王龍,沈安江,陳宇航,蘇 旺
四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組巖相古地理特征和沉積模式
王龍1,2,沈安江2,3,陳宇航1,2,蘇 旺1
(1中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院;2中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院;3中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司碳酸鹽巖儲(chǔ)層重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)
在系統(tǒng)吸收前人研究成果的基礎(chǔ)上,通過(guò)露頭、巖心和薄片觀察,結(jié)合測(cè)井和區(qū)域地質(zhì)資料,探討了四川盆地龍王廟組巖相古地理特征及沉積模式。研究認(rèn)為:四川盆地及周緣在寒武系龍王廟組沉積時(shí)期為遠(yuǎn)端變陡的緩坡環(huán)境,自西向東依次發(fā)育近岸潮坪—內(nèi)緩坡—中緩坡—外緩坡相帶。其中四川盆地主體位于內(nèi)緩坡,它又可劃分為淺水內(nèi)緩坡、局限內(nèi)緩坡和開(kāi)闊內(nèi)緩坡三個(gè)古地理環(huán)境,發(fā)育顆粒灘、灘間海、正常潟湖、局限潟湖和潮坪等5種亞相。在縱向上龍王廟組沉積期經(jīng)歷了上下兩個(gè)海侵—海退的短期旋回。古地貌較高的淺水內(nèi)緩坡主要發(fā)育上旋回,以顆粒灘和灘間海亞相為主,沉積了較厚層的砂屑白云巖、鮞粒白云巖、細(xì)晶白云巖、粉晶白云巖等。局限內(nèi)緩坡和開(kāi)闊內(nèi)緩坡的下旋回發(fā)育了2套完整的潟湖—臺(tái)坪組合,巖性以泥晶灰?guī)r為主。上旋回普遍發(fā)生了白云石化,水體能量總體較弱;其中在局限內(nèi)緩坡由于水流不暢、環(huán)境局限,以上旋回發(fā)育膏鹽巖為特征。四川盆地及周緣緩坡臺(tái)地的沉積特征和沉積模式的主控因素有三個(gè):即古構(gòu)造控制了沉積體系和沉積相類(lèi)型;海平面升降控制了沉積物的垂向疊置和演變;古地貌和水體能量控制了沉積物類(lèi)型和沉積微相分異。據(jù)此預(yù)測(cè)了安岳—南充—?jiǎng)﹂w一帶為有利儲(chǔ)層的分布區(qū)。
四川盆地;龍王廟組;碳酸鹽臺(tái)地;巖相古地理;沉積模式
DOI:10.3969/j.issn.1672-9854.2016.03.002
對(duì)四川盆地龍王廟組碳酸鹽臺(tái)地類(lèi)型及巖相古地理特征的認(rèn)識(shí)一直以來(lái)都有不同的觀點(diǎn),有人認(rèn)為屬鑲邊臺(tái)地[1-3];也有人認(rèn)為主要發(fā)育局限碳酸鹽臺(tái)地相沉積和蒸發(fā)坪—陸棚潟湖相沉積[4];隨著磨溪8井的鉆探和龍王廟組大型整裝氣田的發(fā)現(xiàn),人們逐漸統(tǒng)一了認(rèn)識(shí),認(rèn)為龍王廟期的主體為碳酸鹽緩坡型臺(tái)地沉積[5-8],在龍王廟組沉積后期局部出現(xiàn)了臺(tái)緣灘,并開(kāi)始向鑲邊臺(tái)地演變[7]。四川盆地龍王廟組儲(chǔ)層的發(fā)育程度與不同相帶的展布密切相關(guān)[5],其中與以砂屑白云巖和細(xì)晶白云巖為主的臺(tái)內(nèi)顆粒灘的關(guān)系最為密切,臺(tái)內(nèi)顆粒灘的原生粒間孔、晶間孔和次生溶蝕孔比較發(fā)育,因而形成了優(yōu)質(zhì)的儲(chǔ)集體。但目前人們對(duì)磨溪—高石梯區(qū)域之外的龍王廟組的巖相古地理環(huán)境和沉積特征仍缺乏細(xì)致的研究,尤其是顆粒灘在全盆地的發(fā)育程度和分布范圍尚不十分清楚,這制約了龍王廟組勘探領(lǐng)域的下一步優(yōu)選。為此,本文通過(guò)露頭、巖心和薄片觀察,結(jié)合測(cè)井和區(qū)域地質(zhì)資料,探討了整個(gè)四川盆地龍王廟組的巖相古地理特征及沉積模式,以期能對(duì)盆地的龍王廟組碳酸鹽巖天然氣勘探部署有所啟示。
