岩性油气藏  2020, Vol. 32 Issue (4): 12-22       PDF    
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四川盆地高石梯—磨溪地区下寒武统沧浪铺组沉积特征
彭军1, 褚江天1, 陈友莲2, 文舰1, 李亚丁2, 邓思思2    
1. 西南石油大学 地球科学与技术学院, 成都 610500;
2. 中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院, 成都 610051
摘要: 近年来,川中高石梯-磨溪地区特大型海相碳酸盐岩整装气田的发现揭示了下寒武统具有较大的勘探开发潜力,不同于主要目的层龙王庙组的是沧浪铺组的石油地质基础研究,尤其是沉积相研究十分薄弱,因此,有必要对该区沧浪铺组沉积特征展开研究。以层序地层学、沉积学、测井地质学等理论为指导,综合岩心、钻井、测井及薄片等多种资料,对高石梯-磨溪地区沧浪铺组沉积特征进行了研究。结果表明:沧浪铺组岩性自下而上呈碎屑岩-碳酸盐岩-碎屑岩-碳酸盐岩组合的变化规律;该组发育碎屑滨岸-陆棚、碳酸盐缓坡和风暴沉积等3种沉积模式,陆棚、内缓坡等2种沉积相以及混积浅水陆棚、浅水陆棚、混积潮坪、潟湖和浅滩等5种沉积亚相;沧浪铺组沉积期研究区以陆棚相沉积为主,自下而上呈浅水陆棚-混积浅水陆棚-浅滩-混积潮坪-浅水陆棚-混积浅水陆棚-混积潮坪的沉积亚相演替规律。该研究成果为高石梯-磨溪地区下一步下古生界油气地质基础研究及优质储层的分布和预测提供了参考。
关键词: 沉积模式    沉积相    沧浪铺组    高石梯—磨溪地区    四川盆地    
Sedimentary characteristics of Lower Cambrian Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area, Sichuan Basin
PENG Jun1, CHU Jiangtian1, CHEN Youlian2, WEN Jian1, LI Yading2, DENG Sisi2    
1. School of Geosciences and Technology, Southwest Petroleum University, Chengdu 610500, China;
2. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Southwest Oil & Gas Field Company, Chengdu 610051, China
Abstract: In recent years, the discovery of the extra-large integral marine carbonate gas field in Gaoshiti-Moxi area in central Sichuan province has revealed that the Lower Cambrian has great potential for oil and gas exploration and development. Unlike Longwangmiao Formation which is of the main target in this area, the study on petroleum geological basis of Canglangpu Formation is still rather weak, especially on the subject of sedimentary facies. Therefore, it is quite essential to do study on the sedimentary characteristics of Canglangpu Formation in this area. Based on theories of sequence stratigraphy, sedimentology and logging geology, the sedimentary characteristics of Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area were studied by combining the data of coring, drilling, logging and core cuttings analysis as well. The results show that the lithology in Canglangpu Formation shows the change law of clastic rock-carbonate rock-clastic rock-carbonate assemblage from bottom to top. There are three sedimentary models developed in Canglangpu Formation, including detrital shore-shelf, carbonate gentle slope and storm deposit, two types of sedimentary facies, including shelf and inner gentle slope, and five types of sedimentary subfacies, including mixed shallow water shelf, shallow water shelf, mixed tidal flat, lagoon and shoal. There is mainly continental shelf facies in Canglangpu Formation, and there presents the sedimentary subfacies succession law of shallow water shelf-mixed shallow water shelf-shallow beach-mixed tidal flat-shallow water shelf-mixed shallow water shelf-mixed tidal flat. The research results may provide a reference for the further study on Lower Paleozoic petroleum geology and distribution and prediction of high-quality reservoirs in GaoshitiMoxi area.
Key words: sedimentary model    sedimentary facies    Canglangpu Formation    Gaoshiti-Moxi area    Sichuan Basin    
0 引言

