陳莉瓊，沈昭國(guó)，侯方浩,3，方少仙,3

(1.中國(guó)石油化工股份有限公司 江蘇油田分公司 地質(zhì)研究院，江蘇 揚(yáng)州 225009；2.西南石油大學(xué) 成都 610500； 3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司 杭州石油地質(zhì)研究院，杭州 310023)

四川盆地下三疊統(tǒng)嘉陵江組可劃分為5個(gè)巖性段，中三疊統(tǒng)雷口坡組可劃分為4個(gè)巖性段，有的巖性段又可劃分出2～4個(gè)亞段(圖1)，與上覆上三疊統(tǒng)須家河組為侵蝕接觸關(guān)系。盆地內(nèi)嘉二段—雷四段地層厚達(dá)1 000～1 500 m或更厚，主要為白云巖—硬石膏巖或白云巖—硬石膏巖—石鹽巖多期旋回的蒸發(fā)巖組合地層，局部有少量石灰?guī)r，川中和川西局部地區(qū)石鹽巖之上還有鈣芒硝巖和雜鹵石巖[1]。根據(jù)四川盆地嘉陵江期和雷口坡期構(gòu)造發(fā)育史、沉積環(huán)境演化、巖石組合特征，特別是對(duì)蒸發(fā)巖組合在盆地內(nèi)展布規(guī)律的分析研究，認(rèn)為：嘉陵江中期—雷口坡期，隨著周邊山系的抬升和相對(duì)擠壓，長(zhǎng)軸為北東—南西向的四川盆地形成，在地殼均衡補(bǔ)償作用和干熱氣候的影響下，盆地區(qū)發(fā)育為深盆坳陷濃縮超咸海盆。超咸海盆也隨之由東向西推進(jìn)。蒸發(fā)巖組合是深盆濃縮的沉積體，局部時(shí)間發(fā)生海侵和受潮濕氣候影響，沉積少量石灰?guī)r地層。

圖1 四川盆地三疊系嘉陵江組及雷口坡組剖面

嘉陵江和雷口坡組蒸發(fā)巖組合地層的白云巖是四川盆地天然氣主要產(chǎn)層之一，儲(chǔ)集空間為粉晶白云巖晶間孔或準(zhǔn)同生期溶孔，或兩者兼之，在后期構(gòu)造裂縫發(fā)育的情況下，則能改善其儲(chǔ)滲性能。

1 古地理和古環(huán)境概況

早三疊世飛仙關(guān)期，四川海域西側(cè)已存在康滇古陸，西北緣的龍門山—九頂山島鏈(龍門山推覆帶)有所抬升，并向東側(cè)提供陸源碎屑物質(zhì)，加之北面漢南海隆以及東北大巴山海隆(大巴山推覆帶)的存在，限制四川海域與川西海槽的溝通，形成西高東低的古地理格局。海水主要來(lái)自南面的古特提斯洋和東南方的古太平洋。

嘉陵江初期，四川海域周邊海隆逐漸抬升，特別是江南古陸升起，位于江南古陸西緣的雪峰山向東北相對(duì)方向開始擠壓推覆，使川—湘交界處呈北北東向的七曜山升起，繼后又導(dǎo)致瀘州—開江水下隆起不斷抬升，形成四川盆地。由于周邊山系，特別是西北的龍門山和東南面的雪峰山及瀘州—開江隆起的相對(duì)抬升、推覆和擠壓，在地殼均衡補(bǔ)償作用下，四川海域內(nèi)部形成近北東向持續(xù)下陷的補(bǔ)償坳陷盆地。江南海隆的抬升，阻隔了東南方向與古太平洋海水的溝通，坳陷盆地內(nèi)主要靠來(lái)自南面、翻越黔北淺水碳酸鹽臺(tái)地—貴陽(yáng)海隆的海水補(bǔ)給。但是，貴陽(yáng)海隆的地形由南向北不斷抬升，海水不斷變淺，在蒸發(fā)量較大的氣候條件下，海水的含鹽度亦由南向北不斷增高，流速減緩。因此，即使在正常氣候條件下，注入四川海域內(nèi)的海水咸度亦較開闊海洋的要高。此外，在海侵期，龍門山—九頂山島鏈間的低洼溢口以及康滇古陸間的溢口處亦可有少量海水向盆地內(nèi)補(bǔ)給。

