朱彥先，何 生，何治亮，張殿偉，張樹(shù)林，孫自明，陶 澤

(1.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 構(gòu)造與油氣資源教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430074；2.中國(guó)石油化工股份有限公司，北京 100728；3.中國(guó)石化 石油勘探開(kāi)發(fā)研究院，北京 100083)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上45%的天然氣和11%的石油探明儲(chǔ)量分布在含蒸發(fā)鹽盆地中，如墨西哥灣、波斯灣、北海、巴西東南沿海、非洲西部海域等[1-4]。在中國(guó)13個(gè)主要含油氣盆地中，四川盆地東部、塔里木盆地、渤海灣盆地和江漢盆地在與含膏鹽層系相關(guān)的油氣勘探領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)多個(gè)中、大型油氣田[5]。四川盆地東南部(川東南地區(qū))中—下寒武統(tǒng)膏巖層廣泛分布[6-8]，該區(qū)多口深層探井均鉆遇較大厚度的中—下寒武統(tǒng)膏巖層，巖性主要為石膏巖和膏質(zhì)白云巖。川東南地區(qū)為低陡褶皺構(gòu)造發(fā)育區(qū)，構(gòu)造變形機(jī)制較復(fù)雜，研究區(qū)面積較大，鉆遇中—下寒武統(tǒng)膏巖層鉆井少，地震測(cè)線相對(duì)稀疏，油氣勘探程度相對(duì)較低，可能是深層新的勘探領(lǐng)域。前人利用部分鉆井和地震資料，對(duì)川東南部分地區(qū)的中—下寒武統(tǒng)膏巖層厚度分布特征進(jìn)行了研究[1，6，9]，研究表明，中—下寒武統(tǒng)膏巖層的分布特征與膏巖下油氣藏存在緊密聯(lián)系[9-14]。近年來(lái)隨著油氣勘探程度的提高，豐富了鉆井和地震資料，為進(jìn)一步深化該區(qū)膏巖層系(龍王廟組—高臺(tái)組)分布研究提供了可能性。本文通過(guò)對(duì)新鉆井資料的膏巖層系巖性統(tǒng)計(jì)和地震剖面響應(yīng)分析，研究了川東南地區(qū)膏巖層系的巖性和縱向變化特征，通過(guò)井—震結(jié)合更詳細(xì)地刻畫了中—下寒武統(tǒng)膏巖層系的平面分布特征，并通過(guò)解釋低陡構(gòu)造帶不同構(gòu)造變形程度的膏巖層系構(gòu)造特征，分析了該區(qū)構(gòu)造擠壓作用對(duì)膏巖層系厚度和平面分布特征的影響。

1 地質(zhì)概況

川東南地區(qū)即四川盆地東南部，北起北碚，西至榮昌—宜賓地區(qū)，南至長(zhǎng)寧—古藺地區(qū)，東達(dá)重慶—綦江地區(qū)；構(gòu)造位置為夾持在華鎣山斷裂與齊岳山斷裂之間的川南低陡褶皺帶，其北側(cè)為川中隆起帶和川東高陡褶皺帶，南側(cè)為黔北斷褶帶，東側(cè)為湘鄂西褶皺帶(圖1)。四川盆地東南部構(gòu)造樣式以隔擋式褶皺為主，整體表現(xiàn)為一系列緊閉背斜和寬緩向斜相間排列，其中背斜核部普遍出露上三疊統(tǒng)須家河組，向斜核部出露中—上侏羅統(tǒng)沙溪廟組和蓬萊組[15]。四川盆地東南部華鎣山斷裂和齊岳山斷裂為對(duì)傾狀同沉積斷裂[16]，華鎣山斷裂傾向?yàn)槟蠔|向，齊岳山斷裂傾向?yàn)楸蔽飨?。川東南地區(qū)主要分為永川帚狀斷褶帶、華鎣山南斷褶帶和瀘州—赤水構(gòu)造疊加帶。永川帚狀斷褶帶構(gòu)造變形強(qiáng)，背斜傾角大，整體上呈帚狀分布，走向多為北東—南西向，多發(fā)育大斷距逆斷層，斷層和背斜走向一致；華鎣山南斷褶帶地區(qū)背斜傾角較大，走向主要為北東—南西向，斷層多，斷層走向不一致；瀘州—赤水構(gòu)造疊加帶中構(gòu)造變形相對(duì)較弱，背斜傾角相對(duì)平緩，多條背斜走向近北西—南東向，少數(shù)背斜近東—西向，發(fā)育小斷距逆斷層。低陡褶皺帶多于燕山中—晚期形成，喜馬拉雅期川東南低陡褶皺帶得到了不同程度的強(qiáng)化[17-20]。加里東期川東南呈現(xiàn)“兩隆夾一凹”古地貌，“兩隆”為華鎣山斷裂西側(cè)低隆和齊岳山斷裂東側(cè)低隆，“一凹”位于兩斷裂帶之間，該構(gòu)造—沉積格局為中—下寒武統(tǒng)膏巖層系沉積創(chuàng)造了有利條件[21]。四川盆地下組合為上震旦統(tǒng)—上志留統(tǒng)，進(jìn)一步被細(xì)分為3套生儲(chǔ)蓋組合，自下而上巖性地層單位見(jiàn)圖2，中—下寒武統(tǒng)膏巖層系主要為龍王廟組—高臺(tái)組，洗象池群底部?jī)H在局部地區(qū)發(fā)育膏質(zhì)白云巖或膏質(zhì)粉砂巖薄夾層。

