前發(fā)育的下-中二疊統(tǒng)主要包括梁山組、棲霞組和茅口組(劉冉等,2021)。早二疊世梁山組沉積期間經(jīng)歷了海陸交替相的煤系沉積,米易巧家縣剖面梁山組巖性為海陸交互相砂頁(yè)巖;雷波柳洪剖面梁山組下部巖性為石英砂巖夾頁(yè)巖,上部發(fā)育炭質(zhì)頁(yè)巖及粘土質(zhì)頁(yè)巖(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1966,1972);川西北橋亭剖面梁山組發(fā)育薄層濱岸沼澤相砂質(zhì)泥巖(四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1972)。梁山組在上揚(yáng)子區(qū)域整體沉積較?。▓D2)。梁山組沉積之后發(fā)生了陽(yáng)新海侵事件,其上覆的棲霞組為開闊臺(tái)地相淺海碳酸鹽巖沉積,巖性主要由生物碎屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、燧石團(tuán)塊、致密狀灰?guī)r組成,棲霞組與下伏梁山組在上揚(yáng)子區(qū)域呈整合接觸關(guān)系。茅口組仍屬于淺海碳酸鹽巖沉積,與棲霞組呈整合接觸關(guān)系,巖性以厚層塊狀灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r為主。
茅口組沉積之后,發(fā)生了峨眉山地幔柱活動(dòng)有關(guān)的峨眉山大火成巖省事件,發(fā)育了主體巖性為基性—超基性的偏堿性火山巖,包括火山碎屑巖、隱晶—微晶玄武巖、斑狀玄武巖、氣孔—杏仁狀玄武巖及粒玄巖、輝綠玢巖、沉凝灰?guī)r和凝灰質(zhì)泥巖(劉冉等,2021)。前人對(duì)峨眉山大火成巖省進(jìn)行了一系列年代學(xué)研究,結(jié)果表明其主體噴發(fā)時(shí)間約為260~257 Ma(He et al.,2007;徐義剛等,2013;Zhao et al.,2016)。根據(jù)火山巖發(fā)育的厚度將大火成巖省地區(qū)分為東、中、西3個(gè)巖區(qū),東巖區(qū)火山巖的厚度絕大部分小于1 000 m,沿昭覺、東川一線厚700~1 000 m向東至貴州水城、盤縣一帶減薄至200~500 m,至安順以西巖石向東呈舌狀尖滅;中巖區(qū)火山巖的厚度一般在1 000 m以上,米易龍帚山厚度最大,為2 746 m;西巖區(qū)火山巖的厚度多為2 000~3 000 m,云南賓川上倉(cāng)剖面厚達(dá)5 384 m,3大巖區(qū)大體沿南北向深大斷裂帶分布(李宏博,2012)。近幾年,在四川盆地內(nèi)部的鉆井也鉆遇玄武巖,玄武巖厚度整體由西南向北東方向厚度逐漸減?。ㄌ锞按旱龋?017)。
上揚(yáng)子西南地區(qū)玄武巖之上的晚二疊世主要發(fā)育了吳家坪階,稱為樂平組;而在四川盆地區(qū)域晚二疊世地層包括吳家坪階和長(zhǎng)興階,吳家坪階在盆地西南稱為龍?zhí)督M,而在盆地北部稱為吳家坪組;長(zhǎng)興階稱為長(zhǎng)興組(圖2)。晚二疊世地層在上揚(yáng)子地區(qū)的發(fā)育存在空間差異性,例如,上揚(yáng)子西南地區(qū)的巧家縣剖面處于古地理高地,晚二疊世期間以風(fēng)化剝蝕為主,向周圍盆地提供物源,未接受沉積;而在柳洪鄉(xiāng)晚二疊世樂平組沉積了海陸交互相鐵鋁粘土質(zhì)巖—含煤碎屑巖建造,與下伏玄武巖呈假整合接觸(圖2)。
