四川盆地加里东期构造运动特征及其地质响应

2023-03-14 10:02谷明峰李堃宇李文正
天然气工业 2023年2期
关键词:加里东广元奥陶系

谷明峰 刘 冉 张 豪 和 源 李堃宇 郝 毅 姜 华 李文正 ,4

1.中国石油杭州地质研究院 2.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院 3.中国石油勘探开发研究院 4.成都理工大学

0 引言

加里东运动命名于苏格兰加里东运河地区,与中国华南地区寒武纪—志留纪郁南运动、广西运动等相当[1]。加里东期,古华南洋向北西方向俯冲、消减,转为造山,滇黔桂、云开等地块以华夏地块为载体向扬子地块汇聚、拼合形成统一的华南板块;在陆块挤压拼合区域应力场作用下,雪峰山、滇黔桂等前陆隆起造山带及乐山—龙女寺、黔中古隆起[2]这些正向构造单元与同期分布的上、中、下扬子克拉通、湘西、钦防等前陆盆地共同构成了现今华南板块雏形。

加里东运动是四川盆地重要的构造变形期,期间形成的乐山—龙女寺古隆起是四川盆地形成时间最早、延续时间最长、影响范围最广的大型隆起,其形成及演化对震旦系、下古生界油气成藏具有重要的控制作用[3]。近年来,通过古裂陷、古隆起、古侵蚀面的研究,在乐山—龙女寺古隆起的天然气勘探获得重大突破,并在高石梯—磨溪地区发现安岳大气田[4-10]。古隆起对四川盆地震旦系—古生界油气成藏具有重要的控制作用,其演化规律及其对沉积、成烃、成储、成藏等方面的地质响应是勘探工作者重点关注的方向。

前人通过野外、钻井及区域地震剖面综合研究,刻画了四川盆地加里东期古隆起分布范围[11-13],认为四川盆地加里东运动形成的乐山—龙女寺古隆起是近东西向的鼻状古隆起。关于其形成演化,前人已认识到寒武纪—志留纪期间经历多期或多旋回隆起[11-12],但普遍认为加里东末期(志留纪—泥盆纪)对应华南地区的广西运动[14-16]所导致的大规模隆升剥蚀阶段,为古隆起形成的最重要阶段[17]。所以,长久以来,对四川盆地加里东运动的研究重点集中在志留纪—泥盆纪的构造旋回,通常提及四川盆地的加里东运动一般也是指这个地质时期沿川西南乐山、雅安地区至川中龙女寺地区一线隆升剥蚀的构造变形运动,而寒武纪—奥陶纪期间加里东运动对四川盆地的影响未引起足够重视,仅有少量研究成果见诸报道[18-22],亟需深化研究。

近10年来,随着四川盆地加里东古隆起区震旦系—古生界天然气勘探的突破,在古隆起区新部署了三维、二维地震,且大量探井钻揭震旦系—下古生界,为系统认识加里东运动在四川盆地的响应提供了资料基础。笔者利用新采集及重新处理的地震资料,结合盆内钻井及盆地周缘野外露头资料,通过区域地震地质对比解释,落实了下古生界寒武系—志留系各重点层段地层分布,分析了加里东多期构造运动的活动特征,重新认识了四川盆地对加里东运动的地质响应;并梳理了由加里东运动控制的有利成藏要素发育区,为下一步天然气勘探区带优选提供参考。

1 区域地质背景

四川盆地处于上扬子克拉通西缘,发育在稳定基底之上。震旦纪至中三叠世,四川盆地总体以沉降为主,沉积了3 000余米以碳酸盐岩为主的海相地层;中、晚三叠世开始,海水逐渐退出上扬子台地,四川盆地开始由海相沉积过渡到陆相沉积。受罗迪尼亚和潘吉亚大陆裂解—汇聚的影响,四川盆地海相地层沉积期主要经历了扬子、加里东、海西3期构造运动旋回(图1)。加里东运动一般指早古生代寒武纪至志留纪期间发生的构造运动。国内也有学者将晚震旦纪的桐湾运动归为加里东构造旋回,称为加里东运动早期,而将寒武纪、奥陶纪及志留纪期间的构造运动称为加里东运动中—晚期[1,9,23]。笔者按照传统的观点,主要分析寒武纪—志留纪期间加里东运动在四川盆地的活动特征及其对构造、沉积的控制作用。

