百色盆地那坤地区古近系那读组湖相碳酸盐岩沉积特征及控制因素

肖 玲 （西安石油大学油气资源学院，陕西西安710065）

百色盆地那坤地区古近系那读组湖相碳酸盐岩沉积特征及控制因素

肖 玲 （西安石油大学油气资源学院，陕西西安710065）

百色盆地那坤地区古近系那读组发育一套湖相碳酸盐岩，综合研究表明碳酸盐浅湖为其主要沉积背景，从中划分出滨湖、浅湖、颗粒滩3个亚相及其若干个微相。其沉积相展布具有自南向北颗粒滩与浅湖相间分布的特征，位于那百隆起与那坤低潜山带北西段相衔接的部位滩核微相分布面积最大。沉积作用和微相展布规律主要受古气候、古地形及水动力状况等因素的控制。

湖相碳酸盐岩；沉积特征；控制因素；那读组；百色盆地

湖相碳酸盐岩储层作为碳酸盐岩储层的一个分支，在世界多个国家和地区发现储量丰富的油气资源［1］。但是在我国，湖相碳酸盐岩油气资源占总的油气储量比例不大，相对于海相碳酸盐岩，没有引起高度的重视。随着近些年研究的不断深入，湖相碳酸盐岩的重要性已日益受到石油地质工作者的足够重视［1～9］，特别是我国东部济阳坳陷沙四上亚段湖相碳酸盐岩，具有极大的勘探潜力［3］，但是对于它的沉积机理研究尚显薄弱。因此，研究湖相碳酸盐岩成因及其控制因素，对认识、预测和评价碳酸盐岩隐蔽油气藏具有重要的意义［2］。百色盆地那坤地区古近系那读组湖相碳酸盐岩段研究程度相对较低，仅彭军［8，9］、陈元壮［10，11］等对其岩石学特征、沉积相及储集空间类型做过初步研究；在前人研究的基础上，笔者重点探讨其沉积特征及其控制因素，以期为该地区的进一步勘探提供地质依据。

1 区域地质概况

百色盆地区域上位于广西中西部右江断裂带南侧，是一个受北西向右江大断裂左旋走滑构造控制、并在印支期中三叠统褶皱基底上由走滑拉分作用所形成的新生代内陆断陷湖盆。该盆地为NWW向展布，东起思林，西至百色，长约109km，宽仅7～14km，古近系覆盖范围约830km2［10，11］。盆地周边以大面积出露的中三叠统板纳组和兰木组的海相砂泥岩和碳酸盐岩为主，西南缘周边分布有少量泥盆系至二叠系以及偶见的寒武系海相碳酸盐岩。盆内充填有下第三系六纽组、洞均组、那读组、百岗组和上第三系伏平组、建都岭组、长蛇岭组的砾岩、砂岩、泥岩夹煤层为主，仅洞均组和那读组下部局部地方以淡水灰岩为主，总厚度大于1600m。在那读组下部的湖相灰岩中油气显示较普遍，部分井经常规试油后具有一定的生产能力，如坤5井和坤2井，因此，湖相灰岩段具备一定的成烃成藏条件，是百色盆地古近系中不可忽视的储集岩类之一。

2 沉积微相类型

根据研究区内测井资料、岩心观察、岩矿资料，结合区域沉积地球化学特征等研究成果，综合分析认为碳酸盐浅湖为那坤地区淡水灰岩段主要沉积背景，在此基础上识别出颗粒滩亚相、滨湖亚相及浅湖亚相3种亚相类型，各亚相又可以识别出若干个沉积微相（表1）。

