四川盆地须家河组高分辨率层序_岩相古地理...

成都理工大学学报 (自然科学版) 第 35 卷
克拉通盆地沉积充填的主体[11]～[21 ] 。
2 高分辨率层序划分与对比
针对四川盆地须家河组主要发育陆相和过渡 相地层 ,砂体厚度 、岩性和岩相变化较大 ,产出层 位不很稳定的特点 ,本文采用更适合于陆相盆地 层序地层分析的高分辨率层序地层学理论及其技 术方法作为指导思想对其进行层序划分 ,以不同 级别的基准面升降运动周期作为不同级别层序划 分的依据 ,以基准面下降达最低点位置时发育的 界面为层序边界 ,一个完整的层序由上升和下降 两个半旋回相域组成 。通过对控制四川盆地须二 段 - 须五段沉积的构造 、气候 、物源 、可容纳空间 与沉积物通量之比以及地层自旋回等多种因素的 综合分析 ,可识别出 4 种不同性质 、成因和产出规 模的界面类型 ,据此划分出 2 个超长期 、4 个长 期 ,14 个中期和数十个短期基准面旋回层序[16] (表 1 和图 2) ,其中超长期和长期基准面旋回层 序在盆地范围内可基本对比 (图 12B) 。
[ 文章编号 ] 167129727 (2008) 0620630209
四川盆地须家河组高分辨率层序2岩相古地理特征
柯光明1 ,2 郑荣才2 高红灿2 戴朝成2 翟文亮2
(1. 中国石化西南油气分公司勘探开发研究院 ,成都 610081 ; 2. 成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室 ,成都 610059) )
岩相古地理研究是重建地质历史中海陆分 布 、构造背景 、盆地发育和沉积演化的重要途径和 手段 。其宗旨是通过重塑盆地在大区域或全球古 地理中的具体位置 、恢复盆地沉积和构造演化及 其与成烃成藏过程的关系 ,从而达到评价油气资 源 、了 解 油 气 分 布 规 律 和 预 测 油 气 远 景 之 目 的[1 ]～[5 ] 。为了能够更好地指导油气勘探 ,就需要 编制精度更高的岩相古地理图 ,而高分辨率层序 地层学理论在其中的应用则为编制高精度的岩相 古地理图提供了可能 。本文以已有的研究成果为 基础[6]～[21 ] ,以高分辨率层序地层学理论和技术 方法为指导思想[22 ]～[24 ] ,选择四川盆地须家河组 长期基准面旋回的上升和下降相域分别为编图单 元进行岩相古地理研究 ,这种新的编图方法减少 了由传统编图方法 (如压缩编图 、优势相编图和岩 性比例编图等) 所造成的模糊失真现象 ,有效提高
和米仓山 - 大巴山推覆体南侧的南江 、通江 、万 源 、宣汉等地 ,为组成前陆盆地川西前渊坳陷和川 东北前渊坳陷沉积充填的主体[11 ]～[21 ] 。( 2) 内克 拉通盆地稳定坳陷充填型 ,须家河组沉积厚度较 小 ,一般在 500～800 m 内变化 ,主要为薄至中层 状粉砂岩 、泥岩与厚层块状砂岩的互层组合 ,局部
第 35 卷 第 6 期 2008 年 12 月
成都理工大学学报 (自然科学版)
J OU RNAL O F CH EN GDU UN IV ERSIT Y O F TECHNOLO GY (Science & Technology Edition)
Vol. 35 No . 6 Dec. 2008
纵观整个四川盆地构造发育历史 ,经历了早 期边缘前陆盆地阶段 (晚三叠世卡尼期) 、中期类 前陆盆地阶段 (晚三叠世诺利期 →侏罗纪) 和晚期 萎缩衰亡阶段 (白垩纪 →渐新世) 。其中类前陆盆 地阶段又可划分为龙门山亚阶段 (晚三叠世诺利
期 →瑞替期) 、米仓山 - 大巴山亚阶段 (早 、中侏罗 世) 和复合亚阶段 (晚侏罗世) 。本文研究重点层 位上三叠统须家河组即为中期类前陆盆地阶段龙 门山亚阶段时期快速充填的产物 。
夹有砂质砾岩或含砾砂岩透镜体 。须二至须六段 于大部分地区发育齐全 ,仅局部地区缺失须六段 , 但须二和须三段的地质记录保存不完整 (图 12 B) 。此类型地层主要分布于渝东 、川东南和川南 的重庆 、广安 、华蓥山 、合川 、岳池 、遂宁 、潼南等 地 ,为组成晚三叠世前陆盆地前隆斜坡和隆后内
