云南曲靖盆地巖相古地理特征與油氣地質(zhì)條件

門(mén)玉澎，許效松，牟傳龍，閆劍飛

（成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，四川成都610081）

云南曲靖盆地巖相古地理特征與油氣地質(zhì)條件

門(mén)玉澎*，許效松，牟傳龍，閆劍飛

（成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所，四川成都610081）

云南曲靖盆地為古近紀(jì)—新近紀(jì)受堡子山斷裂控制形成的東斷西超箕狀斷陷盆地。根據(jù)地震資料和盆地結(jié)構(gòu)，可以劃分為3個(gè)次級(jí)構(gòu)造單元：東部斷階帶、中部坳陷帶和西部緩坡帶。盆地自下至上發(fā)育漸新統(tǒng)小屯組、蔡家沖組和上新統(tǒng)茨營(yíng)組。根據(jù)地層發(fā)育特征劃分為6個(gè)編圖層序，單個(gè)層序分別對(duì)應(yīng)小屯組、蔡家沖組一段、蔡家沖組二段、茨營(yíng)組一段、茨營(yíng)組二段和茨營(yíng)組三段。綜合地表露頭、鉆井、測(cè)井和地震資料，分析單個(gè)層序內(nèi)沉積相特征和古地理特征，盆地發(fā)育沖積扇相、河流相、沼澤相、三角洲相和湖泊相。盆地具有較好的生儲(chǔ)蓋組合條件。明確盆地生物氣勘探方向?yàn)闁|部斷階帶的北部高地與北部緩坡過(guò)渡帶的構(gòu)造—巖性圈閉以及西部緩坡帶與中部坳陷區(qū)的巖性圈閉。

曲靖盆地；沉積相；古地理；油氣地質(zhì)

1 區(qū)域概況

曲靖殘留盆地位于滇東曲靖縣和沾益縣境內(nèi)（圖1），南北長(zhǎng)約21km，東西寬約10km，面積約205km2。構(gòu)造位置位于揚(yáng)子地臺(tái)曲靖臺(tái)褶束牛首山隆起東緣，為東斷西超的箕狀斷陷盆地。堡子山斷裂控制了盆地的形成和發(fā)展。

盆地基底及周邊老地層為前震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系和二疊系，其東、西兩側(cè)為新近系茨營(yíng)組出露。盆地腹地以茨營(yíng)組為主，盆地南部有少量古近系小屯組沉積。

根據(jù)地震剖面和盆地結(jié)構(gòu)，將盆地內(nèi)劃分為3個(gè)構(gòu)造單元：東部斷階帶、中部坳陷帶和西部緩坡帶[1-2]（圖2）。

圖1 曲靖盆地區(qū)域位置

2 地層特征

曲靖盆地自下至上沉積了漸新統(tǒng)小屯組、蔡家沖組和上新統(tǒng)茨營(yíng)組[3](圖3)。漸新世末期喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)二幕造成盆地整體抬升，使曲靖盆地抬升暴露，缺失中新統(tǒng)沉積。上新統(tǒng)茨營(yíng)組不整合覆蓋在漸新統(tǒng)頂部凹凸不平的古風(fēng)化面上。

小屯組：盆地中巖性為紫紅色厚層—塊狀粉砂質(zhì)泥巖、鈣質(zhì)泥巖，夾鈣質(zhì)結(jié)核、團(tuán)塊和炭屑，局部夾泥灰?guī)r。盆地東南緣出露區(qū)為紫紅色厚層—塊狀泥巖與粉砂質(zhì)泥巖互層，夾厚層鈣質(zhì)泥巖。下部見(jiàn)鈣質(zhì)結(jié)核、鈣質(zhì)團(tuán)塊，上部偶夾炭屑。該組地層厚約36～120m，不整合覆蓋在盆地晚古生代褶皺基底之上。

蔡家沖組：一段為深灰色褐色泥巖局部夾泥質(zhì)粉砂巖，下部發(fā)育厚45m厚油頁(yè)巖；二段為深灰色泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖。

茨營(yíng)組可分為三段：一段巖性為灰色粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，具水平層理，含炭屑和煤線，底部為厚2m石英粗砂巖、細(xì)礫巖。二段為灰色粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥巖，含炭屑和植物化石碎片，夾褐煤。三段為紫紅、藍(lán)灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾泥質(zhì)粉砂巖，含炭屑，偶見(jiàn)植物化石碎片，底部為厚20m的含細(xì)礫粉砂巖，夾褐煤層。