表1 那坤地区那读组淡水灰岩段沉积微相划分方案及特征简表

3 沉积相平面展布特征

依据那坤地区那读组淡水灰岩段的分布特征，结合钻井和露头剖面的沉积相研究成果，研究区淡水灰岩沉积环境是以浅湖环境颗粒滩为主，部分属于潮坪沉积产物（图1）。颗粒滩以滩核微相为主体，在坤17井、元5井、元4井、坤6井、坤5井一线，有较大的连续分布范围和灰岩累积厚度，滩核呈走向为NW－SE向的长垣状展布，其NW、NE、SE三侧，为环绕滩核分布的滩缘微相，自滩核向滩缘，灰岩累积厚度减薄，泥质含量增加，并逐步过渡为灰泥质和泥质浅湖微相。而在那1井、立1井、满43井、满5井和满10井一带，因受到自NW向SE呈“人”字型分流的滩间水道微相分割影响，形成数个大小规模不一的滩核微相透镜体与带状的滩间水道微相呈相间展布的沉积格局，各滩核的轴向和滩间水道的走向一致，均为NW－SE向，其周边依然被宽度不大的滩缘微相所包绕，并逐步过渡为灰泥质或泥质浅湖微相。从总体上看，那坤地区那读组淡水灰岩段的沉积相展布格局，以具有自南向北颗粒滩与浅湖相间分布，组成颗粒滩沉积主体的滩核微相均呈NW－SE走向，以位于那百隆起与那坤低潜山带北西段相衔接的部位滩核微相分布面积最大，灰岩累积厚度和百分含量亦最大为显著特征。

图1 那坤地区那读组湖相碳酸盐岩段沉积微相平面分布图

4 湖相碳酸盐岩沉积演化主控制因素

4.1 古气候控制因素

百色盆地早第三纪经历了古新世干燥炎热、始新世早期半干旱、中－晚期湿暖潮湿和渐新世－中新世半干旱的气候演变过程［12］。那读组沉积早期主要处于半干旱向湿暖潮湿转化的气候转化时期，由于降水量增大和入湖河流开始发育，造成湖水水位逐渐上升、湖域扩大和水质变好、环境趋于稳定，不仅有利于各类湖相生物繁盛，而且由入湖河流将大量从古陆淋滤的含Ca2＋、Mg2＋等物质以溶解状态运载入湖，为螺蚌类和介形类等软体生物的繁殖提供了充沛的营养物质，同时也促进了以兰绿藻光合作用为主导因素的碳酸盐矿物生物化学沉淀作用，形成大量核形石、藻团块、藻团粒、藻屑等隐藻类颗粒组分和灰泥组分，并在水体清澈和环境稳定的部位连续沉积形成具一定产出层位和分布范围的淡水灰岩段。

4.2 古地形控制因素

那坤地区那读组淡水灰岩段的沉积厚度和沉积微相的横向变化极大（图1），明显受北陡南缓、西浅东深的箕状盆地构造轮廓和盆内低隆、浅洼相间的古地形格局控制。那坤地区淡水灰岩段的地层厚度变化极大，发育层位相当于区域上那读组那三段第1个长期基准面旋回（LSC1）下部的第1个中期基准面旋回MSC1，按地层岩性的粗细变化规律，可进一步划分为7个相当短期基准面旋回（SSC1～SSC7）的湖进－湖退韵律旋回（图2）。

