四川盆地东缘上三叠统-中侏罗统层序地层特征

石油天然气学报（江汉石油学院学报）　２００６年６月第２８卷第３期　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｏｉｌ　ａｎｄ　Ｇａｓ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（Ｊ．ＪＰＩ）　Ｊｕｎ．２００６　Ｖｏ１．２８　Ｎｏ．３　四川盆地东缘上三叠统一中侏罗统　层序地层特征　盛贤才，梁西文，何文斌，刘晓宇　（江汉油田分公司勘探开发研究院，湖北潜江４３３１２４）　肖传桃　（长江大学地球科学学院，湖北荆州４３４０２３）　［摘要］根据层序地层理论，在四川盆地东缘晚三叠世一中侏罗世陆相盆地充填系列中划分出３个构造层　序和５个层序。３个构造层序代表３个充填演化阶段。早期稳定沉降补偿充填阶段，气候潮湿炎热，有利　于储层及烃源岩发育；中期中等一强烈沉降欠补偿一补偿充填阶段，气候潮湿一半潮湿，有利于烃源岩及盖　层发育；晚期强烈沉降补偿充填阶段，气候半干旱，对储层及益层发育有利。　［关键词］层序地层；上三叠统；中侏罗统；四川盆地　［中图分类号］ＴＥｌ２１．３４　［文献标识码］Ａ　［文章编号］１０００—９７５２（２００６）Ｏ３—０００９—０４　四川盆地东缘隶属扬子地块中部，自西向东包括万县复向斜、方斗山复背斜、石柱复向斜、齐岳山　复背斜、利川复向斜以及秭归向斜等四级构造单元。地质发展历史经历了中、新元古代扬子地块基底形　成阶段、震旦纪一早奥陶世克拉通盆地演化阶段、中奥陶世一志留系前陆盆地充填阶段、泥盆纪一中三叠　世克拉通盆地演化阶段［１　以及晚三叠世　罗纪陆相盆地形成演化阶段。出露的地层包括元古代的浅变　质岩系，震旦纪一中三叠世的海相或海陆交互相沉积地层以及上三叠世　罗纪的陆相沉积地层。上三叠　统一中侏罗统统包括上三叠统须家河组，下侏罗统自流井组、沙溪庙组，向东至秭归一带岩性岩相有一　定变化，广泛分布于四川盆地东缘秭归、利川及万州、石柱、开县一带，累厚达３０００ｍ以上，以陆相　河流一湖泊相砂泥沉积为主。湖北利川建南等地历年来的油气勘探成果显示，该层系是海相勘探目的层　的重要区域盖层，而其本身也是重要的油气显示层及勘探目的层之一。笔者应用陆相层序地层理论和研　究方法，对区内利川谋道及秭归香溪等多条露头剖面进行了不整合面识别及沉积相分析，以此为基础进　行了层序划分对比，结合前人有关研究成果［１ｑ］，初步建立了研究区内上三叠统一中侏罗统层序地层格　架。　１层序地层划分　１．１层序地层划分原理与方法　陆相沉积盆地的沉积特点是多物源、物源近、相变快、空间上相分异明显，沉积作用具有明显的旋　回性、间歇性，沉积地层中沉积间断面、冲刷面、暴露面等比海相地层发育，这些界面通常具有等时或　准等时性，它们是划分层序地层的关键界面，这就为在陆相沉积地层进行层序地层划分创造了条件。控　制陆相沉积盆地地层格架主导因素是构造运动，它控制着盆地的形成、发展、消亡以及盆地的升降、沉　积物充填样式、物源供给、沉积盆地水体深浅及其周期性变化等方面，充填实体在垂向上常表现为由不　整合面为界的巨型沉积旋回构成，一些学者认为可以以盆地范围分布的不整合面为盆地充填系列的界　面，并将其划分为构造层序和层序，分别相当于一个成盆期以及成盆期不同阶段的产物　．