四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相.pdf

1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.文章编号:1671-1505(2005)03-0357-15 文献标识码:A3 国家重点基础研究发展计划(973计划)项目资助(编号:2001CB209104)收稿日期:2004-11-04 改回日期:2005-02-13四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相3王一刚 张静 刘兴刚 徐丹舟 师晓蓉 宋蜀筠 文应初中国石油西南油气田公司勘探开发研究院,四川成都610051摘 要 四川盆地早三叠世飞仙关早期的环境基本上继承了晚二叠世长兴期末的格局。在川东北地区演化为碳酸盐蒸发台地。飞仙关组蒸发台地为一套含硫酸盐的富白云岩的蒸发潮坪沉积层系。下部为薄层的含石膏、硬石膏晶体、团块及肠状石膏层的泥晶灰岩、微晶白云岩组成的小潮差蒸发潮坪层序。中部为层状鲕粒白云岩、鲕粒灰岩的潮下鲕粒滩相与萨布哈环境的富层状石膏岩的膏坪相、含石膏岩的膏云坪相组成的大潮差蒸发潮坪层序。上部为中薄层状富泥的含石膏质夹层的泥质泥晶灰岩、微晶白云岩组成的旋回性清楚的似蒸发潮坪层序。这三种层序的纵向组合在蒸发台地相区可以很好对比,尽管各层序厚度有明显变化。强烈白云石化的鲕粒白云岩是四川盆地飞仙关组大中型气藏的主要储层,依据鲕粒岩的相序特征可将其分为有障壁性质的台缘鲕粒坝和台内鲕粒滩两类。蒸发台地西缘的台缘鲕粒坝在飞仙关期基本稳定。东缘的台缘鲕粒坝在飞仙关中后期大幅度向盆地方向迁移。关键词 沉积相 碳酸盐蒸发台地 萨布哈 下三叠统 飞仙关组 四川盆地第一作者简介 王一刚,女,1954年生,1982年毕业于西南石油学院石油地质勘探系,获硕士学位。现为中国石油西南油气田公司勘探开发研究院教授级高级工程师,从事石油地质与沉积学研究。通讯地址:四川省成都市建设路83号,邮编:610051。E2mail:WYG518 sina1comSedimentary facies of evaporative carbonate platform of theFeixianguan Formation of Lower Triassic innortheastern Sichuan BasinWang YigangZhang JingLiu XinggangXu DanzhouShi XiaorongSong ShujunWen YingchuResearch Institute of Exploration and Development,PetroChina Southwest Oil and Gasf ield Company,Chengdu610051,SichuanAbstractThe sedimentary environment of the Early Feixianguan Age of Early Triassic in north2eastern Sichuan Basin mainly inherited the pattern of the Late Changhsingian Age of Late Permian1Thenortheastern Sichuan area is evaporative carbonate platform1The Feixianguan Formation of evaporativecarbonate platform is a set of sulfate2bearing evaporative tidal sediments with aboundant dolomite1Thelower part is a micro2tidal range evaporative tidal sequence consisting of thin2bedded gypsum2bearing,muddy2limestone and dolomicrite1The middle part is a set of large tidal range tidal sequence including第7卷 第3期2005年 8月古地理学报JOURNAL OF PALAEOGEOGRAPHYVol17No13Aug1 