四川盆地上三叠统须家河组沉积环境分析

地层
四川省地层 总结方案
J1-2 白田坝组或自流井群
川西
白田 坝组
川中
自流 井群
上
须家
三
河组
叠
统
上组 下组
须五
须四 须三 须二
香六
香五 香四 香三 香二
小塘子组、 小塘子、 小塘子、 垮洪洞组 马鞍塘组 马鞍塘组
香一
T1-2
雷口坡组
蜀南 地区 珍珠 冲组 须六 须五 须四 须三 须二
须一
川东 地区
珍珠 冲组
在晚三叠世早期，随着龙门山岛链的上升，特 别是须一段沉积以后， 古特提斯海水已不能越过 松潘、甘孜褶皱带进入盆地，研究区则逐渐由海盆 转变为湖盆。据沉积学特征及砂体发育位置，可将 湖泊沉积进一步划分为滨湖、 浅湖、 半深湖等亚 相。野外剖面和岩心观察表明，上三叠统湖泊相以 滨浅湖宽阔湖、水不深为特点，这可能与构造活跃 及物源供给充足有关。
关键词：四川盆地；上三叠统；须家河组；沉积环境
中 图 分 类 号 ：TE357
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1673-1980（2010）06-0017-05
四川盆地位于上扬子准地台北部， 西界为龙 门山断褶带，北为米仓山隆起，东北边缘为大巴山 断褶带，东南侧为鄂湘黔断褶带，南侧是峨嵋山－ 凉山块断带， 是扬子古板块上的一个多旋回沉积 盆地。震旦纪—中三叠统为海相沉积，中三叠世末 发生的印支早幕运动使上扬子海盆结束了自震旦 纪以来大规模海域分布的历史， 特提斯海水逐渐 退出川西盆地， 使得四川地区雷口坡组遭受不同 程度的剥蚀。 同时中三叠世末发生的印支早幕挤 压构造运动，使龙门山岛链开始缓慢上升，由海盆 逐 渐 转 变 为 陆 盆[1]。
须二、须四段是须家河组砂岩最发育的层段， 尤其是川中地区砂体分布面积广，厚度稳定（见表 2）,成 分 和 结 构 成 熟 度 较 高 ， 是 须 家 河 组 重 要 的 产 层，但其形成环境一直存在疑问。 须二、须四段沉 积时为周边山系构造活跃期， 也是盆地基底沉陷 相对较快时期，由于河流供屑能力增强，盆地充填 作用大于沉降作用， 整个湖盆水体范围虽然较须 一时扩大，但水体较浅，处于浅水湖泊环境，砂质 沉积十分发育，从而沉积了大厚度的砂岩。该时期 存在多个物源区， 主要有来自东北方向的大巴山 古陆、西北方向的龙门山、东南方向的江南古陆、 西南方向的康滇古陆等， 其中东北和西北方向的 物源占主导地位， 此时盆地周缘发育三角洲平原 沉积，川中平台区为浅水环境，主要发育三角洲前 缘和滨浅湖沉积。当波浪和湖流作用较弱的时候， 主要形成河控三角洲。此时河流的建设作用较强， 输入泥沙量大，改造作用较弱，主要沉积水下天然 堤和分流间湾的细粒物质， 分支河道和河口坝砂 体呈指状长短不一的延伸。 当波浪和湖流的改造 作用较强时， 三角洲前缘沉积物必被波浪和湖流 再改造、再分配，在河口两侧形成一系列平行于湖 岸的砂滩、砂嘴、砂坝，并在它们的向陆一侧形成 半封闭的沼泽沉积。随着改造作用进一步增强，原 先沉积的砂体继续被搬运和改造，在滨岸区，尤其 是缺少物源的滨岸区形成新的滨浅湖滩坝砂体。
图 1 磨 24井 须 四 段 1 962.53~1 963.8m滩 坝 相 素 描
（2）粉砂坪、泥坪及沼泽微相。 此类沉积相一 般由灰色粉砂岩、 灰黑色粉砂质泥岩与泥岩或炭 质泥、页岩夹煤线及薄煤层组成的沉积组合构成， 主要为被簸选出来的细粒粉砂和泥在砂坝之间形
