李文茂,李國(guó)蓉,張?zhí)觳?,李弢,金小燕,周大志
(1成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2中國(guó)石油西南油氣田分公司蜀南氣礦)
川東南廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)嘉陵江組層序地層與沉積相
李文茂1,李國(guó)蓉1,張?zhí)觳?,李弢2,金小燕1,周大志1
(1成都理工大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開(kāi)發(fā)工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;2中國(guó)石油西南油氣田分公司蜀南氣礦)
李文茂
下三疊統(tǒng)嘉陵江組可劃分為2個(gè)三級(jí)層序,對(duì)應(yīng)嘉一—嘉二、嘉三—嘉五兩大地質(zhì)時(shí)期。根據(jù)巖心和測(cè)井解釋進(jìn)一步識(shí)別出了6個(gè)四級(jí)層序和15個(gè)五級(jí)層序。這兩個(gè)三級(jí)層序都由海侵體系域和高位體系域構(gòu)成,沉積相都經(jīng)歷了由開(kāi)闊環(huán)境向局限環(huán)境的轉(zhuǎn)變。因此嘉陵江組含開(kāi)闊臺(tái)地和半局限—局限臺(tái)地兩大沉積相,同時(shí)可識(shí)別出6種亞相及20種微相。四級(jí)、五級(jí)層序在廣大的臺(tái)地區(qū)具有可比性,縱向上灘體位置變化不明顯。嘉二1和嘉四1這兩個(gè)時(shí)期處于特殊的海平面升降旋回階段,臺(tái)內(nèi)灘相較發(fā)育;嘉一到嘉二期和嘉三、嘉四到嘉五期,經(jīng)歷了由開(kāi)闊臺(tái)地相的石灰?guī)r沉積到局限臺(tái)地相的膏巖、白云巖沉積兩次大的相變,構(gòu)成兩輪沉積旋回。
下三疊統(tǒng);層序地層;沉積相;嘉陵江組;四川盆地
李文茂1982年生,2005年畢業(yè)于成都理工大學(xué)資源勘察工程專業(yè),現(xiàn)為成都理工大學(xué)能源學(xué)院在讀碩士研究生,主要從事碳酸鹽巖層序地層及儲(chǔ)層評(píng)價(jià)研究。通訊地址:610059四川省成都市二仙橋東三路1號(hào);電話:(028)84079008
廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)位于四川省合江縣境內(nèi),屬于川東南拗褶帶的川南低褶帶,包括廟高寺構(gòu)造和二里場(chǎng)構(gòu)造,兩構(gòu)造隔鞍相接,地表均為低丘狀構(gòu)造,至地腹高點(diǎn)逐漸增多,廟高寺構(gòu)造有6個(gè)高點(diǎn),二里場(chǎng)構(gòu)造有5個(gè)高點(diǎn),高點(diǎn)位于三疊系嘉陵江組二2亞段,圈閉面積約60km2(圖1)。
近年來(lái),隨著蜀南地區(qū)三疊系嘉陵江組天然氣勘探的再度突破,對(duì)該地層及其成藏的研究重新獲得重視。前人曾對(duì)瀘州古隆起地區(qū)及整個(gè)蜀南地區(qū)嘉陵江組的層序及沉積相做了卓有成效的研究,但對(duì)于廟高寺—二里場(chǎng)構(gòu)造嘉陵江組氣藏,有針對(duì)性的綜合系統(tǒng)研究還不夠,尤其缺乏針對(duì)嘉陵江組氣藏的特征描述。廟高寺—二里場(chǎng)構(gòu)造嘉陵江組氣藏已處于中后期開(kāi)發(fā)階段,為了進(jìn)一步挖掘其開(kāi)發(fā)潛力,提高采收率,要求石油地質(zhì)工作者盡可能地掌握油氣藏的各種參數(shù)及其分布,揭示地下儲(chǔ)層的真實(shí)特征,為油氣田開(kāi)發(fā)、井網(wǎng)部署和方案調(diào)整等一系列問(wèn)題提供可靠的地質(zhì)依據(jù)。