再談四川盆地上三疊統(tǒng)層序地層劃分方案

摘 要

摘要：川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組在與鄰區(qū)香溪群的對(duì)比中，目前流行4種地層劃分方案，一直以來(lái)，對(duì)這幾種劃分方案都存在著激烈的爭(zhēng)論。為此，應(yīng)用層序地層學(xué)觀點(diǎn)，利用中石油與中石化兩
摘要：川西坳陷上三疊統(tǒng)須家河組在與鄰區(qū)香溪群的對(duì)比中，目前流行4種地層劃分方案，一直以來(lái)，對(duì)這幾種劃分方案都存在著激烈的爭(zhēng)論。為此，應(yīng)用層序地層學(xué)觀點(diǎn)，利用中石油與中石化兩大集團(tuán)的勘探成果，建立層序地層序列，利用野外露頭、古生物、年代地層等資料，結(jié)合鉆、測(cè)井層序地層分析與井震標(biāo)定，提出須家河組與香溪群對(duì)比的最新方案，即：①川西-川中須五段對(duì)比香四、香五、香六段，須四段對(duì)比香三段，須三段對(duì)比香二段；②須二段、小塘子組與馬鞍塘組向東逐層上超至無(wú)沉積，在坳陷西坡的北、中段，須六段遭剝蝕，至南段須三段側(cè)變?yōu)橄愣?；③須二段、小塘子組與馬鞍塘組側(cè)變?yōu)楹Ｏ嘞阋欢?。分析認(rèn)為，底界面T52是解決安縣運(yùn)動(dòng)界面與層序地層方案分歧的關(guān)鍵。在安縣運(yùn)動(dòng)底界面T52之上地震波由NE往SW前積，之下由SW往NE前積，坳陷中心在彭州鴨子河一帶。由西往東須家河組與香溪群為T4與T6兩條地震波組控制的楔形體，其內(nèi)以轉(zhuǎn)換面T52為界分別發(fā)育各向東、西變薄的楔形體。最后，論述了湖盆東進(jìn)與南遷過(guò)程中沉積中心遷移、物源水系變遷，以及相帶展布與勘探領(lǐng)域轉(zhuǎn)換的證據(jù)。
關(guān)鍵詞：四川盆地；晚三疊世；層序地層學(xué)；地層對(duì)比；沉積相帶；地震層序；安縣運(yùn)動(dòng)；楔形體
1 方案簡(jiǎn)述
    川西坳陷陸相碎屑巖(上三疊統(tǒng)-第四系)沉積厚度巨大，緊鄰龍門山前緣，以沖積扇(扇三角洲)、三角洲、河流、洪泛湖泊沉積為主。其須家河組劃分與香溪群的對(duì)比，歸納起來(lái)大致有4種方案：鄧康齡、何鯉的巖石地層對(duì)比方案[1]、羅啟后的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)界面對(duì)比方案[2]、張健的建議方案[3]、何鯉的地震層序?qū)Ρ确桨?sup>[4]。
    4套方案比較，采用第1、3種方案，須二、須四、須六段沉積時(shí)，將是“滿盆砂”，不利于相帶預(yù)測(cè)，但可操作性強(qiáng)，生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。
    第2方案的核心是須四段沉積前的剝蝕，須四段沉積期及其以后是川西坳陷前陸盆地的發(fā)展階段，在前淵中與須四段底可比的層序界面已由不整合側(cè)變?yōu)檎?，不存在由不整合表征的?gòu)造運(yùn)動(dòng)界面。再者，須四段與香二段在沉積前的剝蝕在川西坳陷的上幣條地震測(cè)線中，尤其是坳陷南段和東坡的地震測(cè)線，不在同一條界面。因此，香二段既不對(duì)應(yīng)須二段，也不對(duì)應(yīng)須四段，即運(yùn)動(dòng)界面對(duì)比方案也有不足之處。
    第4種方案較好地解決了盆地結(jié)構(gòu)、砂體側(cè)變、肅帶預(yù)測(cè)等問(wèn)題，不足之處在于砂泥側(cè)變段的可操作倒差，分層標(biāo)志難以掌握，生產(chǎn)中應(yīng)用不便。
