百色盆地那坤地區(qū)古近系那讀組湖相碳酸鹽巖沉積特征及控制因素

肖 玲 （西安石油大學(xué)油氣資源學(xué)院，陜西西安710065）

百色盆地那坤地區(qū)古近系那讀組湖相碳酸鹽巖沉積特征及控制因素

肖 玲 （西安石油大學(xué)油氣資源學(xué)院，陜西西安710065）

百色盆地那坤地區(qū)古近系那讀組發(fā)育一套湖相碳酸鹽巖，綜合研究表明碳酸鹽淺湖為其主要沉積背景，從中劃分出濱湖、淺湖、顆粒灘3個(gè)亞相及其若干個(gè)微相。其沉積相展布具有自南向北顆粒灘與淺湖相間分布的特征，位于那百隆起與那坤低潛山帶北西段相銜接的部位灘核微相分布面積最大。沉積作用和微相展布規(guī)律主要受古氣候、古地形及水動力狀況等因素的控制。

湖相碳酸鹽巖；沉積特征；控制因素；那讀組；百色盆地

湖相碳酸鹽巖儲層作為碳酸鹽巖儲層的一個(gè)分支，在世界多個(gè)國家和地區(qū)發(fā)現(xiàn)儲量豐富的油氣資源［1］。但是在我國，湖相碳酸鹽巖油氣資源占總的油氣儲量比例不大，相對于海相碳酸鹽巖，沒有引起高度的重視。隨著近些年研究的不斷深入，湖相碳酸鹽巖的重要性已日益受到石油地質(zhì)工作者的足夠重視［1～9］，特別是我國東部濟(jì)陽坳陷沙四上亞段湖相碳酸鹽巖，具有極大的勘探潛力［3］，但是對于它的沉積機(jī)理研究尚顯薄弱。因此，研究湖相碳酸鹽巖成因及其控制因素，對認(rèn)識、預(yù)測和評價(jià)碳酸鹽巖隱蔽油氣藏具有重要的意義［2］。百色盆地那坤地區(qū)古近系那讀組湖相碳酸鹽巖段研究程度相對較低，僅彭軍［8，9］、陳元壯［10，11］等對其巖石學(xué)特征、沉積相及儲集空間類型做過初步研究；在前人研究的基礎(chǔ)上，筆者重點(diǎn)探討其沉積特征及其控制因素，以期為該地區(qū)的進(jìn)一步勘探提供地質(zhì)依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

百色盆地區(qū)域上位于廣西中西部右江斷裂帶南側(cè)，是一個(gè)受北西向右江大斷裂左旋走滑構(gòu)造控制、并在印支期中三疊統(tǒng)褶皺基底上由走滑拉分作用所形成的新生代內(nèi)陸斷陷湖盆。該盆地為NWW向展布，東起思林，西至百色，長約109km，寬僅7～14km，古近系覆蓋范圍約830km2［10，11］。盆地周邊以大面積出露的中三疊統(tǒng)板納組和蘭木組的海相砂泥巖和碳酸鹽巖為主，西南緣周邊分布有少量泥盆系至二疊系以及偶見的寒武系海相碳酸鹽巖。盆內(nèi)充填有下第三系六紐組、洞均組、那讀組、百崗組和上第三系伏平組、建都嶺組、長蛇嶺組的礫巖、砂巖、泥巖夾煤層為主，僅洞均組和那讀組下部局部地方以淡水灰?guī)r為主，總厚度大于1600m。在那讀組下部的湖相灰?guī)r中油氣顯示較普遍，部分井經(jīng)常規(guī)試油后具有一定的生產(chǎn)能力，如坤5井和坤2井，因此，湖相灰?guī)r段具備一定的成烴成藏條件，是百色盆地古近系中不可忽視的儲集巖類之一。

2 沉積微相類型

根據(jù)研究區(qū)內(nèi)測井資料、巖心觀察、巖礦資料，結(jié)合區(qū)域沉積地球化學(xué)特征等研究成果，綜合分析認(rèn)為碳酸鹽淺湖為那坤地區(qū)淡水灰?guī)r段主要沉積背景，在此基礎(chǔ)上識別出顆粒灘亞相、濱湖亞相及淺湖亞相3種亞相類型，各亞相又可以識別出若干個(gè)沉積微相（表1）。

