四川盆地中二叠统栖霞组层序--岩相古地理*
胡明毅1,2, 魏国齐3, 胡忠贵1,2, 杨威3, 胡九珍1,4, 刘满仓3, 吴联钱2, 向娟2

第一作者简介:胡明毅,男,1965年生,教授,博士生导师,主要从事沉积学与层序地层学方面的教学和研究工作.E-mail:humingyi65@163.com.

摘要

随着对四川盆地碳酸盐岩储集层的重视和大力勘探,中二叠统栖霞组发育的滩相储集层成为盆地内寻找新气源的有利层位之一.文中根据岩心观察,野外剖面实测和室内镜下岩石薄片鉴定分析,并结合各种沉积相标志研究,确定研究区栖霞组主要发育浅水型碳酸盐岩台地沉积,其可进一步划分为碳酸盐岩台地相及若干亚相和微相.以 Vail的层序地层学理论为指导,通过以岩性--岩相转换界面为主的层序界面识别,确定栖霞组发育 2型三级层序,每个层序划分出 TST HST两个沉积体系域.在沉积相和层序地层学分析的基础上,以层序格架内体系域为编图单元,用"单因素分析多因素综合作图法"编制了各体系域的岩相古地理图并对其演化特征进行了分析.结合各相带储集物性特征,认为台缘滩和台内滩为最有利储集相带,尤以 SQ2-HST滩相颗粒灰岩经过白云岩化改造后更具储集意义.

关键词: 四川盆地; 中二叠统; 栖霞组; 沉积相; 层序--岩相古地理
中图分类号:P531 文献标志码:A 文章编号:1671-1505(2010)05-0515-12
Sequence-lithofacies palaeogeography of the Middle Permian Qixia Formation in Sichuan Basin
Hu Mingyi1,2, Wei Guoqi3, Hu Zhonggui1,2, Yang Wei3, Hu Jiuzhen1,4, Liu Mancang3, Wu Lianqian2, Xiang Juan2
1 Key Laboratory of Exploration Technologies for Oil and Gas Resources of Ministry of Education,Yangtze University,Jingzhou 434023,Hubei
2 School of Geosciences,Yangtze University,Jingzhou 434023,Hubei
3 Research Institute of Petroleum Exploration & Development-Langfang,PetroChina ,Langfang 065007,Hebei
4 College of Technology & Engineering,Yangtze University, Jingzhou 434023,Hubei

About the first author:Hu Mingyi,born in 1965,professor,Ph.D. supervisor,is mainly engaged in teaching and researches of sedimentology and sequence stratigraphy.

Abstract

With the recognition and vigorous exploration of carbonate reservoirs in the Sichuan Basin,bank facies reservoir developed in the Middle Permian Qixia Formation constitute beneficial layer of the basin where new gas source can be discovered.According to core observation,the actual measurement of field section,the identification and analysis of microscope thin sections ,combined with the research of sedimentary facies marks,it indicates that mainly shallow-water carbonate platform was developed in the Middle Permian in the study area. It can be classified as carbonate platform,platform margin slope facies and several subfacies and microfacies.We apply Vail’s classical sequence stratigraphy theory and propose that stratigraphic sequence boundaries are mainly lithology-lithofacies converting interfaces,and determine that the Qixia Formation develops two Ⅱ-type third-order sequences,and each sequence can be divided into two depositional systems tracts as TST and HST.Based on sedimentary facies and sequence stratigraphic analysis, each sequence systems tract is taken as a mapping unit and the "single-factor analysis and comprehensive mapping method" as a technical method, and the lithofacies palaeogeography map of each sequence systems tract have been compiled. The authors also described its evolution character,combined with reservoir physical property characters of each facies belt. The results indicate that platform margin bank facies and inner platform bank facies are the most beneficial reservoir facies,especially the bank facies grain limestones in HST of SQ2 which experienced dolomitization are more favorable reservoirs.