嘉陵江早中期—雷口坡期，受多期構(gòu)造升降運(yùn)動(dòng)和干、濕氣候交替影響，在干旱氣候及海退條件下，補(bǔ)償坳陷盆地內(nèi)海水濃縮，重鹵水向盆地低洼處匯聚，成為白云巖、硬石膏巖和石鹽巖沉積的蒸發(fā)盆地，周邊成為白云巖或白云巖硬石膏巖坪沉積環(huán)境(圖2)；在潮濕氣候及海侵條件下，盆地中心成為石灰?guī)r、白云巖沉積盆地，周邊成為石灰?guī)r坪沉積環(huán)境[2-3]。

嘉陵江中后期，隨著雪峰古陸的急劇升起并向西北推覆，形成瀘州—開江水下隆起，其隆升幅度較周邊，特別是較龍門山隆起的幅度要大。至雷口坡期，瀘州—開江水下隆起的南端上升為陸，成為剝蝕區(qū)。這樣，四川盆地由西高東低逐漸演化為東高西低的閉塞咸化海盆古地理環(huán)境。同時(shí)，在地殼均衡補(bǔ)償作用下，四川海域北東向坳陷盆地的軸線不斷向西遷移，最明顯的標(biāo)志是強(qiáng)蒸發(fā)環(huán)境生成的硬石膏巖、石鹽巖的沉積中心逐漸向北北西方向遷移。嘉二時(shí)，鹽盆規(guī)模小，中心位于川鄂交界處的湖北建南和四川萬(wàn)縣地區(qū)；嘉四、嘉五以及雷一、雷三時(shí)，鹽盆中心軸線位置已向北西西方向推移至四川墊江、南充；而雷四時(shí)已西遷至成都地區(qū)。 由嘉陵江組二段以上至雷口坡組沉積期，蒸發(fā)巖沉積盆地的總面積可達(dá)10×104km2左右[4-5]。

圖2 四川盆地中三疊世雷口坡期

2 蒸發(fā)巖盆地沉積條件和過(guò)程

2.1 海洋中蒸發(fā)巖形成的水化學(xué)條件

海水濃縮蒸發(fā)過(guò)程中，各種蒸發(fā)礦物在不同濃縮階段析出[6]。由于正常海水對(duì)方解石和白云石是飽和的，因而在正常海水略為濃縮后，方解石即可沉淀出來(lái)；當(dāng)海水蒸發(fā)濃縮到原體積的19%以下時(shí)，或海水含鹽度達(dá)到15%～17%以上，密度為1.1 g/cm3時(shí)，石膏和硬石膏類礦物開始析出；當(dāng)海水含鹽度達(dá)到26%，密度為1.2 g/cm3時(shí)，石鹽開始析出；海水含鹽度為31%～32%，密度為1.28 g/cm3時(shí)，瀉利鹽開始析出；進(jìn)一步濃縮至33%～34%，密度為1.31 g/cm3時(shí)，鉀石鹽開始析出；濃縮至35%，密度為1.34 g/cm3時(shí)，光鹵石開始析出，最后共結(jié)析出的礦物是水氯鎂石。正常海水的Mg/Ca比大致為3∶1，當(dāng)海水略為濃縮，Mg/Ca比略大于3∶1～4∶1時(shí)，首先有方解石或文石質(zhì)灰泥析出。在氣候干旱的條件下，海水中Mg/Ca比繼續(xù)提高，在此過(guò)程中，Mg2+離子將交代早先沉積的灰泥而成為白云石，即常說(shuō)的準(zhǔn)同生白云石化。其原因是，Mg2+離子半徑為0.75×10-10m，小于Ca2+離子的半徑(1.01×10-10m)，白云石結(jié)晶時(shí)需大于方解石結(jié)晶時(shí)的晶格能，即除飽和度外，還需克服動(dòng)力學(xué)障礙，因此白云石一般是準(zhǔn)同生期交代略先于它沉積的方解石(灰泥)的產(chǎn)物。隨著Mg2+離子的帶入和多余Ca2+離子的帶出，白云石晶徑將繼續(xù)增大，晶間孔隙亦相應(yīng)增加。

