川东北部长兴期、飞仙关期裂陷槽特征
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发布时间：2022-05-16 20:52
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时间：2024-03-02 01:07
一、晚二叠世长兴期裂陷槽与生物礁分布特征
晚二叠峨眉地裂运动达到*，以发育大规模峨眉山玄武岩喷溢为标志（罗志立，1981）。在川东地区沿断裂发育火山岩，表明源于盆地西南部的地裂运动向东、北方向延伸，但其规模运动小于盆地西南的康滇地区。最近的研究（杜远生等，1997）表明南秦岭在二叠纪裂陷作用最剧烈，到早三叠世裂陷盆地才逐渐由开裂到萎缩，南秦岭二叠纪的拉张可能与川滇地裂运动源于同一大地构造背景，其根源可能与古特提斯洋的拉开有关。因此，二叠纪时对四川盆地北部而言，由于紧临上扬子板块北缘，其裂陷作用方式更多地受南秦岭裂陷作用影响。
“九五”期间，中油股份公司西南油气田分公司在川东地区二叠系长兴组生物礁和下三叠统飞仙关组鲕滩的天然气勘探取得了重大进展，为实现川东石炭系勘探领域的接替奠定了基础。同时，也加强了对二叠纪长兴期生物礁和飞仙关鲕滩的研究，取得了新的认识，有利地指导了勘探生产实践。
研究表明，川东晚二叠世长兴期沉积是在向北东方向倾斜的构造背景沉积的，以碳酸盐岩缓坡沉积为特征，由西向东发育碳酸盐深缓坡内带、外带，向东到鄂西海槽（图3-10）。在开江—梁平一带发育碳酸盐海槽相沉积，称为“开江－梁平海槽”该海槽往西向达县、平昌方向延伸，与广旺海槽相通，往北东则与城口海槽相连。海槽内沉积主要是暗色薄层状含钙球、骨针、放射虫、微体有孔虫及细小生屑的生物泥晶岩、泥质泥晶页岩及少量硅质泥岩或硅质岩。海槽内沉积为欠补偿型，地层厚度远小于海槽周边地区。在海槽的边缘发育呈带状分布的边缘礁，和缓坡内带的点礁相比，具有礁体面积大，呈带状分布等特点，是最有利的生物礁气藏勘探目标。
图3-10 川东地区晚二叠世长兴期成礁地质背景与预测礁体分布（据刘划一，1998，修改）
对大巴山、米仓山南缘上二叠统长兴组沉积相的研究表明，在平昌、旺苍、广元一带存在一个向NWW方向延伸的“凹槽”（图3-11），川西北地区钻井证实“凹槽”内地层厚度较薄，小于100m，以硅质泥岩沉积为主，和开江－梁平“海槽”的沉积特征具有很好的相似性。同时在镇巴、巫溪一带存在NW向延伸的“台缘槽”，围绕上述两个“凹槽”边缘礁呈带状分布。
图3-11 大巴山、米仓山南缘二叠系上统长兴组沉积期沉积相图（根据西南石油学院，1999，修改）