Key words: Sichuan Basin; Middle Permaian; Qixia Formation; sedimentary facies; sequence-lithofacies palaeogeography

四川盆地在石炭系古岩溶储集层, 长兴组和飞仙关组礁滩相储集层等碳酸盐岩储集层中已经取得了丰硕的勘探成果.近年来, 随着对碳酸盐岩储集层的重视和大力勘探, 在四川盆地中二叠统也收获颇丰(陈宗清, 2007, 2009), 成为该区重要的产气层系.过去认为, 中二叠统储集层主要储集空间为裂缝系统(戴弹申和欧振洲, 1990), 钻探实践表明, 在裂缝发育部位虽有较高的钻井成功率, 但获得的地质储量却较少, 而在裂缝发育较差层段如浅滩发育区(往往也是白云岩发育带)也钻获了不少储量规模较大的气藏(赵文革等, 2006).因此, 通过层序--岩相古地理特征分析, 查明该区浅滩相储集层的分布规律, 对四川盆地"增储上产"具有十分重要的意义.

对于四川盆地中二叠统沉积相, 前人已做过大量工作, 并提出了不同的观点:如关士聪(1984)对整个碳酸盐岩分布区进行了研究, 将上扬子地区划归为碳酸盐岩台地相; 刘宝珺等(1986)通过对四川兴文四龙下二叠统剖面研究后确定其为波浪(及风暴浪)作用为主的开阔陆棚相; 冯增昭等(1996)利用"单因素分析多因素综合作图法"对南方中二叠世的岩相古地理特征进行了系统研究, 认为在中二叠世四川盆地均发育碳酸盐岩台地相, 台内零星散布生物成因的生物集或准生物集; 黄先平等(2004)根据大量的实钻, 野外调查资料研究表明, 四川盆地中二叠统属于碳酸盐岩台地相, 滩相主要分布于川西--川南沿盆地边缘的弧形地带; 陈宗清(2007, 2009)将中二叠统发育的碳酸盐岩台地沉积进一步划分为台内浅滩和台内缓坡沉积; 也有学者将其确定为浅海碳酸盐岩缓坡沉积体系(李霞等, 2005; 冯仁蔚等, 2008).鉴于众多学者对于该区沉积相的研究尚存在一定的分歧, 笔者在综合前人研究成果的基础上, 结合大量岩心观察, 野外剖面观察和测井资料综合分析研究, 通过编制层序--岩相古地理图, 剖析了四川盆地栖霞组(茅口组将另撰文探讨)层序格架内岩相古地理特征和有利储集层发育的相带分布规律, 为该区油气勘探提供地质依据.

1 地质概况

四川盆地位于四川省龙门山断裂以东地区及重庆市境内, 周缘出露地层为下古生界和元古界, 四周被高山围绕, 北为米仓山, 大巴山, 南为大凉山, 娄山, 西为龙门山, 邛崃山, 东以齐岳山为界, 盆地面积约18× 104 km2(汪泽成等, 2002).该盆地属于"扬子准地台"上的一个次级构造单元, 是中新生代以来发展起来的大型沉积盆地.中二叠统包括栖霞组和茅口组, 其中栖霞组整合上覆于下二叠统梁山组滨岸沼泽相含煤碎屑岩系之上, 顶部与茅口组整合接触(中国石油地质志编委会, 1991).盆地内栖霞组厚约23~313, m, 平均125, m, 岩性特征为:下部为深灰色, 灰黑色泥质沥青质灰岩, 泥质生物碎屑微晶灰岩, 底部常见眼球状微晶灰岩夹炭质沥青质页岩; 上部为浅灰色, 灰褐色微--亮晶生屑灰岩, 普遍白云岩化, 溶孔较发育(图 1).栖霞组岩性组合特征区域上可对比, 其顶部的(颗粒)白云岩类构成研究区内主要的储集层位和储集岩(陈宗清, 2009).

图1 四川盆地大深1井栖霞组沉积相和层序地层综合柱状图Fig.1 Comprehensive column of sedimentary facies and sequence stratigraphy of the Qixia Formation of Well Dashen 1 in Sichuan Basin

2 沉积相特征

根据野外剖面和钻井岩心观察, 测井资料综合分析, 以岩石学特征, 沉积构造和古生物等多种相标志分析为基础, 将四川盆地栖霞组确定为碳酸盐岩台地相沉积, 进一步划分出浅水开阔台地, 较深水开阔台地, 台地边缘等亚相类型.