图1 四川盆地海相地层及构造旋回综合柱状图

2 加里东运动对四川盆地的影响

加里东期,受控于华南地区华夏、滇黔桂、云开等多个地块向扬子地块的汇聚拼合,四川盆地应力性质由前寒武纪的拉张转为挤压[1,2,14-16,24-25],从寒武纪至志留纪,华南滇黔桂地区经历多幕式活动[26]。前人根据华南地区地层岩相、接触关系、缺失情况识别并命名了众多加里东期内幕运动[21],虽然不同地区构造运动活动特征及波及的地质时期不完全相同,但归纳起来华南板块加里东运动主要经历3幕构造事件:寒武纪—奥陶纪的郁南运动,晚奥陶世—早志留世的都匀运动,以及志留纪末的广西运动。整个加里东期为华南板块汇聚形成的过程,广泛分布的多期不整合面指示了包括扬子地块在内的华南板块存在广义的、可对比的3幕构造运动[19,22]。

郁南运动为寒武纪—奥陶纪的构造运动,造成寒武系与上覆奥陶系间不整合[21]。寒武纪—奥陶纪,华南地块向扬子地块汇聚[27],受扬子地块西北缘康滇、龙门山、汉南等刚性基底古陆阻隔[22],构造应力由水平方向转为垂直方向,引起四川盆地川西—川中地区隆升。对于该期构造运动形成机制研究较少,后期尚需详细研究。

都匀运动以中奥陶世末—早志留世黔中古隆起出露水面形成古陆,中—上奥陶统不同程度缺失,志留系超覆于下(中)奥陶统之上为特征[28]。在华南地块的推动下,碰撞造山作用使雪峰山—江南、牛首山—黔中一带快速隆升[1],与中上扬子隆起区之间的黔北—蜀南—川东—鄂西一带形成前陆盆地,晚奥陶世五峰期—早志留世龙马溪期,滞留海盆内沉积一套优质海相烃源岩[29]。

广西运动发生于志留纪末,是华南地区加里东期旋回最强烈的一次构造运动[30]。广西运动触发陆内变形,由东南向西北发展,变形程度逐渐减弱:华南褶皱带发育角度不整合,粤南地区中泥盆统直接覆盖于中奥陶统之上,缺失上奥陶统—志留系[14];而扬子地区主要表现为整体抬升,普遍发育平行不整合。

笔者沿用了郁南运动、都匀运动和广西运动的命名。四川盆地处于扬子板块西北缘,距华夏地块俯冲带较远,受华南地块俯冲、挤压造山运动波及影响较小,加里东期盆内无明显逆冲推覆等强构造变形。一直以来,认为加里东运动对四川盆地的改造主要是在加里东运动末期(志留纪末,对应广西运动),川西—川中地区发生强烈隆升,导致地层遭受剥蚀而形成乐山—龙女寺古隆起[12],对寒武纪—奥陶纪期间的郁南运动和都匀运动对四川盆地的构造演化研究较少。

近几年,得益于大量新采集和重新处理的高品质区域地震资料的补充,对盆内加里东运动多旋回活动的认识得到深化。笔者研究认为加里东期的3幕构造运动在四川盆地内部均有明显响应。根据地震资料解释成果,结合野外剖面及盆内钻井地层发育情况,笔者梳理郁南运动、都匀运动及广西运动3期加里东内幕运动与各个地区地层分布对应关系,直观表现了加里东内幕运动的影响(图2)。

2.1 郁南运动的影响

受郁南运动影响,川西龙门山一带隆升幅度较大,形成西高东低的古构造格局,地层缺失程度由西向东逐渐减弱。龙门山中段灌县、宝兴一带寒武系—奥陶系完全缺失,泥盆系直接与下伏震旦系灯影组不整合接触[22];龙门山北段普遍缺失中寒武统—中奥陶统,上奥陶统宝塔组与下寒武统假整合接触;川北旺苍、南江等地区寒武系残存部分中寒武统,与上覆宝塔组不整合接触[21](图2)。川北九龙山—剑阁地区地震剖面(图3-a)显示宝塔组底界强反射界面与下伏寒武系地震反射界面呈低角度不整合接触,寒武系龙王庙组、高台组、洗象池组向龙门山一带依次尖灭,且洗象池组内部反射具有向古隆起高部位超覆特征。综上分析,郁南运动造成川北龙门山一带明显隆升,笔者将该隆起命名为绵阳—广元古隆起。根据地层缺失情况分析,该古隆起活动主要从中寒武世开始,持续活动至中奥陶世,影响程度由西向东逐渐减弱。需要指出的是,受早—中寒武世川北米仓山地区“汉南古陆”及周缘“南郑上升”运动影响[33],绵阳—广元古隆起与汉南古陆可能相连,受其叠加影响,南郑地区作为另一个剥蚀中心,缺失部分下寒武统,表现为下寒武统郭家坝组(对应下寒武统筇竹寺组)直接与宝塔组不整合接触。

