谷志東，殷積峰，姜華，張寶民，李秋芬，袁苗，翟秀芬，張黎，楊帆（中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院）

四川盆地西北部晚震旦世
—早古生代構(gòu)造演化與天然氣勘探

谷志東，殷積峰，姜華，張寶民，李秋芬，袁苗，翟秀芬，張黎，楊帆
（中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院）

摘要：基于四川盆地西北部周緣野外露頭、鉆井與地震資料綜合分析，系統(tǒng)論述該區(qū)晚震旦世—早古生代構(gòu)造演化特征，分析其油氣地質(zhì)意義，指出近期有利勘探方向。晚震旦世—早古生代該區(qū)主要經(jīng)歷3期構(gòu)造演化：①晚震旦世—早寒武世早期，受區(qū)域拉張作用影響，形成近南北向展布兩期陸內(nèi)裂陷和燈影組兩期臺(tái)緣；②早寒武世中期—中奧陶世，受西北部碧口古陸多期隆升作用影響，該區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈剝蝕，西北部強(qiáng)于東南部；③晚奧陶世—志留紀(jì)末，受廣西運(yùn)動(dòng)擠壓作用影響，該區(qū)再次發(fā)生強(qiáng)烈剝蝕，西南部強(qiáng)于東北部。晚震旦世—早寒武世早期，陸內(nèi)裂陷的形成控制了燈影組兩期臺(tái)緣丘灘相儲(chǔ)集層與下寒武統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育；早寒武世中期，碧口古陸的隆升控制了孔明洞組顆粒灘相儲(chǔ)集層圍繞古陸周緣的分布。研究區(qū)縱向上應(yīng)選擇燈四段與孔明洞組作為主要勘探目的層，平面上九龍山構(gòu)造圈閉與油氣運(yùn)聚期相匹配，是近期最為有利勘探區(qū)帶。圖11參39

關(guān)鍵詞：四川盆地；晚震旦世—早古生代；構(gòu)造演化；天然氣勘探；陸內(nèi)裂陷；碧口古陸；燈影組；孔明洞組；九龍山構(gòu)造

0　引言

2011年以來，四川盆地高石梯—磨溪地區(qū)震旦系燈影組、寒武系龍王廟組勘探獲得了重大發(fā)現(xiàn)，形成萬(wàn)億立方米儲(chǔ)量規(guī)模的大氣區(qū)，其形成主要受控于2方面因素：①晚震旦世—早寒武世早期，陸內(nèi)裂陷形成演化控制了下寒武統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖與燈影組丘灘相巖溶儲(chǔ)集層發(fā)育；②早古生代，樂山—龍女寺古隆起形成演化控制了龍王廟組顆粒灘相儲(chǔ)集層發(fā)育[1-2]。因此，四川盆地西北部震旦系—寒武系的天然氣勘探突破，需明確該區(qū)晚震旦世—早古生代構(gòu)造演化特征。

關(guān)于該區(qū)晚震旦世—早古生代構(gòu)造演化，前人主要基于盆地周緣野外露頭資料進(jìn)行了詳細(xì)論述[3-19]，如“漢南古陸”[3]、“摩天嶺古陸”[10]等形成演化闡述，對(duì)發(fā)生于晚震旦世期間“南江上升”[20]、早寒武世梅樹村期與筇竹寺期之間“鎮(zhèn)巴上升”[16]、中寒武世與晚奧陶世之間“南鄭上升”[15]、蘭多維列早中期之間“西鄉(xiāng)上升”[15]與“廣西運(yùn)動(dòng)”[21-22]等構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的論述，而對(duì)于盆地內(nèi)部該時(shí)期構(gòu)造演化論述較少。本文在盆地周緣野外露頭與鉆井資料綜合分析基礎(chǔ)上，通過區(qū)內(nèi)覆蓋范圍1.4×104km2二維、三維地震資料精細(xì)解釋，系統(tǒng)論述晚震旦世—早古生代盆地西北部構(gòu)造演化特征，并分析其油氣地質(zhì)意義，指出近期有利天然氣勘探方向。

