上扬子地区下寒武统页岩沉积相类型及分布特征

刘忠宝，高波，张钰莹，杜伟，冯动军，聂海宽

（1.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京 100083；2.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；3.中国石化页岩油气勘探开发重点实验室，北京 100083；4.中国地质大学（北京），北京 100083）

上扬子地区下寒武统页岩沉积相类型及分布特征

刘忠宝1,2,3，高波1,2,3，张钰莹4，杜伟1，冯动军1，聂海宽1

（1.页岩油气富集机理与有效开发国家重点实验室，北京 100083；2.中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083；3.中国石化页岩油气勘探开发重点实验室，北京 100083；4.中国地质大学（北京），北京 100083）

通过露头、岩心、薄片、矿物X衍射、氩离子抛光、扫描电镜及钻井资料的综合研究，在上扬子地区寒武系梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期沉积地层中识别出9种页岩岩相、5类沉积相标志，提出了页岩沉积相类型精细划分方案，建立了页岩沉积演化发育模式。指出梅树村组沉积期与筇竹寺组沉积期在沉积作用方式、沉积体系类型及沉积相分布上均存在差异：梅树村组沉积期以机械-化学沉积和生物沉积为主，主体为碳酸盐缓坡台地—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系；筇竹寺组沉积期以砂质机械沉积、泥质絮凝及生物沉积为主，主体为滨岸—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系。资阳—长宁近南北向展布的地区、东南部鄂西—渝东—黔中及东北部宜昌—房县一线的地区为两个深水陆棚相富有机质页岩沉积中心，是页岩气勘探有利地区，但前者富有机质页岩以多层、薄层为特点，后者以连续厚层为特点，今后应考虑其差异进行有针对性的页岩气勘探部署。图8表2参23

页岩；岩相；沉积相；下寒武统筇竹寺组；下寒武统梅树村组；上扬子地区；四川盆地

引用：刘忠宝，高波，张钰莹，等.上扬子地区下寒武统页岩沉积相类型及分布特征[J].石油勘探与开发,2017,44(1):21-31.

LIU Zhongbao,GAO Bo,ZHANG Yuying,et al.Types and distribution of the shale sedimentary facies of the Lower Cambrian in Upper Yangtze area,South China[J].Petroleum Exploration and Development,2017,44(1):21-31.

1 研究区概况及研究思路

近年来，随着美国、加拿大、中国等国家在页岩油气勘探开发领域取得成功，改变了石油地质学家对泥页岩的传统认知，即泥页岩除具有生烃、封盖性能外，还可以储集油气，具备生-储-盖一体的特点，在颠覆常规油气勘探理论的同时，也使非常规页岩油气勘探成为国内外的热点研究领域。页岩层系沉积相分析是页岩油气勘探研究中不可或缺的基础工作，目前认为海相富有机质页岩主要发育于浅海陆棚沉积环境[1-2]，古代浅海陆棚（陆表海环境）与现代浅海陆棚（陆缘海环境）沉积特征存在差异，前者沉积时间长、厚度大、分布广，而后者沉积时间短、厚度小且范围局限。国外学者认为海相富有机质页岩沉积可用“黑海”滞留静海模式与沿岸上升洋流模式进行解释[3]。对中国四川盆地下志留统龙马溪组研究认为，深水陆棚相控制了富有机质页岩的发育，是页岩气勘探有利相带[4]。总之，国内外学者均已认识到对泥页岩层系开展精细的沉积相划分，明确有利沉积相带可为页岩油气勘探选区评价提供重要地质依据。

