胡忠貴, 董慶民, 李世臨, 蘇 楠, 左洺滔, 秦 鵬,

(1.長(zhǎng)江大學(xué)沉積盆地研究中心,湖北武漢 430100; 2.中國(guó)石油西南油氣田公司重慶氣礦,重慶 400021;3.中國(guó)石油勘探開發(fā)研究院,北京 100083)

在全球范圍內(nèi)統(tǒng)計(jì)的202個(gè)大型碳酸鹽巖油氣藏(占全球碳酸鹽巖油氣儲(chǔ)量的90%)[1-2]中礁、灘油氣藏總數(shù)為98個(gè),占48.5%,其中生物礁類55個(gè),顆粒灘類43個(gè),可見礁、灘油氣藏具有非常重要的地位。中國(guó)學(xué)者對(duì)于生物礁、灘的研究從20世紀(jì)60年代至今取得了重要的進(jìn)展,不同盆地的不同層位上發(fā)現(xiàn)了規(guī)模不一的生物礁、灘沉積體[3-4]。針對(duì)四川盆地而言,1995—2000年先后發(fā)現(xiàn)了羅家寨、渡口河等大中型飛仙關(guān)組鮞灘氣藏,以及宣漢盤龍洞長(zhǎng)興組生物礁古油藏;2003年在環(huán)開江-梁平海槽周緣-碳酸鹽臺(tái)地邊緣帶發(fā)現(xiàn)了主力產(chǎn)層為長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組的普光礁、灘型大型氣田,其后又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了元壩、龍崗等大型臺(tái)緣礁、灘相氣藏[5-9],揭示出川東-渝北地區(qū)環(huán)開江-梁平海槽兩側(cè)和城口-鄂西海槽西側(cè)臺(tái)緣礁、灘帶具有巨大的油氣勘探潛力,圍繞臺(tái)緣礁、灘相油氣勘探也因此越來越受到人們的關(guān)注。前人對(duì)于川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組生物礁儲(chǔ)層和飛仙關(guān)組鮞灘儲(chǔ)層沉積特征、分布情況、儲(chǔ)層特征研究程度較高[10-14],研究已趨于精細(xì)和成熟,但對(duì)于長(zhǎng)興組生物礁-飛仙關(guān)組顆粒灘的組合規(guī)律及控制因素研究較少。筆者以區(qū)域地質(zhì)背景分析、巖心資料及鉆井資料、地震資料和野外剖面資料等綜合研究為基礎(chǔ),綜合層序地層分析,對(duì)川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組礁、灘的組合規(guī)律及控制因素進(jìn)行總結(jié)與闡述,為研究區(qū)進(jìn)一步開展礁灘氣藏預(yù)測(cè)及開發(fā)提供依據(jù)。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

川東-渝北地區(qū)地理位置上處于四川東部、重慶北部及其交界地區(qū),東達(dá)巫溪寧廠,西至開江一帶。在構(gòu)造位置上隸屬于川東高陡弧形褶皺帶[15],西起華鎣山,東至齊岳山,南達(dá)重慶—開隆一線,北抵大巴山,是屬于四川盆地中構(gòu)造相對(duì)活躍的區(qū)域。