2005 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.oolitic shoal facies which is made up of bedded2oolite dolomite and oolite limestone,gypsum2tidal faciesin sabkha environment which consists of bedded gypsolyte,and gypsolyte2bearing gypsum2dolomitetidal facies1The upper part is a set of evaporite quasi2tidal sequence with clear cycles which is made up ofmiddle2thin2bedded,gypsum2bearing muddy limestone and dolomicrite1Vertical combination of thesethree sequences can be well correlated in evaporitive platform area even though thicknesses of each se2quence are obviously different1Strongly dolomized oolite dolomites are the main reservoir of medium2large scale gas reservoir of the Feixianguan Formation in Sichuan Basin1According to its facies sequencefeatures,the oolitic rocks are deposited in platform marginal oolitic bar and inner2platform ooliticbank1Platform marginal oolitic bar along the western margin of the evaporite platform was static duringthe Feixianguan Age,while the platform marginal oolitic bar along the eastern margin greatly shifted to2wards the basin during the Middle2Late Feixianguan Age1K ey wordssedimentary facies,evaporative carbonate platform,sabkha,Lower Triassic,FeixianguanFormation,Sichuan BasinAbout the first authorWang Yigang,born in 1954,was graduated from the Geology Departmentof Southwest Petroleum Institute and got her masters degree in 19821Now she is a senior engineer,and is engaged in sedimentary reservoir and petroleum geology in Research Institute of Exploration andDevelopment,PetroChina Southwest Oil and Gasfield Company.E2mail:WYG518 sina1com 研究区位于四川宣汉黄金口 重庆市开县满月地区即川东北飞仙关组碳酸盐蒸发台地南部(图1),在区域构造上属于大巴山北西向弧形构造带与川东北东向弧形褶皱带叠加区块(乐光禹等,1996),其地质背景和含油气层系与勘探程度较高的川东地区较为相似。该区正规的石油地质勘探始于20世纪50年代初。由于勘探程度低,至90年代前期所开展的工作主要是地面地质和地震构造研究。随着该区二叠系生物礁气藏、三叠系飞仙关组鲕滩气藏的发现,其上二叠统和下三叠统飞仙关组含气性及勘探目标评选被列为国家“九 五”重点科技攻关项目,区内油气勘探的大幕由此拉开。