要全面認(rèn)識(shí)油氣藏,最有效的方法是精細(xì)描述油氣儲(chǔ)層,但碳酸鹽巖油氣藏,由于其本身的強(qiáng)烈非均質(zhì)性和復(fù)雜性,油氣藏精細(xì)描述的工作尚處在探索之中。層序、高頻層序地層學(xué)以及在其控制下的沉積相研究思路和方法的引入,為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層特征精細(xì)描述和油氣藏精細(xì)描述創(chuàng)造了重要條件。本文對(duì)研究區(qū)的層序和沉積相進(jìn)行了細(xì)致的研究①趙路子,李弢,等.蜀南地區(qū)嘉陵江組天然氣成藏條件研究及勘探目標(biāo)評(píng)價(jià).中國(guó)石油西南油氣田分公司蜀南氣礦研究院,2003.,以期滿足該區(qū)進(jìn)一步挖潛的需要。
圖1 工區(qū)構(gòu)造位置及嘉陵江二2時(shí)構(gòu)造圖
早三疊世嘉陵江組沉積時(shí)期,研究區(qū)應(yīng)屬揚(yáng)子克拉通盆地的一部分,位于盆地西側(cè)邊緣的康滇古陸直接對(duì)上揚(yáng)子區(qū)域的陸源物質(zhì)供給起控制作用。此間揚(yáng)子板塊與華北板塊的相互作用[1]使研究區(qū)地殼出現(xiàn)頻繁震蕩,導(dǎo)致其經(jīng)歷了兩次大范圍海進(jìn)—海退旋回(嘉陵江組一至二段和三至四段)(圖2)和一次小范圍海進(jìn)—海退旋回(嘉陵江組五段)。根據(jù)鉆井、露頭結(jié)合巖心薄片資料,了解到嘉陵江組為一套多旋回海相沉積地層,與下伏下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組呈整合接觸。受印支運(yùn)動(dòng)影響,絕大部分區(qū)域嘉陵江組與上覆上三疊統(tǒng)須家河組呈假整合接觸,除了在二里場(chǎng)構(gòu)造南部尚殘存中三疊統(tǒng)雷口坡組雷一1層外(此地嘉陵江組保存完好),其余地區(qū)雷口坡組均被完全剝蝕。嘉一段、嘉三段以開(kāi)闊臺(tái)地相的微晶灰?guī)r沉積占優(yōu)勢(shì),部分井段發(fā)生白云石化作用,鮞粒、生物屑石灰?guī)r少量發(fā)育,常見(jiàn)海百合及介形蟲生物化石,稀見(jiàn)腹足類生物碎片。嘉二段、嘉四段、嘉五段是由局限環(huán)境下形成的石灰?guī)r→白云巖→膏巖的多旋回沉積地層,鮞粒、生物屑灰?guī)r及生物屑白云巖仍有發(fā)育,可見(jiàn)有孔蟲、介形蟲、海百合生物碎片。嘉陵江組地層厚度平均為:廟高寺431m,二里場(chǎng)447m。
前人對(duì)鄰區(qū)三疊系下統(tǒng)嘉陵江組三級(jí)層序的個(gè)數(shù)認(rèn)識(shí)基本一致,例如田景春等[2]、陳洪德等[3]以及吳應(yīng)林等[4]都將其劃分為2個(gè)三級(jí)層序。本文采用前人的劃分方案,仍將嘉陵江組劃分為2個(gè)三級(jí)層序,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步依據(jù)測(cè)井曲線旋回、地層疊置結(jié)構(gòu)關(guān)系、沉積相序變化等共劃分出6個(gè)四級(jí)層序和15個(gè)五級(jí)層序(圖2)。
2.1 層序界面
本文將嘉陵江組下部(第一海進(jìn)—海退旋回)和上部(第二和第三海進(jìn)—海退旋回)兩個(gè)三級(jí)層序分別稱為SQ1和SQ2。SQ1與下伏飛仙關(guān)組整合接觸,飛仙關(guān)組頂部為濱岸潮坪相泥巖,嘉陵江組底部為開(kāi)闊潮下微晶灰?guī)r,其分界面即是層序界面SB1,屬于巖性巖相突變面類型。SQ2與上覆須家河組地層界面為區(qū)域性平行不整合面。據(jù)前人研究,嘉陵江組頂在廣大的上揚(yáng)子地區(qū)表現(xiàn)為一暴露面,形成一套具典型特征的低位體系域(LST)沉積——綠豆巖[4],但在本區(qū)受到中—上三疊統(tǒng)之間的平行不整合面改造而表現(xiàn)為一平行不整合面。SQ1和SQ2之間的界面表現(xiàn)為巖性巖相轉(zhuǎn)換面,SQ1頂為一套局限環(huán)境下的白云質(zhì)膏巖巖相,而SQ2底為開(kāi)闊環(huán)境下的石灰?guī)r沉積。