圖1 川東南地區(qū)構(gòu)造綱要及井位、二維地震剖面位置Fig.1 Structure outline map of southeastern Sichuan Basin and location of wells and seismic sections

2 中—下寒武統(tǒng)膏巖層系巖性特征

2.1 鉆井資料巖性統(tǒng)計(jì)

前人研究表明，四川盆地中—下寒武統(tǒng)膏巖層系主要分布在盆地東、南部，華鎣山斷裂西側(cè)低隆與齊岳山斷裂東側(cè)低隆之間，川東與川南鄰區(qū)鉆井亦鉆遇較薄的膏巖層系[5，10]。川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)龍王廟組和高臺(tái)組為膏巖層系，廣泛發(fā)育石膏巖(膏鹽巖)，主要由海水蒸發(fā)濃縮后的高鹽度鹵水累積沉淀形成，也有一些陸相碎屑沉積物的易溶鹽類貢獻(xiàn)[22-23]。研究區(qū)內(nèi)鉆遇龍王廟組和高臺(tái)組膏巖層系的鉆井有陽(yáng)深2井、陽(yáng)1井、丁山1井、林1井、座3井(臨近研究區(qū))等5口鉆井，研究所需的鄰區(qū)鉆遇膏巖層系的鉆井有太和1井、合探1井、合12井、荷深1井、自深1井和塔探1井等6口鉆井。

膏巖層系中的鹽類以硫酸鹽類沉積為主，鹵化物類含量很少，偶見(jiàn)石鹽沉積，鉀鹽和雜鹵石沉積物罕見(jiàn)。根據(jù)川東南及鄰區(qū)多口井鉆遇中—下寒武統(tǒng)膏巖層系的巖性統(tǒng)計(jì)，將膏巖層系中與膏鹽和含膏有關(guān)的巖性劃分為2大類(石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類)和6小類(石膏巖、白云質(zhì)石膏巖、膏質(zhì)白云巖、含膏白云巖、含膏石鹽巖和膏質(zhì)砂(泥)巖)(表1)。石膏巖沉積的顏色主要呈淺紅色；石膏常與白云巖相伴生，形成白云質(zhì)石膏巖、膏質(zhì)白云巖和含膏白云巖，顏色主要呈淺紅色、白色、灰色等；偶見(jiàn)石膏與石鹽和砂(泥)巖相伴生，形成含膏石鹽巖和膏質(zhì)砂(泥)巖，顏色主要呈白色和灰白色。

圖2 川東南地區(qū)下組合地層柱狀圖Fig.2 Stratigraphic column of lower assemblagein southeastern Sichuan Basin

表1 川東南及鄰區(qū)中—下寒武統(tǒng)石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類巖性統(tǒng)計(jì)Table 1 Lithologies of Middle-Lower Cambrian gypsum rocks, gypsiferous and gypsum-bearing rocks in southeastern Sichuan Basin and its periphery