“九 五”科技攻关成果明确了川东北地区飞仙关组相区的分化及其对气藏储层发育的控制作用。20世纪90年代后期,在四川盆地川东北地区三叠系飞仙关组陆续发现的渡口河、铁山坡、罗家寨、普光等大中型气藏都是以孔隙性鲕粒白云岩为储层,其特征是连片较好、厚度大、白云石化程度高、物性好、埋藏期溶孔发育。储层质量显著优于四川盆地其它地区的飞仙关组气藏储层。其特征是这些气藏储层的分布明显受鲕粒滩的影响。为了更深入地了解飞仙关组鲕粒滩的分布规律及其与气藏的关系,在国家“九 五”攻关项目研究成果的基础之上,通过对研究区及邻区30余口钻井,9条地面剖面的资料的分析对研究区飞仙关组的沉积相进行了详细研究,进一步了解了鲕粒滩的类型和分布特征。1 研究区及邻区的沉积区划四川盆地东部飞仙关组属晚二叠世 早三叠世飞仙关期10Ma幕式旋回层序海平面下降期的高水位域沉积(王兴志等,2002)。在飞仙关期盆地内沉积分化明显,川东北地区以碳酸盐沉积为主。该区飞仙关早期的沉积环境分为深水沉积的海槽和浅水碳酸盐台地两个差别明显的两个区,对晚二叠世长兴末期有明显继承性(王一刚等,1998,2002)。近期研究确认川东北地区飞仙关组浅水碳酸盐台地相可进一步划分为北部的川东北碳酸盐蒸发台地相和南部的川东碳酸盐开阔台地相(图1)。深水海槽相区包括广元 旺苍海槽东部、开江 梁平海槽、城口 鄂西海槽。海槽相区内飞仙关组的沉积过程是完整的深水沉积盆地的沉积充填过程,其沉积厚度大约是浅水台地区沉积的2倍(王一刚等,1998,2002)。在早期它是一个发育碳酸盐重力流沉积的深水盆地,随后因不断充填水体逐渐变浅,在飞三时期大多演变为浅水台地,到末期沉积界面到达海平面附近,成为含石膏岩的潮坪沉积。深水海槽相飞仙关组下部鲕粒岩不发育,缺乏孔隙性鲕粒白云岩储层。358古 地 理 学 报2005年8月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图1 四川盆地下三叠统飞仙关组飞一段沉积分区概略图Fig11Sketch map showing the location of study area and sedimentaryfacies of the Feixianguan Formation of Lower Triassic in Sichuan Basin 碳酸盐开阔台地相区分布在开县、万县、梁平、大竹一线以南,称川东碳酸盐开阔台地。其次级单元主要有鲕粒滩相、台地湖相、滩间湖相、台地斜坡相等,潮坪相相对不发育。它们主要是水下沉积的,一般缺乏蒸发岩类。层状鲕粒岩最早出现在西南部重庆北碚等地区的飞一段上部,在随后的沉积过程中逐渐向北、向东扩展,到飞三期分布范围几乎遍及整个开阔台地相区。具有障壁性质的台缘鲕粒滩(坝)在沉积过程中表现出随台地沉积向深水区逐渐扩大而穿时抬升的特点(文应初等,1988)。碳酸盐开阔台地沉积区海水相对较深,层状鲕粒岩白云石化强度较弱,储层孔隙度一般较低。川东北碳酸盐蒸发台地相区位于开县以北的宣汉、南江与城口之间,呈北西向展布,其东北与西南分别与城口 鄂西海槽相区(张静等,2003)、广元 苍旺海槽东部、开江 梁平海槽为邻(图1),北界可能在陕西汉中地区,其环境有些类似于孤立台地。川东北碳酸盐台地相以含硫酸盐的潮坪沉积为主,其潮坪层序的潮间 潮上带除发育泥晶白云岩外还出现石膏、硬石膏等硫酸盐沉积(图2,图3,图4-1、-2,图5-3、-4、-5,图6-1、-3)。这些硫酸盐的产状从分散在泥晶白云岩中的单个晶体、结核状、脉状、肠状到层状膏岩都有,具有萨布哈沉积的特征(Estebar and Klappa,1983)。在宣汉河口、通江牛角嵌等地表剖面,这些膏岩段风化淋滤后成为溶塌角砾岩。川东北碳酸盐蒸发台地相区潮下带沉积的鲕粒岩集中分布在飞仙关组下部(图2,图3-1、-2)。其东部的层状鲕粒岩发育在飞一段,最大厚度近100 m。西部黄金口一带台地边缘障壁坝的厚层状鲕粒岩厚度超过200 m,渡口河、罗家寨等地区台内鲕粒滩则主要在飞二段,厚度一般小于100 m。部分地区飞三段下部也有层状鲕粒岩。蒸发台地相区的鲕粒岩多被强烈白云石化(苏立萍等,2004),目前川东地区发现的大型飞仙关组气藏的储产层都是这类鲕粒白云岩。与蒸发岩共生的层状鲕粒(颗粒)岩被强烈白云石化成为重要的储集层,这与阿拉伯地区侏罗系启莫里阶非常相似(Powers,1962)。