劉君龍,紀(jì)友亮,楊克明,宋虹玉,劉大衛(wèi),王天云,鄭占義
(1.中國(guó)石油大學(xué)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102249;2.中國(guó)石油化工股份有限公司西南分公司,四川成都610081;3.中國(guó)石油大慶油田榆樹(shù)林油田有限責(zé)任公司,黑龍江大慶163000)
川西須家河組前陸盆地構(gòu)造層序及沉積充填響應(yīng)特征
劉君龍1,紀(jì)友亮1,楊克明2,宋虹玉1,劉大衛(wèi)1,王天云1,鄭占義3
(1.中國(guó)石油大學(xué)油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102249;2.中國(guó)石油化工股份有限公司西南分公司,四川成都610081;3.中國(guó)石油大慶油田榆樹(shù)林油田有限責(zé)任公司,黑龍江大慶163000)
川西坳陷在須家河組沉積期為典型的周緣前陸盆地,受幕式造山運(yùn)動(dòng)的控制,其構(gòu)造層序具有“二元體系域”的特征,即強(qiáng)烈造山期體系域和構(gòu)造寧?kù)o期體系域。構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不僅控制著前陸盆地的層序地層發(fā)育,也會(huì)分配層序內(nèi)部的沉積物充填?;赩ail經(jīng)典層序地層學(xué)理論,綜合利用地震、測(cè)錄井等資料,分析研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造層序類型及主控因素,闡明不同構(gòu)造層序內(nèi)部的沉積充填響應(yīng)特征。結(jié)果表明:須家河組在前陸盆地期(須二段—須五段)可以劃分為2個(gè)構(gòu)造層序,其中須二段和須四段為強(qiáng)烈造山期體系域,須三段和須五段為構(gòu)造寧?kù)o期體系域;構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是控制研究區(qū)構(gòu)造層序發(fā)育的主要因素;強(qiáng)烈造山期體系域以粗粒沉積為主,發(fā)育沖積扇—辮狀河三角洲—湖泊沉積體系,構(gòu)造寧?kù)o期體系域以細(xì)粒沉積為主,發(fā)育曲流河三角洲—濱淺湖沉積體系。
構(gòu)造層序;二元體系域;沉積充填響應(yīng);須家河組;川西前陸盆地
在前陸盆地,構(gòu)造運(yùn)動(dòng)是控制盆地內(nèi)部層序地層發(fā)育和沉積體系展布的主要因素[1-4]。根據(jù)構(gòu)造活動(dòng)的強(qiáng)弱和影響范圍等因素可以對(duì)層序地層進(jìn)行分級(jí)[5],分別為一級(jí)層序、二級(jí)層序和三級(jí)層序等。此次研究的構(gòu)造層序,即二級(jí)層序,是指以較為明顯的區(qū)域性的不整合間斷面及其對(duì)應(yīng)的整合面為層序邊界,形成時(shí)間大約為10 Ma,厚度在數(shù)百米至數(shù)千米的地層單元。川西坳陷在須家河組沉積期為典型的前陸盆地,受龍門山幕式造山運(yùn)動(dòng)的影響,一個(gè)完整的構(gòu)造層序由強(qiáng)烈造山期體系域和構(gòu)造寧?kù)o期體系域兩個(gè)體系域組成,其間以層序的初始湖泛面為界,表現(xiàn)為“二元體系域”的特征[10-15]。近幾年,隨著盆-山耦合理論的提出與深化,活動(dòng)性盆地邊緣的構(gòu)造活動(dòng)對(duì)沉積充填的控制作用逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn),其中以前陸盆地尤為突出[1-4,6-21],分析了層序地層發(fā)育控制因素,建立了沉積演化模式。在川西前陸盆地,前人從沉積環(huán)境[16]、層序地層[17]、構(gòu)造期次與分帶性[18-21]等方面開(kāi)展了研究,這些成果很好地解釋了川西前陸盆地沉積特征與構(gòu)造演化規(guī)律,但是在前陸盆地構(gòu)造層序“二元體系域”劃分及其構(gòu)造如何控制層序,進(jìn)而分配沉積物等方面研究較少。筆者綜合利用地震、測(cè)錄井等資料,對(duì)川西前陸盆地構(gòu)造層序及沉積充填響應(yīng)特征進(jìn)行分析,系統(tǒng)研究不同構(gòu)造層序內(nèi)部沉積體系展布規(guī)律和垂向演化特征,并建立川西須家河組前陸盆地構(gòu)造-沉積充填模式。
