川中南部栖霞—茅口组沉积相特征及滩相展布

钱程　赵少泽　郭磊　纪佳

（成都理工大学能源学院，四川成都　610059）

川中南部栖霞—茅口组沉积相特征及滩相展布

钱程赵少泽郭磊纪佳

（成都理工大学能源学院，四川成都610059）

以前人对四川盆地中部中二叠统栖霞—茅口组研究为基础，结合野外露头、钻井、测井及岩心薄片资料，对研究区沉积相特征进行分析，认为研究区总体发育缓坡型碳酸盐岩台地沉积，进一步细分为浅水缓坡台地和深水缓坡台地两个亚相类型。其中，浅水缓坡台地发育台内滩，利用地震相特征，对研究区内台内滩地震反射构型和结构进行了精细刻画，结合单井沉积相分析，确定发育在浅水缓坡台地相之上的台内滩的平面展布特征。

四川盆地栖霞组茅口组台内滩

0　引言

近年来，我国碳酸盐岩生物礁滩勘探不断取得重大突破，在塔里木盆地奥陶系良里塔格组，四川盆地、鄂尔多斯盆地下古生界，南海珠江口盆地等地区都发现了大规模礁滩相储层［1］，礁滩相储集体越来越成为专家学者的研究重点。20世纪末以来，四川盆地先后发现了多个滩相气藏，其中包括渡口河、罗家寨、铁山坡等飞仙关鲕粒滩气藏［2］，普光大气田长兴组—飞仙关组台缘礁滩相气藏［3］，以及元坝、龙岗等气田的长兴组—飞仙关组大型礁滩相气藏［4］。从已有的勘探成果可看出，海相地层中滩相储集体发育规模大于礁相储集体［5］。同时，四川盆地二叠系最有利储集相带为滩相沉积体［6］。本次研究以岩性、测井、岩心、薄片资料为基础，结合地震相的精细刻画，确定四川盆地中部地区台内滩的展布特征，为后期油气勘探提供基础地质依据。

1　沉积背景

1.1研究区位置

四川盆地在古生代为海相沉积，三叠纪晚期开始广泛地转换为陆相沉积，到新生代后期受青藏高原剧烈隆升影响，盆地内形成了断褶构造格局，因此四川盆地一般按断褶构造发育程度来分区［7］。

本次研究区位于川中平缓褶皱带东部，地理位置处于四川盆地中部，北起磨溪—龙女寺—广安一线，东以华蓥山为界，西达安岳县内，南抵铜梁县，面积约10 000 km2。

1.2二叠纪栖霞期—茅口期沉积背景

二叠纪初期的初次海侵，使龙门山—康滇古陆东侧经历了短暂的海陆交互的浅水沼泽环境，四川境内普遍沉积了厚度不大的梁山组。之后的栖霞期在扬子台地发生大规模的海侵。栖霞期是晚古生代我国南方最大的海侵期［8］，栖霞早期海侵加剧，栖霞晚期发生海退。随后茅口早期再次海侵，水体变深。茅口中晚期，因“川黔运动”影响，四川盆地广泛海退，海水向北退出，晚期海平面再次上升并向东北推进，致使四川盆地大范围地区沉积一套灰色中厚层状生屑泥岩［9］。茅口期末发生东吴运动，该运动在四川地区表现为峨眉山玄武岩喷发和构造隆升形成的地层缺失。这个时期地壳稳定、海域宽广、生物种类繁多，发育较多珊瑚、腕足、有孔虫和藻类等生物［10］，纵向上形成栖霞组和茅口组两套海侵旋回［6］11。

2　岩石学特征

2.1岩石地层

1）栖霞组

研究区内，栖霞组钻揭约110～150 m厚，岩性较稳定，为深灰、黑灰色（含）生屑泥晶灰岩和泥晶生屑灰岩，也可见微亮晶生屑灰岩，为浅水缓坡台地沉积，水深总体西浅东深。栖一B（P1q1B）段岩性主要为灰色—深灰色泥晶灰岩，微晶灰岩，含生屑微晶灰岩，灰质泥岩，含燧石结核灰岩、泥页岩，岩性向上变细，可见硅质条带和硅质团块，可见定向排列的生屑颗粒，细小的生屑呈密度流沉积。栖一A（P1q1A）段—栖二段岩性主要以灰色生屑微晶灰岩为主，其中，生屑含量不超过50%，夹泥晶灰岩、微晶灰岩、云质灰岩。此外，局部地区生屑含量超过50%，岩性主要为浅灰色—灰色厚层—块状亮晶生屑灰岩、泥晶生屑灰岩，见少量亮晶砂屑灰岩、微晶砂屑灰岩和细晶白云岩。

