羅貝維，賈承造，魏國齊，楊 威，謝武仁，許海龍

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油天然氣集團公司，北京100724；3.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065007）

四川盆地上震旦統(tǒng)燈影組風(fēng)化殼古巖溶特征及模式分析

羅貝維1，賈承造2，魏國齊3，楊 威3，謝武仁3，許海龍1

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京100083；2.中國石油天然氣集團公司，北京100724；3.中國石油勘探開發(fā)研究院廊坊分院，河北廊坊065007）

風(fēng)化殼古巖溶的發(fā)育是四川盆地上震旦統(tǒng)燈影組獲得新突破的重要因素?；诖罅恳巴馄拭?、鉆井巖心及薄片觀察、地震、測井及地球化學(xué)分析，在論證燈影組兩套風(fēng)化殼古巖溶發(fā)育的基礎(chǔ)上，進行古巖溶相帶特征研究及差異分析，進而建立相應(yīng)的風(fēng)化殼古巖溶發(fā)育模式。結(jié)果表明，燈影組兩套風(fēng)化殼古巖溶均符合緩坡模式，但受古地貌坡降差異的影響，燈四段不整合面附近巖溶作用強烈，發(fā)育大洞穴及角礫、泥巖充填物，垂向分帶結(jié)構(gòu)以水平潛流帶和深部緩流帶為主；燈二段不整合面附近巖溶作用相對和緩，溶洞充填物主要由小粒徑的角礫云巖、白云巖組成，盆地范圍內(nèi)其垂向分帶結(jié)構(gòu)以垂向滲流帶、水平潛流帶及深部緩流帶為主。

風(fēng)化殼古巖溶；古巖溶結(jié)構(gòu)；古巖溶模式；上震旦統(tǒng)；燈影組；四川盆地

碳酸鹽巖是四川盆地重要的勘探領(lǐng)域之一，目前在其震旦—下古生界、二疊—下三疊統(tǒng)碳酸鹽儲層都有重要發(fā)現(xiàn)［1-2］。其中，震旦系燈影組具有廣泛發(fā)育的古巖溶儲層以及各種圈閉類型［3-4］，成為進一步研究和勘探的重點。盡管前人針對四川盆地震旦系儲層的研究開展較早，但主要圍繞威遠、資陽含氣構(gòu)造帶的震旦系頂部風(fēng)化殼古巖溶和內(nèi)部同生期巖溶開展［5-7］。隨著2011年高石1井鉆探成功［8］，揭示了在震旦系內(nèi)部即燈二段與上覆地層之間還存在一期不整合，而關(guān)于震旦系燈二段、燈四段兩套風(fēng)化殼古巖溶特征及其差異的研究并未見報道。筆者利用詳細的鉆井、露頭和分析化驗資料，論證燈二、燈四段兩套古風(fēng)化殼的發(fā)育，并通過9條野外剖面、11口重點井鉆井巖心及900余塊薄片的分析整理，系統(tǒng)分析上震旦統(tǒng)兩套風(fēng)化殼古巖溶的縱、橫向特征及差異，進而建立兩套風(fēng)化殼古巖溶發(fā)育模式，為更進一步認識震旦系白云巖古巖溶儲層提供理論依據(jù)。

1　區(qū)域地質(zhì)概況

四川盆地位于揚子準(zhǔn)地臺西北，是典型的中新生代陸相沉積與古生代海相沉積疊置發(fā)育的疊合盆地［9］，具有前震旦紀(jì)結(jié)晶基底，晉寧運動（850 Ma）后，板塊固結(jié)形成。新元古界末至二疊紀(jì)前，四川盆地發(fā)育繼承性古隆起——樂山—龍女寺古隆起。受多期構(gòu)造運動的影響，該古隆起范圍內(nèi)二疊系以下地層均遭受了不同程度的剝蝕或缺失［10］（圖1）。