1.1 研究區(qū)位置
川西坳陷位于龍門山?jīng)_斷帶與龍泉山前陸隆起帶所限定的四川盆地西部,是晚三疊世以來(lái)形成的疊覆型盆地[22-24],研究區(qū)川西坳陷中段西南緣以龍門山?jīng)_斷帶為界,北緣至安縣,南緣至成都一線,東緣以龍泉山隆起帶為邊界(圖1),研究區(qū)面積約為1.1×104km2。
圖1 川西坳陷區(qū)域地質(zhì)簡(jiǎn)圖Fig.1 Simplified geological map of western Sichuan depression
1.2 構(gòu)造演化
川西坳陷在須家河組沉積期受印支運(yùn)動(dòng)的影響[16-24]共發(fā)生了3次主要的構(gòu)造運(yùn)動(dòng),分別為印支一幕、印支二幕和印支三幕,進(jìn)而控制著龍門山周緣前陸盆地3個(gè)演化階段:前陸初始發(fā)育期、前陸強(qiáng)烈隆升期和前陸構(gòu)造衰亡期。
1.2.1 前陸初始發(fā)育期
晚三疊世的早期(圖2和圖3),在小塘子組(與馬鞍塘組統(tǒng)稱須一段[20-26])接受沉積時(shí)期龍門山開(kāi)始隆起,川西坳陷內(nèi)部的海水由西南向外排出,表現(xiàn)為海陸過(guò)渡相;須二段沉積期,川西坳陷進(jìn)入周緣前陸盆地演化階段,龍門山北段已經(jīng)隆升遭受剝蝕,但龍門山南段仍是水下隆起或尚未隆起[25];須三段沉積期,沉積了一套區(qū)域分布范圍較廣的湖泛泥巖,發(fā)育三角洲和湖相沉積[26]。
圖2 川西坳陷須家河組構(gòu)造層序及沉積演化柱狀圖Fig.2 Tectono-stratigraphy characteristics and sedimentary evolution of Xujiahe Formation in western Sichuan depression
圖3 川西前陸盆地構(gòu)造演化過(guò)程(L4測(cè)線,見(jiàn)圖1)Fig.3 Tectonic evolution of western Sichuan foreland basin
1.2.2 前陸強(qiáng)烈隆升期
晚三疊世的中期(圖2和圖3),即須四段開(kāi)始接受沉積時(shí)期,在安縣運(yùn)動(dòng)的作用下[26,30-31]龍門山北段繼續(xù)隆升遭受剝蝕,龍門山中段和南段也開(kāi)始強(qiáng)烈抬升遭受剝蝕,并向盆地提供物源;須五段沉積期,主要受江南古陸的影響沉積了一套湖泛泥巖,發(fā)育三角洲和湖泊沉積。
1.2.3 前陸構(gòu)造衰亡期
晚三疊世末期,即印支運(yùn)動(dòng)晚期(圖3),甘孜-阿壩造山帶形成[25-26],秦嶺造山帶聳立,上三疊統(tǒng)與侏羅系的界面表現(xiàn)為區(qū)域性構(gòu)造不整合界面,在龍門山中北段和米倉(cāng)山—大巴山前緣的地表露頭區(qū),下侏羅統(tǒng)白田壩組呈角度不整合覆于須家河組的不同層位上,其下伏地層已褶皺變形。
2.1 層序界面的識(shí)別
構(gòu)造層序地層的界面一般是一個(gè)區(qū)域性的不整合及其對(duì)應(yīng)的整合面,是由構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和基準(zhǔn)面突然下降疊加的結(jié)果[2]。通過(guò)野外露頭和鉆井層序界面的識(shí)別,結(jié)合地震層序地層劃分,是進(jìn)行全盆地層序地層劃分與對(duì)比的基礎(chǔ)[27]。
川西坳陷須家河組露頭剖面出露較好,三維地震數(shù)據(jù)基本連片,探井分布相對(duì)分散,為層序地層邊界的識(shí)別提供了很好的依據(jù)。此次研究在研究區(qū)內(nèi)目的層自下而上共識(shí)別出4個(gè)構(gòu)造層序邊界,分別為SSB1~SSB4,其中SSB1和SSB4同樣是一個(gè)一級(jí)層序界面(表1)。
SSB1為上三疊統(tǒng)與中、下三疊統(tǒng)之間的一個(gè)區(qū)域性構(gòu)造不整合面,對(duì)應(yīng)于印支一幕。在地震上,該界面對(duì)應(yīng)于T6反射界面,馬鞍塘組和小塘子組自西向東不斷減薄,地震反射上表現(xiàn)為對(duì)下伏地層的上超終止。
SSB2為須一段(馬鞍塘組和小塘子組,圖2)與須二段之間的一個(gè)平行不整合面。該界面在地震剖面上對(duì)應(yīng)于T62,表現(xiàn)為須二段對(duì)須一段的不斷上超,上超終止于研究區(qū)新都—中江一帶。