四川盆地是我国西部重要的含油气盆地,早在20世纪60年代,震旦系—寒武系就是四川盆地的重要产层之一[1]。近几年,川中古隆起上的高石梯—磨溪地区寒武系龙王庙组油气勘探获得重大突破,揭示了四川盆地寒武系具有巨大的勘探潜力,诸多学者也对震旦系—寒武系开展了深入研究[2-5],但最新油气资源调查结果显示,寒武系资源发现率仅占17.5%,表明四川盆地寒武系勘探程度较低。已有研究成果表明,四川盆地寒武系地层发育完全,主要烃源岩为筇竹寺组巨厚层的泥页岩,同时,大油气藏主要分布于拉张槽附近的构造高部位,具有近源、近储的特点[6-13]。高石梯—磨溪地区正处于川中古隆起的东侧高部位上,其西毗连绵阳—长宁拉张槽,推测该区沧浪铺组勘探潜力巨大[14-17]

目前,针对下寒武统的研究多集中在筇竹寺组和龙王庙组,对于沧浪铺组的油气地质基础研究较少。在高石梯—磨溪地区,尚未有学者对沧浪铺组沉积相做过针对性研究,仅在讨论其他层位沉积相时简略提及。文献调研显示,曾有学者在不同时期提出过不同观点:冯增昭等[18]提出沧浪铺组沉积模式以碎屑台地为主,东北部地区为碳酸盐台地;唐娜[19]、张满郎等[20]认为沧浪铺组为滨岸—陆棚相沉积;李皎等[21]认为四川盆地沧浪铺组沉积期发育滨岸—混积台地相;杜金虎等[22]认为四川盆地沧浪铺组整体的沉积背景为混积缓坡。由于大多数结论受当时勘探程度的制约,未考虑古隆起、拉张槽对于盆地内沉积相的限制,或并未将沧浪铺组作为重点层位研究,多具片面性。因此,在参照现有资料的基础上,以层序地层学、沉积学、测井地质学等理论为指导,针对四川盆地高石梯—磨溪地区沧浪铺组沉积相发育特征及其分布规律开展综合研究,以期为该区沧浪铺组储层研究乃至整个下古生界油气地质基础研究提供参考。

1 区域地质背景

四川盆地在寒武纪位于上扬子板块的西北地区,其发育受周缘构造运动控制,形成菱形的沉积盆地。在沧浪铺组沉积期,有汉南、摩天岭、泸定和康滇等4个古陆在不同时期为盆地内部提供物源,与此同时,绵阳—长宁拉张槽和川中水下高地共同控制盆地内的沉积相分布。高石梯—磨溪地区地处四川盆地中部遂宁与安岳之间[图 1(a)],位于川中水下高地的东段[4, 23-26]

下载原图 图 1 高石梯—磨溪地区位置(a)和沧浪铺组地层岩性柱状图(b) Fig. 1 Location of Gaoshiti-Moxi area(a)and stratigraphic column of Canglangpu Formation(b)

高石梯—磨溪地区下寒武统无缺失,自下而上发育筇竹寺组、沧浪铺组和龙王庙组,沧浪铺组与下伏筇竹寺组、上覆龙王庙组均呈整合接触[27-28]。沧浪铺组沉积期处于筇竹寺组碎屑岩沉积转变为龙王庙组碳酸盐岩沉积的过渡阶段,盆地古地貌由“隆坳相间”格局变为西北高、东南低的缓坡格局,导致岩性复杂,碎屑岩、碳酸盐岩与混积岩均发育[29-36]。高石梯—磨溪地区沧浪铺组沉积期整体上经历了2次由海侵到海退的沉积过程,从岩性和地层上可划分为2段:沧1段厚度为36~115 m,主要发育灰色、深灰色石英粉砂岩、深灰色泥页岩和灰色白云质粉砂岩、鲕粒云岩、砂质云岩互层的混合沉积;沧2段厚度为43.5~118.7 m,主要发育灰色、深灰色的砂泥岩沉积,顶部普遍见一套砾屑云岩、砂质云岩沉积[图 1(b)]。对地层进行层序划分,可划分出2个三级层序,基本上可与沧1段、沧2段相对应,每个三级层序均可识别出海侵体系域和高位体系域。

2 沉积相识别标志 2.1 沉积学标志 2.1.1 颜色

沉积岩的颜色不仅可指示矿物、元素组成,更可直接反映沉积环境。四川盆地高石梯—磨溪地区碎屑岩颜色以深灰色[图 2(a)]、灰色[图 2(b)]和浅灰色为主,深灰色反映深水还原环境,灰色和浅灰色反映浅水弱氧化—弱还原环境。