表1 那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r段沉積微相劃分方案及特征簡表

3 沉積相平面展布特征

依據(jù)那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r段的分布特征，結(jié)合鉆井和露頭剖面的沉積相研究成果，研究區(qū)淡水灰?guī)r沉積環(huán)境是以淺湖環(huán)境顆粒灘為主，部分屬于潮坪沉積產(chǎn)物（圖1）。顆粒灘以灘核微相為主體，在坤17井、元5井、元4井、坤6井、坤5井一線，有較大的連續(xù)分布范圍和灰?guī)r累積厚度，灘核呈走向?yàn)镹W－SE向的長垣狀展布，其NW、NE、SE三側(cè)，為環(huán)繞灘核分布的灘緣微相，自灘核向?yàn)┚?，灰?guī)r累積厚度減薄，泥質(zhì)含量增加，并逐步過渡為灰泥質(zhì)和泥質(zhì)淺湖微相。而在那1井、立1井、滿43井、滿5井和滿10井一帶，因受到自NW向SE呈“人”字型分流的灘間水道微相分割影響，形成數(shù)個(gè)大小規(guī)模不一的灘核微相透鏡體與帶狀的灘間水道微相呈相間展布的沉積格局，各灘核的軸向和灘間水道的走向一致，均為NW－SE向，其周邊依然被寬度不大的灘緣微相所包繞，并逐步過渡為灰泥質(zhì)或泥質(zhì)淺湖微相。從總體上看，那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r段的沉積相展布格局，以具有自南向北顆粒灘與淺湖相間分布，組成顆粒灘沉積主體的灘核微相均呈NW－SE走向，以位于那百隆起與那坤低潛山帶北西段相銜接的部位灘核微相分布面積最大，灰?guī)r累積厚度和百分含量亦最大為顯著特征。

圖1 那坤地區(qū)那讀組湖相碳酸鹽巖段沉積微相平面分布圖

4 湖相碳酸鹽巖沉積演化主控制因素

4.1 古氣候控制因素

百色盆地早第三紀(jì)經(jīng)歷了古新世干燥炎熱、始新世早期半干旱、中－晚期濕暖潮濕和漸新世－中新世半干旱的氣候演變過程［12］。那讀組沉積早期主要處于半干旱向濕暖潮濕轉(zhuǎn)化的氣候轉(zhuǎn)化時(shí)期，由于降水量增大和入湖河流開始發(fā)育，造成湖水水位逐漸上升、湖域擴(kuò)大和水質(zhì)變好、環(huán)境趨于穩(wěn)定，不僅有利于各類湖相生物繁盛，而且由入湖河流將大量從古陸淋濾的含Ca2＋、Mg2＋等物質(zhì)以溶解狀態(tài)運(yùn)載入湖，為螺蚌類和介形類等軟體生物的繁殖提供了充沛的營養(yǎng)物質(zhì)，同時(shí)也促進(jìn)了以蘭綠藻光合作用為主導(dǎo)因素的碳酸鹽礦物生物化學(xué)沉淀作用，形成大量核形石、藻團(tuán)塊、藻團(tuán)粒、藻屑等隱藻類顆粒組分和灰泥組分，并在水體清澈和環(huán)境穩(wěn)定的部位連續(xù)沉積形成具一定產(chǎn)出層位和分布范圍的淡水灰?guī)r段。

4.2 古地形控制因素

那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r段的沉積厚度和沉積微相的橫向變化極大（圖1），明顯受北陡南緩、西淺東深的箕狀盆地構(gòu)造輪廓和盆內(nèi)低隆、淺洼相間的古地形格局控制。那坤地區(qū)淡水灰?guī)r段的地層厚度變化極大，發(fā)育層位相當(dāng)于區(qū)域上那讀組那三段第1個(gè)長期基準(zhǔn)面旋回（LSC1）下部的第1個(gè)中期基準(zhǔn)面旋回MSC1，按地層巖性的粗細(xì)變化規(guī)律，可進(jìn)一步劃分為7個(gè)相當(dāng)短期基準(zhǔn)面旋回（SSC1～SSC7）的湖進(jìn)－湖退韻律旋回（圖2）。