    筆者應(yīng)用層序地層觀點(diǎn)，采用地震、鉆井、測(cè)井、井震結(jié)合及地層、古生物、年代地層資料再次闡述了上三疊統(tǒng)層序地層劃分的新方案[5]。
2 地震層序的建立
2.1 井震標(biāo)定
    根據(jù)地震反射界面在沉積區(qū)具有等時(shí)性的原理爿川西坳陷中段、南段，選擇NW-SE向的安-S-26、玉-522、中-S-10、江-S-2線和NE-SW向的CX-NE-02-111、川鴨-96-19、CX-NE-98-342線等40余條，約4000km地震測(cè)線；在川西坳陷南段，選擇NW-SE向的霧-威線，平-青線，名-賓線和NE-SW向的彭山、洪雅、蘇碼頭、鹽井溝、平落壩、都江堰、名山、雅安地區(qū)的地震測(cè)線，追蹤閉合組成“井”字形格架，構(gòu)成等時(shí)地質(zhì)體。
   在川西凹陷中段研究發(fā)現(xiàn)，擁有上超和削蝕，具有Ⅰ型層序界面特點(diǎn)的地震界面有T41、T4、T52和T6；只擁有上超，具有Ⅱ型層序界面的地震界面有T53、T51、T50。并經(jīng)川鴨95井、大邑1井、新851井、川合100井、川峰188井的VSP測(cè)井或合成地震記錄標(biāo)定，各地震界面的地質(zhì)屬性如下：T41，中侏羅統(tǒng)千佛崖組(新田溝組)底界面；T4，下侏羅統(tǒng)白田壩(自流井)組底界面；T53，上三疊統(tǒng)須五段底界面；T52，上三疊統(tǒng)須四段底界面；T51，上三疊統(tǒng)須二段頂界面；T52，上三疊統(tǒng)須二段底界面；T6，中三疊統(tǒng)雷口坡組頂界面。
2.2 地震層序
   過(guò)去習(xí)慣上把上三疊統(tǒng)劃分為6段，其中一、三、五段為頁(yè)巖夾可采煤層的煤系地層，稱為富煤段；二、四、六段為砂巖，是富砂段也是含油氣的儲(chǔ)集層。據(jù)3條SBⅠ型層序界面劃分了3套構(gòu)造層序，據(jù)SBⅡ型層序界面和水泛面劃分了6套沉積層序(S01～S06)，在層序內(nèi)識(shí)別了巖性轉(zhuǎn)換面，據(jù)此建立了上三疊統(tǒng)的層序地層剖面(圖1)，須家河組各層序鉆、測(cè)井層序、界面類型見(jiàn)表1。

3 層序地層對(duì)比方案
   王勝、何鯉等(1986)在大區(qū)域地震、鉆井和野外露頭資料研究的基礎(chǔ)上，提出須家河組與香溪群層序地層劃分對(duì)比新方案。須家河組在川西坳陷北東-南西向和東西向的地震測(cè)線上，剖面形態(tài)均為T4與T6地震標(biāo)準(zhǔn)反射界面控制下的楔狀外形，以T52(安縣運(yùn)動(dòng)底界面)為界又可分出各向東、西變薄的楔狀體，T52就是轉(zhuǎn)換面。經(jīng)盆山轉(zhuǎn)換分析，以須四段底及其可比的香三段底為界，分出兩套性質(zhì)不同盆地：轉(zhuǎn)換面之上稱為“須上盆”(大致相當(dāng)于羅啟后教授稱為的“香盆”)，之下稱為“須下盆”(大致相當(dāng)于羅啟后教授稱為的“須盆”)。“須下盆”充填了馬鞍塘組、小塘子組(習(xí)慣上稱為須一段)與須二、須三段的沉積；“須上盆”充填了須四、須五、須六段的沉積。
3.1 川西坳陷內(nèi)北東、南西向?qū)Ρ?/span>
   據(jù)龍門山前緣坳陷內(nèi)的地震測(cè)線，在T52轉(zhuǎn)換面上、下，存在兩種不同的反射波組和盆地結(jié)構(gòu)，須上盆由NE→SW前積，須下盆由SW→NE前積，表征了坳陷內(nèi)物源分別來(lái)自米倉(cāng)山、大巴山與康滇古陸，沉積中心在彭州鴨子河一帶，相帶展布見(jiàn)圖2。

那么轉(zhuǎn)換面在坳陷中段與南段的地質(zhì)屬性如何？這是解決運(yùn)動(dòng)界面與層序地層方案分歧的關(guān)鍵。為此，中國(guó)石化西南油氣分公司專門在大邑-平落壩一帶部署了一條地震線，即稱平-大-鴨(P-D-Y)線。