2.1 浅水开阔台地亚相

浅水开阔台地在栖霞组非常发育.其主要特征是海水水体循环良好, 水体深度一般在几米到几十米, 盐度属于基本正常到略为偏高, 生物较丰富, 产丰富的, 珊瑚, 腕足类和海百合茎等化石.沉积物主要由浅灰色, 灰色中--厚层状泥晶灰岩, 泥质泥晶灰岩, 生屑灰岩组成.可进一步划分为开阔潮下和台内滩2个微相, 其中开阔潮下以泥晶灰岩, 含生屑微晶灰岩等为主; 台内滩以亮晶生屑灰岩为主, 是白云岩化作用发生的主要相带, 往往形成较好的储集层.

2.2 较深水开阔台地亚相

主要发育在盆地的北缘和东南缘, 其岩性以泥--粉晶灰岩, 含生屑泥晶灰岩, 含泥灰岩为主, 总体颜色较深, 为深灰色--灰黑色, 生物含量少, 局部燧石结核发育.该亚相类型岩石物性较差, 不利于储集层发育.

2.3 台地边缘亚相

主要发育于栖霞组顶部, 平面上主要分布在盆地的西北缘.包括台缘(生屑)滩和滩间2种微相, 其中台缘滩以生屑滩为主, 岩性为灰褐色, 浅灰褐色, 浅灰色微--亮晶生屑灰岩, 亮晶藻屑生屑白云岩, 残余生屑灰质白云岩, 偶含燧石结核, 该微相白云岩化作用强烈, 构成有利储集相带; 滩间微相分布于生屑滩之间的相对低洼地带, 以灰色, 深灰色含生屑灰岩为主, 储集性能相对较差.

3 层序地层特征
3.1 层序界面类型

笔者等通过野外剖面观测和大量钻井剖面分析, 认为区域上对比良好的下二叠统梁山组碎屑岩为栖霞组层序的划分和对比提供了重要的参考, 进而根据栖霞组沉积时期海平面升降变化和岩性组合特征, 以及四川盆地栖霞组主要为一套浅水型碳酸盐岩台地沉积的认识, 确定该区主要发育局部暴露不整合和淹没不整合两种类型的层序界面.

3.1.1 局部暴露不整合层序界面

海平面下降时, 在盆地边缘暴露区可形成不同类型的暴露不整合, 但水下却是与之相关的整一界面, 岩性, 岩相有明显的变化.局部暴露不整合层序界面主要见于梁山组顶部和栖霞组顶部(图 1), 分别主要表现为:① 梁山组顶部层序界面之下为滨岸沼泽环境, 发育炭质, 铝土质泥页岩或粉砂质泥页岩沉积, 界面之上由于快速海侵形成碳酸盐岩浅水开阔台地亚相的含燧石结核灰岩, 该类层序界面形成于海陆交互的陆源碎屑沉积环境中; ② 栖霞组顶部层序界面之下为浅滩微相亮晶生屑白云质灰岩, 灰质白云岩沉积, 由于局部暴露遭受溶蚀作用形成了一些粒内溶孔等选择性溶孔, 界面之上为较深水开阔台地潮下泥晶灰岩沉积, 该类层序界面形成于开阔台地沉积环境中.

3.1.2 淹没不整合层序界面

淹没不整合层序界面主要是由于海平面上升速度超过了碳酸盐岩沉积速率, 从而抑制了碳酸盐岩的生长而形成的一种沉积间断面.研究区淹没不整合层序界面表现为台地的淹没不整合界面, 发育于栖霞组内部(图 1).该界面为一岩性和岩相转换界面, 界面之下为高能浅滩微相中厚层亮晶生屑灰岩, 界面之上为滩间微相的含泥质, 含生屑泥晶灰岩, 反映了浅水碳酸盐岩相带被淹没的过程.