图2 四川盆地及周缘寒武系—志留系分布及加里东运动界面对比图

川中地区隆升幅度较小,现今乐山—龙女寺古隆起周缘残存奥陶系的地区的钻井揭示,剥蚀面以下的奥陶系与寒武系发育较为齐全,表明郁南运动期,川中地区尚没有出露水面。通过现今乐山—龙女寺古隆起周缘地震剖面解译,认为郁南运动时,乐山—龙女寺古隆起已经具有雏形,主要为同沉积水下隆起。图3-b为川中南部高石梯—螺观山地区地震剖面,可以看到寒武系向古隆起方向明显减薄,以Lg1井和Gs6井为例,中寒武统高台组及上寒武统洗象池组厚度分别从201 m、294 m减薄至89 m、112 m,而下伏下寒武统龙王庙组残余厚度基本相当,分别为102 m和93 m,两组表明乐山—龙女寺古隆起的隆升应该开始于中寒武世,这也与前述川北地区由地层缺失所限定的郁南运动活动的起始时间相吻合。古隆起东部倾末端部位的地震剖面(图3-c)也显示了同样的地层减薄特征。此外,寒武系地震同相轴具有向古隆起方向低角度超覆的特征,指示了其同沉积古隆起的性质。

图3 四川盆地加里东古隆起周缘典型地震剖面图(剖面位置见图7-a)

2.2 都匀运动的影响

都匀运动期,四川盆地内部也受东南方向碰撞造山作用向扬子地块传导的影响发生构造变形作用,但程度较弱。除川西南乐山、峨边及龙门山中段长期暴露,缺失整套志留系外,川北部分地区上奥陶统—下志留统缺失;龙门山北段广元、川北南江等地区奥陶系仅残留上奥陶统部分地层,其下与寒武系,上与志留系不整合接触,代表郁南运动与都匀运动间经历了短暂的构造沉降期(图2)。因此,可以将都匀运动活动期限定在晚奥陶世—早志留世。

川中地区现存志留系、奥陶系发育齐全地区的钻井对比显示,奥陶系表现出类似郁南运动期寒武系厚度变化的特征:从古隆起周缘向核部逐渐减薄,例如,古隆起周缘的Lg1井奥陶系厚度为598 m,靠近古隆起核部的Gs19井奥陶系厚度仅为273 m(图3-b);且奥陶系减薄为内部各层段减薄的累加体现,以下奥陶统桐梓组为例,Lg1井厚度为110 m,古隆起核部的Gs19井和Gs6井分别减薄至63 m和28 m,说明都匀运动期,乐山—龙女寺古隆起仍为同沉积水下古隆起,持续隆升。古隆起南翼及东翼地震剖面显示,奥陶系内部地震反射同相轴沿寒武系顶面向古隆起方向爬升上超,指示了奥陶系沉积期乐山—龙女寺古隆起的持续隆升;志留系同相轴沿奥陶系顶界呈平行不整合接触,表明志留系沉积前,乐山—龙女寺古隆起已基本定型,稳定接受志留系超覆沉积(图3-b、c)。乐山—龙女寺古隆起北斜坡地震剖面(图3-d)显示了洗象池组向古隆起方向的同沉积减薄及奥陶系的水平上超,指示了乐山—龙女寺古隆起与绵阳—广元古隆起之间存在隆间凹陷;据寒武系龙王庙组、高台组、洗象池组及奥陶系厚度变化推测,其发展于晚寒武世,并于奥陶系沉积前定型,接受奥陶系向南部乐山—龙女寺古隆起方向的超覆沉积。