第7卷 第3期王一刚等:四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相359 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.360古 地 理 学 报2005年8月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图3-1 四川盆地东北部碳酸盐蒸发台地典型井的沉积相剖面图Fig13-1Sedimentary facies sections of typical wells of the FeixianguanFormation of evaporative carbonate platform in northeastern Sichuan Basin第7卷 第3期王一刚等:四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相361 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图3-2 四川盆地东北部碳酸盐蒸发台地典型井的沉积相剖面图Fig13-2Sedimentary facies sections of typical wells of the FeixianguanFormation of evaporative carbonate platform in northeastern Sichuan Basin362古 地 理 学 报2005年8月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.2 主要层序单元211 缺乏颗粒岩的薄层蒸发潮坪序列该序列由厚度小于1 m的蒸发潮坪层序组成。在岩心中有时可见厚度仅数厘米到10余厘米的潮坪层序(图4-1),它们由粒泥灰岩、石膏质泥粉晶白云岩、石膏质泥粉晶灰岩等组成。其潮下部分可以是含有鲕粒或砂屑、粉屑及生屑组分的泥粒岩类,有时白云石化。其潮间、潮上带沉积多为石膏质泥粉晶白云岩或灰岩,石膏或硬石膏多呈结核状或分散板状、针状晶出现在泥晶白云岩、泥晶灰岩基质中(图4-2),含量为10%30%,具萨布哈沉积特征。层序中缺乏层状鲕粒岩类和大型交错层理,有时可见小型潮汐层理,表明环境能量低。在一个连续的潮坪层序中,潮间带厚度代表了潮差的大小(Kinsmanet al,1976),因此这些薄层潮坪层序可能形成于台地上低能的小潮差潮坪环境(Martin2Chiveletet al,1992),故称为“小潮差蒸发潮坪相”。212 鲕粒岩序列鲕粒岩主要是潮下高能带的沉积(包括潮汐三角洲、潮道、鲕粒砂洲、砂坝)。川东北蒸发台地的鲕粒岩序列累计厚度从数十米至上百米不等(图4-3),主要由厚度在数米到十余米的层序构成,中 厚层状为主,常见大、中型交错层理。层序上部常见渗流豆粒(“豆鲕”)、层间岩溶角砾岩、钙结壳、充填渗流物的垂直溶解缝等,反映有沉积间断或暴露面发育(图4-4、-5、-6,图5-1),在鲕粒滩层序中也保存有部分潮间带、潮上带沉积的泥晶鲕粒岩、含有藻纹的泥晶灰(白云)岩等。在渡3井、渡4井鲕粒滩层序中上部还有数层薄层石膏岩。一般越靠近鲕粒岩层系的上部,这些潮间、潮上带夹层占的比例也越大。上述鲕粒岩序列的特征反映其形成于潮汐能量高、潮差大的潮坪环境中,为“大潮差潮坪相”的鲕粒滩相。据其在平面或剖面上相序组合特征可分为台缘(障壁)鲕粒坝和台内鲕粒滩两类。台缘(障壁)鲕粒坝在平面或剖面上其相序界于台地前斜坡相和台地内浅水相之间,沿蒸发台地边缘分布,是外海风浪和潮汐流能量耗散的潮下高能带的沉积体。鲕粒岩中常含磨圆的砾石及生屑碎片。台内鲕粒滩在相序上夹于蒸发潮坪层序之中,为台内的潮汐通道、潮汐三角洲或潮汐砂坝沉积,鲕粒大小相对均一,少含砾石,在蒸发台地上呈席状分布。鲕粒岩白云石化非常普遍,这与沉积期的间歇性暴露和蒸发海水环境有关。区内飞仙关组气藏的孔隙性储集层几乎都是鲕粒岩白云石化后的鲕粒白云岩(图5-2)。213 层状膏岩韵律序列该序列基本上由薄层状膏岩夹膏质鲕粒白云岩及泥晶白云岩互层组成的蒸发潮坪旋回构成,即富石膏、硬石膏的萨布哈(Estebar and Klappa,1983)。石膏岩以不规则层状、肠状为主。层序中的泥晶白云岩及泥晶颗粒白云岩中含有数量不等的石膏、硬石膏结核、针状和板状晶体。