SSB3為須三段與須四段之間的一個(gè)次級(jí)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)不整合面,對(duì)應(yīng)于印支二幕。該界面在地震剖面上反射明顯,側(cè)向延伸穩(wěn)定,具有明顯的削蝕現(xiàn)象,表現(xiàn)為微角度不整合面,并被鉆井資料證實(shí)是安縣運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)物[28]。
SSB4為三疊系與侏羅系之間的一個(gè)區(qū)域性構(gòu)造不整合面,對(duì)應(yīng)于印支三幕。在地震上,該界面對(duì)應(yīng)于T5反射界面,在龍門山前可以識(shí)別出明顯的上超終止和削截現(xiàn)象。
2.2 層序結(jié)構(gòu)分析
在層序界面識(shí)別的基礎(chǔ)之上,將川西坳陷須家河組劃分了3個(gè)構(gòu)造層序,自下而上分別為:TS1(馬鞍塘組、小塘子組)、TS2(須二段、須三段)和TS3(須四段、須五段)。在TS1層序發(fā)育期,龍門山及其前緣沉降,海水向東緩慢侵進(jìn),川西坳陷為被動(dòng)大陸邊緣盆地[29]。為了揭示前陸盆地構(gòu)造層序的發(fā)育特征,將TS2層序和TS3層序作為本次研究的重點(diǎn)(圖4,井位位置見(jiàn)圖5)。
表1 須家河組構(gòu)造層序邊界識(shí)別特征Table 1 Characteristics of tectono-stratigraphy boundaries in Xujiahe Formation
2.2.1 TS2層序結(jié)構(gòu)
這一時(shí)期松潘甘孜造山帶隆升[29],海水逐漸退出盆地,TS2層序發(fā)育在這種周緣前陸盆地背景下由須二段、須三段組成。受盆地構(gòu)造沉降和沉積物供給的影響,該層序由NW至SE方向逐漸減薄,層序的底部表現(xiàn)為對(duì)TS1層序的上傾超覆(圖6和圖7),層序的頂部由于后期的構(gòu)造抬升,在靠近龍門山一側(cè)遭受剝蝕。
須二段沉積期相當(dāng)于TS2層序的強(qiáng)烈造山期體系域,前陸盆地處于擠壓活動(dòng)期,構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)度自北向南逐漸加強(qiáng)。盆地不同位置層序結(jié)構(gòu)的發(fā)育樣式有所差異,龍門山前由于強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng),物源供給能力強(qiáng),構(gòu)造作用產(chǎn)生的可容空間相對(duì)較小,沉積物填平補(bǔ)齊;坳陷內(nèi)部構(gòu)造作用產(chǎn)生的可容空間很小,龍門山的沉積物經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的搬運(yùn)到坳陷內(nèi)部,形成須二段厚層砂體,指示一種強(qiáng)物源供給、低可容空間環(huán)境。
須三段沉積期相當(dāng)于TS2層序的構(gòu)造寧?kù)o期體系域,發(fā)育在前陸盆地構(gòu)造寧?kù)o期。這一時(shí)期,盆地不同位置形成的層序結(jié)構(gòu)具有一定的差異性,龍門山前物源供給能力較弱,構(gòu)造沉降形成的可容空間相對(duì)較大,沉積物多在山前堆積;在盆地內(nèi)部,由于造山運(yùn)動(dòng)停止,擠壓應(yīng)力促使地殼發(fā)生撓曲作用形成可容空間,盆地沉降速率大于沉積物堆積速率,沉積物以細(xì)粒的泥巖、粉砂巖為主。
圖4 德陽(yáng)1井須家河組層序地層及沉積相綜合分析圖Fig.4 Sequence stratigraphy and sedimentary facies analysis of Xujiahe Formation in well DeY1
2.2.2 TS3層序結(jié)構(gòu)