2.3 广西运动的影响

四川盆地大部分地区缺失中志留统—石炭系,川东地区缺失中志留统—泥盆系,盆地周缘缺失中—上志留统,指示广西运动导致四川盆地整体抬升出露水面遭受剥蚀,其活动时限应为中—晚志留世至泥盆纪(图2)。

传统的观点认为广西运动对塑造乐山—龙女寺古隆起起主要作用[10]。通过区域地震剖面解释,笔者认为广西运动促使了乐山—龙女寺古隆起的最终定型,导致四川盆地整理遭受剥蚀,形成准夷平面,而加里东早期—中期的郁南运动和都匀运动导致四川盆地内部受水平挤压,造成的差异升降才是乐山—龙女寺古隆起形成的主要原因。乐山—龙女寺古隆起与绵阳—广元古隆起周缘地震剖面均显示志留系与上覆地层呈平行或准平行假整合接触关系,表明广西运动对四川盆地的影响以整体抬升剥蚀为主(图3-a~ c)。

3 加里东运动在四川盆地的地质响应

3.1 古构造格局

在大量地震和钻井资料地层对比解释的基础上,笔者研究认为四川加里东古隆起并非一个单一构造轴的鼻状隆起,而是由川西南部乐山、雅安地区隆起核部向东分化成两个构造轴,分别对应川北地区的绵阳—广元古隆起和川西南—川中地区的乐山—龙女寺隆起,两者之间为中江—盐亭凹陷,连同南部的泸州坳陷、黔中隆起等构造单元,形成了加里东期隆坳相间的古构造格局(图4、5)。乐山—龙女寺古隆起的研究较为深入[3,9,13,32,34],笔者只作简要论述,重点讨论新发现的中江—盐亭凹陷及绵阳—广元古隆起。

图4 加里东期四川盆地及周缘古构造格局简图

图5 四川盆地南北向格架剖面图(平面位置见图7-a)

3.1.1 乐山—龙女寺古隆起

乐山—龙女寺古隆起为四川盆地形成时间最早、规模最大、持续时间最长的隆起,轴线呈北东东方向,西起川西南部乐山—雅安一带,向东倾末于川中地区龙女寺—广安地区。隆起东西向长达350 km,南北向宽度120~200 km,面积超5×104km2,其形成演化对震旦系—下古生界成藏具有明显控制作用[3]。

图3-b~d、图5剖面显示乐山—龙女寺古隆起具西隆东倾、南陡北缓的构造特征。根据古隆起周缘井震联合解释,高台组、洗象池组及奥陶系由古隆起周缘向核部超覆减薄,志留系向古隆起水平上超,表明乐山—龙女寺古隆起最晚中寒武世已具水下古隆起雏形,中寒武世—奥陶纪持续隆升,志留系沉积前,差异升降运动使古隆起初具规模,志留纪末的广西运动使盆地整体隆升,古隆起最终定型。

3.1.2 中江—盐亭凹陷

川中西部梓潼地区地震剖面(图3-d)显示二叠系之下、下寒武统之上存在地层增厚,与二叠系底界呈角度不整合接触。由于埋深较大,尚无钻井揭示,部分学者推测其为泥盆系[20]。根据邻区钻井标定及引层,笔者认为地层增厚部分主要是奥陶系,洗象池组也有少量增厚。区域引层地震剖面(图6、图7-a)显示,中寒武统高台组底界与上奥陶统五峰组底界连续性好,可区域对比追踪,将增厚地层限定在上寒武统—中下奥陶统。根据下奥陶统湄潭组底界及洗象池组底界解释结果,认为地层增厚主要为奥陶系。根据编制的地层厚度图,中江—盐亭凹陷为北东向展布,面积约4 000 km2,预测凹陷内奥陶系最厚约300 m,洗象池组厚度最大约200 m,较邻区分别增厚200 m和100 m(图7-a、b)。

图6 川中至中江—盐亭凹陷区域引层地震剖面图(平面位置见图7-a)

图7 四川盆地上寒武统—志留系残余地层厚度图

根据寒武系洗象池组和奥陶系内部同相轴特征分析,中江—盐亭凹陷形成于晚寒武世,表现为坳陷区内洗象池组的同沉积增厚,至奥陶系沉积前,坳陷已经形成;奥陶系向坳陷周缘高部位水平上超,奥陶纪晚期坳陷大部分被充填;志留纪早期,完全被填平补齐。综上所述,中江—盐亭凹陷存在时期较短,在晚寒武世形成,志留纪早期消亡。