2.2 層序內(nèi)部界面
海泛面是層序內(nèi)準(zhǔn)層序間的分界面,包括初始海泛面(ffs)、最大海泛面(mfs),它們有時(shí)也可以和體系域或?qū)有虻慕缑嫦嘁恢隆3跏己7好婧妥畲蠛7好媸菍有虻貙又械闹匾缑妗?/p>
2.2.1 初始海泛面
初始海泛面是層序內(nèi)部第一個(gè)跨過(guò)(臺(tái)地邊緣)陸架(棚)的海泛面。研究區(qū)共有兩個(gè)初始海泛面,由于處于碳酸鹽巖臺(tái)地內(nèi)部,層序LST已被剝蝕掉,所以第一個(gè)初始海泛面與層序底界面相重合,即位于圖2中的SB1位置。第二個(gè)初始海泛面則是嘉二段與嘉三段的分界面,認(rèn)定其為一巖性巖相界面,同時(shí)也是地層疊置關(guān)系轉(zhuǎn)換界面,即海水逐漸變淺的進(jìn)積型疊置關(guān)系向海水逐漸變深的退積型疊置關(guān)系轉(zhuǎn)換的分界面。
2.2.2 最大海泛面
最大海泛面是一個(gè)層序中最大海侵時(shí)形成的界面,它是“退積式”地層疊置結(jié)構(gòu)向“進(jìn)積式”地層疊置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換面,在臺(tái)地相區(qū)往往表現(xiàn)為水體相對(duì)較深的微晶灰?guī)r沉積[5]。研究區(qū)主要為臺(tái)地相,依據(jù)微晶灰?guī)r優(yōu)勢(shì)發(fā)育的部位和“退積式”地層疊置結(jié)構(gòu)向“進(jìn)積式”地層疊置結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)來(lái)確定最大海泛面。筆者對(duì)研究區(qū)確認(rèn)了兩個(gè)三級(jí)層序的最大海泛面,分別位于嘉一段至嘉二1的中上部和嘉三段的中上部(圖2)。
圖2 廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)某井層序沉積相綜合柱狀圖圖中的三級(jí)層序采用了前人劃分方案
3.1 SQ1
SQ1層序由海侵體系域(TST)和高位體系域(HST)兩個(gè)體系域構(gòu)成。TST相當(dāng)于嘉陵江組底到嘉一段至嘉二1的中上部,包含1個(gè)四級(jí)層序和3個(gè)五級(jí)層序。巖性主要由石灰?guī)r、泥灰?guī)r、生物碎屑及鮞?;?guī)r組成,發(fā)育開(kāi)闊潮下和小范圍淺灘相,有廣鹽度生物存在。HST相當(dāng)于嘉一段至嘉二1的中上部到嘉二段的頂部,包含2個(gè)四級(jí)層序和5個(gè)五級(jí)層序,發(fā)育局限潟湖、局限臺(tái)坪、臺(tái)內(nèi)灘沉積,主要為白云質(zhì)膏巖沉積。臺(tái)內(nèi)灘相在嘉二1時(shí)最為發(fā)育,這與其處在海平面相對(duì)下降、海水能量增強(qiáng)的時(shí)期有關(guān)。
3.2 SQ2
SQ2層序同樣由TST和HST構(gòu)成。TST相當(dāng)于嘉三段底到嘉三1的頂部,由1個(gè)四級(jí)層序和3個(gè)五級(jí)層序組成,沉積了厚層的石灰?guī)r夾生物碎屑、鮞?;?guī)r,形成開(kāi)闊潮下和淺灘相。HST相當(dāng)于嘉三2的底部到嘉五段頂部,由于受剝蝕影響,保存不完整,局限臺(tái)坪相占優(yōu)勢(shì),局限潟湖和臺(tái)內(nèi)灘相規(guī)模較小,以白云質(zhì)膏巖沉積為主。