礦物結(jié)晶過(guò)程中晶體的多少、大小主要取決于2個(gè)因素，一是水介質(zhì)中溶質(zhì)的濃度，二是環(huán)境的溫度變化。在干旱炎熱的氣候條件下，海水發(fā)生濃縮，當(dāng)海水濃縮到原體積的19%以下時(shí)，或含鹽度由正常海水的3.5%濃縮增至大于15%～17%，海水密度大于1.1 g/cm3時(shí)，將有硬石膏析出。那么，當(dāng)海水含鹽度濃縮至硬石膏析出之前的一段時(shí)間內(nèi)，必然先沉積出粉晶白云石，而粉晶白云石的晶徑又與海水含鹽度濃縮到大于15%～17%之前所持續(xù)的時(shí)間長(zhǎng)短成正相關(guān)，時(shí)間較長(zhǎng) (如海水含鹽度在10%～15%之間持續(xù)一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間段) ，白云石晶徑可較粗，相應(yīng)晶間孔亦較發(fā)育。如鄂爾多斯盆地馬家溝組馬五段中含硬石膏結(jié)核的粉晶白云巖、呈互層狀或過(guò)渡層的粗粉晶白云巖中晶間孔可達(dá)5%～8%或更多[7]。

2.2 蒸發(fā)巖盆地的沉積過(guò)程

如前所述，三疊紀(jì)嘉陵江初期四川盆地為西高東低的開闊陸棚海。嘉二后，周邊山系陸續(xù)隆升，特別是東南面江南古陸的隆升，盆地與外海海水溝通受阻，在地殼均衡補(bǔ)償作用下，盆地基底有所下陷。在干旱炎熱的氣候條件下，四川盆地演化為局限海盆，沉積蒸發(fā)巖類地層組合；只有在氣候潮濕的海進(jìn)期，如嘉三和雷三的局部時(shí)間段，盆地與外海溝通，有石灰?guī)r類沉積。嘉二時(shí)，由于干、濕氣候周期性交替，嘉二段沉積在盆地內(nèi)主要為白云巖—硬石膏巖多旋回韻律層序。只有在盆內(nèi)地形凹陷較深的“小洼盆地”內(nèi)，因重鹵水不斷積聚，出現(xiàn)石鹽巖沉積，以白云巖—硬石膏巖多旋回韻律層序中的夾層產(chǎn)出。川中勘探實(shí)踐證明，嘉二段地層“巖性變化大，相帶展布亦欠清晰”，“由于起伏不平的微地貌單元，造成水動(dòng)力條件和沉積環(huán)境組合及結(jié)構(gòu)特征的明顯差異”，在這套地層組合中主要發(fā)育硬石膏巖之下的粉晶白云巖晶間孔儲(chǔ)層。嘉三時(shí)，發(fā)生較大規(guī)模海侵，四川盆地周邊沉積石灰?guī)r、生物(屑)石灰?guī)r，而盆地中部除石灰?guī)r外，局部夾白云質(zhì)石灰?guī)r和石灰質(zhì)白云巖。嘉四時(shí)，南面貴陽(yáng)水下隆起逐漸抬升，特別是東南面江南古陸的急劇隆起和擴(kuò)大，位于其西部前緣的雪峰山隆起速度較四川盆地周邊山系，特別是較盆地西北的龍門山推覆帶要快，并向北西方向推覆擠壓，在兩者相互推覆擠壓下，鑄成四川北東—南西向的菱形盆地。伴隨著各山系的抬升和隆起，在地殼均衡補(bǔ)償作用下，盆地內(nèi)基底下陷發(fā)育順菱形盆地北北東向長(zhǎng)軸的補(bǔ)償坳陷盆地。此后，在干旱炎熱期，盆地與外海隔絕，盆內(nèi)海水急劇濃縮，以致蒸干，沉積白云巖—硬石膏巖—石鹽巖，甚至其上還有鈣芒硝巖、雜鹵石巖的層序組合。當(dāng)發(fā)生海侵時(shí)，如雷三時(shí)，盆內(nèi)海水淡化，可沉積石灰?guī)r和白云巖等。

