王文之，田景春，張 翔，隆 輝，劉冬梅，孫 利

（1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院；2.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦；3.克拉瑪依新科澳油田測試技術(shù)服務(wù)有限公司）

川南丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組沉積環(huán)境分析

王文之1，田景春1，張 翔1，隆 輝2，劉冬梅3，孫 利1

（1.成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院；2.中國石油西南油氣田分公司蜀南氣礦；3.克拉瑪依新科澳油田測試技術(shù)服務(wù)有限公司）

通過對瀘州古隆起丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組的巖心觀察和巖石薄片鑒定，及對該區(qū)巖石類型組合、古生物化石、沉積結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造和沉積序列等沉積相標(biāo)志的詳細(xì)研究，將嘉陵江組劃分為開闊臺地、局限臺地2個沉積相，并進(jìn)一步劃分出5個亞相及若干微相。在此基礎(chǔ)上，研究了嘉陵江組沉積相空間展布特征，并對其沉積環(huán)境及演化進(jìn)行了分析，認(rèn)為嘉陵江組碳酸鹽巖發(fā)生了較為頻繁的海平面升降變化，主要經(jīng)歷了6個階段的演化過程，形成了3次較大的海進(jìn)→海退沉積旋回，每一旋回又由多個次一級小旋回組成，而小旋回中又由多個小韻律組成。在對研究區(qū)巖性、沉積環(huán)境詳細(xì)研究后認(rèn)為：塘河構(gòu)造及丹鳳場構(gòu)造的嘉一段—嘉二1亞段、塘河構(gòu)造及臨峰場構(gòu)造的嘉二3亞段是淺灘顆粒云巖和灘間云巖發(fā)育的主要層位。

沉積相；沉積環(huán)境；嘉陵江組；瀘州古隆起；四川盆地南部

0 引言

四川盆地是一個大型的構(gòu)造兼沉積盆地，與其周邊的地質(zhì)構(gòu)造有著緊密的聯(lián)系，印支時期已具盆地雛形，早喜山運(yùn)動全面褶皺，奠定了現(xiàn)今的構(gòu)造面貌［1］。在盆地內(nèi)一般以華鎣山和龍泉山為界分為3個構(gòu)造帶，自西向東依次為川西北坳陷帶、川中隆起帶、川東南坳陷帶。川南丹鳳—塘河地區(qū)位于瀘州古隆起東南上斜坡地區(qū)，屬于川東南中隆低陡構(gòu)造帶，包括7個構(gòu)造（丹鳳場、臨峰場、花果山、六合場、李子壩、梁董廟、塘河等構(gòu)造）和4個潛伏構(gòu)造（走馬場、石板場、榕山、寶華場等潛伏構(gòu)造），面積約 3200 km2（圖 1）。

前人從不同角度對四川南部嘉陵江組沉積特征做了大量研究。曹劍等［2］認(rèn)為川西南地區(qū)嘉陵江組為半局限?！窒藓Ｅ_地沉積；雷卞軍等［3］認(rèn)為川中—川南過渡帶下三疊統(tǒng)嘉陵江組可劃分為局限臺地相、蒸發(fā)臺地相、開闊臺地相；喬占峰等［4］認(rèn)為瀘州古隆起位于開闊海臺地相與局限海臺地相的轉(zhuǎn)換帶上，在干旱氣候背景下，由于環(huán)境、水體能量、海平面頻繁變化以及地殼頻繁的振蕩，嘉陵江組沉積了一套碳酸鹽巖臺地—蒸發(fā)巖臺地相沉積物；李文茂等［5］認(rèn)為川東南地區(qū)嘉陵江組沉積相都經(jīng)歷了由開闊環(huán)境向局限環(huán)境的轉(zhuǎn)變；朱露等［6］、王國剛等［7］認(rèn)為嘉陵江組自下而上分為3個沉積旋回，嘉一段至嘉二段為第一旋回，嘉三段至嘉四段為第二旋回，嘉五段為第三旋回。

圖1 研究區(qū)區(qū)域位置Fig.1 The location of the study area

在前人研究的基礎(chǔ)上，筆者通過對研究區(qū)嘉陵江組的巖心觀察和巖石薄片鑒定，及對該區(qū)巖石類型組合、古生物化石、沉積結(jié)構(gòu)、沉積構(gòu)造和沉積序列等沉積相標(biāo)志進(jìn)行研究后認(rèn)為：嘉一段至嘉三2亞段為第一旋回，嘉三3亞段至嘉四4亞段為第二旋回，嘉五段為第三旋回；此外，嘉陵江組主要發(fā)育碳酸鹽巖臺地，臺地內(nèi)的灘相沉積應(yīng)具有較好的勘探前景。同時，筆者對川南丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組沉積環(huán)境進(jìn)行了分析，以期為該區(qū)下一步油氣勘探提供依據(jù)。