下载原图 图 2 高石梯—磨溪地区沧浪铺组钻井取心宏、微观照片 (a)深灰色粉砂质泥岩,高石10井,4 700.83~4 701.08 m,岩心照片;(b)灰色钙质粉砂岩,高石23井,4 743.39 m,岩心照片;(c)灰色泥质粉砂岩中的脉状层理构造,宝龙1井,5 058.77~5 058.87 m,岩心照片;(d)砾屑云岩,风暴岩的砾石层,高石10井,4 715.49~4 715.69 m,岩心照片;(e)虫迹,磨溪17井,4 745.66~4 745.80 m,岩心照片;(f)灰色鲕粒灰岩,宝龙1井,5 052.50 m,岩心照片;(g)生屑灰岩,见古杯,三叶虫和腕足,宝龙1井,5 038.31 m,普通薄片,单偏光;(h)细砂质粉晶云岩,宝龙1井,5 052.11 m,普通薄片,单偏光 Fig. 2 Macro and micro photos of core drilling of Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area
2.1.2 沉积构造

(1)水平层理。在沧1段中部的泥页岩、粉砂质泥岩和沧2段中部的泥页岩中常发育呈直线状且平行于层面的纹层或薄层组成的水平层理,指示较稳定的低能水动力条件。

(2)潮汐层理。在高石梯—磨溪地区钻井岩心观察见透镜状层理、脉状层理、波状层理组合,发育在云质粉砂岩、粉砂质云岩、泥岩互层的地层中,说明高能水动力条件和低能水动力条件交替出现,指示潮坪环境[图 2(c)]。

(3)粒序层理。在沧浪铺组顶部普遍发育风暴粒序层理,自下而上由冲刷面、粒序层、纹层段、泥岩段组成向上变细的正粒序,每一个风暴粒序层理都反映了水动力由强变弱的过程,指示风暴砾屑滩环境[图 2(d)]。

(4)冲刷构造。在沧浪铺组上段的风暴流沉积物中普遍发育冲刷构造,表现为在泥岩层顶面的坑槽被粗粒沉积物充填,呈岩性突变,为风暴流沉积物的底界面,反映短暂的强水动力沉积环境。

(5)包卷层理。在高石梯—磨溪地区沧2段中部和底部的砂泥岩沉积物中发育这种沉积构造,呈“包卷”状态,指示浅海陆棚环境。

(6)虫孔构造。砂泥岩中普遍发育有垂直于层面的虫孔和平行于层面的虫孔,前者反映强水动力条件,后者反映弱水动力条件[图 2(e)]。

2.1.3 岩石类型

(1)碎屑岩。以粉砂岩为主,整体具有高成分成熟度和低结构成熟度的特点。根据粉砂岩的成分、结构特征,划分出以下3种类型,反映了不同的沉积环境:①云质石英粉砂岩。主要沉积于高能条件下的混积潮坪中,颜色为灰色、浅灰色,分选较好,发育潮汐层理和垂直于层面的虫孔构造,分布于沧1段上部和沧2段上部;②泥质石英粉砂岩。主要沉积于低能条件下的浅水陆棚环境中,颜色常见有灰绿色、深灰色,少见灰色,见海绿石、鲕绿泥石矿物,磨圆以次棱角状为主,分选较好,发育水平层理和平行于层面的虫孔构造,分布于沧1段中部和沧2段中部;③钙质石英粉砂岩。多分布于沧1段中上部,颜色呈深灰色,分选较好,发育平行层面的虫孔构造,主要反映混积陆棚环境[图 2(b)]。

(2)泥岩。主要形成于浅水陆棚环境和潮坪环境中,通过镜下观察分析,根据成分特征识别出粉砂质泥岩[图 2(c)]和泥岩2种类型。多分布于沧1段中部和沧2段中部,颜色主要为灰绿色、深灰色,发育水平层理、透镜状层理和虫孔构造。

