川南丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积环境分析

王文之，田景春，张 翔，隆 辉，刘冬梅，孙 利

（1.成都理工大学沉积地质研究院；2.中国石油西南油气田分公司蜀南气矿；3.克拉玛依新科澳油田测试技术服务有限公司）

川南丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积环境分析

王文之1，田景春1，张 翔1，隆 辉2，刘冬梅3，孙 利1

（1.成都理工大学沉积地质研究院；2.中国石油西南油气田分公司蜀南气矿；3.克拉玛依新科澳油田测试技术服务有限公司）

通过对泸州古隆起丹凤—塘河地区嘉陵江组的岩心观察和岩石薄片鉴定，及对该区岩石类型组合、古生物化石、沉积结构、沉积构造和沉积序列等沉积相标志的详细研究，将嘉陵江组划分为开阔台地、局限台地2个沉积相，并进一步划分出5个亚相及若干微相。在此基础上，研究了嘉陵江组沉积相空间展布特征，并对其沉积环境及演化进行了分析，认为嘉陵江组碳酸盐岩发生了较为频繁的海平面升降变化，主要经历了6个阶段的演化过程，形成了3次较大的海进→海退沉积旋回，每一旋回又由多个次一级小旋回组成，而小旋回中又由多个小韵律组成。在对研究区岩性、沉积环境详细研究后认为：塘河构造及丹凤场构造的嘉一段—嘉二1亚段、塘河构造及临峰场构造的嘉二3亚段是浅滩颗粒云岩和滩间云岩发育的主要层位。

沉积相；沉积环境；嘉陵江组；泸州古隆起；四川盆地南部

0 引言

四川盆地是一个大型的构造兼沉积盆地，与其周边的地质构造有着紧密的联系，印支时期已具盆地雏形，早喜山运动全面褶皱，奠定了现今的构造面貌［1］。在盆地内一般以华蓥山和龙泉山为界分为3个构造带，自西向东依次为川西北坳陷带、川中隆起带、川东南坳陷带。川南丹凤—塘河地区位于泸州古隆起东南上斜坡地区，属于川东南中隆低陡构造带，包括7个构造（丹凤场、临峰场、花果山、六合场、李子坝、梁董庙、塘河等构造）和4个潜伏构造（走马场、石板场、榕山、宝华场等潜伏构造），面积约 3200 km2（图 1）。

前人从不同角度对四川南部嘉陵江组沉积特征做了大量研究。曹剑等［2］认为川西南地区嘉陵江组为半局限海—局限海台地沉积；雷卞军等［3］认为川中—川南过渡带下三叠统嘉陵江组可划分为局限台地相、蒸发台地相、开阔台地相；乔占峰等［4］认为泸州古隆起位于开阔海台地相与局限海台地相的转换带上，在干旱气候背景下，由于环境、水体能量、海平面频繁变化以及地壳频繁的振荡，嘉陵江组沉积了一套碳酸盐岩台地—蒸发岩台地相沉积物；李文茂等［5］认为川东南地区嘉陵江组沉积相都经历了由开阔环境向局限环境的转变；朱露等［6］、王国刚等［7］认为嘉陵江组自下而上分为3个沉积旋回，嘉一段至嘉二段为第一旋回，嘉三段至嘉四段为第二旋回，嘉五段为第三旋回。

图1 研究区区域位置Fig.1 The location of the study area

在前人研究的基础上，笔者通过对研究区嘉陵江组的岩心观察和岩石薄片鉴定，及对该区岩石类型组合、古生物化石、沉积结构、沉积构造和沉积序列等沉积相标志进行研究后认为：嘉一段至嘉三2亚段为第一旋回，嘉三3亚段至嘉四4亚段为第二旋回，嘉五段为第三旋回；此外，嘉陵江组主要发育碳酸盐岩台地，台地内的滩相沉积应具有较好的勘探前景。同时，笔者对川南丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积环境进行了分析，以期为该区下一步油气勘探提供依据。

1 沉积相

根据研究区岩心观察、岩石薄片鉴定、单井沉积相及井间沉积相对比研究，同时考虑古气候、古构造等沉积背景，可将嘉陵江组划分为开阔台地和局限台地2个沉积相，还可进一步划分出诸多亚相及微相（表 1）。

1.1 开阔台地相

该沉积相处于碳酸盐岩台地邻近广海的部位，范围广，海域辽阔，地形相对较平坦，水体较浅，厚度一般在0～50 m，处于正常浪基面以上，沉积环境多处于动荡状态。该沉积相主要发育于嘉一段—嘉二1亚段和嘉三段—嘉四1亚段沉积期（图2）。

表1 丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积相划分Table 1 Classification of sedimentary facies of Jialingjiang Formation in Danfeng-Tanghe area