层序中可见到许多潮上带、潮间上带的相标志,如各种暴露标志、潮汐层理、潮道充填构造、风暴潮砾石、生屑层、不规则纹层、递变纹层、变形纹层等(图5-3、-4)。在成像测井图上成层性的变化显示出数十厘米到2m左右的旋回,累计厚度从不足10m到80m以上。层状石膏岩序列出现在鲕粒岩序列之上,二者间呈渐变关系,可视作为鲕粒岩序列的潮间至潮上序列,即为“大潮差蒸发潮坪相”的上部单元,称“膏坪相”即富膏萨布哈。有少数含石膏团、石膏晶的石膏质泥晶白云岩因石膏、硬石膏溶解形成模孔而成为储层,其类型与鄂尔多斯盆地奥陶系气田马五1的相同(文应初等,1995;侯方浩等,2002),如金珠1井部分储层(图5-5)。214 中 薄层状膏质泥晶白云岩、泥晶灰岩韵律序列该序列是主要由膏质白云岩、泥晶白云岩、膏质泥晶灰岩及薄层鲕粒白云岩等组成的潮坪层序组合。其间一般夹有薄的石膏岩、肠状石膏等(图5-6、图6-1)。分散状石膏、硬石膏团块、晶体含于泥晶白云岩、泥晶灰岩以及部分鲕粒岩中。这种潮间上带、潮上带沉积也属萨布哈相,但与富石膏的膏坪相相比,其石膏岩所占比例大大降低。该序列在平面上与层状石膏岩序列呈逐渐过渡的相变关系,纵向上也与下伏鲕粒岩序列渐变过渡,为“大潮差蒸发潮坪相”另一类上部单元,称“膏云坪”即含膏萨布哈。潮上膏云坪相的层序在总体上表现为向上变浅,其下部的鲕粒岩夹层较厚,有的可达2 m左右,向上则层变薄,且层数减少。这些鲕粒岩也第7卷 第3期王一刚等:四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相363 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图4 四川盆地东北部飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积特征照片Fig14Photographs showing characteristics of the sediments of evaporativecarbonate platform of the Feixianguan Formation in northeastern Sichuan Basin1 由含粒泥晶灰岩到含石膏晶体微晶白云岩组成的小潮差蒸发潮坪旋回,罗家1井3 5241923 525120 m;2 小潮差蒸发潮坪中的含细小石膏结核的微晶白云岩,渡5井,4 835150 m;3 层状鲕粒白云岩露头,开县锁口;4 鲕粒白云岩中的大型交错层理,视域高55 cm。开县双河;5 鲕粒岩中的白云质渗流豆粒,罗家1井,3 496160 m,岩心直径70 mm;6 鲕粒白云岩中的角砾化,由鲕粒灰岩砾石(Ca),鲕粒白云岩砾石(Do)及其他碎屑组成,渡4井,4 22114 m,单偏光364古 地 理 学 报2005年8月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图5 四川盆地东北部飞仙组碳酸盐蒸发台地沉积特征照片Fig15Photographs showing characteristics of the sediments of evaporative carbonate platform of theFeixianguan Formation in northeastern Sichuan Basin1 鲕粒白云岩中溶缝中充填渗流物(Va),渡4井,4 225157 m,单偏光;2 鲕粒白云岩储层,渡3井,4 30715 m,红色铸体片,单偏光;3 层状石膏岩与微晶白云岩互层中的暴露标志。Y1井,2 794130 m,岩心直径70 mm;4 层状石膏岩中的潮汐层理。金珠1井,2 883180 m,岩心直径70 mm;5 石膏质微晶白云岩中的膏模溶孔。金珠1井,2 92610 m,单偏光,蓝色铸体;6 角砾白云岩,深色为鲕粒白云岩砾石,白色箭头示砾间渗流物,渡3井,4 277150 m第7卷 第3期王一刚等:四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相365 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.多白云石化,溶孔发育时亦是气藏储层的重要组成部分,如在渡口河气藏西南部,它们出现在块状的鲕粒滩相储层之上,累计厚度可达到10 m以上。