由表1可知，川東南地區(qū)和鄰區(qū)鉆遇中—下寒武統(tǒng)龍王廟組和高臺(tái)組石膏巖的單層厚度介于0.5～44 m，累計(jì)厚度介于7～97 m；石膏巖巖性致密，多為塊狀，主要由石膏和硬石膏組成，可見(jiàn)玉髓、黃鐵礦等，石膏具結(jié)晶結(jié)構(gòu)，可見(jiàn)韻律條帶[24]；川東南地區(qū)和鄰區(qū)白云質(zhì)石膏巖發(fā)育厚度小，在陽(yáng)1井、太和1井、荷深1井和塔探1井見(jiàn)有少量的白云質(zhì)石膏巖，層數(shù)為2～4層，陽(yáng)1井累計(jì)厚度最大，僅為17 m；膏質(zhì)白云巖相對(duì)最發(fā)育，陽(yáng)深2井、陽(yáng)1井、丁山1井、林1井、座3井、太和1井、合12井、自深1井和塔探1井等均鉆遇膏質(zhì)白云巖，單層厚度介于0.8～32 m，累計(jì)厚度介于1～129.5 m；含膏白云巖在研究區(qū)鉆井中少見(jiàn)，在陽(yáng)深2井、陽(yáng)1井、丁山1井和太和1井見(jiàn)1～5層，單層厚度介于1～6 m；含膏石鹽巖僅在塔探1井發(fā)育1層，厚度11 m；膏質(zhì)砂(泥)巖類僅在陽(yáng)深2井和太和1井發(fā)現(xiàn)1～2層，單層厚度為1 m。

由于早—中寒武世川東南與川東地區(qū)古地貌為“兩隆夾一凹”，陽(yáng)深2井、陽(yáng)1井、丁山1井、林1井、座3井和太和1井位于凹陷內(nèi)，其龍王廟組—高臺(tái)組石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度占地層厚度的19.53%～28.95%；而合探1井、合12井、荷深1井、自深1井、塔探1井位于近凹陷外側(cè)，其龍王廟組—高臺(tái)組石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度占地層厚度的百分比減少至1.75%～18.64%；對(duì)比發(fā)現(xiàn)，凹陷內(nèi)鉆井的龍王廟組—高臺(tái)組石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度占地層厚度的百分比明顯大于凹陷外側(cè)鉆井(圖3)。川東南地區(qū)龍王廟組—高臺(tái)組膏巖層系中非石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類的主要巖性為白云巖和相對(duì)較少的灰?guī)r及碎屑巖。

2.2 膏巖層系縱向分布特征

川東南地區(qū)寒武紀(jì)主要有2個(gè)膏巖層系發(fā)育期，即早寒武世龍王廟組沉積期和中寒武世高臺(tái)組沉積期，晚寒武世洗象池群沉積期僅發(fā)育很少的含膏巖層。根據(jù)錄井巖性統(tǒng)計(jì)繪制的川東南地區(qū)連井剖面(圖4)顯示，龍王廟組為一套海相含膏碳酸鹽巖層系，巖性主要為白云巖，夾有石膏巖、白云質(zhì)石膏巖和相對(duì)較少的石灰?guī)r及砂泥巖；白云巖包括膏質(zhì)白云巖、含膏白云巖、砂質(zhì)白云巖、泥質(zhì)與含泥白云巖和灰質(zhì)白云巖，其中膏質(zhì)白云巖相對(duì)較發(fā)育；連井剖面顯示龍王廟組石膏巖類地層在座3井、陽(yáng)深2井、陽(yáng)1井、林1井和丁山1井均較發(fā)育，常見(jiàn)于龍王廟組中上部，累計(jì)厚度占龍王廟組地層厚度的11.36%～40.28%，從座3井至丁山1井，龍王廟組石膏巖類地層累計(jì)厚度逐漸減??；石灰?guī)r在龍王廟組均有發(fā)育，座3井、陽(yáng)深2井、林1井、丁山1井石灰?guī)r夾層很少，陽(yáng)1井石灰?guī)r層相對(duì)較發(fā)育。高臺(tái)組也是一套海相含膏碳酸鹽巖層系，巖性主要為白云巖、石膏巖、砂泥巖和石灰?guī)r；白云巖包括膏質(zhì)白云巖、含膏白云巖、砂質(zhì)白云巖和泥質(zhì)白云巖，其中膏質(zhì)白云巖相對(duì)較發(fā)育，高臺(tái)組上部、中部和下部均發(fā)育膏質(zhì)白云巖；石膏巖在座3井、陽(yáng)1井和丁山1井高臺(tái)組均有發(fā)育，分布于高臺(tái)組上、中和下部；連井剖面中高臺(tái)組石膏巖類地層累計(jì)厚度占高臺(tái)組地層厚度的11.18%～35.61%。砂巖在座3井、陽(yáng)深2井、陽(yáng)1井、林1井和丁山1井高臺(tái)組均有發(fā)育，座3井和陽(yáng)深2井高臺(tái)組砂巖累計(jì)厚度相對(duì)較大，陽(yáng)1井、林1井和丁山1井高臺(tái)組砂巖厚度很小。另外，洗象池群僅在陽(yáng)深2井和陽(yáng)1井見(jiàn)膏質(zhì)白云巖和膏質(zhì)粉砂巖薄夾層。

