谷明峰 劉 冉 張 豪 和 源 李堃宇 郝 毅 姜 華 李文正 ,4
1.中國石油杭州地質研究院 2.中國石油西南油氣田公司勘探開發研究院 3.中國石油勘探開發研究院 4.成都理工大學
加里東運動命名于蘇格蘭加里東運河地區,與中國華南地區寒武紀—志留紀郁南運動、廣西運動等相當[1]。加里東期,古華南洋向北西方向俯沖、消減,轉為造山,滇黔桂、云開等地塊以華夏地塊為載體向揚子地塊匯聚、拼合形成統一的華南板塊;在陸塊擠壓拼合區域應力場作用下,雪峰山、滇黔桂等前陸隆起造山帶及樂山—龍女寺、黔中古隆起[2]這些正向構造單元與同期分布的上、中、下揚子克拉通、湘西、欽防等前陸盆地共同構成了現今華南板塊雛形。
加里東運動是四川盆地重要的構造變形期,期間形成的樂山—龍女寺古隆起是四川盆地形成時間最早、延續時間最長、影響范圍最廣的大型隆起,其形成及演化對震旦系、下古生界油氣成藏具有重要的控制作用[3]。近年來,通過古裂陷、古隆起、古侵蝕面的研究,在樂山—龍女寺古隆起的天然氣勘探獲得重大突破,并在高石梯—磨溪地區發現安岳大氣田[4-10]。古隆起對四川盆地震旦系—古生界油氣成藏具有重要的控制作用,其演化規律及其對沉積、成烴、成儲、成藏等方面的地質響應是勘探工作者重點關注的方向。
前人通過野外、鉆井及區域地震剖面綜合研究,刻畫了四川盆地加里東期古隆起分布范圍[11-13],認為四川盆地加里東運動形成的樂山—龍女寺古隆起是近東西向的鼻狀古隆起。關于其形成演化,前人已認識到寒武紀—志留紀期間經歷多期或多旋回隆起[11-12],但普遍認為加里東末期(志留紀—泥盆紀)對應華南地區的廣西運動[14-16]所導致的大規模隆升剝蝕階段,為古隆起形成的最重要階段[17]。所以,長久以來,對四川盆地加里東運動的研究重點集中在志留紀—泥盆紀的構造旋回,通常提及四川盆地的加里東運動一般也是指這個地質時期沿川西南樂山、雅安地區至川中龍女寺地區一線隆升剝蝕的構造變形運動,而寒武紀—奧陶紀期間加里東運動對四川盆地的影響未引起足夠重視,僅有少量研究成果見諸報道[18-22],亟需深化研究。
近10年來,隨著四川盆地加里東古隆起區震旦系—古生界天然氣勘探的突破,在古隆起區新部署了三維、二維地震,且大量探井鉆揭震旦系—下古生界,為系統認識加里東運動在四川盆地的響應提供了資料基礎。筆者利用新采集及重新處理的地震資料,結合盆內鉆井及盆地周緣野外露頭資料,通過區域地震地質對比解釋,落實了下古生界寒武系—志留系各重點層段地層分布,分析了加里東多期構造運動的活動特征,重新認識了四川盆地對加里東運動的地質響應;并梳理了由加里東運動控制的有利成藏要素發育區,為下一步天然氣勘探區帶優選提供參考。
四川盆地處于上揚子克拉通西緣,發育在穩定基底之上。震旦紀至中三疊世,四川盆地總體以沉降為主,沉積了3 000余米以碳酸鹽巖為主的海相地層;中、晚三疊世開始,海水逐漸退出上揚子臺地,四川盆地開始由海相沉積過渡到陸相沉積。受羅迪尼亞和潘吉亞大陸裂解—匯聚的影響,四川盆地海相地層沉積期主要經歷了揚子、加里東、海西3期構造運動旋回(圖1)。加里東運動一般指早古生代寒武紀至志留紀期間發生的構造運動。國內也有學者將晚震旦紀的桐灣運動歸為加里東構造旋回,稱為加里東運動早期,而將寒武紀、奧陶紀及志留紀期間的構造運動稱為加里東運動中—晚期[1,9,23]。筆者按照傳統的觀點,主要分析寒武紀—志留紀期間加里東運動在四川盆地的活動特征及其對構造、沉積的控制作用。