215 富泥韵律序列川东北飞仙关组蒸发台地上部发育由泥晶灰岩、泥灰岩、泥质泥晶白云岩、生屑灰岩等构成的富泥韵律层系。其厚度虽有变化,但清楚的电测相特征在整个蒸发台地相区都能追踪对比(图2、图3-1、-2)。它们中有45个非常稳定的含石膏、硬石膏的旋回。这些韵律层系中几乎没有层状鲕粒岩发育,这反映了一种沉积界面平、面积大、水体浅、潮汐和波浪作用能量都很低的沉积环境。其间一些透镜状的颗粒岩类夹层大多与风暴淘洗作用相关。这种沉积环境称为“似蒸发潮坪环境”,相应的沉积序列称为“似蒸发潮坪相”。“似蒸发潮坪”是由许靖华(1980)的“似潮坪”化转而来。似潮坪是指浅水碳酸盐台地上水面变动与潮汐流无关,而形成的沉积层序却与潮坪相非常相似的沉积环境。这种层序的沉积旋回性清楚,沉积层序具有向上变浅的特征,多暴露面(图6-2),且能在大范围内追踪对比。但通常缺乏反映潮汐流特有的沉积构造及潮汐流成因的颗粒岩类。向上变浅层序的形成与强蒸发作用及高沉积速率有关。川东北蒸发台地上的似潮坪层序中石膏、石膏质白云岩占有相当的比例(图6-3、-4),故称之为“似蒸发潮坪相”。从目前的资料看,似蒸发潮坪最早出现于飞二中后期,当时分布在与城口 鄂西海槽相邻的台地东部地区。它覆盖于大潮差潮坪的萨布哈相带之上,随后逐渐向东、西两侧扩大。在川东北蒸发台地上,飞四段的沉积特征与整个川东地区是一致的。从纵向上看,它是该区“似蒸发潮坪”相的一部分。3 沉积模式川东北碳酸盐蒸发台地的沉积环境模式综合如图7。蒸发台地的两侧与深水区过渡的高能带在飞仙关组沉积早期有台缘鲕粒障壁坝发育。台地内大潮差蒸发潮坪沉积界面起伏较大,台内鲕粒滩是平均低潮线以下潮汐通道、潮汐三角洲以及其他沉积地貌坡度变化带的潮下高能带的鲕粒砂沉积,膏坪、膏云坪则是正地貌上潮间 潮上带沉积。随沉积环境的变化,这些沉积物在时空分布上不断变迁,随机组合为厚度不同的含高能鲕粒滩的潮坪层序。小潮差蒸发潮坪沉积地貌开阔,潮汐能分散,鲕粒滩不发育。似蒸发潮坪沉积环境的沉积界面已均一化,由于因水深的周期性变化和很高的沉积物生成速率,而形成了沉积层的规则旋回。在飞仙关期的沉积过程中海平面逐渐下降且沉积基底差异沉降减弱,沉积盆地的环境逐渐发生变化。海槽区逐渐被充填,台地范围在后期明显扩大。蒸发台地上的次级沉积环境的变化在不同地区形成了不同的相序组合。4 相序分区受高水位期海平面逐渐下降的影响,川东北蒸发台地南段飞仙关组的相序总体上是向上变浅的沉积序列,大多数剖面由3个单元组成,由下往上依次为小潮差蒸发潮坪相 大潮差蒸发潮坪相 似蒸发潮坪相。每个单元又可划分出次级旋回。在蒸发台地不同位置的相序组合类型及厚度有所变化,大致可划为4个地区类型。411 碳酸盐蒸发台地南段东部相序蒸发台地南段东部系指飞一、飞二时期蒸发台地的东部(图8A和B),包括坡3井、朱家1井、金珠1井(图3-1)、紫1井、鹰1井、罗家5井(图1-3)及开县红花、满月、宣汉河口等地面剖面。这些剖面的相序组合基本一致,易于对比(图2)。其相序结构由下往上为:小潮差蒸发潮坪相 一般较薄,如坡3井厚度仅8170 m,金珠1井厚度1215 m,以白云岩为主,并普遍含有石膏。与下伏长兴组顶部的潮坪相渐变过渡。大潮差蒸发潮坪相 由鲕粒滩相和潮上膏坪相两个次级相带组成一个大的旋回。鲕粒滩相主体发育在飞一段,厚5070 m余。在河口 满月一线为台缘障壁鲕粒坝,坡3井至罗家9井一带为台地内鲕粒滩(图8A)。这些鲕粒岩几乎全部白云石化,有的鲕粒结构幻影难辨。受上覆富石膏萨布哈 许靖华 119801 对西南三叠纪蒸发岩模式研究工作的谈话记录 1 成都地质矿产所录音整理。366古 地 理 学 报2005年8月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图6 四川盆地东北部飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积特征照片Fig16Photographs showing the characteristics of the sediments of evaporative carbonate platform ofthe Feixianguan Formation in northeastern Sichuan Basin1 纹层状石膏岩,渡3井,4 287110 m;2 干裂及泥蓬构造,张高1井,微电阻地层扫描成像测井图;3 