川东北地区飞仙关组层序_岩相古地理特征
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( 1. 成都理工大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室; 2. 中国石油西南油气田分公司重庆气矿)
摘 要: 通过层序地层学研究, 将川东北地区下三叠统飞仙关组划分 2 个三级层序( SQ1 和 SQ2) , 8
个体系域, 分析了飞仙关组三级层序的岩相古地理特征和演化。研究表明: SQ1 层序时期, 川东北
表 1 四川盆地东北地区飞仙关组沉积相划分简表 Table 1 Sedimentar y facies classification of Feixianguan For mation in nor theaster n Sichuan Basin
沉积体系
相
亚
相
岩
性
蒸发台地
潮间—潮上蒸发坪 膏盐湖
泥 — 微 晶 灰 岩 和 白 云 岩 、膏 云 岩 、云 膏 岩 、石 膏 岩 泥 — 微 晶 白 云 岩 、石 膏 岩 、石 盐 岩
川东北地区飞仙关组地层发育齐全, 分布面积 广, 地层可对比性强, 具备在等时间地层框架内编 制层序- 岩相古地理图的条件。为了摸清川东北地 区飞仙关组沉积环境及其演化特征和相带展布规 律, 特别是鲕滩展布规律, 以二级层序体系域为编
地区受晚二叠世长兴末期的区域构造抬升影响, 一度开宽水深的台盆水体逐渐变浅而转化为开阔
台地相沉积环境, 其中台地边缘和台内的鲕滩相极为发育, 是形成整个飞仙关组鲕滩的主要时期,
其中尤以海侵期的鲕滩最为发育; SQ2 层序时期, 由于受极度干旱炎热的气候影响, 海平面下降和
水循环受限及台地暴露, 川东北地区鲕滩消减, 进入局限和蒸发台地沉积环境, 最后沉积地貌基本
台地边缘
滩间 台地边缘鲕滩
泥 — 微 晶 灰 岩 、鲕 粒 微 晶 灰 岩 、微 — 粉 晶 白 云 岩 鲕 粒 灰 岩 、鲕 粒 白 云 岩
台盆( 台内盆地)
泥 晶 灰 岩 、泥 灰 岩 、钙 屑 浊 积 岩 、硅 质 岩
发育层位
飞仙关组二段、 飞仙关组四段
飞仙关组二段、 飞仙关组三段、 飞仙关组四段
收稿日期: 2007- 09- 27 作者简介: 李国军, 1981 年生, 男, 硕士, 主要从事矿物学、岩石学、矿床学等方面的研究。地址: ( 610059) 成都理工大学“油气藏地质及开发
工程”国家重点实验室。E- mail: brook- 001@163.com
2007 年
李国军等: 川东北地区飞仙关组层序- 岩相古地理特征
局限台地
碳酸盐台地 开阔台地
潮间—潮上坪 泻湖
台内浅滩( 鲕滩) 潮下静水泥
泥 — 微 晶 灰 岩 、颗 粒 微 晶 灰 岩 和 微 — 粉 晶 白 云 岩 、藻 白 云 岩 泥 灰 岩 、泥 晶 灰 岩 、泥 — 微 晶 白 云 岩 鲕 粒 灰 岩 、砂 屑 灰 岩 、颗 粒 白 云 岩 泥 — 微 晶 灰 岩 、微 — 粉 晶 白 云 岩
川东北位于米仓山—大巴山山脉的前缘地带 ( 图 1) , 地理上属于四川盆地东北部的中 、高山区, 大地构造位置属于上扬子地台的一部分。印支运动 以来, 在秦岭、松潘—甘孜造山带与四川盆地之间, 发育了北东向的龙门山和北西向的米仓山—大巴 山 2 个巨型推覆构造带, 构成造山带—盆缘推覆山 系—盆地组合格局, 该地区处于一个多边界的盆缘 推覆山系与 盆地构造交 接 部 位 , 于 中 、新 生 代 经 历 了性质多变的构造演化, 具有十分复杂的构造格 局。笔者研究重点位于川东北地区的东部, 包括毛 坝—普光构造带在内, 西起双河镇和罗江镇, 东经 正坝镇至川渝边界, 北起铁山坡, 南至渡口河、罗家 寨( 图 1) , 属于四川盆地东北部宣汉—达县地区黄 金口构造带。区内发育很厚的高品质烃源岩和巨大
的资源量, 多套优质白云岩储层[1~6], 以及封闭性极 好的区域性优质膏盐岩盖层, 具备非常优越的形成 大气田的生、储、盖组合。
图例
米苍 山 隆 起
南江县
断裂 构造分界线 研究区
0 20 40km
构
缘
百度文库
带 造
前
苍山 米
通江 巴电市
大 巴
秦 岭
山 前
构 造
万源
带
缘 带
渡
构
仪陇县
川 中 平
东 川
缓 营山县
2 飞仙关组沉积相与层序地层划分
飞仙关组于川东北地区连续分布, 其下伏地层 为上二叠统长兴组( 或大隆组) , 上覆地层为下三叠 统嘉陵江组( 图 2) , 主要由深灰色、灰色薄—中层状 含 泥 质 、泥 质 灰 岩 、灰 岩 、鲕 粒 灰 岩 、鲕 粒 白 云 岩 、藻 纹层白云岩和石膏等岩性组成。通过对川东地区飞 仙关组大量岩心描述和室内镜下薄片鉴定, 认为飞 仙关组碳酸盐岩的沉积组合和演化特征符合里德 的碳酸盐台地概念和沉积模式, 提出如表 1 所示的 沉积相划分方案, 将川东地区飞仙关组划分为台
