川南丹鳳—塘河地區嘉陵江組沉積環境分析

王文之，田景春，張 翔，隆 輝，劉冬梅，孫 利

（1.成都理工大學沉積地質研究院；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服務有限公司）

川南丹鳳—塘河地區嘉陵江組沉積環境分析

王文之1，田景春1，張 翔1，隆 輝2，劉冬梅3，孫 利1

（1.成都理工大學沉積地質研究院；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服務有限公司）

通過對瀘州古隆起丹鳳—塘河地區嘉陵江組的巖心觀察和巖石薄片鑒定，及對該區巖石類型組合、古生物化石、沉積結構、沉積構造和沉積序列等沉積相標志的詳細研究，將嘉陵江組劃分為開闊臺地、局限臺地2個沉積相，并進一步劃分出5個亞相及若干微相。在此基礎上，研究了嘉陵江組沉積相空間展布特征，并對其沉積環境及演化進行了分析，認為嘉陵江組碳酸鹽巖發生了較為頻繁的海平面升降變化，主要經歷了6個階段的演化過程，形成了3次較大的海進→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。在對研究區巖性、沉積環境詳細研究后認為：塘河構造及丹鳳場構造的嘉一段—嘉二1亞段、塘河構造及臨峰場構造的嘉二3亞段是淺灘顆粒云巖和灘間云巖發育的主要層位。

沉積相；沉積環境；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造兼沉積盆地，與其周邊的地質構造有著緊密的聯系，印支時期已具盆地雛形，早喜山運動全面褶皺，奠定了現今的構造面貌［1］。在盆地內一般以華鎣山和龍泉山為界分為3個構造帶，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—塘河地區位于瀘州古隆起東南上斜坡地區，屬于川東南中隆低陡構造帶，包括7個構造（丹鳳場、臨峰場、花果山、六合場、李子壩、梁董廟、塘河等構造）和4個潛伏構造（走馬場、石板場、榕山、寶華場等潛伏構造），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］認為川西南地區嘉陵江組為半局限?！窒藓Ｅ_地沉積；雷卞軍等［3］認為川中—川南過渡帶下三疊統嘉陵江組可劃分為局限臺地相、蒸發臺地相、開闊臺地相；喬占峰等［4］認為瀘州古隆起位于開闊海臺地相與局限海臺地相的轉換帶上，在干旱氣候背景下，由于環境、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—蒸發巖臺地相沉積物；李文茂等［5］認為川東南地區嘉陵江組沉積相都經歷了由開闊環境向局限環境的轉變；朱露等［6］、王國剛等［7］認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 研究區區域位置Fig.1 The location of the study area

在前人研究的基礎上，筆者通過對研究區嘉陵江組的巖心觀察和巖石薄片鑒定，及對該區巖石類型組合、古生物化石、沉積結構、沉積構造和沉積序列等沉積相標志進行研究后認為：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，嘉陵江組主要發育碳酸鹽巖臺地，臺地內的灘相沉積應具有較好的勘探前景。同時，筆者對川南丹鳳—塘河地區嘉陵江組沉積環境進行了分析，以期為該區下一步油氣勘探提供依據。

1 沉積相

根據研究區巖心觀察、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，沉積環境多處于動蕩狀態。該沉積相主要發育于嘉一段—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構是碳酸鹽巖儲層發育的重要類型之一。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，并且膠結物主要由亮晶組成，而灰泥基質較少。該亞相在研究區嘉一段—嘉二1亞段及嘉三3亞段—嘉四1亞段廣泛發育。如董16井2166～2173 m井段，由鮞粒白云巖組成的鮞粒灘發育。

1.1.2 灘間亞相

該亞相處于平均低潮面以下到風暴浪基面之上，地勢低洼，水流不暢，巖石多以深灰色泥晶灰巖為主，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巖、泥灰巖組成，以發育代表弱水動力條件下的水平層理為特征。該亞相以研究區嘉一段最為發育，由于其沉積基質致密，且未經歷白云石化作用，因此為研究區不利儲層發育的亞相。

1.2 局限臺地相

局限臺地水流循環通常受到限制，較開闊臺地循環不暢，水動力較弱，介質條件變化大。由于海水通常局限，因而常以局限臺坪和局限瀉湖發育為特征，局部水下隆起發育臺內灘。該沉積相主要發育于嘉二2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）。根據沉積物類型，可細分為云坪、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—粉晶膏質云巖和粉—泥晶膏質云巖組成，或者由灰、褐灰色泥—粉晶云巖夾薄層狀灰白色膏巖組成。發育水平層理和韻律層理，顯微鏡下可見到富膏質層與貧膏質層組成的韻律層理。石膏的沉淀提高了水介質的Mg/Ca比值，有利于白云石化作用的進行。推測該微相主要處于潮間上部到潮上環境。

（3）云膏坪微相。主要由褐灰、灰褐色柱狀、板狀、粒狀云質膏巖組成，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，該微相主要發育于潮上環境，其位置比云坪和膏云坪微相要高，以沉積石膏為主，并發生膏化作用，交代下伏層中的白云石。

（4）膏坪微相。以發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。石膏多呈結核狀、腸狀、雞籠狀等，并與紋層狀泥晶云巖呈互層，據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別開來。該微相以嘉二3亞段最為典型。