在此過(guò)程中，坳陷補(bǔ)償盆地的發(fā)育和海水曾經(jīng)多次濃縮甚至干涸的事實(shí)，可以從以蒸發(fā)巖為主的地層厚度得到證實(shí)。如位于川西成都鹽盆的大深1井，僅雷口坡組殘厚(頂為風(fēng)化殼)達(dá)1 075.7 m，加上嘉二段以上地層總厚可達(dá)1 800 m以上。只有當(dāng)補(bǔ)償坳陷盆地基底在持續(xù)坳陷的背景下，才能沉積如此厚度的以蒸發(fā)巖為主的地層。類似情況發(fā)生在我國(guó)鄂爾多斯盆地中奧陶世馬家溝期，由于西面賀蘭山裂谷擴(kuò)張導(dǎo)致盆地西緣裂谷肩部翹升，在地殼均衡補(bǔ)償作用下，盆地中東部發(fā)育大型補(bǔ)償坳陷盆地。位于坳陷盆地中心的榆9井，在連續(xù)取心的710 m巖層中(馬二段中上部—馬五段下部)，石鹽巖就有412 m，硬石膏近200 m，白云巖80余 m，而石灰?guī)r不足10 m[8-9]。世界上最著名的類同實(shí)例曾發(fā)生在地中海，地中海晚中新世墨西拿期曾多次濃縮，甚至蒸干，干鹽湖底最深處可能在今日海平面之下2 000 m，在250×104km2內(nèi)廣泛發(fā)育白云巖—硬石膏巖—石鹽巖層序。在地中海不同部位，這一層序在垂向上可多達(dá)10～15個(gè)，即不同部位曾經(jīng)歷10～15次海水蒸干過(guò)程，其間夾海侵期“深海沉積”夾層。稱之為“干縮深盆地”[6]，也可稱之為“變干燥的深水盆地”[10]。此外還有德國(guó)蔡希斯坦發(fā)育于晚三疊世的大型碳酸鹽巖—硫酸鹽巖—石鹽巖—鉀鹽巖盆地等。盆地海水濃縮蒸干后可稱為“似潮坪”環(huán)境[6]。

盡管四川盆地海域內(nèi)基底整體下陷成補(bǔ)償坳陷盆地，但由于江南古陸隆升的速度和幅度都較龍門山及周邊其他山系要快、要大，導(dǎo)致江南古陸西側(cè)(亦即四川盆地東部)亦發(fā)生相對(duì)抬升。這一結(jié)果，使得四川盆地原來(lái)西高東低的海底地貌逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)闁|高西低，即發(fā)生“蹺板式”變化。另一方面，江南古陸及其西緣雪峰山的隆升和向北西方向推覆擠壓的強(qiáng)度也較龍門山強(qiáng)大，致使川湘交界處的七曜山升起，隨之在川東—川中之間形成北北東走向的瀘洲—開江水下隆起。在四川盆地東南面江南古陸和西北緣龍門山之間差異性推覆、擠壓下，補(bǔ)償坳陷盆地的軸線不斷向北北西方向遷移，更重要的是，補(bǔ)償坳陷盆地基底下陷的深度亦由東向西增加，導(dǎo)致鹽盆面積和沉積蒸發(fā)巖的厚度也由東向西不斷增大。

2.3 蒸發(fā)巖盆地的空間展布

圖3,4是四川盆地三疊系石鹽巖隨時(shí)間變化的縱橫分布圖[4-5]?？梢钥闯觯舭l(fā)盆地濃縮后期石鹽巖盆發(fā)育層位由東向西不斷升高，石鹽巖盆規(guī)模也由東向西不斷增大。蒸發(fā)巖盆地發(fā)育始于嘉二時(shí)，僅限于最東面川鄂交界的萬(wàn)縣地區(qū)，規(guī)模較小且分布零星，分布層位除嘉二段外，已見于嘉四段。向西到川東墊江地區(qū)鹽盆規(guī)模亦有所擴(kuò)大，其層位已由嘉四段向上延至雷一段。再向西到川中地區(qū)，即南充鹽盆區(qū)，是四川鹽盆發(fā)育的鼎盛時(shí)期，石鹽巖發(fā)育于嘉四段—雷三段，延續(xù)時(shí)間最長(zhǎng)，已知僅石鹽巖總厚度大于200 m。到雷口坡末期，即雷四時(shí)，鹽盆僅限于川西成都地區(qū)。