1　研究區(qū)地質(zhì)背景

圖1　四川盆地西北部地質(zhì)簡(jiǎn)圖（據(jù)文獻(xiàn)[31]修改）

研究區(qū)位于四川盆地西北部，西鄰龍門山造山帶、碧口地塊，北鄰米倉(cāng)山造山帶、漢南地塊與南秦嶺造山帶[23-24]，處于兩者構(gòu)造疊加、復(fù)合部位，地表主要出露侏羅系與白堊系，零星出露第四系，九龍山地區(qū)發(fā)育長(zhǎng)軸北東向背斜。盆地西緣龍門山造山帶以安縣斷裂、北川斷裂和青川—陽(yáng)平關(guān)斷裂為界可劃分為前龍門山、后龍門山造山帶[25]；前龍門山造山帶基底未出露，主要出露下寒武統(tǒng)、奧陶系—三疊系；后龍門山造山帶基底出露上元古界劉家坪群、通木梁群淺變質(zhì)火山巖系與大灘花崗巖體、轎子頂花崗巖體[25-26]，沉積蓋層主要為南華系—泥盆系海相沉積巖系。碧口地塊基底出露上太古界魚洞子群[27]、上元古界碧口群[28]及侵入其中的雜巖體，沉積蓋層發(fā)育南華系—震旦系及泥盆系。盆地北緣米倉(cāng)山造山帶基底由結(jié)晶基底和褶皺基底組成，結(jié)晶基底由下元古界后河巖群片麻巖、變粒巖、斜長(zhǎng)角閃巖組成，褶皺基底由上元古界火地埡群上兩組、麻窩子組中淺變質(zhì)巖與鐵船山組火山巖系組成，沉積蓋層缺失泥盆系、石炭系，其余地層均有出露[18,24,29]。漢南地塊基底出露上元古界西鄉(xiāng)群中基性—中酸性火山巖、火山碎屑巖及侵入其中的雜巖體[30]，沉積蓋層發(fā)育較全（見圖1）。晚震旦世—早寒武世早期，研究區(qū)位于德陽(yáng)—安岳陸內(nèi)裂陷的東北部；早寒武世中期—志留紀(jì)，研究區(qū)位于樂山—龍女寺古隆起的北部[1]。

2　晚震旦世—早古生代構(gòu)造演化

2.1晚震旦世—早古生代地層劃分對(duì)比

四川盆地西北部周緣晚震旦世—早古生代發(fā)育多期沉積間斷，發(fā)育多期區(qū)域抬升運(yùn)動(dòng)，并且不同地區(qū)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)發(fā)育地質(zhì)時(shí)代與規(guī)模均有差別。盆地西緣廣元磨刀埡未出露下寒武統(tǒng)筇竹寺組下部及之下地層；盆地北緣震旦系與基底上元古界火地埡群不整合接觸，存在明顯的沉積間斷，火地埡群上部鐵船山組流紋巖鋯石TIMS U—Pb年齡為817±5 Ma[32]，而震旦系底界年齡約635 Ma[33]，震旦系與火地埡群沉積間斷接近182 Ma。震旦系沉積之后，至少發(fā)育5期區(qū)域規(guī)模的抬升運(yùn)動(dòng)，分別稱之為南江上升、鎮(zhèn)巴上升、南鄭上升、西鄉(xiāng)上升與廣西運(yùn)動(dòng)。南江上升由中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物所于1974年在南江楊壩首次發(fā)現(xiàn)，指上震旦統(tǒng)燈影組沉積早期末的區(qū)域抬升運(yùn)動(dòng)[4,20]，研究區(qū)燈影組二段、三段之間平行不整合接觸。鎮(zhèn)巴上升由成漢鈞等于1992年提出，指早寒武世梅樹村期與筇竹寺期之間的區(qū)域抬升運(yùn)動(dòng)[16]，研究區(qū)下寒武統(tǒng)郭家壩組與寬川鋪組之間平行不整合接觸，南鄭梁山缺失下寒武統(tǒng)寬川鋪組。南鄭上升由陳旭等于1990年提出，指早、中寒武世至晚奧陶世之間的區(qū)域抬升運(yùn)動(dòng)，沉積間斷達(dá)50 Ma[15]，研究區(qū)廣元磨刀埡上奧陶統(tǒng)寶塔組直接與下寒武統(tǒng)滄浪鋪組平行不整合接觸，南鄭梁山下奧陶統(tǒng)趙家壩組直接與下寒武統(tǒng)郭家壩組平行不整合接觸。西鄉(xiāng)上升由穆恩之于1985年提出，指早志留世蘭多維列早中期之間區(qū)域抬升運(yùn)動(dòng)，發(fā)育規(guī)模相對(duì)較小[15]。廣西運(yùn)動(dòng)由丁文江于1929年提出[34]，以志留系與泥盆系之間的不整合為標(biāo)志，研究區(qū)普遍見二疊系與下志留統(tǒng)平行不整合接觸。