這一時(shí)期發(fā)育的構(gòu)造層序與TS2層序相似,由粗粒強(qiáng)烈造山期體系域(須四段)和細(xì)粒構(gòu)造寧?kù)o期體系域(須五段)組成。TS3構(gòu)造層序發(fā)育時(shí)期,由于受印支二幕安縣運(yùn)動(dòng)的影響[30-31],龍門山進(jìn)入強(qiáng)烈隆升階段,相比于TS2構(gòu)造層序,這一時(shí)期龍門山隆升的幅度更大,不僅龍門山北段遭受剝蝕,龍門山中段和南段也開(kāi)始遭受剝蝕,向盆地供源。TS3構(gòu)造層序在整個(gè)盆地均有發(fā)育,該層序由NW至SE方向逐漸加厚。由于印支運(yùn)動(dòng)晚期的強(qiáng)烈造山運(yùn)動(dòng),層序頂部遭受強(qiáng)烈的剝蝕,并且剝蝕作用由北向南逐漸減弱(圖6和圖7,剖面位置見(jiàn)圖5)。
須四段沉積期相當(dāng)于TS3層序的強(qiáng)烈造山期體系域,與須二段具有相似性,同樣發(fā)育在前陸盆地?cái)D壓活動(dòng)期,隆升幅度自北向南逐漸加強(qiáng)。在龍門山前,由于造山運(yùn)動(dòng),物源供給能力強(qiáng),構(gòu)造擠壓形成的可容空間相對(duì)較小,沉積物填平補(bǔ)齊;在盆地中心,由于長(zhǎng)軸物源的匯聚,構(gòu)造作用產(chǎn)生的可容空間相對(duì)較小,因此形成須四段厚層砂體,指示一種強(qiáng)物源供給、低可容空間的沉積環(huán)境。
須五段沉積期相當(dāng)于TS3層序的構(gòu)造寧?kù)o期體系域,與須三段具有相似性,發(fā)育在前陸盆地構(gòu)造寧?kù)o期。這一時(shí)期,川西坳陷北部已經(jīng)完全隆升成陸地形成剝蝕區(qū),湖濱岸線退至安縣一線,廣泛發(fā)育細(xì)粒沉積物。
圖5 川西坳陷中段須家河組前陸盆地期沉積相Fig.5 Depositional facies maps of Xujiahe Formation in middle part of western Sichuan depression
構(gòu)造層序是一期構(gòu)造事件的記錄,構(gòu)造作用決定了不同層序或同一層序不同位置在三維空間上層序結(jié)構(gòu)的差異性,進(jìn)而分配了層序內(nèi)部的沉積物充填。以“二元體系域”為單元,選取138口重點(diǎn)井進(jìn)行單井沉積相分析,然后進(jìn)行連井相和地震相分析,在此基礎(chǔ)之上綜合考慮平面砂地比分布,對(duì)川西坳陷中段須家河組進(jìn)行沉積相編圖(圖5),從平面上更直觀地闡明構(gòu)造對(duì)沉積的控制作用。
3.1 強(qiáng)烈造山期體系域發(fā)育粗粒沉積建造
須二段沉積期(TS2強(qiáng)烈造山期體系域,圖5(a)),龍門山自北向南開(kāi)始緩慢隆升,長(zhǎng)軸方向的龍門山北段和康滇古陸主要為研究區(qū)供源,平面上發(fā)育以曲流河三角洲—濱淺湖為主的沉積體系。
須四段沉積期(TS3強(qiáng)烈造山期體系域,圖5(c)),由于安縣運(yùn)動(dòng)龍門山再次發(fā)生劇烈抬升,與須二段相比較,其隆升范圍擴(kuò)大到龍門山中段—南段。這一時(shí)期,除了TS2層序發(fā)育期的長(zhǎng)軸物源,來(lái)自龍門山中段的短軸物源也開(kāi)始為研究區(qū)供源,形成了“長(zhǎng)軸短軸匯聚、近源遠(yuǎn)源匯砂”的格局。剖面上(圖7)在龍門山前的推覆構(gòu)造帶發(fā)育以沖積扇—扇三角洲為主的沉積體系,在前隆斜坡位置發(fā)育以辮狀河三角洲—濱淺湖為主的沉積體系。平面上,研究區(qū)內(nèi)發(fā)育沖積扇—沖積平原—辮狀河三角洲—湖泊沉積體系。
3.2 構(gòu)造寧?kù)o期體系域發(fā)育細(xì)粒沉積建造
須三段沉積期(TS2構(gòu)造寧?kù)o期體系域,圖5(b)),龍門山處于構(gòu)造寧?kù)o期,山體隆升幅度低,物源體系與須二段具有繼承性,主要為長(zhǎng)軸方向的龍門山北段和康滇古陸,供源能力較弱,平面上以廣泛發(fā)育的濱淺湖沼澤沉積為主,植被大量發(fā)育。
圖6 過(guò)川孝568—川泉173井連井構(gòu)造層序和沉積相解釋剖面Fig.6 Tectono-stratigraphy and facies interpretational sections passing towards CX568 and CQ173
須五段沉積期(TS3構(gòu)造寧?kù)o期體系域,圖5(d)),與須三段相似,龍門山進(jìn)入構(gòu)造寧?kù)o期,物源體系繼承了須四段,但是由于供源能力較弱,研究區(qū)內(nèi)廣泛發(fā)育濱淺湖沼澤沉積。末期,受印支三幕的影響,地層發(fā)生大面積的剝蝕。
3.3 同一時(shí)期不同構(gòu)造單元分配不同沉積體系