圖2 曲靖盆地構(gòu)造單元?jiǎng)澐?/p>

圖3 曲靖盆地地層特征

3 地球物理響應(yīng)特征

3.1 測(cè)井特征

測(cè)井曲線能較好反映巖石的組合特征、反映沉積體系和沉積相[4]。根據(jù)已有鉆井測(cè)井曲線，總結(jié)小屯組、蔡家沖組和茨營(yíng)組測(cè)井特征。

小屯組：測(cè)井顯示為電阻率曲線近于直線狀，自然伽馬曲線呈不規(guī)則鋸齒狀，整體反映為淺湖相—三角洲平原相。

蔡家沖組：一段測(cè)井曲線形態(tài)視電阻率呈低值平滑狀，自然伽馬呈中高幅鋸齒狀，自然電位平緩。二段視電阻率為低值平滑狀，自然伽馬呈不規(guī)則鋸齒狀，自然電位呈平直狀，整體反映為淺湖—半深湖相沉積特征。

茨營(yíng)組：一段視電阻率變化幅度較小，自然伽馬多呈尖峰狀，自然電位在底部負(fù)異常較為明顯，其余井段較平直。二段視電阻率呈不規(guī)則指狀，自然伽馬曲線呈尖峰狀。三段測(cè)井曲線以鋸齒狀的高電阻、低自然伽馬為特征。測(cè)井特征反映該層段為三角洲平原—洪泛平原相。

3.2 地震相特征

地震相的劃分主要依據(jù)地震相單元的內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)、外部幾何形態(tài)、反射振幅、反射的連續(xù)性和地震反射視頻率5個(gè)因素[5-6]。

3.2.1 內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)

曲靖盆地剖面中，常見(jiàn)的內(nèi)部反射結(jié)構(gòu)有平行、亞平行、雜亂、亂崗、發(fā)散反射、前積反射和空白反射。

曲靖盆地中，在湖泊、洪泛平原及沼澤相沉積環(huán)境中最常見(jiàn)平行及亞平行反射結(jié)構(gòu)，一般出現(xiàn)在盆地中、西部的緩坡帶中。雜亂狀及亂崗狀反射結(jié)構(gòu)主要分布于盆地東部斷階帶和坳陷區(qū)和盆地邊緣。前積反射結(jié)構(gòu)常與雜亂反射及亂崗狀反射共生、過(guò)渡，位于三角洲或扇體的前緣。發(fā)散結(jié)構(gòu)常出現(xiàn)在盆地西緣的緩坡扇體或三角洲內(nèi)部，與平行、亞平行結(jié)構(gòu)過(guò)渡。

3.2.2 反射外部形態(tài)

曲靖盆地中，席狀外形常具平行、亞平行結(jié)構(gòu)，為湖泊相最主要的地震相外形。楔形和帚狀分布于盆地邊緣，具有雜亂或前積結(jié)構(gòu)，代表扇體或三角洲沉積。丘狀或透鏡狀往往代表河道或小型水下扇沉積。充填狀外形常見(jiàn)于凸凹不平的基底侵蝕面之上的小型斷階帶中，常殘留古河道的充填狀外形，具有雜亂結(jié)構(gòu)的地震相。

4 沉積相特征與巖相古地理

4.1 小屯組巖相古地理

4.1.1 沉積相

沖、洪積扇亞相：分布在盆地東界的斷階帶的堡子上一帶，地震反射結(jié)構(gòu)為雜亂反射或前積反射結(jié)構(gòu)，推測(cè)巖性為礫巖、含礫砂巖和砂巖。

洪泛平原亞相：分布于盆地的中北部，地震相均為中等振幅平行—亞平行席狀，連續(xù)性較差。曲參1井巖性為含泥礫泥巖。

沖洪積平原亞相：分布在盆地南部南河口—潘家一帶，東部和南部分別為沖洪積扇和近岸水下扇，靠近陸緣區(qū)。地震剖面為中—中強(qiáng)振幅發(fā)散狀反射，中等頻率、連續(xù)性較差。巖性為粗砂巖或含礫砂巖。