前人研究認(rèn)為,四川盆地及周緣在寒武紀(jì)早期的筇竹寺組和滄浪鋪組沉積時(shí)期為濱淺海環(huán)境,主要發(fā)育陸棚相及三角洲相等陸源碎屑沉積[1-2]。供應(yīng)充足的陸源碎屑不斷向海(向東)進(jìn)積,對(duì)地表填平補(bǔ)齊。到龍王廟組沉積時(shí)期,古地貌趨于平緩,地勢(shì)西高東低,轉(zhuǎn)變?yōu)橐郧逅妓猁}巖沉積為主的陸表海環(huán)境[2-3]。同時(shí)受桐灣運(yùn)動(dòng)的影響,樂(lè)山—龍女寺等水下古隆起開(kāi)始形成,最終演化為具兩?。ùㄖ写ㄎ髀∑?、渝東隆起)兩凹(川東凹陷、湘西黔北凹陷)、向東傾斜的緩坡,隆凹之間沒(méi)有明顯的坡折[6-11](圖1)。
龍王廟組下伏地層為滄浪鋪組,其巖性以砂巖、粉砂巖及頁(yè)巖為主,在龍王廟組沉積早期,海水自東向西快速侵入,四川盆地及周緣開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴妓猁}巖沉積為主的環(huán)境。但靠近松潘古陸、康滇古陸的盆地西北緣、西緣和西南緣,由于受物源影響較大,為碳酸鹽和陸源碎屑的混合沉積(圖1)。而在盆地凹陷的局部低洼處,龍王廟組下部也可以看到粉砂質(zhì)泥巖沉積(例如川東南宮深1井,寧1井等),但是龍王廟組自下往上碳酸鹽巖比例明顯增大,直至變?yōu)榧兲妓猁}巖沉積。本文選取川中兩口、川東北和川東南各一口典型井進(jìn)行巖性和測(cè)井相對(duì)比分析(圖2,鉆井位置見(jiàn)圖1),從圖2可以看出,川東凹陷(代表井為宮深1井、利1井)海平面經(jīng)歷了兩個(gè)上升到下降的變化周期,發(fā)育上、下兩個(gè)海進(jìn)—海退短期旋回,對(duì)應(yīng)在測(cè)井曲線(xiàn)上可以看到兩個(gè)高GR段,地層厚200m左右;而川中川西隆起(代表井為磨溪8井,高石10井)只發(fā)育上旋回,對(duì)應(yīng)在測(cè)井曲線(xiàn)上只看到一個(gè)高GR段,地層厚100m左右。每個(gè)旋回中高GR段的電阻率測(cè)井值較低,巖性以泥晶白云巖、泥質(zhì)泥晶白云巖以及泥質(zhì)泥晶灰?guī)r為主,區(qū)域上可以追蹤對(duì)比,這反映了沉積水體較深,代表了最大海侵面。龍王廟組上旋回普遍白云石化,陸源碎屑物質(zhì)較下旋回明顯減少,而顆粒灘較下旋回增多。龍王廟組在每個(gè)海退旋回的頂部發(fā)育有一套較薄層的泥質(zhì)泥晶白云巖和泥晶白云巖,可見(jiàn)干裂紋等暴露構(gòu)造,這反映了沉積動(dòng)力以潮汐作用為主,能量不強(qiáng),為潮坪沉積。
圖1 四川盆地及周緣寒武系龍王廟組古地貌及巖相古地理圖
川東凹陷的龍王廟組下旋回發(fā)育了2套完整的潟湖—臺(tái)坪組合,巖性以泥晶灰?guī)r為主(圖2)。而龍王廟組上旋回的沉積環(huán)境出現(xiàn)了分異,凹陷的東北部和東南部形成了不同的巖相組合,東南地區(qū)以廣泛發(fā)育膏鹽巖沉積為主要特征。根據(jù)最新的野外剖面和鉆井資料統(tǒng)計(jì)(表1,鉆井和剖面位置見(jiàn)圖1),下寒武統(tǒng)龍王廟組膏鹽巖在凹陷東北部(如南江楊壩剖面、沙灘剖面、五科1井、利1井、建深1井,洗1井)未見(jiàn)發(fā)育,而在凹陷東南的鉆井和野外剖面上廣泛分布[2,12-15]。其中:位于沉積中心的臨7井,硬石膏單層厚1~34m,鉆遇純膏巖累計(jì)厚度達(dá)141.9m;在沉積中心西南的宮深1井,硬石膏巖層累計(jì)厚度30m,加上膏質(zhì)白云巖等總厚度為45.6m;火草坪野外剖面發(fā)育6層、累計(jì)厚度18.5m的白云質(zhì)石膏巖和膏溶角礫巖;沉積中心南側(cè)的寧2井硬石膏巖層累計(jì)厚度3m,加上白云質(zhì)膏巖和膏質(zhì)白云巖總厚20m;沉積中心東側(cè)的丁山1井膏巖累計(jì)厚度28m;沉積中心北側(cè)的座3井純硬石膏累計(jì)厚度56m,加上膏質(zhì)白云巖總厚度達(dá)81m。