龙门山前陆盆地南段须二段沉积特征

邹任洲，李勇，熊鸿浩，汪正江，王伟明，罗峰

（1.成都理工大学国家油气藏开发工程重点实验室，四川 成都 610059；2.东华理工大学地球科学学院，江西 抚州 344000；3.中国地质调查局成都地调中心，四川 成都 610081）

龙门山前陆盆地南段须二段沉积特征

邹任洲1，李勇1，熊鸿浩2，汪正江3，王伟明1，罗峰1

（1.成都理工大学国家油气藏开发工程重点实验室，四川 成都 610059；2.东华理工大学地球科学学院，江西 抚州 344000；3.中国地质调查局成都地调中心，四川 成都 610081）

综合分析南段的测井、单井资料和野外实测5条剖面资料，利用野外实测剖面、测井曲线和岩石学特征综合分析的方法，得出龙门山前陆盆地南段须家河组二段的的沉积类型主要为辫状河三角洲和湖泊沉积。其中可识别出水上分流河道、河漫沼泽、水下分流河道、分流间湾、河口砂坝、远砂坝、滨湖沼泽和滨湖砂坝等微相。在此基础上，通过分析多口单井、野外实测剖面、砂体展布特征，并结合前人的研究成果，得出须二段沉积相空间展布：北部都江堰、郫县、新都地区和西南方向天全地区发育辫状河三角洲平原亚相，往南的新津、蒲江地区和西南雅安地区主要发育辫状河三角洲前缘亚相，南部的峨眉山等地区主要发育湖泊相。

须二段；沉积相；砂体展布；龙门山前陆盆地

0 引言

晚三叠世龙门山前陆盆地是在扬子板块西缘被动大陆边缘的基础上由印支造山运动而形成的［1］。上三叠统须家河组二段作为晚三叠世早期形成的沉积地层，上三叠统须家河组二段作为晚三叠世早期形成的沉积地层，正确认识其沉积特征，对古地理面貌的恢复和认识龙门山的形成和发育具有重要意义。最近几年，龙门山前陆盆地须家河组须四段、须六段油气勘探取得了重大发现后［2］，须二段的油气勘探潜力也引起了人们的重视，须二段不仅是重要的烃源层，也是重要的油气储层。

根据“八五”国家科技攻关成果，川西坳陷陆源碎屑岩领域依气源差异、生、储、盖组合和地质特征划分为马鞍塘组—须二段、须三段—须四段、须五段—侏罗系3个成矿领域，其中埋藏最深的陆相天然气成矿系统为马鞍塘组—须二段成矿子系统［3］。此系统中，须二段砂岩为天然气主要的储层场所，下伏的马鞍塘组为主要生烃层，上覆须三段的巨厚页岩是较好的区域性盖层。须家河组主要为岩性气藏和岩性-构造气藏，因此沉积相的正确区分对气藏的形成和分布影响较大［4-9］。须二段早期有部分为海相沉积特征，随着构造抬升的加强，逐渐转变为海、陆过渡相沉积［10］，须二段的沉积相类型为发育冲积扇、三角洲、湖泊3类沉积相［11］。南段所在的地区以三角洲前缘和平原为主。在物源方面，前人在龙门山前陆盆地上三叠统须家河组二段做了大量的工作，但有分歧，大部分人认为来源于川中古陆［12-14］，少数认为来自康滇古陆或龙门山岛链［2］。

1 地质概况

龙门山前陆盆地是中国典型的前陆盆地之一，同时也是一个重要的含油气盆地［15］。从印支运动末期开始直至燕山、喜山运动，盆地雏形经多次叠加改造成型：即龙门山断裂为西界、七曜山断裂为东界、城口断裂为北界、峨眉-瓦山断裂为南界的菱形构造兼地貌盆地［16］。南段的大地构造位置处于龙门山推覆构造带以东，龙泉山构造带以西，新场构造带以南，南部以大凉山构造带为边界（见图1）。盆地在中三叠世到晚三叠世期间，沉积环境从海相转变成海陆过渡相，之后到陆相沉积。依次沉积了中三叠统雷口坡组、上三叠统马鞍塘组、小塘子组和须家河组。根据须家河组的野外剖面露头和钻井资料，再把上三叠统须家河组划分为须二段至须五段4个岩性段［17］。如图1所示，马鞍塘组（T3m）主要为灰色中厚层状灰岩。小塘子组（T3t）岩性以黑色泥页岩和薄层砂岩为主。须二段（T3x2）、须四段（T3x4）和须六段（T3x6）的岩性以灰白色砂岩为主，夹薄层泥岩和煤线。须三段（T3x3）和须五段（T3x5）以暗黑色泥页岩为主，偶夹灰白色砂岩。