圖4顯示川東南地區(qū)寒武系石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類常見(jiàn)于龍王廟組中上部、高臺(tái)組和洗象池群底部，沉積相自下而上為蒸發(fā)潟湖與蒸發(fā)潮坪相、蒸發(fā)混積局限臺(tái)地相和蒸發(fā)局限臺(tái)地相沉積[10]。川東南地區(qū)龍王廟組—高臺(tái)組海相含膏碳酸鹽巖層系中的石膏巖和白云質(zhì)石膏巖常與白云巖互層，連井剖面(圖4)中鉆井井位多位于背斜構(gòu)造高部位，參考二維地震剖面解釋，背斜高部位鉆井剖面中石膏巖和白云質(zhì)石膏巖相對(duì)于向斜構(gòu)造部位偏厚，這是由于在構(gòu)造擠壓應(yīng)力作用下，石膏巖層和白云質(zhì)石膏巖層向背斜構(gòu)造軸部流動(dòng)導(dǎo)致的。

圖3 川東南地區(qū)及鄰區(qū)典型井位龍王廟組—高臺(tái)組石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度占地層厚度的百分比Fig.3 Percentage histogram of accumulated thickness of gypsum rocks, gypsiferous and gypsum-bearing rocksin Longwangmiao-Gaotai formations in typical wells in southeastern Sichuan Basin and its periphery

圖4 川東南地區(qū)典型鉆井龍王廟組—高臺(tái)組地層及膏巖層縱向分布特征Fig.4 Vertical distribution of Longwangmiao-Gaotai formations and gypsum rock layers in typical wells in southeastern Sichuan Basin

3 膏巖層系測(cè)井和地震響應(yīng)特征

3.1 膏巖層系測(cè)井響應(yīng)特征

川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系中的石膏巖層和膏質(zhì)白云巖層的測(cè)井響應(yīng)特征為(圖5)：石膏巖層自然伽馬值低(21.73～96.44 API，平均值54.57 API)，中子孔隙度低(0.19%～9.27%，平均值5.51%)，聲波時(shí)差小(48.24～56.61 μs/ft，平均值51.69μs/ft)，密度大(2.533～2.995g/cm3，平均值2.76 g/cm3)，電阻率高(約9 111·m)，上述石膏巖層測(cè)井曲線整體表現(xiàn)為“三低兩高”。巖石電阻率(RT)和沖洗帶電阻率(RXO)差值極小,且幅度較一致，這是由于石膏巖性致密，孔隙度低，滲透性差，泥漿未侵入或侵入量少導(dǎo)致的；微電極測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)中微梯度電阻率(RLML)和微電位電阻率(RNML)幅度低，差值很小或接近零，這是由于石膏巖井壁易垮塌，井徑擴(kuò)大，微電極系的極板懸空，導(dǎo)致微梯度電阻率(RLML)和微電位電阻率(RNML)均為泥漿電阻率。膏質(zhì)白云巖層自然伽馬值較低(39.5～123.43 API，平均值73.66 API)，中子孔隙度較低(4.30%～11.19%，平均值7.79%)，聲波時(shí)差低(47.39～54.79μs/ft，平均值50.24 μs/ft)，密度大(2.628～2.907 g/cm3，平均值2.78 g/cm3)，略大于石膏巖密度，電阻率較高(約7 602·m)，相對(duì)小于石膏巖層電阻率，上述膏質(zhì)白云巖測(cè)井曲線整體也表現(xiàn)為“三低兩高”。巖石電阻率(RT)和沖洗帶電阻率(RXO)有差值，這是由于膏質(zhì)白云巖層相對(duì)于石膏巖層物性較好，孔隙度和滲透率相對(duì)較大，泥漿有所侵入原狀地層所致；微電極測(cè)井中微梯度電阻率(RLML)和微電位電阻率(RNML)有差值、偶見(jiàn)低幅度，但低的視電阻率測(cè)井曲線井段短。