對(duì)工區(qū)的50余口井進(jìn)行了三級(jí)及三級(jí)以上高頻層序的劃分,利用完成的單井層序劃分結(jié)果,通過(guò)關(guān)鍵界面及低頻層序?qū)Ω哳l層序的控制作用,以SQ1最大海泛面為基準(zhǔn)面,建立了研究區(qū)連井剖面三級(jí)層序及高頻層序?qū)Ρ雀窦埽▓D3)。
橫向上,去除剝蝕影響,層序發(fā)育穩(wěn)定,厚度起伏小,說(shuō)明沉積時(shí)臺(tái)地相對(duì)平坦,構(gòu)造均勻下降,碳酸鹽巖沉積速率穩(wěn)定。
縱向上,兩個(gè)三級(jí)層序的TST和HST厚度有所差異,SQ2與SQ1相比,TST厚度較薄,而HST較厚。這是因?yàn)榧瘟杲谔幱趨^(qū)域上二級(jí)海平面升降旋回的海退期[1],造成SQ2時(shí)期三級(jí)海侵程度相對(duì)減弱,沉積可容納空間相對(duì)減少,從而造成TST沉積地層較??;而海退程度相對(duì)加強(qiáng),海平面保持在碳酸鹽巖生產(chǎn)率較高的范圍內(nèi),從而形成了HST厚層的白云巖及膏巖沉積。
吳應(yīng)林等[4],王鴻禎等[6],針對(duì)上揚(yáng)子地區(qū)三疊系嘉陵江組的沉積相已作了大量的研究,可以認(rèn)為本區(qū)嘉陵江期為陸表海碳酸鹽巖臺(tái)地的沉積背景。嘉陵江組經(jīng)歷了兩次大的海進(jìn)—海退旋回,每一旋回由多個(gè)次一級(jí)的小旋回組成,小旋回又由多個(gè)小韻律組成,形成了嘉陵江組多旋回、多韻律的沉積特征。早—中三疊世,揚(yáng)子板塊處于干燥性氣候[7]。但隨著海平面的升降,氣候呈現(xiàn)周期性變化,表現(xiàn)為嘉一、嘉三兩個(gè)時(shí)期相對(duì)溫暖、潮濕,而嘉二、嘉四、嘉五三個(gè)時(shí)期相對(duì)干旱、炎熱。海侵方向?yàn)橛蓶|向西和由南向北兩個(gè)方向侵入,同時(shí)嘉陵江期處于二級(jí)海進(jìn)—海退的海退期[1]。
考慮上述沉積背景,運(yùn)用錄井、巖心、薄片等方法,結(jié)合嘉陵江組的巖相組合、沉積構(gòu)造、地層顏色、古生物等特征,在川東南廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)共識(shí)別出2種碳酸鹽巖沉積相,包括6種亞相和20種微相(表1)。
表1 廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)下三疊統(tǒng)嘉陵江組碳酸鹽巖沉積相劃分表
圖3 廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)三級(jí)層序及高頻層序格架
5.1 各亞相特征
臺(tái)內(nèi)灘臺(tái)地內(nèi)部發(fā)育的、大小不等的水下凸起,呈不連續(xù)點(diǎn)狀分布。研究區(qū)含局限臺(tái)地環(huán)境的臺(tái)內(nèi)灘與開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境的臺(tái)內(nèi)灘兩種,它們的區(qū)別僅表現(xiàn)在局限臺(tái)地環(huán)境的臺(tái)內(nèi)灘,巖性上以生物屑白云巖、鮞粒白云巖為主;而開(kāi)闊臺(tái)地環(huán)境的臺(tái)內(nèi)灘,巖性以生物屑灰?guī)r、鮞?;?guī)r為主,所以在此一并闡述。該沉積相多形成生物碎屑灘(圖4a)和鮞粒灘(圖4b),僅有少量的砂屑灘(圖4c)。巖性由鮞粒、生物屑石灰?guī)r/白云巖及砂屑石灰?guī)r/白云巖組成,顆粒分選好,大小較均勻,多數(shù)為亮晶方解石膠結(jié),少數(shù)為泥晶方解石膠結(jié),顆粒組分含量可占50%~85%。鮞粒局部集中形成蜂窩狀,粒徑0.1~0.3mm,具針孔;生物屑灰?guī)r結(jié)構(gòu)疏松,也發(fā)育針孔。其中的生物碎屑主要為有孔蟲、海百合及介形蟲生物化石。研究區(qū)灘相從嘉一段到嘉五段都有發(fā)育,但在二1和四1中最為發(fā)育。