图2 百色盆地那坤地区那读组北西－南东向湖相碳酸盐岩段地层格架图

在垂向演化序列上，古地形与沉积微相存在如下的密切关系：①在淡水灰岩段尚未发生较大规模沉积的初期（SSC1），湖盆范围较小，在低隆、浅洼相间的古地形格局中，低隆区主要处于无沉积侵蚀状态，浅洼区除局部发育有小规模的扇三角洲沉积之外，主体以接受滨浅湖相的含砂质泥岩沉积为主，仅在那坤低潜山带北西段的SW侧，发育有小面积分布的滨湖灰泥坪微相的灰岩（图2，坤6井，SSC1）。②早期（SSC2～SSC3），因受构造断陷活动的影响，湖进作用开始加强，湖域水体有所加深和扩大，但隆、洼相间的古地形格局依然存在，特点为低隆区仍处于无沉积侵蚀状态，仅范围有所缩小，如那百隆起高部位上的雷2井－雷8井一带（图2）。低洼区沉积范围有所扩大，除近古陆边缘的局部地区发育有小型扇三角洲，如阳7井（图2），或构造断陷幅度较大的地区开始加深为半深湖之外，主体仍为以沉积泥岩为主的滨浅湖。由于该阶段受湖域扩大和水体加深影响，水流循环得到改善，水质变好，因而相对前一阶段更有利于造钙生物的繁盛，于隆洼过渡部位开始发育向隆起高部位上超，向洼地低部位扩展的颗粒滩沉积。早时（SSC2）滩体呈零星孤立状分布，晚时（SSC3）迅速扩大，局部相连叠置，但范围限于那坤低潜山北西段的南侧（图2）和那百隆起的南东坡（图2）。其中以发育于那百隆起南东坡上的颗粒滩规模较大，那坤低潜山带南侧的颗粒滩规模相对较小，但此两滩体由低部位向高部位上超的现象都很明显。③中期（SSC4～SSC5）伴随构造断陷幅度的加大湖进作用进入高潮，那坤低潜山带北西段和那百隆起相继淹没转化为水下隆起，围绕上述两个低隆区发育的颗粒滩沉积亦进入鼎峰期，不仅进一步向隆起的高部位上超，向浅洼的浅湖区扩展，逐步形成连片发育的颗粒滩。由颗粒滩的沉积超覆作用，自SE向NW将那百隆起南东坡上的浅水沉积区域完全覆盖（图2）。与此同时，雷公－三今和花茶等地，亦开始出始沿古陆边缘发育的滨浅湖颗粒坪和灰泥坪沉积。④晚期（SSC6～SSC7）因受构造活动减弱和大量陆源碎屑物进入湖盆的充填补齐作用影响，随着隆、洼相间格局的消失、湖域收缩和水深变浅的古地形变化，颗粒滩沉积区域亦发生同步收缩。早时（SSC6）收缩范围不大，那坤低潜山带北西段和那百隆起的东南坡主体依然被连片发育的颗粒滩覆盖；晚时（SSC7）收缩强烈，零星发育在那百隆起南东坡上的低洼部位（图2），包括两低隆高部位在内的全区主体以发育隆、洼古地形分异不明显的浅湖砂泥质沉积为主，并很快被滨湖的灰泥坪和沼泽微相的杂色泥岩、薄煤层掩埋，从而结束淡水灰岩段的沉积演化史。

综上所述，那坤地区那读组淡水灰岩段沉积受低隆、浅洼相间古地形控制的作用明显，可归纳为如下3个显著特点：①隆、洼过渡部位为最有利颗粒滩发育的部位（图3），隆起的高部位是控制颗粒滩沉积超覆方向的主要地形因素；②颗粒滩（或滨湖颗粒坪、灰泥坪）的发育，有随湖域扩大和水体加深渐趋发育，反之则趋于萎缩的演化特点；③冻邦、百育、那百和坤17井及满1井－满11井一带连片发育的颗粒滩沉积，主要限于田阳坳陷以东、北部陡坡以南、东加凹陷以西和那满斜坡以北的盆内浅水区域内，由于这几个围绕颗粒滩发育的构造单元于那读组沉积早期主要处于水深相对较大的浅－半深湖沉积环境，阻碍了陆源沉积物向盆内低隆、浅洼相间分布的区域方向搬运而有利于造钙生物繁盛和浅水颗粒滩发育有关。一旦颗粒滩周边的浅－半深湖被沉积物充填补齐，阻碍陆源沉积物向颗粒滩沉积区搬运的盆内隆、洼相间格局消失，即很快终止颗粒滩的发育和淡水灰岩的连续沉积。这一特征仅与那读组沉积早期具备的盆内低隆、浅洼相间的古地形格局有关，也是百色盆地内以颗粒滩为主的淡水灰岩段仅于局部地区发育和产出层位主要限于那读组下部最重要控制因素。