從四川盆地寒武系龍王廟組膏鹽巖分布圖(圖3a)可以看出,膏鹽巖分布大致以重慶—赤水為中心,沿樂(lè)山—威遠(yuǎn)—廣安—石柱一線(xiàn)以南的區(qū)域發(fā)育??v向上膏鹽巖(以丁山1井為例,圖3b)主要發(fā)育在龍王廟組上旋回,這反映出龍王廟組沉積后期逐漸出現(xiàn)了咸化和蒸發(fā)環(huán)境。因?yàn)楦帑}巖的沉積需要干旱炎熱的氣候條件和局限潟湖的環(huán)境,強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用使海水濃縮咸化,形成高密度鹵水,高密度鹵水向盆地回流滲透產(chǎn)生膏鹽巖沉積[16-17]。所以膏鹽巖的分布特征能在一定程度上反映出盆地的古地理環(huán)境,川東凹陷的東南區(qū)域在龍王廟組沉積期為局限潟湖環(huán)境(圖1)。
圖2 四川盆地龍王廟組沉積旋回及沉積相對(duì)比連井剖面圖
表1 四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組膏鹽巖分布統(tǒng)計(jì)表
圖3 四川盆地龍王廟組膏鹽巖平面(a)及縱向(b)分布圖
沉積物對(duì)不同環(huán)境的響應(yīng)可表現(xiàn)為不同的巖性組合形式,反之,也可以根據(jù)不同的巖性組合來(lái)推斷當(dāng)時(shí)的沉積環(huán)境。綜合以上地層展布特征、膏鹽巖的分布范圍、巖相組合和沉積旋回特征,四川盆地龍王廟組沉積期的內(nèi)緩坡可進(jìn)一步劃分為淺水內(nèi)緩坡、開(kāi)闊內(nèi)緩坡和局限內(nèi)緩坡三個(gè)古地理環(huán)境(圖1)。其中,淺水內(nèi)緩坡位于川中川西寬緩隆起區(qū),地勢(shì)相對(duì)較高,是經(jīng)常性、持續(xù)性的波浪作用帶,水動(dòng)力較強(qiáng),主要發(fā)育顆粒灘和灘間海亞相,巖性以砂屑白云巖、殘余礫屑白云巖,以及細(xì)晶、粉晶白云巖為主;川東凹陷的東北區(qū)域?yàn)殚_(kāi)闊內(nèi)緩坡環(huán)境,位于平均浪基面以下,水體能量較弱,主要發(fā)育正常潟湖和臺(tái)坪亞相,巖性以灰色、深灰色泥晶灰?guī)r、泥晶白云巖為主;川東凹陷的東南區(qū)域總體水流不暢,環(huán)境局限,因蒸發(fā)作用而咸化,鹽度較高,主要發(fā)育局限潟湖和潮坪亞相(圖3b),以膏鹽巖的發(fā)育為特征。
四川盆地及其鄰區(qū)在龍王廟組沉積時(shí)期自西向東依次發(fā)育近岸潮坪—內(nèi)緩坡—中緩坡—外緩坡等相帶(圖1),其中現(xiàn)今四川盆地的范圍主要位于內(nèi)緩坡環(huán)境,發(fā)育了顆粒灘、灘間海、正常潟湖、局限潟湖和潮坪等5種亞相,每種亞相均具有各自典型的沉積特征(見(jiàn)表2)。
2.1顆粒灘亞相
顆粒灘亞相主要分布于淺水內(nèi)緩坡的微地貌高地上,在開(kāi)闊內(nèi)緩坡和局限內(nèi)緩坡的局部古地貌高地也有分布,由于沉積界面在平均浪基面以上,處于經(jīng)常性、持續(xù)性地接受波浪和潮汐作用影響的高能波浪作用帶,因此有利于顆粒巖的堆積,巖石類(lèi)型以淺灰色、灰色砂屑白云巖、礫屑白云巖、鮞粒白云巖以及細(xì)晶白云巖為主(圖4a—4c),沉積構(gòu)造有交錯(cuò)層理、低角度斜層理以及粒序?qū)永淼龋▓D4d)。由于波浪強(qiáng)烈的淘洗作用,顆粒灘保留了很少的細(xì)粒物質(zhì),因而在測(cè)井響應(yīng)上表現(xiàn)為自然伽馬低值和較為平直的曲線(xiàn)形態(tài),地震剖面上多為斷續(xù)的弱反射、弱振幅特征。顆粒灘往往由多層顆粒巖疊置而成,不同期次的顆粒巖層之間可見(jiàn)沖刷面,單層顆粒灘一般表現(xiàn)為向上變細(xì)的正粒序,厚度0.5~3m不等。
2.2灘間海亞相
灘間海亞相是指發(fā)育在顆粒灘之間的洼地,由于顆粒灘的屏障作用,使得灘間海亞相的水體環(huán)境相對(duì)安靜,水動(dòng)力較弱。巖石類(lèi)型以細(xì)粒沉積為主,發(fā)育泥晶白云巖、粉晶白云巖、含不規(guī)則泥質(zhì)紋層的泥晶白云巖、以及扁條狀泥晶白云巖等(圖4e,4f)。此外,由于生物的擾動(dòng)作用,由不規(guī)則的灰色和暗色粉晶白云巖斑組成的斑狀白云巖也較為常見(jiàn) (圖4g)。沉積構(gòu)造主要有生物擾動(dòng)不規(guī)則泥質(zhì)紋層、條帶狀構(gòu)造、生物擾動(dòng)斑、生物潛穴等(圖4h)。測(cè)井響應(yīng)上自然伽馬值較顆粒灘高,但形態(tài)仍較為平直。地震剖面以強(qiáng)振幅、強(qiáng)反射為特征。