圖1　四川盆地二疊紀(jì)古地質(zhì)圖及重點井位、剖面點分布Fig.1 Paleo-geologicmap of Permian in Sichuan Basin and key wells and sampling locations

盆地范圍內(nèi)，上震旦統(tǒng)燈影組在整個盆地均有分布，燈影內(nèi)部地層由上至下分為4段。其中，底部的燈一段巖性以淺灰—深灰色泥粉晶白云巖為主，局部見少量藻席白云巖和膏巖，見紋層結(jié)構(gòu)（圖2（a））；燈二段在區(qū)域上沉積穩(wěn)定，分布連續(xù)，主要以大套以富藻云巖、粒屑云巖、粉晶云巖以及特征明顯的葡萄狀藻云巖為主（圖2（b）），常見潮上帶—潮間帶發(fā)育的鳥眼構(gòu)造、帳篷構(gòu)造以及波浪破碎的藻紋層；燈三段厚度整體較薄，以深灰—灰色細—粉晶層狀云質(zhì)泥巖、灰黑色泥頁巖為主（圖2（c））；燈四段主要發(fā)育淺灰色層狀白云巖、藻白云巖和泥粉晶白云巖，受桐灣運動的影響，沉積地層遭受風(fēng)化剝蝕，風(fēng)化殼巖溶發(fā)育，發(fā)育大套的溶塌角礫（圖2（d））。

2　風(fēng)化殼古巖溶的識別

前人研究認為，震旦紀(jì)末期受桐灣運動影響，四川盆地震旦紀(jì)地層被抬升至地表，上震旦統(tǒng)只存在一期不整合［11-12］，形成燈四段巖溶儲層。本文中通過對研究區(qū)9條野外剖面、10余口重點探井的觀察與描述，結(jié)合地震、測井響應(yīng)及大量的地球化學(xué)分析認為，上震旦統(tǒng)受桐灣兩幕運動的影響發(fā)育兩期不整合，形成燈四段和燈二段兩套巖溶儲層，其風(fēng)化殼古巖溶的判別標(biāo)志如下。

2.1露頭與巖心證據(jù)

2.1.1地層不整合面

風(fēng)化殼巖溶的發(fā)育受不整合面控制，與重要的海平面升降或構(gòu)造運動造成的大面積暴露有關(guān)［13-14］。燈影組兩套不整合在區(qū)域上發(fā)育穩(wěn)定，除川中地區(qū)及盆地周邊，燈二段與燈四段分別與上覆地層呈區(qū)域性平行不整合接觸（圖3（a）、（b））。從巖性接觸關(guān)系上看，燈四段不整合由燈影組白云巖向筇竹寺的炭質(zhì)頁巖、泥巖過渡，內(nèi)部夾雜少量風(fēng)化紅土層、黏土層（先鋒剖面）；燈二段不整合由白云巖向燈三段的炭質(zhì)頁巖、藍灰色泥巖過渡，燈二段頂部可見鈣質(zhì)結(jié)殼層（高科1井）。從殘余地層厚度看，燈四段不整合發(fā)育時期構(gòu)造運動相對強烈，其中高科1井燈四段厚366 m，而資陽地區(qū)已剝蝕至燈二段。

2.1.2洞穴及其充填物

由于風(fēng)化殼巖溶發(fā)育不受組構(gòu)控制，在水巖作用及重力分異作用的影響下，常發(fā)育大的洞穴及其充填物［15-16］。在鉆井過程中，燈四段不整合面之下100 m內(nèi)普遍存在洞穴所導(dǎo)致的井漏及放空現(xiàn)象。在機械沉積和巖溶塌積的影響下，洞穴主要被分選較差的礫狀白云巖和灰黑色泥巖全充填（圖3（c）），角礫云巖主要來自燈影組圍巖，灰黑色泥巖來自上覆的寒武系筇竹寺組地層。受氣候環(huán)境和風(fēng)化暴露時間的影響，燈二段頂部洞穴發(fā)育程度及規(guī)模相對較小，鉆井過程中僅在不整合面之下60 m范圍內(nèi)出現(xiàn)零星井漏及放空現(xiàn)象。據(jù)巖心資料顯示，燈二段洞穴中主要被分選磨圓較差的灰黑色富藻角礫云巖和灰白色粉晶白云巖全充填（圖3（d）），富藻角礫和白云巖均來自圍巖。