圖2 峨眉山大火成巖省地區(qū)二疊紀(jì)地層柱狀對(duì)比圖(數(shù)據(jù)據(jù)四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局,1966,1972,本文;剖面點(diǎn)位見圖1)Fig.2 Columnar map of Permian strata in Emeishan Large Igneous Province(data from Bureau of Geology and Mineral Resources of Sichuan Province,1966,1972,this study;section points are shown in Fig 1)
在空間上,上揚(yáng)子地區(qū)晚二疊世吳家坪階的沉積特征表現(xiàn)為樂平組海陸交互相、龍?zhí)督M泥頁(yè)巖互層和吳家坪組泥晶灰?guī)r這3套同時(shí)異相的晚二疊世沉積。吳家坪組記錄了上揚(yáng)子地區(qū)玄武巖噴發(fā)事件后,發(fā)生北東往南西方向的海侵(Huang et al.,2021)。到了晚二疊世長(zhǎng)興組,主體發(fā)育泥晶灰?guī)r、生屑灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r和燧石層,與下伏龍?zhí)督M、吳家坪組呈整合接觸關(guān)系。
玄武巖作為峨眉山大火成巖省的主要巖石類型,其大面積分布于川西南地區(qū),以云南、貴州、四川三省交界處為主。近些年,隨著鉆井資料的不斷豐富,盆地內(nèi)部也多揭示玄武巖(馬新華等,2019;文龍等,2019;劉冉等,2021)。通過玄武巖厚度平面分布,表明四川盆地峨眉山玄武巖主要分布在川西地區(qū),厚40~500 m;向北東方向厚度逐漸變小,且在川東地區(qū)有少量分布,厚4~65 m(田景春等,2017)。
前人研究表明峨眉山大火成巖省是由多期次火山噴發(fā)作用形成,不同地區(qū)噴發(fā)旋回存在差異性。李香君等(2020)根據(jù)川西Ys1井鉆井資料識(shí)別出峨眉山玄武巖存在3個(gè)旋回:第一旋回表現(xiàn)為下部多個(gè)溢流相和頂部噴溢相組合;第二旋回以溢流相為主,間夾爆發(fā)相;第三旋回同樣以溢流相為主,上部見爆發(fā)相。張若祥(2006)將周公2井玄武巖井段分為5個(gè)旋回:第一旋回為火山角礫巖;第二、三、四旋回均為玄武巖、火山角礫巖和凝灰質(zhì)巖;第五旋回為玄武巖,平面上火山巖相帶由中心向外部分為火山通道相、次火山巖相、爆發(fā)相、溢流相和火山沉積相。川西南地區(qū)火山巖由南西向北東逐漸減薄,在成都—簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)則出現(xiàn)了局部的火山巖厚度增大(王嘉琦等,2021)。揚(yáng)子西緣古火山機(jī)構(gòu)研究表明:峨眉山玄武巖存在3次快速噴發(fā)亞旋回,第一亞旋回和第三亞旋回噴發(fā)方式均以爆發(fā)相與溢流相為主,而第二亞旋回則以溢流相為主(鄢圣武等,2021)。
根據(jù)地震資料解釋及其鉆井揭示的結(jié)果表明,二疊系火山巖在四川盆地不同地區(qū)呈現(xiàn)不均勻分布特征(圖3),火山巖以噴溢相和溢流相為主。受峨眉山地幔柱中心所處位置的影響,溢流相火山巖主體分布在三臺(tái)—眉山—宜賓一線以南地區(qū)。由于地幔柱隆升,四川中東部區(qū)域處于拉張伸展體系,川中發(fā)育規(guī)模較大的溢流相火山巖;川東北部梁平地區(qū)發(fā)育規(guī)模較小的溢流相火山巖。噴溢相火山巖在四川盆地集中于三臺(tái)—中江—成都一線,且以Ⅱ類噴溢相火山巖發(fā)育為主,Ⅰ類噴溢相火山巖零星分布。