圖1 四川盆地海相地層及構造旋回綜合柱狀圖
加里東期,受控于華南地區華夏、滇黔桂、云開等多個地塊向揚子地塊的匯聚拼合,四川盆地應力性質由前寒武紀的拉張轉為擠壓[1,2,14-16,24-25],從寒武紀至志留紀,華南滇黔桂地區經歷多幕式活動[26]。前人根據華南地區地層巖相、接觸關系、缺失情況識別并命名了眾多加里東期內幕運動[21],雖然不同地區構造運動活動特征及波及的地質時期不完全相同,但歸納起來華南板塊加里東運動主要經歷3幕構造事件:寒武紀—奧陶紀的郁南運動,晚奧陶世—早志留世的都勻運動,以及志留紀末的廣西運動。整個加里東期為華南板塊匯聚形成的過程,廣泛分布的多期不整合面指示了包括揚子地塊在內的華南板塊存在廣義的、可對比的3幕構造運動[19,22]。
郁南運動為寒武紀—奧陶紀的構造運動,造成寒武系與上覆奧陶系間不整合[21]。寒武紀—奧陶紀,華南地塊向揚子地塊匯聚[27],受揚子地塊西北緣康滇、龍門山、漢南等剛性基底古陸阻隔[22],構造應力由水平方向轉為垂直方向,引起四川盆地川西—川中地區隆升。對于該期構造運動形成機制研究較少,后期尚需詳細研究。
都勻運動以中奧陶世末—早志留世黔中古隆起出露水面形成古陸,中—上奧陶統不同程度缺失,志留系超覆于下(中)奧陶統之上為特征[28]。在華南地塊的推動下,碰撞造山作用使雪峰山—江南、牛首山—黔中一帶快速隆升[1],與中上揚子隆起區之間的黔北—蜀南—川東—鄂西一帶形成前陸盆地,晚奧陶世五峰期—早志留世龍馬溪期,滯留海盆內沉積一套優質海相烴源巖[29]。
廣西運動發生于志留紀末,是華南地區加里東期旋回最強烈的一次構造運動[30]。廣西運動觸發陸內變形,由東南向西北發展,變形程度逐漸減弱:華南褶皺帶發育角度不整合,粵南地區中泥盆統直接覆蓋于中奧陶統之上,缺失上奧陶統—志留系[14];而揚子地區主要表現為整體抬升,普遍發育平行不整合。
筆者沿用了郁南運動、都勻運動和廣西運動的命名。四川盆地處于揚子板塊西北緣,距華夏地塊俯沖帶較遠,受華南地塊俯沖、擠壓造山運動波及影響較小,加里東期盆內無明顯逆沖推覆等強構造變形。一直以來,認為加里東運動對四川盆地的改造主要是在加里東運動末期(志留紀末,對應廣西運動),川西—川中地區發生強烈隆升,導致地層遭受剝蝕而形成樂山—龍女寺古隆起[12],對寒武紀—奧陶紀期間的郁南運動和都勻運動對四川盆地的構造演化研究較少。
近幾年,得益于大量新采集和重新處理的高品質區域地震資料的補充,對盆內加里東運動多旋回活動的認識得到深化。筆者研究認為加里東期的3幕構造運動在四川盆地內部均有明顯響應。根據地震資料解釋成果,結合野外剖面及盆內鉆井地層發育情況,筆者梳理郁南運動、都勻運動及廣西運動3期加里東內幕運動與各個地區地層分布對應關系,直觀表現了加里東內幕運動的影響(圖2)。
