賈 鵬,黃福喜,林世國,宋 濤,高 陽,呂維寧,汪少勇,劉 策,范晶晶,歐陽靖琳
(中國石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083)
四川盆地是中國四大盆地之一,面積約為18.8萬平方千米,是一個大型的含油氣盆地(圖1)。四川盆地寒武紀(jì)時,曾發(fā)生過多期重大的海平面升降事件,沉積了多套海相碳酸鹽巖地層,該地區(qū)的巖相古地理及沉積模式研究對后期油氣資源勘探具有重大意[1-3]。四川盆地及其鄰區(qū)中上寒武統(tǒng)洗象池群自蜀南地區(qū)威遠(yuǎn)氣田獲得天然氣發(fā)現(xiàn)后,近期又在高石梯、磨溪及其以北地區(qū)有多口井獲得工業(yè)氣流,展示出良好天然氣勘探潛力[4]。本文基于前人的認(rèn)識和研究成果,應(yīng)用多條野外露頭剖面、盆地范圍內(nèi)多口鉆、測井資料和地震資料,對四川盆地及鄰區(qū)洗象池群沉積相、沉積體系模式、灘體分布、灘體發(fā)育的主控因素等進(jìn)行了系統(tǒng)分析,編制巖相古地理圖,建立洗象池群“三灘夾兩凹”沉積模式,提出臺內(nèi)顆粒灘帶及臺地邊緣顆粒灘帶,可作為下一步重要的天然氣勘探領(lǐng)域。針對洗象池群“三灘夾兩凹”沉積模式和顆粒灘帶分布的認(rèn)識,對于古老地層的沉積體系研究具有重要的理論意義;同時顆粒灘分布預(yù)測,有助于拓展洗象池群顆粒灘的勘探領(lǐng)域,并為尋找新的天然氣資源、實(shí)現(xiàn)后備儲量增長提供依據(jù)與支持,具有現(xiàn)實(shí)意義。
圖1 四川盆地構(gòu)造位置圖Fig.1 Structural map of the Sichuan Basin
本文在沉積相分析的過程中,根據(jù)30余條野外地質(zhì)露頭剖面、110余口鉆測井資料、分析化驗(yàn)數(shù)據(jù)、區(qū)域地質(zhì)測量資料及部分地震資料等,結(jié)合沉積巖石、古生物、測井相及地震相等相標(biāo)志,來討論研究區(qū)沉積相類型及特征。認(rèn)為四川盆地洗象池群是典型的鑲邊碳酸鹽巖臺地沉積,以發(fā)育高能的臺地邊緣灘為典型特征。根據(jù)古地理位置及臺地上水體循環(huán)是否良好、鹽度是否正常[5-6],可將本區(qū)碳酸鹽巖臺地劃分為局限臺地、蒸發(fā)臺地及半局限臺地。盆地東南部、東部及北部周緣發(fā)育臺地邊緣相、斜坡相和盆地相。
局限臺地是碳酸鹽臺地體系中主要沉積相帶之一,局限臺地沉積界面位于平均海平面與平均低潮面之間。由于與廣海之間受古陸、礁灘或其它隆起地形的障壁作用,海水循環(huán)受到一定程度限制,海水鹽度比正常海高,水體能量弱,沉積物主要以白云巖為主,有時可見薄層泥頁巖及薄層灰?guī)r相伴生,正常海生物化石少見。在自然伽馬測井曲線中,表現(xiàn)為較平直,呈微齒狀偶夾尖齒狀,中低值。電阻率測井曲線呈鋸齒狀,中高值,起伏較明顯。盆地內(nèi)可進(jìn)一步劃分出潮上—潮間帶、潮間帶、臺內(nèi)淺灘、潟湖等。
1.1.1 潮坪沉積特征
潮坪環(huán)境多緊鄰古陸、古隆起,因不同地區(qū)沉積速度的差異,臺地內(nèi)地形高低不平。當(dāng)海平面相對下降時,潮坪就會發(fā)育在隆起地區(qū)。因此潮坪可以在臺地內(nèi)部成群出現(xiàn),也可發(fā)育在臺地邊緣。潮坪位于平均低潮面與最大高潮面之間、地形平坦的環(huán)境,時而暴露,時而淹沒,介質(zhì)能量主要來自潮汐作用且具間歇性。