1 沉積相

根據(jù)研究區(qū)巖心觀察、巖石薄片鑒定、單井沉積相及井間沉積相對比研究，同時考慮古氣候、古構(gòu)造等沉積背景，可將嘉陵江組劃分為開闊臺地和局限臺地2個沉積相，還可進(jìn)一步劃分出諸多亞相及微相（表 1）。

1.1 開闊臺地相

該沉積相處于碳酸鹽巖臺地鄰近廣海的部位，范圍廣，海域遼闊，地形相對較平坦，水體較淺，厚度一般在0～50 m，處于正常浪基面以上，沉積環(huán)境多處于動蕩狀態(tài)。該沉積相主要發(fā)育于嘉一段—嘉二1亞段和嘉三段—嘉四1亞段沉積期（圖2）。

表1 丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組沉積相劃分Table 1 Classification of sedimentary facies of Jialingjiang Formation in Danfeng-Tanghe area

圖2 丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組沉積相綜合柱狀圖（壩19井）Fig.2 The columnar section of sedimentary facies of Jialingjiang Formation for Ba 19 well in Danfeng-Tanghe area

1.1.1 淺灘亞相

由顆粒組成的骨架結(jié)構(gòu)是碳酸鹽巖儲層發(fā)育的重要類型之一。由于淺灘受能量較高的波浪、水流的作用，其顆粒主要由鮞粒、砂屑、生屑、核形石等組成（圖版Ⅰ-1、圖版Ⅰ-2、圖版Ⅰ-3、圖版Ⅰ-4、圖版Ⅱ-1、圖版Ⅱ-2）。因其在強(qiáng)水動力條件下形成，灘相沉積對下伏灘間沉積物沖刷明顯，并且膠結(jié)物主要由亮晶組成，而灰泥基質(zhì)較少。該亞相在研究區(qū)嘉一段—嘉二1亞段及嘉三3亞段—嘉四1亞段廣泛發(fā)育。如董16井2166～2173 m井段，由鮞粒白云巖組成的鮞粒灘發(fā)育。

1.1.2 灘間亞相

該亞相處于平均低潮面以下到風(fēng)暴浪基面之上，地勢低洼，水流不暢，巖石多以深灰色泥晶灰?guī)r為主，顆粒含量少（圖版Ⅰ-5、圖版Ⅰ-6）。沉積物由薄層狀深褐灰色泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r組成，以發(fā)育代表弱水動力條件下的水平層理為特征。該亞相以研究區(qū)嘉一段最為發(fā)育，由于其沉積基質(zhì)致密，且未經(jīng)歷白云石化作用，因此為研究區(qū)不利儲層發(fā)育的亞相。

1.2 局限臺地相

局限臺地水流循環(huán)通常受到限制，較開闊臺地循環(huán)不暢，水動力較弱，介質(zhì)條件變化大。由于海水通常局限，因而常以局限臺坪和局限瀉湖發(fā)育為特征，局部水下隆起發(fā)育臺內(nèi)灘。該沉積相主要發(fā)育于嘉二2亞段—嘉二3亞段以及嘉四2亞段—嘉四4亞段（圖 3）。

圖3 丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組沉積相綜合柱狀圖（董12井）Fig.3 The columnar section of sedimentary facies of Jialingjiang Formation for Dong 12 well in Danfeng-Tanghe area

1.2.1 局限臺坪

局限臺坪沉積界面在潮間—潮上帶，周期性或較長期暴露于大氣之中，水動力條件總體較弱，具有潮坪的典型沉積特征（圖版Ⅰ-7、圖版Ⅰ-8）。根據(jù)沉積物類型，可細(xì)分為云坪、膏云坪、云膏坪和膏坪等沉積微相（圖版Ⅰ-9、圖版Ⅰ-10、圖版Ⅱ-3）。

（1）云坪微相。主要由灰、深灰、褐灰色泥—粉晶云巖、泥晶云巖和粉晶云巖組成，發(fā)育水平層理和水平蟲跡，可見方解石、石膏充填—半充填的溶蝕孔、洞以及少量的針孔。單個沉積序列的厚度為4～5 m。