付冠，张良华，袁志华，陈波：四川盆地上三叠统须家河组沉积环境分析
四川盆地须四段、 须二段岩心中发现有多层 风暴岩叠加层，发育程度不一。风暴岩层底面对下 伏的浅灰白色岩屑石英砂岩强烈冲刷， 有的可形 成袋膜构造。 风暴岩下部为“滞积”砂砾岩段，砾 石大多为撕裂形或具塑性变形的炭质泥岩、 细粉 砂质炭质泥岩、煤砾和煤片，几乎无磨蚀现象，显 示漂运特征。 由下向上，随着风暴漩涡流的减弱， 砾石和砾片的数量与直径减小， 有的风暴岩层中 见撕裂砾片成“八”字形排列。 再向上递变为略显 平行层理或块状层的含砾粗砂岩， 或出现丘状交 错层理，顶部可以出现波状、斜波状和不良平行纹 层理的粉细砂岩， 成正粒序的近于完整的风暴岩 层 序 ， 较 完 整 的 单 层 风 暴 岩 最 大 厚 度 可 大 于 1m。 但是大多数风暴岩沉积为几次不完整的叠置层 序，如图2所示。
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付冠，张良华，袁志华，陈波：四川盆地上三叠统须家河组沉积环境分析
地扇相 、 河 流 - 三 角 洲 相 、 湖 泊 相 ， 其 中 三 角 洲 前缘和滨浅湖环境形成了主要的须家河组骨架 砂体。 1.1 湿地扇相
发育于潮湿气候区的冲积扇称之为湿地扇。 该相主要分布于龙门山北段—大巴山前山一带， 主要为砂质、杂基支架的砾岩，砾岩体向两侧及向 盆地方向急剧变薄。 四川盆地上三叠统须家河组 冲积扇砾岩在各段发育位置不尽相同， 横向分布 不稳定， 推断其形成于潮湿气候条件下冲积扇的 扇中砾质辫状河微环境。 在剖面中位于砾岩上下 部或砾岩中呈夹层的砂岩、粉砂岩及泥页岩，它们 与砾岩形成一定的沉积组合， 主要形成于扇中扇缘沙质辫状河及废弃河道微环境。 扇根常由于 遭受地表剥蚀作用而不复存在。 1.2 河流-三角洲
1 963.13m
由多个厚度 10~15cm 的灰色含炭质泥 岩、细粒岩屑砂岩、浅灰白色中粒(部分) 粗粒岩屑石英砂岩组成的逆粒序层，每
层之间有弱冲刷现象。
1 963.8m
下部 40cm 为浅灰色含泥细粒岩屑砂岩， 发育小于 5°斜层理。
上部 27cm 为浅灰色粗-中粒岩屑石英砂 岩，发育双向交错层理。
第 12 卷 第 6 期
重庆科技学院学报（自然科学版）
2010 年 12 月
四川盆地上三叠统须家河组沉积环境分析
付 冠1 张良华2 袁志华2 陈 波2 (1.中国石油西南油气田公司川东北气矿，达州 635000；2.重庆气矿，重庆 401220）
摘 要：分析认为四川盆地上三叠统须家河组主要为湿地扇、河流-三角洲、湖泊等几种类型。 晚三叠世早期，川西地
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1.3.1 半深湖-浅湖亚相 半深湖-浅湖亚相主要形成于须三段、须五段
沉积时期，湖盆水体加深，沉积了较厚的灰黑色湖 相泥岩。由于湖岸线的频繁变化，湖沼沉积广泛发 育，泥岩中常含淡水生物双壳类、介形虫和鱼骨化 石，这些迹象都表明湖泊环境的持续存在。 1.3.2 滨、浅湖亚相
