李 磊,謝勁松,鄧鴻斌,楊小芬,管丙娟,陳 文
(1.河南省金銀多金屬成礦系列與深部預(yù)測重點實驗室,河南 洛陽 471023;2.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)調(diào)查隊,河南 洛陽 471023;3.中國石油天然氣集團西南油氣田分公司勘探開發(fā)研究院,四川 成都 610051)
四川盆地寒武系分布廣泛、發(fā)育齊全,但是不同地區(qū)的劃分方案不同、地層名稱不統(tǒng)一[1-7],因此在區(qū)域上難以進行地層對比,給科研和生產(chǎn)工作帶來諸多不便。隨著我國碳酸鹽巖油氣勘探的不斷推向深入[8-17],四川盆地針對震旦系、寒武系碳酸鹽巖的天然氣勘探業(yè)也取得了較大的進展,目前全盆地寒武系已有12口井鉆遇天然氣,平均產(chǎn)氣量10×104m3/d左右,具有良好的勘探前景[7]。作為基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性的工作,地層劃分對比是開展其它研究和生產(chǎn)工作的基礎(chǔ)和前提,因此對四川盆地寒武系地層進行統(tǒng)一劃分對比及特征研究具有必要性。
以多重地層劃分理論為指導(dǎo),以前人大量的地層研究成果為基礎(chǔ)[1-7,14-17],對露頭、鉆井和測井等資料進行系統(tǒng)的綜合分析,將四川盆地寒武系自下而上劃分為筇竹寺組、滄浪鋪組、龍王廟組、陡坡寺組和洗象池組等五個組(表1):無論是巖性特征,還是測井曲線特征,震旦系燈影組白云巖、白云質(zhì)灰?guī)r與寒武系筇竹寺組的泥頁巖之間均有明顯的界線特征,在井下缺少古生物化石的情況下,可以借助測井曲線很容易進行地層的劃分和對比;筇竹寺組的泥頁巖與滄浪鋪組的粉砂質(zhì)泥巖、細砂巖之間的巖性和測井曲線特征相對不是很明顯,但是筇竹寺組的泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖沉積環(huán)境相對穩(wěn)定導(dǎo)致伽瑪曲線穩(wěn)定、形態(tài)起伏小、相對平直,而滄浪鋪組碎屑巖的沉積粒度相對較粗且存在泥質(zhì)灰?guī)r、鮞?;?guī)r等夾層引起伽瑪曲線起伏大、呈齒狀,同時滄浪鋪組底部有比較穩(wěn)定的所謂“下紅層”作為區(qū)域性標志層,因此筇竹寺組與滄浪鋪組能夠進行地層的劃分對比;龍王廟組是一套典型的碳酸鹽巖沉積,巖性為一套厚層白云巖、鮞狀(或豆狀)白云巖(灰?guī)r),沉積環(huán)境穩(wěn)定,伽瑪值也很穩(wěn)定,基本上為塊狀低值,伽瑪曲線形態(tài)為低幅微齒狀或平直狀,即所謂的“中灰?guī)r”,很容易與上下地層相區(qū)分并與鄰井(區(qū))對比;陡坡寺組為一套紫紅色泥巖、泥質(zhì)白云巖、粉砂質(zhì)泥巖夾薄層灰黃色(風化色)泥質(zhì)白云巖,向東灰質(zhì)含量增加,向南東方向膏質(zhì)、膏巖有所增加,但在大部分區(qū)域為典型的“上紅層”巖性組合,伽瑪曲線形態(tài)呈典型的高值高幅齒狀,與下伏的龍王廟組和上覆的洗象池組的低值低幅微齒狀形成明顯的差異,很容易對地層進行劃分對比;洗象池組為一大套厚層塊狀細晶白云巖、鮞粒白云巖、角礫狀白云巖夾薄層泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)白云巖;伽瑪為塊狀低值,伽瑪曲線為低幅微齒狀,局部顯示中幅齒狀,與下伏的陡坡寺組“上紅層”的高伽瑪曲線形態(tài)容易劃分,與上覆桐梓組泥頁巖的伽瑪曲線形態(tài)也容易劃分。寒武系內(nèi)部組與組之間為整合接觸關(guān)系,與下伏震旦系為平行不整合接觸關(guān)系,與上覆奧陶系在盆地西部為平行不整合接觸、在盆地中部和東部為整合接觸。
