川西北地区中二叠统栖霞组沉积相特征研究

【作者】 彭军； 林攀； 夏青松； 彭坤； 文舰；

【机构】 西南石油大学地球科学与技术学院；

【摘要】 在经历了半个多世纪的油气探勘过后,四川盆地古生界海相碳酸盐岩勘探领域越来越受到人们重视。随着古生界海相碳酸盐岩勘探的不断深入,迫切需要更加深入的对其沉积相展布规律进行研究。本文以四川盆地西北部中二叠统栖霞组为研究对象,基于前人资料成果、野外露头剖面、岩石薄片鉴定、岩心及最新钻测井资料和测试分析资料,深化研究川西北部地区沉积相类型、时空展布以及演化规律和沉积相模式,进一步寻找有利的勘探区带。研究区栖霞组自下而上分为栖一段与栖二段,底部与梁山组灰绿色铝土质泥岩和粉砂质泥岩呈平行不整合接触,顶部与茅口组"眼球眼皮状"灰岩呈整合接触。该组在区内所含化石丰富,主要有蜓类、珊瑚、腕足、腹足、海百合等。通过沉积学标志、古生物标志、测井相标志的研究,认为川西北地区中二叠统栖霞组主要发育碳酸盐台地沉积体系,自东向西依次可划分为开阔台地相、台地边缘相、和斜坡-盆地相;其中开阔台地相与台地边缘相都可分为颗粒滩与滩间海两种亚相,颗粒滩进一步细分为滩核、滩缘两种微相,滩间海进一步细分为灰质滩间海与泥灰质滩间海两种微相。台地边缘颗粒滩较为发育,为最有利储层发育的沉积相带。栖霞期经历了一次海平面的升降过程,海侵发生于梁山末期至栖一末期,海退发生于栖一末期至栖二末期。栖一段沉积时,随海平面的上升,研究区主体由早期的滨岸沼泽环境演化为开阔台地,主要堆积了一套较低能的泥晶灰岩和含生物(屑)泥晶灰岩;栖二段沉积初期,随海平面下降,区内开阔台地范围缩小,到末期时,海平面快速下降至该次海平面升降过程的低点。栖二段沉积时期,通口-双鱼石-矿山梁一线演化为台地边缘环境,该环境发育颗粒滩,滩体岩性主要为生物(屑)灰岩、生物(屑)白云岩、"豹斑"灰岩(云岩)和晶粒白云岩,可能为有利的储集相带。在沉积相平面展布上,栖一段沉积期海平面持续升高,区内沉积物由早期的碎屑颗粒逐步过渡为泥、微晶灰岩,沉积环境也进一步演化为开阔台地。此时,台缘主要位于矿山梁至双鱼石地区一带,其滩体核部处于由南至北的双探1井、松盖、矿2井一线,并向两侧明显减薄,岩性主要为颗粒灰岩、含颗粒灰岩,在松盖剖面附近发育中-粗晶白云岩。同时,在北川通口剖面一带发育台缘相,滩体范围较小。双探2井与河12井、吴家1井则处于开阔台地内、水动力相对较弱的颗粒滩环境。随着海平面进一步升高,川西北地区桂溪、青川等地区进入半深水的前缘缓斜坡-深水的盆地相沉积,形成一套厚度不大、具有典型深水沉积环境特征的泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩。栖二段沉积时期受区域构造和古地形演变影响,该时期海平面开始降低,龙门山山前带的川西北地区由早期开阔台地环境,逐渐演化为碳酸盐台地边缘环境,水体动荡、大量生物繁衍,台缘呈带状主要沿朝天、矿山梁、双鱼石、通口展布,台缘滩体核部在原有基础之上向外蔓延,由北至南主要出露在西北乡、矿山梁、松盖、双鱼石、通口一带,主要发育岩性为颗粒灰岩、晶粒白云岩、豹斑灰岩,夹少量泥晶灰岩。开阔台地在川西北地区分布较广,龙门山山前带往东进入开阔台地沉积环境,台地内局部发育颗粒滩,主要分布在双探2井与河12井、吴家1井与龙17井、元坝6井一带,主要发育岩性为颗粒灰岩、颗粒质灰岩。而在龙门山山前带西部如平武、青川地区主要为斜坡和盆地沉积相,发育代表深水沉积环境的灰黑色泥岩和微晶灰岩。综上所述,在详细分析沉积相纵横向组合变化特征基础之上,结合区域地质特征和沉积背景,在川西北地区提出并建立由浅变深的相带展布格局为:开阔台地→台地边缘→斜坡-盆地。更多还原