開(kāi)闊潮下亞相平均低潮面以下、浪基面之上的淺水地帶,海水清澈,能量低,以大段深灰、灰到褐灰色微晶灰?guī)r集中發(fā)育為特征,局部發(fā)生混合水白云石化作用,表現(xiàn)為灰質(zhì)白云巖或白云質(zhì)灰?guī)r??梢?jiàn)有孔蟲、介形蟲、海百合、腹足類生物化石。
半局限—局限潟湖受障壁遮擋水循環(huán)較差的極淺水海域,水化學(xué)條件局限,為鹽度很高、能量很低的還原環(huán)境。在工區(qū)內(nèi),半局限臺(tái)地相與局限臺(tái)地相的區(qū)別僅在于地勢(shì)高低略有不同,前者的鹽度變化較小,且兩者發(fā)育的亞相基本一致,所以一并予以討論。在這種環(huán)境下形成的巖性為暗色的厚層狀石灰?guī)r、白云巖及其互層。另外,硬石膏、膏質(zhì)白云巖、白云質(zhì)膏巖及其互層也很發(fā)育,中間常夾灰黑色泥質(zhì)條帶。硬石膏呈板狀及厚層狀,常呈乳白色、灰白色及淺灰色,透明,結(jié)晶良好。個(gè)別能量高的地區(qū)鮞粒、生物屑石灰?guī)r和鮞粒、生物屑白云巖仍有發(fā)育,且規(guī)模也較大,局部也有呈斑點(diǎn)或斑塊狀分布的情況。生物主要為有孔蟲—介形蟲的廣鹽度生物組合(圖4d)。
圖4 廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)下三疊統(tǒng)嘉陵江組顯微照片
局限臺(tái)坪能量和環(huán)境介于臺(tái)內(nèi)灘和潟湖之間,因受海平面漲落影響,常周期性地暴露于大氣中,使沉積物反復(fù)遭受海水浸泡、往復(fù)沖洗、日曬雨淋及氧化等沉積成巖作用。其典型特征有:地層巖石為淺色調(diào)的灰白、淺灰、灰褐及灰色;巖性組合為微晶灰?guī)r、微—粉晶白云巖,少量鮞粒白云巖和生物碎屑白云巖、膏巖,以及白云巖與硬石膏的不等厚互層,間或與黃鐵礦相伴生且斷續(xù)夾灰綠色泥質(zhì)條帶,其中的石灰?guī)r、白云巖常含石膏斑點(diǎn)或斑塊。結(jié)構(gòu)上,石膏為針狀、粒狀、短柱狀、棒狀、網(wǎng)狀及纖維狀,白云石可呈米粒狀石膏假晶現(xiàn)象。構(gòu)造上,常見(jiàn)因溶蝕破碎而形成的角礫結(jié)構(gòu)和碎屑結(jié)構(gòu),部分粉晶白云巖針孔發(fā)育,生物組合上有有孔蟲、三葉蟲、介形蟲、海百合生物化石(圖4a)。
灘間海亞相為灘間的低能沉積,主要為灰泥沉積物。
牟傳龍等提出了層序地層瞬時(shí)編圖法[8],把巖相古地理研究推向了新的進(jìn)程。其依據(jù)是,沉積層序的界面和沉積體系域的界面是等時(shí)的,所以沉積層序是等時(shí)的,它所反映的沉積環(huán)境或沉積相帶的展布更具等時(shí)性和瞬時(shí)性,更具客觀性。高精度層序(四級(jí)、五級(jí))地層學(xué)可以對(duì)沉積(微)相、灘體(砂體)分布進(jìn)行精細(xì)刻劃,進(jìn)而對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行精細(xì)預(yù)測(cè),這在國(guó)內(nèi)外已有很多應(yīng)用實(shí)例[9]。