(3)碳酸盐岩。主要有以下4种岩石类型:①泥晶灰岩类。发育在缺少强水动力簸选的较安静的低能环境中,根据矿物成分划分为2类,一类全部由泥晶方解石组成,不含陆源碎屑物质,另一类是含有少量陆源碎屑物质的泥晶灰岩。②颗粒灰岩类。在高石梯—磨溪地区较为常见,主要分布于沧1段上部和沧2段上部,按颗粒类型划分出鲕粒灰岩、生屑灰岩和内碎屑灰岩等类型。鲕粒灰岩颜色多为灰色、深灰色,镜下观察发现,该类岩石颗粒含量高,为颗粒支撑,填隙物主要是亮晶方解石,反映中—高能鲕粒滩环境[图 2(f)];生屑灰岩宏观上以灰色、深灰色为主,镜下观察发现,颗粒含量高,颗粒以腕足、三叶虫碎片为主,填隙物主要是泥晶方解石,反映低—中低能的浅滩环境[图 2(g)];内碎屑灰岩多分布于沧1段上部,宏观上以灰色为主,镜下观察发现,内碎屑以砂屑为主,偶见砾屑,粒间胶结物为泥晶方解石,反映中—低能的浅滩环境。③晶粒云岩类。按照矿物成分和晶粒的粗细可划分出粉晶云岩、粉砂质粉晶云岩、细晶云岩和粉砂质细晶云岩等类型。粉晶云岩和细晶云岩颜色均以深灰色、灰色为主,主要由细晶或粉晶白云石组成,颗粒体积分数小于10%,见少量泥质,发育水平层理,反映潟湖环境;粉砂质粉晶云岩和粉砂质细晶云岩颜色均以灰色、浅灰色为主,石英颗粒分选较好、磨圆差[图 2(h)],反映混积潮坪环境,在沧1段顶部和沧2段顶部广泛发育;④颗粒云岩类。分布于沧1段上部和沧2段上部,按照颗粒类型分为鲕粒云岩和砾屑云岩。鲕粒云岩颜色以深灰色为主,粒间有粉晶白云石胶结物,反映低—中能浅滩环境;砾屑云岩多分布于沧2段顶部的风暴流沉积序列中,砾屑为白云岩碎屑,呈板条状、椭圆状,粒间填隙物多为自形—半自形的粉晶白云石,反映风暴砾屑滩环境[图 2(d)]。

2.2 古生物标志

通过镜下薄片观察发现,在高石梯—磨溪地区沧1段上部的生屑灰岩中含有古生物化石及碎片,识别出古杯、三叶虫和腕足等3种类型[图 2(g)],通过观察古生物化石的形态和组合特征能够推测其沉积环境。古杯是一种底栖造礁生物,反映浅海环境;三叶虫是主要发育于古生代寒武系的一种底栖海生生物,属古生节肢动物,生于海底,种类繁多,大小不一,在浅海海域石灰岩中较常见;腕足是一种底栖的海生生物,存在于石灰岩中,反映浅海环境。其中,古杯化石零散分布且保存形态完好,三叶虫和腕足多以生物碎片的形态出现,密集分布于生屑灰岩中,指示生屑滩环境。

2.3 测井相标志

(1)箱形。该类型测井相在取心井段的测井曲线中较为常见,以自然伽马曲线为例,表现为数值的相对最低值,相对于围岩呈平缓箱形,曲线的顶部和底部都呈低—高值间的高幅突变接触关系。对应岩性以生屑灰岩、鲕粒灰岩、砂屑灰岩、生屑云岩及云质石英粉砂岩为主,代表浅滩亚相环境[图 3(a)]。

下载原图 图 3 高石梯—磨溪地区沧浪铺组岩-电模型 Fig. 3 Lithology-logging model of Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area

(2)钟形。该类型测井相也比较常见,表现为自然伽马曲线值自下而上逐渐增大、曲线幅度变小,顶部为渐变接触关系,而底部为突变接触关系,曲线呈钟形。岩性由下部的石英细砂岩向上部的泥质石英粉砂岩、泥岩变化,代表水动力逐渐减弱的浅水陆棚亚相沉积环境[图 3(b)]。

(3)漏斗形。该类型测井相也相当常见,曲线形态特征刚好与钟形测井相特征相反。自下而上表现为由浅水陆棚亚相的粉砂岩、混积陆棚亚相的云质粉砂岩向混积潮坪亚相的砂质云岩变化,反映向上变浅加粗、水动力逐渐增强的混积潮坪亚相沉积环境[图 3(c)]。