2）茅口组

研究区内，茅口组钻井揭示约200 m，岩性以灰色泥晶灰岩、微晶灰岩、云质灰岩、生屑微晶灰岩为主，局部地区泥质和硅质含量较高。茅口组也为浅水缓坡台地沉积，虽然其沉积水体比栖霞期浅，但生屑粒级依然较小。茅一段岩性主要为灰、深灰色含生屑微晶灰岩、泥—微晶灰岩，可见硅质团块以及硅质条带［11］。茅二段—茅四段岩性主要以灰色微晶灰岩、泥晶灰岩、生屑微晶灰岩、云质灰岩为主，茅四段受顶部不整合面影响，泥质和硅质含量较高。茅二段—茅四段生屑滩发育，岩性主要为浅灰色厚层—块状微晶生屑灰岩、亮晶生屑灰岩，见细晶白云岩，云化作用在研究区北东地区较强。

2.2沉积相类型

四川盆地中部二叠系中统总体为碳酸盐缓坡相沉积［12］。根据岩性、测井、岩心、薄片等资料，研究区二叠系中统可识别出浅水缓坡台地、深水缓坡台地两种沉积亚相。其中，浅水缓坡台地上发育台内滩沉积体，为研究区主要滩相沉积。以潼4井单井沉积相图为例（图1）。

1）浅水缓坡台地（SRa）

浅水缓坡台地是发育在碳酸盐缓坡海洋透光带底界之上或风暴浪基面之上的碳酸盐沉积区，一般位于大陆架之上，水体能量较低，包括陆缘和陆表滨浅海环境。

研究区浅水缓坡台地主要发育在P1q2段和P1m2-P1m4段，在研究区发育范围广泛。岩性以（含）生屑微晶灰岩为主，生物碎屑含量不超过50%，夹泥晶灰岩、微晶灰岩、泥灰岩（图1a）。根据岩性和测井差异主要可以识别出台内滩（Sh）、灰坪（灰泥，Lm）、（含）泥质灰泥（CLm）3种沉积微相。

2）深水缓坡台地（DRa）

深水缓坡台地是在风暴浪基面之下发育的深水碳酸盐岩沉积，常含陆源泥质，多由前期浅水缓坡台地水淹演化而来。

研究区二叠系下统深水缓坡台地主要发育在P1q1A和P1m1段，岩性主要为灰色泥晶灰岩、微晶灰岩、含生屑微晶灰岩、灰质泥岩、泥页岩，可见硅质条带和硅质团块，偶见瘤状灰岩，可见定向排列的生屑颗粒，为细小的生屑密度流沉积（图1b）。

根据岩性和测井差异主要可以识别出（含）泥质灰泥（CLm）、（含）灰质泥（Lc）、（含）硅质灰泥（SLm）3种沉积微相。

3）台内滩（Sh）

台内滩发育在正常浪基面之上，主要在浅水缓坡台地上，构造相对高部位发育。因为水较浅，水波能量较大，盐度正常，海水循环良好，氧气充足，生物发育，也容易破碎，因此，主要发育生屑滩。

四川盆地中二叠统台内滩主要发育在盆地中部成都和重庆间的泸州、南充及资阳地区。台内滩单层厚度不大，一般在几米到十多米，该相带中发育有楔状和槽状交错层理、平行层理等沉积构造［9］15。台内滩发育在部分井区的P1q2段和P1m2-P1m4段，岩性以亮晶生屑灰岩为主［13］、含亮晶砂屑灰岩、微晶生屑灰岩、微晶砂屑灰岩和晶形较好的白云岩（后期云化成因），沉积物单层的厚度不大（图1c）。研究区台内滩按照颗粒类别能细分出生屑滩（Bs）和砂屑滩（Ps）。

3　地震相分析

地震相分析通常采用传统“相面法”，通过对地震剖面反射特征的观察和描述进行。具体分析地震反射构型、结构，以及反射轴振幅强弱、连续性好与差、频率高低，识别地震界面和沉积相特征［14］。