    經(jīng)大邑1井與平落4井VSP測(cè)井沿平-大-鴨線的井、震聯(lián)合標(biāo)定(圖略)，獲得須家河組與香溪群沉積相區(qū)在坳陷中段、南段的對(duì)比結(jié)果(表略)。
3.2 地層對(duì)比結(jié)論
    ① 大邑地區(qū)的自流井組底與平落壩地區(qū)自流井組底基本可比；②大邑地區(qū)的須五段與平落壩地區(qū)的香四、香五、香六段基本可比；③大邑地區(qū)的須四段與平落壩地區(qū)的香三段可比，筆者認(rèn)為須四段并不是一些學(xué)者認(rèn)為的香二段；④大邑地區(qū)的須三段與平落壩地區(qū)的香二段可比；⑤大邑地區(qū)須二段、小塘子組、馬鞍塘組側(cè)變?yōu)槠铰鋲蔚貐^(qū)的海相香一段。
    值得指出的是，大邑地區(qū)須三段底(即中國(guó)石化認(rèn)為的T51界面)對(duì)下伏層的削截在大邑至灌口一帶十分明顯。由于龍門山構(gòu)造帶從NE→SW逐次抬升，須六、須五段依次遭剝蝕。川西坳陷的北、中、南段SQ1～SQ6層序?qū)Ρ热鐖D3所示[6]；展示坳陷的中段、北段各層序均可對(duì)比。

3.3 川西坳陷須家河組沉積相區(qū)與川中、蜀南地區(qū)香溪群沉積相區(qū)的對(duì)比
    據(jù)霧-威線及安-S-26、玉-S-22、中-S-10線井震聯(lián)合標(biāo)定，東西向地震反射結(jié)構(gòu)示意如圖4中展示：SQ1～SQ6各層序逐層往東上超，SQ1層序小塘子組的頂界反射界面T50、須二段頂界反射界面T51、SQ2、SQ3層序(小塘子組、須二段)由西向東逐層上超，終止在龍泉山 遂寧象山、樂(lè)至石湍一帶。須四段底界反射界面T52(中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦稱為Ⅱ1)則反之，在川西坳陷西坡發(fā)育由東向西的逐層上超。坳陷之東，SQ4、SQ5、SQ6層序(須四、須五、須六段)發(fā)育退覆式(向東)上超，表征沉積中心向東遷移。
    東西向鉆、測(cè)井層序與井、震結(jié)合對(duì)比也印證沉自中心東移的盆地結(jié)構(gòu)特征。轉(zhuǎn)換面也是安縣運(yùn)動(dòng)的構(gòu)造面，再往上的須五段底界反射界面T53遭侏羅系月界反射T4界面削截。與鄰區(qū)對(duì)比見(jiàn)圖5。

3.4 新層序地層劃分方案對(duì)四川盆地沉積相帶展布的影響
    須下盆沿瓦界面持續(xù)向東上超的T50、T51地震反射波展示了水體東進(jìn)的過(guò)程。在川中足6井[2]發(fā)現(xiàn)海相生物碎屑，其中顯微鏡鑒定發(fā)現(xiàn)有孔蟲(chóng)化石，在旺蒼立溪巖、南江趕場(chǎng)、川中蓬29井發(fā)現(xiàn)斜銼蛤與斜脊緬甸蛤化石及其碎片，在威遠(yuǎn)西部羅城地區(qū)井下發(fā)現(xiàn)斜脊緬甸蛤等海相化石。這些現(xiàn)象揭示：馬鞍塘期的海水經(jīng)鹽亭，直達(dá)川中地區(qū)的營(yíng)山、大足一帶。小塘子期的海水越過(guò)龍泉山，一股抵達(dá)威遠(yuǎn)西部的羅城，一股沿米倉(cāng)山、大巴山前緣直達(dá)南江趕場(chǎng)、通江涪陽(yáng)壩一帶。