(4)齿形。该类型测井相特征表现为自然伽马曲线呈变化幅度较大的尖峰状或圆滑指形,岩石类型以云质石英粉砂岩、钙质石英粉砂岩等混积岩为主,代表频繁振荡水动力条件下的混积浅水陆棚沉积环境[图 3(d)]。

3 沉积相类型及特征 3.1 沉积相划分

通过钻井取心,基于岩心宏观、微观分析和室内单井沉积相划分研究,在总结岩石学、沉积构造、古生物化石、测井相特征的基础上,结合区域地质背景和前人对相邻层位的研究成果,针对四川盆地高石梯—磨溪地区及周边沧浪铺组划分出陆棚相和内缓坡相,再根据沉积相识别标志和岩石组成特征,识别出若干沉积亚相和沉积微相(表 1)。

下载CSV 表 1 高石梯—磨溪地区及周边沧浪铺组沉积相类型划分 Table 1 Classification of sedimentary facies types of Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area and its surroundings
3.2 沉积相类型及特征 3.2.1 陆棚相

浅海陆棚是指位于滨岸与陆坡之间的地区,水动力条件复杂,主要发育浅水陆棚亚相和混积浅水陆棚亚相。常见有云质石英粉砂岩、泥质石英粉砂岩、钙质石英粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩、粉砂质泥晶灰岩等岩石类型和钙质粉砂岩、粉砂质泥晶灰岩、泥岩呈薄层或极薄层互层的沉积组合,发育水平层理、包卷层理、虫孔等沉积构造。

(1)浅水陆棚。在沧1段下部和沧2段下部发育浅水陆棚沉积,岩石类型以灰色、深灰色的泥质石英粉砂岩、粉砂质泥岩和泥岩为主,发育水平层理和虫孔构造。GR曲线在海侵体系域(TST)中呈钟形,表现为向上粒度变细的沉积序列;在高位体系域(HST)中呈漏斗形,表现为向上变粗的沉积序列。根据沉积物成分和特征的差异,将浅水陆棚亚相细分为砂质陆棚、砂泥质陆棚和泥质陆棚。

(2)混积浅水陆棚。发育灰色、深灰色的粉砂质灰岩、钙质石英粉砂岩、云质石英粉砂岩、粉砂质泥晶灰岩等岩石类型及钙质粉砂岩与粉砂质泥晶灰岩互层的岩性组合,常见水平层理、浪成沙纹层理和虫孔等沉积构造,GR曲线呈齿形。根据沉积物成分和特征的差异,将混积浅水陆棚亚相细分为含粉砂灰质陆棚和含钙粉砂质陆棚。

3.2.2 内缓坡相

内缓坡是位于风暴浪基面以上的向海平缓倾斜、水体逐渐变深的沉积环境,其间没有明显的坡折,岩性比较稳定,以碳酸盐岩沉积为主,主要发育混积潮坪、潟湖和浅滩等3种沉积亚相。

(1)混积潮坪。在沧1段顶部和沧2段顶部均发育混积潮坪沉积,岩石类型以粉砂质白云岩和白云质石英粉砂岩为主,发育水平层理和潮汐层理,GR曲线呈漏斗形。根据沉积物成分和特征的差异,将混积潮坪亚相细分为云质砂坪和粉砂质云坪。

(2)潟湖。在沧2段顶部发育潟湖沉积,岩性主要有深灰色的粉晶白云岩、泥质白云岩、含泥质条带泥晶灰岩和泥质泥晶灰岩,环境能量低,发育水平层理。根据沉积物的成分,将潟湖亚相细分为云质潟湖、灰泥质潟湖和灰质潟湖。

(3)浅滩。在沧1段上部和沧2段上部均可识别出典型的浅滩沉积,发育颗粒云岩和颗粒灰岩,常见交错层理。颗粒云岩和颗粒灰岩中均夹杂陆源粉砂,颗粒类型以鲕粒、生屑和砂屑为主,少见砾屑。根据组成浅滩的颗粒类型,将浅滩亚相细分为砂屑滩、砾屑滩、生屑滩和鲕粒滩。