區(qū)內(nèi)長(zhǎng)興組地層厚度一般為76～375 m,平均235 m。長(zhǎng)興組可以劃分為3段:長(zhǎng)一段巖性主要為泥晶灰?guī)r,在個(gè)別剖面或井段中有燧石結(jié)核灰?guī)r發(fā)育,可以判斷出該段為低能沉積的產(chǎn)物;長(zhǎng)二段巖性主要為礁灰?guī)r(圖1(a、b))、顆?；?guī)r、生屑灰?guī)r(圖1(c))、泥晶灰?guī)r、白云巖等,普光6井等井段發(fā)育礁云巖,此段儲(chǔ)層最為發(fā)育;長(zhǎng)三段巖性主要為泥晶灰?guī)r、白云巖等,個(gè)別井段中可見顆?；?guī)r及硅質(zhì)灰?guī)r,同時(shí)在天東021-4井中有礁灰?guī)r發(fā)育,此段為儲(chǔ)層較為發(fā)育段,但相對(duì)于長(zhǎng)二段稍差。飛仙關(guān)組地層厚度一般為350～550 m,細(xì)分為4段:一段以淺灰—深灰色灰?guī)r為主,局部井段可出現(xiàn)鮞粒云巖;二段發(fā)育淺灰色鮞粒灰?guī)r、砂礫屑灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、顆粒云巖(圖1(d))、泥灰?guī)r、泥巖,局部發(fā)育殘余顆粒云巖(圖1(e)),此段常為儲(chǔ)層發(fā)育段;三段以灰色灰?guī)r,鮞?；?guī)r為主,也見鮞粒云巖或云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)云巖等(圖1(f)),為飛仙關(guān)組次要儲(chǔ)層發(fā)育段;四段以泥巖、泥灰?guī)r、泥云巖、膏云巖為主。飛仙關(guān)組地層在沉積演化過程中是在長(zhǎng)興組沉積格局的基礎(chǔ)上逐步填平補(bǔ)齊的過程,其厚度與下伏長(zhǎng)興組厚度大致存在互補(bǔ)關(guān)系[16](圖2)。

圖1 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組主要巖石類型Fig.1 Main types of rocks in Changxing-Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

圖2 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組沉積厚度關(guān)系Fig.2 Sedimentary thickness relationship in Changxing-Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

2 長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組沉積格局

晚二疊世長(zhǎng)興期,來自東南方向的古太平洋和西南方向的古特提斯海水廣泛入侵川、渝海域,除西側(cè)的康滇古陸有較輕微的活動(dòng)外,川東-渝北地區(qū)以北的馬爾康、摩天嶺、大巴山等海隆均淹沒于水下,使該區(qū)形成廣闊的碳酸鹽臺(tái)地及陸棚沉積環(huán)境[17]。長(zhǎng)興早期由于區(qū)內(nèi)整體地形平緩,無大的構(gòu)造坡折帶,總體以緩坡型碳酸鹽臺(tái)地沉積為主;長(zhǎng)興中—晚期,隨著開江-梁平海槽和城口-鄂西海槽的出現(xiàn),川東-渝北地區(qū)沿海槽邊緣帶發(fā)育臺(tái)緣相,礁灘沉積沿臺(tái)緣帶廣泛分布。結(jié)合鉆測(cè)井資料、剖面資料、地震相資料等綜合分析,區(qū)內(nèi)總體上形成南、北兩個(gè)碳酸鹽臺(tái)地,中間由整體水深不大的、自西向東緩傾斜的臺(tái)凹隔開,臺(tái)凹連接開江-梁平海槽與城口-鄂西海槽,沿著臺(tái)凹兩側(cè)的臺(tái)地邊緣帶,發(fā)育一系列臺(tái)緣礁灘相,并且北部臺(tái)緣帶礁灘沉積相對(duì)更為發(fā)育(圖3(a))。

飛仙關(guān)期的古地理格局對(duì)晚二疊世古地理既有明顯的繼承性又有進(jìn)一步的發(fā)展。長(zhǎng)興期末,由于海平面大幅度下降,長(zhǎng)興組頂部局部發(fā)生短暫的暴露,但區(qū)域上飛仙關(guān)組與長(zhǎng)興組大致上為連續(xù)沉積,不存在明顯的沉積間斷[18],沉積相整體呈由西北向東南展布(圖3(b))。飛仙關(guān)早期,區(qū)域上發(fā)生大規(guī)模海侵,臺(tái)地范圍大面積縮小,臺(tái)地相僅存在于研究區(qū)北部,南部地區(qū)已全部演化為前緣斜坡相。此時(shí),區(qū)內(nèi)仍為臺(tái)-槽沉積格局,但臺(tái)地四面被深水所圍限,已發(fā)展成為孤立臺(tái)地,與長(zhǎng)興期的連陸臺(tái)地完全不同。飛仙關(guān)中期,由于飛仙關(guān)早期以來相對(duì)海平面的下降及沉積作用,北部孤立臺(tái)地不斷向四周增生,孤立臺(tái)地向南的增生直接導(dǎo)致區(qū)內(nèi)南北臺(tái)地之間的臺(tái)凹逐漸被填平,大部分地區(qū)演變?yōu)闇\水臺(tái)地相。由于相對(duì)海平面的持續(xù)下降以及高速率沉積作用的繼續(xù)進(jìn)行,臺(tái)地不斷向海槽方向增生。飛仙關(guān)末期,臺(tái)地邊緣、斜坡和盆地相向東基本退出本區(qū),區(qū)內(nèi)演變成為較均一的局限潮坪-潟湖環(huán)境。總體而言,川東-渝北地區(qū)飛仙關(guān)沉積時(shí)期為一持續(xù)的海退過程[19],但也有多次較小規(guī)模的海侵過程,在此過程中形成多套顆粒灘相組合。