2.2晚震旦世—早古生代構(gòu)造演化

盆地內(nèi)地震資料精細(xì)解釋不僅表明多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)在盆地內(nèi)響應(yīng)明顯，而且揭示晚震旦世—早古生代經(jīng)歷由伸展到擠壓的構(gòu)造演化過程，主要可劃分為3個(gè)階段：①晚震旦世—早寒武世早期，受區(qū)域伸展作用影響形成南北向展布兩期陸內(nèi)裂陷；②早寒武世中期—中奧陶世，受西北部碧口古陸多期隆升作用影響形成西北高、東南低寬緩斜坡；③晚奧陶世—志留紀(jì)末，受廣西運(yùn)動(dòng)擠壓作用影響形成西南高、東北低的構(gòu)造斜坡。

2.2.1晚震旦世—早寒武世早期構(gòu)造演化

基于川中地區(qū)已鉆深井地震剖面精細(xì)標(biāo)定、引層與盆緣露頭地層厚度對(duì)比分析，筆者對(duì)四川盆地西北部的二維、三維地震資料深層進(jìn)行精細(xì)構(gòu)造解釋，結(jié)果表明該區(qū)在晚震旦世—早寒武世早期處于伸展構(gòu)造背景，并形成南北向延伸的兩期陸內(nèi)裂陷，燈影組發(fā)育燈一段—燈二段與燈四段兩期臺(tái)緣。北西西—南東東向燈影組底拉平二維地震剖面A—B清晰顯示燈影組由西向東發(fā)育兩個(gè)厚度突變帶：第1個(gè)厚度突變帶距離剖面左側(cè)約25 km，向南東東方向燈一段與燈二段累加厚度明顯增加，具有克拉通被動(dòng)大陸邊緣特征，揭示燈影組沉積早期處于拉張構(gòu)造環(huán)境，區(qū)域伸展作用在厚度突變帶左側(cè)形成第1期陸內(nèi)裂陷，在厚度突變帶右側(cè)燈一段—燈二段發(fā)育第1期臺(tái)緣；第2個(gè)厚度突變帶位于第1個(gè)突變帶南東東方向約115 km處，向南東東方向燈三段與燈四段累加厚度明顯增加，同樣具有被動(dòng)大陸邊緣特征，揭示燈影組沉積晚期也處于拉張構(gòu)造環(huán)境，區(qū)域伸展作用在厚度突變帶左側(cè)形成第2期陸內(nèi)裂陷，在厚度突變帶右側(cè)燈四段發(fā)育第2期臺(tái)緣。剖面左側(cè)清晰顯示早寒武世早期（梅樹村與筇竹寺期）自西向東的沉積超覆（見圖2）。

燈影組與下寒武統(tǒng)厚度變化清楚顯示兩期陸內(nèi)裂陷與兩期臺(tái)緣的發(fā)育，也揭示其平面展布呈近南北向延伸，兩期臺(tái)緣相距約100 km。燈影組厚度圖揭示了兩期陸內(nèi)裂陷與兩期臺(tái)緣的發(fā)育，第1期厚度由不足百米突增至1 000 m，第2期厚度由1 200 m增加至1 800 m（見圖3a）；燈一段與燈二段累加厚度圖顯示第1期陸內(nèi)裂陷與臺(tái)緣特征明顯，厚度由不足百米突增至900 m（見圖3b）；燈三段與燈四段累加厚度圖顯示第2期陸內(nèi)裂陷與臺(tái)緣特征明顯，厚度由200 m突增至470 m（見圖3c）；下寒武統(tǒng)厚度圖顯示兩期陸內(nèi)裂陷與兩期臺(tái)緣的發(fā)育，第1期厚度由2 600 m 驟減至1 700 m，第2期厚度由1 700 m驟減至1 000 m（見圖3d）。