图1 上扬子地区位置及其早寒武世梅树村组沉积期沉积相分布图

早寒武世早期上扬子地区沉积发育了一套海相黑色泥页岩层系，其厚度大、有机质丰度高、分布范围广，是中国南方寻找海相页岩气的重要勘探层系之一（见图1）。前人对南方曾开展过多轮次、多层系的岩相古地理编图[5-8]，提出了下寒武统为海相克拉通盆地背景下的浅水陆架或陆棚沉积的重要认识，但受编图范围大、钻井少等条件的限制，已难以满足目前页岩气勘探开发的实际需求，急需以其成果为基础和指导，开展更为精细的沉积相研究。近年来，针对研究区寒武系开展了大量的页岩气调查与钻探工作，相继获得了一些页岩气发现：在川西南W201井和JY1井筇竹寺组、黔南HY1井九门冲组、黔东南TX1井牛蹄塘组压裂测试均获得页岩气流，充分揭示了寒武系良好的页岩气勘探潜力，也为进一步的勘探研究提供了较丰富的资料。为此，本文通过典型露头剖面观测、新钻页岩气井岩心观察、室内岩矿测试及钻（测）井等资料综合分析，开展了早寒武世早期页岩岩相、沉积相标志、沉积相类型及特征的研究，并结合构造-古地貌特征，建立了页岩沉积演化发育模式。以此为指导，综合单（连）井岩相分布及地层厚度等因素，刻画了早寒武世梅树村组沉积期和筇竹寺组沉积期沉积相平面展布特征，指出富有机质页岩发育的有利相区，对发展细粒沉积学及指导研究区寒武系页岩气勘探选区部署具有重要理论与现实意义。

2 地层特征

目前国际上寒武系划分采用的是中国彭善池提出的4统划分方案[9-10]，据此可将研究区下寒武统划分为2统（纽芬兰统和第二统）4期，其岩石地层分区多，地层名称复杂多样，主要地层分区及各组之间对应关系详见表1。地层对比研究表明，4期地层横向可对比性较好，其中梅树村组沉积期地层以发育小壳化石为标志，具有高自然伽马、高电阻率的电性特征；筇竹寺组沉积期地层自然伽马及电阻率曲线均较平直；沧浪铺组沉积期地层自然伽马及电阻率曲线以锯齿状为主；龙王庙组沉积期地层为低自然伽马、高电阻率的碳酸盐岩沉积。本文重点以下寒武统梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期沉积地层为研究对象。

表1 上扬子地区早寒武世（纽芬兰统—第二统）主要地层分区及划分对比表

3 岩相类型及特征

典型露头剖面和钻井的页岩全岩矿物组成研究表明，梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期页岩矿物成分以黏土矿物和石英为主，其次为长石、碳酸盐矿物、黄铁矿及胶磷矿。依据岩石矿物成分、镜下结构构造、有机质含量及古生物化石等特征，共识别出9种页岩岩相类型（见图2）。其中含小壳化石磷炭质页岩、含小壳化石硅质页岩主要发育于梅树村组沉积期，硅质页岩、炭质页岩在梅树村组沉积期和筇竹寺组沉积期均有发育，钙质纹层炭质页岩、泥（粉）晶钙质页岩、纹层状黏土质页岩、纹层状粉砂质页岩和粉砂质页岩主要发育于筇竹寺组沉积期。图2中（a）—（e）岩相主要形成于浅水、含氧、较弱水动力沉积环境，（f）—（i）为较深水、贫氧、较弱水动力—弱水动力沉积环境。

4 典型沉积相标志

沉积相标志是沉积相类型划分的重要依据，通过典型露头剖面与钻井岩心观察、岩石薄片与氩离子抛光-扫描电镜鉴定分析，共识别出5类沉积相标志，包括：层理构造、黄铁矿、结核体、上升洋流作用产物及古生物化石。各类相标志发育特征详述如下。

4.1 层理构造

层理构造主要有8种：①水平层理（见图3a）及（钙质或粉砂质）纹层；②平行层理；③波状层理；④小型交错层理；⑤灰质条带；⑥小型变形层理及扰动构造（见图3b）；⑦透镜状层理（见图3c）；⑧滑塌构造（见图3f、3g）。其中以①、②最为发育，在露头剖面和岩心观察中均较常见，主要形成于水体安静的沉积环境；③—⑦仅在局部地区砂泥岩互层段中较发育，如CS1井石牌组下部，反映出沉积过程中沉积物的供给及水体环境是不断变化的，水体相对动荡。