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成都理工大学学报 (自然科学版) 第 35 卷
于 L SC1 和 L SC2 两个长期旋回层序 ; 晚期超长 期旋回层序 ( SL SC2) 由须四段和须五段叠加组 成 ,分别对应于 L SC3 和 L SC4 两个长期旋回层 序。
须家河期川西坳陷属于龙门山类前陆盆地的 前渊坳陷带 ,主要沿龙门山前缘发育 ,其沉降和沉 积中心主要位于川西地区 ,川北地区属于前渊坳 陷带的北段 。自南西向北东方向 ,沿该坳陷轴部 的构造沉降幅度和水体深度都逐渐变小 ,具有自 北东向南西方向加宽 、加深和自然拐弯的递降坡 度 ;因此 ,无论是来自西部龙门山造山带的沉积 物 ,东部川中古隆起的沉积物 ,还是北部米仓山 大巴山造山带西侧的沉积物 ,都以川西坳陷为沉 积物的主要搬运通道和堆积场所 ,而且砂质沉积 物一旦进入坳陷后 ,均作向南西方向的偏转 ,由此 而控制了进入川西坳陷的大部分储集砂体的延伸 方向和空间展布的基本规律 。此特征以孝泉 - 新 场 - 合兴场 - 丰谷地区须家河组各岩性段中的水 道砂体的延伸方向大部分呈自北西依次向南东和 正南 ,乃至南西方向的偏转特征最为典型 。位于 川东北的米仓山 - 大巴山地区构造活动主要处于 低幅隆升的稳定期 ,因而须家河早期的 SL SC1 超 长期旋回层序时期 ,仍属于受龙门山逆冲推覆作 用远端效应影响的前隆斜坡带 ;至须家河晚期 SL SC2 超长期旋回阶段 ,由米仓山 - 大巴山开始 进入逆冲推覆状态而引发较大幅度的构造沉降和 坳陷 ,沉积充填厚度加大 ,但相对川西和川西南地 区前渊深坳陷的沉降幅度和沉积厚度要小得多 。 4. 1 须二段层序2岩相古地理特征 4. 1. 1 上升相域岩相古地理特征
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图 1 四川类前陆盆地次级构造单元划分和须家河组层序地层格架 Fig. 1 The seco ndary tecto nic setting and t he f ramework of sequence st ratigrap hy of
t he Upper Triassic Xujiahe Formatio n in Sichuan Basin
3 构造演化与岩相古地理格局
四川盆地在晚三叠世须家河期各不同时段有 不同的气候与地形条件 、区域构造特征 、沉降特征 以及补偿作用特点 ,因此随着盆地水体的变迁 ,各 时段形成了各具特色的沉积体系组合类型和展布 格局 。须二段 - 须三段沉积发育时期以辫状河三 角洲和浅湖沉积环境为主 ,须四段 - 须五段沉积 发育时期以冲积扇 、辫状河三角洲 、扇三角洲和浅 湖沉积环境为主[ 11 ]～[21 ] 。
须家河早期 ,龙门山构造山系的逆冲推覆作 用较为活跃 ,川西坳陷发生强烈坳陷沉降作用 ,而 米仓山 - 大巴山构造山系尚处于低幅稳定隆升状 态 ,川东北坳陷主要受龙门山逆冲推覆作用的远 端效应的影响 ,此两造山带的联合作用直接控制 了四川盆地三坳围一隆的构造2沉积格局和西南 厚 、东北薄以及以川西坳陷为主体的西断东超的 压性箕状盆地构造样式 。因此 ,须家河早期主要 以发育沿盆地边缘自西向东推进的巨大冲积扇和 辫状河三角洲沉积体系为特征 。须家河晚期 ,伴 随着“安县运动”,龙门山逆冲推覆进一步增强 ;与 此同时 ,米仓山 - 大巴山也开始进入冲断前的强 烈构造隆升阶段 。因而 ,在川西坳陷发生强烈坳 陷的同时 ,川东北坳陷也发生了较大幅度的持续 坳陷沉降作用 ,大量沉积物自龙门山推覆体和米 仓山 - 大巴山推覆体前缘迅速注入盆地 ,并集中 堆积在川西坳陷带和川东北坳陷带 ,形成以沿龙 门山和米仓山 - 大巴山两逆冲推覆带前缘广泛发 育的冲积扇沉积体系 ,并以底部堆积有巨厚的厚 层块状砾岩为须三段与须四段分界的显著标 志 。 [ 11 ]～[ 21 ]
表 1 四川盆地上三叠统须家河组高分辨率层序划分一览表 Chart of high2resolution sequence divisio n of t he Upper Triassic Xujiahe Fo rmation in Sichuan Basin