圖3 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組沉積格局Fig.3 Depositional pattern in Changxing-Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

3 礁灘組合規(guī)律

通過對(duì)川東-渝北地區(qū)典型剖面、鉆井資料沉積相分析和平面沉積相展布規(guī)律,基于長(zhǎng)興組是否發(fā)育礁灘、飛仙關(guān)組是否發(fā)育灘等總結(jié)出長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組礁灘組合的縱向和平面分布規(guī)律(圖4～圖7)。

3.1 礁灘縱向組合類型

3.1.1 完整的礁灘組合類型及特征

區(qū)內(nèi)發(fā)育的完整礁灘組合類型包括:長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合(圖4)。

圖4 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組礁(灘)-飛仙關(guān)組灘完整組合類型Fig.4 Complete combination type of the reef(beach)in Changxing Formation-beach in Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

圖5 奉節(jié)三維區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組礁灘組合地震相剖面Fig.5 Seismic facies profile of combination of reef-beach in Changxing-Feixianguan Formation of Fengjie 3D area

圖6 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組礁(灘)-飛仙關(guān)組灘不完整組合類型Fig.6 Incomplete combination type of reef(beach)in Changxing Formation-beach in Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

(1)長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合。該組合類型發(fā)育于普光6井、云安2井、盤龍洞剖面等區(qū)域(圖7)。以普光6井為例(圖4(a)),縱向上長(zhǎng)興組自下而上依次發(fā)育碳酸鹽緩坡-開闊臺(tái)地-臺(tái)緣礁-臺(tái)緣灘相,長(zhǎng)興組礁灘均發(fā)育且白云石化作用強(qiáng)烈;飛仙關(guān)組自下而上依次發(fā)育開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地-局限-蒸發(fā)臺(tái)地相,構(gòu)成兩個(gè)完整的海侵-海退沉積旋回,臺(tái)緣灘白云石化作用強(qiáng)烈。此類組合礁、灘連續(xù)沉積厚度大,且廣泛發(fā)育白云石化作用,形成的生物屑云巖、鮞粒云巖、殘余顆粒云巖、礁云巖等,是研究區(qū)重要的儲(chǔ)集巖類[7],此類組合為最有利的儲(chǔ)層發(fā)育組合類型。

(2)長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合。該組合類型發(fā)育于奉探1井、奉1井(圖5)、奉1側(cè)井、馬槽2井、羊鼔洞剖面、紅花剖面等井或剖面及周緣地區(qū)(圖7)。以奉探1井為例(圖4(b)),長(zhǎng)興組自下而上依次發(fā)育碳酸鹽緩坡-開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-臺(tái)緣礁-臺(tái)緣灘相,總體向上水體變淺,臺(tái)緣礁灘相均發(fā)生白云石化作用,形成良好的儲(chǔ)集巖,且連續(xù)沉積厚度大;飛仙關(guān)組依次發(fā)育陸棚-開闊臺(tái)地(夾臺(tái)內(nèi)灘)-局限臺(tái)地相,臺(tái)內(nèi)灘夾于開闊臺(tái)地灘間海沉積之間,連續(xù)沉積厚度較薄,白云石化作用不發(fā)育。此類組合長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁灘儲(chǔ)集物性好,但飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘儲(chǔ)集物性較差,構(gòu)成較有利的礁、灘組合。