（2）膏云坪微相。主要由灰、褐灰色泥—粉晶膏質(zhì)云巖和粉—泥晶膏質(zhì)云巖組成，或者由灰、褐灰色泥—粉晶云巖夾薄層狀灰白色膏巖組成。發(fā)育水平層理和韻律層理，顯微鏡下可見到富膏質(zhì)層與貧膏質(zhì)層組成的韻律層理。石膏的沉淀提高了水介質(zhì)的Mg/Ca比值，有利于白云石化作用的進(jìn)行。推測該微相主要處于潮間上部到潮上環(huán)境。

（3）云膏坪微相。主要由褐灰、灰褐色柱狀、板狀、粒狀云質(zhì)膏巖組成，或者由深灰、灰褐色極薄層狀泥晶云巖與膏巖不等厚互層組成，發(fā)育水平層理和韻律層理。單個沉積序列的厚度一般為2～8 m。顯然，該微相主要發(fā)育于潮上環(huán)境，其位置比云坪和膏云坪微相要高，以沉積石膏為主，并發(fā)生膏化作用，交代下伏層中的白云石。

（4）膏坪微相。以發(fā)育厚度較大的灰白色膏巖為特征，主要由柱狀、板狀硬石膏組成。單個沉積序列的厚度一般為2～7 m。石膏多呈結(jié)核狀、腸狀、雞籠狀等，并與紋層狀泥晶云巖呈互層，據(jù)此可將其與咸化瀉湖成因的、成分相對純凈的厚層塊狀膏巖區(qū)別開來。該微相以嘉二3亞段最為典型。

1.2.2 臺內(nèi)灘

其基本特征與開闊臺地的臺內(nèi)灘類似［8］，區(qū)內(nèi)臨17井、董5井等均有發(fā)育。臺內(nèi)灘沉積的主要巖石類型有薄—中厚層粉晶殘余砂屑有孔蟲白云巖、中厚層生屑砂屑灰云巖、厚層含礫砂屑灰云巖或云巖、厚層殘余鮞?；?guī)r和粉晶殘余砂屑灰?guī)r。研究區(qū)臺內(nèi)灘主要分布于嘉二2亞段和嘉二3亞段。此類臺內(nèi)灘主要發(fā)育在海平面下降時期，易受大氣淡水溶蝕和白云石化作用，是較為有利的儲集層（圖版Ⅱ-4）。

1.2.3 局限瀉湖

該亞相處于正常浪基面以下，水體循環(huán)受到限制，能量低，巖石類型主要包括灰色、褐灰色泥晶灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r等，它們可以被云化或膏化，形成云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)云巖、膏質(zhì)云巖、云質(zhì)膏巖等（圖版Ⅰ-11、圖版Ⅰ-12）。根據(jù)瀉湖沉積物的成分，可將其簡單地劃分為泥質(zhì)瀉湖、泥灰質(zhì)瀉湖、云質(zhì)瀉湖、云膏質(zhì)瀉湖和膏質(zhì)瀉湖等微相類型。局限瀉湖在研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育于嘉二段、嘉四段。

（1）泥質(zhì)瀉湖微相。嘉陵江組沉積早期，陸源碎屑供應(yīng)較為充足，泥質(zhì)懸浮物被水流搬運(yùn)至臺地內(nèi)較低洼的潮下瀉湖區(qū)，形成以泥質(zhì)為主的沉積物。該微相以發(fā)育灰色、綠灰色泥巖和頁巖為特征，時常含灰質(zhì)，可夾薄層狀灰質(zhì)泥巖、泥灰?guī)r和泥質(zhì)灰?guī)r。

（2）泥灰質(zhì)瀉湖微相。其巖石類型主要為褐灰、灰、深灰色泥灰?guī)r，可夾薄層狀泥質(zhì)灰?guī)r和泥晶灰?guī)r，有時也可表現(xiàn)為淺灰、深灰色泥巖和頁巖與褐灰色泥晶灰?guī)r等的不等厚互層。

（3）云質(zhì)瀉湖微相。以發(fā)育厚度較大的灰褐、褐灰、淺灰色泥—粉晶云巖和灰質(zhì)云巖為特征，在嘉四段廣泛發(fā)育。這些云巖是在前期灰質(zhì)瀉湖的基礎(chǔ)上，由于環(huán)境逐漸變得閉塞、氣候變得干熱及蒸發(fā)作用增強(qiáng)而演變形成的。當(dāng)瀉湖中泥質(zhì)含量增高時，則形成以褐灰色泥質(zhì)云巖為代表的泥云質(zhì)瀉湖微相。