圖5 川東南地區(qū)陽(yáng)1井中寒武統(tǒng)高臺(tái)組膏巖層系中石膏巖層和膏質(zhì)白云巖層測(cè)井響應(yīng)特征Fig.5 Logging response characteristics of gypsum rock layers and gypsiferous dolomite layersin Middle Cambrian Gaotai Formation in well Yang 1, southeastern Sichuan Basin

3.2 膏巖層系地震識(shí)別特征

林1井中—下寒武統(tǒng)含膏地層在井徑規(guī)則的條件下，測(cè)井響應(yīng)表現(xiàn)為低自然伽馬、低聲波時(shí)差、高密度和高電阻率，符合中—下寒武統(tǒng)膏巖層系測(cè)井響應(yīng)特征。圖6為林1井中—下寒武統(tǒng)膏巖層系測(cè)井響應(yīng)特征與二維地震剖面的響應(yīng)特征對(duì)比，將測(cè)井資料與地震資料相結(jié)合，可大體確定過(guò)林1井的二維地震剖面中—下寒武統(tǒng)膏巖層系的地震響應(yīng)特征。中—下寒武統(tǒng)膏巖層系頂、底界地震反射界面分別是與上寒武統(tǒng)白云巖和下寒武統(tǒng)砂(泥)巖之間的巖性波阻抗反射界面對(duì)應(yīng)，其頂界面具有反射振幅強(qiáng)、連續(xù)性好和橫向波峰特征穩(wěn)定的特點(diǎn)；其底界面在較小厚度膏巖層系處，底部反射界面振幅強(qiáng)且連續(xù)性好；在較大厚度膏巖層系處，底界面反射特征振幅相對(duì)較弱，這是由于中—下寒武統(tǒng)膏巖層系埋深大，隨著地震波能量的衰減和厚層膏巖層系對(duì)地震波能量的吸收，較大厚度膏巖層系處底界面反射地震波能量減弱。中—下寒武統(tǒng)膏巖層系中巖性變化大，石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類與碳酸鹽巖和砂(泥)巖呈互層沉積。關(guān)于膏巖層系內(nèi)部反射特征，根據(jù)川東南膏巖層系的變形程度，可將研究區(qū)膏巖層系構(gòu)造變形分為3種類型：弱變形、揉皺和背斜(底辟)。僅少數(shù)寬緩向斜下部發(fā)育弱變形的膏巖層系，表現(xiàn)為一組振幅大、連續(xù)性強(qiáng)的平行反射波阻特征。揉皺構(gòu)造變形膏巖層系的地震識(shí)別特征為：(1)薄層膏巖層系頂、底界同相軸振幅大但不平行；(2)厚度較大的膏巖層系揉皺構(gòu)造內(nèi)部見(jiàn)雜亂反射。在膏巖層系加厚的背斜構(gòu)造處，常見(jiàn)強(qiáng)振幅、不連續(xù)的反射特征，同相軸較為雜亂，背斜構(gòu)造內(nèi)可見(jiàn)弱振幅空白反射。