图2 丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积相综合柱状图（坝19井）Fig.2 The columnar section of sedimentary facies of Jialingjiang Formation for Ba 19 well in Danfeng-Tanghe area

1.1.1 浅滩亚相

由颗粒组成的骨架结构是碳酸盐岩储层发育的重要类型之一。由于浅滩受能量较高的波浪、水流的作用，其颗粒主要由鲕粒、砂屑、生屑、核形石等组成（图版Ⅰ-1、图版Ⅰ-2、图版Ⅰ-3、图版Ⅰ-4、图版Ⅱ-1、图版Ⅱ-2）。因其在强水动力条件下形成，滩相沉积对下伏滩间沉积物冲刷明显，并且胶结物主要由亮晶组成，而灰泥基质较少。该亚相在研究区嘉一段—嘉二1亚段及嘉三3亚段—嘉四1亚段广泛发育。如董16井2166～2173 m井段，由鲕粒白云岩组成的鲕粒滩发育。

1.1.2 滩间亚相

该亚相处于平均低潮面以下到风暴浪基面之上，地势低洼，水流不畅，岩石多以深灰色泥晶灰岩为主，颗粒含量少（图版Ⅰ-5、图版Ⅰ-6）。沉积物由薄层状深褐灰色泥晶灰岩、泥灰岩组成，以发育代表弱水动力条件下的水平层理为特征。该亚相以研究区嘉一段最为发育，由于其沉积基质致密，且未经历白云石化作用，因此为研究区不利储层发育的亚相。

1.2 局限台地相

局限台地水流循环通常受到限制，较开阔台地循环不畅，水动力较弱，介质条件变化大。由于海水通常局限，因而常以局限台坪和局限泻湖发育为特征，局部水下隆起发育台内滩。该沉积相主要发育于嘉二2亚段—嘉二3亚段以及嘉四2亚段—嘉四4亚段（图 3）。

图3 丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积相综合柱状图（董12井）Fig.3 The columnar section of sedimentary facies of Jialingjiang Formation for Dong 12 well in Danfeng-Tanghe area

1.2.1 局限台坪

局限台坪沉积界面在潮间—潮上带，周期性或较长期暴露于大气之中，水动力条件总体较弱，具有潮坪的典型沉积特征（图版Ⅰ-7、图版Ⅰ-8）。根据沉积物类型，可细分为云坪、膏云坪、云膏坪和膏坪等沉积微相（图版Ⅰ-9、图版Ⅰ-10、图版Ⅱ-3）。

（1）云坪微相。主要由灰、深灰、褐灰色泥—粉晶云岩、泥晶云岩和粉晶云岩组成，发育水平层理和水平虫迹，可见方解石、石膏充填—半充填的溶蚀孔、洞以及少量的针孔。单个沉积序列的厚度为4～5 m。

（2）膏云坪微相。主要由灰、褐灰色泥—粉晶膏质云岩和粉—泥晶膏质云岩组成，或者由灰、褐灰色泥—粉晶云岩夹薄层状灰白色膏岩组成。发育水平层理和韵律层理，显微镜下可见到富膏质层与贫膏质层组成的韵律层理。石膏的沉淀提高了水介质的Mg/Ca比值，有利于白云石化作用的进行。推测该微相主要处于潮间上部到潮上环境。

（3）云膏坪微相。主要由褐灰、灰褐色柱状、板状、粒状云质膏岩组成，或者由深灰、灰褐色极薄层状泥晶云岩与膏岩不等厚互层组成，发育水平层理和韵律层理。单个沉积序列的厚度一般为2～8 m。显然，该微相主要发育于潮上环境，其位置比云坪和膏云坪微相要高，以沉积石膏为主，并发生膏化作用，交代下伏层中的白云石。

（4）膏坪微相。以发育厚度较大的灰白色膏岩为特征，主要由柱状、板状硬石膏组成。单个沉积序列的厚度一般为2～7 m。石膏多呈结核状、肠状、鸡笼状等，并与纹层状泥晶云岩呈互层，据此可将其与咸化泻湖成因的、成分相对纯净的厚层块状膏岩区别开来。该微相以嘉二3亚段最为典型。

1.2.2 台内滩

其基本特征与开阔台地的台内滩类似［8］，区内临17井、董5井等均有发育。台内滩沉积的主要岩石类型有薄—中厚层粉晶残余砂屑有孔虫白云岩、中厚层生屑砂屑灰云岩、厚层含砾砂屑灰云岩或云岩、厚层残余鲕粒灰岩和粉晶残余砂屑灰岩。研究区台内滩主要分布于嘉二2亚段和嘉二3亚段。此类台内滩主要发育在海平面下降时期，易受大气淡水溶蚀和白云石化作用，是较为有利的储集层（图版Ⅱ-4）。

