作者简介 李雄,男,1984年生,中国石化江汉油田分公司勘探开发研究院工程师,主要从事碳酸盐岩沉积和储集层研究。E-mail: 369649711@qq.com。
通过地层、古生物、地震相、地震属性分析,笔者发现了利川和石柱地区存在晚二叠世长兴期台内盆地的证据,并分别命名为利川台内盆地和石柱台内盆地。基于上述证据和前人研究成果,对鄂西—渝东地区的古地理格局及生物礁展布提出了新的认识:利川台内盆地、石柱台内盆地及鄂西盆地共同控制了鄂西—渝东地区晚二叠世长兴期台盆相间的古地理格局,生物礁主要沿这 3个盆地边缘呈带状展布;鄂西盆地在长兴组一段沉积时期形成,该台地边缘坡度较陡,发育陡坡型生物礁;利川台内盆地和石柱台内盆地分别形成于长兴组一段和组二段沉积时期,其台地边缘坡度较缓,分别发育长一期和长二期缓坡型生物礁。与缓坡型生物礁相比,陡坡型生物礁横向及纵向发育规模更大。
About the first author Li Xiong,born in 1984,is an engineer of Research Institute of Exploration and Development,Jianghan Oilfield Company. He is mainly engaged in carbonate Sedimentology and reservoir.E-mail: 369649711@qq.com.
The stratigraphic,paleontological seismic facies and seismic data illustrated that Lichuan and Shizhu area had syneclises during the Changhsingian of Late Permian which are called Lichuan syneclise and Shizhu syneclise respectively. Based on the above findings and previous research results,the author advanced a new view about the palaeogeographical pattern and reef distribution in the Changhsingian of Late Permian in western Hubei and eastern Chongqing, i.e.,all the Lichuan syneclise,Shizhu syneclise and western Hubei Basin controlled the palaeogeographical pattern with the platform and basin alternatively arranging in western Hubei and eastern Chongqing,and the organic reef had a banding distribution along the above mentioned three platform edges. The western Hubei Basin formed in the depositional period of Member 1 of Changxing Formation,with a steep platform edge which developed the steep slope reef during the Changhsingian. The Lichuan and Shizhu syneclises formed during the depositional period of Member 1 and 2 of Changxing Formation respectively,with gentle platform edges which developed gentle slope reefs in the correspondind period. Compared with the gentle slope organic reefs,the steep slope organic reef shows a larger developing scale on horizontal and vertical.