本區(qū)的潮坪沉積以淺灰色、灰黃色中、薄層泥粉晶白云巖為主(圖2)。微相組合簡單,空間展布上隨地貌條件而呈寬窄不一的展布,主要發(fā)育于四川盆地臺內(nèi)古隆起周緣。多由海退沉積序列組成[7-8],通常具有間歇性暴露標(biāo)志,如干裂以及與之相關(guān)的薄片狀角礫。常見水平層理、小型波痕、核形石、疊層石(形態(tài)各異)、測井上曲線上表現(xiàn)為較高伽馬、較低電阻率,其數(shù)值介于泥頁巖和純碳酸鹽巖之藻紋層和鳥眼等(圖3)。潮坪沉積物粒度多樣,但多為富含球粒的碳酸鹽泥。本區(qū)的潮坪由于氣候干旱,蒸發(fā)強(qiáng)烈,常含石膏結(jié)核、假晶,具有“鐵絲雞籠”結(jié)構(gòu)(圖3)。臺地潮坪多發(fā)育為向上變淺的沉積序列為特征,一般由顆粒灘、灰云坪及云坪和向上過渡為潮上的泥云坪、膏云坪等,也可由潟湖垂向加積向上演變而成。其中威寒1井在潮坪沉積中巖性以淺灰色泥粉晶云巖為主,夾少量含泥云巖、云質(zhì)泥巖。GR曲線整體為中低值,INPEFA曲線表現(xiàn)為負(fù)向趨勢,δ13C值在-2‰左右,表明此段水位下降,水體較淺[9]。
圖2 四川盆地洗象池群寶龍1井綜合柱狀圖Fig.2 Comprehensive histogram of Baolong 1 well in Xixiangchi Group, Sichuan BasinA.淺灰色顆粒白云巖夾泥晶云巖、泥粉晶云巖(4 625 m);B.泥粉晶云巖、夾泥質(zhì)條帶的泥晶云巖(4 632 m);C.泥粉晶白云巖(4 653 m)
圖3 四川盆地寒武系洗象池群潮坪相發(fā)育特征Fig.3 Development characteristics of tidal flat facies in Xixiangchi Group, Sichuan Basin
四川南江沙灘、正源剖面、陜西紫黃落人洞剖面的中、上寒武統(tǒng)均發(fā)育云質(zhì)潮坪沉積。以沙灘剖面為例,沙灘剖面中寒武統(tǒng)陡坡寺組上段厚42.68 m,巖石類型為泥晶、粉晶白云巖,夾紅色泥巖薄層,頂部見一層厚約9 m的紅色泥晶白云巖,水平層理發(fā)育,也見小型波痕。
1.1.2 臺內(nèi)灘沉積特征
臺內(nèi)灘一般發(fā)育在臺地內(nèi)地貌突起部分,沉積水體動力較強(qiáng),能量較高,受波浪和潮汐作用的影響,發(fā)育多種類型顆粒巖為典型特征。結(jié)合野外地質(zhì)露頭剖面、鉆井巖心樣品精細(xì)觀察以及相關(guān)巖石樣品的鏡下薄片分析,表明巖石類型主要為淺灰色顆粒白云巖,顆?;?guī)r以及細(xì)-中晶白云巖,顆粒含量65%~75%,顆粒之間充填亮晶白云石膠結(jié)物,粒度具有明顯的向上變粗和向上變淺的沉積特征(圖4)。顆粒成分以砂屑為主,其次為砂礫屑、鮞粒以及少量的生屑,因此可以進(jìn)一步劃分出砂屑灘、鮞粒灘、礫屑灘和生屑灘4種類型。沉積構(gòu)造常見交錯層理、粒序?qū)永怼_刷面等。受后期成巖作用改造,孔隙發(fā)育較好,以粒內(nèi)溶孔、殘余粒間溶孔及晶間溶孔為主(圖5),該亞相孔隙物性較好,可作為最有利的儲層發(fā)育相類型。成像測井上,背景色以橙色為主,呈斑雜塊狀,斑雜帶為溶蝕孔洞發(fā)育帶,另外,該亞相常與潟湖亞相泥晶云巖、泥粉晶云巖共生(圖4),說明當(dāng)時相對海平面相對動蕩。