图3 那读组湖相碳酸盐岩分布与古构造和古地形关系示意图

4.3 水动力控制因素

水动力条件对淡水灰岩沉积作用的控制，也与古地形条件息息相关，主要表现为2个方面：其一为湖岸和低隆区的湖浪和沿岸流作用带。由于在持续缓慢的湖进过程中该部位环境相对较稳定，但湖水波动频繁、水浅和阳光充足，水动力作用较强，水体上下循环通畅可通达湖底，含氧度高而有利于生物生存和繁盛，易于形成各类颗粒灰岩和藻灰岩沉积，尤以水下隆起顶部及其周边的斜坡带湖浪作用最为频繁、能量最强，为有利颗粒灰岩发育区。其中以顶部至斜坡的凹折带对颗粒灰岩发育最有利，原因与该部位波浪能量大量释放，颗粒沉积作用最为活跃，颗度最粗和厚度最大有关（图4）。其二为浅湖和低洼区的河流和底流作用带。那坤地区颗粒滩沉积区域被数个呈NW－SE向带状展布的滩间水道和浅湖分隔包绕，盆地北侧的近古陆边缘发育有数个扇三角洲，这些滩间水道和浅湖为盆地西部湖域和入湖河流水体自西向东排泄的主要通道位置，水深较大，底流作用频繁，强度也较高，因此外来陆源碎屑物质、特别是泥质供给量较为充沛，不利于与生物繁衍有关的淡水灰岩原地堆积作用（见图1）。其中浅湖区沉积物主要来自两侧古陆的入湖河流和轴向运动的底流带入的砂泥质，以发育连续的泥岩沉积为主，偶夹薄层泥灰岩。滩间水道的沉积物补给，部分来源于自西向东排泄的底流带入的砂泥质，主体来自湖浪作用从滩核带入的颗粒和灰泥组分，因而以沉积韵律互层的泥岩和泥灰岩为主，间夹异地搬运堆积的微晶颗粒灰岩或颗粒微晶灰岩，类似的情况也出现在水深相对较大的滩缘微相中。此外，在水深相对较大和宁静的湖湾地带，由于缺乏湖浪、沿岸流和底流作用，以沉积微晶灰岩和泥灰岩为主。从总体上看，地形相对开阔和水动力作用频繁，无大河注入或远离入湖河口的浅水区域，可能水体清澈和动荡，为大量颗粒的有利沉积区域，但其前提是水域原始沉积介质有钙质异化颗粒的发育条件，因而由古地形控制的水动力条件也可作为预测颗粒滩发育区的依据。

图4 位于那坤低潜山北西段顶部的坤5井颗粒滩成因模式

5 结 论

1）那坤地区那读组淡水灰岩段的沉积相展布格局，以具有自南向北颗粒滩（或颗粒坪）与浅湖相间分布，组成颗粒滩沉积主体的滩核微相均呈NW－SE走向，以位于那百隆起与那坤低潜山带北西段相衔接的部位滩核微相分布面积最大。

2）那坤地区那读组淡水灰岩的沉积作用和微相展布规律主要受古气候、古地形、水动力状况等因素的控制。那读组沉积早期古气候由半干旱向温暖潮湿转化引起的降雨量加大，湖泊水体加深、湖域扩展和水质改善，在盆地断陷活动开始加强的湖进过程中，由盆内低隆、浅洼相间的古地形格局和适宜造钙生物繁盛的清澈动荡环境，形成控制淡水灰岩沉积演化和沉积微相时空展布规律的最重要控制因素，尤以古构造和古地形、古气候对淡水灰岩沉积作用的控制具相辅相成的作用为显著特点。其中颗粒滩的沉积作用，有伴随湖水位上升和湖域扩大，出现向隆起方向上超并将隆起高部位覆盖，向低洼部位扩展和最终相连成片的演化规律。

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［编辑］ 宋换新

01 Sedimentary Characteristics and Control Factors of Lacustrine Limestone of Nadu Formation of Paleogene in Nakun Area of Baise Basin

XIAO Ling

（Authors Address：College of Petroleum Resources，Xian Shiyou University，Xian710065，Shaanxi，China）

A set of lacustrine limestones were developed in the Nadu Formation of Paleogene of Nakun Area in Baise Basin.The systematical study indicated that the depositional setting was carbonate shallow lake.The sedimentary facies of lacustrine limestones was divided into three subfacies such as coastal lake，grain bank and shallow lake and as well as various microfacies.Then several microfacies are recognized，and the sedimentary characteristics of each microfacies are studied in detail.The characteristics of sedimentary facies belts were the grain bank alternating with shallow lake from the south to north.The largest grain bank was located in north－west of the joint of Nabai Hunch and Nakun low buried－hill belt.Sedimentation and microfacies distribution rules controlled by paleoclimat，paleotopography and hydrodynamics conditions.

lacustrine limestone；sedimentary characteristics；control factor；Nadu Formation；Baise Basin

book=297,ebook=297

TE121.3

A

1000－9752（2012）07－0001－05

2012－04－10

国家科技重大专项（2011ZX05005－004－08HZ）；国家自然科学基金项目（41173035）；西安石油大学创新基金项目（YS29030528）。

肖玲（1981－），女，2002年大学毕业，博士，讲师，现主要从事储层沉积学研究工作。