4.2 黄铁矿

黄铁矿是富有机质沉积的特征矿物，对沉积环境具有重要的指示意义。其矿物形态和粒度大小可以用来判断成因及沉积环境的差异[11]。宏观岩心与微观氩离子抛光-扫描电镜观察发现，主要发育4种类型黄铁矿：①黄铁矿团块，个体最大可达5 cm×8 cm，但晶粒极细小；②自形粒状黄铁矿集合体，单晶大小0.2～1.0 cm（见图3i）；③黄铁矿条带及透镜体，条带与岩层面平行，宽0.3～2.0 cm，透镜体沿层面断续分布；④莓状黄铁矿集合体，由大量微米级、形态和大小基本相同的黄铁矿微晶聚合形成类似草莓状的球形集合体，草莓体的大小分布可指示氧化或缺氧的沉积环境[11]。研究区大量页岩扫描电镜图像鉴定分析表明，莓状黄铁矿集合体较发育，直径以2～5 μm为主（见图3l），仅个别样品中见少量大于10 μm莓状集合体。总体而言，页岩中含有多种类型黄铁矿，尤其是大量莓状黄铁矿的发育，反映出其主要形成于厌氧沉积环境。

图2 上扬子地区早寒武世梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期页岩岩相特征

4.3 结核体

结核体是一种沉积构造，一般发育于外陆棚至盆地相沉积环境中，其形成需要低沉积速率，被埋藏后就停止生长[12]。露头剖面及钻井岩心观察发现，研究区结核体较发育，根据其形态、成分可划分为2种类型：①椭球状结核体，内部结构致密，成分为灰质泥岩和泥质灰岩，个体相对较大，直径一般0.1～0.5 m不等，如川北南江桥亭剖面郭家坝组上部深灰色钙质纹层状页岩段中见大量椭球状结核体发育（见图3d），反映其形成于静水低能沉积环境；②瘤状结核体，由富硅质结核和富有机质黏土外壳组成，个体相对较小，直径一般0.3～2.0 cm，如HY1井九门冲组下部硅质页岩段中发育较多的该类瘤状结核体（见图3h），其主要是在底流和洋流作用下，由海底早期成岩胶结作用形成，生长缓慢，反映沉积水体较深的弱水动力沉积环境。

4.4 上升洋流作用产物

上升洋流是陆棚环境与大陆斜坡环境中重要的沉积作用之一，其通过带来有利于生物发育的磷、硅、铁族元素及细菌等营养物质，促进富有机质烃源岩的形成[13]。研究区发育上升洋流作用形成的5种类型沉积标志：①磷块岩、磷质页岩等（见图3e）；②硅-炭页岩组合；③炭-硅-磷页岩组合；④石煤-硅质岩-金属硫化物富集层-黑色页岩组合；⑤炭-硅质页岩-金属硫化物富集层组合。上述5种典型上升洋流作用形成的重要产物广泛发育于川东南及黔北牛蹄塘组下部。

图3 上扬子地区早寒武世梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期页岩典型沉积相标志

4.5 古生物化石

不同的生物具有特定的生存环境，因此页岩的生物类型能够反映其形成的沉积环境。研究区古生物类型主要有：①藻类，不同藻类生活的水体深度不同，一般水深50～60 m，红藻可生活在较深水区（松桃盘石牛蹄塘组），褐藻残片可在较深水区埋藏下来（羊跳剖面牛蹄塘组），蓝细菌只能生活在浅水区，故红藻（见图3k）、褐藻可发育于深水陆棚沉积环境，而蓝细菌可发育于浅水陆棚环境[14]；②放射虫，放射虫的多囊虫类壳体是不易溶解的无定形硅，能在海底沉积物中被较好地埋藏保存，其残体是研究深海沉积不可或缺的重要微体古生物化石[15]。研究区瓮安永和剖面牛蹄塘组下部炭质页岩中见硅质放射虫（见图3j），揭示其页岩发育于较深水沉积环境。

5 沉积相类型及特征

以岩相划分、沉积相标志识别、典型露头及单井相分析为基础（见图4），考虑实际生产中适用性和可操作性，按水体深度与沉积物类型2种因素相结合的方法，提出沉积相类型精细划分方案，在梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期页岩中共识别出5种相、8种亚相和16种沉积微相（见表2）。重点针对陆棚相的各亚相及其微相特征详述如下。

5.1 浅水陆棚亚相

浅水陆棚为处于滨外浪基面之下至风暴浪基面之上的区域，水体较浅，海底地形较平缓，沉积物以砂泥及碳酸盐为主，常具有牵引流的特征，水动力条件相对较强，且间歇性动荡[16]。按沉积物类型可进一步划分为砂泥质浅水陆棚、泥质浅水陆棚、碳酸盐质浅水陆棚及混积浅水陆棚4种微相。