   從濱海石英砂巖推斷另一股直達(dá)大足萬(wàn)古，展示了邊緣坳陷型沉積的水進(jìn)東界。說(shuō)明四川盆地的邊緣坳陷與甘孜、阿壩的特提斯海域相通，其間無(wú)大的阻隔。另外，在威遠(yuǎn)黃石板香一段中采得下侏羅統(tǒng)的卡達(dá)加孢化石。由于有孔蟲(chóng)、斜銼蛤、斜脊緬甸蛤及卡達(dá)加孢化石分屬卡尼克期、諾利克期和里阿斯-瑞替克期的化石，說(shuō)明威遠(yuǎn)在當(dāng)時(shí)是隆起區(qū)，同時(shí)也說(shuō)明香一段包含了不只一期的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)界面。再?gòu)氖糙?、中壩?gòu)造中6井須三段底部發(fā)現(xiàn)粟蛤類化石，須二段頂部發(fā)現(xiàn)海綠石化石，說(shuō)明須二、須三段系海陸過(guò)渡相的濱海湖沼與三角洲沉積，也是與特提斯海域間歇相通的證據(jù)。濱海湖沼與三角洲沉積隨水體東侵逐次東移，終止在遂寧象山，樂(lè)至石湍-南江、通江一帶，凸顯了海相烴源巖的油氣意義。為什么馬鞍塘、小塘子期的海水東進(jìn)邊界東于須二、須三段呢？從中-S-10線地震波判斷，在馬鞍塘、小塘子期地震波上超終止之后，須二、須三段地震波在此面上從西往東再次東超，“再次”展現(xiàn)了兩者間的無(wú)沉積型間斷；另一個(gè)原因是馬鞍塘、小塘子組地層太薄，地震無(wú)法分辨。
    安縣運(yùn)動(dòng)[7]后，隨著龍門山的升起，龍門山構(gòu)造帶阻隔了四川盆地與廣大海域的聯(lián)系，須上盆發(fā)育內(nèi)陸湖沼的前陸盆地型沉積，緊鄰龍門山前緣，以富碳酸鹽礫石為主的沖積扇(扇三角洲)、辮狀河三角洲、河流、洪泛湖泊沉積為主。向東側(cè)變?yōu)楦惶妓猁}砂屑砂巖(原來(lái)稱之為泥灰?guī)r)的香三段湖沼沉積。隨水體持續(xù)東侵，香四、香五、香六段的坳陷中心也漸次東移，直達(dá)鄂西秭歸的沙鎮(zhèn)溪，疊覆其上的侏羅系香溪群直達(dá)川東，以及湘、鄂西地區(qū)，繼而退出四川盆地。另?yè)?jù)寶興靈關(guān)一帶富含小蛤類與半咸水瓣鰓化石判斷，湖盆的另一股水流沿康滇地軸與寶興古陸之間的通道進(jìn)入云南，也退出四川盆地。
    印證湖盆東侵南進(jìn)的證據(jù)有以下3個(gè)方面：
    1) 從須家河組中各單砂體均是正粒序判斷，都屬水進(jìn)型沉積，再?gòu)捻?yè)巖的層數(shù)與厚度來(lái)看也展現(xiàn)湖盆東遷與南進(jìn)的特征[8～9]，在坳陷中部的大足魚(yú)口坳及萬(wàn)古一帶，大于5m的泥頁(yè)巖有6～8層，地層可六分，厚度由川西坳陷的3500m減薄至600余米；南至黔北的溫水、習(xí)水地區(qū)僅見(jiàn)2層，地層可三分，厚度由川中的600余米減薄至300余米；向東至南川、武隆柏楊村相變?yōu)樯皫r，地層不可分，厚度由川中的600余米，減薄至0～130余米；向北至達(dá)州鐵山、宣漢七里峽地區(qū)，見(jiàn)2～3層，地層可三分，厚度由川中的600余米減薄至500余米；再東至秭歸香溪地區(qū)，頁(yè)巖尖滅，地層不可分，厚度由達(dá)州鐵山、宣漢七里峽地區(qū)的500余米減薄為0～35m。上述現(xiàn)象表明：下部的頁(yè)巖逐層上超尖滅，上部頁(yè)巖表征了水體東進(jìn)，湖盆東遷的沉積過(guò)程。
   2) 古生物組合也與之相應(yīng)，在宣漢七里峽地區(qū)香一段采得卡萊新蘆木化石(Ncocalamites carerei Zeiller)，在秭歸香溪地區(qū)采得費(fèi)爾干杉，窄葉新蘆木等化石，而這些化石分子僅在須家河組上部或頂部的地層中發(fā)現(xiàn)。因此，地層層序與生物組合都展現(xiàn)湖盆東遷的特征；向南西方向，寶興靈關(guān)一帶夾劣煤層的頁(yè)巖增多增厚，也印證了湖盆南進(jìn)的過(guò)程。
