四川盆地长宁地区震旦系——寒武系裂陷槽的发现及其地质意义

邱玉超 罗 冰 夏茂龙 陈友莲 戴 鑫 李亚丁 周红飞 和 源

中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

关键字 四川盆地 长宁地区 裂陷槽 台缘带 晚震旦世 成藏配置条件 有利区带

0 引言

四川盆地震旦系灯影组德阳——安岳裂陷槽的研究经历了从大型岩溶沟谷[1]到台内裂陷槽[2]的认识过程。早期岩溶沟谷认识就提出了德阳——安岳岩溶沟谷在川中地区的展布特征，并强调了岩溶作用对储层的建设性改造作用。前期研究认为，德阳——安岳裂陷槽表现为震旦纪——早寒武世南北向展布的克拉通台内裂陷[3]，裂陷槽背景下形成的台缘带储层叠加多幕次的岩溶作用，有利于在德阳——安岳裂陷槽台缘形成良好的储层，与槽内优质烃源岩配置形成良好的源储配置关系。目前勘探证实，德阳——安岳裂陷槽东西两侧为油气成藏的有利区，在其东侧发现的安岳气田特大型整装气田已在龙王庙组、灯影组累计探明近10 000×108m3的天然气储量[4]，向南又不断有新的勘探发现，如荷包场地区灯影组气藏。

但前人对德阳——安岳裂陷槽的研究主要集中在川中安岳地区至川西北德阳地区，对其在川南地区的展布特征未开展过系统研究。川南地区受高陡构造影响，震旦系——下寒武统地震资料成像不清晰，且构造走向与德阳——安岳裂陷槽东台缘走向一致，均为南北向，无法获得近东西向垂直台缘的连续清晰的地震资料，对开展垂直标识裂陷槽边界的台缘带地震相特征分析造成一定困难，导致目前对德阳——安岳裂陷槽向南部展布特征认识不清。笔者充分利用四川盆地南部长宁地区三维地震资料，精细刻画了长宁地区震旦系——寒武系裂陷槽和灯影组台缘带，对区内裂陷槽展布特征进行深入分析，厘清四川盆地南部长宁地区裂陷槽与德阳——安岳裂陷槽之间的关系，探讨四川盆地南部长宁地区裂陷槽和台缘的油气勘探意义。

1 区域地质背景

四川盆地是一个在上扬子克拉通板块上发展起来的叠合盆地，盆地基底为中元古代末的晋宁运动形成的褶皱基底[5]。震旦纪由于罗迪尼亚大陆裂解[6]，华南杨子古大陆发生板块内拉张作用。该期活动强烈，黄汲清和罗志立分别称其为兴凯旋回[7]和兴凯地裂运动旋回[8]，在四川盆地表现为伸展构造背景下拉张形成德阳——安岳台内裂陷槽[9]。裂陷槽整体发育规模大，北部德阳地区宽约110 km，威远地区宽约150 km。震旦系——下寒武统的德阳——安岳裂陷槽控制了裂陷槽及周缘的沉积格局：槽内沉积了相对于台地厚度较小的灯影组白云岩地层和厚度较大的筇竹寺组以泥岩为主的碎屑岩地层。虽然目前对地层的沉积时间关系存在一定争议，但对这两种岩性台地和槽内的厚度差异是认可的。德阳——安岳裂陷槽在震旦纪——早寒武世整体拉张的背景下叠加了3幕桐湾运动，造成地层区域性的隆升与剥蚀[10-11]。裂陷槽的形成发展叠加多起隆升的岩溶作用，有利于台缘带白云岩储层、槽内烃源岩的形成和发育。长宁地区位于四川盆地川南低陡穹形带，构造复杂，灯影组埋深大，利用二维地震资料研究裂陷槽和台缘带展布难度大（图1），利用该区的三维地震资料确定长宁地区裂陷槽和台缘位置，可为德阳——安岳裂陷的向南展布研究提供重要依据。

图1 四川盆地构造分区及研究区位置图

2 长宁地区裂陷槽发育依据

长期以来，对于德阳——安岳裂陷槽向南的东部边界各家观点不一致[12-13]，基本都是按照德阳——安岳裂陷槽向南的趋势，大致推测勾绘东部边界，从未有发现或认为长宁地区发育震旦纪——早寒武世裂陷槽的报道。为落实其是否存在及其确切位置，笔者充分利用长宁地区1 100 km2三维地震资料解释成果，在该区震旦系——寒武系整体研究成果的基础上，首次发现长宁地区发育震旦纪——早寒武世裂陷槽及裂陷槽台缘带，主要依据来自3个方面，即地震相依据、地层充填依据和实钻井依据。