受郁南運動影響,川西龍門山一帶隆升幅度較大,形成西高東低的古構造格局,地層缺失程度由西向東逐漸減弱。龍門山中段灌縣、寶興一帶寒武系—奧陶系完全缺失,泥盆系直接與下伏震旦系燈影組不整合接觸[22];龍門山北段普遍缺失中寒武統—中奧陶統,上奧陶統寶塔組與下寒武統假整合接觸;川北旺蒼、南江等地區寒武系殘存部分中寒武統,與上覆寶塔組不整合接觸[21](圖2)。川北九龍山—劍閣地區地震剖面(圖3-a)顯示寶塔組底界強反射界面與下伏寒武系地震反射界面呈低角度不整合接觸,寒武系龍王廟組、高臺組、洗象池組向龍門山一帶依次尖滅,且洗象池組內部反射具有向古隆起高部位超覆特征。綜上分析,郁南運動造成川北龍門山一帶明顯隆升,筆者將該隆起命名為綿陽—廣元古隆起。根據地層缺失情況分析,該古隆起活動主要從中寒武世開始,持續活動至中奧陶世,影響程度由西向東逐漸減弱。需要指出的是,受早—中寒武世川北米倉山地區“漢南古陸”及周緣“南鄭上升”運動影響[33],綿陽—廣元古隆起與漢南古陸可能相連,受其疊加影響,南鄭地區作為另一個剝蝕中心,缺失部分下寒武統,表現為下寒武統郭家壩組(對應下寒武統筇竹寺組)直接與寶塔組不整合接觸。

圖2 四川盆地及周緣寒武系—志留系分布及加里東運動界面對比圖
川中地區隆升幅度較小,現今樂山—龍女寺古隆起周緣殘存奧陶系的地區的鉆井揭示,剝蝕面以下的奧陶系與寒武系發育較為齊全,表明郁南運動期,川中地區尚沒有出露水面。通過現今樂山—龍女寺古隆起周緣地震剖面解譯,認為郁南運動時,樂山—龍女寺古隆起已經具有雛形,主要為同沉積水下隆起。圖3-b為川中南部高石梯—螺觀山地區地震剖面,可以看到寒武系向古隆起方向明顯減薄,以Lg1井和Gs6井為例,中寒武統高臺組及上寒武統洗象池組厚度分別從201 m、294 m減薄至89 m、112 m,而下伏下寒武統龍王廟組殘余厚度基本相當,分別為102 m和93 m,兩組表明樂山—龍女寺古隆起的隆升應該開始于中寒武世,這也與前述川北地區由地層缺失所限定的郁南運動活動的起始時間相吻合。古隆起東部傾末端部位的地震剖面(圖3-c)也顯示了同樣的地層減薄特征。此外,寒武系地震同相軸具有向古隆起方向低角度超覆的特征,指示了其同沉積古隆起的性質。

圖3 四川盆地加里東古隆起周緣典型地震剖面圖(剖面位置見圖7-a)
都勻運動期,四川盆地內部也受東南方向碰撞造山作用向揚子地塊傳導的影響發生構造變形作用,但程度較弱。除川西南樂山、峨邊及龍門山中段長期暴露,缺失整套志留系外,川北部分地區上奧陶統—下志留統缺失;龍門山北段廣元、川北南江等地區奧陶系僅殘留上奧陶統部分地層,其下與寒武系,上與志留系不整合接觸,代表郁南運動與都勻運動間經歷了短暫的構造沉降期(圖2)。因此,可以將都勻運動活動期限定在晚奧陶世—早志留世。
川中地區現存志留系、奧陶系發育齊全地區的鉆井對比顯示,奧陶系表現出類似郁南運動期寒武系厚度變化的特征:從古隆起周緣向核部逐漸減薄,例如,古隆起周緣的Lg1井奧陶系厚度為598 m,靠近古隆起核部的Gs19井奧陶系厚度僅為273 m(圖3-b);且奧陶系減薄為內部各層段減薄的累加體現,以下奧陶統桐梓組為例,Lg1井厚度為110 m,古隆起核部的Gs19井和Gs6井分別減薄至63 m和28 m,說明都勻運動期,樂山—龍女寺古隆起仍為同沉積水下古隆起,持續隆升。古隆起南翼及東翼地震剖面顯示,奧陶系內部地震反射同相軸沿寒武系頂面向古隆起方向爬升上超,指示了奧陶系沉積期樂山—龍女寺古隆起的持續隆升;志留系同相軸沿奧陶系頂界呈平行不整合接觸,表明志留系沉積前,樂山—龍女寺古隆起已基本定型,穩定接受志留系超覆沉積(圖3-b、c)。樂山—龍女寺古隆起北斜坡地震剖面(圖3-d)顯示了洗象池組向古隆起方向的同沉積減薄及奧陶系的水平上超,指示了樂山—龍女寺古隆起與綿陽—廣元古隆起之間存在隆間凹陷;據寒武系龍王廟組、高臺組、洗象池組及奧陶系厚度變化推測,其發展于晚寒武世,并于奧陶系沉積前定型,接受奧陶系向南部樂山—龍女寺古隆起方向的超覆沉積。