3.1.3 绵阳—广元古隆起

受寒武纪郁南运动影响,龙门山一带康定、宝兴、彭灌地区杂岩体隆升,形成乐山—龙女寺古隆起和绵阳—广元古隆起共同核部,并在水平挤压应力作用下,形成绵阳—广元、乐山—龙女寺两个隆起轴线。北川—绵竹一代靠近绵阳—广元古隆起核部,仅残存筇竹寺组;而其北东方向的广元—南江—镇巴一带,由古隆起核部过渡到翼部,剥蚀程度逐渐变弱,相继保存有下寒武统沧浪铺组、中寒武统高台组及上寒武统洗象池组;绵阳—广元—南江一线以南的九龙山、通江地区普遍发育洗象池组,表明由绵阳—广元古隆起轴线向盆地内部,古隆起影响程度逐渐变弱。晚奥陶世开始大规模海侵,陆棚相宝塔组广泛覆盖于郁南运动形成的古隆起剥蚀地貌之上(图2)。

综合区域地震剖面及野外露头、钻井分析,绵阳—广元古隆起沿现今龙门山一带,呈北东向发育,呈西南高、东北低的古地貌形态,早寒武世晚期开始发育,持续至中奥陶世晚期。

3.2 古隆起演化

中—晚寒武世,绵阳—广元古隆起与乐山—龙女寺古隆起褶皱隆升,绵阳—广元古隆起抬升幅度大,形成古陆;川中发育水下古隆起,与绵阳—广元古隆起间形成中江—盐亭凹陷。中寒武纪,南部云开地块、东南部华夏地块向扬子地块汇聚,受扬子西北缘康滇古陆、龙门山古陆、汉南古陆等稳定块体阻挡,水平应力转为垂直应力,开始褶皱隆升。扬子地块西北缘龙门山中段最先隆升为陆,导致绵阳—广元古隆起地层遭受剥蚀,中寒武统—中奥陶统不同程度缺失。此时,乐山—龙女寺古隆起也开始同沉积隆升,形成水下古隆起,高台组、洗象池组等地层向古隆起方向超覆减薄。至寒武纪末期,初步形成隆坳相间的古构造格局,绵阳—广元古隆起与乐山—龙女寺古隆起核部收敛于川西南乐山—雅安一代,向东指状分布,中间夹持中江—盐亭凹陷(图7-a、8-a)。

奥陶纪沉积期,绵阳—广元古隆起、乐山—龙女寺古隆起及中间的中江—盐亭凹陷作为整体持续隆升,中江—盐亭凹陷逐渐被奥陶系上超充填(图7-a、8-b),导致绵阳—广元古隆起与乐山—龙女寺古隆起又基本连为一体,形成川西地区覆盖1/3盆地面积的隆起区。除晚奥陶世早期短暂沉降沉积一套宝塔组石灰岩外,绵阳—广元古隆起大部分处于水上,遭受剥蚀。同期乐山—龙女寺古隆起仍为同沉积水下古隆起,而蜀南泸州坳陷及川东等地区持续沉降,奥陶系由坳陷区向古隆起核部不断超覆减薄(图8-b)。

图8 四川盆地加里东期古隆起演化剖面模式图

志留纪沉积前,川西南、川中与川北连为一体的加里东古隆起已基本定型。志留系沿奥陶系顶面由古隆起周缘坳陷区向核部不断水平上超,将郁南运动及都匀运动形成的隆坳格局填平补齐(图7-c、8-c)。至中—晚志留世,广西运动使中上扬子地区海水逐渐退出,抬升为陆(图8-d),盆内遭受大规模剥蚀形成准夷平面。

3.3 沉积响应

加里东期隆坳相间的古构造格局控制了寒武系—志留系的地层及沉积相带展布。

3.3.1 寒武系沉积响应

中寒武世,在筇竹寺组、沧浪铺组对德阳—安岳裂陷槽填平补齐的基础上,加里东运动早幕的郁南运动开始活动,四川盆地乐山—遂宁—盐亭—梓潼—广元一带以西至龙门山一线开始隆升,地貌西高东低,龙门山一带隆升为陆,盆内乐山—龙女寺古隆起形成同沉积水下古隆起。晚寒武世,随着华南板块聚敛挤压作用增强,隆起区形成构造褶皱,中江—盐亭地区形成隆间坳陷。与四川西部隆起区相对应,乐山—遂宁—盐亭—梓潼—广元一线以东的区域持续沉降。