表1 四川盆地及鄰區(qū)寒武系劃分對比表Table 1 Cambrian subdivision and correlation of Sichuan Basin and adjacent areas
筇竹寺組由盧衍豪1941創(chuàng)名于云南昆明西郊筇竹寺關(guān)山,參考剖面位于晉寧梅樹村八道灣[1,7]。分為下、上兩段。下段(石巖頭段,原稱八道灣段):下部為黑色薄層狀含磷泥質(zhì)粉砂巖,中上部為灰、深灰色薄-中層狀泥質(zhì)、白云質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)白云巖,底部以一層0.4 m厚的結(jié)核狀海綠石質(zhì)硅質(zhì)磷塊巖及粘土質(zhì)頁巖為標志層;與下伏燈影組中誼村段白云巖為假整合接觸;中部產(chǎn)小殼化石Allatheca,Eonovitatus,Chancelloria,Hyolithellus等,上部產(chǎn)遺跡化石Plagiogmus,Gordia等;厚54 m。上段(玉案山段):下部為黑色薄層狀粉砂質(zhì)炭質(zhì)頁巖,中上部為黃綠色頁巖夾薄層狀砂巖,底部以0.2 m厚的灰黑色含砂質(zhì)角礫狀生物碎屑磷塊巖為標志層與下段分界;底部產(chǎn)豐富小殼化石金臂蟲Neogroborilus,Sachites,Sinosachites,Lapworthella,Allonia等;下 部 產(chǎn) 三 葉 蟲 Parabadiella、Tsunidiscus、Wutingaspis,金臂蟲Meishucunella、Hancuungella等;中上部產(chǎn)三葉蟲Eoredlichia、Yunnanocephalus、Kuanyangia、 Wutingaspis, 金臂蟲Kunmingella、Mononotella和腕足類、古蠕蟲類、鰓曳動物、小型水母和非三葉蟲節(jié)肢動物等,化石帶自下而上為(1)Sinosachites-Lapworthella帶,(2)Parabadiella帶,(3)Eoredlichia帶;厚72.4 m。
筇竹寺組和九老洞組系同物異名,九老洞組建立于1933年[1,7],比筇竹寺組的建立(1941年)要早,理應(yīng)取消前者保留后者,但考慮到筇竹寺組在云南應(yīng)用十分廣泛和久遠,在四川境內(nèi)的應(yīng)用也較廣,本文決定用筇竹寺組替代九老洞組。
測井曲線特征:自然伽瑪曲線呈高幅箱形,GR值分布范圍為30~500 API,平均113.635 API,深側(cè)向電阻率曲線呈低幅箱型,RLLD值一般在4~3500 Ω·m,平均 123.167 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率曲線無幅度差。
滄浪鋪組是從云南引入的巖石地層單位,由丁文江等1914年創(chuàng)名,尹贊勛1937年公開發(fā)表的滄浪鋪頁巖演變而來,1963年張文堂改稱滄浪鋪組,并分為兩段,命名剖面位于滇東馬龍滄浪鋪與黃土坡之間[1,7]。巖性紅井哨段(下段)由灰黃、黃綠色砂質(zhì)頁巖、頁巖夾薄-中層狀砂巖組成,與下伏筇竹寺組連續(xù)沉積,厚186 m。三葉蟲化石帶自下而上為:(1)Yilingella-Yunnanaspis帶,(2)Drepanuroides帶。烏龍箐段 (上段)由云母砂質(zhì)頁巖和云母石英砂巖組成,與下伏紅井哨段連續(xù)沉積;厚113 m。