1.2.3 局限泻湖

该亚相处于正常浪基面以下，水体循环受到限制，能量低，岩石类型主要包括灰色、褐灰色泥晶灰岩、泥质灰岩、泥灰岩等，它们可以被云化或膏化，形成云质灰岩、灰质云岩、膏质云岩、云质膏岩等（图版Ⅰ-11、图版Ⅰ-12）。根据泻湖沉积物的成分，可将其简单地划分为泥质泻湖、泥灰质泻湖、云质泻湖、云膏质泻湖和膏质泻湖等微相类型。局限泻湖在研究区内主要发育于嘉二段、嘉四段。

（1）泥质泻湖微相。嘉陵江组沉积早期，陆源碎屑供应较为充足，泥质悬浮物被水流搬运至台地内较低洼的潮下泻湖区，形成以泥质为主的沉积物。该微相以发育灰色、绿灰色泥岩和页岩为特征，时常含灰质，可夹薄层状灰质泥岩、泥灰岩和泥质灰岩。

（2）泥灰质泻湖微相。其岩石类型主要为褐灰、灰、深灰色泥灰岩，可夹薄层状泥质灰岩和泥晶灰岩，有时也可表现为浅灰、深灰色泥岩和页岩与褐灰色泥晶灰岩等的不等厚互层。

（3）云质泻湖微相。以发育厚度较大的灰褐、褐灰、浅灰色泥—粉晶云岩和灰质云岩为特征，在嘉四段广泛发育。这些云岩是在前期灰质泻湖的基础上，由于环境逐渐变得闭塞、气候变得干热及蒸发作用增强而演变形成的。当泻湖中泥质含量增高时，则形成以褐灰色泥质云岩为代表的泥云质泻湖微相。

（4）云膏质泻湖和膏质泻湖微相。云膏质泻湖微相表现为灰白色膏岩、褐灰色云质膏岩、膏质云岩的不等厚互层；膏质泻湖微相则以形成大套灰白色质地较纯的块状膏岩为特征，可夹薄层状褐灰色膏质云岩。这2种微相中的石膏产状明显不同于蒸发台坪环境中形成的结核状和肠状石膏［9］。

2 沉积相展布及其演化

2.1 嘉一段—嘉二1亚段沉积期

该时期为嘉陵江组沉积期第一次海侵的中期，处于海退的早期阶段，受海平面下降的影响，水体变浅、能量增强，特别是水下隆起部位滩相沉积发育。该时期由于受白云石化作用的影响，主体形成了一套滩间深灰色、褐色泥晶灰岩沉积，呈现出西高东低、北高南低的沉积格局，沉积厚度180～210 m。该时期为开阔台地沉积环境，发育浅滩和滩间微相。浅滩微相于研究区广泛发育，几乎均呈南北向展布，分别位于走马—大圣寺、丹凤、榕山镇等地区［图 4（a）］。

2.2 嘉二2亚段沉积期

该时期海水较前期局限，全区以局限泻湖沉积为特征，台内滩相对不发育，仅在榕山镇和石门场附近发育了2个台内滩沉积，其余地区均为局限泻湖沉积。

2.3 嘉二3亚段沉积期

该时期为第一沉积旋回的海退旋回晚期［10］，继承了前期的沉积格局，总体以局限台地沉积为特征。该时期较前期海平面有所下降，同时由于古地形的遮挡，沉积水体受限，区内出现了局限台地的局限台坪和局限泻湖亚相沉积。由于该期沉积水体能量低，区内嘉陵江组主要发育云坪、膏坪、泥质泻湖、云质泻湖和灰质泻湖微相，为不利于储层发育的时期。大圣寺—塘河—榕山镇一线以西地区局限台坪发育，以东地区为局限泻湖沉积，在鹿鸣、榕山镇等附近发育了规模相当的5个台内滩［图4（b）］。

2.4 嘉三1亚段沉积期

该时期为第二沉积旋回的海侵阶段，较嘉二2亚段—嘉二3亚段沉积期海水再次变得开阔，水体循环畅通，主体发育开阔台地沉积，以发育浅滩和滩间微相为特征。与嘉一段—嘉二1亚段沉积物组成相同，亦由深灰色、褐色泥晶灰岩组成，为滩间亚相沉积，是有利于储层发育的时期。由北向南依次发育丹凤—三合、石门场、榕山镇—顺江场等浅滩沉积，其余地区均为滩间亚相。

2.5 嘉三2亚段沉积期

图4 丹凤—塘河地区嘉陵江组各期沉积相展布Fig.4 The sedimentary facies distribution of Jialingjiang Formation in each period in Danfeng-Tanghe area