鄂西— 渝东地区位于湖北西部及重庆东部(图 1), 大地构造位置隶属于四川盆地东缘, 包括方斗山复背斜、石柱复向斜、齐岳山复背斜、利川复向斜等构造单元。
A-A'、B-B'、C-C'分别为图4、图5和图6的平面位置
自晚二叠世长兴期开江— 梁平海槽的概念提出(王一刚等, 1998, 2008)之后, 在该海槽周缘的普光、龙岗、元坝(郭旭升和郭彤楼, 2012)、兴隆场等地区部署的探井, 先后钻遇了晚二叠世长兴期— 早三叠世飞仙关期台地边缘礁滩, 获得重大勘探突破。2010年, 中石油又提出在该海槽的西南侧发育蓬溪— 武胜台洼这一新观点, 且在该台洼周缘发现了19个长兴期台洼边缘礁滩异常体, 并获得较好的勘探成果(刘殊等, 2014)。通过近年来的勘探和研究, 目前对于四川盆地长兴期台洼相间的古地理格局达成了统一和清楚的认识, 但是在其定位和名称上(如陆棚、坳拉槽、台洼等)(Feng, 2015)存在一定争议, 有的学者将其称为开江— 梁平下陆架和蓬溪— 武胜上陆架(赵文智等, 2012), 也有学者建议称为广旺— 开江— 梁平坳拉槽和绵竹— 蓬溪— 武胜坳拉槽(罗志立等, 2012)。
反观鄂西— 渝东地区, 虽然晚二叠世长兴期生物礁也非常发育, 但是前人仅对利川见天坝、利川花椒坪、咸丰黄金洞一带的生物礁有着较为统一和清楚的认识, 认为其是受鄂西盆地控制的台地边缘生物礁(范嘉松等, 1982; 冯增昭等, 1993; 杨万容和李迅, 1995; 陈洪德等, 1999; 范嘉松和吴亚生, 2005; 何鲤等, 2008; 卓皆文等, 2009; 何幼斌和罗进雄, 2010)。与此同时, 上述台地边缘生物礁带西侧也存在众多的生物礁, 如丰都太运生物礁、建7井— 建40井— 箭竹1井生物礁、卧117井生物礁等, 但由于勘探和研究程度相对较低, 目前对于这一地区的生物礁认识也相对局限, 多认为是台内点礁。
文中依据地表露头、钻井以及地震资料的综合解释, 对鄂西— 渝东地区古地理格局及生物礁的展布提出了台内盆地的新认识, 从而为该区生物礁气藏的勘探提供新的思路。
依据地表露头、钻井以及地震资料的综合解释, 笔者发现了利川及石柱台内盆地存在的证据, 对其展布特征进行了初步刻画, 并且进一步发现了这2个台内盆地与该地区生物礁的发育存在着紧密的联系。
20世纪70年代就通过建16、建40等井钻探在利川建南发现了上二叠统长兴组生物礁, 根据钻井资料圈定的礁体大小为4 km× 3 km, 当时认为是台内点礁。而近期钻探的箭竹1井揭示长兴组生物礁灰岩和白云岩厚度达135, m(图 2; 图3), 并且通过钻井及地震资料圈定的礁体大小为10 km× 3 km。因此, 在建南地区发现的生物礁带长达14, km、宽3, km, 这用台内点礁的观点显然是难以解释的。通过对该生物礁带西南侧建28井长兴组开展薄片(图 3)复查也进一步发现, 反映深水沉积环境的骨针含量为5%~30%(郑有恒等, 2010), 而礁滩带内的建16井、箭竹1井基本不含骨针。因此, 建16井— 箭竹1井一线为台地边缘相带, 而位于其西南侧的建28井一线为台内盆地相带。
另外, 通过建南地区的地震相分析也可看出(图 4):箭竹1井位于红色填充部位, 具有丘状外形、长兴组顶部(TT1f1)反射中断、长兴组内部反射杂乱的特征, 结合钻井资料解释为台地边缘相带; 建28井位于蓝色填充部位, 具有长兴组顶部(TT1f1)反射连续、长兴组内部无— 弱反射的特征, 结合钻井资料解释为台内盆地相带; 黄色和绿色填充部位分别具有长兴组内部中— 弱振幅较连续和强振幅连续反射的特征, 分别解释为台缘浅滩及开阔台地相带。因此, 通过地震资料进一步证实了建南地区台地边缘和台内盆地相带的存在。
除了利川建南地区之外, 笔者进一步向其东南方向追踪了这一台内盆地的走向。利川油槽河剖面长兴组厚238, m(图 5), 下部为深灰色薄层含泥、含硅质灰岩与硅质岩互层, 上部为灰色— 深灰色硅质团块灰岩, 具有台内盆地相带的沉积特征。其北侧的利页1井长兴组厚300, m, 为灰色— 深灰色泥晶灰岩、泥晶生屑灰岩; 其南侧的利川黄泥塘多个剖面点揭示了长兴组生物礁的发育, 其中黄泥塘的陈家湾、半槽剖面点生物礁灰岩和白云岩发育、厚100~130, m, 黄泥塘的二台、小云坪剖面点礁前滑塌角砾岩发育、厚30~50, m, 故推测生物礁大小为10, km× 3, km。根据上述资料点的长兴组厚度及岩性变化推断, 利川黄泥塘发育台地边缘生物礁, 其北侧的利川油槽河一线存在台内盆地沉积。