圖4 四川盆地洗象池群廣探2井綜合柱狀圖Fig.4 Comprehensive histogram of Guangtan-2 well in Xixiangchi Group, Sichuan BasinA.泥粉晶云巖(5 290 m); B.灰黑色顆粒白云巖夾泥粉晶云巖(5 310 m);C.淺灰色顆粒白云巖可見溶蝕孔洞(5 355 m)
圖5 四川盆地寒武系洗象池群臺內(nèi)灘相發(fā)育特征Fig.5 Development characteristics of beach facies in the platform of Xixiangchi Group, Sichuan Basin
盆地內(nèi)臺內(nèi)顆粒灘主要分布在川中古隆起(樂山—龍女寺古隆起)的斜坡位置,及盆地東南緣水下古隆起的周緣地帶,灘相分布多呈現(xiàn)帶狀展布,方向?yàn)楸睎|—南西向,其中一條為犍為—榮縣—資中—安岳,一條為隆昌—大足—合川—廣安,另外一條為習(xí)水—南江—武隆—石柱。
1.1.3 潟湖沉積特征
潟湖是指局限臺地內(nèi)相對低洼的潮下沉積區(qū),通常位于正常浪基面之下,沉積水體能量低水體更為局限,以靜水沉積為主,局部可夾風(fēng)暴沉積。研究區(qū)多分布在四川盆地內(nèi)部,且發(fā)育范圍廣泛。主要巖石類型以灰色、深灰色及灰褐色泥粉晶云巖、夾泥質(zhì)條帶的泥晶云巖為主,局部可見風(fēng)暴成因的砂礫屑沉積,可見石膏或石膏假象,常見水平層理、生物擾動構(gòu)造、生物潛穴、風(fēng)暴作用導(dǎo)致的底沖刷面、粒序?qū)永淼?。研究區(qū)巖心及野外地質(zhì)剖面觀察中可見局限潟湖與潮坪,潟湖與臺內(nèi)灘組成單調(diào)的垂向韻律交替層序,這是由于次一級海平面頻繁震蕩所引發(fā)的垂向沉積相應(yīng)。如威寒1井,在縱向上多表現(xiàn)為局限潟湖向上逐漸演變?yōu)槌逼簛喯啵瓜蛏险w呈現(xiàn)出粒度變粗、水體變淺的沉積特征。前者以風(fēng)暴活躍期的風(fēng)暴礫屑、砂礫屑、砂屑白云巖以及具正遞變層理的石英砂巖條帶,與風(fēng)暴間歇(平靜)期的淺灰色云質(zhì)泥巖,具深灰色泥質(zhì)條帶或紋層的粉晶云巖為特征,并且底部具有明顯的底沖刷面;后者以具干裂構(gòu)造(圖6),普見波狀、脈狀、透鏡狀層理和生物潛穴逃逸跡極為典型的黑灰色泥紋層泥晶云巖與砂質(zhì)云巖不等厚間互,以及膏云巖(均已去膏化而變?yōu)榘自剖?,僅殘存具硬石膏結(jié)核形態(tài)的假形)為特征。在常規(guī)測井上,其GR曲線多呈齒狀起伏,起伏幅度整體不大,均值為35~37 API;在成像測井中,薄紋層疊置富集,背景色多為橙色—棕色,具有明暗相間的特征。在研究區(qū)的大部分地區(qū)可觀察到此類沉積,也為該研究區(qū)臺地沉積體系的主體。
蒸發(fā)—局限潟湖周邊多存在斷續(xù)發(fā)育的顆粒灘,顆粒灘的存在進(jìn)一步阻礙了潟湖內(nèi)部水體與外界的交換,使得水體更加受限。常見于盆地的東南部,盆地內(nèi)主要分布在綏江—瀘州—綦江一帶,盆地外緣主要分布在喜德—雷波—威信—仁懷—桐梓一帶。發(fā)育在浪基面之下、水體安靜低能且地勢低洼的環(huán)境,蒸發(fā)—局限潟湖與局限潟湖相比,水體更加低能受限,沉積物以薄—中層狀為主。
