云南曲靖盆地岩相古地理特征与油气地质条件

门玉澎，许效松，牟传龙，闫剑飞

（成都地质矿产研究所，四川成都610081）

云南曲靖盆地岩相古地理特征与油气地质条件

门玉澎*，许效松，牟传龙，闫剑飞

（成都地质矿产研究所，四川成都610081）

云南曲靖盆地为古近纪—新近纪受堡子山断裂控制形成的东断西超箕状断陷盆地。根据地震资料和盆地结构，可以划分为3个次级构造单元：东部断阶带、中部坳陷带和西部缓坡带。盆地自下至上发育渐新统小屯组、蔡家冲组和上新统茨营组。根据地层发育特征划分为6个编图层序，单个层序分别对应小屯组、蔡家冲组一段、蔡家冲组二段、茨营组一段、茨营组二段和茨营组三段。综合地表露头、钻井、测井和地震资料，分析单个层序内沉积相特征和古地理特征，盆地发育冲积扇相、河流相、沼泽相、三角洲相和湖泊相。盆地具有较好的生储盖组合条件。明确盆地生物气勘探方向为东部断阶带的北部高地与北部缓坡过渡带的构造—岩性圈闭以及西部缓坡带与中部坳陷区的岩性圈闭。

曲靖盆地；沉积相；古地理；油气地质

1 区域概况

曲靖残留盆地位于滇东曲靖县和沾益县境内（图1），南北长约21km，东西宽约10km，面积约205km2。构造位置位于扬子地台曲靖台褶束牛首山隆起东缘，为东断西超的箕状断陷盆地。堡子山断裂控制了盆地的形成和发展。

盆地基底及周边老地层为前震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系和二叠系，其东、西两侧为新近系茨营组出露。盆地腹地以茨营组为主，盆地南部有少量古近系小屯组沉积。

根据地震剖面和盆地结构，将盆地内划分为3个构造单元：东部断阶带、中部坳陷带和西部缓坡带[1-2]（图2）。

图1 曲靖盆地区域位置

2 地层特征

曲靖盆地自下至上沉积了渐新统小屯组、蔡家冲组和上新统茨营组[3](图3)。渐新世末期喜马拉雅运动二幕造成盆地整体抬升，使曲靖盆地抬升暴露，缺失中新统沉积。上新统茨营组不整合覆盖在渐新统顶部凹凸不平的古风化面上。

小屯组：盆地中岩性为紫红色厚层—块状粉砂质泥岩、钙质泥岩，夹钙质结核、团块和炭屑，局部夹泥灰岩。盆地东南缘出露区为紫红色厚层—块状泥岩与粉砂质泥岩互层，夹厚层钙质泥岩。下部见钙质结核、钙质团块，上部偶夹炭屑。该组地层厚约36～120m，不整合覆盖在盆地晚古生代褶皱基底之上。

蔡家冲组：一段为深灰色褐色泥岩局部夹泥质粉砂岩，下部发育厚45m厚油页岩；二段为深灰色泥岩夹粉砂质泥岩。

茨营组可分为三段：一段岩性为灰色粉砂岩、泥质粉砂岩，具水平层理，含炭屑和煤线，底部为厚2m石英粗砂岩、细砾岩。二段为灰色粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩，含炭屑和植物化石碎片，夹褐煤。三段为紫红、蓝灰色泥岩、粉砂质泥岩夹泥质粉砂岩，含炭屑，偶见植物化石碎片，底部为厚20m的含细砾粉砂岩，夹褐煤层。

图2 曲靖盆地构造单元划分

图3 曲靖盆地地层特征

3 地球物理响应特征

3.1 测井特征

测井曲线能较好反映岩石的组合特征、反映沉积体系和沉积相[4]。根据已有钻井测井曲线，总结小屯组、蔡家冲组和茨营组测井特征。

小屯组：测井显示为电阻率曲线近于直线状，自然伽马曲线呈不规则锯齿状，整体反映为浅湖相—三角洲平原相。

蔡家冲组：一段测井曲线形态视电阻率呈低值平滑状，自然伽马呈中高幅锯齿状，自然电位平缓。二段视电阻率为低值平滑状，自然伽马呈不规则锯齿状，自然电位呈平直状，整体反映为浅湖—半深湖相沉积特征。

茨营组：一段视电阻率变化幅度较小，自然伽马多呈尖峰状，自然电位在底部负异常较为明显，其余井段较平直。二段视电阻率呈不规则指状，自然伽马曲线呈尖峰状。三段测井曲线以锯齿状的高电阻、低自然伽马为特征。测井特征反映该层段为三角洲平原—洪泛平原相。