（4）云膏質(zhì)瀉湖和膏質(zhì)瀉湖微相。云膏質(zhì)瀉湖微相表現(xiàn)為灰白色膏巖、褐灰色云質(zhì)膏巖、膏質(zhì)云巖的不等厚互層；膏質(zhì)瀉湖微相則以形成大套灰白色質(zhì)地較純的塊狀膏巖為特征，可夾薄層狀褐灰色膏質(zhì)云巖。這2種微相中的石膏產(chǎn)狀明顯不同于蒸發(fā)臺坪環(huán)境中形成的結(jié)核狀和腸狀石膏［9］。

2 沉積相展布及其演化

2.1 嘉一段—嘉二1亞段沉積期

該時期為嘉陵江組沉積期第一次海侵的中期，處于海退的早期階段，受海平面下降的影響，水體變淺、能量增強(qiáng)，特別是水下隆起部位灘相沉積發(fā)育。該時期由于受白云石化作用的影響，主體形成了一套灘間深灰色、褐色泥晶灰?guī)r沉積，呈現(xiàn)出西高東低、北高南低的沉積格局，沉積厚度180～210 m。該時期為開闊臺地沉積環(huán)境，發(fā)育淺灘和灘間微相。淺灘微相于研究區(qū)廣泛發(fā)育，幾乎均呈南北向展布，分別位于走馬—大圣寺、丹鳳、榕山鎮(zhèn)等地區(qū)［圖 4（a）］。

2.2 嘉二2亞段沉積期

該時期海水較前期局限，全區(qū)以局限瀉湖沉積為特征，臺內(nèi)灘相對不發(fā)育，僅在榕山鎮(zhèn)和石門場附近發(fā)育了2個臺內(nèi)灘沉積，其余地區(qū)均為局限瀉湖沉積。

2.3 嘉二3亞段沉積期

該時期為第一沉積旋回的海退旋回晚期［10］，繼承了前期的沉積格局，總體以局限臺地沉積為特征。該時期較前期海平面有所下降，同時由于古地形的遮擋，沉積水體受限，區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了局限臺地的局限臺坪和局限瀉湖亞相沉積。由于該期沉積水體能量低，區(qū)內(nèi)嘉陵江組主要發(fā)育云坪、膏坪、泥質(zhì)瀉湖、云質(zhì)瀉湖和灰質(zhì)瀉湖微相，為不利于儲層發(fā)育的時期。大圣寺—塘河—榕山鎮(zhèn)一線以西地區(qū)局限臺坪發(fā)育，以東地區(qū)為局限瀉湖沉積，在鹿鳴、榕山鎮(zhèn)等附近發(fā)育了規(guī)模相當(dāng)?shù)?個臺內(nèi)灘［圖4（b）］。

2.4 嘉三1亞段沉積期

該時期為第二沉積旋回的海侵階段，較嘉二2亞段—嘉二3亞段沉積期海水再次變得開闊，水體循環(huán)暢通，主體發(fā)育開闊臺地沉積，以發(fā)育淺灘和灘間微相為特征。與嘉一段—嘉二1亞段沉積物組成相同，亦由深灰色、褐色泥晶灰?guī)r組成，為灘間亞相沉積，是有利于儲層發(fā)育的時期。由北向南依次發(fā)育丹鳳—三合、石門場、榕山鎮(zhèn)—順江場等淺灘沉積，其余地區(qū)均為灘間亞相。

2.5 嘉三2亞段沉積期

圖4 丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組各期沉積相展布Fig.4 The sedimentary facies distribution of Jialingjiang Formation in each period in Danfeng-Tanghe area

該時期為第二沉積旋回的海退晚期，與第一個沉積旋回的海退晚期相比，環(huán)境更加閉塞，能量更低，全區(qū)沉積水體蒸發(fā)濃縮，形成了分布廣泛的云巖與膏巖的不等厚互層沉積，反映了當(dāng)時氣候與前期相比較變得更為干旱、炎熱。該時期與嘉三1亞段沉積期沉積特征一致，為開闊臺地沉積環(huán)境，以發(fā)育淺灘和灘間沉積為特征。地層較厚，一般大于90 m，其中石膏沉積相當(dāng)發(fā)育，并與云巖厚度互為消長，反映海水的周期性蒸發(fā)、濃縮作用強(qiáng)烈［11］。但該時期發(fā)育的淺灘規(guī)模和特征均較前期有所不同，主要發(fā)育在丹鳳—觀音巖、古井、板橋場—石門場、太平場等附近［圖 4（c）］。