2. Chongqing Gas District of Southwest Oil and Gas Company, PetroChina, Chongqing 400021, China)
Abstr act: Based on the study of sequence stratigraphy, Feixianguan Formation is divided into two third-order sequences ( SQ1, SQ2) and eight system tracts, of which the lithofacies and paleogeography are analyzed. During the first deposition of the third- order sequence cycles ( SQ1) , influenced by the regional tectonic uplifting in Changxing stage of Late Permian in northeastern Sichuan, the seawater once deep and wide became shallow, and the depositional evolution changed from basin facies to open-platform facies, of which oolite beach developed well. During the second deposition of the third- order sequence cycles ( SQ2) , due to arid and hotter climate, fallen sea level, limited water cycle and exposed carbonate platform, the depositional evolution became to re- stricted platform and evaporated platform facies, and the oolite beach in northeastern Sichuan decreased. Finally, the sedimentary geomorphology was nearly full filled. Key wor ds: sequence stratigraphy; lithofacies and paleogeography; oolite beach; Lower Triassic; Feixianguan Formation; northeastern Sichuan Basin
3 飞仙关组层序- 岩相古地理特征
3. 1 层序- 岩相古地理编图技术 传统的岩相古地理编图是以岩石地层单位为
编图单元, 一方面其跨度时间较长, 图件相对粗糙, 另一方面是其等时性较差, 很难真实地反映古地理 面貌和相带展布特征。根据层序地层学理论, 层序 界面由海平面相对下降时形成的不整合面或相关 整合面组成, 界面上发育有与海平面下降有关的物 性标识, 能够加以识别。层序内部体系域之间的界 面也有相关的物性标识, 也能识别。体系域是在海 平面统一上升或统一下降过程的地层旋回中形成 的, 具有强的等时性。因此, 依据旋回等时对比法则 编制的层序- 岩相古地理图更具等时性、成因连续 性和勘探实用性, 并能较好地克服同时异相地层之 间 的 等 时 比 问 题 [ 7] 。
层序类型划分的关键在于识别层序界面, 它是 建立层序和进行层序分析的基础, 川东北地区飞仙 关组可识别出 3 个层序界面和 2 个最大海泛面[4]。 3 个层界面分别位于飞一段、飞三段底部和飞四段 顶部, 其中位于飞一段底部的层序界面也是飞仙关 组与上二叠统长兴组之间的分界面, 该界面为一有 强烈暴露作用的古岩溶界面, 具典型Ⅰ型层序界面 性质。飞三段底部和飞四段顶部的层序界面都为一 由区域性海退折向区域性海侵的相转换面, 属Ⅱ型 层序界面。 2 个最大海泛面分别发育于飞一段上 部和飞三段上部( 图 2) 。依据层序界面和最大海泛 面的位置, 将川东北地区飞仙关组划分出 2 个Ⅲ级 层序, 其中由飞一、二段叠加组成的 Ⅲ 级层序定名 为 SQ1 , 属 于Ⅰ类 层 序 , 飞 三 、四 段 叠 加 组 成 的Ⅲ 级层序定名为 SQ2, 属于Ⅱ类层序。层序的成因类 型和地层格架, 对鲕滩储层和膏盐岩盖层的发育和 组合有直接的控制作用。
65
1 地质概况