四川盆地大部分地區缺失中志留統—石炭系,川東地區缺失中志留統—泥盆系,盆地周緣缺失中—上志留統,指示廣西運動導致四川盆地整體抬升出露水面遭受剝蝕,其活動時限應為中—晚志留世至泥盆紀(圖2)。
傳統的觀點認為廣西運動對塑造樂山—龍女寺古隆起起主要作用[10]。通過區域地震剖面解釋,筆者認為廣西運動促使了樂山—龍女寺古隆起的最終定型,導致四川盆地整理遭受剝蝕,形成準夷平面,而加里東早期—中期的郁南運動和都勻運動導致四川盆地內部受水平擠壓,造成的差異升降才是樂山—龍女寺古隆起形成的主要原因。樂山—龍女寺古隆起與綿陽—廣元古隆起周緣地震剖面均顯示志留系與上覆地層呈平行或準平行假整合接觸關系,表明廣西運動對四川盆地的影響以整體抬升剝蝕為主(圖3-a~ c)。
在大量地震和鉆井資料地層對比解釋的基礎上,筆者研究認為四川加里東古隆起并非一個單一構造軸的鼻狀隆起,而是由川西南部樂山、雅安地區隆起核部向東分化成兩個構造軸,分別對應川北地區的綿陽—廣元古隆起和川西南—川中地區的樂山—龍女寺隆起,兩者之間為中江—鹽亭凹陷,連同南部的瀘州坳陷、黔中隆起等構造單元,形成了加里東期隆坳相間的古構造格局(圖4、5)。樂山—龍女寺古隆起的研究較為深入[3,9,13,32,34],筆者只作簡要論述,重點討論新發現的中江—鹽亭凹陷及綿陽—廣元古隆起。

圖4 加里東期四川盆地及周緣古構造格局簡圖

圖5 四川盆地南北向格架剖面圖(平面位置見圖7-a)
3.1.1 樂山—龍女寺古隆起
樂山—龍女寺古隆起為四川盆地形成時間最早、規模最大、持續時間最長的隆起,軸線呈北東東方向,西起川西南部樂山—雅安一帶,向東傾末于川中地區龍女寺—廣安地區。隆起東西向長達350 km,南北向寬度120~200 km,面積超5×104km2,其形成演化對震旦系—下古生界成藏具有明顯控制作用[3]。
圖3-b~d、圖5剖面顯示樂山—龍女寺古隆起具西隆東傾、南陡北緩的構造特征。根據古隆起周緣井震聯合解釋,高臺組、洗象池組及奧陶系由古隆起周緣向核部超覆減薄,志留系向古隆起水平上超,表明樂山—龍女寺古隆起最晚中寒武世已具水下古隆起雛形,中寒武世—奧陶紀持續隆升,志留系沉積前,差異升降運動使古隆起初具規模,志留紀末的廣西運動使盆地整體隆升,古隆起最終定型。
3.1.2 中江—鹽亭凹陷
川中西部梓潼地區地震剖面(圖3-d)顯示二疊系之下、下寒武統之上存在地層增厚,與二疊系底界呈角度不整合接觸。由于埋深較大,尚無鉆井揭示,部分學者推測其為泥盆系[20]。根據鄰區鉆井標定及引層,筆者認為地層增厚部分主要是奧陶系,洗象池組也有少量增厚。區域引層地震剖面(圖6、圖7-a)顯示,中寒武統高臺組底界與上奧陶統五峰組底界連續性好,可區域對比追蹤,將增厚地層限定在上寒武統—中下奧陶統。根據下奧陶統湄潭組底界及洗象池組底界解釋結果,認為地層增厚主要為奧陶系。根據編制的地層厚度圖,中江—鹽亭凹陷為北東向展布,面積約4 000 km2,預測凹陷內奧陶系最厚約300 m,洗象池組厚度最大約200 m,較鄰區分別增厚200 m和100 m(圖7-a、b)。

圖6 川中至中江—鹽亭凹陷區域引層地震剖面圖(平面位置見圖7-a)