四 川 盆 地 湖 盆 面 积 在 10 ×104km2 以 上 ， 半 深 湖-浅湖仅发育于川西地区， 滨浅湖则主要发育 于川中地区，其分布范围广，水体浅，波浪和湖 流作用较强，有利于对平原河流搬运入湖的碎屑 物质进行再改造和再分配， 从而形成新的滩、坝 微相。 其他沉积微相还有粉沙坪微相、 泥坪微 相、坝后沼泽微相及风暴岩微相等。
区为一套海相沉积，向东主要为海相三角洲沉积环境，随着龙门山岛链缓慢上升，逐渐由海盆转变Baidu Nhomakorabea陆盆。 须二、须
四、须六段充填作用大于沉降作用，盆地周缘主要发育三角洲平原沉积，向盆地内至川中平台区，主要为浅水湖盆沉
积。 须三、五段湖盆面积扩大，物源减少，主要发育泛滥平原及浅湖-半深湖沉积。 须二、须四段砂体分布面积广，厚度
（1）滩坝微相。 岩性为灰白色中、细粒石英砂 岩和岩屑砂岩，碎屑分选性和磨圆度较好，成分成 熟度和结构成熟度高，主要为颗粒支撑。 高能滨、 浅湖区还可出现砾岩、含砾砂岩。常含淡水生物双 壳类、介形虫和鱼骨化石，但大多被破碎，靠近滨 岸带生物介壳可形成介壳层，有时见生物潜穴。砂 坝体在往复的双向或多向水流作用下， 发育低角 度的冲洗层理、双向对偶层理和多向斜层理，也可 在能量较低的波浪作用下， 形成微波状层面的斜 层理， 在波浪能量较强时可形成板状层理和平行 层理。垂向沉积相序常见进积型层序，表现为下细 上粗的逆粒序层理， 退积型相序则具有正粒序层 理，如图1所示。
中西部成都一带，多为稳定的泥岩夹煤层沉积；须 三段、五段又是以黑色泥岩、炭质泥岩夹粉砂岩及 煤线为特征。须家河组存在着海陆过渡相、陆相两 种性质完全不同的沉积环境， 对其沉积相长期存 在争议，先后提出有河流相、游荡河流相、河流三 角 洲-湖 泊 相 、退 积 型 三 角 洲 相 等[2，3]。
表1 四川盆地上三叠统地层划分表
稳定，成分和结构成熟度较高，是须家河组主要的产层。 须二、须四段砂岩主要是三角洲前缘分流河道和河口坝砂
体 ，被 波 浪 和 湖 流 部 分 或 全 部 改 造 后 ，形 成 由 多 个 三 角 洲 前 缘 砂 体 和 滨 浅 湖 滩 坝 砂 体 组 成 的 叠 加 层 ，并 随 着 岸 线 的
迁移，最终遍布整个盆地。
2 427.1m 2 427.6m 2 428.1m 2 428.6m
X 具不清晰波状纹层粉细砂岩。
H 含煤片细-中粒砂岩，具丘、凹状层理。
B 含砾细-中粒岩屑砂岩，砾石有炭质泥岩 砾，菱铁矿化泥岩砾，底具冲刷面。 H 含煤片中-细粒砂岩，煤片呈丘状、凹状 分布，丘高 5~6cm 以上。
P 具平行层理的中粒岩屑砂岩。
B 滞留砾岩，灰黑色泥岩砾为主，次棱角-次 圆状，袋膜构造
B 滞留砾岩， 砾石主要为灰黑色炭质泥岩 砾、泥岩片、泥质粉砂岩砾细砂岩砾及少量 石英砾、泥岩砾局部菱铁矿化，见植物根胯。 砾径最大可达 4×5cm 以上， 此圆-次 棱 状 ， 产状各异。 底部发育深达 12cm 以上的袋膜 构造
B 块状和递变的滞留沉积；P 平行层理；H 丘状层理； F 平坦纹层；X 交错层理
成与之平行展布的泥坪-沼泽，可发育水平层理、 沙纹层理、变形层理及生物潜穴等沉积构造。
