徐鑫壽，吳湘，龐文強，錢子桐(長江大學(xué) 地球科學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430100)

0 引言

四川盆地經(jīng)多年的油氣勘探已發(fā)現(xiàn)羅家寨、普光、威遠(yuǎn)等多個油氣田，四川盆地侏羅系的油氣勘探有著埋藏深度淺、成本與風(fēng)險小的優(yōu)點[1]。近期，位于川渝地區(qū)的平安1 井，針對涼高山組頁巖進(jìn)行鉆探試井，油氣流可達(dá)百方油、十萬方氣，目前可達(dá)天然氣11.45×104m3/d，以及油112.8 m3/d，表明涼高山組具有豐富的油氣資源[2]。特別是川東達(dá)州位于中侏羅統(tǒng)涼高山組沉降中心，具有相同的地質(zhì)條件，也可形成“自生自儲、下生下儲等”多類的生儲蓋組合，也具有較好的勘探潛力。前人對川東達(dá)州中侏羅統(tǒng)涼高山組沉積特征進(jìn)行一系列研究，認(rèn)為川東侏羅系涼高山組分為涼上段與涼下段，總體為一個湖侵—湖退體系域[3]，發(fā)育三個物源控制的三角洲體系。然而，研究區(qū)鉆井少，取芯不全等影響因素，對涼高山組內(nèi)部的沉積特征尚未開展精細(xì)的研究，從而制約了油氣評價，導(dǎo)致該區(qū)的油氣勘探進(jìn)展較為緩慢。

野外露頭剖面的精細(xì)觀測與描述為涼高山組沉積特征研究提供了堅實的基礎(chǔ)，達(dá)州金窩剖面頂?shù)捉缦耷逦?，出露較好，交通便利，總體以灰色粉砂巖、灰綠色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖、灰黑色頁巖、泥巖為主，厚242 m。根據(jù)巖相組合規(guī)律，結(jié)合重礦物組合的含量變化，將涼高山組劃分為三段，自下而上為涼一段，涼二段以及涼三段。涼二段白鈦石以及金紅石急劇減少，且石榴子石是急劇增多，涼三段石榴子石比例占一半以上，而在上覆的沙溪廟組急劇減少。鐵白云石與鋯石自下而上呈先增多后減少的趨勢，在涼二段含量最高，說明涼一段至涼三段物源發(fā)生了顯著變化。

1 沉積相標(biāo)志

1.1 巖性標(biāo)志

巖性標(biāo)志主要體現(xiàn)在沉積物粒度、成分、顏色以及結(jié)構(gòu)特征，涼高山組砂巖總體巖性較細(xì)，以灰綠色、灰色粉砂巖為主，局部細(xì)砂巖。薄片鑒定結(jié)果顯示，研究區(qū)砂巖類型以長石質(zhì)巖屑砂巖和巖屑砂巖為主，石英礦物含量最高，占相對含量53.1%～70.3%，平均57.6%；長石礦物占相對含量12.6%～29.7%，平均23.6%。巖屑含量總體較高，占相對含量16.8%～30.6%，巖屑主要以凝灰?guī)r巖屑為主，以酸性噴出巖為主，其次為粘土巖巖屑，局部為變質(zhì)巖巖屑。泥巖主要為灰色和深灰色粉砂質(zhì)泥巖，深灰色和黑色泥巖、頁巖為主。總體為巖性較細(xì)，顏色為還原色，為水下沉積產(chǎn)物。

1.2 沉積構(gòu)造標(biāo)志

原生沉積構(gòu)造能夠反映沉積物沉積水動力條件，比如強水動力條件下可形成平行層理、交錯層理、塊狀層理，同時主要位于顆粒較粗的砂巖之中。水平層理、透鏡狀層理以及沙紋層理形成于水動力較弱的沉積環(huán)境。

(1)水平層理：發(fā)育在沉積物較細(xì)的泥巖或粉砂質(zhì)泥巖中，代表水動力較弱和相對穩(wěn)定的沉積環(huán)境，代表的淺湖或半深湖的水體較深的沉積環(huán)境。

(2)透鏡狀層理：巖性表現(xiàn)為泥多砂少的特征，主要為水體能力減弱或處于活動期與停滯期交替時期，砂體呈現(xiàn)透鏡狀，代表淺湖沉積環(huán)境。

(3)沙紋層理：巖性主要為粉砂巖或泥質(zhì)粉砂巖，反映了中等的水動力環(huán)境，發(fā)育于淺湖或席狀砂環(huán)境。

(4)平行層理：為粒度較粗的粉砂巖或細(xì)砂巖組成，反映水動力較強以及較為穩(wěn)定的沉積環(huán)境，代表在三角洲前緣水下分流河道沉積。

(5)塊狀層理：在層內(nèi)物質(zhì)均勻，組分和結(jié)構(gòu)均無分異現(xiàn)象，不顯示細(xì)層構(gòu)造的層理，主要發(fā)育于水動力較強的三角洲前緣水下分流河道沉積。