圖2　四川盆地?zé)粲敖M各段露頭及巖心特征Fig.2 Characteristics of outcrops and drilling cores of Dengying Formation

2.1.3擴溶縫及溶孔、溶洞

在震旦系巖心中，常見在微張裂縫基礎(chǔ)上發(fā)育的擴溶縫，且擴溶縫周圍常伴隨有大量的溶孔（洞）［17］，這種擴溶縫及溶孔、溶洞的發(fā)育是巖溶作用發(fā)育的有效證據(jù)［18］。研究區(qū)燈四段擴溶縫主要在直立或近于直立的微裂縫基礎(chǔ)上發(fā)育（圖3（e）），縫寬約1cm，垂向上具有一定延伸性，其內(nèi)被鞍狀云巖、石英及部分紫紅色黏土、黃鐵礦半充填；周邊的溶孔規(guī)模較小，孔徑為0.1～0.8cm，主要被白云石半—全充填。燈二段擴溶縫有兩種類型，除高角度發(fā)育外，還發(fā)育一種沿40°左右微裂縫發(fā)育的擴溶縫（圖3（f）），該縫寬約0.5cm，延伸距離較小，縫內(nèi)經(jīng)細晶—巨晶白云石半充填；周邊發(fā)育的溶孔密集但孔徑小，內(nèi)部一般被白云石、瀝青半—全充填。

2.2地震與測井特征

2.2.1地震反射特征

地震地層分析是論證地層中不整合面及風(fēng)化殼巖溶發(fā)育的方法之一，與之相關(guān)的地層接觸關(guān)系包括削截、雜亂反射、上超，而這些不整合接觸關(guān)系正是在地震剖面上識別地層界面（不整合面）最為可靠和客觀的基礎(chǔ)［19］。由研究區(qū)地震剖面（圖4）可以看到，在盆地內(nèi)部燈二段頂界自東向西被削截，并被燈三段超覆，呈現(xiàn)出削截-超覆型不整合特征；同時，受構(gòu)造抬升的影響，盆地內(nèi)部的燈四段頂部也遭受不同程度剝蝕，形成起伏不平的侵蝕面，局部地區(qū)震旦系上部被削截。由此可見，燈二段與燈三段之間、震旦系與寒武系之間的不整合接觸在地震上都有清楚的顯示。

研究區(qū)地震資料局限于川中地區(qū)，且利用地震剖面分析判斷不整合及風(fēng)化殼古巖溶存在兩點弊端：①有些地區(qū)地震反射的地層幾何形態(tài)表明存在不整合面或風(fēng)化殼，但在巖心中卻沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的證據(jù)；②有些對高孔隙度巖溶儲層形成有重要影響的風(fēng)化殼在地震上沒有表現(xiàn)。

圖3　四川盆地上震旦統(tǒng)燈影組古巖溶特征照片F(xiàn)ig.3 Photos showing properties of paleo-karst in Dengying Formation of Upper Sinian，Sichuan Basin

圖4　研究區(qū)高科1井附近上震旦系燈影組地震剖面Fig.4 Seismic profile across well GK1 in Dengying Formation of Upper Sinian，Sichuan basin

