左洺滔，胡忠貴，李世臨，陳衛(wèi)東，朱宜新，孫玉華

（1.中國石油勘探開發(fā)研究院西北分院，甘肅 蘭州 730020；2.長江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100；3.長江大學(xué)沉積盆地研究中心，湖北 武漢 430100；4.中國石油西南油氣田公司重慶氣礦，重慶 402160；5.中國石化經(jīng)緯有限公司中原測控公司，河南 濮陽 457001）

近30 a來的油氣勘探成果表明，四川盆地長興組—飛仙關(guān)組礁灘相油氣資源潛力巨大[1-2]。對于四川盆地長興組，早期的勘探研究工作主要集中在開江—梁平海槽兩側(cè)臺緣帶。該區(qū)相繼發(fā)現(xiàn)了普光、元壩等大、中型生物礁氣藏[3-4]，是礁灘氣藏勘探的重要區(qū)域。不少國內(nèi)學(xué)者對川東地區(qū)長興組礁灘沉積格局及沉積特征、儲層特征及主控因素、油氣成藏規(guī)律及預(yù)測技術(shù)等方面都進(jìn)行了詳細(xì)的研究[5-9]。前人研究結(jié)果表明，長興組儲層的發(fā)育明顯受到早期沉積-成巖環(huán)境的控制[10]。臺緣帶的形態(tài)不僅控制著長興組生物礁灘的沉積特征[11]，還對長興組生物礁的沉積模式和發(fā)育期次有影響[12]。由于生物礁灘沉積組合的特殊性及生物礁氣藏特有的非均質(zhì)性，長興組沉積組合類型之間存在明顯的差異，并對長興組儲層起到不同的控制作用。

基于此，本文以碳酸鹽巖沉積學(xué)為理論基礎(chǔ)，結(jié)合測、錄井及地震等資料，以及野外露頭剖面、巖心和薄片觀察結(jié)果，對開江—梁平海槽東側(cè)長興組沉積組合類型及分布規(guī)律進(jìn)行了深入研究，為該區(qū)長興組生物礁下一步的油氣勘探提供了理論依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

開江—梁平海槽東側(cè)構(gòu)造位置處于川東構(gòu)造褶皺帶[13]。長興早期，川東地區(qū)繼承了龍?zhí)镀诘某练e格局，發(fā)育碳酸鹽巖緩坡沉積，但未能形成較大型沉積坡折帶。長興中晚期，受峨眉地裂運動影響，四川盆地產(chǎn)生了西北向的張性基底斷裂，發(fā)生差異性沉降[14-15]，發(fā)育蓬溪—武勝臺凹、開江—梁平海槽及城口—鄂西海槽等3個低地勢帶，沉積分異現(xiàn)象明顯，呈現(xiàn)“三隆三凹”的沉積格局[16]，控制了臺緣帶的展布[17]。

研究區(qū)處于開江—梁平海槽與城口—鄂西海槽夾持的孤立臺地及周緣地區(qū)，發(fā)育臺緣礁（臺地邊緣生物礁）、臺緣灘（臺地邊緣淺灘，包括臺地邊緣生屑灘、粒屑灘等）、臺內(nèi)灘（包括臺內(nèi)生屑灘、粒屑灘等）等礁灘沉積（見圖1）。

圖1 研究區(qū)長興期沉積格局

研究區(qū)長興組厚度為76～375 m，分為3段。其中：長一段以泥晶灰?guī)r為主，局部發(fā)育燧石結(jié)核灰?guī)r；長二段為生物礁主要發(fā)育層段，以礁云（灰）巖、顆粒云（灰）巖為主；長三段以泥晶灰?guī)r、顆?；?guī)r、晶粒云巖為主。

2 沉積組合類型及分布

基于前人研究成果及研究區(qū)長興組沉積特征分析，將長興組沉積組合劃分為生物礁型、無生物礁型2類，進(jìn)而依據(jù)其所發(fā)育的沉積相及亞相類型，細(xì)分為若干亞類。