扇三角洲亞相：分布在盆地東緣斷階帶和南部南河口一帶。地震相為中等振幅、雜亂反射楔狀體，連續(xù)性差，巖性為粗碎屑砂礫巖和砂巖。

4.1.2 巖相古地理展布

物源來(lái)自盆地的東部和南部，粗碎屑巖組成沖洪積扇亞相和扇三角洲亞相[7-8]，分布在盆地東緣的陡坡斷階帶，反映斷陷盆地形成早期拉張背景及快速充填。

4.2 蔡家沖組一段巖相古地理

蔡家沖早期曲靖盆地范圍逐漸擴(kuò)大、水體加深，盆地中部形成深湖—半深湖沉積(圖4)。

圖4 蔡家沖組一段古地理圖

4.2.1 沉積相

沖積扇亞相：分布在盆地東部邊緣堡子上至二板甲一帶，地震上具雜亂反射、楔形、透鏡狀。在陡坡上反映明顯，略具前積反射。巖性為砂礫巖。

河流平原亞相：主要分布在盆地西北緣、北部邊緣，地震剖面呈中等振幅、雜亂反射結(jié)構(gòu)和透鏡狀、楔狀體外形。

三角洲平原亞相：分布于盆地西緣。地震剖面表現(xiàn)為弱振幅、連續(xù)性差的反射結(jié)構(gòu)，推測(cè)巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖。

三角洲前緣亞相：分布于劉家橋、謝家村、南河口一帶。盆地底部地貌為一介于西部緩坡帶和淺湖之間的局部陡坡帶，地震剖面表現(xiàn)為中弱振幅、弱反射結(jié)構(gòu)，具有較明顯前積特征，剖面上呈丘狀，推測(cè)巖性為砂巖。

水下扇和湖底扇亞相：主要分布在小河灣、余家屯、柳家壩等地。地震剖面具典型的前積結(jié)構(gòu)，局部雜亂反射，中等振幅，弱連續(xù)或亞連續(xù)。推測(cè)扇體前緣巖性為砂巖、含礫砂巖，湖底扇巖性為砂、泥巖。

淺湖亞相：在地震剖面上為中強(qiáng)振幅，平行、亞平行，巖性為泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖。

深湖亞相：分布在崔家圩至圩格洛一帶。地震剖面上為中強(qiáng)振幅，較連續(xù)，平行、亞平行。鉆井揭示巖性為灰綠色、灰色泥巖、鈣質(zhì)泥巖，底部見(jiàn)油頁(yè)巖。

4.2.2 巖相古地理展布

物源來(lái)自盆地東緣古生界剝蝕區(qū)，西部也提供部分物源。沉積物厚度仍表現(xiàn)為東厚西薄特點(diǎn)。

4.3 蔡家沖組二段巖相古地理

蔡家沖晚期，發(fā)育河流相、三角洲相和湖泊相（圖5）。

4.3.1 沉積相

沖積扇亞相：分布于堡子上至二板甲一帶，地震剖面上具楔狀外形和前積反射特征，向盆地中轉(zhuǎn)為發(fā)散狀特征。巖性以砂礫巖為主。

河流平原亞相：分布于盆地西北部邊緣。地震剖面為弱振幅不連續(xù)結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)透鏡狀斷續(xù)同相軸。巖性為粉砂質(zhì)泥巖、砂巖。

三角洲平原亞相：分布于柳樹(shù)村至余家屯一帶。地震剖面表現(xiàn)為弱振幅、連續(xù)性差的反射結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)透鏡狀、斷續(xù)分布的同相軸，推測(cè)為分流河道砂體。

三角洲前緣亞相：分布謝家村、南河口、余家屯一帶及盆地東緣。盆地底部地貌為一介于西部緩坡帶和淺湖之間的局部陡坡帶，地震剖面表現(xiàn)為中弱振幅、弱反射結(jié)構(gòu)，具有較明顯前積結(jié)構(gòu)。巖性為泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖。

分支河道亞相：分布在盆地北部小河灣和西部柳樹(shù)村等地。地震剖面上，扇體前緣具前積結(jié)構(gòu)，局部雜亂反射，向盆地方向表現(xiàn)為中等振幅，弱連續(xù)—雜亂狀結(jié)構(gòu)或亞連續(xù)反射。

淺湖亞相：地震剖面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為中強(qiáng)振幅，平行、亞平行結(jié)構(gòu)。巖性為泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖。

半深湖亞相：分布于盆地中部，地震剖面上為中強(qiáng)振幅，較連續(xù)，平行、亞平行結(jié)構(gòu)。巖性為綠灰色、灰色泥巖、鈣質(zhì)泥巖，夾薄層粉砂質(zhì)泥巖。