ｓ］，笔者采用　一观点，对研究区进行层序地层的划分。在考虑研究区纵横向岩相组合特征总体反映无坡折带的坳陷盆　地的沉积特点，笔者采用层序内体系域二分的划分方案，即划分为湖侵体系域和湖退体系域，且以湖侵　体系域的底界面作为层序边界。　一些学者对研究区周缘的上三叠统一中侏罗统进行了层序地层研究。曾允孚等　主要依据不整合面　及其规模和性质，将龙门山前的上三叠统一中侏罗统划分为三个构造层序Ｉ，Ⅱ，Ⅲ，构造层序Ｉ包括　［收稿日期］２００６一Ｏ３—２３　［作者简介］盛贤才（１９６４一），男，１９８６年大学毕业．高级工程师，现主要从事沉积储层研究工作。　维普资讯 http://www.cqvip.com

石油天然气学报（江汉石油学院学报）　２００６年６月　须二段及须三段，构造层序Ⅱ包括须四段和须五段，构造层序Ⅲ包括白田坝组、千佛崖组、沙溪庙组及　遂宁组（遂宁组为晚侏罗世）。基于研究区上三叠统一中侏罗统露头剖面的不整合面观察及横向展布特　点，笔者在研究区内盆地充填系列中识别出５个重要不整合面，在四川盆地亦多呈区域性分布，其中３　个不整合面（须家河组底、香溪组或自流井组底、沙溪庙组底）与四川盆地的重要假整合面或超覆面相　对应，反映出区内盆地充填系列与四川盆地基本可以比较，因而笔者认为研究区盆地填充系列可划分为　３个构造层序和５个层序，其盆地形成与演化主要受龙门山以及米苍山一大巴山造山作用远制效应的影　响。　２构造层序特征　２．１构造层序Ｉ　构造层序Ｉ相当于区内陆相盆地充填系列的最底部，包括２个层序，即层序Ｉ　，Ｉ。。　层序Ｉ－位于区内陆相盆地充填系列最底部，由须家河组下段构成。层序底界面区域上大都表现为　须家河组和巴东组三段（灰岩段）之间的不整合面，这一不整合面亦是四川盆地重要的不整合面　。　；顶　界面为须家河组下段与上段之间的构造不整合面。沉积厚度一般西厚东薄，向东秭归一带可能缺失，反　映受东部物源的影响较大，湖侵体系域由辫状河及小型湖泊～三角洲沉积构成，由于气候温暖潮湿，小　型湖泊的泥质沉积物有机质含量高，湖退体系域组成相对单调，多由辫状河道心滩砂体构成，各种冲刷　构造、交错层理发育。　层序Ｉ　ｚ为研究区内上三叠统上部层序，包括须家河组上段。层序底界面为须家河组下段与上段之　间的构造不整合面，以界面之上普遍出现砾岩或含砾粗砂岩为特征，可与川东北地区须四段与须三段之　间”安县运动”构造不整合面［７　相比较；层序顶界面为下侏罗统与上三叠统之间的不整合或相应的整合　面，该不整合面在秭归一带不整合面表现现对明显，以岩性、岩相突变为特征。本层序底部砾岩自北向　南层数减少、砾径变小、砾石成分趋于单调趋势明显，显示此时北部物源的影响对本区的影响较大，而　沉积厚度资料显示向东至黄陵背斜一带地层厚度减小趋势明显，最薄者仅厚１６．２ｍＥ　，因而此时东部应　有古陆存在，可以作为研究区的物源之一，湖侵体系域多由辫状河心滩砂体构成，冲刷面、槽状交错层　理发育，向上废弃河道细粒碎屑岩沉积夹层增多，局部地区出现小型湖泊及三角洲沉积，湖退体系域由　辫状河心滩、废弃河道组成。　２．２构造层序Ⅱ　构造层序Ⅱ为下、中侏罗统下部构造层序，包括了２个层序，即层序Ⅱ。，Ⅱ。。　层序Ⅱ１由自流井组珍珠冲段、东岳庙段、马鞍山段（秭归一带为香溪组及泄滩组下段）构成。