圖6 川東南地區(qū)林1井中—下寒武統(tǒng)膏巖層系地震響應(yīng)特征剖面位置見(jiàn)圖1A—A’。Fig.6 Seismic response of Middle-Lower Cambrian gypsum rock layer system in well Lin 1, southeastern Sichuan Basin

4 膏巖層系平面分布特征及影響因素

川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)龍王廟組—高臺(tái)組膏巖層系主要分布在華鎣山斷裂東側(cè)與齊岳山斷裂西側(cè)的凹陷區(qū)域，利用研究區(qū)內(nèi)27條二維地震測(cè)線(總長(zhǎng)度約1 900 km，分布見(jiàn)圖1)，通過(guò)解釋龍王廟組—高臺(tái)組膏巖層系的頂、底地震反射界面及厚度，采用該區(qū)鉆井統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的膏巖層系厚度作為約束，預(yù)測(cè)川東南地區(qū)龍王廟組—高臺(tái)組(膏巖層系)地層厚度，并繪制分布圖(圖7)。圖3顯示凹陷內(nèi)鉆遇的龍王廟組—高臺(tái)組石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度占地層厚度的百分比(19.53%～28.95%)明顯大于凹陷外側(cè)鉆井(1.75%～18.64%)，且膏巖層系厚度與石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度有正相關(guān)性，據(jù)此可大體解釋川東南地區(qū)石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類累計(jì)厚度。

4.1 膏巖層系平面分布特征

川東南中—下寒武統(tǒng)膏巖層系平面上連續(xù)發(fā)育但厚度變化大(100～1 100 m)，重慶—涪陵地區(qū)(500～1 100 m)、北碚地區(qū)(500～800 m)和長(zhǎng)寧地區(qū)(500～800 m)膏巖層系厚度大。鉆井資料統(tǒng)計(jì)顯示：最厚處位于太和1井北東側(cè)(約1 100 m)，塔探1井—林1井—丁山1井膏巖層系厚度較厚(300～400 m)，合探1井—荷深1井—自深1井膏巖層系厚度較薄(200～300 m)。川東南研究區(qū)內(nèi)石膏巖類和膏質(zhì)及含膏巖類主要聚集在涪陵、重慶東部、北碚和長(zhǎng)寧地區(qū)。涪陵地區(qū)膏巖層系為丘狀，沿北東向分布，主要發(fā)育在方斗山背斜南西段，沿北西和南東方向逐漸減??；重慶東部地區(qū)膏巖層系為長(zhǎng)條狀，走向近北北東—南南西向；北碚地區(qū)膏巖層系為弧狀，整體走向近南北向。長(zhǎng)寧地區(qū)膏巖層系為似紡錘狀，近東西向分布，由西向東厚度逐漸減薄(圖7)。此外，永川地區(qū)膏巖層系為似槽狀，東西兩側(cè)背斜軸部膏巖層系較厚(500～600 m)，向斜核部膏鹽層系較薄(200～300 m)。從分布厚度和連續(xù)性看，川東南中—下寒武統(tǒng)膏巖層系發(fā)育較好，整體上具有分布較廣、發(fā)育連續(xù)、累計(jì)厚度變化大的特點(diǎn)。

4.2 膏巖層系巖性對(duì)其平面分布連續(xù)性的影響

川東南地區(qū)龍王廟組—高臺(tái)組主要為白云巖與石膏巖和膏質(zhì)白云巖的互層沉積[10]。石膏巖塑性系數(shù)為2.003～2.170，是泥巖的1.53倍，但比石鹽巖的塑性差；白云巖性脆，硬度大。研究區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系中石膏巖和膏質(zhì)白云巖相對(duì)較發(fā)育，但白云巖厚度大，因此與純石膏巖或純石鹽巖相比，該套膏巖層系表現(xiàn)出流動(dòng)性偏弱，在擠壓構(gòu)造作用下流動(dòng)變形不強(qiáng)，主要發(fā)育揉皺、背斜等低幅度膏巖構(gòu)造(圖8)。未見(jiàn)刺穿性膏巖底辟和膏巖墻等高幅度膏巖構(gòu)造，膏巖背斜之間多以薄膏巖層連接，膏巖焊接發(fā)育少；膏巖焊接是指由于膏巖層塑性流動(dòng)抽空而造成原來(lái)被膏巖層分隔的上、下地層相互疊置在一起，這也說(shuō)明川東南中—下寒武統(tǒng)膏巖層系連續(xù)性較好(圖8)。