图4 JY1井筇竹寺组上部页岩段沉积构造及微相特征

表2 上扬子地区早寒武世梅树村组沉积期—筇竹寺组沉积期沉积相类型划分及其特征

5.1.1 砂泥质浅水陆棚微相

主要发育在靠近碎屑物源古陆的地区，岩石类型以浅灰色粉砂质页岩、泥质粉砂岩与灰色黏土质页岩、粉砂岩互层发育为特征，厘米级和毫米级平行纹层或水平层理较发育，偶见波状层理、透镜状层理及小型交错层理。如JY1井筇竹寺组3 350～3 550 m、CS1井石牌组1 851～1 876 m主要为粉砂质页岩与泥质粉砂岩不等厚互层沉积（见图5），常规测井曲线表现为较平直的自然伽马低值（90～130 API），加积沉积特征明显，纵向上厚度较大，可达几百米。

5.1.2 泥质浅水陆棚微相

主要发育在远离碎屑物源古陆的地区，岩石类型以灰色黏土质页岩为主，偶见少量粉砂质纹层发育，TOC值（总有机碳含量）很低，如川东南L1井牛蹄塘组2 503～2 550 m，TOC值小于0.2%，常规测井曲线表现为自然伽马中低值（110～150 API），且形态平直，岩性基本无变化，以泥质沉积为主，形成于安静、水体稳定的沉积环境。

5.1.3 碳酸盐质浅水陆棚微相

主要发育在碳酸盐岩古陆或水下隆起的周边地区，岩石类型以灰色灰质泥岩、泥质灰岩及薄层泥晶灰岩互层为主。如彭水CS1井2 253～2 256 m、鄂中古陆西侧长阳王子石、石牌等剖面水井沱组均发育该类微相沉积。

图5 CS1井石牌组砂泥质浅水陆棚微相特征

5.1.4 混积浅水陆棚微相

主要发育在碎屑物源古陆与碳酸盐岩古陆（或水下隆起）之间的过渡地区，岩石类型为粉砂质页岩、黏土质页岩与灰质泥岩、泥质灰岩互层混合沉积，如DS1井3 250～3 350 m黏土质页岩-薄层泥质灰岩-砂泥岩互层的沉积序列，常规测井曲线表现为微齿状自然伽马低值（20～40 API），反映较为动荡的浅水沉积环境。

5.2 深水陆棚亚相

深水陆棚为风暴浪基面以下，靠近大陆斜坡的相对深水区域，沉积水动力条件弱，能量低[16-17]。与浅水陆棚相比，其沉积物颜色更深、粒度更细、有机质含量高。按沉积物类型可进一步划分为含磷硅炭泥质深水陆棚、炭泥质深水陆棚、碳酸盐质深水陆棚、砂泥质深水陆棚、深水浊积砂5种微相类型。

5.2.1 含磷硅炭泥质深水陆棚微相

该沉积微相以富磷、富硅、富炭为特征，上升洋流作用较发育，常见黄铁矿团块及磷质结核。如Z4井4 275.0～4 471.5 m，主要为深灰色含硅磷白云岩及灰岩、泥质白云岩和硅质页岩、灰质页岩互层；GS17井5 325～5 465 m，主要为白云岩、灰岩与硅质岩、硅质页岩、黑色页岩互层，含胶磷矿[18]；JY1井3 580～3 640 m，主要为磷质白云岩、云质泥岩、炭质页岩互层，自然伽马能谱测井显示，钍铀比低（小于2），反映较深水、闭塞、缺氧沉积环境。

5.2.2 炭泥质深水陆棚微相

主要以发育灰黑色—黑色炭质页岩、不含或仅局部含少量极细粉砂为特征，如HY1井九门冲组上部、金沙岩孔和瓮安永和剖面牛蹄塘组下部均属该类沉积微相（见图6），氩离子抛光-扫描电镜下莓状黄铁矿较发育，直径以2～4 μm为主，常规测井曲线表现为自然伽马极高值，一般200～500 API，局部可达1 100 API，自然伽马能谱测井显示，钍铀比极低（小于0.5），反映其处于深水、缺氧沉积环境。