表2 四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組主要沉積相及特征
圖4 四川盆地下寒武統(tǒng)龍王廟組巖性特征及沉積構(gòu)造
2.3正常潟湖亞相
該相帶主要發(fā)育在開(kāi)闊內(nèi)緩坡,巖石類(lèi)型以灰色和深灰色泥晶白云巖、泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)泥晶白云巖以及泥質(zhì)泥晶灰?guī)r為主。例如廣探2井(井位見(jiàn)圖1),主要發(fā)育兩種巖性:深灰色泥質(zhì)泥晶白云巖夾深灰色泥巖,生物擾動(dòng)構(gòu)造發(fā)育;黑色泥質(zhì)泥晶白云巖夾黑色泥巖,生物活動(dòng)痕跡較少。整體沉積環(huán)境水體能量較低,且水體較深,部分層段沉積期水體可能處于缺氧環(huán)境,以至于生物活動(dòng)痕跡很少。測(cè)井響應(yīng)上表現(xiàn)為自然伽馬較高值,形態(tài)為齒狀。
2.4局限潟湖亞相
局限潟湖亞相處于局限內(nèi)緩坡的低洼地帶,水流不暢,水體能量較低,總體為一局限環(huán)境。該相帶最顯著的特征是地層中有膏鹽巖發(fā)育,巖石類(lèi)型為紋層狀白云巖、泥晶白云巖、泥晶灰?guī)r、膏質(zhì)白云巖以及硬石膏巖等(圖4i)。地震響應(yīng)特征為連續(xù)強(qiáng)反射、中強(qiáng)振幅,其中膏質(zhì)潟湖多為強(qiáng)振幅,含泥白云質(zhì)潟湖多為中—強(qiáng)振幅。由于咸化環(huán)境生物稀少,所以沉積物中缺乏化石,在石柱剖面(位置見(jiàn)圖1)附近發(fā)育藻丘,生物相對(duì)較少,普遍發(fā)育干裂、波痕、硬石膏假晶和水平層理。
2.5潮坪亞相
潮坪亞相可以劃分為混合坪、白云巖坪、膏質(zhì)白云巖坪和灰坪。川西靠近盆地邊緣的地區(qū)在龍王廟組沉積期處于平均浪基面以上,主要受潮汐作用的影響,發(fā)育近岸混合坪,后來(lái)由于經(jīng)受剝蝕作用,現(xiàn)僅殘存于川西北、川西南一隅。巖石類(lèi)型為含砂白云巖、砂質(zhì)白云巖(圖4j),夾薄層陸源碎屑巖,如白云質(zhì)砂巖、白云質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖和粉砂質(zhì)泥巖等。資陽(yáng)一帶則發(fā)育有白云巖坪,巖石類(lèi)型包括紫紅色、紅褐色、灰色泥巖,泥質(zhì)白云巖,泥晶白云巖,含泥質(zhì)條帶的泥晶—粉晶白云巖,砂屑白云巖及含藻白云巖等??v向上,在龍王廟組下旋回的海退末期,在局限內(nèi)緩坡發(fā)育白云巖坪和膏質(zhì)白云巖坪,而在開(kāi)闊內(nèi)緩坡則發(fā)育灰坪和灰質(zhì)白云巖坪;在龍王廟組沉積的末期(即上旋回的海退末期),四川盆地普遍發(fā)育白云巖坪,再往上泥質(zhì)含量逐漸增加,發(fā)育泥質(zhì)白云巖、泥質(zhì)泥晶白云巖,可見(jiàn)泥質(zhì)條帶。見(jiàn)干裂紋、小型交錯(cuò)層理、楔狀層系、羽狀層理以及波痕等沉積構(gòu)造(圖4k)。
3.1古構(gòu)造控制沉積體系的分布特征
構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是控制沉積體系形成和消亡的根本原因,緩坡的發(fā)育需要相對(duì)穩(wěn)定的構(gòu)造條件,但臺(tái)內(nèi)顆粒灘的大規(guī)模發(fā)育卻需要一定的構(gòu)造活動(dòng)[18—19]。前寒武紀(jì)我國(guó)南方大陸裂谷作用之后,揚(yáng)子板塊東南緣進(jìn)入了穩(wěn)定的被動(dòng)大陸邊緣,大致以湖南沅陵—蘆溪—黔陽(yáng)及貴州三都為界[6],以西發(fā)育碳酸鹽巖,形成四川盆地龍王廟期緩坡臺(tái)地,以東主要為頁(yè)巖、粉砂巖等細(xì)粒碎屑沉積。同時(shí),盆地西緣的康滇古陸緩慢抬升并向北擴(kuò)張[8],導(dǎo)致上揚(yáng)子板塊內(nèi)部出現(xiàn)變形,形成隆坳相間的構(gòu)造格局,這種大的穩(wěn)定構(gòu)造背景下的局部構(gòu)造活動(dòng)為碳酸鹽緩坡的形成及規(guī)模顆粒灘在淺水內(nèi)緩坡區(qū)的發(fā)育創(chuàng)造了條件。