微晶白云岩中的分散状石膏结核;紫1井,微电阻地层扫描成像测井图;4 薄层泥质灰质白云岩中的肠状石膏,紫1井,微电阻地层扫描成像测井图图7 四川盆地东北部飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积模式Fig17The sedimentary model of evaporative carbonateplatform of the Feixianguan Formation in northeastern Sichuan Basin1 鲕粒难;2 蒸发潮坪;3 斜坡 海槽沉积;4 膏云坪;5 膏坪;6 水分蒸发第7卷 第3期王一刚等:四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相367 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.沉积的影响,鲕粒岩内石膏(模)、硬石膏(模)含量高。除了结核状、分散板状、针状外,大部分是充填粒间孔并交代部分颗粒或充填鲕模孔的石膏晶体或方解石假晶。当成岩期溶蚀孔发育时成为有效储层。膏坪相即富石膏萨布哈相主要发育在飞二段。在金珠1井、鹰1井的厚度达到80 m以上。向西逐渐变薄,并相变为潮上膏云坪相。富石膏萨布哈相电测相特征十分清楚,显示为高锯齿状高阻、低锯齿状自然伽玛、高密度值及中等锯齿状低声波值,十分易于对比。似蒸发潮坪相 在大潮差蒸发潮坪相之上,从飞二后期开始发育,占了该区整个剖面厚度的一半以上(图2)。区内似蒸发潮坪相可划分出45个次级旋回,每个旋回厚3050 m,剖面上能很好对比。在这些旋回中有5个厚薄不同的含石膏岩段,其特征在密度测井曲线上很清楚,且层位稳定。412 碳酸盐蒸发台地渡口河、罗家寨地区相序该区相序在总体上与蒸发台地东部一致,但有两个明显差别,即小潮差蒸发潮坪相厚度较东部明显加厚和大潮差蒸发潮坪相上部的次级相带由潮上膏坪相相变为潮上膏云坪相(图3)。小潮差蒸发潮坪相 在该地区最大厚度可达到150 m余,如黄龙3井,而且有西部较东部厚的趋势。该相带的取心资料相对较少,是一些薄层状含石膏团块、石膏晶体的粒泥岩、泥晶灰岩、泥晶白云岩的潮坪层序。对该套地层有人将其解释为“台地斜坡”、“陆棚”环境等水体较深的水下沉积。但我们认为是海平面附近的潮坪沉积。在一些钻井剖面上该相带底部的电测曲线清楚显示有厚度不等的泥晶白云岩或泥质泥晶白云岩层段,且与下伏的长兴组顶部泥晶白云岩段逐渐过渡。这与某些钻井的岩心和野外剖面所见一致。从东部地面露头出发逐井向西作地层对比和沉积相解释可以确定这些夹有白云岩层的富泥岩段是在海平面附近沉积的。大潮差蒸发潮坪相 总体上是一个向上变浅的单旋回,这与台地东部的相同,但其上部是潮上膏云坪相。其中,鲕粒滩相厚度在3080 m左右,属台内鲕粒滩。鲕粒岩中石膏、硬石膏的含量减少,有些孔隙具有石膏模孔的特征。这些鲕粒滩比东部和北部发育的时间晚。除罗家5井和渡5井的鲕粒滩发育在飞一段上部外,其它主要发育在飞二段。渡口河气藏和罗家寨气藏的主要储层都发育在这些鲕粒滩中。大潮差蒸发潮坪相的上部层序相变为潮上膏云坪相,厚度一般在3050 m,由东向西厚度略有加厚趋势。从目前资料来看,由潮上膏坪相向潮上膏云坪的过渡带在渡5井至罗家5井一带。潮上膏云坪的下部的鲕粒岩夹层在溶孔发育时成为储层,如渡4井、罗家6井等。似蒸发潮坪相 其特点与东部地区相同,但由东向西随着其下大潮差潮坪相层位的抬高,似蒸发潮坪相层序的厚度相应逐渐减薄。从渡5井至渡4井,似蒸发潮坪相的厚度从20914 m减至106 m,次级旋回的数量也由渡5井的6个减到渡4井的4个(图2,图3)。413 碳酸盐蒸发台地铁山坡中部相序铁山坡构造中部坡1井、坡2井区的相序在总体上也是由下部的小潮差蒸发潮坪相、中部的大潮差蒸发潮坪相和上部的似蒸发潮坪相三大部分组成。但它的大潮差蒸发潮坪相有23个次级旋回。坡1井大潮差蒸发潮坪相的下旋回鲕粒滩相厚61 m,潮上膏坪相厚59 m,总厚120 m。上旋回鲕粒滩相厚58 m,其上为潮上膏云坪相,厚17m(图3)。坡2井的大潮差潮坪相由3个次级旋回组成,表现了在旋回构成上的变化。其下旋回的潮上层序不是膏坪而相变为膏云坪,而下旋回的鲕粒滩相又由2个小旋回组成。坡1井、坡2井的似蒸发潮坪相由5个次级旋回组成,层序总厚度约130 m余,其特征与整个蒸发台地的特征一致。