图6 瓮安永和剖面牛蹄塘组沉积微相及特征

5.2.3 碳酸盐质深水陆棚微相

主要以发育灰黑色—黑色灰质泥岩、泥质灰岩夹钙质纹层炭质页岩为特征，如彭水地区CS1井水井沱组上部2 253.0～2 261.5 m，岩石类型主要为灰质泥岩夹薄层炭质页岩及泥灰岩条带；L2井水井沱组3 150～3 350 m，主要为深灰色含灰泥岩夹薄层泥质灰岩（2～5 m），均属碳酸盐质深水陆棚微相沉积。

5.2.4 砂泥质深水陆棚微相

主要以灰黑色含炭页岩、粉砂质页岩及泥质粉砂岩互层为特征，主要发育在川西南筇竹寺组中上部及黔中牛蹄塘组中部的局部层段。如GS17井5 050～5 110 m，因粉砂质和泥质含量差异，测井曲线表现为自然伽马值变化范围较大（115～250 API），顶、底部突变接触，呈微齿状或指状箱型—漏斗型复合沉积特征，沉积物自下而上表现出粗—细—粗的演变特征。5.2.5 深水浊积砂微相

目前仅在少量钻井的局部层段见深水浊积砂微相沉积，如JY1井3 295.0～3 303.9 m取心段，见约13 cm厚浊积砂岩，岩性具下粗上细特征，依次为深灰色含砾粗砂岩、中—粗砂岩、灰黑色含粉砂炭质页岩，其底部与下伏灰色粉砂质页岩段呈突变接触（见图3g）。结合区域构造[17-20]与沉积背景研究，其主要是在早寒武世构造拉张裂陷作用下发生堑垒式活动，沉积水体快速变深，来自西部碎屑物源区的粗粒砂质沉积物在重力作用下垮塌搬运进入相对深水区形成浊积砂沉积。

6 沉积相对比分析

以沉积相类型划分、典型露头剖面及单井相分析为基础，进行不同地区沉积相对比，研究结果表明：下寒武统沉积物自下而上由富硅、富磷、富炭页岩至砂泥质互层或砂质、泥质与灰质互层混积或灰泥质，再到纯碳酸盐岩沉积，反映其快速海侵—缓慢海退，沉积水体由深变浅的特征。如黔南HY1井九门冲组自下而上由底部的斜坡—深水盆地相硅质岩、硅质页岩沉积，向上演变为深水陆棚相炭质页岩、浅水陆棚相粉砂质页岩及碳酸盐岩缓坡相泥晶灰岩及泥质灰岩沉积。不同地区横向对比分析显示：四川盆地内部除资阳—长宁一线地区发育厚度较大的含磷硅炭泥质深水陆棚相沉积外，其东西两侧地层厚度明显减薄，且主要以砂泥质浅水陆棚沉积为主。从上扬子地区整体来看，由川西南—川东—黔中—湘西地区，沉积水体自西向东逐渐加深，依次发育滨岸砂质沉积—砂泥质浅水陆棚沉积—炭泥质深水陆棚沉积—陆棚边缘斜坡—硅泥质深水盆地沉积。

图7 上扬子地区早寒武世早期页岩沉积演化发育模式

7 沉积模式及平面分布特征

7.1 沉积相发育模式

以岩相划分、单井相及连井沉积相对比分析为基础，结合地层与构造古地貌特征[17-19]研究，建立了上扬子地区早寒武世早期页岩沉积演化发育模式（见图7）。结果表明：梅树村组沉积期沉积物受其沉积前不同地区震旦系碳酸盐岩顶面岩溶古地貌高差大的影响，快速海侵后，在四川盆地西南裂陷区及盆地外东南部低洼区沉积了厚度较大的暗色页岩段，主要为深灰色—灰黑色含磷硅炭页岩及灰黑—黑色硅质页岩、炭质页岩，其他高部位沉积薄层含磷云岩；梅树村组沉积期沉积物沉积充填后，筇竹寺组沉积期不同地区古地貌高差变小，故再次快速海侵，海侵范围明显更大，其后缓慢海退，以退积或加积沉积为主，四川盆地西南裂陷区及盆地外东南部仍为沉积中心，富有机质页岩分布的面积进一步扩大，但厚度明显变小、有机质含量也有所降低；沧浪铺组沉积期，持续海退，沉积物粒度变粗，不同地区沉积厚度差异变小；至龙王庙组沉积期演变为稳定的浅水碳酸盐台地相沉积。