4 沉积相演化 4.1 沉积相垂向演化

宝龙1井是位于磨溪地区的一口典型取心井,岩心上沉积现象丰富。通过精细研究,将宝龙1井沧浪铺组划分为2个三级层序,包含2个海平面升降旋回,海平面整体呈下降趋势,发育陆棚相和内缓坡相。其中,SQ1-TST时期,继承了筇竹寺组时期的沉积特征,发育浅水陆棚亚相的灰色粉砂岩。随着海平面上升和裂陷槽的阻挡作用,陆源碎屑物质供应不足,发育深灰色钙质石英粉砂岩与灰色粉砂质泥晶灰岩互层的混积浅水陆棚沉积;SQ1-HST时期,海平面下降,川中水下高地继续缓慢隆升,导致该地区发育内缓坡相。水深逐渐变浅,由浅滩亚相的颗粒灰岩变为混积潮坪亚相的砂质云岩沉积。SQ2-TST时期,盆地周缘古陆发生隆升,向盆地内大量注入碎屑物质,随着海平面上升,水下高地的遮挡作用减弱,主要发育陆棚相,岩性变为浅水陆棚亚相的石英粉砂岩、泥质石英粉砂岩和泥页岩;SQ2-HST时期,康滇古陆构造稳定,向盆地内输送碎屑物质减少,由于海平面下降,盆地周缘的高部位又开始起到遮挡作用,导致碎屑岩沉积环境变为含有少量碎屑物质的碳酸盐岩环境,发育内缓坡相,岩性以混积潮坪亚相的粉砂质云岩为主(图 4)。

下载原图 图 4 宝龙1井沧浪铺组沉积相综合柱状图 Fig. 4 Comprehensive histogram of sedimentary facies of Canglangpu Formation in well Baolong-1
4.2 沉积相平面展布及演化

在对区内17口单井的沧浪铺组沉积相解释基础上,以沉积体系域作为沉积相平面图的编图单元,运用优势相法则,分别绘制出高石梯—磨溪地区沧浪铺组4个沉积体系域的沉积亚相平面展布图。

SQ1-TST时期,全区继承了笻竹寺组的沉积特征,整体发育陆棚相。磨溪地区的磨溪202、磨溪17、磨溪13、磨溪21、磨溪8、磨溪18、宝龙1、磨溪107等8口单井及其邻近区域位于川中水下隆起的构造高部位,受拉张槽和古地貌的影响,使得来自盆地西部泸定古陆和来自盆地西南部康滇古陆的陆源碎屑物质受限,沉积物以混积岩为主,发育混积浅水陆棚亚相,其余地区沉积物以纯碎屑岩为主,发育浅水陆棚亚相[图 5(a)]。SQ1-HST时期,绵阳—长宁拉张槽的控制作用导致物源供给受限,海平面下降,川中水下隆起的高部位进一步对碎屑物质起到遮挡作用,高石梯—磨溪地区发育含有少量碎屑物质的碳酸盐岩沉积,区内高石10井、安平1井、磨溪13井、磨溪21井、磨溪18井、女基井范围内的高部位上发育NE—SW向呈葫芦状的内缓坡相,其余区域发育陆棚相。其中,磨溪9井、磨溪10井一带以东发育浅水陆棚亚相,其以西至磨溪13井、安平1井和高石17井之间地带发育混积浅水陆棚亚相,磨溪21井、磨溪18井一带以西至高石10井发育条带状混积浅水陆棚亚相,高石10井以西发育浅水陆棚亚相;在缓坡范围内,高科1井、安8井、宝龙1井、女基井及其各自邻近区域发育小规模浅滩亚相,其余区域皆发育混积潮坪亚相。沿NW—SE方向发育浅水陆棚亚相—混积浅水陆棚亚相—潮坪(浅滩)亚相—混积浅水陆棚亚相—浅水陆棚亚相的平面展布规律,各相带大致呈NE— SW向延伸[图 5(b)]。

下载原图 图 5 高石梯—磨溪地区沧浪铺组沉积体系域沉积亚相平面分布 Fig. 5 Distribution of sedimentary subfacies of Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area