这种古地貌差异控制了四川盆地内中—上寒武统厚度及沉积相展布,这体现了沉积作用对郁南运动的明显响应。

高台组在西部古隆起区周缘大面积发育混积潮坪,地层厚度介于50~100 m,向东地层厚度明显增大,逐渐过渡为局限台地沉积,台内洼地发育膏质潟湖,泸州、开江等地区可容空间大,沉积厚度可达200 m,发育大量膏岩层。

洗象池组以碳酸盐岩台地相为主,古隆起周缘沉积厚度一般不超过100 m。近几年大量钻井证实,古隆起周缘高石梯—磨溪—南充—盐亭—九龙山一带受古隆起控制,洗象池组含大量陆源碎屑。古隆起外围合川—广安—营山一带发育坡折地形,地层明显增厚至约200 m,且发育颗粒滩相,是储层有利发育区。至东部泸州、重庆一带,坳陷区持续沉降,发育台洼相泥质白云岩,厚度可达800 m。

3.3.2 奥陶系沉积响应

奥陶纪,川北及川西南—川中地区作为一个整体,持续隆升,绵阳—广元古隆起区仅晚奥陶世早期广泛接受宝塔组碳酸盐岩沉积,其余时间均遭受剥蚀。乐山—龙女寺古隆起作为同沉积古隆起,仍然持续隆升,由乐山—龙女寺古隆起周缘向泸州—重庆一带,地层厚度由200 m左右迅速增厚至超过600 m,且奥陶系的桐梓组、红花园组、湄潭组、十字铺组、宝塔组等各个层段均有增厚,表明乐山—龙女寺古隆起具有典型的同沉积隆起的特征。西高东低的古沉积地貌格局使各个沉积期自西向东平面上依次发育碎屑滨岸、混积潮坪、局限台地、开阔台地等沉积相。

中江—盐亭凹陷内由于尚没有钻井揭示,根据地震预测,坳陷中心区奥陶系厚度可达300 m,较邻近的古隆起区增厚约200 m。

3.3.3 志留系沉积响应

志留纪早期,中江—盐亭凹陷被充填、消亡,乐山—龙女寺古隆起与川西古隆起再次连为一体,四川西部隆起区与蜀南—川东坳陷区形成较大地貌差,连同南部和东南部黔中古隆起、雪峰山隆起的围限,黔北—蜀南—川东—鄂西地区形成滞留海盆,下志留统龙马溪组沉积一套优质海相烃源岩,之后,随着东南方向雪峰山隆起持续造山隆升,陆源物质由东南方向大量供应,在蜀南—川东坳陷区沉积一套厚度可达1 000 m的三角洲—陆棚交互相碎屑岩沉积。而向乐山—龙女寺古隆起方向,沉积地层急剧减薄,地震剖面上表现为水平上超(图3-a、c),无前积反射特征,表明乐山—龙女寺古隆起提供陆源碎屑物质非常有限。据此判断,早志留世,乐山—龙女寺古隆起仍以水下古隆起为主,但四川盆地内部的差异隆升作用已基本停止,坳陷区稳定接受沉积,并不断向古隆起方向上超。

近年来,随着龙马溪组页岩气勘探的突破,龙马溪组笔石化石精细小层对比成果揭示,威远、华蓥等地区水下高地缺失五峰组顶部及龙马溪组多个笔石页岩段[34],表明地震上识别的上超(图3-a~c)指示了部分地层的沉积缺失。

中—晚志留世,加里东末期构造运动再次强烈,四川盆地整体隆升,盆地内缺失中—上志留统及大部分泥盆系,剥蚀产生的大量碎屑物质沿龙门山断裂充填川西海盆,形成可达4 000 m的巨厚泥盆系沉积[35]。