7.2 沉积相平面展布特征

上扬子地区早寒武世梅树村组沉积期和筇竹寺组沉积期沉积相综合研究表明：两者在沉积作用方式、沉积体系类型及沉积相展布特征上均存在明显差异。四川盆地西南部资阳—长宁一线近南北向展布的地区和盆地外东南部鄂西—渝东—黔中一线北东至南西向展布的地区为早寒武世早期两个沉积中心，控制了深水陆棚相富有机质页岩的发育，是页岩气勘探有利地区（见图8）。

图8 上扬子地区早寒武世筇竹寺组沉积期沉积相分布图

梅树村组沉积期沉积岩石类型主要以富磷、富硅、富碳酸盐及小壳化石为特征，沉积作用方式以机械-化学沉积和生物沉积为主，受其影响主体为碳酸盐缓坡台地—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系。自西向东依次发育碳酸盐岩缓坡—含磷硅炭泥质深水陆棚—碳酸盐岩缓坡—灰（云）泥质浅水陆棚—炭泥质深水陆棚—硅炭质陆棚边缘斜坡—硅质深水盆地沉积。其中大部分地区主要为碳酸盐缓坡台地沉积，岩性为含磷云岩或含磷灰岩，厚度较小（5～30 m），以四川盆地西南部资阳—长宁一线近南北向带状展布的区域和盆地外东南部鄂西—渝东—黔中一线大部分地区地层厚度最大，一般60～150 m，最大可达190 m，为梅树村组沉积期的两个沉积中心（见图1）。其差别在于前者为发育于碳酸盐缓坡台地内部的含磷硅炭泥质深水陆棚沉积（TOC值为0.5%～2.5%），受震旦纪晚期形成的克拉通内裂陷控制[20-23]，而后者为发育于碳酸盐缓坡台地与斜坡—深水盆地之间的硅炭泥质深水陆棚沉积（TOC值为1.5%～8.5%）。黔南三都—天柱—溆浦一线及以东地区、城口—房县以北地区主要发育黑色硅质岩、硅质页岩，厚度小（15～30 m），欠补偿沉积特征明显，为斜坡—深水盆地相沉积。总体而言，梅树村组沉积期沉积物受震旦纪末期碳酸盐岩顶面构造-岩溶古地貌与快速海侵作用控制，以两大深水陆棚相区富有机质页岩发育最好。

筇竹寺期沉积岩石类型主要以富砂、富泥、富炭为特征。经梅树村组沉积期沉积物填平补齐沉积后，沉积古地貌背景变得相对平缓，筇竹寺组沉积期海平面再次上升，海侵范围进一步加大，沉积作用方式发生改变，研究区西部及北部开始接受来自古陆的碎屑砂质机械沉积，东南部及东北部仍以泥质絮凝及生物沉积为主，受其影响主体为滨岸—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系。自西向东依次发育砂质滨岸—砂泥质浅水陆棚—炭泥质深水陆棚—泥质浅水陆棚—炭泥质深水陆棚—炭质陆棚边缘斜坡—硅泥质深水盆地沉积。其中大部分地区主要为砂泥质、泥质浅水陆棚相沉积，四川盆地西南部资阳—长宁一线南北向炭泥质深水陆棚沉积中心范围基本不变，而盆地外东南部炭泥质深水陆棚沉积中心由鄂西—渝东—黔中一线进一步扩大至东北部宜昌—房县地区。黔南三都—凤凰—郎溪一线及以东地区、城口—房县以北地区仍为斜坡—深水盆地相沉积。

总体而言，筇竹寺组沉积期沉积受西部及北部碎屑物源区、东北部鄂中碳酸盐岩隆起及相对海平面升降变化控制，沉积物类型丰富多样，砂质、泥质、碳酸盐质及混积等均有发育。两大深水陆棚相区仍是富有机质页岩发育的最有利地区。

四川盆地西南部资阳—长宁一线深水陆棚相富有机质页岩以多层（至少3层）、薄层为特点（见图7），而盆地外东南部深水陆棚相富有机质页岩以厚层连续沉积为特点，页岩气勘探应考虑其差异进行有针对性的研究与部署。