圖7 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組礁灘組合平面分布規(guī)律Fig.7 Distribution regularities of combination of reef-beach in Changxing-Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

(3)長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合。該組合類型以渡2井、渡4井、黃龍3井、天成1井、門南1井、云安23井、尖山剖面、田壩剖面、石梁剖面、沙市剖面等為代表(圖7)。以天成1井為例(圖4(c)),長(zhǎng)興組自下而上依次發(fā)育碳酸鹽緩坡-開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地相,縱向上開闊臺(tái)地相和臺(tái)緣灘相互層發(fā)育,白云石化作用不發(fā)育;飛仙關(guān)組自下而上由開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地相構(gòu)成,臺(tái)緣灘頂部白云石化作用相對(duì)較強(qiáng),常構(gòu)成有利儲(chǔ)集層。此類組合長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘儲(chǔ)層不發(fā)育,飛仙關(guān)組局部發(fā)育灘頂白云巖儲(chǔ)層,總體構(gòu)成次要的儲(chǔ)層發(fā)育組合類型。

(4)長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合。該組合類型發(fā)育于正壩1井所處區(qū)域(圖7)。以該井為例(圖4(d)),長(zhǎng)興組主要發(fā)育開闊臺(tái)地相,在上部地層發(fā)育臺(tái)內(nèi)灘沉積,連續(xù)沉積厚度不大;飛仙關(guān)組自下而上依次發(fā)育開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地相,臺(tái)緣灘沉積中局部發(fā)育鮞粒白云巖。總體構(gòu)成次要的儲(chǔ)層發(fā)育組合類型。

(5)長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合。該組合類型在金珠1井、金珠2井所處區(qū)域發(fā)育(圖7)。以金珠2井為例(圖4(e)),該井長(zhǎng)興組整體以開闊臺(tái)地相為主,在下部?jī)H發(fā)育薄層的臺(tái)內(nèi)生屑灘沉積;飛仙關(guān)組依次發(fā)育開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地-開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地相,灘體僅在下部開闊臺(tái)地中呈夾層狀產(chǎn)出,連續(xù)沉積厚度不大,局部白云石化。由于此類組合均以臺(tái)內(nèi)灘沉積為特征,連續(xù)沉積厚度小,且有利儲(chǔ)層發(fā)育的白云石化作用不強(qiáng),常構(gòu)成較差的儲(chǔ)層發(fā)育組合類型。

上述完整的長(zhǎng)興組礁(灘)+飛仙關(guān)組灘組合類型中,除長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合類型整體儲(chǔ)集性能較差外,其余組合類型均具有一定的儲(chǔ)集意義,尤以長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合在礁頂、灘頂白云石化作用最強(qiáng)烈,儲(chǔ)層最為發(fā)育。

3.1.2 不完整的礁灘組合類型及特征

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的不完整礁灘組合類型包括:長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)無灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘+飛仙關(guān)組無灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組無灘組合、長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合、長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合(圖6)。

(1)長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)無灘組合。該組合類型發(fā)育于七里北2井、天東71井、天東021-4井、門西005-H3井、云安002-5井、云安12井所處區(qū)域(圖7)。以天東021-4井為例(圖6(a)),長(zhǎng)興組自下而上依次發(fā)育碳酸鹽緩坡-開闊臺(tái)地-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地-臺(tái)緣礁相,其中臺(tái)緣灘和臺(tái)緣礁頂部均發(fā)育白云巖,為有利儲(chǔ)層發(fā)育部位;飛仙關(guān)組由陸棚-開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地相組成,總體以低能沉積為主,灘體不發(fā)育。此類組合由于長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁灘的發(fā)育而構(gòu)成較有利的儲(chǔ)層發(fā)育組合類型。

(2)長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘+飛仙關(guān)組無灘組合。該組合類型主要發(fā)育于七北101井、云安1井、大天002-6井、馬槽1井和硐西3井所處區(qū)域(圖7)。以云安1井為例(圖6(b)),長(zhǎng)興組自下而上依次發(fā)育碳酸鹽緩坡-臺(tái)緣灘與開闊臺(tái)地互層-開闊臺(tái)地相,臺(tái)緣灘發(fā)育旋回較多,但多未發(fā)生白云石化作用;飛仙關(guān)組由臺(tái)地前緣斜坡-開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地相,依次變淺的相帶組合而成。此類組合儲(chǔ)集物性較差。