地层系统 系统组 段
构造演化阶段划分 构造活动 超长期
基准面旋回
长期
中期
短期
三
须
叠
上 统
家 河
系
组
第五段 第四段 第三段 第二段
类前陆 盆地演 化阶段
龙门山 亚阶段
强烈坳陷 稳定坳陷
SL SC2 SL SC1
L SC4 L SC3 L SC2 L SC1
3 个 12～16 个
3个
18 个
4 个Fra Baidu bibliotek12～16 个
4个
21 个
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柯光明等 :四川盆地须家河组高分辨率层序2岩相古地理特征
了岩相古地理图的等时性 、成因连续性和实用性 以及有利区块或有利相带预测与天然气富集成藏 条件的评价水平 。
1 地质概况
四川盆地上三叠统须家河组地层非常发育 , 有丰富的煤和油气资源 。从目前所了解的地层发 育情况 ,四川盆地须家河组可明显地划分为两种 构造背景下的沉积类型 (图 12A) : (1) 前陆盆地前 渊强烈坳陷沉降充填型 ,须家河组沉积厚度大 ,一 般在 2. 0～3. 2 km 内变化 (局部厚度 > 3. 2 km) , 主要为厚层块状砂岩 、中至厚层状粉砂岩与薄层 状泥岩的互层组合 ,局部夹有巨厚的块状砾岩层 。 一般被划分为须二 - 须六段 ,但大部分地区缺失 须六段 (图 12B) 。分布于龙门山推覆体东侧的广 元 、江油 、绵阳 、德阳 、什邡 、彭州 、崇州 、大邑 、芦山
4 层序2岩相古地理特征
须家河期对应于四川盆地演化阶段类前陆盆 地阶段的龙门山亚阶段 ,构造演化表现为早期强 烈坳陷晚期强烈隆升 ,形成两个以断陷扩展和沉 积充填作用为主的构造层序 ,即分别对应于须家 河早期 (须下盆) 和须家河晚期 (须上盆) 的两个超 长期基 准 面 旋 回 。其 中 早 期 超 长 期 旋 回 层 序 (SL SC1) 由须二段和须三段叠加组成 ,分别对应
[ 收稿日期 ] 2008207220 [ 基金项目 ] 中国石油天然气总公司攻关项目 (06201A202201) [ 作者简介 ] 柯光明 (1979 - ) ,男 ,博士 ,研究方向 :层序地层学与储层沉积学 , E2mail :kegm1979 @163. com 。
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图 2 关基井上三叠统须家河组沉积相及层序划分综合柱状图 Fig. 2 Generalized column of t he sedimentary facies and high2resolutio n sequence divisio n of
t he Upper Triassic Xujiahe Formatio n in Well Guanji
[摘要 ] 岩相古地理研究是重建地质历史中海陆分布 、构造背景 、盆地发育和沉积演化的重要 途径和手段 ,高分辨率层序地层学理论在岩相古地理研究中的应用则有效地提高了岩相古地 理图的精度 。按照高分辨率层序地层学理论 ,将四川盆地晚三叠世须家河组划分为 2 个超长 期 、4 个长期 、14 个中期及数十个短期基准面旋回层序 。在此基础上 ,分别以长期的上升和下 降半旋回为单元 ,分析了须家河组不同时期的岩相古地理特征及演化 ,认为 : (1) 四川盆地须家 河期沉积主要由从周边山系向盆内和从川中隆起向盆地中心逐渐推进的 ,以发育 (冲积扇) 辫 状河 - 辫状河三角洲 - 浅湖沉积为主的沉积体系组成 ,致使四川盆地浅湖区域为向南西倾斜 的“ ∩”形 ,浅湖内零星发育有小型浅湖砂坝沉积 ; (2) 沉积相带的展布格局严格受构造控制 ,以 盆地边缘最为特征 ; (3) 晚三叠世须家河期 ,以龙门山构造带逆冲推覆活动为主 ,米仓山 - 大巴 山活动相对较弱 。 [ 关键词 ] 长期旋回 ; 层序 ; 岩相古地理 ; 须家河组 ; 四川盆地 [ 分类号 ] TE121. 3 [ 文献标识码 ] A