川西北地區中二疊統層序地層研究

張文 彭博 何志強 袁立

(成都理工大學能源學院，成都 610059)

研究區位于四川盆地西北部，主要包括峨眉山—崇州—北川—廣元地區(圖1)。區內中二疊統包括棲霞組和茅口組，2套地層均為淺水碳酸鹽巖臺地沉積，巖性變化不大，普遍發育珊瑚、蜓類、腕足、介形蟲等生物碎屑，海水鹽度正常，故研究區中二疊統為開闊臺地沉積格局(圖2)。前人對四川盆地中二疊統層序地層進行了大量的研究，在對中國南方地域研究中，將中二疊統劃分為6個三級層序，棲霞組和茅口組各3個三級層序［1-3］;吳基文等人［4］在對皖南地區的研究中將中二疊統劃分為2個三級層序，棲霞組和茅口組各1個三級層序;田望學等人［5］在鄂西南的研究中，將中二疊統劃分為7個三級層序，其中棲霞組為3個三級層序，茅口組為4個三級層序;胡聯錢等人［6］在對四川盆地的研究中，將中二疊統劃分為5個三級層序，其中棲霞組為2個三級層序，茅口組為3個三級層序?？梢妼χ卸B統三級層序的劃分方案亦未統一。參考前人研究成果，利用野外觀察的剖面，結合一系列的鉆測井資料，對四川盆地西北部中二疊統層序地層進行研究。

1 中二疊統三級層序地層劃分及特征

1.1 層序界面特征

層序界面的識別是層序地層學研究的關鍵，也是劃分層序的前提和基礎，其中最為重要的是對層序底界面的識別。

圖1 研究區位置圖

圖2 沉積格局圖

通過對四川盆地西北部有關野外剖面的觀察，發現該區域三級層序界面主要為II型層序界面，一共有5個II型層序界面，分別是 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4和SQ5的底界，主要表現為巖性巖相轉換界面，也可表現為暴露溶蝕面，以界面下溶蝕縫洞及其方解石斑塊發育為特征。比如廣元西北鄉剖面SQ3層序界面之下是棲霞組灰色厚層狀生屑灰巖，之上為茅口組深灰色中層狀含生屑微晶泥灰巖，是典型的II型層序界面。其次為I型層序界面，即SQ5三級層序頂界面，與東吳運動形成的不整合面疊合到一起，可表現為非均質、強烈的巖溶。如廣元西北鄉剖面SQ5層序頂界面之下為茅口組灰色塊狀微晶灰巖，界面之上為吳家坪組灰黑色泥巖，是一平行不整合界面，具I型層序界面的特征。

1.2 三級層序劃分

在對四川盆地西北部9個野外剖面、6口測井剖面研究的基礎上，根據上述層序關鍵界面，野外露頭觀察的巖性剖面結構所反映的沉積物空間堆積樣式及中二疊統沉積延續時間，可將中二疊統劃分為5個三級層序，其中棲霞組為2個三級層序，茅口組為3個三級層序，每個三級層序延續時間為3.4 Ma，與國內外大多數學者厘定的1～10 Ma是相符的。

1.3 三級層序特征

(1)SQ1層序。相當于棲霞組下部地層，層序底界面為II型層序界面，表現為巖性 — 巖相的轉化。界面之下是梁山組濱岸相的深灰色砂巖，泥巖或頁巖。該三級層序內部由海侵體系域和高位體系域組成，TST為開闊臺地相的深灰色中層狀生屑微晶灰巖，富含泥質條帶，多表現為相對低能的臺內洼地沉積。HST主要為開闊臺地相生屑灘沉積，主要巖性是灰色中 — 厚層狀生屑灰巖，局部被白云石化，上部可見白云石斑塊。

(2)SQ2層序。相當于棲霞組上部地層，層序底界面為巖性—巖相轉化的II型層序界面。該三級層序內TST主要為深灰色粉晶生屑灰巖夾泥質條帶，HST為灰色塊狀細— 粉晶白云巖，在盆地西北部頂部以豹斑狀白云質灰巖為特征。