圖3 四川盆地二疊系火成巖巖相分布圖(據(jù)馬新華等,2019;Ma et al.,2019;文龍等,2019修改)Fig.3 Lithofacies distribution map of Permian volcanic in Sichuan Basin(modified from Ma et al.,2019;Ma et al.,2019;Wen et al.,2019)
溢流相火山巖帶以玄武巖發(fā)育為主,玄武巖巖性較致密,玄武質(zhì)熔巖在冷凝過程中揮發(fā)組分易構(gòu)成原生氣孔(李香君等,2020;王嘉琦等,2021),原生氣孔一般都是獨(dú)立孔隙,經(jīng)后期裂縫改造發(fā)育能極大改善其滲透性(何松林,2016)。噴溢相火山巖帶多發(fā)育火山角礫巖和凝灰?guī)r等火山碎屑熔巖,熔結(jié)凝灰?guī)r儲(chǔ)集性能較好,為最有利的儲(chǔ)集體;火山角礫巖的儲(chǔ)集性能次之,主要儲(chǔ)集空間為成巖過程中形成的原生孔隙及原生孔隙受溶蝕擴(kuò)大而形成的次生粒間孔(王嘉琦等,2021)。
火山巖儲(chǔ)集空間分為原生孔隙、次生孔隙和裂縫3大類(張若祥,2006;何松林,2016;文龍等,2019;李香君等,2020;王嘉琦等,2021),原生孔隙包括原生氣孔、殘余氣孔、粒(礫)間孔、晶間孔、冷凝收縮縫、收縮節(jié)理;次生孔隙包括脫?;芪g孔、殘余孔、斑晶溶蝕孔、杏仁體溶蝕孔、基質(zhì)溶蝕孔、角礫間溶孔、蝕變物溶蝕孔;裂縫包括構(gòu)造裂縫、柱狀節(jié)理縫、風(fēng)化裂縫、溶蝕縫。文龍等(2019)對(duì)四川盆地火山巖研究表明,雅安—樂山—屏山地區(qū)玄武巖儲(chǔ)層呈現(xiàn)孔隙—裂隙型儲(chǔ)集空間的特點(diǎn),成都—簡(jiǎn)陽(yáng)—三臺(tái)地區(qū)火山碎屑熔巖儲(chǔ)層主要發(fā)育孔隙型儲(chǔ)集空間。
何斌等(2003)通過西南地區(qū)茅口組對(duì)比,依據(jù)茅口組剝蝕程度差異,將其劃分為剝蝕程度大的內(nèi)帶,中等的中帶和弱的外帶。內(nèi)帶的茅口組大量缺失,剝蝕面起伏較大并常見灰?guī)r巖塊殘留,局部見底礫巖,古風(fēng)化殼不發(fā)育;中帶的茅口組部分缺失,剝蝕面起伏不平,局部見底礫巖,偶見碳質(zhì)頁(yè)巖夾煤線的古風(fēng)化殼;外帶的茅口組缺失較少,剝蝕面平坦,無底礫巖,普遍發(fā)育一層古風(fēng)化殼。
李宏博等(2013)根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查資料,證實(shí)ELIP區(qū)內(nèi)茅口組頂部普遍存在平行不整合界面,該界面是由于茅口組抬升成陸后遭受不同程度的剝蝕所造成;茅口組頂部發(fā)育了角礫狀灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r、底礫巖、紅土層、黏土砂礫巖、黏土巖等風(fēng)化殼物質(zhì),風(fēng)化殼是茅口組抬升并遭受剝蝕的直接證據(jù)。內(nèi)帶區(qū)域的茅口組灰?guī)r遭受的剝蝕作用十分強(qiáng)烈,局部地區(qū)峨眉山玄武巖直接覆蓋在中二疊統(tǒng)底部的梁山組砂巖之上(李宏博等,2013)。前人基于鉆井和地震資料,恢復(fù)了四川盆地茅口組巖溶古地貌,茅口組整體呈現(xiàn)“西高東低”形態(tài),并由西向東劃分出巖溶高地、巖溶斜坡和巖溶洼地等3個(gè)一級(jí)地貌單元(張亞等,2020)。