2.6 嘉三3亞段—嘉四1亞段沉積期

該時期繼承了嘉三2亞段沉積期開闊臺地的沉積特征，地層較薄，為44～62 m，遠(yuǎn)小于前期的地層厚度，其中顆?；?guī)r、白云巖、溶蝕洞穴及裂縫較為發(fā)育，反映了該期受海平面下降的影響，水體變淺、能量增強(qiáng)。灘相主要發(fā)育于南北兩端，北部的丹鳳—鹿鳴、大圣寺附近以及南部的榕山鎮(zhèn)、太平場附近較為發(fā)育［圖4（d）］。

3 研究區(qū)嘉陵江組沉積模式

綜上所述，川南丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組嘉一段—嘉五段總體經(jīng)歷了開闊臺地—局限臺地的沉積旋回。其中，開闊臺地以淺灘和灘間沉積為特征，主體發(fā)育于嘉一段—嘉二1亞段、嘉三3亞段—嘉四1亞段；局限臺地主要發(fā)育局限臺坪和局限瀉湖亞相，發(fā)育于嘉二2亞段、嘉二3亞段、嘉四2亞段及嘉五段（圖5）。

圖5 丹鳳—塘河地區(qū)嘉陵江組沉積模式Fig.5 The depositional model of Jialingjiang Formation in Danfeng-Tanghe area

4 結(jié)論

（1）研究區(qū)總體處于局限臺地—開闊臺地沉積環(huán)境，開闊臺地內(nèi)發(fā)育淺灘、灘間2個亞相，局限臺地內(nèi)發(fā)育局限臺坪、臺內(nèi)灘和局限瀉湖3個亞相。嘉陵江組自下而上呈現(xiàn)出一個開闊臺地—局限臺地水體變淺的沉積旋回，該旋回可細(xì)分為嘉一段至嘉三2亞段、嘉三3亞段至嘉四4亞段及嘉五段等3次較大的海進(jìn)→海退沉積旋回，而每一次較大的沉積旋回又由多個次一級小旋回組成。

（2）研究區(qū)嘉陵江組淺灘顆粒云巖和灘間云巖可成為較好的油氣儲集巖，縱向上主要發(fā)育于嘉一段—嘉二1亞段、嘉二3亞段，橫向上主要發(fā)育于塘河構(gòu)造、丹鳳場構(gòu)造的嘉一段—嘉二1亞段以及塘河構(gòu)造、臨峰場構(gòu)造的嘉二3亞段。

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Sedimentary environment of Jialingjiang Formation in Danfeng-Tanghe area,southern Sichuan Basin

WANG Wen-zhi1， TIAN Jing-chun1， ZHANG Xiang1， LONG Hui2， LIU Dong-mei3， SUN Li1
（1.Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.Shunan Gas Field，PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company，Luzhou 646005，China；3.Xinkeao Oilfield Testing Technology Service Company， Karamay 834000，China）

Based on core observation and rock slice identification,combined with the studies on the combination ofrock types，fossils，sedimentary texture,sedimentary structure and sedimentary sequence,the Jialingjiang Formation in Danfengchang-Tanghe area is divided into two sedimentary facies including open platform and restricted platform,and further divided intofive subfacies and several microfacies.The distribution ofsedimentaryfacies ofJialingjiangFormation was studied,and the sedimentaryenvironment and its evolution were analyzed.It is considered that the carbonate rocks of Jialingjiang Formation has frequent sea-level changes,experienced six evolution stages，and formed three times of larger transgression-regression sedimentarycycle.Each cycle is composed ofsmall subcycles,while small subcycle is composed bya number oflittle rhythms.After detailed studyon the lithologyand sedimentaryenvironment,it is considered that the most favorable layers for shallowparticles dolomite and beach room dolomite are JiaⅠ-JiaⅡ1member of Jialingjiang Formation in Tanghe and Danfengchangarea and JiaⅡ3member in Tanghe and Linfengchangarea.

sedimentaryfacies； sedimentaryenvironment； JialingjiangFormation； Luzhouuplift； southernSichuanBasin

TE121.3

A

2011-04-21；

2011-06-03

國家重大專項(xiàng)“四川盆地二疊系—三疊系構(gòu)造演化、層序地層格架及有利相帶分布研究”（編號：2008ZX05007-04-02）資助。

王文之，1984年生，男，成都理工大學(xué)在讀博士研究生，主要從事沉積學(xué)、沉積地球化學(xué)研究。地址：（610059）成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院。E-mail：55060319@qq.com

1673-8926（2011）06-0050-06

圖版Ⅰ

圖版Ⅱ

于惠宇）