緊密結(jié)合相對(duì)海平面變化對(duì)沉積相發(fā)育的控制作用,以層序體系域作為單元,總結(jié)了50多口單井沉積相分析結(jié)果,采用突出臺(tái)內(nèi)灘及云坪相的方法,結(jié)合優(yōu)勢(shì)相原則,筆者對(duì)川東南廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)嘉陵江組沉積相進(jìn)行了精細(xì)刻畫。在兩個(gè)三級(jí)層序SQ1(第一海侵—海退旋回)和SQ2(第二和第三海侵—海退旋回)的演化過(guò)程中,沉積相都經(jīng)歷了由開(kāi)闊環(huán)境向局限環(huán)境的轉(zhuǎn)變,具體如圖5所示。
6.1 SQ1——第一海侵—海退旋回期
6.1.1 SQ1層序的TST時(shí)期
第一海進(jìn)—海退旋回SQ1始于嘉一時(shí)期,對(duì)應(yīng)于嘉一段到嘉二段,TST時(shí)期為海進(jìn)期(圖5a),沉積環(huán)境開(kāi)闊,沉積水體較深,能量較低,形成開(kāi)闊潮下沉積環(huán)境。局部地勢(shì)稍高,能量強(qiáng),發(fā)育臺(tái)內(nèi)灘相。由于距離物源區(qū)康滇古陸較遠(yuǎn),主要為灰?guī)r沉積,僅有少量泥灰?guī)r沉積。
6.1.2 SQ1層序的HST下時(shí)期
嘉二1時(shí)期是海退的早期階段(圖5b),海平面緩慢—停滯海進(jìn)和下降速度較快。海平面相對(duì)下降,水體能量明顯增強(qiáng),灘相的范圍不斷增大,為整個(gè)嘉陵江期灘相最發(fā)育的時(shí)期。在嘉二1晚期水體受到局限,氣候從潮濕溫暖向干旱炎熱過(guò)度,沉積了基本覆蓋研究區(qū)的白云巖。
6.1.3 SQ1層序的HST上時(shí)期
對(duì)應(yīng)于嘉二2—嘉二3時(shí)期,這是海退的晚期階段,也是第一海進(jìn)—海退旋回的末期(圖5c)。海平面繼續(xù)下降到平均低潮面以下,但速度減緩。碳酸鹽巖為并進(jìn)型沉積,生產(chǎn)率提高,沉積速度加快,同時(shí)氣候變得相當(dāng)干旱炎熱,蒸發(fā)作用強(qiáng)烈。這些因素使研究區(qū)發(fā)育大范圍的云膏巖沉積,工區(qū)最南部的局限臺(tái)坪在原來(lái)灘體和水下隆起的基礎(chǔ)上逐漸形成;西部及東部大部分地區(qū)由于古地形的遮擋,演化成局限潟湖和半局限潟湖;工區(qū)中部部分能量較高的地區(qū)形成灘相沉積,但規(guī)模較上一時(shí)期明顯減小,呈現(xiàn)小型和零星的特點(diǎn);另外,中部地區(qū)南北向的一狹長(zhǎng)地帶除了一部分局限臺(tái)坪和臺(tái)內(nèi)灘沉積環(huán)境外,發(fā)育局限潟湖相。
6.2 SQ2——第二海進(jìn)—海退旋回期
6.2.1 SQ2的TST時(shí)期
第二海進(jìn)—海退旋回期SQ2相當(dāng)于嘉四段到嘉五段,實(shí)際上是由第二和第三兩個(gè)旋回組成,因?yàn)榈谌叵鄬?duì)很小,所以在此籠統(tǒng)地稱為第二海進(jìn)—海退旋回期。在該旋回的TST時(shí)期發(fā)育開(kāi)闊潮下沉積,部分地區(qū)發(fā)育了小規(guī)模的灘相沉積(圖5d)。值得提出的是,這一時(shí)期的灘體發(fā)育較SQ1時(shí)TST階段發(fā)育的規(guī)模要大,而且分布的區(qū)域范圍要廣,其原因可能是這一時(shí)期已經(jīng)處于二級(jí)層序的高位期,海侵程度明顯減弱,水體相對(duì)較淺[1]。此時(shí)的氣候轉(zhuǎn)變?yōu)闇嘏睗竦臍夂颍芯繀^(qū)沉積了大范圍的石灰?guī)r。
6.2.2 SQ2的HST下時(shí)期
對(duì)應(yīng)于嘉四時(shí),為第二海進(jìn)—海退旋回的海退期,水體逐漸變淺,循環(huán)受限,形成了小范圍的臺(tái)坪相和較大范圍的澙湖相沉積(圖5e)。而且這一時(shí)期
圖5 廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)下三疊統(tǒng)嘉陵江組沉積相演化模式