圖2 百色盆地那坤地區(qū)那讀組北西－南東向湖相碳酸鹽巖段地層格架圖

在垂向演化序列上，古地形與沉積微相存在如下的密切關(guān)系：①在淡水灰?guī)r段尚未發(fā)生較大規(guī)模沉積的初期（SSC1），湖盆范圍較小，在低隆、淺洼相間的古地形格局中，低隆區(qū)主要處于無沉積侵蝕狀態(tài)，淺洼區(qū)除局部發(fā)育有小規(guī)模的扇三角洲沉積之外，主體以接受濱淺湖相的含砂質(zhì)泥巖沉積為主，僅在那坤低潛山帶北西段的SW側(cè)，發(fā)育有小面積分布的濱湖灰泥坪微相的灰?guī)r（圖2，坤6井，SSC1）。②早期（SSC2～SSC3），因受構(gòu)造斷陷活動的影響，湖進(jìn)作用開始加強(qiáng)，湖域水體有所加深和擴(kuò)大，但隆、洼相間的古地形格局依然存在，特點(diǎn)為低隆區(qū)仍處于無沉積侵蝕狀態(tài)，僅范圍有所縮小，如那百隆起高部位上的雷2井－雷8井一帶（圖2）。低洼區(qū)沉積范圍有所擴(kuò)大，除近古陸邊緣的局部地區(qū)發(fā)育有小型扇三角洲，如陽7井（圖2），或構(gòu)造斷陷幅度較大的地區(qū)開始加深為半深湖之外，主體仍為以沉積泥巖為主的濱淺湖。由于該階段受湖域擴(kuò)大和水體加深影響，水流循環(huán)得到改善，水質(zhì)變好，因而相對前一階段更有利于造鈣生物的繁盛，于隆洼過渡部位開始發(fā)育向隆起高部位上超，向洼地低部位擴(kuò)展的顆粒灘沉積。早時(shí)（SSC2）灘體呈零星孤立狀分布，晚時(shí)（SSC3）迅速擴(kuò)大，局部相連疊置，但范圍限于那坤低潛山北西段的南側(cè)（圖2）和那百隆起的南東坡（圖2）。其中以發(fā)育于那百隆起南東坡上的顆粒灘規(guī)模較大，那坤低潛山帶南側(cè)的顆粒灘規(guī)模相對較小，但此兩灘體由低部位向高部位上超的現(xiàn)象都很明顯。③中期（SSC4～SSC5）伴隨構(gòu)造斷陷幅度的加大湖進(jìn)作用進(jìn)入高潮，那坤低潛山帶北西段和那百隆起相繼淹沒轉(zhuǎn)化為水下隆起，圍繞上述兩個(gè)低隆區(qū)發(fā)育的顆粒灘沉積亦進(jìn)入鼎峰期，不僅進(jìn)一步向隆起的高部位上超，向淺洼的淺湖區(qū)擴(kuò)展，逐步形成連片發(fā)育的顆粒灘。由顆粒灘的沉積超覆作用，自SE向NW將那百隆起南東坡上的淺水沉積區(qū)域完全覆蓋（圖2）。與此同時(shí)，雷公－三今和花茶等地，亦開始出始沿古陸邊緣發(fā)育的濱淺湖顆粒坪和灰泥坪沉積。④晚期（SSC6～SSC7）因受構(gòu)造活動減弱和大量陸源碎屑物進(jìn)入湖盆的充填補(bǔ)齊作用影響，隨著隆、洼相間格局的消失、湖域收縮和水深變淺的古地形變化，顆粒灘沉積區(qū)域亦發(fā)生同步收縮。早時(shí)（SSC6）收縮范圍不大，那坤低潛山帶北西段和那百隆起的東南坡主體依然被連片發(fā)育的顆粒灘覆蓋；晚時(shí)（SSC7）收縮強(qiáng)烈，零星發(fā)育在那百隆起南東坡上的低洼部位（圖2），包括兩低隆高部位在內(nèi)的全區(qū)主體以發(fā)育隆、洼古地形分異不明顯的淺湖砂泥質(zhì)沉積為主，并很快被濱湖的灰泥坪和沼澤微相的雜色泥巖、薄煤層掩埋，從而結(jié)束淡水灰?guī)r段的沉積演化史。