圖3 四川盆地三疊系石鹽巖盆地分布

圖4 四川盆地三疊系石鹽巖盆地分布和演化

從蒸發(fā)巖盆地規(guī)模來(lái)看，嘉二時(shí)，盡管周邊山系已陸續(xù)隆起，四川盆地與外海的溝通逐漸受阻，但山系間仍有局部溢口成為向盆地內(nèi)注入海水的通道，特別是有來(lái)自南部翻越黔北正在隆升的淺水碳酸鹽巖臺(tái)地的海水補(bǔ)給。此時(shí)氣候干旱炎熱，所補(bǔ)給海水的含鹽度亦較正常海水要高。盆內(nèi)海水雖不斷濃縮，海平面降低，但整體含鹽度仍不高，尚未達(dá)到全海盆內(nèi)硬石膏析出的濃度。另一方面，嘉二時(shí)四川盆地仍繼承了嘉一時(shí)西高東低的地貌，濃縮重鹵水向東流動(dòng)，受海底微地貌影響，在地形相對(duì)低洼處匯聚，形成分散的、鹽度高的廣海靜水下含鹽“小洼盆地”，其內(nèi)沉積白云巖—硬石膏巖。嘉二時(shí)，僅川東局部地區(qū)形成一些零散的“小鹽盆”。嘉四、嘉五和雷一時(shí)，蒸發(fā)巖盆中心已由川東墊江地區(qū)向西遷至川中南充—遂寧間，僅石鹽巖分布面積就超過(guò)4.8×104km2。雷二時(shí)，由于瀘洲—開江水下隆起快速抬升，其南端上升為陸，成為剝蝕區(qū)，蒸發(fā)巖盆中心再度向西延展到成都和威遠(yuǎn)以西。雷二和雷四段石鹽巖分布面積達(dá)2.3×104km2(圖4)。從所沉積蒸發(fā)巖地層厚度來(lái)看，以雷口坡組為例，川東“小鹽盆”一般不超過(guò)500 m，到川中鹽盆的角13井為895.5 m，關(guān)基井為875 m，再向西至成都鹽盆西南面的大深1井，厚度為1 075.5 m，無(wú)論川中鹽盆或川西鹽盆，雷口坡組在眾多井下剖面中由下向上均表現(xiàn)出硬石膏巖和石鹽巖在地層厚度中所占比例不斷增加的特點(diǎn)。如大深1井，雷口坡組殘余厚度1 075.5 m，其中硬石膏巖368.5 m，石鹽巖160 m，尚有33 m的鈣芒硝和22 m的雜鹵石，總厚583.5 m，占雷口坡組地層厚度的54.3%。更有意義的是，無(wú)論川中、成都或威西蒸發(fā)巖盆，硬石膏巖和石鹽巖含量均由下向上遞增，主要發(fā)育在頂部雷四段中。大深1井雷四段殘厚630 m，其中硬石膏巖、石鹽巖兩者厚度近550 m，還有55 m的鈣芒硝巖和雜鹵石巖，其余為硬石膏質(zhì)白云巖等，而純凈白云巖僅29 m，無(wú)石灰?guī)r。上述規(guī)律說(shuō)明，雷四時(shí)，由于瀘洲—開江隆起和龍門山推覆帶的相互強(qiáng)烈擠壓，發(fā)育于其間的補(bǔ)償坳陷盆地深度不斷加大，匯聚其中的重鹵水?dāng)?shù)量亦多，加上四川盆地氣候極度干旱炎熱，鹽盆中鹵水高度濃縮，間歇性地被蒸干。

雷口坡組沉積后，印支早幕運(yùn)動(dòng)使揚(yáng)子地臺(tái)與華北大陸拼接，四川盆地海相沉積史結(jié)束，晚三疊世演化為前陸盆地，接受含煤碎屑巖沉積。

3 嘉二段—雷口坡組沉積特征和相模式

四川盆地嘉二時(shí)以后，雖然干旱炎熱，發(fā)育海退環(huán)境下的蒸發(fā)巖為主，但亦多次發(fā)生不同規(guī)模的海侵，如嘉三和雷四時(shí)。海平面多次升降，干旱和潮濕氣候多次交替，沉積剖面旋回性明顯。據(jù)此，筆者建立了嘉陵江組二段—雷口坡組沉積模式(圖5)。模式是據(jù)瀘州—開江隆起以西—龍門山康滇古陸間沉積特征建立的，瀘州—開江隆起以東蒸發(fā)巖盆規(guī)模雖小，但沉積規(guī)律相同。