4.3.2 巖相古地理展布

盆地西部和北部的盆底地形為緩坡?tīng)?，古地貌為河流平原向三角洲前緣和湖泊；盆地東部的陡坡帶為沖積相轉(zhuǎn)為三角洲入湖。

圖5 蔡家沖組二段古地理圖

4.4 茨營(yíng)組一段巖相古地理

茨營(yíng)組與蔡家沖組受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，存在沉積不整合面。

4.4.1 沉積相

河流沖積平原亞相：分布于盆地西部邊緣。地震剖面顯示中振幅，連續(xù)性差的亞平行，并有斷續(xù)的透鏡狀相位。巖性為砂巖、泥巖和分流河道砂體為主。

沖積扇、沖積平原亞相：分布于新街子、堡子上、二板甲一帶。沖積扇在平面上呈朵狀體。地震剖面為中弱振幅、中等連續(xù)，并具前積結(jié)構(gòu)。巖性為砂巖夾含礫砂巖。

分支河道亞相：分布于柳家壩一帶，在平面上呈小的朵狀體展布。地震剖面為中弱振幅、弱連續(xù)結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)前積結(jié)構(gòu)。推測(cè)巖性以砂巖為主。

水下扇亞相：僅見(jiàn)于蠶桑場(chǎng)以北和謝家村一帶，平面上呈扇形。地震剖面為中強(qiáng)振幅、連續(xù)性差的雜亂結(jié)構(gòu)，前緣可見(jiàn)前積結(jié)構(gòu)和發(fā)散狀結(jié)構(gòu)。推測(cè)巖性為砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖等。

支流間灣亞相：分布于柳家壩沖積扇和三角洲前緣之間。地震剖面顯示中等振幅弱連續(xù)、發(fā)散狀結(jié)構(gòu)。據(jù)鉆探資料，巖性為灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，夾淺灰色細(xì)紗巖，煤系較發(fā)育。

沼澤平原亞相：分布于小河灣、茶家圩。地震剖面顯示為中等～中強(qiáng)振幅、中等連續(xù)平行、亞平行結(jié)構(gòu)。巖性為灰色泥巖、粉砂質(zhì)泥巖，夾灰色泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、細(xì)砂巖及碳質(zhì)泥巖等，局部夾褐煤。

濱湖亞相：分布于盆地的南部，地震剖面為中弱振幅、連續(xù)較差的平行、亞平行結(jié)構(gòu)。據(jù)鉆井揭示，巖性為泥巖夾粉砂質(zhì)泥巖為主，底部為粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖。

4.4.2 巖相古地理展布

本層段沉積厚度仍為東厚西薄，物源主要來(lái)自東部，西北部也提供一定物源。從盆地周邊向中心，依次為河流沖積相、水下扇、濱湖和沼澤環(huán)境（圖6）。

圖6 茨營(yíng)組一段古地理圖

4.5 茨營(yíng)組二段巖相古地理

4.5.1 沉積相

河流沖積平原亞相：分布于盆地西部邊緣的露頭區(qū)。地震剖面顯示中弱振幅、連續(xù)性較差的亞平行結(jié)構(gòu)。見(jiàn)斷續(xù)的透鏡狀同相軸，推測(cè)為河流沖積平原相砂、泥巖和分流河道砂體沉積。

沖積扇亞相：分布于盆地東緣斷層邊緣，蠶桑場(chǎng)、堡子上一帶和盆地西緣柳家壩一帶。地震剖面呈楔形和透鏡狀，前緣具前積結(jié)構(gòu)，至雜亂結(jié)構(gòu)。推測(cè)巖性為砂、礫巖。

水下扇亞相：見(jiàn)于盆地西部謝家村、鳳來(lái)村一帶，平面上呈扇形。地震剖面上為中弱振幅、弱連續(xù)結(jié)構(gòu)，前緣略具前積結(jié)構(gòu)，向中心為亞平行結(jié)構(gòu)或發(fā)散狀結(jié)構(gòu)。巖性為細(xì)砂巖、粉砂巖、泥巖。

支流間灣亞相：分布于柳家壩沖積扇和水下扇之間。地震剖面為弱振幅、亞平行結(jié)構(gòu)。巖性為泥巖、粉砂質(zhì)泥巖夾炭質(zhì)泥巖組合。

沼澤平原亞相：分布于小河灣、茶家圩。地震剖面顯示為中等—中強(qiáng)振幅、中等連續(xù)平行、亞平行結(jié)構(gòu)。巖性為粉砂質(zhì)泥巖、炭質(zhì)泥巖、褐煤