由于沉積為常年被水淹沒,海水補(bǔ)給量大于蒸發(fā)量,水體鹽度較高,常以灰色、深灰色的泥—粉(泥)晶云巖與膏鹽巖(圖7)和含膏鹽的白云巖互層夾為特征。沉積物粒度細(xì),發(fā)育水平層理、波狀層理、高角度生物鉆孔、生物擾動構(gòu)造等。膏??装l(fā)育,部分地區(qū)可見巖溶角礫。其中,低能潟湖沉積泥粉晶云巖、含膏泥粉晶云巖、膏質(zhì)泥粉晶云巖夾中一薄層狀顆粒云巖,底部具有明顯底沖刷面(圖8)。根據(jù)物質(zhì)組分差異可進(jìn)一步劃分出多種微相類型,包括膏云質(zhì)潟湖、云質(zhì)潟湖及泥云質(zhì)潟湖等。
圖7 四川盆地金沙巖孔寒武系洗象池群膏質(zhì)白云巖鏡下薄片F(xiàn)ig.7 Microscopic thin-section photo of evaporite in Jinshakong section (Xixiangchi Group), Sichuan Basin
圖8 金沙巖孔洗象池群野外露頭Fig.8 Outcrop photos of the Jinshayankong section (Xixiangchi Group), Sichuan Basin
該相區(qū)主要分布在彭水—來鳳—鶴峰—建始—奉節(jié)一帶,由于受古隆起與水下高地包繞,沉積水體循環(huán)局部受限,但并未徹底阻隔,為半閉塞半通暢的臺內(nèi)低洼地帶。整體巖石類型發(fā)育灰色、深灰色泥晶(灰)云巖,泥質(zhì)(灰)云巖,泥晶云巖(圖9),可夾風(fēng)暴成因砂(礫)屑(灰)云巖薄層,發(fā)育韻律層理、波狀層理及沙紋層理等。底部發(fā)育灰—深灰色豹皮狀或條帶狀泥灰?guī)r、鮞粒灰?guī)r夾層,下部泥質(zhì)含量較高。半局限臺地具有與局限臺地具有較為相似的沉積構(gòu)造,不同之處在于與廣海的連通性,即廣海連通循環(huán)差則白云石化程度高,向東和東北方向灰?guī)r含量逐漸增多,呈現(xiàn)出白云巖向石灰?guī)r類過渡的特征。暗示了海水自北東向西南連通循環(huán)逐漸受限、呈梯級蒸發(fā)特點(diǎn)。
圖9 焦石壩剖面洗象池群潟湖發(fā)育特征Fig.9 Development characteristics of lagoon in the Jiaoshiba section (Xixiangchi Group), Sichuan Basin
以重慶市豐都縣地區(qū)的焦石壩為例,位于盆地的東緣,地層總厚850 m,是一個相對凹陷區(qū),底部夾7 m厚鮞?;?guī)r,向上為灰色—深灰色厚層條帶狀灰?guī)r、灰白色白云巖及兩者過渡巖類的不等厚互層,多數(shù)層段中含泥質(zhì),局部層段中含硅質(zhì)條帶。根據(jù)物質(zhì)組分差異又可進(jìn)一步劃分出云灰質(zhì)潟湖、灰云質(zhì)潟湖、灰質(zhì)潟湖、泥云質(zhì)潟湖等沉積微相類型。
混積潮坪位于海平面附近,以發(fā)育碳酸鹽巖與陸源碎屑巖的不等厚間互沉積、抑或是含砂、含泥碳酸鹽巖沉積為特征。區(qū)內(nèi)常見于川西南—滇東北靠近康滇古陸的晃寧—峨邊—峨眉以西一帶以及盆地西北緣的廣元—旺蒼—南江一線的兩個區(qū)塊內(nèi)??傮w巖性表現(xiàn)為以灰色石英巖屑砂巖與薄層弱還原—氧化色泥巖、灰色砂屑云巖、白云巖不等厚互層為特征。沉積構(gòu)造主要發(fā)育典型的平行層理、交錯層理、波痕、泥裂等,指示復(fù)雜的水下—暴露環(huán)境。以樂山范店野外地質(zhì)露頭剖面為例,下部巖性總體表現(xiàn)為深灰色云巖夾薄層狀粉砂巖、云質(zhì)砂巖,發(fā)育脈狀層理、水平層理,底部粉砂巖中發(fā)育的對稱波痕指示更為極淺水的水動能環(huán)境(圖 10)。