三葉蟲化石帶自下而上為:(1)Paleolenus帶,(2)Megapaleolenus帶。滇東北永善及四川廣元-峨眉-會理-地層小區(qū)紅井哨段主要為紫紅、暗紫紅色及黃灰色泥巖、粉砂巖、及細砂巖,頂部為中粗粒石英砂巖,俗稱寒武系“下紅層”,相當于李善姬(1988)在永善命名的肖灘段,厚47~261 m。頂部的中粗粒石英砂巖厚5~10 m,是一標志層。烏龍箐段主要為泥質(zhì)條帶灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r、砂質(zhì)灰?guī)r及生物碎屑灰?guī)r,相當于李善姬(1988)在永善命名的金沙江段,厚20~219 m。滄浪鋪組全組厚度在會東一帶164~177 m,在會理一帶152~229 m,在金陽一帶166~261 m,在威遠、武勝一帶鉆井厚90~95 m;相應(yīng)層段在廣元上寺長江溝厚118 m,康家溝厚310 m,鹽源樹河厚360 m。
測井曲線特征:自然伽瑪曲線呈齒化箱形—山峰狀,GR值分布范圍為20~500 API,平均98.8 API,深側(cè)向電阻率曲線呈中-高幅山峰狀,RLLD值一般小于 20000 Ω·m,平均 419.436 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率曲線無明顯的幅度差。
龍王廟組是從云南引入的巖石地層單位,由盧衍豪1941年命名于云南昆明市西山滇池西岸的龍王廟附近[1,7]。巖性為白云質(zhì)、泥質(zhì)灰?guī)r,泥質(zhì)白云巖夾少量砂頁巖,與下伏滄浪鋪組連續(xù)沉積,厚176 m。三葉蟲化石帶自下而上為:(1)Redlichia(Pteroedlichia)murakamii-Hoffetella帶,(2)Redlichia guizhouensis帶。龍王廟組全組厚度會東一帶25~127 m,會理一帶92~186 m,金陽一帶74~180 m。蜀南地區(qū)井下龍王廟組上部巖性為灰、深灰色泥晶、粉晶云巖夾膏巖、膏質(zhì)云巖、鮞粒云巖,向下陸源碎屑增多,過渡為泥砂質(zhì)云巖、粉砂巖、云質(zhì)砂巖。本組在蜀南地區(qū)厚度變化比較大,介于0~800 m之間,一般為120~200 m。北部地區(qū)厚度變化較小,一般界于90~150 m之間,東南方向,厚度有增加的趨勢,如寧1井厚799 m。
測井曲線特征:自然伽瑪曲線呈低幅箱形,塊狀低值,GR值分布范圍為5~90 API,平均35.392 API,深側(cè)向電阻率曲線呈山峰狀,RLLD值一般小于 100000 Ω·m,平均 3352.646 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率曲線有一定的幅度差。
陡坡寺組是從云南引入的巖石地層單位,由盧衍豪等1939年命名于云南宜良縣陡坡寺以北陳官營東山坡,參考剖面位于宜良縣沈家營東山坡[1,7]。巖性由黃綠色粉砂巖、泥質(zhì)白云質(zhì)灰?guī)r及含生物碎屑白云巖組成,與下伏龍王廟組連續(xù)沉積。四川峨眉和南江一帶碎屑巖中紫紅-磚紅色增多,厚度命名剖面厚56 m,四川境內(nèi)峨眉一帶33~54 m,會理一帶30~74 m,會東一帶75.6~105 m。三葉蟲化石帶自下而上為:(1)Chiittidilla-Kunmingaspis帶,(2)Kutsingocephalus-Sinoptychoparia帶。
測井曲線特征:自然伽瑪曲線呈山峰狀,GR值分布范圍為8~230 API,平均72.812 API,深側(cè)向電阻率曲線呈山峰狀,RLLD值一般小于100000 Ω·m,平均1586.858 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率曲線無明顯的幅度差。
