楊克明

(中國石化西南油氣分公司，成都 610016)

1 四川盆地形成與演化

四川盆地位于揚(yáng)子板塊西緣，西鄰古特提斯洋，北接秦嶺造山帶和華北板塊(圖1)[1］。早古生代早期，區(qū)域性的拉張背景導(dǎo)致該區(qū)大范圍的升降運(yùn)動(dòng)，盆地的沉積總體受控于淺海臺(tái)地相沉積。泥盆紀(jì)至石炭紀(jì)，該區(qū)從西向東逐漸隆升，形成樂山—龍女寺古隆起;從二疊紀(jì)早期的大范圍海侵到中三疊世天井山期的海盆收縮，該區(qū)結(jié)束了克拉通盆地的沉積歷史。從中三疊世晚期開始，由于秦嶺和龍門山的逆沖推覆，導(dǎo)致四川陸相盆地形成[2－7］。

2 四川盆地印支運(yùn)動(dòng)基本特征

印支運(yùn)動(dòng)在四川盆地主要有四幕。

2.1 印支Ⅰ幕

印支Ⅰ幕(T3－T2)表現(xiàn)為揚(yáng)子板塊與華北板塊碰撞，南秦嶺全面造山并向南逆沖推覆，造成四川盆地中三疊統(tǒng)與上三疊統(tǒng)廣泛的角度—平行不整合接觸，海水大面積自東向西退縮，此次運(yùn)動(dòng)具有變革運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，是印支運(yùn)動(dòng)主幕。

2.2 印支Ⅱ幕

印支Ⅱ幕(T3x2－T3t)表現(xiàn)為平武地體與揚(yáng)子板塊發(fā)生碰撞，龍門山北段開始隆升，盡管由下向上、由碳酸鹽巖變?yōu)樗樾紟r，但同屬海陸過渡相沉積，總體表現(xiàn)為地殼緩慢隆升，其間并無大的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)存在。

2.3 印支Ⅲ幕

圖1 四川盆地及鄰區(qū)晚三疊世馬鞍塘期構(gòu)造背景Fig.1 Tectonic setting of Ma’antang period in Late Triassic for Sichuan Basin and its adjacent area

印支Ⅲ幕是上三疊統(tǒng)須家河組四段與三段之間的一場運(yùn)動(dòng)，王金琪命名為“安縣運(yùn)動(dòng)”[8］，指出:須下盆為大陸邊緣坳陷，須上盆為強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng)后的前淵坳陷，導(dǎo)致須下盆轉(zhuǎn)變?yōu)轫毶吓璧闹匾獦?gòu)造運(yùn)動(dòng)就是安縣造山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，是一次重大板塊構(gòu)造事件。越來越多的資料研究表明，該幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)只在局部地區(qū)有反映，不具變革構(gòu)造運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。

證據(jù)1:諾利期末(須三期末)，揚(yáng)子板塊與平武地體和松潘—甘孜造山帶發(fā)生碰撞，在龍門山中段和北段發(fā)生了強(qiáng)烈變形，但其變形區(qū)域僅局限于江油—關(guān)口—灌縣斷裂之西。迄今為止，龍門山前緣的大范圍地面地質(zhì)調(diào)查和川西坳陷大量地震勘探揭示，四川盆地內(nèi)部不存在須四段與須三段之間的不整合接觸[9－10］。在德陽—什邡一線以北，須四底部發(fā)育一套扇三角洲沉積環(huán)境的底礫巖，可能代表了北部地區(qū)的一次構(gòu)造事件。

證據(jù)2:有資料表明，須三期末揚(yáng)子板塊與松潘造山帶之間的陸陸碰撞只是一次局部事件，揚(yáng)子與羌塘兩大塊體并未完全拼合，洛深1井須四段見有海綠石，天宮廟地區(qū)須四段也發(fā)現(xiàn)巖石含1% ～3%海綠石[11］，什邡金河地區(qū)須四—須五段中發(fā)現(xiàn)海相生物化石[12］，均表明海水并未徹底退出川西，因此須上盆為強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng)形成的前淵坳陷并不存在，仍保持與特提斯海水相通的殘余被動(dòng)大陸邊緣盆地性質(zhì)。