2.2.2測井響應(yīng)特征

由于層序界面是不整合面，有利于U、Th及其他放射性元素富集，層序界面位于伽馬能譜基值和鈾、釷含量基值由小變大的部位，因此GR測井曲線所揭示的放射性元素的變化也有助于識別暴露面和洪泛面。如圖5所示，高石1井筇竹寺組至燈影組以及燈三段至燈二段接觸處測井曲線變化明顯：筇竹寺組底部發(fā)育暗綠色泥巖，燈三段主要發(fā)育灰、黑、藍灰色泥巖夾薄層白云巖，二者GR曲線均具有整體高值的特征。

受風(fēng)化殼古巖溶的影響，燈四段常發(fā)育相對大規(guī)模的洞穴及充填物（圖3（c）），由于充填物以上覆的筇竹寺組泥巖為主（圖5），燈四段頂部GR曲線常具尖峰狀高值。燈二段頂部發(fā)育滲流豆，為一套揭示干旱、半干旱環(huán)境下古風(fēng)殼的鈣結(jié)殼，DEN測井曲線具有整體低值、持續(xù)波動的特征。

圖5　高石1井燈影組測井響應(yīng)與巖心特征Fig.5 Logging response and core features of Dengying Formation，well GS1

碳酸鹽巖儲層具有非均質(zhì)性及裂縫性，其儲集空間分析常需結(jié)合成像測井等手段［20］。受風(fēng)化殼巖溶作用的影響，燈影組儲層中蜂窩狀的溶蝕孔洞（圖6（a））、順藻紋層的溶蝕孔洞（圖6（b））和葡萄花邊型溶蝕孔洞極為發(fā)育，其中，蜂窩狀的洞和順藻紋層的洞燈四、燈二均發(fā)育，葡萄花邊洞主要發(fā)育于燈二段。震旦系的天然裂縫主要是構(gòu)造裂縫，分布有一定的規(guī)律性，但多數(shù)裂縫有溶蝕作用，因此裂縫面往往不規(guī)則，有溶蝕擴大現(xiàn)象（圖6（c））。通過成像測井較容易識別天然裂縫，并與誘導(dǎo)裂縫區(qū)分（圖6（d））。

圖6　燈影組不同類型的儲集空間及識別Fig.6 Reservoir spaces and their recognition of Dengying Formation

2.3地球化學(xué)分析

風(fēng)化殼在遭受剝蝕過程中由于受到風(fēng)化淋濾的影響，穩(wěn)定碳同位素和常量元素會發(fā)生元素的遷移，這一特點也是碳酸鹽巖地層中識別風(fēng)化殼古巖溶的有力依據(jù)［21-22］。

本次研究對峨邊先鋒剖面燈影組地層均勻采集18個樣品進行碳同位素測定與分析，樣品的有效性在分析前已認證。由圖7可知，碳酸鹽巖δ13C值分布在-1.9‰～4.16‰，平均值為1.12‰，絕大部分值落在0～4‰。整體上看，燈影組共有3個明顯的負漂移點（圖7中N1、N2、N3），其中N1點位于燈影組和陡山沱組不整合面處，δ13C值為-1.9‰；N2點位于燈二段和燈三段不整合面處，δ13C值為-0.5‰；N3點位于震旦系和寒武系不整合面處，δ13C值為-1.0‰。盡管δ13C值的正負漂移受到海平面、氣候、火山活動等眾多因素的影響，但由于在燈四段頂部和燈二段頂部均發(fā)現(xiàn)大量有暴露巖溶的證據(jù)（圖3），N2和N3兩個負漂移可能主要是受海平面下降后淡水淋濾的影響，即在燈一段沉積初期和燈二段沉積末期，盆地海平面下降速率大于盆地沉降速率，導(dǎo)致了區(qū)域性風(fēng)化殼古巖溶的發(fā)育。

圖7　峨邊先鋒剖面上震旦統(tǒng)燈影組碳同位素及常量元素測定結(jié)果Fig.7 δ13C and major element contents of Dengying Formation in Xianfeng profile