初期的水體能量以及氣候環(huán)境都與嘉二1時(shí)期相似,所以灘體也相對(duì)發(fā)育,但之所以規(guī)模沒(méi)有嘉二1時(shí)期大,是因?yàn)槠渌幍某练e旋回是二級(jí)海平面升降旋回的高位期,海平面相對(duì)下降,淺水區(qū)域面積相應(yīng)減小,使得顆粒豐度降低[10]。之后,全區(qū)水體蒸發(fā)濃縮,形成了廣泛分布的白云巖、膏巖沉積,局限臺(tái)坪相范圍有所擴(kuò)大,局限潟湖相范圍縮小,灘相發(fā)育規(guī)模也明顯減小。由于后期構(gòu)造抬升,部分地勢(shì)較高地區(qū)遭受剝蝕。
另外,SQ2的HST上對(duì)應(yīng)嘉五時(shí),是第三次海進(jìn)—海退旋回,規(guī)模較小。氣候變化與海進(jìn)—海退旋回相適應(yīng),海進(jìn)期為溫暖潮濕氣候,海退期為干旱炎熱氣候。早期的海進(jìn)形成了局限和半局限澙湖相,晚期海退形成局限臺(tái)地相。由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致工區(qū)嚴(yán)重剝蝕,因此本文沒(méi)有刻畫其沉積相。
綜上所述,嘉陵江期沉積相發(fā)育影響因素較多,包括構(gòu)造沉降、二級(jí)海進(jìn)—海退旋回、三級(jí)海進(jìn)—海退旋回、氣候變化、物源補(bǔ)給等,但在這些復(fù)雜因素的共同作用下,沉積相有規(guī)律地發(fā)生變化。根據(jù)巖心和測(cè)井解釋的四級(jí)、五級(jí)層序,在廣大臺(tái)地區(qū)具有可比性(圖3),縱向上灘體位置變化不明顯(圖5),這都證實(shí)了碳酸鹽巖沉積遵循“同時(shí)加積片”模式[9]。碳酸鹽巖臺(tái)地對(duì)水深變化極為敏感,海平面的升降及升降速度的快慢都會(huì)對(duì)其沉積模式的改變產(chǎn)生很大的影響。在海進(jìn)—海退旋回的變化中,海進(jìn)期和高位期早期,即嘉一—嘉二1時(shí)和嘉三及嘉四1時(shí)形成開(kāi)闊臺(tái)地沉積相,包括開(kāi)闊潮下和臺(tái)內(nèi)灘相沉積;而高位晚期,即嘉二1末到嘉二結(jié)束和嘉四1晚期到嘉五結(jié)束則轉(zhuǎn)變?yōu)榫窒夼_(tái)地沉積相,包括半局限—局限澙湖,局限臺(tái)坪及少量的臺(tái)內(nèi)灘相。而且嘉二1和嘉四1時(shí)期處于特殊的海平面升降旋回階段,臺(tái)內(nèi)灘相較發(fā)育。
川東南廟高寺—二里場(chǎng)地區(qū)嘉陵江組主要發(fā)育2個(gè)三級(jí)層序,它們可進(jìn)一步劃分為6個(gè)四級(jí)層序和15個(gè)五級(jí)層序。識(shí)別出了開(kāi)闊臺(tái)地和局限—半局限臺(tái)地兩大沉積相,包括6種亞相22種微相。海侵體系域主要發(fā)育開(kāi)闊臺(tái)地相,高位體系域主要發(fā)育局限臺(tái)地相。臺(tái)內(nèi)灘相在嘉二1和嘉四1時(shí)期較發(fā)育。研究區(qū)碳酸鹽巖沉積遵循“同時(shí)加積片”模式,在海進(jìn)—海退旋回、氣候等因素的制約下,經(jīng)歷了嘉一到嘉二和嘉三到嘉五從開(kāi)闊臺(tái)地相的石灰?guī)r沉積到局限臺(tái)地相的膏巖、白云巖沉積的兩次大的相變,構(gòu)成兩輪沉積旋回。
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編輯:吳厚松
Sequence Stratigraphy and Sedimentary Facies of Lower Triassic Jialingjiang Formation in Miaogaosi-Erlichang Area,Sichuan Basin