洗象池組由趙亞曾1929年命名的洗象池系演變而來,命名剖面位于四川峨眉山洗象池,參考剖面位于樂山范店一線天,此后經(jīng)歷了洗象池層、洗象池組,近年多稱洗象池組[1,7]。巖性特征是以淺灰、深灰色薄-厚層狀白云巖、泥質(zhì)白云巖為主,局部夾角礫狀白云巖、砂頁巖薄層及燧石結(jié)核或條帶,與下伏陡坡寺組連續(xù)沉積,與上覆羅漢坡組為也為連續(xù)沉積。本組巖性穩(wěn)定,厚度東厚西薄,命名剖面226 m,峨眉125 m,樂山縣范店226 m,為近岸潮坪沉積環(huán)境,西緣漢源橋頂山及滎經(jīng)一帶缺失。該組上部自下而上的牙形石化石帶為:(1)Eoconodontus notchpeakensis帶,(2)Monocostodus sevierensis帶,(3)Chosonodina herfurthi-Acanthodus lineatus帶。
測井響應(yīng)特征:自然伽瑪曲線呈低幅齒化箱型,GR值分布范圍為5~230 API,平均38.084 API,深側(cè)向電阻率曲線呈高幅山峰狀,RLLD值一般小于 70000 Ω·m,平均 1967.999 Ω·m,深淺側(cè)向電阻率曲線有一定的幅度差。
寒武系在四川盆地分布廣泛且厚度普遍大于600 m,只在西部局部地區(qū)遭受剝蝕,剝蝕區(qū)沿雅安-名山-大邑-都江堰延伸,兩端與盆地邊界相交,形成一個NE向的狹長的剝蝕區(qū)。沿潼南-安岳-樂山-峨眉-雅安-大邑-南充一線所形成的區(qū)域,其厚度普遍小于700 m,是盆地的厚度低值區(qū)。在該區(qū)域東邊界往東,地層厚度逐漸增大,最大處超過1800 m;在該區(qū)域南邊界往南,地層厚度逐漸增大,最大處超過1600 m;在該區(qū)域北邊界往北,地層厚度逐漸增大,最大處超過1400 m。
筇竹寺組在四川盆地分布廣泛,除西部局部地區(qū)遭受剝蝕外,其他地區(qū)均有分布。剝蝕線沿雅安-名山-大邑-都江堰延伸,兩端與盆地邊界相交,形成一個北東走向的狹長的剝蝕區(qū)。沿安縣-三臺-遂寧-潼南-江津-綦江一線,可將筇竹寺組分為南北兩段。南段自西向東厚度先是逐漸增大,沿宜賓-綏江-馬邊-犍為-樂至-內(nèi)江一線形成一個厚度普遍大于400 m的區(qū)域,繼續(xù)向東厚度逐漸減小。北段厚度自南向北逐漸增大,在廣元附近厚度最大,超過600 m。
圖1 四川盆地寒武系厚度等值線圖Fig.1 Thickness contour map of Cambrian in Sichuan Basin
圖2 四川盆地筇竹寺組厚度等值線圖Fig.2 Thickness contour map of Qiongzhusi Fm.in Sichuan Basin
%滄浪鋪組在四川盆地分布廣泛,除西部局部地區(qū)遭受剝蝕外,其他地區(qū)均有分布。剝蝕線沿峨眉-青神-仁壽-新津-彭州一線延伸,兩端與盆地邊界相交,在盆地西部形成一個剝蝕區(qū)。從盆地范圍看,滄浪鋪組厚度自西向東逐漸增厚,厚度主要集中在150~250 m。盆地北端,在巴中-廣元-旺蒼-南江形成一個厚度大的區(qū)域,普遍厚度大于300 m。
龍王廟組在四川盆地分布廣泛,除西部局部地區(qū)遭受剝蝕外,其他地區(qū)均有分布。剝蝕線沿峨眉-青神-仁壽-新津-彭州一線延伸,兩端與盆地邊界相交,在盆地西部形成一個剝蝕區(qū)。沿樂至-安岳-重慶-南川可將龍王廟組劃分為南北兩段。南段自北向南厚度逐漸增大,在盆地南端厚度達到最大,超過200 m;北段自西北向東南厚度先是逐漸增大,在臨水-墊江-梁平附近厚度達到最大,繼續(xù)往東南方向,厚度逐漸減小。