前陸盆地在平面上具有構(gòu)造分帶性,根據(jù)其活動(dòng)性質(zhì)可以劃分為逆沖推覆帶、前緣坳陷帶、前陸斜坡帶和前陸隆起帶[1-4,28-31]。在不同的構(gòu)造位置,由于構(gòu)造沉降產(chǎn)生的可容空間不同,沉積物供給也各有差異,導(dǎo)致其沉積物充填各具特點(diǎn)。
自逆沖推覆帶到前緣坳陷帶沉積物粒度逐漸變細(xì),發(fā)育一套沖積扇—沖積平原—辮狀河三角洲—湖泊沉積體系。以強(qiáng)烈造山期體系域?yàn)槔?,逆沖推覆帶一般發(fā)育沖積扇—沖積平原粗粒沉積體系,可見(jiàn)礫石、沖刷泥礫和大型交錯(cuò)層理等現(xiàn)象(圖8(a)和(b));進(jìn)入前緣坳陷,沉積體系以辮狀河三角洲前緣為主,由于可容空間較小,垂向上多期分支河道相互疊置,泥礫、平行層理和大型交錯(cuò)層理常見(jiàn),其中須二段可見(jiàn)變形構(gòu)造(圖8(c)),須四段與須二段相比,由于龍門山中段已經(jīng)開(kāi)始強(qiáng)烈隆升,其沉積物粒度比須二段要粗;前陸隆起帶由于坡度相對(duì)較緩[33],構(gòu)造產(chǎn)生可容空間較小,沉積物供給強(qiáng)烈,可見(jiàn)沖刷泥礫和波狀交錯(cuò)層理(圖8(d))。
關(guān)于前陸盆地的演化與沉積充填國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展過(guò)大量研究[1-4,10-15,32-37]。Catuneanu認(rèn)為前陸盆地的沉降機(jī)制除了撓曲變形,還有由地幔拐角流引起的動(dòng)態(tài)沉降,進(jìn)而將前陸盆地演化分為欠補(bǔ)償階段、充填階段和過(guò)補(bǔ)償階段[33];Clevis等[34]通過(guò)三維計(jì)算機(jī)模擬對(duì)前陸盆地演化進(jìn)行正演,結(jié)果顯示前陸盆地的構(gòu)造活動(dòng)分為活動(dòng)期和寧?kù)o期,在構(gòu)造活動(dòng)期,沉積物以短軸體系粗粒沖積扇—辮狀河三角洲為主,在構(gòu)造寧?kù)o期,沉積物以長(zhǎng)軸體系細(xì)粒曲流河三角洲—濱淺湖為主;紀(jì)友亮等[35-37]對(duì)中國(guó)典型前陸盆地的層序結(jié)構(gòu)和沉積演化進(jìn)行研究,認(rèn)為前陸盆地的演化可以分為構(gòu)造寧?kù)o期、強(qiáng)烈活動(dòng)高峰早期和晚期3個(gè)階段。
圖7 過(guò)新場(chǎng)31—德陽(yáng)1—廣漢2—川泉171井連井構(gòu)造層序和沉積相解釋剖面圖Fig.7 Tectono-stratigraphy and facies interpretational sections passing towards XC31,DeY1,GH2 and CQ171
川西須家河組前陸盆地與國(guó)內(nèi)外典型前陸盆地的沉降機(jī)制和構(gòu)造演化等方面整體具有相似性,但受控于盆地性質(zhì)、幕式造山期次和物源體系等因素的影響,又具有特殊性,主要表現(xiàn)在:①龍門山逆沖推覆活動(dòng)具有多期次、多階段的特點(diǎn),伴隨著龍門山強(qiáng)烈造山期和寧?kù)o期交替出現(xiàn);②受剪刀式俯沖[32]作用的影響,龍門山的抬升自北向南幅度逐漸增強(qiáng),決定了盆地內(nèi)沉積充填序列的差異。
此次研究以川西前陸盆地為例總結(jié)了發(fā)育在前陸盆地背景下的構(gòu)造-沉積充填模式。根據(jù)前陸盆地的幕式造山運(yùn)動(dòng)及內(nèi)部沉積充填響應(yīng)特征,將川西前陸盆地的演化分為2種模式(圖9(a)和(b)):前陸盆地構(gòu)造寧?kù)o期細(xì)粒沉積模式和前陸盆地強(qiáng)烈造山期粗粒沉積模式。
4.1 前陸盆地構(gòu)造寧?kù)o期細(xì)粒沉積模式
這種類型的沉積模式發(fā)育在前陸盆地構(gòu)造寧?kù)o期,研究區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)于須三段和須五段。這一時(shí)期,由于構(gòu)造活動(dòng)不強(qiáng)烈,山體隆升幅度低,并且常年遭受剝蝕,物源供給能力較弱,因此粗粒的碎屑沉積物多局限在龍門山前,形成沖積扇和扇三角洲沉積體系,相帶范圍較窄,盆地內(nèi)部多以細(xì)粒沉積物為主,發(fā)育濱淺湖—沼澤相沉積體系。
4.2 前陸盆地強(qiáng)烈造山期粗粒沉積模式