图1 龙门山前陆盆地南段位置及构造简图和上三叠统岩性特征

2 须二段的沉积类型

通过分析南段多口单井和5条野外露头剖面等资料，并且综合考虑和分析前人对须二段沉积相的研究，确定须二段的沉积类型。其方法主要是根据野外露头和单井的详细观察来确定岩石相和其纵向组合，进而确定沉积相的类型和其沉积微相组合。研究区须二段主要为辫状河三角洲沉积和湖泊沉积2种。

2.1 辫状河三角洲沉积

2.1.1 辫状河三角洲平原沉积

研究区辫状河三角洲平原沉积主要分布都江堰一带和北端的郫县、新都、中江一带。根据测井相和野外露头分析，将辫状河三角洲平原分为水上分流河道和河漫沼泽微相。

1）水上分流河道位于辫状河三角洲的上部，在须二段的下部。该微相主要以灰黄色、灰白色厚层碎屑支撑的砾岩、含砾砂岩、粗砂岩和中砂岩为主要岩性，砂岩的成熟度低，分选较差。砾石的成分主要为石英质，粒径1～2cm。主要发育槽状交错层理、板状交错层理和块状层理，充填河道的沉积物具有下粗上细的粒度正韵律，底部可见冲刷-充填构造。沉积物的横断面为上平下凸透镜体状，平面上常为条带状分布。其自然伽马曲线常显示为微齿化的钟型（见图2）。

2）河漫沼泽位于水下分流河道间的低洼地区，主要是在还原的环境下，在须二段的下部。常发育的岩性为黑色泥岩、页岩，偶夹有煤线或薄层煤层，可见根茎叶等植物化石。发育水平层理，当受洪水影响时，可见较粗的砂岩透镜体。顶底界都为渐变或突变接触，其自然伽马曲线为低幅线形（见图2）。

图2 灌口003-5井须二段沉积微相测井曲线响应特征

2.1.2 辫状河三角前缘沉积

研究区辫状河三角洲相分布非常广泛，峨眉地区的荷叶湾、雅安地区的龙苍沟、青龙乡等剖面均有分布。根据研究区的沉积环境和特征，可分为水下分流河道、分流间湾、河口砂坝、远端砂坝4个微相。

1）水下分流河道。水下分流河道位于辫状河三角洲前缘的前缘，是陆上分流河道的水下延伸部分，在整个辫状河三角洲前缘微相中具有相当重要的地位，它位于须二段的中部。岩性主要由灰色厚层含砾粗砂岩、中砂岩、细砾岩（见图3a）组成。大部分砾石成分以石英质为主，少部分砾石以白云岩、砾石为主。砾石的最大粒径为2cm，总体分选磨圆差。自下而上，岩性从含砾粗砂岩变成中砂岩到细砂岩，总体粒度呈现逐渐变细，构成正粒序。河流底部常发育冲刷-充填构造，冲刷面之上，砂岩粒度逐渐变小，发育一套灰白色中砂岩和细砂岩。沉积构造常见块状层理、楔状交错层理（见图3b）、板状交错层理、平行层理和正粒序层理发育。单个河道自然伽马曲线层中幅钟形或箱型，多个河道叠加呈中幅钟形、叠加钟形或箱型及钟形一箱复合体，顶、底界为渐变或突变接触（见图4）。

图3 须二段典型沉积构造照片

2）分流间湾。分流间湾为水下分流河道和河口砂坝之间相对低洼的海湾地区，与海相通，但水动力较弱，河流和海浪改造较弱，它位于须二段的中部。当三角洲向前推进时，在分支河道间形成一系列尖端指向陆地的楔形泥质沉积体，称为“泥楔”。故分流间湾以黏土、泥质沉积为主，含有少量的粉砂和细砂。青龙乡剖面发育的灰黑色泥质粉砂岩，为分流间湾微相。分流间湾沉积具透镜状层理和水平层理，可见浪成波痕及砂岩透镜体（见图3c），也可见生物介壳和植物残体等。顶、底界为渐变或突变接触，自然伽马曲线呈微齿状或光滑曲线（见图4）。

3）河口砂坝。位于水下分流河道的河口处，是河水过渡到海水地区，此处水流交汇强烈，沉积物质沉积迅速，它位于须二段的中部。由于海水对入海口处的冲刷和分选作用，细粒的泥质沉积物被海水带走，留下较粗的砂质沉积物，因此其沉积物的分选和磨圆都比较好，质地纯净，其岩性主要由灰白色中厚层中细粒石英砂岩组成。砂体底部与下伏泥岩呈渐变接触，具较发育的反粒序层理，楔状交错层理、板状交错层理发育。成层厚度为中、厚层，可见流水波痕（见图3d）。河口砂坝沉积经常与水下分流河道沉积交换出现，其自然伽马曲线顶部呈渐变或突变接触，底部呈渐变接触。单个河口砂坝的自然伽马曲线主要为中幅微齿漏斗形，而多个河口砂坝的自然伽马曲线叠加则变为台阶状和箱形+漏斗形复合体（见图4）。