3.2 层序划分及特征

对于包括研究区在内的广大华南地区中二叠统层序地层学前人已做过较多研究, 覃建雄等(1998), 陈洪德等(2002)将栖霞阶(含梁山组和栖霞组)划分为3个三级层序.笔者通过上述层序界面的识别, 并结合典型辅助地震剖面及地震反射剖面的深入研究和测井曲线标志的识别, 将栖霞组划分为2个三级层序, 延时约为10 Ma(277--267 Ma)(覃建雄等, 1998; 陈洪德等, 1999), 依次命名为SQ1和SQ2, 每个层序的界面均为Ⅱ 型界面, 层序内部由海侵体系域(TST)和高位体系域(HST)构成.据此建立了四川盆地区域对比良好的栖霞组三级层序地层格架(图 2), 各层序横向沉积厚度变化较小, 层序内以海侵体系域的沉积厚度大于高位体系域的沉积厚度为主, 表明中二叠世四川盆地内海平面整体上是缓慢海进--快速海退过程(王成善等, 1998).

图2 四川盆地大深1井--宫2井中二叠统连井层序地层对比和地层格架Fig.2 Sequence stratigraphic correlation and framework of the Middle Permian across Well Dashen 1-Well Gong 2 in Sichuan Basin

其中SQ1-TST为弱退积的浅水开阔台地亚相, 岩性以中--薄层灰黑色硅质岩或燧石结核灰岩, 含泥或泥质灰岩, 灰岩为主, SQ1-HST为弱进积开阔台地相夹台内滩相, 岩性以中--厚层深灰色--褐灰色含生屑或生屑泥晶灰岩为主; SQ2-TST为一套黑色泥晶灰岩, 生屑灰岩, 含泥量较高, SQ2-HST为深灰色, 灰褐色亮晶生屑灰岩和白云质灰岩夹及泥--粉晶生屑灰岩及薄层绿藻灰岩, 川西北地区栖霞组顶部以豹斑状白云岩为特征.

4 栖霞组

SQ1-TST层序--岩相古地理编图层序--岩相古地理编图是编制等时岩相古地理图的新方法, 其最大的特点是将岩相古地理研究和编图与层序地层学的研究紧密结合起来, 以层序界面和其他关键界面的等时性为基础, 以层序格架内体系域为编图单元编制岩相古地理图, 可有效地提高岩相古地理图的时间分辨率精度和有利区块预测与评价水平(田景春等, 2004).在确定以体系域为编图单元的基础上, 运用"单因素分析多因素综合作图法"(冯增昭, 2004)分别编制了SQ1-TST, SQ1-HST, SQ2-TST和SQ2-HST共4个体系域的岩相古地理图件.

此次共研究栖霞组露头剖面和钻井剖面155条.其中, 经过详细单剖面描述解释的各种定量和定性资料齐全可信的一级露头剖面8条, 一级钻井剖面38条(表 1中列出SQ1-TST相关数据); 各种定量及定性资料比较可信的二级露头剖面4条, 二级钻井剖面105条(数据从略).下面以栖霞组SQ1-TST为编图单元, 详细论述单因素分析多因素综合作图的层序岩相古地理编图方法.

4.1 栖霞组SQ1-TST单因素图件

4.1.1 地层厚度等值线图

地层厚度主要反映某一时期的沉积物分布范围及其沉积时期的大地构造格局, 主要是相对隆起和相对坳陷的格局.根据四川盆地155条剖面的厚度资料(表 1)以及地震勘探资料, 编制出了SQ1-TST地层厚度等值线图(图 3).其中地层厚度分布范围为5~124, m, 平均34.3 m.从图3中可以看出:研究区整体地层厚度变化具有由西北向南东及川东地区变厚的趋势, 全区沉积中心位于川东的池32井区一带, 沉积厚度大于80 m.

图3 四川盆地栖霞组SQ1-TST地层等厚图Fig.3 Isoline map of thickness of the Qixia Formation SQ1-TST in Sichuan Basin

4.1.2 灰岩厚度及含量

一般灰岩发育区反映沉积环境较为开阔, 因此灰岩厚度及含量的统计具有明确的沉积环境意义.根据四川盆地155条剖面厚度资料和灰岩含量数据统计(表 1), 编制出SQ1-TST灰岩厚度等值线图和含量等值线图(从略).研究区灰岩含量均大于50%, 大部区域灰岩含量高于70%, 仅在川西靠近盆地边界部分灰岩含量略低, 经分析此处主要是颗粒灰岩白云岩化作用较强烈的地区.以灰岩含量达到50%及以上作为判定开阔台地的标准, 研究区全区为开阔台地环境.