底　界面为下侏罗统与上三叠统之间的的不整合面或相应侵蚀冲刷面，不整合面在秭归一带表现相对明显，　以界面之上普遍出现一套砾岩或含砾粗砂岩为特征，该界面可与四川盆地侏罗系底部的假整合面（或超　覆面）以及相应的整合面［ｇ］相当；层序顶界面为泄滩组下段与上段之间的不整合面（渝东一利川Ｉ一带对　应于马鞍山段顶部的暴露面），界面两侧也以岩性、岩相突变为特征。秭归一带层序底部砾岩厚度自东　南向西南厚度明显减少，砾径变小，显示东南方向的物源对本区影响较大，区内交错层理前积纹层的古　流向统计资料亦得出类似的结论。湖侵体系域由河流一三角洲砂泥岩及湖泊相泥岩构成，垂向上碎屑岩　粒度向上变细、湖水向上变深趋势明显，其中研究区东部秭归一带河流（如香溪组）及三角洲（如泄滩　组下段）砂泥岩相对发育，以砂岩粒度相对较粗、泥岩颜色杂、有机质含量低为特征；而西部利川一带　则相应为三角洲砂泥岩（珍珠冲段）及湖泊泥岩（东岳庙段下部），以砂岩粒度细、泥岩颜色相对较深、　且富含有机碳而不同于秭归一带。最大湖泛面为东岳庙段中部（或与之相当）的深灰色泥岩，以有机碳　含量高以及双壳化石丰富且保存完好为特征，湖退体系域则主要由三角洲砂泥岩构成，亦见有浅湖泥　岩，总体上垂向上水体向上变浅趋势明显。　层序Ⅱ。由泄滩组上段及陈家湾组（在渝东一利川一带为自流井组大安寨段、凉高山段）构成。层　序底界面为泄滩组上段底部的不整合面或大安寨段底的暴露侵蚀面，界面之上在秭归一带普遍出现砾岩　或含砾粗砂岩，且见有下伏岩层的砾石，利川一带界面之上亦有砾石层出现，此外，在湖北利川谋道及　秭归香溪两条剖面系统岩矿测试资料清楚显示层序Ⅱｚ的砂岩长石含量较层序Ⅱ　有明显的变化，因而　维普资讯 http://www.cqvip.com

第２８卷第３期　盛贤才等：四川盆地东缘上三叠统一中侏罗统层序地层特征　可以认为界面上下物源区性质发生了突变；层序顶界面为沙溪庙组与下伏陈家湾组或自流井组凉高山段　之间的不整合面，层序界面上、下岩相、岩相出现突变。古流向研究表明，东南方向应是影响这一时期　陆源碎屑供应的主要物源方向。湖侵体系域由一套曲流河一三角洲一滨浅湖砂泥岩组成，研究区东部秭归　一带（泄滩组上段）主要为滨浅湖一三角洲相砂泥岩，砂岩粒度相对较粗，泥岩为紫红、灰绿、灰色，　而利川一带（大安寨段）砂岩粒度相对较细，泥岩则以灰一深灰色为主，含有机碳相对较高。最大湖泛　面为大安寨段中部（或相应层位）的灰一深灰色泥岩。湖退体系域的构成区域上亦显示出一定的差异：　秭归一带为三角洲一河流相红色碎屑岩层，砂岩相对发育，常见正粒序及侵蚀面，泥岩则以紫红、灰绿　色为主，贫有机质；利川一带为浅湖一三角洲杂色岩层，砂岩相对较少，泥岩则以灰绿、灰、紫红色为　主，灰色泥岩含一定的有机质。　２．３构造层序Ⅲ　构造层序Ⅲ为研究区内下、中侏罗统的上部构造层序，主要由沙溪庙组构成。层序底界面为沙溪庙　组与凉高山段或陈家湾组之间的不整合面，界面之下少见河道砂体叠置，界面之上则河道砂体叠置频　繁，因而可以认为界面上、下可容空间增加速率变化较大，同时界面之上普遍发育厚度相对较大的含砾　粗砂岩（关口砂岩），且见有下伏地层的砾石，显示侵蚀作用强烈，区域上该界面多为假整合面或超覆　面［ｇ］；层序顶界面为沙溪庙组与遂宁组之间的相转化面，界面之下曲流河沉积发育，界面之上则以三角　洲一浅湖沉积为主。