3.2海平面變化控制沉積物垂向演化
海平面的升降引起沉積環(huán)境的變化,龍王廟組沉積在高臺(tái)組和滄浪鋪組上下兩套陸源紅層之間,縱向上經(jīng)歷了兩個(gè)海侵—海退短期旋回(圖2),這控制了龍王廟組沉積物的演化。Tucker[20]對(duì)比了冰期和間冰期的三級(jí)、四級(jí)、五級(jí)相對(duì)海平面變化幅度后認(rèn)為,相對(duì)于間冰期,冰期四、五級(jí)海平面變化幅度要大,米級(jí)規(guī)模向上變淺的旋回十分發(fā)育。處于冰期的龍王廟組沉積就處在這種高頻的海平面波動(dòng)之下,從而形成了淺水內(nèi)緩坡顆粒灘和灘間泥晶白云巖在垂向上的互層分布。其中單層旋回的顆粒灘厚度一般只有幾米,粒度自下而上逐漸變大,巖性依次為泥晶、粉晶白云巖—砂屑粉晶白云巖/花斑狀白云巖—砂屑白云巖—礫屑白云巖(圖5a)。多期顆粒灘在垂向上相互疊置,平面上疊合連片,形成塊狀顆粒灘(圖5b)。
圖5 四川盆地龍王廟期高頻海平面變化引起的米級(jí)規(guī)模向上變淺的序列
3.3古地貌和水動(dòng)力控制沉積物類(lèi)型
淺水內(nèi)緩坡的沉積環(huán)境處于平均浪基面以上,能夠經(jīng)常性、持續(xù)性地接受波浪、潮汐作用的影響,而次一級(jí)古地貌高地?zé)o疑是最有利于灘體形成的環(huán)境,那里粗粒沉積物最為發(fā)育,呈順層條帶狀展布,分布連續(xù)且厚度較大。次一級(jí)古地貌高地之間的洼地,水體較深,由于灘體的遮擋,故以泥晶碳酸鹽巖沉積為主,后經(jīng)強(qiáng)烈的白云石化作用,對(duì)原始結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造,大多已經(jīng)看不到原來(lái)的顆粒結(jié)構(gòu),形成了粉、細(xì)晶白云巖(圖4c,4e)。川東北在海侵初期和海退期受到較強(qiáng)水動(dòng)力作用,主體沉積期水體又較深,沉積物類(lèi)型和粒度變化大,從高能礫屑碳酸鹽巖、鮞粒碳酸鹽巖等顆粒巖,到低能的泥晶巖和泥質(zhì)泥晶巖都有發(fā)育,局部地貌高點(diǎn)上則斷續(xù)發(fā)育顆粒灘。川東南水體流通不暢,循環(huán)受阻,以臺(tái)坪相石灰?guī)r、白云巖為主,并沉積了較厚潟湖相膏鹽巖。
綜合四川盆地寒武系龍王廟組沉積時(shí)期的古地理環(huán)境、沉積特征和沉積作用過(guò)程,可以得出:古構(gòu)造控制了龍王廟期碳酸鹽巖緩坡的沉積體系和沉積亞相類(lèi)型,海平面升降控制了沉積物的垂向疊置和演化,古地貌和水體能量控制了沉積物類(lèi)型和沉積微相分異。整個(gè)盆地可依據(jù)水動(dòng)力特征劃分出近岸潮坪、淺水內(nèi)緩坡、局限內(nèi)緩坡、開(kāi)闊內(nèi)緩坡、中緩坡、外緩坡及盆地等6個(gè)古地理環(huán)境(圖6),每個(gè)環(huán)境都有著自己獨(dú)特的巖性組合和沉積亞相。
上述的四川盆地寒武紀(jì)龍王廟期碳酸鹽巖緩坡的沉積模式表明,顆粒灘主要發(fā)育在淺水內(nèi)緩坡和中緩坡,而具有勘探價(jià)值的顆粒灘則主要分布在淺水內(nèi)緩坡。四川盆地磨溪—高石梯地區(qū)的鉆探已證實(shí)了淺水內(nèi)緩坡顆粒灘優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的存在,多期顆粒灘在垂向上相互疊置,平面上疊合連片,形成塊狀顆粒灘,厚度20~60m,平均厚約30m。在廣安—南充—?jiǎng)﹂w一帶,是水體從開(kāi)闊內(nèi)緩坡向淺水內(nèi)緩坡補(bǔ)給的前沿,預(yù)測(cè)可能會(huì)發(fā)育規(guī)模顆粒灘儲(chǔ)層,近期鉆探的南充1井發(fā)現(xiàn)了20多米的顆粒灘儲(chǔ)層,初步證實(shí)了這一推斷,而川東北開(kāi)闊內(nèi)緩坡的局部古地貌高點(diǎn)上不連續(xù)展布的灘體、川東南局限內(nèi)緩坡周緣的淺灘及膏溶角礫巖,則可為潛在的勘探領(lǐng)域。