四川盆地棲霞組和茅口組儲(chǔ)層巖石類型分為灰?guī)r及白云巖兩大類。棲霞組巖性包括晶粒白云巖、殘余顆粒白云巖、灰質(zhì)云巖及云質(zhì)灰?guī)r,晶粒白云巖發(fā)育晶間孔和晶間溶孔,局部沿晶間溶孔發(fā)育形成超大溶洞,晶間溶孔中有成巖自生白云石和方解石充填,而局部溶孔內(nèi)呈末充填式,該類巖石具極好的儲(chǔ)集空間,是有利的儲(chǔ)集巖石類型(圖4a~圖4d)。茅口組巖性以細(xì)晶—中晶云巖為主,受巖溶作用的影響溶蝕孔洞,裂縫及巖溶孔洞發(fā)育(圖4e~圖4h)。
圖4 棲霞組(a~d)和茅口組(e~h)儲(chǔ)集巖石類型Fig.4 Reservoir rock types of Qixia Formation(a~d)and Maokou Formation(e~h)
巖溶型儲(chǔ)層的形成與峨眉山地幔柱上涌導(dǎo)致了上揚(yáng)子地區(qū)大規(guī)模的地殼抬升有關(guān)。地殼抬升作用使得中二疊統(tǒng)棲霞組和茅口組海相碳酸鹽巖地層遭受抬升、剝蝕和風(fēng)化淋濾作用,形成大量的古巖溶地貌,茅口組灰?guī)r發(fā)育大量溶蝕孔洞及裂縫,為油氣儲(chǔ)藏提供良好的空間。劉冉等(2021)對(duì)川西地區(qū)茅口組與二疊系火山巖關(guān)系進(jìn)行了一系列野外剖面、鉆井、測(cè)錄井、地球化學(xué)和地震資料分析,認(rèn)為茅口組沉積末期受到早期巖漿活動(dòng)與拉張背景形成的正斷層影響,川西簡(jiǎn)陽(yáng)地區(qū)形成巖溶古地貌。峨眉山大火成巖省玄武巖噴發(fā)時(shí)巖漿活動(dòng)的熱效應(yīng)也影響著四川盆地中二疊統(tǒng)白云巖化過程。
峨眉山大火成巖省對(duì)四川盆地早-中二疊世海相碳酸鹽巖儲(chǔ)層的控制主要體現(xiàn)在地幔柱上升過程造成早、中二疊世地層隆升形成古地貌高地,在長(zhǎng)期的風(fēng)化剝蝕作用下,灰?guī)r地層形成巖溶地貌和古風(fēng)化殼,為油氣儲(chǔ)藏提供優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集空間。峨眉地幔柱活動(dòng)所引發(fā)的拉張伸展作用成為茅口期一系列北西向陸棚形成的重要誘因,影響了生屑灘的發(fā)育及其平面展布,進(jìn)而控制了油氣儲(chǔ)層的發(fā)育狀況。
峨眉山地幔柱上涌事件導(dǎo)致地殼抬升,使得四川盆地整體呈現(xiàn)南西高北東低的古地貌,圍繞噴發(fā)中心的外圍區(qū)域發(fā)生局部的伸展作用,導(dǎo)致沉降裂陷,影響了后期地貌與沉積格局。四川盆地晚二疊世早期為海相碳酸鹽巖—海陸過渡相沉積(圖5),由于峨眉山地幔柱上涌作用,位于隆升帶外緣區(qū)域的四川盆地總體處于拉張的構(gòu)造環(huán)境;在區(qū)域拉張應(yīng)力作用下,盆地內(nèi)部的隱伏基底斷裂發(fā)生再次復(fù)活并造成四川盆地的部分區(qū)域發(fā)生沉降,盆地構(gòu)造格局發(fā)生明顯分異。在長(zhǎng)興期形成了“隆凹交替”的古地理格局,自南西至北東依次分布鹽亭—潼南海槽、開江—梁平海槽和城口—鄂西海槽。
圖5 晚二疊世四川盆地巖相古地理圖(據(jù)李秋芬等,2018;Huang et al.,2021修改)Fig.5 Lithofacies palaeogeography of Late Permian Sichuan Basin(modified from Li et al.,2018;Huang et al.,2021)
3大海槽整體呈北西—南東向近平行展布,相鄰海槽之間被碳酸鹽巖臺(tái)地相所分隔。鹽亭—潼南海槽朝北西向開口與廣海相連,海槽南北兩側(cè)多發(fā)育斜坡相、臺(tái)內(nèi)灘亞相,海槽東側(cè)區(qū)域發(fā)育生物礁;開江—梁平海槽朝北部開口與廣海相連,海槽兩側(cè)以斜坡相、生物礁和生屑灘發(fā)育為主。城口—鄂西海槽與開江—梁平海槽之間展布近南北向碳酸鹽巖臺(tái)地相,在盆地中部地區(qū)與鹽亭—潼南海槽以斜坡相為連通。