2.1 生物礁型沉積組合

該沉積組合細(xì)分為臺緣礁+臺緣灘、臺緣礁+臺內(nèi)灘、臺緣礁+無灘、臺內(nèi)礁+臺內(nèi)灘、臺內(nèi)礁+無灘等5個亞類（見圖2）。

圖2 研究區(qū)長興組沉積組合類型

1）臺緣礁+臺緣灘。該組合主要發(fā)育在開江—梁平海槽東側(cè)的普光、七里北、黃龍場地區(qū)，以及城口—鄂西海槽西側(cè)的部分地區(qū)。以城口—鄂西海槽西側(cè)的盤龍洞剖面為例（見圖2a，2b）。長一期處于碳酸鹽巖緩坡環(huán)境；長二期發(fā)育臺地邊緣生物礁，多期生物礁疊置發(fā)育，沉積厚度較大，生物礁累計厚度可達(dá)120 m左右；長三期主要發(fā)育臺地邊緣顆粒灘。該剖面長興組自下而上構(gòu)成了完整的臺緣礁+臺緣灘沉積組合。

2）臺緣礁+臺內(nèi)灘。該組合主要分布在城口—鄂西海槽西側(cè)的奉1井—奉1側(cè)井一帶。長興晚期，隨著海平面不斷下降，臺地范圍進(jìn)一步擴大，臺緣帶向海槽方向遷移，該區(qū)不再處于臺緣帶發(fā)育范圍內(nèi)。以奉1井為例（見圖2c，2d）。該井長一期發(fā)育厚度不大的泥晶灰?guī)r，為碳酸鹽巖緩坡沉積；長二期發(fā)育沉積厚度較大的生物礁，垂向上可識別出3期生物礁灘復(fù)合體；長三期發(fā)育開闊臺地沉積，由于早期生物礁建隆，該井處于繼承性古地貌高點，發(fā)育臺內(nèi)生屑灘。奉1井長興組自下而上發(fā)育碳酸鹽巖緩坡、臺緣礁、開闊臺地潮下夾臺內(nèi)生屑灘沉積，表現(xiàn)為臺緣礁+臺內(nèi)灘的沉積組合特征。

3）臺緣礁+無灘。該組合主要發(fā)育于黃龍場、五百梯地區(qū)及馬槽2井周緣區(qū)域。該區(qū)長二期發(fā)育臺緣礁，長三期臺緣礁、臺緣灘和臺內(nèi)灘不發(fā)育。以馬槽2井為例（見圖2e，2f）?？v向上，長興組自下而上發(fā)育碳酸鹽巖緩坡、臺地邊緣生物礁、開闊臺地潮下沉積，表現(xiàn)為臺緣礁+無灘的沉積組合特征。

此外，雖然四川盆地長興期發(fā)育如板東4井臺內(nèi)礁+臺內(nèi)灘、臥102井臺內(nèi)礁+無灘的沉積組合，但該沉積組合主要分布在開江—梁平海槽西側(cè)的臺內(nèi)區(qū)域，離研究區(qū)較遠(yuǎn)，故不在此說明。

2.2 無生物礁型沉積組合

該沉積組合細(xì)分為無礁+臺緣灘、無礁+臺內(nèi)灘、臺緣灘+臺內(nèi)灘及無礁+無灘等4個亞類。

1）無礁+臺緣灘。該組合主要分布在云安廠地區(qū)及馬槽1井—硐西3井—天成1井一帶。此類沉積組合主要表現(xiàn)為長興期生物礁不發(fā)育，僅在長興中晚期發(fā)育臺緣灘。以云安1井為例（見圖2g，2h）。該井長興組自下而上發(fā)育碳酸鹽巖緩坡、臺地邊緣生屑灘、開闊臺地潮下夾臺內(nèi)生屑灘沉積，表現(xiàn)為無礁+臺緣灘的沉積組合特征。

2）無礁+臺內(nèi)灘。該組合主要分布于正壩1、金珠1、黃龍2等井區(qū)。以城口—鄂西海槽與開江—梁平海槽所夾臺地內(nèi)的黃龍3井為例（見圖2i，2j）。進(jìn)入長二期后，該井發(fā)育開闊臺地潮下夾臺內(nèi)生屑灘沉積。

3）臺緣灘+臺內(nèi)灘。該組合主要分布于城口—鄂西海槽西側(cè)的部分地區(qū)。長興中期發(fā)育臺緣灘，長興中晚期由于臺地邊緣相帶的遷移，開始發(fā)育開闊臺地夾臺內(nèi)灘沉積。以云陽沙市剖面為例（見圖2k，2l）。長一期發(fā)育碳酸鹽巖緩坡以及臺地前緣斜坡相沉積；長二期發(fā)育臺地邊緣生屑灘及少量暴露生屑灘沉積；長三期發(fā)育開闊臺地潮下夾臺內(nèi)生屑灘沉積，長興組表現(xiàn)為臺緣灘+臺內(nèi)灘的沉積組合特征。