(1)寒武系龍王廟組沉積時(shí)期,四川盆地及其鄰近地區(qū)為碳酸鹽巖緩坡沉積環(huán)境,現(xiàn)今四川盆地的范圍主要位于內(nèi)緩坡,內(nèi)緩坡可進(jìn)一步劃分為淺水內(nèi)緩坡、開(kāi)闊內(nèi)緩坡和局限內(nèi)緩坡三種古地理環(huán)境,發(fā)育了顆粒灘、灘間海、正常潟湖、局限潟湖和潮坪等5種亞相。
(2)四川盆地龍王廟組的沉積亞相均具有典型的特征。顆粒灘亞相主要發(fā)育在淺水內(nèi)緩坡的微地貌高地,沉積物以砂屑白云巖、鮞粒白云巖、細(xì)晶白云巖為主;灘間海亞相位于顆粒灘之間的洼地,以細(xì)粒沉積物為主,因生物擾動(dòng)形成的泥質(zhì)條帶白云巖和斑狀白云巖也較為常見(jiàn);正常潟湖亞相主要分布在開(kāi)闊內(nèi)緩坡,水體較深,相對(duì)低能,巖石類(lèi)型以灰色、深灰色泥晶白云巖和泥質(zhì)泥晶白云巖為主;局限潟湖亞相總體環(huán)境局限,水流不暢,以地層中發(fā)育膏鹽巖為特征;潮坪亞相位于淺水低能環(huán)境,其中混合坪主要分布在盆地邊緣,臺(tái)坪則發(fā)育在每個(gè)海退旋回的末期,可見(jiàn)干裂紋、小型交錯(cuò)層理及波痕等標(biāo)志。
圖6 四川盆地寒武紀(jì)龍王廟期碳酸鹽緩坡臺(tái)地沉積模式
(3)穩(wěn)定的被動(dòng)大陸邊緣環(huán)境是碳酸鹽巖緩坡形成的前提,臺(tái)內(nèi)一定的構(gòu)造變形是各沉積亞相分異發(fā)育的基礎(chǔ),兩者的耦合控制了龍王廟期四川盆地緩坡的沉積體系和亞相類(lèi)型;海平面升降引起沉積環(huán)境的變化,從而形成了縱向上顆粒灘—灘間?!逼?、潟湖—潮坪亞相之間的轉(zhuǎn)化,其中高頻的海平面波動(dòng)使得多期顆粒灘在垂向上相互疊置,平面上疊合連片,形成了大規(guī)模的臺(tái)內(nèi)顆粒灘。古地貌高地位于浪基面附近,水動(dòng)力強(qiáng),有利于粗粒物質(zhì)的堆積,而隆起之間的洼地水動(dòng)力弱,以細(xì)粒低能物質(zhì)的沉積為主,古地貌和水動(dòng)力共同作用控制了沉積物的類(lèi)型和沉積微相的分異。
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編輯:黃革萍
Wang Long:Master degree in progress at PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development. Add:Box 910,20 Xueyuan Rd.,Beijing,100083,China
Lithofacies Paleogeography and Sedimentary Model of Lower Cambrian Longwangmiao Formation in Sichuan Basin
Wang Long,Shen Anjiang,Chen Yuhang,Su Wang
Cambrian Longwangmiao Formation was in the sedimentary environment of distally-steepening slope in Sichuan Basin and its peripheral area,in which nearshore tidal flat,internal slope,middle ramp and external ramp developed successively from west to east.Sichuan Basin was mainly located in the internal slope.The internal slope can be further divided into