圖10 樂山范店剖面洗象池群混積潮坪發(fā)育特征Fig.10 Development characteristics of mixed tidal flat in the Leshanfandian section (Xixiangchi Group), Sichuan Basin
根據(jù)沉積物質(zhì)和特征的差異,可劃分出砂坪、泥坪、混合坪、泥灰坪、灰泥坪、灰坪、云坪等沉積微相。對于部分的混積潮坪實(shí)際上是由碎屑潮坪與碳酸鹽潮坪在垂向上以某種方式疊置形成,是對次一級海平面的頻繁變化的影響。
臺地邊緣為碳酸鹽臺地的邊緣地帶,多沿臺地邊緣呈條帶狀或鏈狀斷續(xù)分布,面積和寬度均較小,受臺地、臺盆、深水盆地格局和同生斷裂控制,是淺水臺地與深水斜坡—盆地轉(zhuǎn)換的部位。地形比臺地內(nèi)部高,水體相對較淺,位于平均高潮面,甚至風(fēng)暴高潮面至正常天氣浪基面之間,也即國外通常所稱的濱面(Shoreface,指平均高潮面與正常天氣浪基面之間的水下古地貌高部位),水體能量強(qiáng),循環(huán)條件好,鹽度正常。經(jīng)常暴露在海平面之上,遭受大氣淡水淋濾作用,而導(dǎo)致溶孔發(fā)育。由于“坡折帶”上傾方向因沉積物的快速向上加積、進(jìn)積作用而水體淺,面向外海而具有很強(qiáng)的潮汐—波浪作用、上升洋流作用與豐富的養(yǎng)料供給等,所以通常發(fā)育具抗浪構(gòu)造的臺地邊緣生物礁、淺灘亞相,以及向上加積而演化為潮坪、藻云坪等。
就寒武系洗象池群的具體情況而言,由于古氣候干熱,尤其是當(dāng)時的海生無脊椎動物群落尚很原始,缺乏造架生物,因而臺地邊緣主要是淺灘(鮞灘、砂屑灘等)亞相,如川東北的城口明通、湘西石門楊家坪、永順下福野外地質(zhì)剖面等,主要以灰色—灰白色厚層亮晶砂屑白云巖、云質(zhì)豹皮狀灰?guī)r、細(xì)—粗晶白云巖為主,可見薄層鮞粒灰?guī)r和泥晶灰?guī)r,反映高能和低能交替的沉積環(huán)境。常見平行層理、低角度交錯層理、雙向交錯層理、板狀交錯層理、沖刷面等沉積構(gòu)造(圖11)。
圖11 永順下福剖面洗象池群臺地邊緣發(fā)育特征Fig.11 Development characteristics of platform margin in Yongshunxiafu section (Xixiangchi Group), Sichuan Basin
臺地邊緣斜坡位于臺地邊緣向海的斜坡帶,總體上處于正常天氣浪基面以下,坡度可達(dá)到30°以上。洗象池群在揚(yáng)子北緣盆地和江南盆地發(fā)育陡斜坡。陡斜坡是指海底坡度較大(幾度以上)的斜坡,碎屑流等高密度重力流沉積發(fā)育,常見同生滑塌變形構(gòu)造。其沉積為暗色薄層灰泥石灰?guī)r(圖12)夾碎屑流沉積的礫屑石灰?guī)r。礫屑大小為幾厘米至十幾厘米,雜亂排列,棱角狀,成分為灰泥石灰?guī)r和來自臺地邊緣的藻礁石灰?guī)r,單層厚度多為幾十厘米至幾米。此外,還常見滑塌的巖塊,大小為幾十米。對于碳酸鹽巖陡斜坡,可分出上斜坡和下斜坡。在海域環(huán)境安靜的情況下,上斜坡多發(fā)育臺緣斜坡灰泥丘,下斜坡多發(fā)育泥質(zhì)條帶瘤狀灰?guī)r與薄板狀灰?guī)r,并多夾薄層狀重力流顆?;?guī)r;在發(fā)育同沉積控邊斷裂、海底構(gòu)造活躍的地區(qū),多發(fā)育還原色碳酸鹽碎屑流沉積,并往往圍繞臺地邊緣呈“裙邊”狀分布,故可稱環(huán)臺緣碎石堆。