同時，本文中通過采集兩套不整合面附近的風(fēng)化殼土壤和下伏基巖樣品，開展常量元素分析與研究（圖7）。受各元素抗風(fēng)化能力差異的影響，風(fēng)化殼土壤層在碳酸鹽巖風(fēng)化過程中主要表現(xiàn)為MgO的淋失和SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、Na2O、MnO、P2O5等不同程度的相對富集，K2O、Na2O、CaO在基巖與黏土層中的差異并不明顯。受風(fēng)化暴露時間及氣候環(huán)境的影響，兩套風(fēng)化殼的常量元素又存在一定差異，其中，燈四段風(fēng)化殼中相對惰性的元素（Si、Al、Fe、Ti等）更為富集，而活動性元素（Mg）淋失量更大。另外，燈四段風(fēng)化殼中P元素的高度富集更高，與寒武系底部含磷層相對應(yīng)，可能與寒武系早期成磷事件有關(guān)。

3　風(fēng)化殼古巖溶特征

風(fēng)化殼巖溶的發(fā)育過程中，在持續(xù)的構(gòu)造運動及長期的淡水淋濾作用下，碳酸鹽巖發(fā)生強烈溶蝕并在垂向上呈現(xiàn)出明顯的分帶性。在前人研究［23-24］的基礎(chǔ)上，依據(jù)大量的鏡下薄片分析及鉆井資料，通過古巖溶垂向結(jié)構(gòu)的單剖面刻畫及橫向?qū)Ρ确治?，明確上震旦統(tǒng)兩套風(fēng)化殼古巖溶的縱向結(jié)構(gòu)及橫向展布特征，為風(fēng)化殼古巖溶發(fā)育模式的建立提供理論依據(jù)。

3.1古巖溶相帶的垂向結(jié)構(gòu)

本文中以全取心井威117井為例開展古巖溶相帶垂向特征的刻畫?？傮w上，威117井主要發(fā)育滲流帶、潛流帶和緩流帶，缺乏表生巖溶帶的發(fā)育，其具體的垂向分帶結(jié)構(gòu)及特征（圖8）如下。

垂向滲流帶：由于暴露地表，在沿高角度裂縫或管道向下滲流的淡水影響下，該帶主要發(fā)育垂向展布的溶孔（洞）、溶溝。威117井滲流帶主要發(fā)育在燈二段頂面下70 m，巖性以灰—淺灰色富藻砂屑云巖、細—粉晶白云巖為主，局部含葡萄狀藻云巖。儲集空間以構(gòu)造縫、高角度擴溶縫為主，伴隨少量的溶溝、溶孔（洞）。其中，構(gòu)造縫常緊密排列，縫內(nèi)被泥質(zhì)或砂屑云巖全充填（圖8巖心照片（b））；擴溶縫及溶溝、溶洞規(guī)模較大，縫寬一般可達1cm，溶洞直徑最大可達16cm，其內(nèi)被白云石、石英及瀝青半—全充填。

水平潛流帶：受地下水水平徑流的影響，該帶是巖溶作用最為活躍的區(qū)域，儲集性能好，常有大型溶洞及聯(lián)通性較好的溶孔（洞）發(fā)育。威117井潛流帶包括兩套：第一套屬于燈四段古巖溶系統(tǒng)，發(fā)育于燈影組頂面下25 m，巖性以灰黑色砂屑粉晶云巖及富藻角礫云巖為主（圖8巖心照片（a）），其內(nèi)部構(gòu)造縫、針狀溶孔以及粒間溶孔、溶蝕孔洞發(fā)育，溶蝕空間被泥巖、白云巖全充填；第二套屬于燈二段古巖溶系統(tǒng)，位于燈二段頂面下70～290 m，發(fā)育大套灰色葡萄狀藻云巖及灰黑色富藻角礫云巖。該帶頂部主要發(fā)育具有水平聯(lián)通性的高角度擴溶縫，中段以角礫充填的溶洞、粒間溶孔為主，充填物以崩塌堆積的灰白色砂泥巖、白云巖為主，受潛水面變遷的影響，多套角礫云巖在垂向上疊置發(fā)育（圖8巖心照片（c）、（d））；下部以垂向溶蝕裂縫、順層溶洞為主，溶洞受白云石、石英、瀝青及少量黃鐵礦半充填。