四川盆地碳酸盐岩层系多、厚度大、分布广, 油 气资源丰富。近年来, 在川东北地区以下三叠统飞 仙关组为重点目的层的油气勘探取得了重大进展 和突破, 先后发现了毛坝—普光气田、渡口河气田、 罗家寨 气田、铁山坡 气田 等 大 中 型 气 田 , 其 储 层 物 性好 、厚度大, 展示 出川 东 北 地 区 飞 仙 关 组 具 有 巨 大 的 天 然 气 资 源 和 勘 探 开 发 潜 力 [ 1~6] 。 笔 者 以 区 域 背景、岩心观察和测井特征等综合研究为基础, 以 层序分析为技术路线, 编制层序- 岩相图为技术手 段, 研究川东北地区飞仙关组岩相古地理特征和与 飞仙关组优质储层发育关系最为密切的鲕滩分布 规律。
飞仙关组一段、 飞仙关组二段、 飞仙关组三段
66
岩性油气藏
第 19 卷 第 4 期
2007 年
李国军等: 川东北地区飞仙关组层序- 岩相古地理特征
67
盆、台地边缘、开阔台地、局限台地和蒸发台地 5 个 相带和包括台地边缘和台内鲕滩在内的 9 个亚相, 各亚相带按其岩性和沉积构造等特征再细分微相 ( 由于受篇幅限制, 对各亚相和微相特征不再细述) 。
第 19 卷 第 4 期 2007 年 12 月
岩性油气藏 LITHOLOGIC RESERVOIRS
文 章 编 号 : 1673- 8926( 2007) 04- 0064- 07
Vol.19 No.4 Dec. 2007
川东北地区飞仙关组层序- 岩相古地理特征
李国军1, 郑荣才1 , 唐玉林2 , 汪 洋2 , 唐 楷2
蓬安县 带
过
造
山
土黄镇 带
苍 平昌 米
双河镇
正坝镇
川东北 东 部 地区
清溪区 宣汉
罗龙镇
罗江镇 南坝镇
达县
开江 川东 断 褶 带
图 1 川东北地区区域构造概况 Fig. 1 The r egional str uctur e fr amewor k
of nor theaster n Sichuan Basin
被填平。
关键词: 层序地层学; 岩相古地理; 鲕滩; 下三叠统; 飞仙关组; 川东北
中图分类号: P531
文献标识码: A
Sequence-based lithofacies and paleogeogr aphy of Lower Tr iassic Feixianguan For mation in nor theaster n Sichuan Basin
LI Guo-jun1, ZHENG R ong-cai1, TANG Yu-lin2, WANG Yang2, TANG Kai2
( 1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China;
摘 要: 通过层序地层学研究, 将川东北地区下三叠统飞仙关组划分 2 个三级层序( SQ1 和 SQ2) , 8
个体系域, 分析了飞仙关组三级层序的岩相古地理特征和演化。研究表明: SQ1 层序时期, 川东北
表 1 四川盆地东北地区飞仙关组沉积相划分简表 Table 1 Sedimentar y facies classification of Feixianguan For mation in nor theaster n Sichuan Basin
沉积体系
相
亚
相
岩
性
蒸发台地
潮间—潮上蒸发坪 膏盐湖
泥 — 微 晶 灰 岩 和 白 云 岩 、膏 云 岩 、云 膏 岩 、石 膏 岩 泥 — 微 晶 白 云 岩 、石 膏 岩 、石 盐 岩
川东北地区飞仙关组地层发育齐全, 分布面积 广, 地层可对比性强, 具备在等时间地层框架内编 制层序- 岩相古地理图的条件。为了摸清川东北地 区飞仙关组沉积环境及其演化特征和相带展布规 律, 特别是鲕滩展布规律, 以二级层序体系域为编
地区受晚二叠世长兴末期的区域构造抬升影响, 一度开宽水深的台盆水体逐渐变浅而转化为开阔
台地相沉积环境, 其中台地边缘和台内的鲕滩相极为发育, 是形成整个飞仙关组鲕滩的主要时期,
其中尤以海侵期的鲕滩最为发育; SQ2 层序时期, 由于受极度干旱炎热的气候影响, 海平面下降和
水循环受限及台地暴露, 川东北地区鲕滩消减, 进入局限和蒸发台地沉积环境, 最后沉积地貌基本
台地边缘
滩间 台地边缘鲕滩
泥 — 微 晶 灰 岩 、鲕 粒 微 晶 灰 岩 、微 — 粉 晶 白 云 岩 鲕 粒 灰 岩 、鲕 粒 白 云 岩
台盆( 台内盆地)
泥 晶 灰 岩 、泥 灰 岩 、钙 屑 浊 积 岩 、硅 质 岩
发育层位
飞仙关组二段、 飞仙关组四段
飞仙关组二段、 飞仙关组三段、 飞仙关组四段
收稿日期: 2007- 09- 27 作者简介: 李国军, 1981 年生, 男, 硕士, 主要从事矿物学、岩石学、矿床学等方面的研究。地址: ( 610059) 成都理工大学“油气藏地质及开发
工程”国家重点实验室。E- mail: brook- 001@163.com
2007 年