(3)長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組無灘組合。發(fā)育于天東23井和羅家9井(圖7)。以天東23井為例(圖6(c)),長(zhǎng)興組主要由碳酸鹽緩坡和開闊臺(tái)地相構(gòu)成,在下部開闊臺(tái)地中發(fā)育沉積厚度較薄的臺(tái)內(nèi)生屑灘,雖發(fā)生了白云石化作用,但由于厚度較薄儲(chǔ)集意義不大;飛仙關(guān)組主要由開闊臺(tái)地相-臺(tái)地前緣斜坡相-開闊-局限臺(tái)地相低能沉積物構(gòu)成,灘體不發(fā)育。該組合類型儲(chǔ)集性能較差。

(4)長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合。此類組合在區(qū)內(nèi)廣泛分布,在坡1井、坡5井、普光1井、楊家1井、黃龍6井、羅家4井、羅家8井、壩南1井、玉皇1井、菩薩1井、新興1井、云安9井、天東58井、梁6井、茨竹1井、廟壩剖面均有發(fā)育(圖7)。以黃龍6井為例(圖6(d)),長(zhǎng)興組主要由碳酸鹽緩坡相和開闊臺(tái)地相構(gòu)成,無礁灘發(fā)育;飛仙關(guān)組自下而上依次發(fā)育開闊臺(tái)地-臺(tái)地前緣斜坡-臺(tái)緣灘-開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地相,其中臺(tái)緣灘相頂部白云石化作用強(qiáng)烈,形成暴露淺灘,儲(chǔ)集物性較好。此類組合具有一定的儲(chǔ)集意義。

(5)長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合。此組合類型區(qū)內(nèi)分布也較廣,在朱家1井、高張1井、月溪1井、渡5井、紫1井、紫2井、鷹1井、峰20井、云安6井、渡口剖面等區(qū)域發(fā)育(圖7)。以高張1井為例(圖6(e)),長(zhǎng)興組自下而上依次發(fā)育碳酸鹽緩坡-開闊臺(tái)地相,均以致密灰?guī)r、含燧石結(jié)核灰?guī)r或硅質(zhì)灰?guī)r為特征,總體為低能沉積,無礁灘發(fā)育,巖性致密;飛仙關(guān)組由開闊臺(tái)地-局限臺(tái)地(含臺(tái)內(nèi)灘)構(gòu)成,局限臺(tái)地內(nèi)偶發(fā)育薄層鮞粒灰?guī)r,沉積厚度較薄且較為致密,無儲(chǔ)集意義。此類組合無明顯儲(chǔ)層發(fā)育。

上述不完整的礁灘組合類型中,長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)無灘組合和長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合具有一定的儲(chǔ)集意義,其他組合類型儲(chǔ)層發(fā)育較差。

3.2 礁灘組合平面分布規(guī)律

依據(jù)單井、剖面沉積相劃分和長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組平面沉積相分析,完整的長(zhǎng)興組礁(灘)+飛仙關(guān)組灘組合主要發(fā)育于長(zhǎng)興組或飛仙關(guān)組臺(tái)地邊緣帶為背景的區(qū)域(圖3)。如普光6井-渡4井-正壩1井-天成1井-門南1井-云安2井-云安23井一線,此帶主要沿著開江-梁平海槽東側(cè)的臺(tái)緣帶展布;在城口-鄂西海槽西側(cè)的臺(tái)緣帶也發(fā)育完整的礁灘、組合,如盤龍洞剖面和羊鼔洞剖面、紅花剖面、尖山-沙市剖面所處區(qū)域,以及馬槽2井、奉探1井、奉1井所在地區(qū)。僅金珠1、金珠2井均處于長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合(圖7)。