深部緩流帶：該帶地下水活動性較弱，與表生作用相關(guān)的溶蝕影響大大降低，溶蝕孔洞充填程度整體較高。威117井緩流帶位于燈二段不整合面以下290～400 m，以大套的致密泥晶云巖的出現(xiàn)為底界。巖性上以大套的粉晶云巖為主，含富藻云巖，常見同生期—準(zhǔn)同生期發(fā)育的鳥眼構(gòu)造（圖8巖心照片（e））。溶蝕孔洞不發(fā)育，但縫合線較發(fā)育，密集段可達15條/10cm（圖8巖心照片（f））。

未影響帶：該帶位于不整合面以下超過400 m的深度處，表生巖溶作用對此深度以下的地層沒有直接影響。該帶頂部主要發(fā)育灰白色泥晶云巖，夾部分礫屑云巖、富藻云巖；底部為燈一段的黑色硅質(zhì)泥晶云巖，富含黑色硅質(zhì)條帶。整體致密（圖8巖心照片（g）），僅見壓溶縫、構(gòu)造縫及部分孤立的溶蝕洞，洞內(nèi)被熱液成因的鞍狀白云石全充填（圖8巖心照片（h））。

可見，在構(gòu)造運動及潛水面控制下，威117井燈四段古巖溶系統(tǒng)主要發(fā)育水平潛流帶，其上缺失垂向滲流帶；燈二段古巖溶系統(tǒng)的垂向滲流帶位于不整合面之下0～70 m，水平潛流帶在不整合面以下70～290 m，再往下則過渡至風(fēng)化殼巖溶影響較弱的深部緩流帶及表生巖溶未影響帶。

3.2古巖溶結(jié)構(gòu)的區(qū)域展布

在對研究區(qū)燈影組古巖溶垂向分帶特征認識的基礎(chǔ)上，對川中—川西等震旦系勘探的主體區(qū)域進行巖溶相帶的對比分析（圖9，剖面位置見圖1），認為燈影組兩套風(fēng)化殼古巖溶結(jié)構(gòu)具有以下特征：

（1）燈四段風(fēng)化殼古巖溶主要發(fā)育水平潛流帶和深部緩流帶，垂向滲流帶帶僅在古地貌高部位的川中地區(qū)出露，缺乏表層巖溶帶的發(fā)育。其中，滲流帶影響深度為燈四段不整合面之下0～20 m，以發(fā)育大量高角度裂縫及少量溶孔為主要特征；潛流帶主要作用于燈四段不整合面之下20～100 m，發(fā)育大型洞穴及大規(guī)模的順層溶孔、溶洞，是燈影組上部最有利的儲集段；受構(gòu)造因素的影響，緩流帶在資陽、威遠等地區(qū)基本不發(fā)育，其在川西和川中地區(qū)展布于燈四段不整合面之下100～140 m，儲集空間以構(gòu)造縫、壓溶縫及充填程度較高溶孔（洞）為主，儲集性能較差。

圖8　四川盆地威117井燈影組古巖溶垂向結(jié)構(gòu)柱狀圖Fig.8 Vertical structure of paleo-karst in Dengying Formation of well wei117，Sichuan Basin