   3) 油氣勘探領(lǐng)域的變化也展現(xiàn)這一特征：在川西坳陷的中段、北段，主產(chǎn)層以須二段為主，南段則以須三(香二)段為主。向東，在鹽亭、安岳一帶也以須三(香二)段為主；更向東的廣安，合川一帶，以須四、須五(香四、香六)段為主，到蜀南地區(qū)以香二、香四、香六、香八段為主。在湖盆東遷與南進(jìn)的過(guò)程中，油氣產(chǎn)層逐漸抬高是個(gè)不爭(zhēng)的事實(shí)?？傊诤柽w移過(guò)程中，不同地域具有不同的物源、水系，發(fā)育不同的烴源巖，沿不同的沉積中心有不同的河流與湖成三角洲相帶和儲(chǔ)集砂體。因此，不同的物源、水系在不同組段或同一組段巖石巖類不一，輕、重礦物組合也不相同。據(jù)此討論大區(qū)域的層位更是很難統(tǒng)一，這也從另一側(cè)面充分展現(xiàn)了不同的油氣勘探領(lǐng)域。
4 結(jié)論
    1) 上三疊統(tǒng)層序地層對(duì)比和層序系列展示了3類沉積盆地的縱向演化與沉積中心東遷、南進(jìn)的過(guò)程和油氣勘探領(lǐng)域縱向與平面的變化。
    2) 在川西坳陷中段，須四段并不是其他學(xué)者所認(rèn)為的香二段，須二段也非其他學(xué)者所認(rèn)為的香二段。地層對(duì)比結(jié)果顯示：須二段在川西坳陷南段側(cè)變?yōu)楹Ｏ嘞阋欢危诖ㄖ?、蜀南地區(qū)逐次上超尖滅。
    3) 川西坳陷中段須四段底表征的安縣運(yùn)動(dòng)不整合在坳陷南段和川中地區(qū)變?yōu)檎?。而在坳陷中段表征水進(jìn)擴(kuò)張的須三底界反射T51到坳陷南段的大邑地區(qū)，變?yōu)閷?duì)下伏層削蝕的香二段底，展現(xiàn)由不整合到整合的層序界面性質(zhì)。
    4) 川西南地區(qū)的香二段底界面與川中地區(qū)香二段底界的不整合面屬同一界面。
    致謝：本文在寫作過(guò)程得到中國(guó)石化西南油氣分公司楊克明、李書兵的指導(dǎo)，引用了中國(guó)石化西南油氣分公司及中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦的部分資料，在此一并致謝！
參考文獻(xiàn)
[1] 鄧康齡，何鯉，馮世煥，等.四川盆地上三疊統(tǒng)沉積巖相與油氣分布關(guān)系[R].成都：西南石油地質(zhì)局綜合研究大隊(duì)，1986.
[2] 羅啟后，王世謙.四川盆地中西部三疊系重點(diǎn)含氣層系天然氣富集條件研究(八·五國(guó)家重點(diǎn)科技專題攻關(guān)計(jì)劃)[R].成都：四川石油管理局地質(zhì)勘探開(kāi)發(fā)研究院，1995.
[3] 張健，李國(guó)輝，謝繼容，等.四川盆地上三疊統(tǒng)劃分對(duì)比研究[J].天然氣工業(yè)，2006，26(1)：12-15.
[4] 何鯉.四川盆地上三疊統(tǒng)地震地層劃分對(duì)比方案[J].石油與天然氣地質(zhì)，1989，10(4)：439-446.
[5] 何鯉，段勇，羅瀟，等.川西坳陷上三疊統(tǒng)層序地層劃分新方案[J].天然氣工業(yè)，2007，27(2)：6-11.
[6] 董立全，王信.川西坳中段上三疊統(tǒng)須家河組二段層序地層初析[J].沉積與特提斯地質(zhì)，2004，24(4)：66-75.
[7] 王金琪.安縣構(gòu)造運(yùn)動(dòng)[J].石油與天然氣地質(zhì)，1990，11(3)：223-234.
[8] 李書兵，何鯉，柳梅青，等.四川盆地三疊紀(jì)以來(lái)陸相盆地演化[J].天然氣工業(yè)，1999，19(增刊)：18-23.
[9] 周進(jìn)高，辛勇光，谷明峰，等.四川盆地中三疊統(tǒng)雷口坡組天然氣勘探方向[J].天然氣工業(yè)，2010，30(12)：16-19.
 
(本文作者：何鯉1 李梅2 熊亮1 冉飛3 廖震3 1.中國(guó)石化西南油氣分公司勘探開(kāi)發(fā)研究院；2.中國(guó)石化集團(tuán)西南石油局地質(zhì)錄井分公司；3.中國(guó)石油西南油氣田公司川西北氣礦勘探開(kāi)發(fā)研究所)