2.4 印支Ⅳ幕

印支Ⅳ幕(J－T)表現(xiàn)為龍門山大規(guī)模隆升并向盆內(nèi)逆沖推覆，川西坳陷中北部由坳陷轉(zhuǎn)變?yōu)閯兾g區(qū)，缺乏“須六段”，侏羅系與下伏地層呈明顯角度不整合接觸。該幕構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要影響四川盆地西部地區(qū)。

3 揚(yáng)子板塊與秦嶺板塊陸—陸碰撞事件與“新場運(yùn)動(dòng)”

在南秦嶺泥盆紀(jì)，沿勉縣—略陽結(jié)合帶擴(kuò)張(圖1)，發(fā)育有深水濁積巖系，在略陽三岔子、石家莊一帶與蛇綠巖共生的硅質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了石炭紀(jì)放射蟲動(dòng)物群，表明在晚古生代(泥盆紀(jì)—石炭紀(jì))沿勉略一帶出現(xiàn)了有限洋盆。勉縣—略陽結(jié)合帶變質(zhì)火山巖Sm－Nd等時(shí)線年齡為(242±21)Ma，Rb－Sr火山巖等時(shí)線年齡為(221±13)Ma，表明勉略洋盆在中晚三疊世已關(guān)閉[13］。

圖2 四川盆地川西坳陷構(gòu)造區(qū)劃Fig.2 Structural units of Western Sichuan Depression in Sichuan Basin

有確切的資料揭示揚(yáng)子板塊與秦嶺板塊全面陸—陸碰撞的時(shí)期是T2末，研究表明，南秦嶺上、下古生界和下、中三疊統(tǒng)具有完全相同、相似的同期變質(zhì)特征和變形樣式，期間均未發(fā)現(xiàn)區(qū)域普遍的構(gòu)造變動(dòng)界面，說明從早古生代到早中三疊世主導(dǎo)的變質(zhì)、變形是T2末發(fā)生的[14］。這一板塊構(gòu)造事件是印支早期運(yùn)動(dòng)的地球動(dòng)力來源，是印支期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的主幕，具有變革運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，對四川盆地構(gòu)造沉積演化產(chǎn)生了重大影響。這次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成了四川盆地著名的新場構(gòu)造帶，新場構(gòu)造帶是四川盆地面積最大(大于1 500 km2)、資源最豐富(大于10 000×108m3)的構(gòu)造帶(圖2)。根據(jù)新近在新場構(gòu)造帶上完鉆的CK1井、XS2井、Xs1井揭示，該次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)特征明顯，因此筆者將該次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)命名為“新場運(yùn)動(dòng)”。

4 “新場運(yùn)動(dòng)”特征及其地質(zhì)意義

4.1 廣泛的角度—平行不整合接觸

受中三疊世末“新場運(yùn)動(dòng)”的影響，四川盆地中晚三疊世(T3－T2)之間形成了廣泛的角度—平行不整合接觸。什邡金河馬鞍塘組微角度不整合于雷三段之上，缺失雷四段沉積;廣元須家河、小塘子組直接超覆在雷口坡組之上，界面處可見風(fēng)化殼和古土壤層，還可見風(fēng)化殘積褐鐵礦結(jié)核。在川西和川東北大量鉆井中，天井山組剝蝕殆盡，可見雷口坡組頂與暴露溶蝕作用有關(guān)的風(fēng)化殼特征;XS2井在雷口坡組頂取心，巖心見1～2 cm晶形完整的巨晶方解石層，與暴露淡水溶蝕有關(guān)，是風(fēng)化殼特征之一。川東北YB12井雷口坡組頂巖心亦有類似特征(圖3)。

大量地震資料揭示，中三疊統(tǒng)頂部向東、向北表現(xiàn)出明顯的削截，上三疊統(tǒng)底部向東、向北表現(xiàn)出明顯的超覆特征(圖4)，中上三疊統(tǒng)(T3－T2)之間上超下削的反射特征明顯，為一區(qū)域性角度不整合。