表1 四川盆地栖霞组一级剖面点SQ1– TST单因素作图数据统计 Table1Statistics of single factor data of SQ1-TST of first order sections of the Qixia Formation in Sichuan Basin

4.1.3 较深水沉积岩厚度及含量

上述分析表明, 研究区主要发育开阔台地环境, 进一步通过对155条剖面岩性特征分析, 识别出深灰色, 灰黑色含泥质/泥晶碳酸盐岩, 灰黑色薄层泥页岩和硅质岩等代表较深水的沉积环境, 从而统计出各单剖面较深水沉积岩的厚度资料和含量(表 1), 编制出SQ1-TST较深水沉积岩厚度等值线图(从略)和含量等值线图(图 4), 以此将开阔台地区分出浅水开阔台地和较深水开阔台地两种亚环境.从图4可以看出:含量达到50%及以上的较深水沉积岩主要分布于川北的广元一带和川东南的石柱--重庆--古蔺一带.以较深水沉积岩含量达到50%及以上作为判定较深水开阔台地的标准, 那么SQ1-TST的较深水开阔台地主要分布于川北和川东南两个分区, 其余大部分地区均为浅水开阔台地环境.

图4 四川盆地栖霞组SQ1-TST较深水沉积岩含量图Fig.4 Isoline map of content of deep water sedimentary rocks of the Qixia Formation SQ1-TST in Sichuan Basin

4.1.4 浅水亮晶颗粒碳酸盐岩厚度及含量

亮晶颗粒碳酸盐岩形成于浅水台地中的高能环境, 主要包括亮晶颗粒灰岩和亮晶颗粒白云岩.研究区栖霞组的亮晶颗粒碳酸盐岩主要是亮晶红藻, 藻屑, 虫屑和生屑灰/白云岩, 以及残余颗粒白云岩, 这种亮晶颗粒碳酸盐岩的存在反映了高能浅滩环境的出现.根据四川盆地155条剖面的亮晶颗粒碳酸盐岩厚度资料和含量数据统计(表 1), 编制出SQ1-TST浅水亮晶颗粒碳酸盐岩厚度等值线图(从略)和含量等值线图(图 5).从图5可以看出:含量达到30%及以上的浅水亮晶颗粒碳酸盐岩主要呈点状分布于研究区, 具体分布于川西的通口和周公1井区, 川南的自深1井区, 川中局部地区和川东的峰6井区.以亮晶颗粒碳酸盐岩含量达到30%及以上作为生物滩沉积划分标准, SQ1-TST的生物滩呈点状在研究区5处散布, 具台内滩分布特征.

4.1.5 白云岩厚度及含量

准同生期泥--微晶白云岩发育区一般环境较为局限, 因此泥--微晶白云岩厚度及含量的高低往往代表了沉积环境开放--局限的程度.研究区栖霞组白云岩较为发育, 经大量薄片鉴定分析和研究后认为其以颗粒灰岩埋藏交代成因的粉--细晶白云岩为主, 局部为热液成因白云岩, 几乎未发现反映局限环境的准同生白云岩.通过统计白云岩的厚度和含量数据(表 1), 也编制出了其平面分布图(从略), 结果发现白云岩的分布区域与生物滩的分布匹配较好, 说明白云岩化作用往往发生在滩相的颗粒碳酸盐岩中, 也是形成有利储集层的重要成岩作用.

4.2 栖霞组SQ1-TST多因素综合分析

编图在上述单因素图件编制的基础上, 根据"单因素分析多因素综合作图法"编制了四川盆地栖霞组SQ1-TST岩相古地理图(图 6).大量的单井沉积相分析表明, 整个四川盆地在SQ1-TST期均为碳酸盐岩台地沉积, 因此首先依据较深水沉积岩含量等值线图, 将其含量达到50%及以上的地区定为较深水开阔台地, 其他区域均定为浅水开阔台地.在浅水开阔台地中, 根据浅水亮晶颗粒碳酸盐岩含量等值线图, 将其含量达到30%及以上的地区定为台内滩沉积, 确定出5个台内滩.综合各单因素分析结果, 最后编制出SQ1-TST岩相古地理图.其他编图单元(SQ1-HST, SQ2-TST和SQ2-HST)的岩相古地理图的编图程序均同此, 不再一一赘述.