（2）燈二段風(fēng)化殼古巖溶主要發(fā)育垂向滲流帶、水平潛流帶及深部緩流帶，表層巖溶帶僅在盆地西側(cè)的先鋒剖面有發(fā)現(xiàn)，其厚度較小，僅約十幾厘米，膠結(jié)較致密。滲流帶影響深度為燈二段不整合面之下0～60 m，儲集空間以構(gòu)造縫、高角度擴溶縫為主，伴隨少量的溶溝、溶孔（洞），儲集空間基本被云巖及風(fēng)化殼的殘余物全充填，儲層相對致密，其中，在高科1井發(fā)現(xiàn)15cm厚的致密鈣結(jié)殼層；潛流帶厚度較大，涵蓋了燈二段不整合面之下60～300 m，主要發(fā)育具有水平聯(lián)通性的高角度擴溶縫，白云巖、石英、瀝青半—全充填的溶洞、粒間溶孔；緩流帶厚度穩(wěn)定，其影響深度為燈二段段不整合面之下300～400 m，除發(fā)育大套的鳥眼孔外，巖溶特征與燈四段的深部緩流帶基本相似。

圖9　四川盆地?zé)粲敖M古巖溶結(jié)構(gòu)橫向?qū)Ρ菷ig.9 Horizontal comparison of paleo-karst structure in Dengying Formation，Sichuan Basin

4　古巖溶發(fā)育模式

前人研究表明，新元古代燈影期四川盆地整體處于拉張環(huán)境下的克拉通內(nèi)拗陷階段［25-26］，沉積了廣泛分布的淺海厚層碳酸鹽巖地層序列，具有明顯的碳酸鹽巖臺地沉積特征［27］。燈二段至燈四段沉積期，整個四川盆地具有以下特征：

（1）不整合面連續(xù)。燈二段與燈四段分別與上覆地層呈不整合接觸，除高石梯-磨溪構(gòu)造西側(cè)的斜坡帶、威遠-資陽以及盆地周緣地區(qū)外，這兩套不整合具有區(qū)域性平行不整合特征，且不整合面展布穩(wěn)定。

（2）巖性穩(wěn)定。燈影組以發(fā)育大套的碎屑云巖、藻云巖為主，在區(qū)域上其發(fā)育3套可作為區(qū)域?qū)Ρ鹊臉?biāo)志層，即燈三段碎屑巖，燈二段、燈四段“富藻層”。

（3）坡降差異小。在野外及巖心觀察中，并沒有觀察到大規(guī)模的洞穴及大尺寸角礫充填物發(fā)育，說明古巖溶相帶區(qū)域上過渡平緩，無落差較大的古巖溶地貌。

由此可見，燈影組兩套風(fēng)化殼古巖溶均符合碳酸鹽巖臺地中的緩坡模式。盡管宏觀的巖溶模式一致，但兩套風(fēng)化殼古巖溶發(fā)育程度仍存在一定差異（圖10）。

從古地貌特征來看，燈四段古地貌分異明顯，其相對于燈二段古地貌具有相對高程高、坡降大的特點。其中，較大的坡降及分異明顯的地貌為燈四段的強烈?guī)r溶作用提供了條件。這使得燈四段儲層中溶洞（孔）、大的洞穴及其垮塌充填物較發(fā)育（威遠地區(qū)15口鉆井放空層統(tǒng)計顯示，燈四段放空層占84.5%），其中，充填物主要由大粒徑的角礫云巖（圖3（c））、泥巖組成，可見碳酸鹽巖風(fēng)化而成的紅土。坡降相對較小的燈二段巖溶作用和緩，主要發(fā)育同生期-準(zhǔn)同生期層間巖溶基礎(chǔ)上發(fā)育的溶洞（孔），但大的洞穴及其垮塌充填物不常見（威遠地區(qū)燈二段放空層占15.5%），充填物主要由小粒徑的角礫云巖（圖3（d））、白云巖組成，可見鈣質(zhì)結(jié)殼層。

圖10　四川盆地上震旦統(tǒng)燈影組風(fēng)化殼古巖溶模式Fig.10 Weathering crust paleo-karst models of Dengying Formation，Sichuan Basin