2.2.2早寒武世中期—中奧陶世構(gòu)造演化

早寒武世中期，四川盆地西北部周緣發(fā)生隆升，表現(xiàn)為龍門山地區(qū)滄浪鋪組與米倉(cāng)山地區(qū)閻王碥組上部發(fā)育礫巖，且自西向東礫巖厚度逐漸減薄、粒徑逐漸變小、磨圓度逐漸變好，如廣元康家溝地區(qū)滄浪鋪組上部礫巖中礫石為次棱角—次圓狀，旺蒼正源、水磨與大兩地區(qū)礫巖中礫石為次圓—圓狀（見圖4），而南江楊壩地區(qū)閻王碥組為含礫粗砂巖，礫巖不發(fā)育。

圖2　兩期陸內(nèi)裂陷在燈影組底拉平二維地震剖面的響應(yīng)特征圖（剖面位置見圖1）

圖3　燈影組、下寒武統(tǒng)厚度與兩期臺(tái)緣疊合圖

早寒武世晚期至中奧陶世，四川盆地西北部一直處于西北高、東南低的古構(gòu)造背景，盆地內(nèi)部缺失中寒武統(tǒng)上部、上寒武統(tǒng)甚至下奧陶統(tǒng)。北西西—南東東向二疊系底拉平剖面C—D顯示二疊系與下寒武統(tǒng)、奧陶系、志留系直接接觸，揭示廣西運(yùn)動(dòng)在該區(qū)的強(qiáng)烈響應(yīng)；除此之外，下寒武統(tǒng)孔明洞組、中寒武統(tǒng)陡坡寺組自西向東發(fā)育削截點(diǎn)，之上被奧陶系低角度不整合覆蓋，陡坡寺組自北西西向南東東逐漸加厚（見圖5）。研究區(qū)地震測(cè)線精細(xì)解釋顯示孔明洞組與陡坡寺組剝蝕線呈北東—南西向展布，揭示該時(shí)期研究區(qū)西北部碧口地塊的強(qiáng)烈隆升作用，也說明碧口地塊發(fā)育大型古陸或大型隆起。

圖4　滄浪鋪組（閻王碥組）礫巖野外露頭照片

圖5　二疊系底拉平北西西—南東東向二維地震剖面圖（剖面位置見圖1）

2.2.3晚奧陶世—志留紀(jì)末構(gòu)造演化

晚奧陶世—早志留世，四川盆地西北部一直處于西北高、東南低的古構(gòu)造背景，下志留統(tǒng)由東南向北西逐漸超覆（見圖5），受廣西運(yùn)動(dòng)影響，志留系沉積之后發(fā)生抬升剝蝕。南南西—北北東向二疊系底拉平剖面EF顯示志留系由北北東向南南西方向逐漸減薄至0，發(fā)育一系列削截點(diǎn)，說明廣西運(yùn)動(dòng)使該區(qū)自南向北逐漸抬升（見圖6）。志留系剝蝕線平面展布呈近北西—南東向展布，揭示西南部隆升強(qiáng)于東北部。

3　構(gòu)造演化的油氣地質(zhì)意義

3.1晚震旦世—早寒武世早期兩期陸內(nèi)裂陷發(fā)育

四川盆地西北部?jī)善陉憙?nèi)裂陷發(fā)育具有3個(gè)方面的地質(zhì)意義：①兩期陸內(nèi)裂陷使燈影組自西向東形成燈一段—燈二段與燈四段兩期碳酸鹽巖臺(tái)緣，地震剖面顯示兩期臺(tái)緣具有厚度明顯增厚、弱振幅、丘狀反射的丘灘體反射特征（見圖2、圖5），揭示碳酸鹽巖臺(tái)緣是燈影組高能丘灘體發(fā)育最有利沉積相帶，也是優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層發(fā)育最有利區(qū)域；②兩期陸內(nèi)裂陷的發(fā)育為早寒武世早期沉積充填提供了充足的可容納空間，早寒武世早期地層自西向東超覆沉積，至郭家壩組沉積后填平補(bǔ)齊，而下寒武統(tǒng)下部地層是四川盆地優(yōu)質(zhì)烴源巖發(fā)育最有利層段，因此陸內(nèi)裂陷的形成也有利于優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育；③有利于形成良好的生儲(chǔ)蓋組合，陸內(nèi)裂陷內(nèi)下寒武統(tǒng)規(guī)模優(yōu)質(zhì)烴源巖內(nèi)生成的油氣可側(cè)向向燈影組兩期臺(tái)緣規(guī)模優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層中運(yùn)移、聚集，之上為郭家壩組厚層泥巖優(yōu)質(zhì)封蓋層，因此可形成良好的生儲(chǔ)蓋組合（見圖7）。