(6)沖刷充填構(gòu)造：一般發(fā)育在河道底部，反映水流速度突然增加，沖刷在泥巖之上，形成不規(guī)則的痕跡界面，界面之上為砂巖，界面之下為泥巖。

1.3 古生物標(biāo)志

研究區(qū)涼高山組的古生物及古植物主要為植物碎片、介殼類以及瓣腮類。這些古生物及古植物在巖石中不同程度的富集，比如在淺湖中主要為植物碎片，在半深湖中主要為介殼類以及瓣腮類。此外半深湖中的古生物含量與泥巖顏色呈現(xiàn)一定關(guān)系，顏色越深，其含量越高，因此，古生物特征對沉積環(huán)境的判別具有一定的借鑒意義。

2 沉積相類型及特征

2.1 三角洲相

研究區(qū)主要發(fā)育水下三角洲前緣沉積部位，進(jìn)一步可識別出水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂砂壩以及支流間灣等微相。

(1)三角洲前緣中水下分流河道沉積微相最為發(fā)育，巖性主要為灰色、灰綠色粉砂巖、細(xì)砂巖，沉積物以砂、粉砂為主，泥質(zhì)極少。底部發(fā)育大型槽狀交錯層理，往上發(fā)育楔狀交錯層理，中上部發(fā)育小型槽狀交錯層理、塊狀層理。粒度從下到上逐漸變細(xì)，主要發(fā)育粉砂巖和細(xì)砂巖，具有多期沖刷-充填構(gòu)造，正旋回。根據(jù)沖刷面和旋回特征，水下分流河道一般可劃分為2～5 期單河道充填。

(2) 支流間灣沉積物以灰綠色巖為主，含少量粉砂、細(xì)砂，多為弱還原色，野外露頭表現(xiàn)為灰綠色泥巖與粉砂質(zhì)泥巖互層，其中粉砂質(zhì)含量高。具有水平層理、波狀層理、塊狀層理，可見生物介殼和植物碎屑、生物擾動構(gòu)造，總體為分支河道間形成的一系列沉積物，也是判別區(qū)分水下環(huán)境與陸上環(huán)境的有效識別標(biāo)志。

(3)遠(yuǎn)砂壩為湖泊波浪改造至遠(yuǎn)端形成的沉積微相類型，巖性相對較細(xì)，以粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，最大的特征是反粒序，下部為粉砂質(zhì)泥巖，向上過渡到粉砂巖，呈反韻律沉積，一般沉積在三角洲前緣遠(yuǎn)端。

(4)河口壩巖性相對遠(yuǎn)沙壩粗，主要為細(xì)砂和粉砂組成，受湖水頂托作用，逐漸在河口堆積形成，發(fā)育槽狀交錯層理、楔狀交錯層理、平行層理、波狀層理和水流波痕，生物化石稀少，涼高山段這類野外露頭并不常見。

(5)水下天然堤巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖和泥巖、粉砂質(zhì)泥巖互層組成，發(fā)育小型槽狀交錯層理，沙紋層理，整體為正旋回，一般位于水下分流河道上部。

(6)席狀砂巖性以粉砂巖為主，在湖泊作用較強烈的河口區(qū)，受波浪作用呈席狀分布，砂體質(zhì)地純，分選好，發(fā)育交錯層理，透鏡體。

2.2 淺湖亞相

涼高山組淺湖亞相沉積微相主要為淺湖泥和淺湖灘壩。陸源碎屑物質(zhì)供應(yīng)充分時可出現(xiàn)較多細(xì)砂巖。砂巖膠結(jié)物以泥質(zhì)、鈣質(zhì)為主，分選磨圓較好，且受到波浪和湖流作用影響較大，發(fā)育水平、波狀層理，水動力強時可發(fā)育小型交錯層理。且水生生物茂盛，生物化石豐富。少見菱鐵礦、鮞綠泥石等弱還原條件下的自身礦物。

(1)淺湖泥巖性以深灰色泥巖為主，由于沉積物搬運距離的原因，沉積物的粒度相對于深湖泥要粗一些，但同樣分選磨圓也比較好，也是出于一種相對靜水的環(huán)境，在野外觀察露頭特征時，可見生物介殼，介殼含量高同時保存完整，也可發(fā)現(xiàn)少量植物化石碎片，沉積韻律比較均一。

(2)淺湖灘壩泥質(zhì)含量減少，砂質(zhì)含量增多，以粉砂巖為主，含泥質(zhì)粉砂巖，底部發(fā)育少量的淺湖介屑，與淺湖泥相比主要是巖性發(fā)生了較大的改變，離物源更近，砂巖含量更高，同時具反粒序或復(fù)合粒序，分選好，雜基含量低，發(fā)育平行層理、波狀交錯層理；測井曲線為卵形或小型漏斗型。