3.2 地震相特征

地震相的划分主要依据地震相单元的内部反射结构、外部几何形态、反射振幅、反射的连续性和地震反射视频率5个因素[5-6]。

3.2.1 内部反射结构

曲靖盆地剖面中，常见的内部反射结构有平行、亚平行、杂乱、乱岗、发散反射、前积反射和空白反射。

曲靖盆地中，在湖泊、洪泛平原及沼泽相沉积环境中最常见平行及亚平行反射结构，一般出现在盆地中、西部的缓坡带中。杂乱状及乱岗状反射结构主要分布于盆地东部断阶带和坳陷区和盆地边缘。前积反射结构常与杂乱反射及乱岗状反射共生、过渡，位于三角洲或扇体的前缘。发散结构常出现在盆地西缘的缓坡扇体或三角洲内部，与平行、亚平行结构过渡。

3.2.2 反射外部形态

曲靖盆地中，席状外形常具平行、亚平行结构，为湖泊相最主要的地震相外形。楔形和帚状分布于盆地边缘，具有杂乱或前积结构，代表扇体或三角洲沉积。丘状或透镜状往往代表河道或小型水下扇沉积。充填状外形常见于凸凹不平的基底侵蚀面之上的小型断阶带中，常残留古河道的充填状外形，具有杂乱结构的地震相。

4 沉积相特征与岩相古地理

4.1 小屯组岩相古地理

4.1.1 沉积相

冲、洪积扇亚相：分布在盆地东界的断阶带的堡子上一带，地震反射结构为杂乱反射或前积反射结构，推测岩性为砾岩、含砾砂岩和砂岩。

洪泛平原亚相：分布于盆地的中北部，地震相均为中等振幅平行—亚平行席状，连续性较差。曲参1井岩性为含泥砾泥岩。

冲洪积平原亚相：分布在盆地南部南河口—潘家一带，东部和南部分别为冲洪积扇和近岸水下扇，靠近陆缘区。地震剖面为中—中强振幅发散状反射，中等频率、连续性较差。岩性为粗砂岩或含砾砂岩。

扇三角洲亚相：分布在盆地东缘断阶带和南部南河口一带。地震相为中等振幅、杂乱反射楔状体，连续性差，岩性为粗碎屑砂砾岩和砂岩。

4.1.2 岩相古地理展布

物源来自盆地的东部和南部，粗碎屑岩组成冲洪积扇亚相和扇三角洲亚相[7-8]，分布在盆地东缘的陡坡断阶带，反映断陷盆地形成早期拉张背景及快速充填。

4.2 蔡家冲组一段岩相古地理

蔡家冲早期曲靖盆地范围逐渐扩大、水体加深，盆地中部形成深湖—半深湖沉积(图4)。

图4 蔡家冲组一段古地理图

4.2.1 沉积相

冲积扇亚相：分布在盆地东部边缘堡子上至二板甲一带，地震上具杂乱反射、楔形、透镜状。在陡坡上反映明显，略具前积反射。岩性为砂砾岩。

河流平原亚相：主要分布在盆地西北缘、北部边缘，地震剖面呈中等振幅、杂乱反射结构和透镜状、楔状体外形。

三角洲平原亚相：分布于盆地西缘。地震剖面表现为弱振幅、连续性差的反射结构，推测岩性为泥岩、粉砂质泥岩。

三角洲前缘亚相：分布于刘家桥、谢家村、南河口一带。盆地底部地貌为一介于西部缓坡带和浅湖之间的局部陡坡带，地震剖面表现为中弱振幅、弱反射结构，具有较明显前积特征，剖面上呈丘状，推测岩性为砂岩。

水下扇和湖底扇亚相：主要分布在小河湾、余家屯、柳家坝等地。地震剖面具典型的前积结构，局部杂乱反射，中等振幅，弱连续或亚连续。推测扇体前缘岩性为砂岩、含砾砂岩，湖底扇岩性为砂、泥岩。