8 结论

早寒武世早期发育9种页岩岩相、5类沉积相标志，按水体深度与沉积物类型相结合的划分方法，提出了页岩沉积相类型精细划分方案，建立了早寒武世早期页岩沉积演化发育模式。指出梅树村组沉积期与筇竹寺组沉积期在沉积作用方式、沉积体系类型及沉积相展布特征上均存在差异：受震旦纪末期碳酸盐岩顶面构造-岩溶古地貌与快速海侵作用控制，梅树村组沉积期以机械-化学沉积和生物沉积为主，主体为碳酸盐缓坡台地—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系；受西部及北部碎屑物源区、东北部鄂中碳酸盐岩隆起及相对海平面升降变化控制，筇竹寺组沉积期以砂质机械沉积、泥质絮凝及生物沉积为主，主体为滨岸—陆棚—斜坡—深水盆地沉积体系。四川盆地西南部资阳—长宁一线近南北向展布的地区和盆地外东南部鄂西—渝东—黔中一线及东北部宜昌—房县一线的地区为早寒武世早期两个沉积中心，控制了深水陆棚相富有机质页岩的发育，是页岩气勘探的有利地区，但前者富有机质页岩以多层、薄层为特点，后者以连续厚层为特点，今后应考虑不同地区富有机质页岩发育特征的差异，有针对性地进行页岩气勘探部署。

致谢：中国地质大学（北京）孙梦迪博士在小壳化石鉴定上给予了帮助，在此表示感谢！

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（编辑 黄昌武）

Types and distribution of the shale sedimentary facies of the Lower Cambrian in Upper Yangtze area,South China

LIU Zhongbao1,2,3,GAO Bo1,2,3,ZHANG Yuying4,DU Wei1,FENG Dongjun1,NIE Haikuan1
(1.State Key Laboratory of Shale Oil and Gas Enrichment Mechanisms and Effective Development,Beijing 100083,China; 2.Petroleum Exploration and Production Research Institute,SINOPEC,Beijing 100083,China; 3.Key Laboratory of Shale Oil/Gas Exploration and Production,SINOPEC,Beijing 100083,China; 4.China University of Geosciences,Beijing 100083,China)

Based on comprehensive analysis of outcrops,cores,rock thin sections,mineral X-ray diffraction and Argon ion-milling -scanning electron microscopy,nine lithofacies types and five facies marks in the Lower Cambrian Meishucun Formation and Qiongzhusi Formation in the Upper Yangtze are identified,a classification scheme of the shale sedimentary facies is proposed,and the deposition and evolution model of the shale in the Lower Cambrian is figured out.This research shows there are difference in sedimentation,types and distribution of the sedimentary facies in the Meishucun Formation and Qiongzhusi Formation.The main sedimentation modes in the Meishucun Stage were mechanical-chemical and biological sedimentation,the sedimentary facies (from west to east) were carbonate ramp,shelf,and slope and bathyal basin.The main sedimentation of the Qiongzhusi Stage was clastic mechanical,argillaceous flocculation and biological deposition,and the sedimentary facies were shore,shelf,and ramp and bathyal basin.There are two depositional centers of rich organic shale in the Upper Yangtze which are the prospective area for shale gas exploration.The first one is in the Ziyang-Changning area in nearly north-south strike,which is characterized by multiple thin layers.The other one is in the Western Hubei-Eastern Chongqing-Middle Guizhou and Yichang-Jianshi-Fangxian,which is characterized by the thick-layer shale.The shale gas exploration in these areas in the future should take pertinent strategies in line with their differences.

shale; lithofacies; sedimentary facies; Lower Cambrian Qiongzhusi Formation; Lower Cambrian Meishucun Formation; Upper Yangtze area; Sichuan Basin

国家自然科学基金项目（41202103）；中国石油化工股份有限公司科技开发部项目（P15114）

TE122.2

：A

1000-0747(2017)01-0021-11

10.11698/PED.2017.01.03

刘忠宝（1978-），男，黑龙江富锦人，博士，中国石化石油勘探开发研究院高级工程师，主要从事层序地层学、碳酸盐岩沉积储集层、非常规油气地质研究工作。地址：北京市海淀区学院路31号，中国石化石油勘探开发研究院非常规资源研究所，邮政编码：100083。E-mail:liuzb.syky@sinopec.com

2016-03-24

2016-12-19