李国军等: 川东北地区飞仙关组层序- 岩相古地理特征
局限台地
碳酸盐台地 开阔台地
潮间—潮上坪 泻湖
台内浅滩( 鲕滩) 潮下静水泥
泥 — 微 晶 灰 岩 、颗 粒 微 晶 灰 岩 和 微 — 粉 晶 白 云 岩 、藻 白 云 岩 泥 灰 岩 、泥 晶 灰 岩 、泥 — 微 晶 白 云 岩 鲕 粒 灰 岩 、砂 屑 灰 岩 、颗 粒 白 云 岩 泥 — 微 晶 灰 岩 、微 — 粉 晶 白 云 岩
川东北位于米仓山—大巴山山脉的前缘地带 ( 图 1) , 地理上属于四川盆地东北部的中 、高山区, 大地构造位置属于上扬子地台的一部分。印支运动 以来, 在秦岭、松潘—甘孜造山带与四川盆地之间, 发育了北东向的龙门山和北西向的米仓山—大巴 山 2 个巨型推覆构造带, 构成造山带—盆缘推覆山 系—盆地组合格局, 该地区处于一个多边界的盆缘 推覆山系与 盆地构造交 接 部 位 , 于 中 、新 生 代 经 历 了性质多变的构造演化, 具有十分复杂的构造格 局。笔者研究重点位于川东北地区的东部, 包括毛 坝—普光构造带在内, 西起双河镇和罗江镇, 东经 正坝镇至川渝边界, 北起铁山坡, 南至渡口河、罗家 寨( 图 1) , 属于四川盆地东北部宣汉—达县地区黄 金口构造带。区内发育很厚的高品质烃源岩和巨大
的资源量, 多套优质白云岩储层[1~6], 以及封闭性极 好的区域性优质膏盐岩盖层, 具备非常优越的形成 大气田的生、储、盖组合。
图例
米苍 山 隆 起
南江县
断裂 构造分界线 研究区
0 20 40km
构
缘
百度文库
带 造
前
苍山 米
通江 巴电市
大 巴
秦 岭
山 前
构 造
万源
带
缘 带
渡
构
仪陇县
川 中 平
东 川
缓 营山县
2 飞仙关组沉积相与层序地层划分
飞仙关组于川东北地区连续分布, 其下伏地层 为上二叠统长兴组( 或大隆组) , 上覆地层为下三叠 统嘉陵江组( 图 2) , 主要由深灰色、灰色薄—中层状 含 泥 质 、泥 质 灰 岩 、灰 岩 、鲕 粒 灰 岩 、鲕 粒 白 云 岩 、藻 纹层白云岩和石膏等岩性组成。通过对川东地区飞 仙关组大量岩心描述和室内镜下薄片鉴定, 认为飞 仙关组碳酸盐岩的沉积组合和演化特征符合里德 的碳酸盐台地概念和沉积模式, 提出如表 1 所示的 沉积相划分方案, 将川东地区飞仙关组划分为台
2. Chongqing Gas District of Southwest Oil and Gas Company, PetroChina, Chongqing 400021, China)
Abstr act: Based on the study of sequence stratigraphy, Feixianguan Formation is divided into two third-order sequences ( SQ1, SQ2) and eight system tracts, of which the lithofacies and paleogeography are analyzed. During the first deposition of the third- order sequence cycles ( SQ1) , influenced by the regional tectonic uplifting in Changxing stage of Late Permian in northeastern Sichuan, the seawater once deep and wide became shallow, and the depositional evolution changed from basin facies to open-platform facies, of which oolite beach developed well. During the second deposition of the third- order sequence cycles ( SQ2) , due to arid and hotter climate, fallen sea level, limited water cycle and exposed carbonate platform, the depositional evolution became to re- stricted platform and evaporated platform facies, and the oolite beach in northeastern Sichuan decreased. Finally, the sedimentary geomorphology was nearly full filled. Key wor ds: sequence stratigraphy; lithofacies and paleogeography; oolite beach; Lower Triassic; Feixianguan Formation; northeastern Sichuan Basin