4 礁灘組合形成的控制因素

4.1 沉積環(huán)境演化與礁灘發(fā)育

四川盆地上二疊統(tǒng)的沉積是海侵型的碳酸鹽緩坡帶向碳酸鹽臺(tái)地轉(zhuǎn)化階段,整個(gè)川東-渝北地區(qū)在吳家坪期(龍?zhí)镀?為典型的碳酸鹽緩坡環(huán)境,晚二疊世長(zhǎng)興期為碳酸鹽緩坡向碳酸鹽臺(tái)地轉(zhuǎn)化的時(shí)期[20](圖8)。長(zhǎng)興早期,區(qū)內(nèi)基本繼承了吳家坪期的古地理格局,在長(zhǎng)一段底部主要為碳酸鹽巖緩坡,局部發(fā)育淺灰色厚層-塊狀生屑灰?guī)r,形成生屑灘沉積,此階段主要為生物礁發(fā)育的定殖階段,參與形成了生物礁的礁基部分的建造;長(zhǎng)興中期開始,開江-梁平海槽、城口-鄂西海槽逐步形成,在靠近海槽一側(cè),出現(xiàn)坡度較大的臺(tái)緣帶,沉積環(huán)境轉(zhuǎn)換為碳酸鹽臺(tái)地沉積,在海槽兩側(cè)的臺(tái)地邊緣帶開始發(fā)育規(guī)模較大的生物礁,厚度最大可達(dá)百米,以障積礁、骨架礁為主,巖性主要為淺灰色—灰色厚層-塊狀礁灰?guī)r。造礁生物主要是海綿、苔蘚蟲、水螅和珊瑚等,附礁生物有腕足、海百合、有孔蟲等。隨著海平面上升和臺(tái)地范圍的縮小,生物礁生長(zhǎng)結(jié)束,隨后進(jìn)入開闊臺(tái)地相沉積,而在部分井位或剖面中,如宣漢河口剖面、奉探1井生物礁結(jié)束之后還發(fā)育小規(guī)模的臺(tái)緣灘,巖性以深灰色生屑灰?guī)r、灰褐色云巖為主。

在進(jìn)入飛仙關(guān)期后,由于發(fā)生多次的海水進(jìn)、退等原因,在長(zhǎng)興組臺(tái)地邊緣礁之上疊置側(cè)向、垂向發(fā)育臺(tái)緣灘,臺(tái)地邊緣灘之上又發(fā)育有灘間澙湖、潮下靜水泥等低能沉積相帶,代表了由臺(tái)地邊緣相向開闊臺(tái)地相遷移,一些臺(tái)內(nèi)灘也有出現(xiàn)。此外,因海平面持續(xù)下降和高速率沉積作用的繼續(xù)進(jìn)行,臺(tái)地不斷向海槽方向增生,開江-梁平海槽被快速充填關(guān)閉,城口-鄂西海槽也逐漸被充填,研究區(qū)演變?yōu)榫窒夼_(tái)地相,礁灘組合演化在海退背景下結(jié)束(圖9)。

圖8 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組連井沉積相對(duì)比Fig.8 Sedimentary facies correlation in Changxing-Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

4.2 海平面升降與礁灘發(fā)育

在研究海平面升降與礁灘發(fā)育規(guī)律過程中,依據(jù)連井沉積相對(duì)比及高精度層序地層學(xué)觀點(diǎn)對(duì)研究區(qū)進(jìn)行分析(圖8),將長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組各劃分為2個(gè)三級(jí)層序(Sq1～Sq4)及5個(gè)四級(jí)層序(sq1～sq10)。研究表明,晚二疊世龍?zhí)镀诖笠?guī)模海侵結(jié)束后,長(zhǎng)興期海侵規(guī)模變小,至飛仙關(guān)期海平面總體呈下降趨勢(shì),由于周期性海退沉積水體慢慢變淺,此時(shí)非常適于造礁生物生長(zhǎng)及碳酸鹽沉積物的堆積。從該東西方向展布的連井剖面來看,海平面升降變化控制著礁灘的發(fā)育位置,生物礁主要發(fā)育于四級(jí)層序中的高位體系域,臺(tái)緣灘和臺(tái)內(nèi)灘也主要發(fā)育于四級(jí)層序中的高位體系域,即海平面下降背景條件下。同時(shí)海平面升降變化與礁灘體生長(zhǎng)速度兩者之間的關(guān)系是礁灘體發(fā)育的重要因素,當(dāng)海平面的上升與礁體生長(zhǎng)兩者速度大致協(xié)調(diào)時(shí),礁體才會(huì)較好的發(fā)育。若礁體生長(zhǎng)速度相較于海平面上升速度大,生物礁則會(huì)被“干死”,形成海侵并進(jìn)型生物礁[19],反之被“淹死”,形成海侵追補(bǔ)型生物礁[19]。此外,海平面升降變化影響了沉積相帶的演化,不同沉積相帶的水體能量、溫度等條件是不同的,可見海平面升降變化對(duì)礁灘發(fā)育及分布影響較大(圖8)。