4.2 盆地整體隆升、中三疊統(tǒng)遭到剝蝕

中三疊世末的新場運(yùn)動(dòng)源于揚(yáng)子板塊與秦嶺板塊全面陸—陸碰撞，它是自東向西呈“剪刀式”閉合方式進(jìn)行的，并促使四川盆地整體隆升[11］。該次構(gòu)造事件是影響四川盆地最大的一次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，波及全盆。

圖3 四川盆地XS2井和YB12井雷口坡組頂風(fēng)化殼成巖特征Fig.3 Diagenetic characteristics of weathering crust on top of Leikoupo Formation in wells XS2 and YB12，Sichuan Basin

圖4 四川盆地雷口坡組頂不整合面“頂超”“底削”特征Fig.4 “Onlap”and“bottom truncation”characteristics of top Leikoupo unconformity surface in Sichuan Basin

受其影響，一方面，海水逐漸自東向西退出，逐漸結(jié)束了上揚(yáng)子碳酸鹽巖臺(tái)地沉積的克拉通盆地發(fā)展歷史;另一方面，中三疊統(tǒng)遭受不同程度的剝蝕(圖5)，其剝蝕程度具有自東向西、自北向南逐漸減弱的特征。中三疊統(tǒng)天井山組僅局限于川西綿竹—江油—安縣一帶，其他地區(qū)缺失。在川東及川南等廣大地區(qū)雷口坡組遭受大幅度剝蝕，剝蝕厚度達(dá)400～1 200 m。

4.3 雷口坡組頂部巖溶縫洞型儲(chǔ)層的形成

新場運(yùn)動(dòng)使四川盆地整體隆升，導(dǎo)致在雷口坡組頂部形成構(gòu)造控制的古暴露面。早期古表生巖溶作用形成的溶蝕孔縫，為晚期深埋溶蝕再度形成孔縫發(fā)育的優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層提供了有利條件。Xs1、CK1和XS2井揭示，溶蝕孔縫帶發(fā)育于雷口坡組頂風(fēng)化殼100 m以內(nèi)，且由西向東溶蝕孔隙增加(圖6)。

雷口坡組頂不整合面下雷四上亞段發(fā)育的風(fēng)化殼型優(yōu)質(zhì)巖溶孔縫型儲(chǔ)層，巖性以晶粒白云巖、藻砂屑白云巖、灰質(zhì)白云巖為主;儲(chǔ)集空間以次生溶蝕孔洞、溶縫為主，含少量原生孔隙;儲(chǔ)層段累厚45～80 m;3套儲(chǔ)層主要分布在距雷口坡組頂0～5 m后出現(xiàn)(圖7)。

正是雷口坡組頂部優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)層的廣泛分布，相繼發(fā)現(xiàn)中壩、磨溪等雷口坡組氣藏，同時(shí)，川東北多口鉆井也在雷口坡組獲高產(chǎn)氣流。新場構(gòu)造帶上的川科1井和新深1井在白云巖中獲高產(chǎn)氣流，通過分析對比，其產(chǎn)層應(yīng)為中三疊統(tǒng)雷口坡組頂部與不整合有關(guān)的溶蝕縫洞型儲(chǔ)層，而非上三疊統(tǒng)馬鞍塘組泥微晶灰?guī)r。

4.4 盆地的構(gòu)造轉(zhuǎn)換

中三疊世末，秦嶺板塊由東向西逐漸發(fā)生“剪刀式”閉合，秦嶺海槽關(guān)閉。與此同時(shí)，揚(yáng)子板塊順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，晚三疊世初期，首先與龍門山北端的碧口地體開始拼合，受其影響，一方面，古特提斯海水向西向南退縮，殘留海的范圍繼續(xù)向西南方向萎縮;另一方面，在川西形成了晚三疊世卡尼期(馬鞍塘—小塘子期)局部被動(dòng)大陸盆地邊緣沉積盆地，川西及川東北地區(qū)繼續(xù)維持著殘留海與前陸盆地共存的局面。

4.5 新場近東西向構(gòu)造帶的形成

圖5 四川盆地上三疊統(tǒng)沉積前古地質(zhì)圖Fig.5 Paleogeologic map before upper Triassic deposition in Sichuan Basin