3.1 最大海侵期

如嘉三和雷二早中時(shí)，盡管當(dāng)時(shí)氣候炎熱，蒸發(fā)量較高，但由于海水不斷補(bǔ)給，僅顯示出等效弱蒸發(fā)現(xiàn)象，海平面基本穩(wěn)定在一定水平(圖5a，高海平面Ⅰ)。全盆地均以石灰?guī)r沉積為主，近盆地的淺水區(qū)主要沉積粒屑石灰?guī)r、生物石灰?guī)r，交錯(cuò)層理、楔狀層理、沙紋層理等床沙形態(tài)較發(fā)育，具灘相沉積特征，有利于生物活動(dòng)。盆地中心水體較深，沉積薄層微晶石灰?guī)r，含泥質(zhì)微晶石灰?guī)r，見水平紋理、微波狀紋層理，生物活動(dòng)較弱，局部時(shí)期有底流(洋流)作用，形成波狀沙紋層理，弱沖刷和硬底構(gòu)造以及生物(屑)小透鏡體等。在盆地邊緣，主要是西部，有一些陸源碎屑物補(bǔ)給，有時(shí)露出水面，故灰?guī)r中泥質(zhì)含量較高，常含少量(不等量)陸源石英碎屑，散布于灰?guī)r中，也可呈紋層或沙紋出現(xiàn)，甚至形成鈣泥質(zhì)粉砂巖薄夾層，表現(xiàn)出混積坪沉積特征。

3.2 海平面相對(duì)下降期

如嘉三和雷二晚時(shí)，當(dāng)海侵強(qiáng)度減弱，隨著蒸發(fā)加強(qiáng)，海平面相對(duì)下降(圖5a，高海平面Ⅱ)，東南面瀘州—開江水下隆起的阻隔作用增強(qiáng)，盆地淺水區(qū)仍為石灰?guī)r沉積，盆地斜坡帶較深水靜水區(qū)缺乏薄板狀微晶灰?guī)r沉積，也無(wú)底流影響，除有泥質(zhì)微晶白云巖、灰質(zhì)微晶白云巖等沉積外，可出現(xiàn)藻層紋石、分散狀硬石膏晶體交代白云巖現(xiàn)象。盆地斜坡中、下部，少量CaSO4飽和的重鹵水順坡流向盆地中心，沉積硬石膏巖。

3.3 海水補(bǔ)給受阻的低海平面期

如嘉四、五和雷一、三部分時(shí)期，氣候干旱炎熱，海平面降低(圖5b，低海平面Ⅰ)，瀘州—開江隆起露出水面，海水補(bǔ)給進(jìn)一步受阻，強(qiáng)烈蒸發(fā)作用使盆內(nèi)水體變得越來(lái)越淺，成為淺海靜水鹽盆環(huán)境。原淺水區(qū)變成潮間—潮上環(huán)境，主要沉積白云巖、藻層紋石白云巖夾粒屑石灰?guī)r、微晶石灰?guī)r，并有硬石膏化。在盆地斜坡帶可沉積白云巖及硬石膏巖。在盆地中部由于Mg2+濃度升高，CaSO4飽和，主要沉積白云巖、硬石膏巖，并有石鹽巖產(chǎn)出，在平面上形成“牛眼狀”相帶分布。在這樣的環(huán)境中，白云石晶出時(shí)間較長(zhǎng)，晶徑較大，可發(fā)育晶間孔隙。據(jù)朱洪發(fā)等[4]研究，雷三中段自下而上發(fā)育多個(gè)沉積旋回，其每一旋回組合為：含菊石的泥晶灰?guī)r—紋層、薄層狀白云巖—紋層狀硬石膏巖—厚大的結(jié)晶透明石鹽巖(可具沙鐘構(gòu)造)—角礫狀、疊層石狀硬石膏巖。該組合中夾頁(yè)片狀泥巖，其中富扁平狀、紋飾清晰而細(xì)、保存完好的漂游瓣鰓化石，并表現(xiàn)為受“毒化”的蠕蟲強(qiáng)烈擾動(dòng)的毫米級(jí)水平紋層理灰?guī)r、白云巖。此外，在盆地內(nèi)具水平紋理的灰?guī)r中亦見到來(lái)自斜坡帶的水下滑塌角礫巖。表明雷三中時(shí)雖然為靜水鹽盆環(huán)境，但有時(shí)受到海水補(bǔ)給(盆地基底脈動(dòng)式沉陷)，也可以是周期性潮濕氣候，使盆地海平面有所升高、海水有所淡化，兼具“深、淺水”的沉積特征。