2.3 半深湖亞相

半深湖水體較深，菱鐵礦和黃鐵礦發(fā)育，化石也較為發(fā)育，可見浮游生物。半深湖泥巖性以頁巖為主，或者頁巖夾雜粉砂巖，顏色為深色，處于乏氧的弱還原-還原環(huán)境，沉積韻律上表現(xiàn)均一，處于靜水的環(huán)境，發(fā)育水平層理發(fā)育，間有細(xì)波狀層理，且沉積厚度大。同時頁巖層段上的砂巖里面可以發(fā)現(xiàn)含有介殼。

3 沉積演化規(guī)律及油氣地質(zhì)意義

侏羅世米倉山—大巴山構(gòu)造帶進(jìn)入強烈逆沖推覆活動期，盆地沉積中心由晚三疊世川西龍門山山前轉(zhuǎn)移至川北大巴山山前，標(biāo)志著盆地演化從晚三疊世的川西前陸盆地進(jìn)入到米倉山—大巴山類前陸盆地和坳陷型盆地的發(fā)展階段。特別是涼高山組時期，沉積中心逐漸向川東轉(zhuǎn)移。

通過對露頭精細(xì)觀測描述，四川盆地達(dá)州涼高山組沉積相的縱向表現(xiàn)為共經(jīng)歷了三次湖侵的沉積演化規(guī)律。涼一段巖相組合為厚層粉砂巖-灰色砂泥互層-厚層灰黑色頁巖組合，反映水下分流河道-淺湖-半深湖沉積演化。涼二段巖相組合為厚層粉砂巖-砂泥互層-厚層砂巖-深灰色或灰黑色泥巖，反映水下分流河道-支流間灣-水下分流河道-淺湖-半深湖沉積演化。涼三段巖相組合為厚層粉砂巖或細(xì)砂巖-灰色泥巖-厚層灰黑色頁巖-灰綠色泥巖，反映水下分流河道-淺湖-半深湖-淺湖沉積演化。

涼高山組表現(xiàn)為形成的3 期湖盆，砂巖段主要位于不同段的初始期，厚層水下分流河道細(xì)砂巖-粉砂巖，厚度3～16 m。砂巖儲層孔隙度2.1%～6.9%，儲集空間以原生孔隙和溶蝕孔隙為主。頁巖儲層孔隙度為較低，一般為0.53%～4.92%，微納米級無機和有機孔縫為頁巖的主要儲集空間。砂巖和頁巖儲層發(fā)育多尺度孔—縫體系，為油氣聚集提供了豐富的儲集空間[4]。涼高山組三段發(fā)育的頁巖厚度和地化指標(biāo)存在一定差異，黑色頁巖段主要位于涼一段頂部，厚度11.8 m，涼二、三位于中部，厚度0.7～4 m。根據(jù)地化指標(biāo)，涼一段黑色頁巖有機質(zhì)類型為Ⅱ1—Ⅱ2型[5]。TOC 值為0.4%～2.7%，平均1.29%，涼二段TOC 值為0.35%～1.78%，平均0.59%，涼三段TOC 值為0.41%～1.1%，平均0.61%。綜合表明涼一段頁巖段為品質(zhì)最好的烴源巖，因此，形成涼一段砂巖儲層-大安寨烴源巖-涼一段頁巖，組成一套生儲蓋組合。涼一段沉積黑色巖形成自生自儲的非常規(guī)頁巖油氣藏，涼一段頁巖-涼二段砂巖儲層-涼二段頁巖，組成一套生儲蓋組合。因此，四川盆地達(dá)州涼高山組致密砂巖和頁巖油氣藏具有巨大的勘探潛力。

4 結(jié)語

(1)四川盆地達(dá)州涼高山組共識別出了2 種沉積相，9 種沉積微相。湖泊相和三角洲相是達(dá)州涼高山組最主要沉積相類型，湖泊相進(jìn)一步可以分濱淺湖亞相和半深湖亞相。三角洲相發(fā)育三角洲前緣亞相，進(jìn)一步可以分為水下分流河道、河口壩、席狀砂、遠(yuǎn)砂砂壩以及支流間灣等微相。

(2)通過對四川盆地達(dá)州涼高山組三段進(jìn)行精細(xì)的巖相組合規(guī)律研究，認(rèn)為涼高山組縱向共經(jīng)歷了三次湖侵的沉積演化規(guī)律。

(3) 綜合表明涼一段頁巖段為品質(zhì)最好的烴源巖，涼一段砂巖段、頁巖段以及涼二段砂巖段為最佳勘探開發(fā)層位。