圖7 四川盆地上寒武統—志留系殘余地層厚度圖
根據寒武系洗象池組和奧陶系內部同相軸特征分析,中江—鹽亭凹陷形成于晚寒武世,表現為坳陷區內洗象池組的同沉積增厚,至奧陶系沉積前,坳陷已經形成;奧陶系向坳陷周緣高部位水平上超,奧陶紀晚期坳陷大部分被充填;志留紀早期,完全被填平補齊。綜上所述,中江—鹽亭凹陷存在時期較短,在晚寒武世形成,志留紀早期消亡。
3.1.3 綿陽—廣元古隆起
受寒武紀郁南運動影響,龍門山一帶康定、寶興、彭灌地區雜巖體隆升,形成樂山—龍女寺古隆起和綿陽—廣元古隆起共同核部,并在水平擠壓應力作用下,形成綿陽—廣元、樂山—龍女寺兩個隆起軸線。北川—綿竹一代靠近綿陽—廣元古隆起核部,僅殘存筇竹寺組;而其北東方向的廣元—南江—鎮巴一帶,由古隆起核部過渡到翼部,剝蝕程度逐漸變弱,相繼保存有下寒武統滄浪鋪組、中寒武統高臺組及上寒武統洗象池組;綿陽—廣元—南江一線以南的九龍山、通江地區普遍發育洗象池組,表明由綿陽—廣元古隆起軸線向盆地內部,古隆起影響程度逐漸變弱。晚奧陶世開始大規模海侵,陸棚相寶塔組廣泛覆蓋于郁南運動形成的古隆起剝蝕地貌之上(圖2)。
綜合區域地震剖面及野外露頭、鉆井分析,綿陽—廣元古隆起沿現今龍門山一帶,呈北東向發育,呈西南高、東北低的古地貌形態,早寒武世晚期開始發育,持續至中奧陶世晚期。
中—晚寒武世,綿陽—廣元古隆起與樂山—龍女寺古隆起褶皺隆升,綿陽—廣元古隆起抬升幅度大,形成古陸;川中發育水下古隆起,與綿陽—廣元古隆起間形成中江—鹽亭凹陷。中寒武紀,南部云開地塊、東南部華夏地塊向揚子地塊匯聚,受揚子西北緣康滇古陸、龍門山古陸、漢南古陸等穩定塊體阻擋,水平應力轉為垂直應力,開始褶皺隆升。揚子地塊西北緣龍門山中段最先隆升為陸,導致綿陽—廣元古隆起地層遭受剝蝕,中寒武統—中奧陶統不同程度缺失。此時,樂山—龍女寺古隆起也開始同沉積隆升,形成水下古隆起,高臺組、洗象池組等地層向古隆起方向超覆減薄。至寒武紀末期,初步形成隆坳相間的古構造格局,綿陽—廣元古隆起與樂山—龍女寺古隆起核部收斂于川西南樂山—雅安一代,向東指狀分布,中間夾持中江—鹽亭凹陷(圖7-a、8-a)。
奧陶紀沉積期,綿陽—廣元古隆起、樂山—龍女寺古隆起及中間的中江—鹽亭凹陷作為整體持續隆升,中江—鹽亭凹陷逐漸被奧陶系上超充填(圖7-a、8-b),導致綿陽—廣元古隆起與樂山—龍女寺古隆起又基本連為一體,形成川西地區覆蓋1/3盆地面積的隆起區。除晚奧陶世早期短暫沉降沉積一套寶塔組石灰巖外,綿陽—廣元古隆起大部分處于水上,遭受剝蝕。同期樂山—龍女寺古隆起仍為同沉積水下古隆起,而蜀南瀘州坳陷及川東等地區持續沉降,奧陶系由坳陷區向古隆起核部不斷超覆減薄(圖8-b)。

圖8 四川盆地加里東期古隆起演化剖面模式圖
志留紀沉積前,川西南、川中與川北連為一體的加里東古隆起已基本定型。志留系沿奧陶系頂面由古隆起周緣坳陷區向核部不斷水平上超,將郁南運動及都勻運動形成的隆坳格局填平補齊(圖7-c、8-c)。至中—晚志留世,廣西運動使中上揚子地區海水逐漸退出,抬升為陸(圖8-d),盆內遭受大規模剝蝕形成準夷平面。
加里東期隆坳相間的古構造格局控制了寒武系—志留系的地層及沉積相帶展布。
3.3.1 寒武系沉積響應