Li Wenmao,Li Guorong,Zhang Tiancao,Li Tao,Jin Xiaoyan,Zhou Dazhi
Two 3rd-order sequences can be divided in the Lower Triassic Jialingjiang Formation(T1j)in the eastern part of Sichuan Basin,which correspond to two geologic chrons,Jialingjiang 1 to 2 Members(T1j1-2)and 3 to 5 Members(T1j3-5).Based on the comprehensive study of rock cores and loggings,six 4th-order and forteen 5th-order sequences are further recognized and both of 3rd-order sequences are attributed to TST and HST.The sedimentary facies went through a transition from open platform to restricted platform so that Jiangling Formation includes the two sedimentary facies,the open platform facies and the half-restricted to restricted platform facies,from which six subfacies and twenty microfacies can be recognized.The 4th-order and 5th-order sequences are comparative in wide region of platform but the bank has not significant migration in vertical.Bank facies developed in the platform during T121and T141chrons which were just in a special stage of eustracy cycles.Limestone of the open platform facies is transformed into gyprock and dolostone of the restricted platform facies during T1j1-2and T1j3-5,which constitute two sedimentary cycles.
Lower Triassic;Jialingjiang Frmation;Sequence stratigraphy;Sedimentary facies;Miaogaosi-Erlichang Area;Sichuan Basin
TE112.23
A
1672-9854(2010)-02-0036-09
2009-05-18;改回日期:2009-10-13
本文由國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)與中國(guó)石油化工股份有限公司聯(lián)合基金(編號(hào)40739903)和國(guó)家重大專項(xiàng)“大型油氣田及煤層氣開(kāi)發(fā)”(編號(hào)2008ZX05005-002-008HZ)資助
Li Wenmao:female,Master degree at Institute of Sedimentary Geology,Chengdu University of Technology,1 Dongsan Rd., Erxianqiao Chengdu,610059 China