這種類型的沉積模式發(fā)育在前陸盆地強(qiáng)烈造山期,研究區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)于須二段和須四段。這一時(shí)期,區(qū)別于構(gòu)造寧?kù)o期沉積模式,由于構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈,山體隆升幅度高,物源供給能力較強(qiáng),因此沉積物多以粗粒碎屑物質(zhì)為主。沉積相帶展布與構(gòu)造寧?kù)o期相似,粗粒沉積物往往發(fā)育在靠近龍門山的推覆構(gòu)造帶,而向盆地中央,其粒度逐漸變細(xì)。同一時(shí)期不同構(gòu)造區(qū)帶沉積體系不同(圖5和圖8),同一位置不同時(shí)期的沉積演化在垂向上也具有差異性(圖9(c))。在逆沖推覆帶,強(qiáng)烈造山期體系域和構(gòu)造寧?kù)o期體系域均發(fā)育加積式準(zhǔn)層序組,其中造山期為粗粒加積準(zhǔn)層序組,寧?kù)o期發(fā)育細(xì)粒加積準(zhǔn)層序組;進(jìn)入前緣坳陷帶沉積物粒度逐漸變細(xì),強(qiáng)烈造山期體系域由加積準(zhǔn)層序組逐漸過(guò)渡到退積準(zhǔn)層序組,在構(gòu)造寧?kù)o期體系域可以識(shí)別出構(gòu)造層序的最大湖泛面;在前陸斜坡帶,強(qiáng)烈造山期體系域發(fā)育粗粒加積準(zhǔn)層序組,構(gòu)造寧?kù)o期體系域由退積和進(jìn)積準(zhǔn)層序組構(gòu)成;前陸隆起帶與逆沖推覆帶的體系域構(gòu)成具有相似性,但是由于構(gòu)造活動(dòng)不強(qiáng)烈,整體粒度較細(xì)。
圖8 前陸盆地不同構(gòu)造位置沉積物充填特征(井位位置見(jiàn)圖5)Fig.8 Sedimentary infill characteristics in different tectonic area of western Sichuan foreland basin
圖9 川西前陸盆地構(gòu)造-沉積充填模式Fig.9 Sedimentary infill model with tectono-controlled of western Sichuan foreland basin
(1)川西坳陷在須家河組沉積期為典型的周緣前陸盆地,構(gòu)造演化經(jīng)歷了造山初期—強(qiáng)烈造山期—構(gòu)造寧?kù)o期—強(qiáng)烈造山期—構(gòu)造寧?kù)o期5個(gè)階段,分別對(duì)應(yīng)于須一段—須五段沉積期。不同的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)決定了不同層序或同一層序不同位置在三維空間上層序結(jié)構(gòu)的差異性,進(jìn)而分配了層序內(nèi)部的沉積物充填。
(2)川西坳陷須家河組在前陸盆地期(須二段—須五段沉積期),可以劃分為TS2和TS3兩個(gè)構(gòu)造層序,前者由須二段和須三段組成,后者由須四段和須五段組成,其中須二段和須四段為強(qiáng)烈造山期體系域,須三段和須五段為構(gòu)造寧?kù)o期體系域。
(3)強(qiáng)烈造山期層序以粗粒沉積為主,發(fā)育沖積扇—辮狀河三角洲—湖泊沉積體系,構(gòu)造寧?kù)o期層序以細(xì)粒沉積為主,發(fā)育曲流河三角洲—濱淺湖沉積體系。
(4)川西須家河組前陸盆地的演化模式可以劃分為2種,分別為前陸盆地構(gòu)造寧?kù)o期細(xì)粒沉積模式和前陸盆地強(qiáng)烈造山期粗粒沉積模式。
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(編輯 修榮榮)
Tectono-stratigraphy and sedimentary infill characteristics of Xujiahe Formation in western Sichuan foreland basin
LIU Junlong1,JI Youliang1,YANG Keming2,SONG Hongyu1,LIU Dawei1,WANG Tianyun1,ZHENG Zhanyi3
(1.State Key Laboratory of Petroleum Resources and Prospecting in China University of Petroleum,Beijing 102249,China;2.Southwest Company,SINOPEC,Chengdu 610081,China;3.Daqing Oil Company,CNPC,Daqing 163000,China)