中寒武世,在筇竹寺組、滄浪鋪組對德陽—安岳裂陷槽填平補齊的基礎上,加里東運動早幕的郁南運動開始活動,四川盆地樂山—遂寧—鹽亭—梓潼—廣元一帶以西至龍門山一線開始隆升,地貌西高東低,龍門山一帶隆升為陸,盆內樂山—龍女寺古隆起形成同沉積水下古隆起。晚寒武世,隨著華南板塊聚斂擠壓作用增強,隆起區形成構造褶皺,中江—鹽亭地區形成隆間坳陷。與四川西部隆起區相對應,樂山—遂寧—鹽亭—梓潼—廣元一線以東的區域持續沉降。
這種古地貌差異控制了四川盆地內中—上寒武統厚度及沉積相展布,這體現了沉積作用對郁南運動的明顯響應。
高臺組在西部古隆起區周緣大面積發育混積潮坪,地層厚度介于50~100 m,向東地層厚度明顯增大,逐漸過渡為局限臺地沉積,臺內洼地發育膏質潟湖,瀘州、開江等地區可容空間大,沉積厚度可達200 m,發育大量膏巖層。
洗象池組以碳酸鹽巖臺地相為主,古隆起周緣沉積厚度一般不超過100 m。近幾年大量鉆井證實,古隆起周緣高石梯—磨溪—南充—鹽亭—九龍山一帶受古隆起控制,洗象池組含大量陸源碎屑。古隆起外圍合川—廣安—營山一帶發育坡折地形,地層明顯增厚至約200 m,且發育顆粒灘相,是儲層有利發育區。至東部瀘州、重慶一帶,坳陷區持續沉降,發育臺洼相泥質白云巖,厚度可達800 m。
3.3.2 奧陶系沉積響應
奧陶紀,川北及川西南—川中地區作為一個整體,持續隆升,綿陽—廣元古隆起區僅晚奧陶世早期廣泛接受寶塔組碳酸鹽巖沉積,其余時間均遭受剝蝕。樂山—龍女寺古隆起作為同沉積古隆起,仍然持續隆升,由樂山—龍女寺古隆起周緣向瀘州—重慶一帶,地層厚度由200 m左右迅速增厚至超過600 m,且奧陶系的桐梓組、紅花園組、湄潭組、十字鋪組、寶塔組等各個層段均有增厚,表明樂山—龍女寺古隆起具有典型的同沉積隆起的特征。西高東低的古沉積地貌格局使各個沉積期自西向東平面上依次發育碎屑濱岸、混積潮坪、局限臺地、開闊臺地等沉積相。
中江—鹽亭凹陷內由于尚沒有鉆井揭示,根據地震預測,坳陷中心區奧陶系厚度可達300 m,較鄰近的古隆起區增厚約200 m。
3.3.3 志留系沉積響應
志留紀早期,中江—鹽亭凹陷被充填、消亡,樂山—龍女寺古隆起與川西古隆起再次連為一體,四川西部隆起區與蜀南—川東坳陷區形成較大地貌差,連同南部和東南部黔中古隆起、雪峰山隆起的圍限,黔北—蜀南—川東—鄂西地區形成滯留海盆,下志留統龍馬溪組沉積一套優質海相烴源巖,之后,隨著東南方向雪峰山隆起持續造山隆升,陸源物質由東南方向大量供應,在蜀南—川東坳陷區沉積一套厚度可達1 000 m的三角洲—陸棚交互相碎屑巖沉積。而向樂山—龍女寺古隆起方向,沉積地層急劇減薄,地震剖面上表現為水平上超(圖3-a、c),無前積反射特征,表明樂山—龍女寺古隆起提供陸源碎屑物質非常有限。據此判斷,早志留世,樂山—龍女寺古隆起仍以水下古隆起為主,但四川盆地內部的差異隆升作用已基本停止,坳陷區穩定接受沉積,并不斷向古隆起方向上超。
近年來,隨著龍馬溪組頁巖氣勘探的突破,龍馬溪組筆石化石精細小層對比成果揭示,威遠、華鎣等地區水下高地缺失五峰組頂部及龍馬溪組多個筆石頁巖段[34],表明地震上識別的上超(圖3-a~c)指示了部分地層的沉積缺失。
中—晚志留世,加里東末期構造運動再次強烈,四川盆地整體隆升,盆地內缺失中—上志留統及大部分泥盆系,剝蝕產生的大量碎屑物質沿龍門山斷裂充填川西海盆,形成可達4 000 m的巨厚泥盆系沉積[35]。