圖9 川東-渝北地區(qū)長(zhǎng)興組-飛仙關(guān)組礁灘組合演化模式Fig.9 Evolution pattern of combination of reef-beach in Changxing-Feixianguan Formation of eastern Sichuan-northern Chongqing area

4.3 古構(gòu)造與礁灘發(fā)育

從大地構(gòu)造背景考慮,上揚(yáng)子板塊在發(fā)生逆沖推覆之前的中二疊世發(fā)生的“峨眉地裂運(yùn)動(dòng)”是控制川東-渝北地區(qū)晚二疊世構(gòu)造-沉積格局的主要因素。至長(zhǎng)興期時(shí),川東-渝北地區(qū)以發(fā)育碳酸鹽臺(tái)地沉積為主體,在經(jīng)歷克拉通內(nèi)部斷裂作用和基底斷裂作用后,開江-梁平海槽、城口-鄂西海槽形成,海槽兩側(cè)的臺(tái)緣地帶開始發(fā)育生物礁灘沉積,平面上呈環(huán)帶狀散布,而且隆-凹相間的古地貌格局對(duì)礁灘的分布起到重要的控制作用,同時(shí)由于同沉積斷裂作用而形成的臺(tái)內(nèi)隆起也為抗浪性生物礁體發(fā)育適宜部位。除此以外,飛仙關(guān)期的古地理格局對(duì)長(zhǎng)興期古地理有明顯的繼承性,繼承性的水下古地貌隆起往往也是水體能量相對(duì)較強(qiáng)區(qū)域,此條件為上部地層灘體的生長(zhǎng)發(fā)育創(chuàng)造了良好條件(圖9)。

5 結(jié) 論

(1)研究區(qū)可劃分為完整礁灘組合和不完整的礁灘組合兩種類型,其中完整礁灘組合類型包括長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合和長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合;不完整礁灘組合類型包括長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)無灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)緣灘+飛仙關(guān)組無灘組合、長(zhǎng)興組臺(tái)內(nèi)灘+飛仙關(guān)組無灘組合、長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合和長(zhǎng)興組無礁灘+飛仙關(guān)組臺(tái)內(nèi)灘組合。完整的長(zhǎng)興組礁(灘)+飛仙關(guān)組灘組合類型更具儲(chǔ)集意義,尤以長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁+飛仙關(guān)組臺(tái)緣灘組合在礁頂、灘頂白云石化作用最為強(qiáng)烈,儲(chǔ)層最為發(fā)育。

(2)礁灘組合往往受沉積環(huán)境演化、海平面升降、古構(gòu)造等因素的控制。沉積環(huán)境的演化對(duì)川東-渝北地區(qū)古地理格局以及碳酸鹽臺(tái)地的演化有重要作用,生物礁灘的生長(zhǎng)發(fā)育在一定程度上受古地理格局和碳酸鹽臺(tái)地演化控制;海平面升降變化控制了礁灘的發(fā)育位置,礁灘主要發(fā)育在四級(jí)層序中的高位體系域,即海平面下降過程中,其次影響了沉積相帶的演化,生物礁灘主要發(fā)育在受古構(gòu)造作用影響的碳酸鹽臺(tái)地與臺(tái)緣斜坡帶之間的臺(tái)地邊緣帶和碳酸鹽臺(tái)地內(nèi)地貌隆起部位等。