秭归剖面沙溪庙组古水流方向研究结果表明，此时东南方向仍是研究区影响陆源碎　屑物质供应的主要方向。湖侵体系域主要由曲流河砂泥岩组成，砂岩成分成熟度低，发育交错层理、沙　纹层理、正粒序层理，冲刷面及泥砾常见，而泥岩以紫红色、灰绿色为主，钙质结核发育，有机质含量　低，最大湖泛面为广布于四川盆地沙溪庙组中部的灰黄色“叶肢介页岩”，该湖泛层在秭归盆地未见，　推测由于更靠近盆缘而缺失叶肢介页岩。湖退体系域构成与湖侵体系域较为相似，仍由曲流河砂岩及泥　岩韵律组成，只是厚度巨大，一般可达１５００ｍ以上。　３晚三叠世一中侏罗世层序充填特征　区内晚三叠世一中侏罗世构造、陆源碎屑供应以及气候控制了层序充填，可明显分为３个充填阶段，　这３个阶段的烃源岩、储层及盖层的发育特征有明显不同。　３．１第一充填阶段（层序Ｉ。，Ｉ：见图１）　此阶段盆地基底稳定沉降，陆源碎屑供应充分，气候潮湿炎热，雨水充沛，层序充填以辫状河砂岩　为主。在沉降速度相对较慢时期，可容空间增加不大，河道砂体叠置频繁，冲刷面常见，储层发育，尤　其是层序Ｉ。湖侵早期及湖退晚期（分别相当于须四段、须六段沉积时期）可容空间增加较少，河道砂　体叠置厚度可达数十米乃至百米以上，孔隙度一般在２．５　～６　之间，须四段储层累厚在５７～　１２９．６ｍ，形成了区内主要储集单元；在沉降速度相对较快时期，即层序Ｉ。湖侵期（相当于须一段）以　及层序Ｉ。湖侵晚期及湖退早期（相当于须五段），可容空间增加较快，泛滥平原沉积得以保留，甚至　出现河漫湖泊沉积，由于气候潮湿，因而有机质丰富，烃源岩发育，其有机碳区间值在０．５２　～　７．８１　，平均为３．Ｏ６　，累厚在２６．６５￣５０ｍ，是区内主要有效烃源岩发育层位。　３．２第二充填阶段（层序Ⅱ１，Ⅱ２见图１）　此阶段盆地基底中等一强烈沉降，陆源碎屑供应从一般到不足，气候由潮湿、半潮湿变化至半干旱，　层序充填以三角洲、浅湖、半深湖为主。自流井组珍珠冲段、马鞍山段、凉高山段上部沉积时期均对应　于层序Ⅱ。，Ⅱ。的湖侵早期或湖退晚期，三角洲、浅湖沉积发育，出现分流河道砂体及浅湖砂坝砂体，　砂体叠置较少，单层厚度不大，一般只有数米厚，储层规模有限；自流井组东岳庙段（层序Ⅱ。）、大安　寨段（层序ＩＩ。）沉积时期均对应于湖侵晚期及湖退早期，浅湖、半深湖深灰色泥岩发育，有机质丰富，　其中东岳庙有机碳含量区间值在０．０６　～２．９９　之间，而大安寨段泥岩区间值在０．０４　～２．５７　之间，　大多达到较好烃源岩标准，烃源岩累厚一般在１１２．５ｍ～２３５．６ｍ左右，是区内有效烃源岩发育层位，　同时亦是区内主要盖层。　３．３第三充填阶段（构造层序Ⅲ，见图１）　此阶段盆地基底强烈沉降，陆源碎屑供应充分，气候半干旱，充填厚度巨大，以河流相砂泥岩为　维普资讯 http://www.cqvip.com