3 飞仙关组层序- 岩相古地理特征
3. 1 层序- 岩相古地理编图技术 传统的岩相古地理编图是以岩石地层单位为
编图单元, 一方面其跨度时间较长, 图件相对粗糙, 另一方面是其等时性较差, 很难真实地反映古地理 面貌和相带展布特征。根据层序地层学理论, 层序 界面由海平面相对下降时形成的不整合面或相关 整合面组成, 界面上发育有与海平面下降有关的物 性标识, 能够加以识别。层序内部体系域之间的界 面也有相关的物性标识, 也能识别。体系域是在海 平面统一上升或统一下降过程的地层旋回中形成 的, 具有强的等时性。因此, 依据旋回等时对比法则 编制的层序- 岩相古地理图更具等时性、成因连续 性和勘探实用性, 并能较好地克服同时异相地层之 间 的 等 时 比 问 题 [ 7] 。
层序类型划分的关键在于识别层序界面, 它是 建立层序和进行层序分析的基础, 川东北地区飞仙 关组可识别出 3 个层序界面和 2 个最大海泛面[4]。 3 个层界面分别位于飞一段、飞三段底部和飞四段 顶部, 其中位于飞一段底部的层序界面也是飞仙关 组与上二叠统长兴组之间的分界面, 该界面为一有 强烈暴露作用的古岩溶界面, 具典型Ⅰ型层序界面 性质。飞三段底部和飞四段顶部的层序界面都为一 由区域性海退折向区域性海侵的相转换面, 属Ⅱ型 层序界面。 2 个最大海泛面分别发育于飞一段上 部和飞三段上部( 图 2) 。依据层序界面和最大海泛 面的位置, 将川东北地区飞仙关组划分出 2 个Ⅲ级 层序, 其中由飞一、二段叠加组成的 Ⅲ 级层序定名 为 SQ1 , 属 于Ⅰ类 层 序 , 飞 三 、四 段 叠 加 组 成 的Ⅲ 级层序定名为 SQ2, 属于Ⅱ类层序。层序的成因类 型和地层格架, 对鲕滩储层和膏盐岩盖层的发育和 组合有直接的控制作用。
65
1 地质概况
四川盆地碳酸盐岩层系多、厚度大、分布广, 油 气资源丰富。近年来, 在川东北地区以下三叠统飞 仙关组为重点目的层的油气勘探取得了重大进展 和突破, 先后发现了毛坝—普光气田、渡口河气田、 罗家寨 气田、铁山坡 气田 等 大 中 型 气 田 , 其 储 层 物 性好 、厚度大, 展示 出川 东 北 地 区 飞 仙 关 组 具 有 巨 大 的 天 然 气 资 源 和 勘 探 开 发 潜 力 [ 1~6] 。 笔 者 以 区 域 背景、岩心观察和测井特征等综合研究为基础, 以 层序分析为技术路线, 编制层序- 岩相图为技术手 段, 研究川东北地区飞仙关组岩相古地理特征和与 飞仙关组优质储层发育关系最为密切的鲕滩分布 规律。
飞仙关组一段、 飞仙关组二段、 飞仙关组三段
66
岩性油气藏
第 19 卷 第 4 期
2007 年
李国军等: 川东北地区飞仙关组层序- 岩相古地理特征
67
盆、台地边缘、开阔台地、局限台地和蒸发台地 5 个 相带和包括台地边缘和台内鲕滩在内的 9 个亚相, 各亚相带按其岩性和沉积构造等特征再细分微相 ( 由于受篇幅限制, 对各亚相和微相特征不再细述) 。
第 19 卷 第 4 期 2007 年 12 月
岩性油气藏 LITHOLOGIC RESERVOIRS
文 章 编 号 : 1673- 8926( 2007) 04- 0064- 07
Vol.19 No.4 Dec. 2007
川东北地区飞仙关组层序- 岩相古地理特征
李国军1, 郑荣才1 , 唐玉林2 , 汪 洋2 , 唐 楷2
蓬安县 带
过
造
山
土黄镇 带
苍 平昌 米
双河镇
正坝镇
川东北 东 部 地区
清溪区 宣汉
罗龙镇
罗江镇 南坝镇
达县
开江 川东 断 褶 带
图 1 川东北地区区域构造概况 Fig. 1 The r egional str uctur e fr amewor k
of nor theaster n Sichuan Basin
被填平。
关键词: 层序地层学; 岩相古地理; 鲕滩; 下三叠统; 飞仙关组; 川东北
中图分类号: P531
文献标识码: A
Sequence-based lithofacies and paleogeogr aphy of Lower Tr iassic Feixianguan For mation in nor theaster n Sichuan Basin
LI Guo-jun1, ZHENG R ong-cai1, TANG Yu-lin2, WANG Yang2, TANG Kai2
( 1. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China;