圖7 川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系厚度分布Fig.7 Thickness of Middle-Lower Cambrian gypsum rock layer system in southeastern Sichuan Basin

4.3 構(gòu)造變形程度對(duì)膏巖層系厚度分布的影響

膏巖層系體積模量小，具有塑性，伸展、差異負(fù)荷、浮力、熱對(duì)流、重力擴(kuò)張和擠壓等作用都能導(dǎo)致膏巖層系變形[25]。川東南地區(qū)沉積蓋層的擠壓構(gòu)造變形主要發(fā)生在燕山期—喜馬拉雅期[17-20]。圖8顯示，地震測(cè)線橫穿多個(gè)低陡構(gòu)造帶，地震剖面解釋結(jié)果表明，自西向東，古佛山背斜構(gòu)造變形相對(duì)較強(qiáng)，核部缺失自流井組，發(fā)育擠出構(gòu)造；九洞坪、壇子壩、李子壩、白鹿坪、梁董廟、石龍峽和東溪等背斜構(gòu)造變形相對(duì)較弱，發(fā)育低陡褶皺帶。研究區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系上覆地層厚度4 600～6 700 m，遠(yuǎn)大于膏巖層系厚度，膏巖層系承受巨大的上覆巖層負(fù)荷。在構(gòu)造擠壓和上覆巖層負(fù)荷作用下，膏巖層系中主要是石膏巖類地層向背斜核部流動(dòng)，形成揉皺、膏巖背斜和膏巖巖枕等構(gòu)造，造成膏巖層系在背斜核部明顯加厚，而在背斜翼部減薄。川東南地區(qū)向斜寬緩，向斜內(nèi)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系多為薄層膏巖層系。而較厚的膏巖層系平面分布范圍與背斜展布有關(guān)，即沿背斜走向膏巖層系厚度較大，與川東南低陡構(gòu)造帶走向基本保持一致，其中古佛山背斜范圍膏巖層系增厚最為明顯，圖8所標(biāo)注的低陡構(gòu)造帶中古佛山背斜的變形相對(duì)最強(qiáng)，膏巖層系流動(dòng)變形程度相對(duì)較強(qiáng)。膏巖層系在構(gòu)造變形程度不同的低陡構(gòu)造帶內(nèi)相對(duì)厚度變化不同，在構(gòu)造變形較強(qiáng)的低陡構(gòu)造帶的背斜范圍尤其是背斜軸部，膏巖層系增厚明顯；在構(gòu)造變形較弱的低陡構(gòu)造帶的背斜范圍，膏巖層系增厚較小。