通过上述研究工作基本明确, 在建28井— 利川油槽河一线存在台内盆地沉积, 称为利川台内盆地, 这一台内盆地是开江— 梁平台内盆地(前人称为“ 开江— 梁平陆棚)向南东方向的延伸, 从而与鄂西盆地相通。同时需要指出的是, 虽然开江— 梁平台内盆地和利川台内盆地长兴组岩性相似, 但前者厚100~150, m, 而后者厚达200~250, m, 也就是说, 尽管开江— 梁平台内盆地向南东延伸至利川, 但是其水体变浅、坡度变缓。地震资料显示, 深水台内盆地和浅水台内盆地的分界线在涪陵地区二维地震剖面TB16和TB17之间, 地理位置位于重庆市梁平县以东兴隆3井一线(舒志国, 2014)。
涪陵— 石柱地区早在20世纪80年代就通过卧117、双15等钻井及丰都太运等地表剖面发现了长兴组生物礁, 但是多认为是台内点礁。近期, 随着“ 蓬溪— 武胜台洼” 这一概念的提出及其周缘生物礁勘探的突破, 这一地区再次成为勘探和研究的热点。
石柱地区的冷水溪剖面及卷1井长兴组厚约200, m(图 5), 岩性为深灰色— 黑灰色薄— 中层硅质团块灰岩、泥质灰岩夹薄层硅质岩, 并且飞仙关组底部泥质岩发育(厚20~30, m); 而南北两侧的三星1井、盐1井长兴组厚260~300, m(图 5), 岩性以灰色、深灰色生屑灰岩、云质灰岩为主, 并且飞仙关组底部泥质岩不发育(厚3~5, m), 尤其是南侧的丰都太运剖面虽然长兴组未见底, 但长兴组上部生物礁灰岩和白云岩厚达120, m。因此, 石柱地区的冷水溪剖面、卷1井与其南北两侧的三星1井、盐1井长兴组沉积环境存在明显差异, 与后者相比前者为相对深水沉积。
从石柱地区的地震相解释剖面(图 6)也可看出, 该地区存在2种不同的沉积环境。第1种是卷1井所处的蓝色填充区域, 由于长兴组— 飞仙关组底部泥质岩发育, 与上、下碳酸盐岩地层之间的速度差异大, 因此TT1f1表现为强振幅连续反射特征, 代表了台内盆地沉积环境。第2种是盐1井、三星1井所处的红色填充区域, 长兴组— 飞仙关组底部泥质岩不发育, 与上、下碳酸盐岩地层之间的速度差异小, TT1f1表现为弱— 无反射特征, 代表了台地边缘沉积环境。在地震相分析基础上, 进一步沿TT1f1相位开取时窗, 利用振幅的差异性, 精细刻画了2种不同沉积环境的展布范围, 其中紫色为相对强振幅的台内盆地相带, 绿色为弱振幅的台地边缘相带(图 7)。前人提出的蓬溪— 武胜台内盆地(前人称为“ 蓬溪— 武胜台洼” )的边界位于石柱以西, 通过上述分析证实石柱地区也存在“ 台盆相间” 的古地理格局。因此, 长兴期蓬溪— 武胜台内盆地进一步向南东延伸到了石柱地区。
在利用各种证据论证利川及石柱台内盆地存在的基础上, 根据沉积相及层序地层对比, 进一步对鄂西— 渝东地区长兴期古地理格局进行了精细刻画(图 5)。
上二叠统长兴组一段沉积时期(长兴早期), 在区域拉张背景下, 鄂西盆地和利川台内盆地已经形成, 使得这一时期呈现“ 两台两盆” 的古地理格局。利川青龙璜厂、恩施沐抚、宣恩马虎坪一带为鄂西盆地硅质岩、硅质灰岩相区, 以利川沐抚为典型代表, 地层厚度不足20, m; 利川见天坝、利川花椒坪一带为受鄂西盆地控制的台地边缘生物礁灰岩、白云岩相区, 以利川见天坝为典型代表, 地层厚度240, m, 从与鄂西盆地的地层厚度、岩性对比来看, 鄂西盆地边缘为典型的陡坡型台地边缘。建28井、利川油槽河一带为利川台内盆地硅质灰岩、硅质岩相区, 以利川油槽河为代表, 地层厚度130, m; 利川台内盆地北侧的建16井、箭竹1井一带以及南侧的建评7井、利川天上坪、利川黄泥塘一带为台地边缘生物礁灰岩、生屑灰岩、白云岩相区, 以箭竹1井为典型代表, 地层厚度220, m, 从与利川台内盆地的地层厚度、岩性对比来看, 为缓坡型台地边缘。