濱湖亞相：位于謝家村、陳家臺(tái)子一帶，分布在河流沖積平原和濱淺湖區(qū)之間。地震剖面中弱振幅、連續(xù)性差、亞平行結(jié)構(gòu)，巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖。

4.5.2 巖相古地理展布

古地理面貌呈現(xiàn)河流沖積平原范圍擴(kuò)大，湖泊范圍縮小。從盆地周邊向中心，依次為河流沖積相、水下扇、濱湖和沼澤環(huán)境（圖7）。

圖7 茨營(yíng)組二段古地理圖

4.6 茨營(yíng)組三段巖相古地理

茨營(yíng)組三段，為盆地演化晚期的收縮階段，沉積環(huán)境主要為河流相。

4.6.1 沉積相

沖積扇亞相：主要分布在堡子上、圩格洛、柳樹(shù)村和柳家壩等地，呈扇形和透鏡體。地震剖面上呈楔形，中等振幅、發(fā)散狀、連續(xù)性差的反射結(jié)構(gòu)。楔形體前緣具前積結(jié)構(gòu)，推測(cè)巖性為砂礫巖。

洪泛平原亞相：分布盆地大部分地區(qū)。地震剖面為中等—中弱振幅、中等—較差連續(xù)性的平行—亞平行結(jié)構(gòu)。巖性為淺灰色石英中砂巖與砂質(zhì)泥巖、淺灰色泥巖薄互層。

河流沖積平原亞相：分布于盆地中部，呈近南北向狹長(zhǎng)面狀展布。根據(jù)地震剖面特征主要為亞平行斷續(xù)排列的透鏡狀，或雜亂結(jié)構(gòu)。巖性為灰色含礫砂巖、粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖。

4.6.2 巖相古地理展布

茨營(yíng)組沉積的晚期，曲靖盆地以河流相沉積為主，沉積相展布與曲靖現(xiàn)代盆地有些相似。近南北向的河流及其洪泛平原為主要沉積相類(lèi)型。沉積厚度受斷陷作用影響，東部厚度大，西部厚度小。

5 油氣地質(zhì)條件

5.1 烴源巖

經(jīng)油氣地質(zhì)鉆探和煤勘鉆井資料證實(shí)，曲靖盆地主要有兩類(lèi)生烴源巖：湖沼相褐煤層和半深湖—深湖相暗色泥巖、油頁(yè)巖。

含煤地層主要分布在盆地的中東部，受構(gòu)造和古地貌的控制，特別是由具障壁作用的古地貌高地，所圍限的低洼處屬還原環(huán)境，成為富煤盆地。盆地基底凸凹不平的底面，在填平補(bǔ)齊過(guò)程中，也可出現(xiàn)小規(guī)模的沼澤成煤環(huán)境。

蔡家沖組一段、二段半深湖—深湖相暗色泥巖和油頁(yè)巖，平面主要分布在崔家圩至圩格洛一帶，平均有機(jī)炭含量1%～2%，有機(jī)質(zhì)成熟度低，處于未成熟階段。

5.2 生儲(chǔ)蓋組合

在含煤沉積序列中，與煤層共生的組合多以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，煤層底部有分支河道砂巖和沖刷面，形成自生儲(chǔ)蓋。

在盆地凹陷中心區(qū)，發(fā)育次深湖—深湖相暗色泥巖和三角洲前緣砂體及陡坡帶沖洪積砂礫巖，具有較好的生儲(chǔ)蓋條件，可形成有利的巖性氣藏。

5.3勘探遠(yuǎn)景曲靖盆地生物氣勘探目標(biāo)以斷階帶為主[9]。根據(jù)巖相古地理展布，可以提出2個(gè)含氣遠(yuǎn)景帶：

盆地的東側(cè)，在北部高地與北部緩坡帶間的過(guò)渡區(qū)，有較豐富的烴源巖。而且茨營(yíng)組第二段沉積時(shí)，北部為無(wú)沉積的隆起帶，可形成構(gòu)造—巖性圈閉。

盆地西部的緩坡帶與中部坳陷的過(guò)渡區(qū)帶，為三角洲前緣砂與湖相泥的接觸帶，具較好的生儲(chǔ)組合，巖性圈閉是有力的含氣區(qū)帶。

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TE122

A

1004-5716(2015)09-0018-06

2015-02-04

2015-02-09

門(mén)玉澎（1981-），男（漢族），寧夏中衛(wèi)人，工程師，現(xiàn)從事巖相古地理和頁(yè)巖氣能源研究工作。