4.4 膏巖層系分布與油氣保存條件

膏鹽巖蓋層本身物性和可塑性極差，對(duì)油氣封閉能力極強(qiáng)，因此被認(rèn)為是含油氣盆中的優(yōu)質(zhì)蓋層。川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)龍王廟組和高臺(tái)組膏巖層系可作為下組合中組合Ⅰ的區(qū)域蓋層，組合Ⅰ中的儲(chǔ)層是燈影組，燈影組之下是震旦系陡山沱組烴源巖，燈影組之上為下寒武統(tǒng)筇竹寺組烴源巖，三者形成生儲(chǔ)蓋組合Ⅰ，兩套烴源巖的熱演化生烴過(guò)程在海西期和印支期為生烴高峰[26]；組合Ⅰ經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的多期成藏和構(gòu)造變形及改造的演化過(guò)程，在志留紀(jì)至早—中侏羅世古油藏形成、深埋、原油熱裂解成氣、調(diào)整形成古氣藏的過(guò)程中，中—下寒武統(tǒng)膏巖層系可能是阻止油氣向上逸散的重要保存條件；燕山中—晚期川東南地區(qū)遭受構(gòu)造擠壓作用，形成一系列低陡背斜和斷裂構(gòu)造，喜馬拉雅期發(fā)生構(gòu)造疊加改造；燕山期—喜馬拉雅期褶皺和斷裂構(gòu)造作用、構(gòu)造抬升和地層剝蝕的演化過(guò)程以及龍王廟組—高臺(tái)組膏巖層系發(fā)育特征，對(duì)已形成古氣藏的改造、調(diào)整、散失和再次成藏保存具有重要的影響；因此，作為區(qū)域蓋層的中—下寒武統(tǒng)膏巖層系成為保存條件研究的一個(gè)關(guān)鍵因素，川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系的分布和厚度則是下組合中組合Ⅰ油氣勘探目標(biāo)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)。從圖7可看出，川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系發(fā)育厚度介于300～700 m，且連續(xù)分布，可能說(shuō)明研究區(qū)膏巖層系之下的組合Ⅰ中氣藏的區(qū)域保存條件較好；圖中膏巖層系在低陡背斜的軸部相對(duì)加厚，北碚、永川和赤水以南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系厚度大于400 m，分布面積較大及厚度分布較穩(wěn)定；長(zhǎng)寧地區(qū)背斜軸部膏鹽層系厚度可達(dá)700～800 m；所以，北碚、永川、赤水以南和長(zhǎng)寧等地區(qū)下組合組合Ⅰ中的構(gòu)造圈閉可能具有良好的區(qū)域保存條件，可作為有利的氣藏勘探目標(biāo)進(jìn)一步開(kāi)展成藏條件評(píng)價(jià)。

圖8 川東南中—下寒武統(tǒng)膏巖層系厚度與低陡構(gòu)造帶分布關(guān)系Fig.8 3D configuration between thickness of Middle-Lower Cambrian gypsumrock layer system and low-steep folds the southeastern Sichuan Basin

5 結(jié)論

結(jié)合鉆井資料和二維地震剖面，研究了川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系巖性特征、縱向發(fā)育和平面分布特征及其影響因素。川東南中—下寒武統(tǒng)膏巖層系整體上具有巖性多樣、埋藏深、分布廣、發(fā)育連續(xù)和厚度變化大的特點(diǎn)。膏巖層系厚度分布與構(gòu)造變形程度具有相關(guān)性，主要結(jié)論如下：

(1)川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系中與膏鹽和含膏相關(guān)的巖性主要有石膏巖、白云質(zhì)石膏巖、膏質(zhì)白云巖、含膏白云巖，含膏石鹽巖和膏質(zhì)砂(泥)巖較為少見(jiàn)。膏巖層系縱向上巖性組合和單層厚度變化大，與碳酸鹽巖和少量砂(泥)巖呈互層沉積。

(2)川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系平面上分布廣，但厚度變化較大。主要分布于華鎣山斷裂東側(cè)和齊岳山斷裂西側(cè)的凹陷，其中重慶—涪陵、北碚和長(zhǎng)寧地區(qū)膏巖層系厚度大，最厚處位于太和1井北東側(cè)。

(3)川東南地區(qū)中—下寒武統(tǒng)膏巖層系中多發(fā)育低幅度膏巖構(gòu)造，未見(jiàn)刺穿性底辟和膏巖墻等高幅度構(gòu)造，膏巖背斜之間多以薄膏巖層系連接，膏巖焊接發(fā)育少，膏巖層系分布連續(xù)性較好。

(4)在構(gòu)造擠壓和上覆巖層負(fù)荷作用下，川東南低陡構(gòu)造帶中—下寒武統(tǒng)石膏巖類巖層常常向背斜核部流動(dòng)，造成膏巖層系在背斜軸部明顯加厚，揉皺和底辟等伴生構(gòu)造發(fā)育，相應(yīng)的膏巖層系厚度平面變化與低陡構(gòu)造帶的構(gòu)造變形部位有相關(guān)性，沿低陡構(gòu)造帶的走向膏巖層系厚度在背斜部位一般加厚，在向斜部位減薄較明顯。膏巖層系在構(gòu)造變形程度不同的低陡帶的相對(duì)厚度變化不同，在構(gòu)造變形較強(qiáng)的低陡帶，膏巖層系增厚較大；在構(gòu)造變形較弱的低陡帶，膏巖層系增厚較小。