1.2.2 臺內灘

其基本特征與開闊臺地的臺內灘類似［8］，區內臨17井、董5井等均有發育。臺內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、厚層殘余鮞粒灰巖和粉晶殘余砂屑灰巖。研究區臺內灘主要分布于嘉二2亞段和嘉二3亞段。此類臺內灘主要發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，水體循環受到限制，能量低，巖石類型主要包括灰色、褐灰色泥晶灰巖、泥質灰巖、泥灰巖等，它們可以被云化或膏化，形成云質灰巖、灰質云巖、膏質云巖、云質膏巖等（圖版Ⅰ-11、圖版Ⅰ-12）。根據瀉湖沉積物的成分，可將其簡單地劃分為泥質瀉湖、泥灰質瀉湖、云質瀉湖、云膏質瀉湖和膏質瀉湖等微相類型。局限瀉湖在研究區內主要發育于嘉二段、嘉四段。

（1）泥質瀉湖微相。嘉陵江組沉積早期，陸源碎屑供應較為充足，泥質懸浮物被水流搬運至臺地內較低洼的潮下瀉湖區，形成以泥質為主的沉積物。該微相以發育灰色、綠灰色泥巖和頁巖為特征，時常含灰質，可夾薄層狀灰質泥巖、泥灰巖和泥質灰巖。

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

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

（4）云膏質瀉湖和膏質瀉湖微相。云膏質瀉湖微相表現為灰白色膏巖、褐灰色云質膏巖、膏質云巖的不等厚互層；膏質瀉湖微相則以形成大套灰白色質地較純的塊狀膏巖為特征，可夾薄層狀褐灰色膏質云巖。這2種微相中的石膏產狀明顯不同于蒸發臺坪環境中形成的結核狀和腸狀石膏［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，特別是水下隆起部位灘相沉積發育。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、褐色泥晶灰巖沉積，呈現出西高東低、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境，發育淺灘和灘間微相。淺灘微相于研究區廣泛發育，幾乎均呈南北向展布，分別位于走馬—大圣寺、丹鳳、榕山鎮等地區［圖 4（a）］。

2.2 嘉二2亞段沉積期

該時期海水較前期局限，全區以局限瀉湖沉積為特征，臺內灘相對不發育，僅在榕山鎮和石門場附近發育了2個臺內灘沉積，其余地區均為局限瀉湖沉積。

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，區內出現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，區內嘉陵江組主要發育云坪、膏坪、泥質瀉湖、云質瀉湖和灰質瀉湖微相，為不利于儲層發育的時期。大圣寺—塘河—榕山鎮一線以西地區局限臺坪發育，以東地區為局限瀉湖沉積，在鹿鳴、榕山鎮等附近發育了規模相當的5個臺內灘［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，水體循環暢通，主體發育開闊臺地沉積，以發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、褐色泥晶灰巖組成，為灘間亞相沉積，是有利于儲層發育的時期。由北向南依次發育丹鳳—三合、石門場、榕山鎮—順江場等淺灘沉積，其余地區均為灘間亞相。

2.5 嘉三2亞段沉積期

圖4 丹鳳—塘河地區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，環境更加閉塞，能量更低，全區沉積水體蒸發濃縮，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，為開闊臺地沉積環境，以發育淺灘和灘間沉積為特征。地層較厚，一般大于90 m，其中石膏沉積相當發育，并與云巖厚度互為消長，反映海水的周期性蒸發、濃縮作用強烈［11］。但該時期發育的淺灘規模和特征均較前期有所不同，主要發育在丹鳳—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，遠小于前期的地層厚度，其中顆?；規r、白云巖、溶蝕洞穴及裂縫較為發育，反映了該期受海平面下降的影響，水體變淺、能量增強。灘相主要發育于南北兩端，北部的丹鳳—鹿鳴、大圣寺附近以及南部的榕山鎮、太平場附近較為發育［圖4（d）］。

3 研究區嘉陵江組沉積模式

綜上所述，川南丹鳳—塘河地區嘉陵江組嘉一段—嘉五段總體經歷了開闊臺地—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；局限臺地主要發育局限臺坪和局限瀉湖亞相，發育于嘉二2亞段、嘉二3亞段、嘉四2亞段及嘉五段（圖5）。

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

4 結論

（1）研究區總體處于局限臺地—開闊臺地沉積環境，開闊臺地內發育淺灘、灘間2個亞相，局限臺地內發育局限臺坪、臺內灘和局限瀉湖3個亞相。嘉陵江組自下而上呈現出一個開闊臺地—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→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，縱向上主要發育于嘉一段—嘉二1亞段、嘉二3亞段，橫向上主要發育于塘河構造、丹鳳場構造的嘉一段—嘉二1亞段以及塘河構造、臨峰場構造的嘉二3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“四川盆地二疊系—三疊系構造演化、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，成都理工大學在讀博士研究生，主要從事沉積學、沉積地球化學研究。地址：（610059）成都理工大學沉積地質研究院。E-mail：55060319@qq.com

1673-8926（2011）06-0050-06

圖版Ⅰ

圖版Ⅱ

于惠宇）