（3）风 暴 岩 微 相 。 风 暴 岩 主 要 见 于 须 二 段 和 须 四段砂岩中。有研究者在海相沉积研究中发现，风 暴流能引起正常浪基面以下， 风暴浪基面以上的 沉积物发生同生破碎， 形成特殊的排列及层理构 造。 一次理想的碎屑风暴沉积层序， 自下而上发 育5个亚段，即侵蚀底面、滞留沉积、丘状交错层 理、平坦纹层、交错纹层和受生物扰动或未扰动的 泥岩。近期研究成果表明，湖泊环境也能形成风暴 沉积，只是规模略小 ，沉积层序不全，可能在上部 的交错纹层段或受生物扰动泥岩段沉积之前，风 暴作用就减弱、停止或发生下一次沉积，而使部分 层段不发育。
本文采 用方案
下侏 罗统
须六
香溪群
须五 须四 须三 须二
须一
1 主要沉积相类型
在现有相关文献的基础上， 结合各研究层段 的沉积厚度、砂岩百分比含量、砂体结构等特征， 将研究区沉积相划分为以下几种主要类型， 即湿
收 稿 日 期 ：2010-06-10 作 者 简 介 ：付 冠 （1981-）,男 ，重 庆 人 ，工 程 师 ，研 究 方 向 为 石 油 与 天 然 气 工 程 。
河流-三角洲相是四川盆地须家河组的主要 沉积相类型。 我们认为该区湖盆三角洲主要发育 于须二段、须四段和须六段，可能处于水浅流急且 物源供应能力很强的环境中。 三角洲体系主要划 分为三角洲平原和三角洲前缘两个亚环境。 三角 洲平原主要由河道和越岸沉积组成。 龙门山、米 仓山-大巴山前缘地带， 河道沉积物主要由砾 岩、 砂砾岩和含砾砂岩组成， 河道底部有冲刷， 冲刷面之上为块状砾岩层，部分砾岩层具叠互状 构造，砾岩层之上为具槽状交错层的含砾砂岩或 为平行层理砂岩。 盆内， 河道沉积物粒度变细， 底部为含砾砂岩， 向上变为槽状交错层理砂岩、 平行层理砂岩和沙纹层理砂岩， 呈一向上变细 的曲流河层序。 三角洲前缘分布很广， 是该区 砂体发育的主要沉积亚相， 主要由前缘砂坝、 水下分流河道及分流间湾组成。 由于三角洲的 快速废弃和迁移，在此形成了连通性很好的多层 叠 置 砂 体[4，5]。 1.3 湖泊沉积
四川盆地上三叠统须家河组， 是一套假整合 于中三叠统雷口坡组海相碳酸盐岩侵蚀面之上， 不整合-整合伏于侏罗系红层之下的一套以砂泥 岩为主的地层，沉积厚度西厚东薄，沉降中心紧靠 龙 门 山 逆 冲 断 层 一 侧 ， 厚 度 超 过4 000m。 根 据 现 有文献将须家河组地层分为须一至须六共6个层 段， 部分地区可能因剥蚀或未沉积而缺少部分层 段（见表1），其岩性在垂向上旋回性明显。 须一段 以黑色泥岩夹煤层为特征， 其中川西地区主要为 浅海相灰岩和砂泥岩；须二、四、六段主要为灰白 色砂岩，间夹少量的黑色泥岩与薄层煤线，在盆地
图 2 西 13-1井 2 427.1~2 428.6m风 暴 岩 层 序 图
2 沉积相演化模式
晚三叠世早期，龙门山东缘为一处残余海湾， 向西与广海相通，陆源碎屑供给较少，川西地区主 要沉积了海相或含半咸水化石的垮洪洞组、 马鞍 塘组及小塘子组地层， 向东随着前陆盆地斜坡坡 度变缓直至“缺失”。 四川盆地中东部地区须一段 主要为海相三角洲环境， 是在中三叠统雷口坡组 顶古侵蚀面上再度接受沉积而成， 来自周边山系 的碎屑物质经平原河流搬运进入盆地， 在其高部 位一段时间内可以缺乏沉积， 而在三角洲分支河 道间的低洼地区可以沼泽化，发育为成煤环境。通 过观察川中、川东北地区的野外露头和岩心，雷口 坡顶到须二段砂岩之间的确有炭质泥页岩发育， 甚至缺乏沉积。至须一段沉积晚期，西北方向有大 量碎屑物质供给， 在川西及川西北地区海相的马 鞍塘组及小塘子组地层之上形成了一套三角洲沉 积体系。