4）無礁+無灘。此類沉積組合表現(xiàn)形式較多，如樓1井的盆地相沉積和門西6井的開闊臺地沉積。樓1井長興組整體以泥質(zhì)灰?guī)r及頁巖為主，其沉積厚度遠(yuǎn)小于生物礁型沉積組合。

3 沉積組合發(fā)育特征

開江—梁平海槽東側(cè)長興期古地貌呈北高南低、東高西低的特征，由北向南臺緣斜坡的坡度逐漸變緩，生物礁發(fā)育規(guī)模發(fā)生明顯變化[18]。長興期發(fā)育陡坡型和緩坡型2種生物礁[19]，為探討不同類型生物礁沉積組合特征，在前人對古地貌研究的基礎(chǔ)上，綜合巖心、測、錄井及地震等資料，分析對比連井及地震剖面，明確了長興組生物礁沉積組合發(fā)育特征（見圖3、圖4）。

圖3 普光6井—黃龍8井—天東002-11井—天東10井長興組沉積組合發(fā)育特征

圖4 研究區(qū)長興組生物礁灘沉積地震反射特征

1）普光6井—黃龍8井一帶位于開江—梁平海槽 東側(cè)的北部。由圖4a（圖中①—④為多期生物礁，⑤為生屑灘）可知：該區(qū)存在較大的古地貌高差，前緣斜坡坡度較陡；臺緣區(qū)可見大規(guī)模生物礁灘建造，生物礁具有明顯的丘狀反射外形結(jié)構(gòu)，內(nèi)部呈雜亂的反射特征，礁體多以垂向加積為主，橫向變化不明顯。長興早期，巖石類型以泥晶灰?guī)r為主，局部夾少量燧石結(jié)核灰?guī)r；長興中晚期，地層發(fā)育大量生物礁灰?guī)r、生物礁云巖、生屑云巖及泥晶灰?guī)r。長興組生物礁沉積厚度較大，臺緣礁與臺緣灘疊置發(fā)育，表現(xiàn)為典型的臺緣礁+臺緣灘的沉積組合特征。

2）開江—梁平海槽東側(cè)中部的五百梯地區(qū)，處于海槽北部陡斜坡區(qū)與南部緩斜坡區(qū)的過渡區(qū)域，長興組發(fā)育多排零星分布的生物礁灘建造。由圖4b（圖中①，②，④為晚期發(fā)育的生物礁，③，⑤為早期發(fā)育的生物礁）可知：長興期古地貌較為平緩，生物礁具有典型的低幅丘狀外形，內(nèi)部多呈空白或平行反射特征；研究區(qū)長興組發(fā)育多排、多期次生物礁，多期礁體以側(cè)積為主。五百梯地區(qū)的天東002-11井及天東10井發(fā)育大量的生物礁（見圖3）。與北部的普光、黃龍場地區(qū)相比，五百梯地區(qū)長興組白云巖較為發(fā)育，生物礁發(fā)育的地層多處于長興中晚期；井點處臺緣灘欠發(fā)育，局部可見厚度較薄的臺緣灘，多發(fā)育臺緣礁+無灘的沉積組合，少見臺緣礁+臺緣灘的沉積組合。

4 沉積組合成因及生物礁發(fā)育模式

4.1 沉積組合成因

川東地區(qū)長興組生物礁的發(fā)育受同沉積斷裂、古地貌及海平面多重因素的綜合影響[20]。為此，針對開江—梁平海槽東側(cè)不同地區(qū)的生物礁發(fā)育特征，從多個方面探討生物礁沉積組合的成因。