圖6 四川盆地新場構(gòu)造帶雷口坡組頂部風(fēng)化殼儲(chǔ)層孔隙空間類型Fig.6 Porosity type of weathering crust reservoir on top of Leikoupo Formation in Xinchang structural belt，Sichuan Basin

圖7 四川盆地新場構(gòu)造帶雷口坡組頂部溶蝕縫洞型儲(chǔ)層連井剖面Fig.7 Cross-well section of fractured － vuggy reservoir on top of Leikoupo Formation in Xinchang structural belt，Sichuan Basin

圖8 四川盆地北部碧口—漢南前陸逆沖斷褶帶構(gòu)造分區(qū)Fig.8 Tectonic division of Bikou － Hannan foreland thrusting fold belt in northern Sichuan Basin

圖9 四川盆地西部新場構(gòu)造須家河組二段頂面構(gòu)造Fig.9 Structural map for top T3x2(2nd member of Xujiahe Formation)in Xinchang structure，western Sichuan Basin

T2末，南秦嶺與秦嶺板塊沿勉略結(jié)合帶全面碰撞造山。由于勉略結(jié)合帶呈近東西向展布的特征，這一板塊邊界的幾何形狀，決定了最大主壓應(yīng)力的方向，繼而導(dǎo)致了板內(nèi)近南北向的強(qiáng)烈擠壓，在南秦嶺一帶形成一系列近東西向的構(gòu)造帶，如漢南隆起、米倉山隆起和寧強(qiáng)逆沖斷褶帶(圖8)。同時(shí)，受這一構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，在川西坳陷中段，形成了新場近東西向的巨型長垣(圖9)。

關(guān)于新場構(gòu)造帶成生和發(fā)展，有的學(xué)者認(rèn)為與龍門山構(gòu)造演化有關(guān)，有的學(xué)者認(rèn)為主要形成于燕山中晚期，這些觀點(diǎn)都不能合理解釋新場構(gòu)造帶形成的動(dòng)力與機(jī)制，以及運(yùn)動(dòng)學(xué)和幾何學(xué)特征。

如圖9所示，新場構(gòu)造帶是一近EW向大型長垣構(gòu)造，顯然，NNE向的龍門山造山帶的活動(dòng)難以解釋近EW向的新場構(gòu)造帶的形成。然而，從圖9上不難看出，新場構(gòu)造帶內(nèi)部的次級構(gòu)造軸向及斷層都呈NNE走向，顯然，這些次級構(gòu)造和斷層與龍門山造山帶的活動(dòng)密切相關(guān)，而新場構(gòu)造帶的形成時(shí)間更早，并限制了NNE向次級構(gòu)造的形成。結(jié)合前面的區(qū)域地球動(dòng)力學(xué)背景等成果綜合分析可認(rèn)為，新場構(gòu)造帶形成于印支早期的新場運(yùn)動(dòng)。

5 結(jié)論

(1)中三疊世末，沿勉略縫合帶發(fā)生的揚(yáng)子板塊西段北緣與秦嶺板塊的陸—陸碰撞事件，具變革運(yùn)動(dòng)性質(zhì)，促使四川盆地全面隆升，海水由東向西退縮，結(jié)束了海相克拉通盆地的發(fā)育歷史。中三疊統(tǒng)天井山組被剝蝕殆盡，雷口坡組也遭到不同程度的剝蝕。

(2)由于勉略縫合帶近東西向的展布特征，導(dǎo)致了板內(nèi)近南北向的強(qiáng)烈擠壓，在南秦嶺一帶形成一系列近東西向構(gòu)造帶;同時(shí)在四川盆地西部中段，形成了新場近東西向的巨型長垣，奠定了四川盆地西部中新生代“一隆兩坳”的構(gòu)造格局。因此，將此次構(gòu)造事件稱作“新場運(yùn)動(dòng)”。

(3)由于新場運(yùn)動(dòng)的作用，在雷口坡組頂部發(fā)育與不整合面有關(guān)的優(yōu)質(zhì)碳酸鹽巖儲(chǔ)層。儲(chǔ)層厚度大，分布范圍廣，油氣成藏地質(zhì)條件優(yōu)越，具有十分廣闊的勘探前景。

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