圖6　二疊系底拉平南南西—北北東向二維地震剖面圖（剖面位置見圖1）

圖7　晚震旦世—早寒武世早期兩期陸內(nèi)裂陷發(fā)育地質(zhì)模式圖

3.2早寒武世中期碧口古陸隆升

早寒武世中期，四川盆地西北部的北緣與西北緣均發(fā)生隆升，對(duì)該區(qū)閻王碥組沉積造成很大的影響，也奠定了下寒武統(tǒng)上部孔明洞組沉積的古構(gòu)造背景。

該時(shí)期研究區(qū)北緣主要受漢南古陸隆升影響，該認(rèn)識(shí)前人已取得共識(shí)[3,10,13-15,17]，陳旭等稱該期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)為南鄭上升[15]；隆升主要分布于漢南古陸及其周緣，即漢中—城固—西鄉(xiāng)一線以南，而米倉(cāng)山地區(qū)當(dāng)時(shí)并沒有露出水面，發(fā)育閻王碥組與上覆孔明洞組沉積；該期隆升在野外露頭上表現(xiàn)為漢中梁山一帶仙女洞組暴露地表遭受剝蝕，隆起區(qū)周邊沉積以富含隧石砂礫為特征的閻王碥組[10,14]；而該期隆升在研究區(qū)北東—南西向地震剖面上并沒有明顯的響應(yīng)，表明漢南古陸隆升并沒有直接影響到研究區(qū)。

該時(shí)期研究區(qū)的西北緣發(fā)生了“摩天嶺古陸”[10,17]、“龍門山古陸”[15]隆升，筆者稱之為“碧口古陸”隆升。將其稱之為“碧口古陸”而非“摩天嶺古陸”，主要是基本兩個(gè)方面的考慮：①“碧口地塊”位于揚(yáng)子地塊西北緣，新元古代晉寧期“碧口地塊”與揚(yáng)子地塊拼合為統(tǒng)一的塊體，其平面分布于陜、甘、川三省交界區(qū)域，影響范圍大[35-39]；②“摩天嶺”僅位于“碧口地塊”西南端中部，且地表出露泥盆系，因此從古陸分布范圍與地層發(fā)育角度分析，建議使用“碧口古陸”。野外露頭揭示碧口古陸及其東南側(cè)志留系與震旦系或下寒武統(tǒng)筇竹寺組直接接觸，局部地區(qū)奧陶系與下寒武統(tǒng)滄浪鋪組相接觸，而缺失孔明洞組沉積；地震剖面解釋結(jié)合野外露頭揭示孔明洞組剝蝕線位于綿陽(yáng)與江油中間、劍閣北、廣元南、寧強(qiáng)北一線，呈北東—南西向展布，也說明碧口古陸延伸呈北東—南西向。

早寒武世中期，受康定、寶興與彭灌等雜巖體上隆影響，樂山—龍女寺古隆起初具雛形，并控制了川中磨溪地區(qū)龍王廟組高能顆粒灘體圍繞古隆起斜坡區(qū)的廣泛發(fā)育；該時(shí)期，碧口古陸位于樂山—龍女寺古隆起的北部，碧口古陸隆升使該區(qū)在孔明洞組沉積前處于西北高、東南低的古構(gòu)造背景，因此環(huán)繞碧口古陸周緣有利于孔明洞組顆粒灘相優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)集層的發(fā)育。例如，旺蒼大兩剖面孔明洞組發(fā)育4個(gè)四級(jí)層序，每一層序的海侵域?yàn)楸雍噘|(zhì)灰?guī)r、云巖，而高位域?yàn)楹駥由靶?、鮞粒云巖，其厚約20 m，且溶蝕孔洞發(fā)育，是良好的儲(chǔ)集層（見圖8）。

圖8　四川旺蒼大兩剖面孔明洞組頂部砂屑云巖野外露頭與薄片照片

4　有利天然氣勘探靶區(qū)

四川盆地川中地區(qū)上震旦統(tǒng)燈影組、下寒武統(tǒng)龍王廟組勘探獲得了重大發(fā)現(xiàn)，其主要受控于晚震旦世—早寒武世早期陸內(nèi)裂陷與早古生代樂山—龍女寺古隆起的形成演化[1-2]。四川盆地西北部晚震旦世—早寒武世發(fā)育與川中地區(qū)類似的陸內(nèi)裂陷與古隆起，因此，該區(qū)將是四川盆地震旦系—寒武系重要的天然氣戰(zhàn)略接替勘探領(lǐng)域，其原因如下：