SQ2-TST时期,拉张槽由于填平补齐作用对其西部物源的遮挡能力减弱,盆地西部的泸定古陆(康滇陆北段)和盆地东北部的汉南古陆开始大量提供陆源碎屑,海平面上升,浅滩的遮挡作用变弱,导致碳酸盐岩沉积环境被破坏,全区发育陆棚相,磨溪21井—女基井一带发育NE—SW向呈条带状分布的混积浅水陆棚亚相,其余区域发育浅水陆棚亚相[图 5(c)]。至SQ2-HST时期,海平面下降,女基、高石10、高石17、高石23、宝龙1、磨溪202、磨溪17、高科1等井及其邻近区域位于水下高部位,再次形成小规模浅滩,康滇古陆和泸定古陆均趋于稳定,向盆地内部输送的碎屑物质减少,研究区整体发育内缓坡相,女基井—安8井一带以西发育混积潮坪和浅滩亚相,以东发育潟湖亚相,沿NW—SE向依次发育混积潮坪、浅滩、潟湖等亚相[图 5(d)]。

5 沉积模式

通过对上述沉积相识别标志、沉积相特征和沉积相展布规律进行分析,结合高石梯—磨溪地区构造背景和前人研究成果,总结出研究区沧浪铺组发育海相陆源碎屑和海相碳酸盐等2种不同的沉积类型,整体上是由滨岸—陆棚沉积模式演变为碳酸盐缓坡沉积模式的过程,发育滨岸—陆棚模式、碳酸盐缓坡模式和风暴沉积模式。

沧浪铺组沉积初期,四川盆地整体上呈“隆坳相间”的古地理格局,高石梯—磨溪地区位于川中水下隆起之上,继承了筇竹寺组沉积晚期的沉积特征,发育滨岸—陆棚沉积模式[图 6(a)],以碎屑岩沉积为主。沧浪铺组沉积早—中期,海平面下降,高石梯—磨溪地区周缘的高部位形成浅滩。与此同时,受绵阳—长宁拉张槽的遮挡作用影响,高石梯—磨溪地区接收来自泸定古陆和康滇古陆的陆源碎屑减少,逐渐变为含陆源碎屑的碳酸盐岩沉积,研究区地形平缓,发育碳酸盐缓坡模式[图 6(b)]。沧浪铺组沉积中—晚期,海平面上升,绵阳—长宁拉张槽处于闭合阶段,遮挡能力减弱,周缘古陆向盆地内部大量提供陆源碎屑物质,发育滨岸—陆棚沉积模式。沧浪铺组沉积晚期—龙王庙组沉积早期,绵阳—长宁拉张槽完全被填平补齐,四川盆地的古地形整体变为由西北向东南缓慢降低。该时期盆地周缘构造稳定,古陆提供的物源供给减少,随着海平面下降,高石梯—磨溪地区的高部位对搬运至此的陆源碎屑物质起到遮挡作用,开始沉积含陆源碎屑的碳酸盐岩,发育碳酸盐缓坡模式。在该时期,高石梯—磨溪地区普遍遭受NE—SW向风暴流的冲刷作用[37],发育风暴沉积模式[图 6(c)]。

下载原图 图 6 高石梯—磨溪地区沧浪铺组沉积模式(据文献[35]修改) Fig. 6 Sedimentary models of Canglangpu Formation in Gaoshiti-Moxi area
6 结论

(1)四川盆地高石梯—磨溪地区在沧浪铺组沉积期发育浅海陆棚体系和碳酸盐缓坡体系,主要的沉积相类型有陆棚相和内缓坡相,可进一步划分为浅水陆棚、混积浅水陆棚、混积潮坪、潟湖、浅滩等5个沉积亚相。

(2)平面上,在四川盆地高石梯—磨溪地区SQ1-TST时期,发育陆棚相沉积,磨溪地区的地理位置较高石梯地区高,发育混积浅水陆棚亚相,其余区域发育浅水陆棚亚相;SQ1-HST时期,由于海平面的下降和水下古隆起的上升,自W—E向呈现陆棚相—内缓坡相—陆棚相的展布规律;SQ2-TST时期,普遍发育陆棚相;到SQ2-HST时期,高石梯—磨溪地区普遍发育内缓坡相,自NW—SE向呈混积潮坪—浅滩—潟湖亚相的展布规律。

(3)四川盆地高石梯—磨溪地区沧浪铺组共发育3种沉积模式,分别为滨岸—陆棚模式、碳酸盐缓坡模式和风暴沉积模式。

参考文献
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