綜上所述，那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r段沉積受低隆、淺洼相間古地形控制的作用明顯，可歸納為如下3個(gè)顯著特點(diǎn)：①隆、洼過渡部位為最有利顆粒灘發(fā)育的部位（圖3），隆起的高部位是控制顆粒灘沉積超覆方向的主要地形因素；②顆粒灘（或?yàn)I湖顆粒坪、灰泥坪）的發(fā)育，有隨湖域擴(kuò)大和水體加深漸趨發(fā)育，反之則趨于萎縮的演化特點(diǎn)；③凍邦、百育、那百和坤17井及滿1井－滿11井一帶連片發(fā)育的顆粒灘沉積，主要限于田陽坳陷以東、北部陡坡以南、東加凹陷以西和那滿斜坡以北的盆內(nèi)淺水區(qū)域內(nèi)，由于這幾個(gè)圍繞顆粒灘發(fā)育的構(gòu)造單元于那讀組沉積早期主要處于水深相對較大的淺－半深湖沉積環(huán)境，阻礙了陸源沉積物向盆內(nèi)低隆、淺洼相間分布的區(qū)域方向搬運(yùn)而有利于造鈣生物繁盛和淺水顆粒灘發(fā)育有關(guān)。一旦顆粒灘周邊的淺－半深湖被沉積物充填補(bǔ)齊，阻礙陸源沉積物向顆粒灘沉積區(qū)搬運(yùn)的盆內(nèi)隆、洼相間格局消失，即很快終止顆粒灘的發(fā)育和淡水灰?guī)r的連續(xù)沉積。這一特征僅與那讀組沉積早期具備的盆內(nèi)低隆、淺洼相間的古地形格局有關(guān)，也是百色盆地內(nèi)以顆粒灘為主的淡水灰?guī)r段僅于局部地區(qū)發(fā)育和產(chǎn)出層位主要限于那讀組下部最重要控制因素。

圖3 那讀組湖相碳酸鹽巖分布與古構(gòu)造和古地形關(guān)系示意圖

4.3 水動力控制因素

水動力條件對淡水灰?guī)r沉積作用的控制，也與古地形條件息息相關(guān)，主要表現(xiàn)為2個(gè)方面：其一為湖岸和低隆區(qū)的湖浪和沿岸流作用帶。由于在持續(xù)緩慢的湖進(jìn)過程中該部位環(huán)境相對較穩(wěn)定，但湖水波動頻繁、水淺和陽光充足，水動力作用較強(qiáng)，水體上下循環(huán)通暢可通達(dá)湖底，含氧度高而有利于生物生存和繁盛，易于形成各類顆?；?guī)r和藻灰?guī)r沉積，尤以水下隆起頂部及其周邊的斜坡帶湖浪作用最為頻繁、能量最強(qiáng)，為有利顆?；?guī)r發(fā)育區(qū)。其中以頂部至斜坡的凹折帶對顆?；?guī)r發(fā)育最有利，原因與該部位波浪能量大量釋放，顆粒沉積作用最為活躍，顆度最粗和厚度最大有關(guān)（圖4）。其二為淺湖和低洼區(qū)的河流和底流作用帶。那坤地區(qū)顆粒灘沉積區(qū)域被數(shù)個(gè)呈NW－SE向帶狀展布的灘間水道和淺湖分隔包繞，盆地北側(cè)的近古陸邊緣發(fā)育有數(shù)個(gè)扇三角洲，這些灘間水道和淺湖為盆地西部湖域和入湖河流水體自西向東排泄的主要通道位置，水深較大，底流作用頻繁，強(qiáng)度也較高，因此外來陸源碎屑物質(zhì)、特別是泥質(zhì)供給量較為充沛，不利于與生物繁衍有關(guān)的淡水灰?guī)r原地堆積作用（見圖1）。其中淺湖區(qū)沉積物主要來自兩側(cè)古陸的入湖河流和軸向運(yùn)動的底流帶入的砂泥質(zhì)，以發(fā)育連續(xù)的泥巖沉積為主，偶夾薄層泥灰?guī)r。灘間水道的沉積物補(bǔ)給，部分來源于自西向東排泄的底流帶入的砂泥質(zhì)，主體來自湖浪作用從灘核帶入的顆粒和灰泥組分，因而以沉積韻律互層的泥巖和泥灰?guī)r為主，間夾異地搬運(yùn)堆積的微晶顆粒灰?guī)r或顆粒微晶灰?guī)r，類似的情況也出現(xiàn)在水深相對較大的灘緣微相中。此外，在水深相對較大和寧靜的湖灣地帶，由于缺乏湖浪、沿岸流和底流作用，以沉積微晶灰?guī)r和泥灰?guī)r為主。從總體上看，地形相對開闊和水動力作用頻繁，無大河注入或遠(yuǎn)離入湖河口的淺水區(qū)域，可能水體清澈和動蕩，為大量顆粒的有利沉積區(qū)域，但其前提是水域原始沉積介質(zhì)有鈣質(zhì)異化顆粒的發(fā)育條件，因而由古地形控制的水動力條件也可作為預(yù)測顆粒灘發(fā)育區(qū)的依據(jù)。