圖5 四川盆地中三疊世嘉陵江組二段時(shí)—雷口坡期補(bǔ)償坳陷蒸發(fā)海盆沉積相模式

3.4 盆地完全蒸發(fā)干縮(涸)期

如嘉四、五部分時(shí)期和雷四時(shí)，由于海水補(bǔ)給長(zhǎng)期受阻(隔絕)，氣候又長(zhǎng)期干旱炎熱，盆地海水完全蒸發(fā)干縮(涸)，變成位于海平面以下的“深海洼地”，盆地底變成鹽坪或干鹽湖的“似潮坪”環(huán)境(圖5b，低海平面Ⅱ)。盆地邊緣沉積的石灰?guī)r發(fā)生白云石化和硬石膏化，盆地斜坡上有硬石膏巖沉積，盆地中心因鹵水不斷濃縮，CaSO4和NaCl過(guò)飽和，相繼沉積硬石膏巖和厚層石鹽巖，甚至沉積鈣芒硝、雜鹵石。四川盆地中心部位的嘉四、嘉五期和雷一1部分時(shí)期以及雷四時(shí)的沉積環(huán)境大致如此。在這些層位中能見到“極淺水和干化”的標(biāo)志，如溝道扁平礫石、垂直潛穴、波狀和小型舟狀交錯(cuò)層理、底沖刷和礫狀內(nèi)碎屑、蠕蟲狀白云巖(即密集蟲穴和蟲跡構(gòu)成的芝麻點(diǎn)白云巖)、SH型疊層石白云巖、干裂紋及泥巖收縮裂片、鳥眼構(gòu)造、雜鹵石疊瓦狀收縮裂紋以及沉積小間斷面等[4]。除粗粉晶白云巖中發(fā)育晶間孔隙外，間歇性大氣降水可在白云巖、硬石膏巖和石鹽巖中形成同生期溶孔，在后兩者中受埋藏成巖期塑性變形作用而“消失”，而在白云巖中則能保存下來(lái)，發(fā)育石鹽巖、硬石膏巖下白云巖兼具晶間孔和同生期溶孔儲(chǔ)層。如果隨著厚層石鹽巖的堆積，盆地被填平，海水被蒸干，石鹽巖層之上可以有層紋狀硬石膏巖(硬石膏化)、鈣芒硝巖等沉積。從川中、成都和威西蒸發(fā)盆地來(lái)看，除嘉三時(shí)和雷三早、中時(shí)海侵規(guī)模較大外，其他時(shí)期即使發(fā)生多次海侵，其規(guī)模均較小，均未超出圖5b的模式。故除嘉三和雷三早、中時(shí)沉積的下、中部地層外，較少有灰?guī)r沉積，而主要為白云巖夾灰?guī)r、硬石膏巖(地面剖面為溶塌角礫白云巖)或白云巖、硬石膏巖、石鹽巖的不等厚多旋回韻律層，局部層段夾鈣芒硝巖和雜鹵石巖。后種情況在坳陷盆地中心部位的嘉四段、嘉五段、雷一段下部和雷四段表現(xiàn)最明顯。

由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)再次活躍，又可有海水入侵，或者周期性氣候潮濕，盆地內(nèi)海平面上升，鹽度被淡化，又可出現(xiàn)上述沉積模式中不同巖性組合的沉積旋回。如石灰?guī)r—白云巖—石膏巖—石鹽巖、白云巖—硬石膏巖—石鹽巖、白云巖—硬石膏巖—石鹽巖及鈣芒硝巖，或白云巖—硬石膏巖—白云巖—石灰?guī)r—白云巖—硬石膏巖—石鹽巖等多旋回不同巖性組合地層。在四川盆地周邊的地面剖面，如雷三下、中段地層中，沒(méi)有由硬石膏巖溶解形成的溶塌角礫白云巖。向盆地方向，無(wú)論地面或是井下剖面中，溶塌角礫白云巖層不斷增多，而到坳陷盆地區(qū)出現(xiàn)硬石膏巖層，并沿軸線方向?qū)訑?shù)增多、厚度增大。