图4 莲花2井须二段沉积微相测井曲线响应特征

4）远端砂坝。远端砂坝位于河口砂坝的前方部位，在须二段的中部。由于更靠近海一侧沉积物较细、分选较好。主要由灰黑色泥岩、粉砂质泥岩、灰黑色泥质粉砂岩和粉砂岩薄互层组成。发育有中小型交错层理、透镜状层理、脉状层理、流水波痕，有时可见包卷层理、滑塌变形构造等沉积构造。远砂坝化石不多，见生物扰动构造发育。自然伽马曲线顶、底都为渐变接触，曲线的光滑程度以微齿为主，形态表现为漏斗型（见图4）。

龙门山前陆盆地南段须二段以海陆过渡相沉积为主，发育辫状河三角洲前缘和平原沉积，以辫状河三角洲前缘亚相为主。以研究区中实测雅安青龙乡剖面须家河组须二段为代表（见图5），该剖面位于雅安市青龙乡。主要发育辫状河三角洲前缘亚相，岩性总体上表现为下粗上细，呈退积型沉积序列。通常是物源物质供应速率很慢，小于海平面上升速率，造成沉积层向陆地方向超覆的沉积序列。底部为灰—灰白色厚—块状含砾粗砂粒岩，是与下伏地层界限的标志，见1—2期正粒序砂岩，为水下分流河道沉积；中部主要发育浅灰—灰色中厚层状石英岩屑砂岩夹少量薄层泥质粉砂岩和泥岩，具有大型透镜状砂岩，冲刷-充填构造、波状层理、纱纹层理和平行层理，发育水下分流河道、分流间湾、河口砂坝和远砂坝；顶部为中层粉砂岩夹黑色薄层泥岩和灰白色厚层细砂岩，向上粒度变细，发育冲刷-充填构造、斜层理，以水下分流河道和河口砂坝沉积相为主。

2.2 湖泊相沉积

龙门山前陆盆地南段须二段湖泊相可分为滨湖亚相，滨湖亚相可细分为滨湖沼泽、滨湖砂坝2种微相。

1）滨湖沼泽。湖泊边缘堆积大量淤泥导致该水域湖水极浅，形成滨湖沼泽，它位于须二段的上部。岩性主要以黑色泥岩、煤为主，泥岩中见水平层理，因水分充分和气候潮湿，大量的植物在此生长，在还原的环境下，死亡的植物经过腐烂、埋藏成煤层，在沼泽中有大量的植物根茎和植物化石，顶底呈渐变接触，自然伽马曲线为外收敛箱形（见图6）。

图5 雅安龙苍沟剖面须二段沉积微相

2）滨湖砂坝。该微相位于湖泊的边缘地带，水深较沼泽深，水动力环境较强，形成于湖浪、湖流的筛选与风暴浪作用，它位于须二段的上部。岩性主要为黄灰色粉—细粒砂岩，成熟度较高，发育各中小型交错层理、平行层理、浪成砂纹层理，底部为粒度较粗，向上逐渐变细，可见正粒序。顶界和底界为渐变或突变接触，自然伽马曲线为钟形或低幅漏斗形（见图6）。

图6 汉深1井须二段沉积微相测井曲线响应特征

3 沉积相的空间展布

以前人在南段对其沉积相的研究为背景，分析研究区W1，GK003-5，BM2，SY1，BM7，LH2，ZG1，HS1井等单井资料和5条实测剖面资料，计算统计南段须二段地层厚度、泥岩厚度、砂岩厚度、泥地比、砂地比等数据，编制地层等厚度图、砂岩等厚图等图件，确定砂体的平面展布。再通过对野外露头和测井等资料的综合分析，确定沉积相的平面展布，并且编制沉积相图［11］。

3.1 砂体展布

须二段在龙门山前陆盆地南段分布广泛，其沉积中心位于南段西北部（见图7），都江堰等地区的砂体沉积厚度都大于400m，向南厚度逐渐减薄，到峨眉山等地区厚度小于100m。W1井、GK003-5井和BM2井的砂岩厚度都在300～400m，向南的SY1井约为287.3m，BM7井约为 269.2m。参 1井的砂岩厚度约为156.4m，ZG1井的砂岩厚度约为31.6m，HS1井的砂岩厚度约为25.2m，厚度都只在0～160m，厚度向南方向逐渐减薄，说明其物源可能来源于北东或北西方向。而LH2井的砂岩厚度约为109.5m，说明在南西的天全地区有一个厚度不大的沉积中心，物源可能来自南西方向。可以看出，须二段的砂体展布，从北东到南西方向逐渐减薄，并在南西方向有一个小的沉积中心。这说明北部地区的物源可能受到龙门山前陆盆地北东和北西其中1个方向或2个方向物源的影响，南西部天全地区可能受到南西方向物源影响。