圖4 位于那坤低潛山北西段頂部的坤5井顆粒灘成因模式

5 結(jié) 論

1）那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r段的沉積相展布格局，以具有自南向北顆粒灘（或顆粒坪）與淺湖相間分布，組成顆粒灘沉積主體的灘核微相均呈NW－SE走向，以位于那百隆起與那坤低潛山帶北西段相銜接的部位灘核微相分布面積最大。

2）那坤地區(qū)那讀組淡水灰?guī)r的沉積作用和微相展布規(guī)律主要受古氣候、古地形、水動力狀況等因素的控制。那讀組沉積早期古氣候由半干旱向溫暖潮濕轉(zhuǎn)化引起的降雨量加大，湖泊水體加深、湖域擴(kuò)展和水質(zhì)改善，在盆地?cái)嘞莼顒娱_始加強(qiáng)的湖進(jìn)過程中，由盆內(nèi)低隆、淺洼相間的古地形格局和適宜造鈣生物繁盛的清澈動蕩環(huán)境，形成控制淡水灰?guī)r沉積演化和沉積微相時(shí)空展布規(guī)律的最重要控制因素，尤以古構(gòu)造和古地形、古氣候?qū)Φ規(guī)r沉積作用的控制具相輔相成的作用為顯著特點(diǎn)。其中顆粒灘的沉積作用，有伴隨湖水位上升和湖域擴(kuò)大，出現(xiàn)向隆起方向上超并將隆起高部位覆蓋，向低洼部位擴(kuò)展和最終相連成片的演化規(guī)律。

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［編輯］ 宋換新

01 Sedimentary Characteristics and Control Factors of Lacustrine Limestone of Nadu Formation of Paleogene in Nakun Area of Baise Basin

XIAO Ling

（Authors Address：College of Petroleum Resources，Xian Shiyou University，Xian710065，Shaanxi，China）

A set of lacustrine limestones were developed in the Nadu Formation of Paleogene of Nakun Area in Baise Basin.The systematical study indicated that the depositional setting was carbonate shallow lake.The sedimentary facies of lacustrine limestones was divided into three subfacies such as coastal lake，grain bank and shallow lake and as well as various microfacies.Then several microfacies are recognized，and the sedimentary characteristics of each microfacies are studied in detail.The characteristics of sedimentary facies belts were the grain bank alternating with shallow lake from the south to north.The largest grain bank was located in north－west of the joint of Nabai Hunch and Nakun low buried－h(huán)ill belt.Sedimentation and microfacies distribution rules controlled by paleoclimat，paleotopography and hydrodynamics conditions.

lacustrine limestone；sedimentary characteristics；control factor；Nadu Formation；Baise Basin

book=297,ebook=297

TE121.3

A

1000－9752（2012）07－0001－05

2012－04－10

國家科技重大專項(xiàng)（2011ZX05005－004－08HZ）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41173035）；西安石油大學(xué)創(chuàng)新基金項(xiàng)目（YS29030528）。

肖玲（1981－），女，2002年大學(xué)畢業(yè)，博士，講師，現(xiàn)主要從事儲層沉積學(xué)研究工作。