(3)SQ3層序。相當于茅口組下段地層，層序底界面為II型巖性—巖相轉化界面。TST表現為灰色生屑灰巖，夾富泥質生屑泥灰巖或條帶，野外剖面可見到非常明顯的眼球或類似眼球狀構造。HST巖性表現為灰色塊狀生屑微晶灰巖，見少量泥質條紋不規則分布，局部可見白云石化斑塊。

(4)SQ4層序。相當于茅口組中段地層，層序底界面表現為巖性— 巖相轉化Ⅱ型層序界面。TST沉積在該層序內為深灰色含生屑微晶灰巖及生屑泥灰巖，少見豹斑狀云灰巖，局部含泥質或燧石結核。HST沉積巖性為灰色—深灰色厚層— 塊狀微晶灰巖，含少量生屑，生物包括蜓類、珊瑚、介殼和海百合。

(5)SQ5層序。相當于茅口組上部地層，三級層序底界面為II型層序界面，頂界面則為Ⅰ型層序界面，表現為非均質、強烈的巖溶。三級層序內TST為灰色生屑微晶灰巖，微晶灰巖，燧石結核較發育。HST為灰色 — 淺灰色生屑微晶灰巖，含生屑微晶灰巖，富含泥質條紋。

1.4 三級層序地層格架建立

在對四川盆地西北部中二疊統相關野外剖面和單井三級層序劃分的基礎上，以棲霞組頂部為等時對比拉平面，從而建立起研究區三級層序格架(圖3)?？梢园l現，垂向上海侵體系域的厚度大于高水位體系域的厚度，反映了三級層序海平面變化是一個緩慢海進—快速海退的過程。橫向上各三級層序沉積厚度穩定，并且在區域上對比良好，反映了研究區中二疊統陸表海臺地沉積特征。

圖3 四川盆地西北部中二疊統三級層序格架對比圖

2 結論

(1)三級層序界面主要為Ⅱ型層序界面，表現為巖性巖相轉換界面，也可表現為暴露溶蝕面，以界面下溶蝕縫洞及其方解石斑塊發育為特征;頂部為Ⅰ型層序界面，與東吳運動形成的不整合面疊合到一起，可表現為非均質強烈的巖溶。

(2)四川盆地西北部中二疊統劃分為5個三級層序為宜，其中棲霞組可劃分為2個三級層序，茅口組可劃分為3個三級層序，每個三級層序平均延續時間約為3.4 Ma。

(3)受陸表海臺地背景控制，在區內廣大地區三級層序僅見海侵體系域和高水位體系域發育，海侵體系域多表現為低能的臺內洼地沉積，高水位體系域多表現為相對高能的生屑灘沉積。

(4)垂向上三級層序海侵體系域的厚度大于高水位體系域的厚度，反映了三級層序海平面緩慢海進—快速海退的變化過程。橫向上各三級層序沉積厚度穩定，并且在區域上對比良好，反映了研究區中二疊統陸表海臺地沉積特征。

［1］王成善，陳洪德，壽建峰.中國南方二疊紀層序地層劃分與對比［J］.沉積學報，1999(4):499-508.

［2］鄧紅嬰，壽建峰.中國南方二疊系層序特征［J］.海相油氣地質，1999(2):9-15.

［3］馬永生，陳洪德，王國力.中國南方層序地層與古地理［M］.北京:科學出版社，2009.

［4］吳基文，李東平.皖南地區二疊紀層序地層研究［J］.地層學雜志，2001(1):18-23.

［5］田學望，張漢金，李雄偉.鄂西南二疊系層序地層與盆地演化［J］.資源環境與工程，2007(2):95-100.

［6］吳聯錢，胡明毅，胡忠貴.四川盆地中二疊統層序地層學研究［J］.石油地質與工程，2010(6):10-13.