图7 龙门山前陆盆地南段须二段沉积相展布和砂岩等厚图

3.2 沉积相展布

由于龙门山逆冲推覆体开始逆冲推覆［18-22］，研究区西部山体开始隆升，部分山体露出海面形成北东向的岛链，从而阻断了研究区直接与海接触，形成一个半封闭的海湾，发育三角洲沉积［12］。根据须二段的砂体展布特征和野外实测剖面绘制出沉积相展布图可以看出（见图7），沉积相整体上由北东向南西向展布，只有西南方向的天全地区，沉积相由西南向北东展布。即北部都江堰、郫县、新都地区和南西方向天全地区发育辫状河三角洲平原亚相，往南的新津、蒲江地区和西南雅安地区主要发育辫状河三角洲前缘亚相，南部的峨眉山等地区主要发育湖泊相。表明北部物源可能来自北西、北东其中的1个或2个方向。西南方向的天全地区物源可能来源于西南方向。

4 结论

1）龙门山前陆盆地南段须家河组二段发育的辫状河三角洲平原可识别出水上分流河道和河漫沼泽等微相。辫状河三角洲前缘可识别出水下分流河道、分流间湾、河口砂坝、远砂坝等微相。滨湖亚相可识别出滨湖砂坝和滨湖沼泽等微相。以上识别的微相和相应的测井相相对应。

2）在分析研究区多口单井资料和5条实测剖面资料的基础上，并结合前人在龙门山前陆盆地南段须家河组二段的研究，得出须二段主要发育三角洲和湖泊沉积，三角洲相主要发育辫状河三角洲前缘和辫状河三角洲平原，其砂体和沉积相展布主要分2个方向。大部分地区是由北东向西南方向展布，在天全地区由西南向北东方向展布。从而表明北部的大部分地区物源可能是来源于龙门山前陆盆地的北东和北西其中的1个方向或2个方向，西南部的天全地区物源可能来源于西南方向。

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（编辑 赵旭亚）

Sedimentary characteristics of second Member of Xujiahe Formationin in southern section of Mountain Longmen foreland basin

ZOU Renzhou1,LI Yong1,XIONG Honghao2,WANG Zhengjiang3,WANG Weiming1,LUO Feng1
(1.State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation,Chengdu University of Technology,Chengdu 610059, China;2.Faculty of Earth Sciences,East China Institute of Technology,Fuzhou 344000,China;3.Chengdu Center,China Geological Survey,Chengdu 610081,China)

According to the comprehensive analysis of well logging,single well and field measured data of five sections,based on the method of field measured sections,well log curves and petrological characteristics,it is concluded that the sedimentary types of the second Member of Xujiahe Formation in the southern foreland basin of Mountain Longmen are mainly of the braided river delta and lake sediment.The microfacies of water distributary channel,river flood swamp,underwater distributary channel,distributary bay, mouth bar,far sand dam,lakeside swamp,lakeside bar can be identified.Through the analysis of single wells,the field measured sections,sand body distribution characteristics,and combining previous research results,the spatial distribution of sedimentary facies in the second Member of Xujiahe Formation is concluded:northern Dujiangyan,Pixian county,northern Xindu District and southwestern Tianquan Region developed braided river delta plain subfacies,southern Xinjin and Pujiang Regions and southwest part of Ya′an mostly developed braided river delta front subfacies,southern Mountain Emei District mainly developed lake facies.

2ndMemberofXujiaheFormation;sedimentarysubfacies;sandbodydistribution;MountainLongmenforelandbasin

国家自然科学基金项目“汶川地震驱动的崩塌、滑坡和泥石流的河流响应过程研究”（41172162）、龙门山冲断带（中段）异地系统晚三叠世地层标定与原型盆地恢复”（41372114）；国家自然科学基金青年科学基金项目“龙门山前陆盆地南部晚三叠世沉积——物源体系及其构造动力学指示”（41502116）；国土资源部地质调查课题“龙门山前缘油气勘探新领域研究”（12120115004501-01）

TE121.3+2

A

10.6056/dkyqt201606002

2016-06-19；改回日期：2016-09-15。

邹任洲，男，1992年生，在读硕士研究生，主要研究方向为含油气盆地分析。E-mail：zourenzhoucdut@163.com。

邹任洲，李勇，熊鸿浩，等.龙门山前陆盆地南段须二段沉积特征［J］.断块油气田，2016，23（6）：687-692.

ZOU Renzhou，LI Yong，XIONG Honghao，et al.Sedimentary characteristics of second Member of Xujiahe Formationin in southern section of Mountain Longmen foreland basin［J］.Fault-Block Oil&Gas Field，2016，23（6）：687-692.