4 加里东运动的油气成藏条件

4.1 古隆起控制有利储层展布

绵阳—广元古隆起及中江—盐亭凹陷的发现改变了四川盆地加里东期构造沉积的传统认识,揭示了四川加里东古隆起具有褶皱隆起的特征,这一发现进一步细化了四川盆地中晚寒武纪—志留纪隆坳格局的认识。乐山—龙女寺古隆起南翼构造坡折带洗象池组及中下奥陶统为台内颗粒滩沉积,发育孔隙型白云岩储层[36],是重要的勘探接替领域。乐山—龙女寺古隆起高磨地区龙王庙组[13]、雷口坡组[37]等层系的勘探实践证实,台内滩相可形成规模优质储层,乐山—龙女寺古隆起北翼中江—盐亭凹陷的发现拓展了寒武系(洗象池组)及奥陶系构造坡折带颗粒滩勘探领域,中江—盐亭凹陷内洗象池组及奥陶系具100~200 m增厚,其周缘可能发育有利储集相带。

4.2 中江—盐亭凹陷发育志留系烃源岩

笔者研究新发现的中江—盐亭凹陷自晚寒武世开始发育,之后被沉积充填,至早志留系填平消亡,通过邻区钻井引层、地震层位对比解释认为,中江—盐亭凹陷残存龙马溪组烃源岩发育段地层,这一认识有利于扩大中江—盐亭凹陷及周缘资源规模。邻区Cs1井志留系残存龙马溪组,虽然厚度仅28 m,实测总有机碳含量介于3.5%~5.0%,属于优质烃源岩。中江—盐亭凹陷内志留系厚度与Cs1井相当,面积超过3 000 km2,可作为区域优质烃源岩灶。

4.3 加里东期隆坳格局对古生界成藏的影响

首先,古地貌高点有利于海相碳酸盐岩高能相带发育,有利于构造、岩性、地层圈闭的发育,为油气聚集的指向区。乐山—龙女寺古隆起南翼及川中—川北隆间坳陷周缘构造坡折带长期处于古地貌高部位,水动力强,有利于颗粒滩等碳酸盐岩高能相带发育,为规模优质储层形成提供物质基础。

其次,中江—盐亭凹陷区残存志留系龙马溪组优质烃源岩,分布面积超过3 000 km2,与上覆二叠系形成良好的源储匹配关系。笔者研究认为,加里东古隆起残存古地貌格局一定程度上控制二叠系栖霞期—茅口期古沉积格局及颗粒滩分布。

最后,受扬子地块与华南地块间聚合挤压作用控制,乐山—龙女寺古隆起及绵阳—广元古隆起加里东期长期作为整体活动,乐山—龙女寺古隆起作为加里东古隆起南侧构造轴,其周缘已获得重大勘探突破。加里东古隆起北侧构造轴(绵阳—广元地区)及东侧构造坡折带(南部—阆中—剑阁一带)长时间处于古地貌高部位及油气运聚有利区,与乐山—龙女寺古隆起具有相似的成藏条件。应以中江—盐亭凹陷周缘作为四川盆地深层重要战略接替领域加强勘探部署,一旦获得天然气突破,将发现新的天然气勘探领域与区带。

5 结论

1)四川盆地在加里东运动期经历了郁南运动、都匀运动和广西运动3个期次构造事件的影响。郁南运动主要从中寒武世开始,持续活动至中奥陶世,影响程度由西向东逐渐减弱;都匀运动活动时间为晚奥陶世—早志留世;广西运动活动时间为中—晚志留世至泥盆纪。

2)郁南运动导致四川盆地西部形成褶皱隆升,绵阳—广元一带形成古陆(绵阳—广元古隆起),川中地区形成同沉积水下隆起(乐山—龙女寺古隆起),中江—盐亭地区发育隆间坳陷(中江—盐亭凹陷),形成隆坳相间的古构造格局;广西运动期,四川盆地整体隆升,遭受剥蚀。加里东运动形成的古地貌格局对四川盆地沉积具有重要控制作用,由古隆起核部向翼部地层表现为明显的地层增厚,且相带由海陆过渡相逐渐过渡到台地相沉积。

3)加里东古隆起对寒武系—奥陶系有利储集相带、烃源岩等成藏要素具有重要控制作用。中江—盐亭凹陷周缘的加里东古隆起北侧构造轴(绵阳—广元)及东侧构造坡折带(南部—阆中—剑阁)长时间处于古地貌高部位及油气运聚有利区,与乐山—龙女寺古隆起具有相似的成藏条件,是天然气勘探的重要新领域。

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