图5 四川盆地栖霞组SQ1-TST浅水亮晶颗粒碳酸盐岩含量图Fig.5 Isoline map of content of shallow water sparry grain limestone of the Qixia Formation SQ1-TST in Sichuan Basin

5 栖霞组沉积时期层序--岩相古地理特征
5.1 栖霞组SQ1-TST岩相古地理

图6中可以看出, 在SQ1-TST期, 研究区发育3个沉积相带分区, 即上扬子浅水开阔台地, 上扬子北缘较深水开阔台地和上扬子东南缘较深水开阔台地.上扬子浅水开阔台地覆盖研究区大部分地区, 主体沉积为浅灰色, 灰色和深灰色泥--粉晶灰岩, 含生屑泥晶灰岩, 含燧石结核灰岩, 局部白云岩化形成粉--细晶白云岩, 生物碎屑普遍发育, 但含量一般较低.在浅水开阔台地背景下, 局部高点如川西南部的大深1--周公1井区, 川南的自深1井区, 川中的合12井区, 川东的峰6井区等几个区域发育受较强水动力改造的台内滩沉积, 主要岩性为灰色, 灰褐色亮晶生屑, 藻屑灰岩; 上扬子东南缘和上扬子北缘较深水开阔台地分别分布于盆地东南部的华蓥山--重庆--石柱地区和川北的广元一带, 沉积时水深略大于浅水开阔台地, 区域上以深灰色, 灰黑色的泥晶灰岩和条带状硅质岩或燧石结核灰岩为主, 露头剖面上往往可见硅质条带和泥--微晶灰岩呈薄互层状产出, 偶含生物和生物碎屑.

5.2 栖霞组SQ1-HST岩相古地理

SQ1-HST期研究区整体沉积继承了SQ1-TST期的开阔台地沉积模式, 区域上分为上扬子浅水开阔台地, 上扬子北缘较深水开阔台地和上扬子东南缘较深水开阔台地3个沉积相带分区(图 7).相对于SQ1-TST期, 由于受相对海平面下降影响, 沉积水深整体变浅, 上扬子浅水开阔台地相带范围扩大, 而上扬子北缘和东南缘较深水开阔台地相带范围向研究区东南部和北部两个方向收缩.浅水开阔台地相带以发育灰色, 深灰色泥--粉晶灰岩, 生屑泥晶灰岩为主, 偶见白云岩化现象.台内滩点缀于上扬子浅水开阔台地背景上, 沉积范围相对SQ1-TST时期扩大, 以灰色, 褐灰色或灰褐色亮晶藻屑, 虫屑和生屑灰岩为主, 局部白云岩化.上扬子东南缘和北缘较深水开阔台地也主要分布于川东南重庆和川北广元地区, 范围相对缩小, 以发育深灰色--灰黑色泥晶灰岩为主, 偶含少量生物碎屑和燧石结核.值得注意的是, 在浅水开阔台地和较深水开阔台地间的水深转换带, 台内滩相对富集, 高能台内滩的发育与水深变化带之间是否存在一定联系尚需进一步深入分析.

图6 四川盆地栖霞组SQ1-TST岩相古地理图Fig.6 Lithofacies palaeogeographic map of SQ1-TST of the Qixia Formation in Sichuan Basin

图7 四川盆地栖霞组SQ1-HST岩相古地理图Fig.7 Lithofacies palaeogeographic map of SQ1-HST of the Qixia Formation in Sichuan Basin

5.3 栖霞组SQ2-TST岩相古地理

与SQ1期相比, SQ2期研究区相对海平面整体下降, 以浅水沉积为主, 浅滩相的范围进一步扩大.SQ2-TST期整体沉积仍为开阔台地沉积模式, 区域上只发育上扬子浅水开阔台地和上扬子东南缘较深水开阔台地2个沉积相带分区(图 8).上扬子浅水开阔台地分布广泛, 以灰色, 浅灰色泥--粉晶灰岩为主, 普遍含藻屑, 棘皮和藻团粒等生物碎屑, 含少量泥质和硅质.台内滩在大深1井区--乐山沙湾--资2井区一带, 宫深1--窝深1井区, 自深1--安8井区, 涞1井区, 张17井区, 建27--石宝1井区和峰6井区等区域发育, 主体以灰色, 灰褐色微--亮晶藻屑, 生屑, 藻团粒灰岩为主.上扬子东南缘较深水开阔台地分布于东南部的古蔺--重庆--石柱一线, 以沉积深灰色, 黑色泥--粉晶灰岩为主, 含少量泥质.