前人通過對(duì)川東北地區(qū)沉積相研究表明:長(zhǎng)興期—飛仙關(guān)期不同臺(tái)緣帶礁灘體系具有一定的相似性,長(zhǎng)興期主要表現(xiàn)為由深水陸棚向臺(tái)緣斜坡—臺(tái)地邊緣礁演化;飛仙關(guān)期總體繼承了長(zhǎng)興期格局,向局限臺(tái)地到蒸發(fā)臺(tái)地演化,飛仙關(guān)晚期開江—梁平陸棚逐漸由西向東充填并變淺(郭彤樓,2011)。
晚二疊世—早三疊世時(shí)期,上揚(yáng)子區(qū)域礁灘相沉積是最重要的海相儲(chǔ)層。四川盆地長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組的有利儲(chǔ)集相帶劃分為3大類:臺(tái)緣礁灘區(qū),臺(tái)內(nèi)礁灘區(qū),臺(tái)內(nèi)白云巖區(qū)(魏國(guó)齊等,2009)。
城口—鄂西海槽長(zhǎng)興組儲(chǔ)層巖性以礁白云巖、顆粒白云巖和晶粒白云巖為主;儲(chǔ)集空間類型主要以晶間孔、晶間溶孔、超大溶孔以及各種裂縫所組成的以次生孔隙為主的裂縫—孔隙型儲(chǔ)層(左洺滔等,2016)。開江—梁平海槽礁灘帶是大中型天然氣藏形成的最有利地區(qū),其中二疊紀(jì)長(zhǎng)興期的海綿—水螅邊緣礁集中發(fā)育在環(huán)海槽的臺(tái)地邊緣相帶,是天然氣富集的有利儲(chǔ)集相帶;三疊紀(jì)飛仙關(guān)期發(fā)育環(huán)海槽的碳酸鹽臺(tái)地區(qū)鮞粒灘,發(fā)育孔隙性鮞粒云巖、鮞?;?guī)r儲(chǔ)層(王一剛等,2008)。鹽亭—潼南海槽東側(cè)臺(tái)緣帶是以生物礁灘復(fù)合體中的生屑灘白云巖為主要,粒間孔及生物格架孔為主要儲(chǔ)集空間;海槽西側(cè)生物礁不發(fā)育,以生屑灘為主,儲(chǔ)層以生屑灘灰?guī)r為主,孔隙主要為粒間溶孔、晶間孔、溶縫等(李秋芬等,2018)。
峨眉山地幔柱上涌所形成的古地貌控制了晚二疊世沉積相的發(fā)育,受古地貌背景的影響,長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組礁灘相圍繞開江—梁平陸棚兩側(cè)臺(tái)緣帶沉積,臺(tái)緣帶不同的地貌形成了不同的沉積結(jié)構(gòu),并控制了儲(chǔ)層的發(fā)育(圖6)。因此,地幔柱活動(dòng)導(dǎo)致的外緣地區(qū)張性斷裂發(fā)育對(duì)晚二疊世沉積相的展布具有控制作用,受張性斷裂控制的海槽的形成和發(fā)展影響了四川盆地上二疊統(tǒng)長(zhǎng)興組—下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組的生物礁、鮞粒灘的分布,并控制了儲(chǔ)層的發(fā)育。海槽周緣邊緣陸棚相帶和臺(tái)內(nèi)隆起的相對(duì)淺水部位成為生物礁發(fā)育的理想場(chǎng)所,是四川盆地富生物礁油氣藏優(yōu)質(zhì)區(qū)域(周剛等,2013;劉樹根等,2016)。
圖6 過元壩—普光臺(tái)緣帶古地貌及沉積結(jié)構(gòu)特征(據(jù)郭彤樓,2011;位置見圖5)Fig.6 Palaeogeomorphology and sedimentary structure characteristics of Yuanba-Puguang platform margin zone(after Guo,2011;section points are shown in Fig.5)