陡坡寺組在四川盆地分布廣泛,除西部偏北遭受剝蝕之外,其他地區(qū)均有分布。剝蝕線沿峨眉-樂山-樂至-安縣一線延伸,兩端與盆地邊界相交,在盆地西部偏北形成剝蝕區(qū)。沿樂至-安岳-大足-江津-綦江一線,可將陡坡寺組劃分為南北兩段。南段自北向南厚度先是逐漸增大,然后逐漸減小,在宜賓-馬邊-犍為-自貢-合江一帶厚度最大,普遍大于160 m,最大處大于180 m。北段厚度自西向東先是逐漸增大,在臨水-大竹-達州-宣漢-開江-梁平-長壽一帶厚度最大,最大處超過160 m,繼續(xù)向東,厚度逐漸減小。
洗象池組在四川盆地分布較廣,除西北部遭受剝蝕之外,其他地區(qū)均有分布。剝蝕線沿峨眉-安岳-遂寧-江油一線延伸,兩端與盆地邊界相交,在盆地西北部形成剝蝕區(qū)。雖然盆地北部有洗象池群分布,但是厚度相對較薄,普遍低于100 m,地層主要分布在犍為-威遠-潼南-平昌-萬源一線東側(cè),且自西向東,厚度逐漸增大,并在盆地東部偏北和南部偏東形成兩個厚度最大處。
圖3 四川盆地滄浪鋪組厚度等值線圖Fig.3 Thickness contour map of Canglangpu Fm.in Sichuan Basin
圖4 四川盆地龍王廟組厚度等值線圖Fig.4 Thickness contour map of Longwangmiao Fm.in Sichuan Basin
圖5 四川盆地陡坡寺組厚度等值線圖Fig.5 Thickness contour map of Douposi Fm.in Sichuan Basin
圖6 四川盆地洗象池組厚度等值線圖Fig.6 Thickness contour map of Xixiangchi Fm.in Sichuan Basin
通過對露頭、鉆井和測井資料的綜合分析,將四川盆地寒武系劃分為五個組,自下而上分別為下寒武統(tǒng)筇竹寺組、滄浪鋪組和龍王廟組,中寒武統(tǒng)陡坡寺組,中上寒武統(tǒng)洗象池組,寒武系內(nèi)部組與組之間為整合接觸關(guān)系,與下伏震旦系為平行不整合接觸關(guān)系,與上覆奧陶系在盆地西部為平行不整合接觸、在盆地中部和東部為整合接觸。
從巖性特征進行分析,筇竹寺組主要發(fā)育炭質(zhì)頁巖﹑頁巖及泥巖;滄浪鋪組主要發(fā)育粉砂巖及泥質(zhì)粉砂巖;龍王廟組主要發(fā)育鮞?;?guī)r﹑灰質(zhì)白云巖及白云巖;陡坡寺組下部為泥質(zhì)白云巖夾紫紅色泥巖,上部為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖﹑白云質(zhì)粉砂巖夾紫紅色泥巖;洗象池組主要為大套厚層狀細晶白云巖﹑粉晶白云巖。
寒武系在四川盆地分布廣泛且厚度較大,總體上西高東西、北高南低,在盆地西部存在一個北東向剝蝕區(qū),在盆地中南部形成一個厚度低值區(qū),向東﹑向南﹑向北厚度逐漸增大。其中筇竹寺組沿宜賓-綏江-馬邊-犍為-樂至-內(nèi)江一線形成一個厚度普遍大于400 m的區(qū)域;滄浪鋪組總體上厚度自西向東逐漸增厚,并在巴中-廣元-旺蒼-南江形成一個厚度普遍大于300 m的區(qū)域;龍王廟組和陡坡寺組在盆地中部大致沿樂至-安岳-重慶-南川可劃分為南北兩段,南北兩段呈現(xiàn)出不同的厚度分布規(guī)律;洗象池組主要分布在犍為-威遠-潼南-平昌-萬源一線東側(cè),且自西向東,厚度逐漸增大。
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