石油天然气学报（江汉石油学院学报）　２００６年６月　地层　时　层　充填　相对　０　４０ｋｉｎ　限　湖平面升降　＝＝＝＝＝＝＝＝＝　组　段　Ｍａ　序　阶段　降‘＿一升　彦４　牛孽坪　沙　强烈　｝　浜庙　Ｉ１ｌ　坳补阶段　偿陷　］　组　ｊ７２　ｆ　‘７５　一一　至耄流　大安寨段　自　凉高山段　１８Ｅ　ｌｌ２　中等一　强烈　，……一　，，．井　马鞍山段　＿＿＿　陷欠　Ｊ　：＿—三耄善　组　东岳庙段　１１１　偿阶Ｂ　偿一　…ｍ……ｒ，…■，■■，■■ｉ－一　．，．．　一　玲珠冲段　２伽　……………‘‘‘ｌ——　覃量暑己宣　曩矗■——－—一　．　．须；　上段　ｌ１　稳定　２０｜　●一　陷补偿　Ｊ　河簦　下段　ｌ，　阶贽　烃源岩　］储层　图１四川盆地东缘上三叠统一中侏罗统烃源岩、储层时空展布示意图　主。此阶段河道砂体经常叠置频繁，如层序１１Ｉ底部的关口砂岩，厚度从数米到数十米，孔隙度一般在　３・６　～６・１　之间，物性较好，为具一定规模的储集单元，而泛滥平原的叠置常常形成厚达十余米甚至　数十米的以泥岩为主岩层，其有机质含量低，为非烃源岩，但这些泥岩是层序内砂岩储集单元重要的直　接盖层，纵向上砂岩、泥岩韵律形成了多个储盖组合。　４结　论　１）根据不整合面的横向展布特点以及其隔开的地质体沉积特征，划分出３个构造构造层序和５个　层序，与３个构造层序底界面相当的不整合面在四川盆地均为重要的假整合面或超覆面，可以认为盆地　充填系列可与四川盆地比较，因而主要受龙门山及米苍山一大巴山造山作用远端效应的影响。　２）构造层序Ｉ包括２个层序，以辫状河沉积充填为主，主要受北部及东部陆源碎屑供应的影响；　构造层序Ⅱ亦包括２个层序，以曲流河．三角洲、湖泊沉积充填为主，受东南方向的物源影响较大；构　造层序Ⅲ仅有一个层序，以曲流河沉积充填为主，亦主要受东南方向陆源碎屑物质供应的影响。　３）在晚三叠世一中侏罗世末经历了３个阶充填演化阶段。早期稳定沉降补偿充填阶段（构造层序　Ｉ），辫状河沉积为主，发育小型湖泊，心滩砂体以及小型湖泊（沼泽）可分别作为有利储集体和烃源　层；中期为中等一强烈沉降补偿一欠补偿充填阶段（构造层序１Ｉ），曲流河一三角洲一湖泊沉积为主，湖泊　相深灰一灰色泥岩发育，有利于烃源岩发育，而曲流河边滩及三角洲分流河道砂体可作为储集体；晚期　强烈沉降补偿充填阶段（构造层序Ⅲ），曲流河沉积为主，沉积厚度巨大，有利于储层及盖层形成。　［参考文献］　［１］刘宝瑁ｔ许效松ｔ潘杏南等・中国南方古沉积地壳演化与成矿［Ｍ］．北京。科学出版杜．１９９３．９～１０９．　［２３李勇，曾允孚・龙门山前陆盆地充填系列［Ｊ］．成都理工学院学报，１９９４，２０（３），４６￣５５．　［３］汪泽成，赵文智ｔ等．四川盆地构造层序与天然气勘探［Ｍ］．北京ｌ地质出版社．２００２．　［４３汪啸风ｔ陈孝红ｔ张仁杰等・长江三峡地区珍贵地质遗迹保护和太古宙一中生代多重地层划分与海平面变化［Ｍ］．北京。地质出版　社，２００２．２９１～３１７．　［５］李勇，王成善ｔ曾允孚．造山作用与沉积响应［Ｊ］。矿物岩石，２０００．２０（２）。４９￣５６．　［６］曾允孚ｔ李勇・龙门山前陆盆地形成与演化［Ｊ］．矿物岩石，１９９５．１５（１）．４０￣４８．　［７］高红灿ｔ郑荣才ｔ柯光明等・川东北前陆盆地须家河组层序一岩相古地理特征［Ｊ］．沉积与特提斯地质．２００５．２５（３）．３８～４５．　［８］张振来ｔ盂繁松・长江三峡地区生物地层学（４）ｔ三叠纪—侏罗纪分册［Ａ］．北京。地质出版社．１９８７．１７～１４８．　Ｅｇ］四川省地质局・四川省区域地质志［Ｍ］．北京。地质出版社，１９９１．２４２￣２５１　［编辑］　深谷