从二叠纪大地构造背景考虑，川北地区靠近扬子板块的北缘，构造作用方式主要受扬子板块北部边缘南秦岭构造带影响，因此推测川北地区的裂陷作用主要表现为NW向的裂陷。实际上，如果将上述开江－梁平“海槽”和平昌－广元“凹槽”联系起来，不难发现两者在延伸方向上具有很好的一致性，均表现为槽内沉积以欠补偿型沉积为主，地层厚度较薄，小于l00m，且以硅质泥岩、灰岩等较深水沉积为特征。从构造作用上讲，上述“海槽”或“凹槽”实际上是拉张背景下克拉通内裂陷作用的产物，本书称之为“广元－开江裂陷槽”（图3-12）。裂陷槽两侧以发育边缘礁为特征（图3-13），再向外侧过渡到碳酸盐台地沉积。同时，在上扬子板块边缘的镇巴—巫溪一带发育“边缘裂陷槽”，边缘裂陷槽内侧发育台地边缘礁，如红花礁、见天坝礁。台地边缘礁由于处于广海海槽与台地的过渡带，礁体发育多不对称，如见天坝生物礁是典型边缘礁特征，礁前、礁后相带分化明显（图3-14）。
图3-12 川东—川北地区长兴组地层等厚图
图3-13 川北—川东北地区上二叠统长兴礁分布特征
图3-14 见天坝长兴边缘礁复合体微相结合
二、早三叠世飞仙关期构造格局与鲕滩分布特征
晚古生代裂陷作用从泥盆化开始，经历了石炭纪—早二叠世的发展，到晚二叠世进入高峰期，早三叠世地裂活动明显减弱，进入了坳陷期。飞仙关期构造沉积格局总体上受控于晚二叠世古构造格局，但以填平补齐为主要沉积特征。
飞仙关期构造格局和沉积特征具有以下特点。
（1）飞仙关早期由于康滇古陆及龙门山岛弧的崛起，构成了四川海域西侧的主要物源区，北为南秦岭洋，东南分别为城口－鄂西海槽滇黔桂广海。沉积相带由西向东依次为川西冲积平原、川中半局限海、川东碳酸盐台地及城口－鄂西海槽四个大的沉积单元（图3-15）。
图3-15 四川盆地飞仙关组沉积相图
（2）飞仙关早期川东地区在晚二叠世裂陷海槽基础上，继承地发育广元－开江海槽。该海槽向西北方向延伸，经过平昌、巴中、广元，再进入松潘－甘孜海槽（图3-15）。海槽相沉积地层主要为深灰、灰黑色薄层—页片状泥晶页岩夹褐色薄层钙质泥岩。在旺苍天台、南江流坝等地可见厚层一块状重力流成因的砾屑灰岩、滑塌角砾岩及浊积岩（王一刚，2000）。可见薄层片状的水平层理、小型递变层理及“鲍马序列”，发育多种水平虫迹。化为稀少，偶见生物碎片。这些沉积特征表明海槽相沉积处于风暴浪基面以下。
（3）川北地区飞仙关组沉积发展演化大体上可划分出5个阶段（王一刚，2000）。飞一段早期，台地雏形，开江－梁平海槽继承发育阶段；飞一段晚期，台地发展，开江－梁平海槽消亡阶段；飞二段台地曲折发展阶段，总体上以快速充填沉积为特征；飞三段为台地发展繁盛阶段，整个川东、川北地区转化为台地沉积，但台地上各相带分异明显，早期的开江－梁平海槽已转化为台地潟湖，在台地潟湖周缘发育了大量的鲕粒岩滩体。到飞三段沉积期，川东广大地区已转化为鲕粒滩，滩间（台地）潟湖沉积体系，飞四段沉积为台地均一化阶段，表现为区域性潮坪沉积环境（图3-16）。
图3-16 川北地区飞仙关鲕滩沉积演化剖面（据王一刚，2000）
（4）鲕粒岩沉积相有两种主要类型：即台缘鲕粒坝相和鲕粒滩相。