浅湖亚相：在地震剖面上为中强振幅，平行、亚平行，岩性为泥岩夹粉砂质泥岩。

深湖亚相：分布在崔家圩至圩格洛一带。地震剖面上为中强振幅，较连续，平行、亚平行。钻井揭示岩性为灰绿色、灰色泥岩、钙质泥岩，底部见油页岩。

4.2.2 岩相古地理展布

物源来自盆地东缘古生界剥蚀区，西部也提供部分物源。沉积物厚度仍表现为东厚西薄特点。

4.3 蔡家冲组二段岩相古地理

蔡家冲晚期，发育河流相、三角洲相和湖泊相（图5）。

4.3.1 沉积相

冲积扇亚相：分布于堡子上至二板甲一带，地震剖面上具楔状外形和前积反射特征，向盆地中转为发散状特征。岩性以砂砾岩为主。

河流平原亚相：分布于盆地西北部边缘。地震剖面为弱振幅不连续结构，可见透镜状断续同相轴。岩性为粉砂质泥岩、砂岩。

三角洲平原亚相：分布于柳树村至余家屯一带。地震剖面表现为弱振幅、连续性差的反射结构，可见透镜状、断续分布的同相轴，推测为分流河道砂体。

三角洲前缘亚相：分布谢家村、南河口、余家屯一带及盆地东缘。盆地底部地貌为一介于西部缓坡带和浅湖之间的局部陡坡带，地震剖面表现为中弱振幅、弱反射结构，具有较明显前积结构。岩性为泥质粉砂岩、粉砂岩。

分支河道亚相：分布在盆地北部小河湾和西部柳树村等地。地震剖面上，扇体前缘具前积结构，局部杂乱反射，向盆地方向表现为中等振幅，弱连续—杂乱状结构或亚连续反射。

浅湖亚相：地震剖面结构特点为中强振幅，平行、亚平行结构。岩性为泥岩夹粉砂质泥岩。

半深湖亚相：分布于盆地中部，地震剖面上为中强振幅，较连续，平行、亚平行结构。岩性为绿灰色、灰色泥岩、钙质泥岩，夹薄层粉砂质泥岩。

4.3.2 岩相古地理展布

盆地西部和北部的盆底地形为缓坡状，古地貌为河流平原向三角洲前缘和湖泊；盆地东部的陡坡带为冲积相转为三角洲入湖。

图5 蔡家冲组二段古地理图

4.4 茨营组一段岩相古地理

茨营组与蔡家冲组受构造运动，存在沉积不整合面。

4.4.1 沉积相

河流冲积平原亚相：分布于盆地西部边缘。地震剖面显示中振幅，连续性差的亚平行，并有断续的透镜状相位。岩性为砂岩、泥岩和分流河道砂体为主。

冲积扇、冲积平原亚相：分布于新街子、堡子上、二板甲一带。冲积扇在平面上呈朵状体。地震剖面为中弱振幅、中等连续，并具前积结构。岩性为砂岩夹含砾砂岩。

分支河道亚相：分布于柳家坝一带，在平面上呈小的朵状体展布。地震剖面为中弱振幅、弱连续结构，可见前积结构。推测岩性以砂岩为主。

水下扇亚相：仅见于蚕桑场以北和谢家村一带，平面上呈扇形。地震剖面为中强振幅、连续性差的杂乱结构，前缘可见前积结构和发散状结构。推测岩性为砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等。

支流间湾亚相：分布于柳家坝冲积扇和三角洲前缘之间。地震剖面显示中等振幅弱连续、发散状结构。据钻探资料，岩性为灰色泥岩、粉砂质泥岩为主，夹浅灰色细纱岩，煤系较发育。

沼泽平原亚相：分布于小河湾、茶家圩。地震剖面显示为中等～中强振幅、中等连续平行、亚平行结构。岩性为灰色泥岩、粉砂质泥岩，夹灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、细砂岩及碳质泥岩等，局部夹褐煤。

滨湖亚相：分布于盆地的南部，地震剖面为中弱振幅、连续较差的平行、亚平行结构。据钻井揭示，岩性为泥岩夹粉砂质泥岩为主，底部为粉砂岩及泥质粉砂岩。

4.4.2 岩相古地理展布

本层段沉积厚度仍为东厚西薄，物源主要来自东部，西北部也提供一定物源。从盆地周边向中心，依次为河流冲积相、水下扇、滨湖和沼泽环境（图6）。

图6 茨营组一段古地理图

4.5 茨营组二段岩相古地理

4.5.1 沉积相

河流冲积平原亚相：分布于盆地西部边缘的露头区。地震剖面显示中弱振幅、连续性较差的亚平行结构。见断续的透镜状同相轴，推测为河流冲积平原相砂、泥岩和分流河道砂体沉积。