通過對海槽東側(cè)地震剖面精細(xì)解釋認(rèn)為：差異性拉張活動對川東地區(qū)長興期古構(gòu)造及古地貌格局產(chǎn)生不同影響。如普光及黃龍場地區(qū)，長興期發(fā)生持續(xù)性斷裂活動，形成了單排、古地貌高差較大的陡坡型臺緣帶（見圖4a）；而五百梯及坡西地區(qū)與前者相反，長興期發(fā)生多級、多期斷裂活動，區(qū)內(nèi)形成斷階構(gòu)造及多排、古地貌高差不大的緩坡型臺緣帶[19]（見圖4b）。由此可見，同沉積斷裂活動為研究區(qū)長興組生物礁的發(fā)育提供了不同的古地貌背景。此外，海平面的變化控制長興組生物礁的內(nèi)部疊置樣式及遷移規(guī)律。前人研究表明，適宜的海平面速率有利于生物礁的生長[21]。同沉積構(gòu)造運動產(chǎn)生了古地貌差異，從而控制生物礁的發(fā)育規(guī)律。在不同古地貌特征上的生物礁建造，對海平面變化的響應(yīng)也有所不同，主要表現(xiàn)為：1）由于同沉積斷層及海平面變化的協(xié)同作用，單排陡坡型臺緣帶所發(fā)育的生物礁垂向上呈多期生物礁與生屑灘加積發(fā)育的特征，剖面上礁體外形多呈對稱丘形；2）多排、緩坡型臺緣帶具有古地貌差異較小、地形較緩等特點，所發(fā)育的生物礁對海平面變化的響應(yīng)更為明顯，隨著海平面的變化，生物礁橫向遷移較大，礁體多呈不對稱的低丘形。

4.2 生物礁發(fā)育模式

針對多因素控制下的長興組生物礁發(fā)育特征及沉積組合特征，本研究從沉積演化的角度揭示不同類型生物礁的發(fā)育模式[22-25]（見圖5）。

圖5 長興組陡坡型生物礁及緩坡型生物礁發(fā)育模式

1）陡坡型生物礁。長一期，研究區(qū)不發(fā)育生物礁灘沉積；長二早期，海平面周期性下降，在海槽與臺地交會處形成高能的臺地邊緣相帶，發(fā)育生屑灘沉積；長二中期，海平面變化速率、同沉積斷裂所提供的可容空間增長速率與生物礁沉積速率匹配良好，生物礁呈疊置式發(fā)育，橫向遷移較?。婚L三期，表現(xiàn)為陡坡型生物礁疊置發(fā)育模式?？v向上看，長興組總體表現(xiàn)為臺緣礁+臺緣灘的沉積組合特征。

2）緩坡型生物礁。該類生物礁對海平面變化的響應(yīng)更為敏感。由于其所處的沉積環(huán)境坡度較緩，海平面一旦發(fā)生變化，生物礁的發(fā)育特征及遷移規(guī)律將發(fā)生巨大改變。長一期，研究區(qū)發(fā)育碳酸鹽巖緩坡沉積；長二期，海平面下降有利于在生物礁發(fā)育的地貌高部位發(fā)育小規(guī)模的生物礁灘沉積組合；長三期，研究區(qū)再次經(jīng)歷了1次快速海侵—緩慢海退的沉積旋回。與陡坡型生物礁不同，由于海平面不斷下降，該類礁體不斷向海發(fā)生側(cè)向遷移?？v向上，長興組主要發(fā)育臺緣礁+無灘的沉積組合，少見臺緣礁+臺緣灘的沉積組合。

5 結(jié)論

1）研究區(qū)長興組沉積組合可分為生物礁型和無生物礁型沉積組合，前者細(xì)分為5個亞類，后者細(xì)分為4個亞類。其中，生物礁型沉積組合以發(fā)育生物礁為主要特征，無生物礁型沉積組合以發(fā)育生屑灘及各類低能沉積為主。

2）生物礁型沉積組合主要分布于開江—梁平海槽、城口—鄂西海槽的臺緣帶及周緣地區(qū)。無生物礁型沉積組合主要分布于城口—鄂西海槽西側(cè)局部地區(qū)及開江—梁平海槽東側(cè)的南段；而開江—梁平海槽東側(cè)臺緣帶的主體區(qū)域不發(fā)育此類沉積組合類型。

3）受海平面變化速度、同沉積斷裂所提供的可容空間增長速率以及生物礁沉積速率等因素的影響，開江—梁平海槽東側(cè)長興組發(fā)育陡坡型生物礁和緩坡型生物礁。其中：陡坡型生物礁多為臺緣礁+臺緣灘的沉積組合，表現(xiàn)為陡坡型生物礁疊置發(fā)育的模式；緩坡型生物礁以臺緣礁+無灘的沉積組合為主，表現(xiàn)為緩坡型側(cè)向遷移的生物礁發(fā)育模式。