The tectono-stratigraphy in Xujiahe Formation is characterized by binary system tracts(tectonically active and tectonically stable)in western Sichuan depression,coincided with its episodic-orogenesis evolution phases as a peripheral foreland basin.Tectonic activity is suggested not just to control sequence stratigraphy development,but also to assign the sediment-infilling patterns within sequence successions.Based on Vail's sequence stratigraphy theory,integration of data from boreholes with seismic reflection allowed the analysis of tectono-stratigraphy types and their main controlling factors,as well as the illustration of sedimentary characteristics in or between orogeny episodes.The results show that Xujiahe Formation's sub-members(T3x2-T3x5)alternatively shift between the binary system tracts:T3x2and T3x4belong to the tectonically active system tracts,while T3x3and T3x5are the tectonically stable ones.Tectonic activity controls tectono-stratigraphy development.Coarse grained deposition dominates in the tectonically active system tracts,as seen in alluvial fan-braided river deltalacustrine facies which prevail in T3x2and T3x4;on the other hand fine grained sediments distribute widely in the tectonically stable system tracts,as evidenced by meandering river delta-lacustrine and swamp facies which predominate in T3x3and
tectono-stratigraphy;binary system tracts;sedimentary infill;Xujiahe Formation;western Sichuan foreland basin
P 624.6
A
劉君龍,紀(jì)友亮,楊克明,等.川西須家河組前陸盆地構(gòu)造層序及沉積充填響應(yīng)特征[J].中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2015,39(6):11-23.
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1673-5005(2015)06-0011-13
10.3969/j.issn.1673-5005.2015.06.002
2015-02-05
國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272157);國(guó)家科技重大專項(xiàng)(2011ZX05003-002)
劉君龍(1988-),男,博士,研究方向?yàn)槌练e學(xué)與石油地質(zhì)學(xué)。E-mail:jl_liu2007@sina.cn。