该时期为第二沉积旋回的海退晚期，与第一个沉积旋回的海退晚期相比，环境更加闭塞，能量更低，全区沉积水体蒸发浓缩，形成了分布广泛的云岩与膏岩的不等厚互层沉积，反映了当时气候与前期相比较变得更为干旱、炎热。该时期与嘉三1亚段沉积期沉积特征一致，为开阔台地沉积环境，以发育浅滩和滩间沉积为特征。地层较厚，一般大于90 m，其中石膏沉积相当发育，并与云岩厚度互为消长，反映海水的周期性蒸发、浓缩作用强烈［11］。但该时期发育的浅滩规模和特征均较前期有所不同，主要发育在丹凤—观音岩、古井、板桥场—石门场、太平场等附近［图 4（c）］。

2.6 嘉三3亚段—嘉四1亚段沉积期

该时期继承了嘉三2亚段沉积期开阔台地的沉积特征，地层较薄，为44～62 m，远小于前期的地层厚度，其中颗粒灰岩、白云岩、溶蚀洞穴及裂缝较为发育，反映了该期受海平面下降的影响，水体变浅、能量增强。滩相主要发育于南北两端，北部的丹凤—鹿鸣、大圣寺附近以及南部的榕山镇、太平场附近较为发育［图4（d）］。

3 研究区嘉陵江组沉积模式

综上所述，川南丹凤—塘河地区嘉陵江组嘉一段—嘉五段总体经历了开阔台地—局限台地的沉积旋回。其中，开阔台地以浅滩和滩间沉积为特征，主体发育于嘉一段—嘉二1亚段、嘉三3亚段—嘉四1亚段；局限台地主要发育局限台坪和局限泻湖亚相，发育于嘉二2亚段、嘉二3亚段、嘉四2亚段及嘉五段（图5）。

图5 丹凤—塘河地区嘉陵江组沉积模式Fig.5 The depositional model of Jialingjiang Formation in Danfeng-Tanghe area

4 结论

（1）研究区总体处于局限台地—开阔台地沉积环境，开阔台地内发育浅滩、滩间2个亚相，局限台地内发育局限台坪、台内滩和局限泻湖3个亚相。嘉陵江组自下而上呈现出一个开阔台地—局限台地水体变浅的沉积旋回，该旋回可细分为嘉一段至嘉三2亚段、嘉三3亚段至嘉四4亚段及嘉五段等3次较大的海进→海退沉积旋回，而每一次较大的沉积旋回又由多个次一级小旋回组成。

（2）研究区嘉陵江组浅滩颗粒云岩和滩间云岩可成为较好的油气储集岩，纵向上主要发育于嘉一段—嘉二1亚段、嘉二3亚段，横向上主要发育于塘河构造、丹凤场构造的嘉一段—嘉二1亚段以及塘河构造、临峰场构造的嘉二3亚段。

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Sedimentary environment of Jialingjiang Formation in Danfeng-Tanghe area,southern Sichuan Basin

WANG Wen-zhi1， TIAN Jing-chun1， ZHANG Xiang1， LONG Hui2， LIU Dong-mei3， SUN Li1
（1.Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.Shunan Gas Field，PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company，Luzhou 646005，China；3.Xinkeao Oilfield Testing Technology Service Company， Karamay 834000，China）

Based on core observation and rock slice identification,combined with the studies on the combination ofrock types，fossils，sedimentary texture,sedimentary structure and sedimentary sequence,the Jialingjiang Formation in Danfengchang-Tanghe area is divided into two sedimentary facies including open platform and restricted platform,and further divided intofive subfacies and several microfacies.The distribution ofsedimentaryfacies ofJialingjiangFormation was studied,and the sedimentaryenvironment and its evolution were analyzed.It is considered that the carbonate rocks of Jialingjiang Formation has frequent sea-level changes,experienced six evolution stages，and formed three times of larger transgression-regression sedimentarycycle.Each cycle is composed ofsmall subcycles,while small subcycle is composed bya number oflittle rhythms.After detailed studyon the lithologyand sedimentaryenvironment,it is considered that the most favorable layers for shallowparticles dolomite and beach room dolomite are JiaⅠ-JiaⅡ1member of Jialingjiang Formation in Tanghe and Danfengchangarea and JiaⅡ3member in Tanghe and Linfengchangarea.

sedimentaryfacies； sedimentaryenvironment； JialingjiangFormation； Luzhouuplift； southernSichuanBasin

TE121.3

A

2011-04-21；

2011-06-03

国家重大专项“四川盆地二叠系—三叠系构造演化、层序地层格架及有利相带分布研究”（编号：2008ZX05007-04-02）资助。

王文之，1984年生，男，成都理工大学在读博士研究生，主要从事沉积学、沉积地球化学研究。地址：（610059）成都理工大学沉积地质研究院。E-mail：55060319@qq.com

1673-8926（2011）06-0050-06

图版Ⅰ

图版Ⅱ

于惠宇）