圖12 永順剖面洗象池群斜坡相發(fā)育特征Fig.12 Development characteristics of slope facies in the Yongshun section (Xixiangchi Group), Sichuan Basin
盆地是海底地形較平坦的深水安靜低能環(huán)境,水深遠(yuǎn)在風(fēng)暴浪基面之下,通常大于2 000 m。光照度很差導(dǎo)致底棲生物無法繁殖,主要為游泳及漂浮生物。具有厚度薄、富泥質(zhì)及有機(jī)質(zhì)的欠補(bǔ)償沉積特征。根據(jù)梁薇等[10]和余寬宏等[11]分別對東南隅和東北隅地區(qū)的研究,認(rèn)為穩(wěn)定的暗色頁巖,水平層理發(fā)育,缺乏生物化石的巖相特征共同了指示了一類缺氧、閉塞的深水盆地環(huán)境[12-13]。由此說明本區(qū)在寒武系冼象池期為盆地相,海水深且閉塞。且東北隅的竹溪—竹山地區(qū)可能與古秦嶺洋相通[12,14],而東南隅的麻陽—懷化地區(qū)則可能與江南盆地相通[14-15]。東南隅懷化花橋以暗色薄層炭質(zhì)板巖夾紋層狀云質(zhì)灰?guī)r為特征,至隆回大水田一帶則全相變?yōu)樘抠|(zhì)板巖;東北緣千吉溝—三轉(zhuǎn)彎一帶則以暗色炭質(zhì)結(jié)晶灰?guī)r、硅質(zhì)巖、炭質(zhì)板巖、炭質(zhì)灰?guī)r、錫云母石英千枚巖的不等厚互層為特征(圖13)。
圖13 懷化花橋剖面洗象池群盆地相發(fā)育特征Fig.13 Development characteristics of basinal facies in the Huaqiao section (Xixiangchi Group), Haihua area
盆地相多為欠補(bǔ)償?shù)暮谏搸r,并可夾薄板狀灰?guī)r。其典型野外地質(zhì)剖面如陜南紫陽毛壩、平利八仙鎮(zhèn),湘西永順王村、古丈羅依溪,鄂西北竹山干吉溝、廟婭等。
四川盆地寒武系洗象池群以碳酸鹽發(fā)育為特征,借鑒前人歸納的各種沉積相模式,本文結(jié)合野外地質(zhì)工作及工作室內(nèi)的相關(guān)研究,綜合研究區(qū)洗象池群沉積環(huán)境、沉積特征及各相帶空間組合樣式,建立了四川盆地寒武系洗象池群的碳酸鹽巖沉積相模式(圖14),由外側(cè)的廣海向內(nèi)側(cè)的臺地依次發(fā)育深水盆地、斜坡、臺地邊緣、半局限臺地、局限臺地及蒸發(fā)臺地。但是在不同的時期和地區(qū),沉積相帶存在一定的差異,并不是發(fā)育完整的模式。
圖14 四川盆地及其鄰區(qū)洗象池群沉積模式圖Fig.14 Schematic sedimentary model for the Xixiangchi Group in Sichuan Basin and its adjacent areas
四川盆地洗象池群沉積時期,表現(xiàn)為一個較為穩(wěn)定的克拉通沉積地帶,繼承了早、中寒武時期的古地理的分布特征,即盆地西部有陸地,主體為臺,臺上有灘,臺上有坪,北緣及東緣有盆。其中受西邊的康滇古陸、摩天嶺古陸及漢南古陸影響十分微弱,陸源碎屑供給較小,只在靠近古陸的一側(cè)有陸源碎屑與碳酸鹽巖不同程度混積的混積潮坪沉積。盆地內(nèi)部及其周緣為穩(wěn)定臺地,沉積以清水及淺水碳酸鹽巖沉積建造為主。川中地區(qū)水體不深,巖性主要為泥晶和砂屑白云巖,厚度不大,古隆起周緣發(fā)育砂屑白云巖及鮞粒白云巖,為局限臺地潮坪亞相和臺內(nèi)灘亞相。川東地區(qū)比川中地區(qū)水體較深,巖性主要為泥晶白云巖,有礫屑白云巖薄層,多為局限潟湖沉積。沉積盆地的東南部及北部為深水斜坡及盆地沉積。