台缘鲕粒坝相是台地迎风边缘具有障壁性质的高能环境沉积，除潮汐作用外，主要受较强风浪作用影响，形成鲕粒、砂屑及核形石混合沉积体。下部常为核形石颗粒岩，往上、砂屑、鲕粒含量增加。常由核形石灰岩向上变为亮晶鲕粒灰岩，靠近顶部，鲕粒发育程度变好，形成厚层向上变浅的沉积序列，构成厚层一块状的沉积体，单层厚度大。常由大波痕等浪成构造。由于受风浪作用控制，台缘鲕粒坝常在台地边缘呈条带状分布，并随台地的发展而逐渐迁移，具有明显的穿时性，坝随台地迁移后，原来的坝之上常叠加新的鲕粒滩体。鲕粒坝沉积厚度较大，沉积厚度较大，分布稳定，常因白云石化及溶解作用形成次生孔隙，成为良好的储集层。顶部可发育潮坪沉沉积。川东地区飞仙关期鲕粒坝主要分布在开江－梁平海槽及鄂西－城口海槽的边缘，如渡口河、沙沱及铁山－梁平鲕粒坝。鲕粒坝在电测曲线上表现为大段低自然伽马、块状高电阻率特征，发育良好储层时，伽马值可以增高（如渡1、2、3），亦可降低（如铁山4、11），这可能与储层中沥青含量的变化有关。
鲕粒滩相是台地上潮下高能环境沉积，主要受潮汐作用的控制，呈席状展布，鲕粒滩体具有平面上不规则、纵向上不稳定、单层厚度不大的特征，常与潟湖或潮坪环境沉积的泥状灰岩呈互层状（图3-17）。纵向上组成多个次一级旋回，形成不规则的鲕滩叠复体。其岩性主要为亮晶鲕粒灰岩及亮晶生屑鲕粒或含砾屑鲕粒灰岩，多为中层状。常见各种双向交错层理、改造波痕及平行层理等沉积构造，鲕粒圈层发育，分选较好，丰度高。
图3-17 下三叠统飞仙关组鲕滩沉积模式示意图
川东地区飞仙关期鲕粒滩体T1f1期主要发育在台地西南的长寿、邻水、大竹、垫江一带，T1f2期在垫江附近，分布范围较小，T1f3时遍及台地大部分地区，分布广泛。鲕粒滩体由于是高能环境下的沉积，泥质含量低，在电测曲线上表现为低自然伽马，高电阻率特征。鲕粒滩体亦可被云化或溶解形成次生孔隙，从而成为储集层，但滩体单层厚度较小，纵横向上分布不稳定，其储层发育情况较为复杂。
（5）鲕粒岩分布受控于沉积环境。飞一段鲕粒岩主要分在川东南部地区如宜宾、沧州、达县以南重庆以北地区，在川南厚度较大，为10～40m；川东稍薄，为5～20m（图3－18）。飞二段鲕粒岩分布明显向东、向北扩展，在石柱—涪陵以达县以南地区最厚10～50m；达县以北相对较薄10～30m（图3-19）。飞三段鲕粒岩分布面积最大，已扩大到整个川东地区、川北地区，厚度最大值位于川西北广旺地区，可达80m（图3-20）。岩性上可分为两大类，即鲕粒灰岩和鲕粒白云岩。川东北部地区如渡口河、罗泉寨、铁山坡等鲕滩气藏以鲕粒白云岩为主，物性条件好。川西北广旺地区主要以鲕粒灰岩为主，表现明显的低孔低渗特征，从碥1井取心分析资料看，孔隙度多数小于3%，少数达到5%～10%。
图3-18 四川盆地飞仙关飞一段鲕粒岩等厚图
图3-19 四川盆地飞仙关飞二段鲕粒岩等厚图
图3-20 四川盆地飞仙关飞三段鲕粒岩等厚图
本章小结
四川盆地在晚古生代—早三叠世早期发生的地裂运动经历了初始期（D—C）、发展期（P1）、高峰期（P2）、萎缩期（T1f）。在不同的构造背景下，形成了各具特色的沉积环境和储集层。石炭系以孔隙型储层为主，分布在川东及川北地区；下二叠统发育岩溶型储层及白云岩储层；上二叠统以发育生物礁储层为特征；下三叠统以发育鲕滩沉积的鲕粒灰岩为特征。这几套储层总体说来具有成层性好、分布广且稳定、气产量高，是目前川东地区勘探的重点。同样这几套储层在大巴山、米苍山前缘也广为分布，而目前该区川北勘探程度很低，应引起勘探部门的重视。