冲积扇亚相：分布于盆地东缘断层边缘，蚕桑场、堡子上一带和盆地西缘柳家坝一带。地震剖面呈楔形和透镜状，前缘具前积结构，至杂乱结构。推测岩性为砂、砾岩。

水下扇亚相：见于盆地西部谢家村、凤来村一带，平面上呈扇形。地震剖面上为中弱振幅、弱连续结构，前缘略具前积结构，向中心为亚平行结构或发散状结构。岩性为细砂岩、粉砂岩、泥岩。

支流间湾亚相：分布于柳家坝冲积扇和水下扇之间。地震剖面为弱振幅、亚平行结构。岩性为泥岩、粉砂质泥岩夹炭质泥岩组合。

沼泽平原亚相：分布于小河湾、茶家圩。地震剖面显示为中等—中强振幅、中等连续平行、亚平行结构。岩性为粉砂质泥岩、炭质泥岩、褐煤

滨湖亚相：位于谢家村、陈家台子一带，分布在河流冲积平原和滨浅湖区之间。地震剖面中弱振幅、连续性差、亚平行结构，岩性为粉砂岩、泥质粉砂岩。

4.5.2 岩相古地理展布

古地理面貌呈现河流冲积平原范围扩大，湖泊范围缩小。从盆地周边向中心，依次为河流冲积相、水下扇、滨湖和沼泽环境（图7）。

图7 茨营组二段古地理图

4.6 茨营组三段岩相古地理

茨营组三段，为盆地演化晚期的收缩阶段，沉积环境主要为河流相。

4.6.1 沉积相

冲积扇亚相：主要分布在堡子上、圩格洛、柳树村和柳家坝等地，呈扇形和透镜体。地震剖面上呈楔形，中等振幅、发散状、连续性差的反射结构。楔形体前缘具前积结构，推测岩性为砂砾岩。

洪泛平原亚相：分布盆地大部分地区。地震剖面为中等—中弱振幅、中等—较差连续性的平行—亚平行结构。岩性为浅灰色石英中砂岩与砂质泥岩、浅灰色泥岩薄互层。

河流冲积平原亚相：分布于盆地中部，呈近南北向狭长面状展布。根据地震剖面特征主要为亚平行断续排列的透镜状，或杂乱结构。岩性为灰色含砾砂岩、粉砂岩、泥质粉砂岩、粉砂质泥岩。

4.6.2 岩相古地理展布

茨营组沉积的晚期，曲靖盆地以河流相沉积为主，沉积相展布与曲靖现代盆地有些相似。近南北向的河流及其洪泛平原为主要沉积相类型。沉积厚度受断陷作用影响，东部厚度大，西部厚度小。

5 油气地质条件

5.1 烃源岩

经油气地质钻探和煤勘钻井资料证实，曲靖盆地主要有两类生烃源岩：湖沼相褐煤层和半深湖—深湖相暗色泥岩、油页岩。

含煤地层主要分布在盆地的中东部，受构造和古地貌的控制，特别是由具障壁作用的古地貌高地，所围限的低洼处属还原环境，成为富煤盆地。盆地基底凸凹不平的底面，在填平补齐过程中，也可出现小规模的沼泽成煤环境。

蔡家冲组一段、二段半深湖—深湖相暗色泥岩和油页岩，平面主要分布在崔家圩至圩格洛一带，平均有机炭含量1%～2%，有机质成熟度低，处于未成熟阶段。

5.2 生储盖组合

在含煤沉积序列中，与煤层共生的组合多以粉砂岩、泥质粉砂岩为主，煤层底部有分支河道砂岩和冲刷面，形成自生储盖。

在盆地凹陷中心区，发育次深湖—深湖相暗色泥岩和三角洲前缘砂体及陡坡带冲洪积砂砾岩，具有较好的生储盖条件，可形成有利的岩性气藏。

5.3勘探远景曲靖盆地生物气勘探目标以断阶带为主[9]。根据岩相古地理展布，可以提出2个含气远景带：

盆地的东侧，在北部高地与北部缓坡带间的过渡区，有较丰富的烃源岩。而且茨营组第二段沉积时，北部为无沉积的隆起带，可形成构造—岩性圈闭。

盆地西部的缓坡带与中部坳陷的过渡区带，为三角洲前缘砂与湖相泥的接触带，具较好的生储组合，岩性圈闭是有力的含气区带。

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TE122

A

1004-5716(2015)09-0018-06

2015-02-04

2015-02-09

门玉澎（1981-），男（汉族），宁夏中卫人，工程师，现从事岩相古地理和页岩气能源研究工作。