根據(jù)上述對(duì)四川盆地二疊系油氣儲(chǔ)層特征和儲(chǔ)層發(fā)育過程的討論,本文提出峨眉山大火成巖省形成對(duì)四川盆地油氣儲(chǔ)層格局發(fā)育的控制作用模式,主要表現(xiàn)在兩個(gè)階段、3種影響作用方式。
中二疊世末期,峨眉山地幔柱不斷上涌造成地殼抬升,使得中二疊系碳酸鹽巖地層暴露于地表。在后期風(fēng)化淋濾、剝蝕等強(qiáng)烈外地質(zhì)作用下,茅口組地層廣泛發(fā)育古巖溶地貌,流體的溶蝕作用使得巖層的孔隙度增加,地幔柱同時(shí)造成地殼發(fā)生拉張伸展作用,溝通了巖層之間的聯(lián)系,極大改善了儲(chǔ)集空間,為油氣儲(chǔ)集和運(yùn)移提供良好通道(圖7a)。與此同時(shí),峨眉山大火成巖省深部巖漿活動(dòng)的熱效應(yīng)也影響著四川盆地中二疊統(tǒng)白云巖化過程。
圖7 峨眉山大火成巖省對(duì)四川盆地儲(chǔ)層控制作用模式圖Fig.7 Model diagram of reservoir control effect of Emeishan Large Igneous Province in Sichuan Basin
晚二疊世初期,一方面,峨眉山地幔柱大量火山熔巖噴發(fā)(圖7b),溢流相玄武巖大面積發(fā)育在靠近地幔柱中心位置的川西南區(qū)域,而噴溢相火山巖分布范圍較小,且主要分布于三臺(tái)—中江—成都一線,噴溢相和溢流相火山巖成為油氣聚集的場(chǎng)所。另一方面,地幔柱的上涌,使得遠(yuǎn)離地幔柱中心的外緣區(qū)域處于伸展體系,形成“隆凹交替”的古地理格局,發(fā)育鹽亭—潼南海槽、開江—梁平海槽和城口—鄂西海槽;長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組地層圍繞海槽陸棚區(qū)域普遍發(fā)育礁灘相,為油氣聚集發(fā)育提供良好的儲(chǔ)層。
(1)峨眉山大火成巖省對(duì)四川盆地油氣儲(chǔ)層的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)階段、3種影響作用方式。兩個(gè)階段是指中二疊世末期和晚二疊世—早三疊世時(shí)期。3種方式是指峨眉山地幔柱導(dǎo)致的地殼抬升對(duì)下伏中二疊統(tǒng)灰?guī)r儲(chǔ)層的改造作用,峨眉山大火成巖省的火山噴發(fā)旋回對(duì)火山巖儲(chǔ)層的空間發(fā)育的控制作用和峨眉山地幔柱活動(dòng)控制的晚二疊世盆地構(gòu)造格架對(duì)上覆沉積儲(chǔ)層的控制作用。
(2)中二疊世末:峨眉山地幔柱上涌導(dǎo)致的地殼抬升使得茅口組灰?guī)r地層遭受風(fēng)化剝蝕淋濾作用,形成古巖溶地貌為油氣儲(chǔ)藏提供有效儲(chǔ)集空間;峨眉山大火成巖省構(gòu)造熱作用也影響了四川盆地中二疊統(tǒng)白云巖化過程。
(3)晚二疊世—早三疊世:一方面,峨眉山玄武巖大量噴出地表,富含氣孔和裂隙的玄武巖自身成為油氣聚集的重要儲(chǔ)層;后期風(fēng)化淋濾作用進(jìn)一步促進(jìn)了溶孔、裂隙等儲(chǔ)集空間的發(fā)育。另一方面,地幔柱的上涌,使得遠(yuǎn)離地幔柱中心的外緣區(qū)域處于伸展體系,形成“隆凹交替”的古地理格局,發(fā)育鹽亭—潼南海槽、開江—梁平海槽和城口—鄂西海槽,海槽的形成、分布影響了長(zhǎng)興組—飛仙關(guān)組礁灘相發(fā)育和沉積相展布,進(jìn)而控制著有利儲(chǔ)層的發(fā)育。