沉积环境的差异导致沉积相的差异，而不同的沉积岩因其物理性质和岩性差异会产生与其相应的地震响应［14］53，导致反射波特征如连续性、振幅、形态等不同的反映特征［15］，可以利用地震剖面上反射波的特征来反映沉积环境。本次研究，对研究区30多口井及连井地震剖面上栖霞—茅口组沉积相和地震相进行对比，但由于深水缓坡台地沉积厚度小，地震相难以识别，仅对浅水缓坡台地及台内滩相进行分析。

图1　潼4井单井沉积相图

3.1浅水缓坡台地（SRa）地震相特征

浅水缓坡台地沉积时期水体稳定，在地震剖面上，同相轴连续性强，同时与上下岩层波阻抗差异不大，振幅较弱，主要表现为席状、平行结构，中—弱振幅、中—高连续、中—低频（图2）。

图2　研究区二叠系中统浅水缓坡台地地震相特征图

3.2台内滩（Sh）地震相特征

滩相沉积（滩体）在地震剖面上通常呈近平行反射，但滩体位于正常浪基面之上，受波浪反复影响较强，外形通常会呈现楔形、丘形等形态，同时，其内部受水流影响，所以在地震剖面上有相对弱的前积反射现象。又因为与其上覆泥岩波阻抗有较大差异，所以出现较强的反射、高速反射的特征［16］。对研究区台内滩地震相进行总结归纳，共识别出4种典型地震相：①楔状亚平行结构，中振幅、中连续、不稳定频率，反映了较强水动力条件下原有沉积物受到有限改造；②席状—波状结构，平行—亚平行、高连续性、中频，反映滩体受到水体反复改造的作用；③斜交前积—S型前积—叠瓦状前积，为生屑或砂屑受波浪影响向定向迁移堆积的结果；④丘状结构，沉积物在较强的水动力条件下，被波浪扰动，重新堆积而形成丘状反射外形。

4　台内滩平面展布

由于台内滩发育在正常浪基面之上，因此，在海平面下降后，浅水缓坡台地上的构造高部位才具备台内滩发育的条件。在研究区栖霞组栖一A段（P1q1A）—栖二段（P1q2）、茅口组茅二段（P2m2）—茅四段（P2m4）能够发育台内滩，利用单井沉积相划分，结合地震剖面地震相识别，确定了栖霞组及茅口组台内滩的展布范围。

4.1栖霞组滩相展布

在高石1井、王家1井，安平1井—潼4井发育以生屑灰岩为主要岩性的台内滩，其中高石1井、安平1井、王家1井台内滩主要根据地震相识别。在生屑发育的合12井等地区，生屑颗粒细小，并且大多数为泥晶生屑灰岩，其只能反映低能环境沉积，但该地区并不发育台内滩（图3A）。

4.2茅口组滩相展布

在安平2井、磨溪11井—安平1井、潼4井下部、涞1井—华西2井为台内滩，仅涞1井岩性发育较多生屑灰岩，其余井区根据地震相识别（图3B）。

图3　研究区浅水缓坡台地及台内滩沉积相平面图

5　结论

1）四川盆地中南部研究区栖霞组和茅口组分别对应一个三级海平面升降旋回，根据岩性、测井、岩心、薄片等资料，结合前人研究成果，在研究区整体发育缓坡型台地相，进一步识别出浅水缓坡台地、台内滩、深水缓坡台地3种沉积亚相。

2）利用“相面法”的地震相描述方法，结合单井资料，对地震剖面上浅水缓坡台地及台内滩的地震相类型进行了精细刻画，建立平面内识别台内滩的识别标志。

3）四川盆地中部中二叠统台内滩发育在海平面相对下降期，正常浪基面之上，即在P1q1A-P1q2、P2m2-P2m4两段发育。平面上，栖霞组主要分布在研究区西南部高石1井—安平1井—王家1井周围，茅口组主要分布在研究区中部，呈线状断续分布。由于滩相可作为四川盆地中二叠统栖霞—茅口组的有利储层，结合过去勘探成果以及现今对滩相的认识，更有利于深入地研究四川盆地二叠系中统海相碳酸盐岩沉积，对油气勘探有重大意义。

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（编辑：卢栎羽）

B

2095-1132（2015）06-0009-04

10.3969／j.issn.2095-1132.2015.06.003

修订回稿日期：2015－11－16

钱程（1991－），硕士研究生，研究方向为含油气盆地地震地层学与层序地层学。E-mail：413779579@qq.com。