5　結(jié) 論

（1）露頭、巖心證據(jù)（地層不整合、洞穴及其充填物、擴溶縫及溶蝕孔洞）與地球化學(xué)分析（碳同位素負漂移、常量元素的遷移）表明，上震旦統(tǒng)受桐灣兩幕運動的影響發(fā)育兩期不整合，導(dǎo)致了燈四段和燈二段兩套風(fēng)化殼古巖溶的發(fā)育。

（2）通過古巖溶垂向結(jié)構(gòu)的單剖面刻畫及橫向?qū)Ρ确治稣J為，燈四段風(fēng)化殼古巖溶主要發(fā)育水平潛流帶和深部緩流帶；燈二段風(fēng)化殼古巖溶主要發(fā)育垂向滲流帶、水平潛流帶及深部緩流帶。其中，發(fā)育大型洞穴及大規(guī)模的順層溶孔、溶洞的水平潛流帶是巖溶作用最強烈區(qū)域，該帶在燈四段不整合面之下20～100 m以及燈二段不整合面之下60～300 m均有展布。

（3）燈影組兩套風(fēng)化殼古巖溶均符合碳酸鹽巖臺地中的緩坡模式，但燈四段古地貌分異明顯，風(fēng)化殼巖溶作用更強烈。

致謝 感謝中國石油西南油氣田宋文海教授在野外及巖心觀察過程中給予的悉心指導(dǎo)，以及中國石油勘探開發(fā)研究院張寶民教授在巖溶模式的建立方面給予的寶貴意見。

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（編輯 修榮榮）

Characteristics and models of weathering paleo-karst in Upper Sinian，Sichuan Basin

LUO Beiwei1，JIA Chengzao2，WEI Guoqi3，YANG Wei3，XIE Wuren3，XU Hailong1
（1.Research Institute of Petroleum Exploration&Development，PetroChina，Beijing 100083，China；2.China National Petroleum Corporation，Beijing 100724，China；3.Langfang Branch of Petroleum Exploration and Development Research Institute，PetroChina，Langfang 065007，China）

The development of ancient weathering crust karst in Sinian is the main factor of the breakthrough in Dengying Formation of Sichuan Basin.With a lot of outcrops，drilling coring，thin sections，seismic and well logging data，geochemistry analysis，and on the basis of the comprehensive arguments about the two sets of weathering paleo-karst in Dengying Formation，weathering paleo-karst characteristics and differences between the vertical and horizontal structures were studied to further establish corresponding weathering paleo-karst models.It is concluded that the weathering paleo-karsts in Dengying Formation can be described by the ramp model.However，affected by the different palaeogeomorphology gradient，the strata near the unconformity of the fourth Member of Dengying Formation has the strongest karstification and easy to develop caverns，breccia and mudstone filling.The horizone-phreatic zone and deep-slow-flowing zone are the main part of the karst vertical zonation.The strata near the unconformity of the second Member of Dengying Formation has a relatively slow karstification，with the small size of the dolomite breccia，dolomite as its cave fillings，and mainly develop vertical vadose zone，horizone-phreatic zone and deep-slow-flowing zone.

weathering paleo-karst；paleo-karst structure；paleo-karst models；Upper Sinian；Dengying Formation；SichuanBasin

TE 121

A

1673-5005（2015）03-0008-12

10.3969/j.issn.1673-5005.2015.03.002

2014-10-05

國家科技重大專項（2011ZX05007-002）

羅貝維（1986-），男，工程師，博士，主要從事油氣勘探及地質(zhì)建模工作。E-mail：luobeiwei@petrochina.com.cn。

引用格式：羅貝維，賈承造，魏國齊，等.四川盆地上震旦統(tǒng)燈影組風(fēng)化殼古巖溶特征及模式分析［J］.中國石油大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2015，39（3）：8-19.

LUO Beiwei，JIA Chengzao，WEI Guoqi，et al.Characteristics and models of weathering paleo-karst in Upper Sinian，Sichuan Basin［J］.Journal of China University of Petroleum（Edition of Natural Science），2015，39（3）：8-19.