5.4 栖霞组SQ2-HST岩相古地理

SQ2-HST期水体进一步变浅, 为栖霞组沉积时期中相对海平面最低时期, 沉积相带向川东南方向迁移, 整体具有台地边缘--开阔台地沉积模式, 区域上发育川西台缘滩, 上扬子浅水开阔台地和上扬子东南缘较深水开阔台地3个沉积相带分区(图 9).上扬子浅水开阔台地分布最广, 但相对前期沉积范围缩小, 以浅灰色, 灰色, 灰褐色泥--细粉晶灰岩为主, 生物含量较高, 总体以低能的灰泥支撑为主.台内滩分布广泛, 呈点状散布于浅水开阔台地内, 岩性为浅灰色, 灰色, 灰褐色亮晶, 粉--细晶藻团粒, 生屑, 藻屑和红藻灰岩, 以及(残余)生屑白云岩和(残余)生屑灰质白云岩.上扬子东南缘较深水开阔台地仅限于东南部的东6井区--池32井区狭长区域.台缘滩相带分布于川西广元--雅安一线, 岩性特征类似于台内滩, 但白云岩类更发育, 主要为(残余)颗粒白云岩, 细--中晶白云岩和灰质云岩或云质灰岩, 该相带的确定主要考虑以下两点:① 四川盆地西缘靠近川西海槽, 区域上具有自东向西水体由浅变深的趋势; ② 在川西--川西北一线呈条带状分布有高能生屑滩, 具台地边缘滩的形态, 该带以西广大地区主要以开阔台地为主, 该解释符合区域上的相带配置.

图8 四川盆地栖霞组SQ2-TST岩相古地理图Fig.8 Lithofacies palaeogeographic map of SQ2-TST of the Qixia Formation in Sichuan Basin

图9 四川盆地栖霞组SQ2-HST岩相古地理图Fig.9 Lithofacies palaeogeographic map of SQ2-HST of the Qixia Formation in Sichuan Basin

6 结论

1)四川盆地栖霞组主要发育碳酸盐岩台地沉积, 根据各种沉积相标志识别出碳酸盐岩台地相和浅水开阔台地, 较深水开阔台地, 台地边缘等亚相及若干微相.根据露头, 测井, 岩心和地震等资料, 识别出以岩性--岩相转换面为主的两类层序界面, 将栖霞组划分为2个三级层序(SQ1和SQ2), 每个层序均延时5 Ma.层序内海侵体系域沉积厚度常大于高位体系域, 其原因可能是单个层序时期内为一个缓慢海进--快速海退过程.

2)四川盆地栖霞组总体以浅水开阔台地沉积为主, 在盆地北部和东南局部地区发育较深水开阔台地, 在SQ2-HST期发育台地边缘相带.与海侵体系域相比, 高位体系域时期的沉积水体相对变浅, 滩相沉积相对更为发育.其中SQ1期研究区主体为浅水开阔台地相带, 在北部和东南部发育较深水开阔台地, 滩相沉积总体不发育; SQ2期沉积水体相对变浅, 滩相沉积更为发育, 较深水开阔台地仅分布于东南部, SQ2-HST期台缘滩, 台内滩沉积在盆地西北, 西南缘广泛发育.

3)台内滩和台缘滩沉积为区域上最有利的储集相带, 特别是在高位体系域时期更为发育, 尤以SQ2-HST形成的台缘(或台内)滩沉积最为有利.由各类粒屑滩相沉积的颗粒灰岩经成岩期埋藏白云岩化改造后形成的(残余)颗粒白云岩和晶粒白云岩更有利于储集层发育, 也是寻找有利储集层的重要储集相带和储集岩类.

作者声明没有竞争性利益冲突.

参考文献
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