414 碳酸盐蒸发台地黄金口西部相区黄金口西部相区是碳酸盐蒸发台地西部边缘相,有巨厚的台缘鲕粒障壁坝沉积。该区飞仙关组底部有1015 m的低潮差潮坪相,其上为厚度超过200 m的鲕粒岩,主要分布在飞一段 飞二段。飞三段下部主要为膏云坪,厚5070 m,夹薄层鲕粒岩。飞三段上部和飞四段为似蒸发潮坪相。该区是蒸发台地南部鲕粒白云岩储层最发育地区。368古 地 理 学 报2005年8月 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.图8 四川盆地东北部飞仙关组第1段(A)、第2段(B)和第3段(C)碳酸盐蒸发台地沉积相图中非彩色区为碳酸盐蒸发台地Fig18The sedimentary facies of the Member 1(A),Member 2(B)and Member 3(C)of evaporative carbonate platform of the Feixianguan Formation in the northeastern Sichuan Basin第7卷 第3期王一刚等:四川盆地东北部下三叠统飞仙关组碳酸盐蒸发台地沉积相369 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.5 沉积相及沉积演化飞一时期川东北蒸发台地西部南段在黄龙场、普光一带与开江 梁平海槽过渡,东部与城口 鄂西海槽北段相邻,过渡带在宣汉的河口至万源的八台一带。南在天东8井 门西6井 马槽2井一线与万县 长寿开阔台地的开县台地斜坡相邻。此时川东北蒸发台地西南渡口河、温泉井、罗家寨地区为小潮差潮坪相区。其余地区为鲕粒滩相区。台内鲕粒滩厚度多在4060 m之间,台地西缘黄金口、普光地区和东缘河口地区台缘障壁坝鲕粒岩厚度超过80 m(图8A)。飞二时期蒸发台地的范围与飞一时期基本相同。此时原开江 梁平海槽区已演化为碳酸盐陆棚环境,南面的边界仍与开阔台地的台地斜坡相过渡。在蒸发台地上西部黄龙场 黄金口地区台缘障壁鲕粒坝发育,厚度最大接近200 m,东部的台缘障壁鲕粒坝仅见于云阳沙沱地区。渡口河、罗家寨地区有台内鲕粒滩发育,最大厚度达到60 m。东部其它地区主要为大潮差潮坪相的潮上膏坪相(图8B)。飞三时期川东北蒸发台地的西部边界和南部边界仍无明显迁移,它们与开阔台地的宣汉 开江 开县碳酸盐开阔台地的台地湖相邻,沿着过渡边缘有继承性的鲕粒滩发育。而台地东部边界则大跨度地迁移到城口庙坝 巫溪一线,沿着过渡相区有台缘障壁鲕粒坝在台地边缘分布,最大厚度超过40 m。这类鲕粒岩白云石化程度很弱,目前均出露地表。在台地内大面积分布的是似蒸发潮坪相(图8C)。飞四时期整个川东地区均一化为含膏岩的似潮坪沉积。飞仙关期高水位体系域沉积过程结束。6 结语四川盆地东北部宣汉-开县地区三叠系下统飞仙关组是高水位体系域背景中的碳酸盐蒸发台地沉积,各种含石膏、硬石膏和白云岩的碳酸盐潮坪沉积层序是该区飞仙关组的主体。根据沉积特征可将这些层序划分为小潮差蒸发潮坪相、大潮差蒸发潮坪相和似蒸发潮坪相3类。蒸发台地上大潮差蒸发潮坪相中的鲕粒岩发育,特别是台地边缘地区的台缘障壁鲕粒坝厚度达到200m以上。可能与鲕粒坝(滩)在沉积过程中的暴露和高盐度海水作用有关,这些鲕粒岩多强烈白云石化,成为四川盆地内天然气藏重要的优质储层。参 考 文 献候方浩,方少仙,赵敬松,等.2002.鄂尔多斯盆地奥陶系碳酸盐岩储层图集.成都:四川人民出版社,5877苏立萍,罗平,胡社荣,等.2004.川东北罗家寨气田下三叠统飞仙关组鲕粒滩成岩作用.古地理学报,6(2),182190王一刚,文应初,张帆,等.1998.川东地区上三叠统长兴组生物礁分布规律.天然气工业,18(6):1015王一刚,刘划一,文应初,等.2002.川东北飞仙关组鲕粒滩储层分布规律.勘探方法与远景预测.天然气工业,22(增刊):1419王一刚,文应初,洪海涛,等.2004.川东北三叠系飞仙关组深层鲕滩气藏勘探目标.天然气工业,24(12):59王兴志,张帆,马青,等.2002.四川盆地东部晚二叠世-早三叠世飞仙关期礁、滩特征与海平面变化.沉积学报,20(2):249253文应初,王一刚,程绪彬,等.1988.四川地区早三叠飞仙关期碳酸盐岩台地增生与有利储集相带展布,天然气工业,8(2):1823文应初,王一刚,郑家凤,等.1995.碳酸盐岩古风