四川盆地洗象池群沉積期間主要以局限臺地、半局限臺地相為主,其中包括潟湖亞相和臺內(nèi)灘亞相等。在沉積早期,海侵體系域盆地內(nèi)部以半局限臺地為主,其中在盆地的西南緣及西北緣,由于靠近古陸,早期有混積潮坪沉積。到高位體系域演變?yōu)榫窒夼_地相為主,表明由于海平面的相對下降,臺內(nèi)內(nèi)部水體更加受限,局限臺地相沉積面積擴(kuò)大,灘體開始由川中古隆起的軸部向隆起斜坡方向遷移。在沉積中期,由于次一級海平面變化較為頻繁,水體動蕩,灘體最為發(fā)育,盆地內(nèi)部主要發(fā)育局限臺地相中的臺內(nèi)灘亞相和潮坪亞相。因周緣灘體的發(fā)育使盆地內(nèi)部一些地區(qū)水體更加受限,蒸發(fā)臺地相在盆地東南地區(qū)開始出現(xiàn)。在沉積晚期,此階段水體較為穩(wěn)定,為緩慢海退期,整體表現(xiàn)為加積為主,緩慢進(jìn)積的特征。水體相對較深,發(fā)育局限臺地相及半局限臺地相。
顆粒灘作為一種特殊的沉積體,是油氣資源儲集的優(yōu)質(zhì)場所。一些世界級油氣藏儲集體就是該沉積體,如世界最大油田侏羅系Ghawar油田,擁有近1.3×1010t的可采儲量。目前在四川盆地寒武系龍王廟組已有重大油氣發(fā)現(xiàn),展現(xiàn)出了碳酸鹽巖顆粒灘巨大的勘探潛力,位于中上寒武統(tǒng)的洗象池群也不例外。
根據(jù)研究表明洗象池群顆粒灘相主要包括臺內(nèi)灘及盆地西南緣及北緣的臺緣灘。其中臺內(nèi)邊緣是淺水碳酸鹽巖臺地向深水斜坡轉(zhuǎn)換的部位,多沿臺地邊緣呈條帶狀或鏈狀斷續(xù)分布,面積和寬度均較小,厚度較大。雖洗象池群沉積期間經(jīng)歷了多次海侵事件,但區(qū)域構(gòu)造相對穩(wěn)定,因此臺地邊緣未發(fā)生較大遷移,一直分布在大庸—吉首—江口及鎮(zhèn)巴—城口—巫溪一帶。臺地邊緣灘本身為高能相帶沉積,后期經(jīng)白云石化及溶蝕作用的改造,多發(fā)育晶間孔、晶間溶孔及溶蝕孔洞,能夠有效地改善原始沉積物性,形成有利儲集層。盆地內(nèi)臺內(nèi)顆粒灘主要分布在川中古隆起(樂山—龍女寺古隆起)的斜坡位置,及盆地東南緣水下古隆起的周緣地帶,顆粒灘相在盆地內(nèi)呈雙條帶狀分布,且具有單一性和繼承性(簡稱三灘夾兩凹的沉積模式)。
通過前期相關(guān)研究,指出洗象池群沉積期,四川盆地古隆起周緣斜坡及盆地東南緣水下高位的臺內(nèi)灘為有利沉積相帶。
(1)四川盆地寒武系洗象池群呈現(xiàn)碳酸鹽巖鑲邊臺地的古地理格局,發(fā)育局限臺地相、蒸發(fā)臺地相、半局限臺地相、臺地邊緣相、斜坡相和盆地相。
(2)建立了四川盆地洗象池群“三灘夾兩凹”沉積模式,其中一條為古隆起周緣斜坡顆粒灘,分布于古隆起周緣地帶;一條為水下高位的臺內(nèi)灘,分布于盆地東南緣;另外一條是臺地邊緣灘,分布在盆地的東側(cè)。
(3)局限、半局限臺地相顆粒灘是洗象池群氣藏的主要儲集體,顆粒灘的發(fā)育主要受古隆起和水下高地控制。臺地邊緣顆粒灘的發(fā)育主要受沉積古地貌坡折控制。研究認(rèn)為古隆起周緣斜坡、盆地東南緣水下高位的臺內(nèi)灘及盆地東緣邊緣灘為有利沉積相帶。