首先，該區(qū)震旦系—寒武系發(fā)育有利的天然氣成藏條件，發(fā)育良好的生儲(chǔ)蓋配置。

①烴源巖：發(fā)育陡山沱組、燈三段與郭家壩組3套烴源巖，巖性均為黑色泥頁(yè)巖，但以郭家壩組為主。陡山沱組沉積時(shí)漢南古陸即已存在，陡山沱組自現(xiàn)今盆地外圍由西向東超覆沉積，沿漢南古陸周緣為濱岸相沉積，綿竹清平與青川前進(jìn)鄉(xiāng)剖面均揭示陡山沱組烴源巖的發(fā)育，且具有西厚東薄的特征，推斷該套烴源巖在該區(qū)發(fā)育但厚度較薄。燈三段在川北旺蒼大兩與南江楊壩剖面均發(fā)育厚約30 m的黑灰色泥頁(yè)巖層，也是一套較好烴源巖。郭家壩組泥頁(yè)巖是該區(qū)分布范圍廣、厚度大、質(zhì)量高的烴源巖層，受晚震旦世—早寒武世早期兩期陸內(nèi)裂陷形成影響，郭家壩組自西向東超覆沉積，厚度西厚東薄，烴源巖也具有西厚東薄的特征，基于野外露頭推斷該區(qū)烴源巖厚度可達(dá)50～100 m。因此，從3套烴源巖的發(fā)育特征分析，下寒武統(tǒng)郭家壩組是該區(qū)最重要的烴源巖層。

②儲(chǔ)集層：發(fā)育震旦系燈二段與燈四段、下寒武統(tǒng)仙女洞組與孔明洞組4套主要儲(chǔ)集層，以燈四段與孔明洞組為主。受晚震旦世陸內(nèi)裂陷形成影響，燈二段與燈四段發(fā)育碳酸鹽巖臺(tái)地邊緣丘灘相儲(chǔ)集層，但燈二段在該區(qū)盆地內(nèi)埋深均在8 000 m之上，勘探難度大；旺蒼大兩與南江楊壩剖面顯示仙女洞組為一套鮞?；?guī)r相沉積，白云石化作用較弱、儲(chǔ)集層物性較差；孔明洞組為受碧口古陸隆升影響形成的環(huán)繞古陸周緣的高能顆粒灘相儲(chǔ)集層。因此，該區(qū)應(yīng)選擇燈四段與孔明洞組作為主要勘探目的層。

③生儲(chǔ)蓋配置：發(fā)育震旦系燈三段、下寒武統(tǒng)郭家壩組與志留系3套區(qū)域性封蓋層，形成3套生儲(chǔ)蓋組合。第1套生儲(chǔ)蓋組合，郭家壩組為主力烴源巖、陡山沱組與燈三段為輔，燈二段為儲(chǔ)集層，燈三段為區(qū)域性封蓋層，陸內(nèi)裂陷的郭家壩組與陡山沱組、燈三段生成的油氣向燈二段儲(chǔ)集層內(nèi)運(yùn)移成藏，形成“上生下儲(chǔ)”生儲(chǔ)蓋組合；第2套生儲(chǔ)蓋組合，郭家壩組為主力烴源巖、燈三段為輔，燈四段為儲(chǔ)集層，郭家壩組為區(qū)域性封蓋層，陸內(nèi)裂陷的郭家壩組與燈三段生成的油氣向燈四段儲(chǔ)集層內(nèi)運(yùn)移成藏，形成“上生下儲(chǔ)”與“下生上儲(chǔ)”生儲(chǔ)蓋組合；第3套生儲(chǔ)蓋組合，郭家壩組為主力烴源巖，孔明洞組為主要儲(chǔ)集層、仙女洞組為輔，志留系為區(qū)域性封蓋層，郭家壩組生成的油氣直接向上運(yùn)聚成藏，形成“下生上儲(chǔ)”的生儲(chǔ)蓋組合。因此，該區(qū)勘探應(yīng)以第3套、第2套生儲(chǔ)蓋組合為主，第1套生儲(chǔ)蓋組合為輔。