綿陽—廣元古隆起及中江—鹽亭凹陷的發現改變了四川盆地加里東期構造沉積的傳統認識,揭示了四川加里東古隆起具有褶皺隆起的特征,這一發現進一步細化了四川盆地中晚寒武紀—志留紀隆坳格局的認識。樂山—龍女寺古隆起南翼構造坡折帶洗象池組及中下奧陶統為臺內顆粒灘沉積,發育孔隙型白云巖儲層[36],是重要的勘探接替領域。樂山—龍女寺古隆起高磨地區龍王廟組[13]、雷口坡組[37]等層系的勘探實踐證實,臺內灘相可形成規模優質儲層,樂山—龍女寺古隆起北翼中江—鹽亭凹陷的發現拓展了寒武系(洗象池組)及奧陶系構造坡折帶顆粒灘勘探領域,中江—鹽亭凹陷內洗象池組及奧陶系具100~200 m增厚,其周緣可能發育有利儲集相帶。
筆者研究新發現的中江—鹽亭凹陷自晚寒武世開始發育,之后被沉積充填,至早志留系填平消亡,通過鄰區鉆井引層、地震層位對比解釋認為,中江—鹽亭凹陷殘存龍馬溪組烴源巖發育段地層,這一認識有利于擴大中江—鹽亭凹陷及周緣資源規模。鄰區Cs1井志留系殘存龍馬溪組,雖然厚度僅28 m,實測總有機碳含量介于3.5%~5.0%,屬于優質烴源巖。中江—鹽亭凹陷內志留系厚度與Cs1井相當,面積超過3 000 km2,可作為區域優質烴源巖灶。
首先,古地貌高點有利于海相碳酸鹽巖高能相帶發育,有利于構造、巖性、地層圈閉的發育,為油氣聚集的指向區。樂山—龍女寺古隆起南翼及川中—川北隆間坳陷周緣構造坡折帶長期處于古地貌高部位,水動力強,有利于顆粒灘等碳酸鹽巖高能相帶發育,為規模優質儲層形成提供物質基礎。
其次,中江—鹽亭凹陷區殘存志留系龍馬溪組優質烴源巖,分布面積超過3 000 km2,與上覆二疊系形成良好的源儲匹配關系。筆者研究認為,加里東古隆起殘存古地貌格局一定程度上控制二疊系棲霞期—茅口期古沉積格局及顆粒灘分布。
最后,受揚子地塊與華南地塊間聚合擠壓作用控制,樂山—龍女寺古隆起及綿陽—廣元古隆起加里東期長期作為整體活動,樂山—龍女寺古隆起作為加里東古隆起南側構造軸,其周緣已獲得重大勘探突破。加里東古隆起北側構造軸(綿陽—廣元地區)及東側構造坡折帶(南部—閬中—劍閣一帶)長時間處于古地貌高部位及油氣運聚有利區,與樂山—龍女寺古隆起具有相似的成藏條件。應以中江—鹽亭凹陷周緣作為四川盆地深層重要戰略接替領域加強勘探部署,一旦獲得天然氣突破,將發現新的天然氣勘探領域與區帶。
1)四川盆地在加里東運動期經歷了郁南運動、都勻運動和廣西運動3個期次構造事件的影響。郁南運動主要從中寒武世開始,持續活動至中奧陶世,影響程度由西向東逐漸減弱;都勻運動活動時間為晚奧陶世—早志留世;廣西運動活動時間為中—晚志留世至泥盆紀。
2)郁南運動導致四川盆地西部形成褶皺隆升,綿陽—廣元一帶形成古陸(綿陽—廣元古隆起),川中地區形成同沉積水下隆起(樂山—龍女寺古隆起),中江—鹽亭地區發育隆間坳陷(中江—鹽亭凹陷),形成隆坳相間的古構造格局;廣西運動期,四川盆地整體隆升,遭受剝蝕。加里東運動形成的古地貌格局對四川盆地沉積具有重要控制作用,由古隆起核部向翼部地層表現為明顯的地層增厚,且相帶由海陸過渡相逐漸過渡到臺地相沉積。
3)加里東古隆起對寒武系—奧陶系有利儲集相帶、烴源巖等成藏要素具有重要控制作用。中江—鹽亭凹陷周緣的加里東古隆起北側構造軸(綿陽—廣元)及東側構造坡折帶(南部—閬中—劍閣)長時間處于古地貌高部位及油氣運聚有利區,與樂山—龍女寺古隆起具有相似的成藏條件,是天然氣勘探的重要新領域。