shallow internal slope,restricted internal slope and open internal slope,in which five subfacies develop,including grain beach,interbeach sea,lagoon,restricted lagoon and tidal flat.Two short-term cycles of transgression-regression,including an upper and a lower ones,developed in longitude during Longwangmiao sedimentation.The upper cycle developing in the shallow internal slope,in which grain beach and sea interbeach subfacies are predominant,is composed of thick calcarenite dolostone,oolitic dolostone and fine-crystalline dolostone in lithology.The lower cycle developing in restricted internal slope and open internal slope,in which two groups of lagoons and tidal flats develop,is predominantly composed of micrite in lithology.Dolomitization is general in the upper cycle.Gypsum and salt rock develop in the restricted internal slope due to limited environment and low energy.It is suggested that the main controlling factors include:(1)paleostructures controlling the sedimentary system and sedimentary facies,(2)the sea-level changes controlling the vertical superimposition and evolution of sediments,and(3)paleo geomorphology and water energy controlling the sediment type and microfacies.A slope sedimentary model is put forward and it is deduced that the favorable reservoirs distribute in the Anyue-Nanchong-Jian′ge area.
Lower Cambrian;Longwangmiao Fm.;Carbonate platform;Lithofacies paleogeography;Sedimentary model;Sichuan Basin
TE121.3
A
1672-9854(2016)-03-0013-09
2015-03-10;改回日期:2016-02-29
本文受中國(guó)石油集團(tuán)科技重大專(zhuān)項(xiàng)“深層油氣勘探開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)研究”(編號(hào):2014E-32-02)資助
王龍:1990年生,中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院在讀碩士,主要從事碳酸鹽巖沉積和儲(chǔ)層研究工作。通訊地址:100091北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào) 中國(guó)石油勘探開(kāi)發(fā)研究院研究生部;E-mail:wanglong1127@163.com