其次，該區(qū)寒武系底界、孔明洞組底界發(fā)育大面積的構(gòu)造圈閉，具備大氣田形成的基本條件。

寒武系底界構(gòu)造圖顯示盆地周緣礦山梁、旺蒼與盆地內(nèi)九龍山地區(qū)均發(fā)育大面積構(gòu)造圈閉，孔明洞組底界構(gòu)造圖顯示盆地北緣旺蒼與盆地內(nèi)九龍山地區(qū)發(fā)育大面積構(gòu)造圈閉，由于盆地周緣受后期構(gòu)造活動(dòng)影響保存條件差，因此九龍山構(gòu)造是近期最為現(xiàn)實(shí)的勘探領(lǐng)域。九龍山構(gòu)造整體呈北東向展布，發(fā)育東北、西南兩個(gè)高點(diǎn)，為喜馬拉雅期受龍門山逆沖推覆而形成的晚期構(gòu)造，其寒武系底界高點(diǎn)海拔為-6 390 m，最低圈閉線為-7 650 m，構(gòu)造幅度達(dá)1 260 m，圈閉面積達(dá)184 km2；孔明洞組底界高點(diǎn)海拔為-5 680 m，最低圈閉線為-6 750 m，構(gòu)造幅度為1 070 m，圈閉面積達(dá)242 km2（見圖9）。

圖9　四川盆地西北部寒武系底界與孔明洞組底界構(gòu)造圖

第三，燈四段與孔明洞組主要地質(zhì)時(shí)期古構(gòu)造與油氣運(yùn)聚成藏期相匹配。

燈四段主要構(gòu)造期古構(gòu)造圖顯示九龍山構(gòu)造具有繼承發(fā)育的特征，如志留系、二疊系、三疊系須家河組與侏羅系沉積前古構(gòu)造圖均顯示該區(qū)具有西低東高的古構(gòu)造背景，志留系與二疊系沉積前九龍山地區(qū)發(fā)育局部構(gòu)造，須家河組沉積前構(gòu)造圈閉面積加大，侏羅系沉積前已形成完整的構(gòu)造圈閉（見圖10），至今形成統(tǒng)一的構(gòu)造圈閉。孔明洞組主要構(gòu)造期古構(gòu)造圖顯示九龍山構(gòu)造在志留系、二疊系、須家河組與侏羅系沉積前均處于西高東低的古構(gòu)造斜坡，志留系與二疊系沉積前均發(fā)育局部構(gòu)造圈閉，須家河組沉積前構(gòu)造圈閉面積加大，侏羅系沉積前已形成完整的構(gòu)造圈閉（見圖11），至今形成統(tǒng)一的構(gòu)造圈閉。燈四段與孔明洞組在早期構(gòu)造圈閉或斜坡背景下主要聚集原油，而晚期構(gòu)造圈閉主要調(diào)整原油裂解而形成的天然氣，可形成大氣田。

基于上述3方面分析，四川盆地西北部震旦系—寒武系勘探縱向上應(yīng)首選燈四段與孔明洞組作為勘探主要目的層，平面上應(yīng)選擇九龍山構(gòu)造作為近期突破的重點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)勘探一旦獲得突破，將成為四川盆地重要的天然氣戰(zhàn)略接替勘探領(lǐng)域。

圖10　四川盆地西北部燈影組頂面關(guān)鍵時(shí)期古構(gòu)造圖

圖11　四川盆地西北部孔明洞組頂面關(guān)鍵時(shí)期古構(gòu)造圖

5　結(jié)論

四川盆地西北部晚震旦世—早古生代主要經(jīng)歷3期構(gòu)造演化：①晚震旦世—早寒武世早期，受區(qū)域拉張作用影響，形成近南北向展布兩期陸內(nèi)裂陷和燈影組兩期臺(tái)緣；②早寒武世中期—中奧陶世，受西北部碧口古陸多期隆升作用影響，該區(qū)發(fā)生強(qiáng)烈剝蝕，西北部強(qiáng)于東南部；③晚奧陶世—志留紀(jì)末，受廣西運(yùn)動(dòng)擠壓作用影響，該區(qū)再次發(fā)生強(qiáng)烈剝蝕，南西部強(qiáng)于東北部。兩期陸內(nèi)裂陷的形成控制了燈影組兩期臺(tái)緣丘灘相儲(chǔ)集層與下寒武統(tǒng)優(yōu)質(zhì)烴源巖的發(fā)育，碧口古陸隆升控制了孔明洞組顆粒灘相儲(chǔ)集層沿古陸周緣大面積發(fā)育。