4 白云巖儲(chǔ)層發(fā)育規(guī)律

嘉陵江組二段—雷口坡組是四川盆地天然氣主要產(chǎn)層之一，儲(chǔ)層均為蒸發(fā)巖組合地層的硬石膏巖、石鹽巖之下的粉晶白云巖，儲(chǔ)集空間主要為白云石晶間孔或準(zhǔn)同生期形成的溶孔，或兩者兼具之，如疊加有后期裂縫，則對(duì)儲(chǔ)滲性能有較好改善。以川中為例，目前已在嘉二1、嘉二2、嘉三、嘉五2、雷一1、雷三和雷四等7個(gè)層段中發(fā)現(xiàn)天然氣，其中嘉二1、嘉二2和雷一1獲工業(yè)氣流。嘉二段儲(chǔ)層主要為硬石膏巖層之下的粉晶白云巖，儲(chǔ)集空間為白云石晶間孔隙；雷一1亞段儲(chǔ)層為石鹽巖—硬石膏巖之下的粉晶白云巖，儲(chǔ)集空間為白云石晶間孔隙和沉積(準(zhǔn)同生)期溶孔。四川盆地其他地區(qū)情況雷同，如川東臥龍河氣田，儲(chǔ)層發(fā)育在嘉五1、嘉四3小層，儲(chǔ)層上下均為硬石膏巖和石鹽巖，儲(chǔ)層為粉晶白云巖夾石灰?guī)r和泥質(zhì)白云巖，儲(chǔ)集空間為白云石晶間孔和針孔狀溶孔，孔隙度可高達(dá)18.9%，平均5.26%，后期構(gòu)造裂縫發(fā)育，孔縫相互搭配，成為高產(chǎn)儲(chǔ)層。此外，川西北中壩氣田雷口坡組，厚度在550～590 m，下部均為泥質(zhì)硬石膏巖，上部為硬石膏巖，氣層主要分布在中上部雷三段白云巖地層中，厚96～108 m，部分是顆粒和蘭菌藻白云巖碎屑的白云巖，儲(chǔ)集空間也是白云石晶間孔，同時(shí)也有準(zhǔn)同生期溶孔，后者在局部層段較發(fā)育。

從上看出，作為儲(chǔ)層的粉晶白云巖是在盆地海水蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，或盆內(nèi)含鹽度一度淡化后再次蒸發(fā)濃縮過(guò)程中的沉積體。因此，其上或其上、下均發(fā)育有硬石膏巖或硬石膏巖和石鹽巖層，縱向上形成多套天然氣儲(chǔ)蓋組合。

5 結(jié)束語(yǔ)

四川盆地下三疊統(tǒng)嘉陵江組二段以上及中三疊統(tǒng)雷口坡組以蒸發(fā)巖為主的地層分布總面積達(dá)10×104km2以上，地層厚度最厚可達(dá)1 800 m左右。現(xiàn)代的薩勃哈沉積環(huán)境，如阿布扎比、卡塔爾、波斯灣及下加利福尼亞灣等實(shí)例，無(wú)條件運(yùn)用到四川盆地嘉陵江期和雷口坡期大型白云巖—硬石膏—石鹽巖蒸發(fā)盆地的環(huán)境解釋[11](包括對(duì)鄂爾多斯盆地中奧陶統(tǒng)馬家溝組的解釋)是不恰當(dāng)?shù)?。早?978年，著名沉積學(xué)家 Reading[10]在討論古代大鹽床沉積時(shí)就指出：“蒸發(fā)巖研究向我們展示了自相矛盾的論證。我們很容易從所研究的現(xiàn)代環(huán)境中識(shí)別出古薩勃哈來(lái)，但是還有許多大型(無(wú)論從面積或者厚度上看)蒸發(fā)巖盆地，以石鹽沉積為主，而對(duì)此尚未找到相應(yīng)的現(xiàn)代類似物?！逼湟馑际敲鞔_的，即現(xiàn)代薩勃哈的認(rèn)識(shí)是不能無(wú)條件地用來(lái)解釋古代大型膏鹽盆地的沉積環(huán)境。同時(shí)指出，存在“深水”(實(shí)際是指盆地干涸前被海水充盈)和“淺水”沉積模式?，F(xiàn)代薩勃哈屬“淺水”蒸發(fā)巖沉積，而古代大型蒸發(fā)巖盆地屬“深水”沉積。

嘉陵江組二段以上及雷口坡組中的白云巖和膏鹽巖是目前四川盆地天然氣的重要產(chǎn)層和蓋層，正確認(rèn)識(shí)四川盆地嘉陵江組和雷口坡組多旋回蒸發(fā)巖地層層序的形成環(huán)境以及縱向和平面上的演化展布規(guī)律，特別是正確認(rèn)識(shí)該層序中白云巖儲(chǔ)集的空間類型、展布規(guī)律和控制因素，對(duì)四川盆地油氣勘探、開發(fā)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

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