上二叠统长兴组二段沉积时期(长兴晚期), 由于区域拉张作用南移, 鄂西盆地以及利川台内盆地虽然仍控制着鄂西— 渝东北部以及东部地区的古地理格局, 但是控制程度有所减弱, 台地边缘主要为生屑灰岩、白云岩相区, 生物礁灰岩不再发育。反观石柱地区, 在区域拉张作用下, 于这一时期发生裂陷, 由长兴早期开阔台地生屑灰岩相区转变为长兴晚期台内盆地硅质灰岩相区, 石柱台内盆地南北两侧也转变为台地边缘生物礁灰岩、白云岩相区。至此, 鄂西— 渝东地区呈现出“ 三台三盆” 的古地理格局(图 8)。
罗志立(1994, 2009)、罗志立等(2004)提出了中泥盆世— 早三叠世峨眉地裂运动的观点, 并且详细论述了峨眉地裂运动对南秦岭洋拉张及其广旺— 开江— 梁平和鄂西坳拉槽形成的控制作用。王一刚等(1998)提出, 受南秦岭裂陷洋强烈拉张的影响在川东北部形成开江— 梁平碳酸盐岩海槽, 并在陆棚边缘带发育陆棚边缘礁, 而陆棚边缘礁带是生物礁发育的有利相带。范嘉松和呈亚生(2002)也进一步指出川东晚二叠世长兴期受古断裂的控制, 使宽广浅水碳酸盐岩台地被切割成多个台隆与台槽。赵文智等(2012)指出四川盆地在晚二叠世长兴期应该至少发育2条受当时大陆破裂作用影响、由外围海槽区伸入地台内部的有限裂陷洼地, 一条是开江— 梁平下陆架, 另一条是蓬溪— 武胜上陆架, 这2条有限深水区均呈北西向延伸, 并与外海相连, 向东南方向收敛变窄至消失, 其中开江— 梁平下陆架规模更大。至此, 国内学者逐渐认识到, 除了八面山古断裂控制鄂西地区形成深水盆地以外, 在四川盆地宽广碳酸盐岩台地内部, 也存在多个受断裂控制的次级台地与台内盆地, 并且控制了生物礁滩的展布。
在对于四川盆地长兴期古地理格局认识不断深化的带动下, 鄂西— 渝东地区长兴期古地理格局研究以及礁滩勘探工作不断深入, 从而使得对该地区古地理格局和礁滩展布规律的认识也不断得到深化。郑有恒等(2010)初步指出, 晚二叠世开江— 梁平陆棚向南东延伸, 并与鄂西— 城口海槽相连, 鄂西— 渝东区晚二叠世长兴期沉积格局受到开江— 梁平陆棚和鄂西— 城口海槽的联合控制, 其中生物礁、滩主要分布于台地边缘。舒志国(2014)进一步指出, 开江— 梁平陆棚自宣汉达县、梁平及开江地区向东南延伸至建南地区, 但是与开江— 梁平陆棚北部相比坡度较缓、水体较浅、生物礁发育规模也相对较小。笔者在前人研究基础上, 通过上述分析, 对鄂西— 渝东长兴期的古地理格局及生物礁展布规律进行了再认识:二叠纪是南秦岭洋盆开裂最剧烈时期(杜远生等, 1997), 受南秦岭勉略— 紫阳洋盆强烈拉张的影响, 鄂西— 渝东地区形成了3大“ 盆地” , 其中鄂西盆地和利川台内盆地形成于长一期, 石柱台内盆地形成于长二期, 共同组成了鄂西— 渝东地区长兴期台盆相间的古地理格局, 同时这一时期生物礁主要沿上述3个台地边缘呈带状展布。鄂西盆地台地边缘坡度较陡, 发育长一期— 长二期陡坡型台地边缘生物礁, 利川见天坝— 花椒坪是受该台地边缘控制的生物礁典型代表, 该类型生物礁发育的特点是礁前、礁核、礁后3层结构完整, 横向及纵向规模较大, 骨架礁灰岩及礁顶白云岩发育, 前人对其发育特征有过详细解剖(范嘉松等, 1982)。利川和石柱台内盆地边缘坡度较缓, 分别发育长一期和长二期缓坡型台地边缘生物礁, 其中建16井— 箭竹1井生物礁带和建评7井— 利川天上坪— 利川黄泥塘为受利川台内盆地控制的长一期台地边缘生物礁带, 卧117井— 丰都太运生物礁带是受石柱台内盆地控制的长二期台地边缘生物礁带。缓坡型生物礁的横向及纵向发育规模与陡坡型生物礁相比相对较小, 对于该类型生物礁的发育特征范嘉松和吴亚生(2002)进行了详细阐述。
1)钻井、地表露头、地震资料等多方面证据表明, 前人提出的开江— 梁平陆棚和蓬溪— 武胜台洼向东南延伸至鄂西— 渝东地区, 笔者称之为利川台内盆地和石柱台内盆地。
2)利川台内盆地、石柱台内盆地和鄂西盆地一起, 控制了鄂西— 渝东地区长兴期台盆相间的古地理格局, 这一时期生物礁主要沿上述3个台盆转换带呈带状展布。
3)针对上述3个台盆转换带, 初步发现了一批地震异常体。加强地震部署, 进一步精细刻画古地理格局及礁滩储集层展布, 有望取得礁滩相气藏勘探新的突破。
(责任编辑 张西娟)
作者声明没有竞争性利益冲突.
作者声明没有竞争性利益冲突.
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