四川盆地西北部震旦系—寒武系發(fā)育陡山沱組、燈三段與郭家壩組3套烴源巖，以郭家壩組為主；發(fā)育震旦系燈二段、燈四段與下寒武統(tǒng)仙女洞組與孔明洞組4套儲(chǔ)集層，以燈四段與孔明洞組為主；發(fā)育燈三段、郭家壩組與志留系3套區(qū)域性封蓋層；發(fā)育3套生儲(chǔ)蓋組合，以第2、3套為主。近期勘探縱向上應(yīng)以燈四段與孔明洞組作為主要目的層，平面上九龍山構(gòu)造圈閉面積大，且古構(gòu)造演化與油氣運(yùn)聚成藏期相匹配，是近期最為有利勘探區(qū)帶。

致謝：感謝中國(guó)石油勘探與生產(chǎn)分公司杜金虎與西南油氣田分公司徐春春、沈平、張健、黃平輝、范毅、周剛等專家的指導(dǎo)；感謝中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院胡素云、汪澤成、張研、馬曉宇、付玲、單秀琴與中國(guó)石油杭州地質(zhì)研究院姚根順、周進(jìn)高、郝毅、張健勇、谷明峰等專家的研究建議與幫助。

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（編輯張朝軍王大銳）

Tectonic evolution from Late Sinian to Early Paleozoic and natural gas exploration in northwestern Sichuan Basin, SW China

GU Zhidong, YIN Jifeng, JIANG Hua, ZHANG Baomin, LI Qiufen, YUAN Miao, ZHAI Xiufen, ZHANG Li, YANG Fan (PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development, Beijing 100083, China)

Abstract:Based on the field outcrops, drilling and seismic data of northwestern Sichuan Basin, this paper systematically discusses tectonic evolution characteristics from the Late Sinian to the Early Paleozoic, analyzes the petroleum geology significance, and points out the recent favorable exploration directions in this area. The area experienced mainly three times of tectonic evolution during the Late Sinian to the Early Paleozoic: (1) During the Late Sinian to the early period of Early Cambrian, this area was affected by tension action and formed two sets of nearly north-south trending continental rifts, and two sets of platform margins in the Sinian Dengying Formation. (2) During the middle period of the Early Cambrian to the Middle Ordovician, this area was eroded strongly (stronger in the northwest than in the southeast) because of multi-period uplifting of the northwestern Bikou paleo-land. (3) During the Late Ordovician to the Late Silurian, this area was eroded strongly again because of the compression of the Kwangsian Orogeny, and the erosion was stronger in the southwest than in the northeast. During the Late Sinian to the Early Cambrian, the formation of continental rifts controlled the development of bioherm beach facies reservoirs on the platform margins in the Dengying Formation and the high quality source rock in the Lower Cambrian series. During the middle of the Early Cambrian, the uplifting of the Bikou paleo-land controlled the distribution of the Kongmingdong Formation oolitic beach facies reservoirs around the paleo-land. It is suggested that, vertically, the fourth Member of the Dengying Formation and the Kongmingdong Formation be the main exploration targets, and, horizontally, the Jiulongshan structural trap be the most beneficial exploration belts recently due to its matching with petroleum migration and accumulation.

Key words:Sichuan Basin; Late Sinian - Early Paleozoic; tectonic evolution; natural gas exploration; intracontinental rift; Bikou paleo-land; Dengying Formation; Kongmingdong Formation; Jiulongshan structure

基金項(xiàng)目：國(guó)家油氣科技重大專項(xiàng)“海相碳酸鹽巖油氣資源潛力與大油氣田形成條件、分布規(guī)律研究”（2011ZX05004-001）；中國(guó)石油科技重大專項(xiàng)“深層大油氣田形成與分布”（2014E-3201）

中圖分類號(hào)：TE121.1

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1000-0747(2016)01-0001-11

DOI:10.11698/PED.2016.01.01

第一作者簡(jiǎn)介：谷志東（1979-），男，遼寧凌海人，博士，中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院工程師，主要從事構(gòu)造地質(zhì)與油氣地質(zhì)綜合研究。地址：北京市海淀區(qū)學(xué)院路20號(hào)，中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院石油地質(zhì)研究所，郵政編碼：100083。E-mail: guzhidong@petrochina.com.cn

收稿日期：2015-05-23修回日期：2015-11-09