2.1 地震相依据

基于长宁地区南部和宜宾地区已钻探井的地震剖面精细层位标定，追踪长宁地区下寒武统、震旦系灯影组的顶底界地震层位，落实灯影组顶界台缘带地震相识别特征。长宁裂陷槽台缘带表现出清晰的可与高石梯——磨溪类比的地震相特征。

1）从台缘带向槽内，长宁地区寒武系底地震反射层之上的筇竹寺组表现出地层超覆特征，之下的灯影组则表现出削截特征（图2、图3）。长宁地区台缘带局部地区发育多排台缘带，筇竹寺组有向两侧台缘高部位上超特征（图4）。

2）从台内向台缘带，长宁地区灯影组厚度表现出增厚趋势。高石梯——磨溪地区钻井证实灯影组台缘带增厚为台缘带丘滩体沉积所造成[14]。在区内台缘带北部地层坡度大，有利于丘滩复合体沉积，台缘带相对于台内增厚幅度最大，达到100 m（图2、图5）。在区内南部台缘带表现为3排台缘带特征（图4）：最靠裂陷槽内的第1排台缘隆起幅度较低，表现为一个低平台上的低幅度隆起；向台内方向第2排台缘比第1排台缘高，第2排台缘带在垂直台缘带方向表现为中间高、往两侧变低，平面为狭长带状；最靠台内的台缘带整体较为宽缓，相比台内有略微增厚。

3）沿灯影组底界拉平后，寒武系底至灯影组底地震反射层之间的灯影组的厚度，在垂直台缘带方向的不同位置（图2、图3、图4）向裂陷槽方向均表现出显著减薄特征。地层厚度从最厚990 m（T0厚度为300 ms）减薄至600 m（T0厚度为180 ms），台缘带坡度变化9.7%～3.2%。

2.2 地层充填依据

图2 长宁地区A——B 地震剖面图

图3 长宁地区C——D 地震剖面图

图4 长宁地区E——F地震剖面图

图5 四川盆地长宁地区灯影组残厚图（单位：m）

图6 四川盆地长宁地区下寒武统地层厚度图（单位：m）

依据地震刻画的灯影组残厚和下寒武统厚度之间的镜像关系，按照岩溶地貌观点[1]和裂陷槽欠补偿观点[2]，均证实长宁地区裂陷槽和台缘带的存在。灯影组残余厚度在区内东北整体厚度大（图5），地层厚度介于800～900 m，以西地区厚度介于600～750 m。下寒武统厚度在区内的东北整体厚度介于600～900 m，以西地区厚度介于1100～1400 m（图6）。下寒武统厚度与灯影组厚度成镜像互补关系，证明下寒武统的沉积充填作用是在灯影组沉积后的台缘和裂陷槽古地貌之上沉积的。

2.3 实钻井依据

德阳——安岳裂陷槽西侧至长宁地区的连井对比证实长宁地区裂陷槽内缺失灯三段和灯四段。从德阳——安岳裂陷槽西缘至N2井对比剖面反映裂陷槽内地层缺失灯三段和灯四段，台缘带和裂陷槽内残丘则发育较为完整。长宁地区N2井仅发育灯一、灯二段，缺失灯三段和灯四段（图7），该井位于地震刻画的裂陷槽内，灯二段厚度622 m，与裂陷槽内的灯影组厚度吻合。

3 长宁地区裂陷槽与德阳－安岳裂陷槽关系

根据长宁地区裂陷槽、台缘带展布特征，结合兴凯地裂运动的大地构造背景，认为长宁地区三维地震范围内所揭示的裂陷槽为德阳——安岳裂陷槽南延的东侧部分。

图7 L1-G1-C1-N2-Y1灯影组地层对比图

长宁地区三维地震工区内裂陷槽东侧台缘呈弧形展布（图5），北部其走向为北北东，南部其走向为南东。长宁裂陷槽台缘带北北东指向位置正好为高石梯——磨溪地区以南荷包场地区的台缘带，这种位置关系揭示了德阳——安岳裂陷主体向南延伸至荷包场地区后，继续向南进入到长宁地区。

兴凯地裂运动为震旦纪扬子地台重要的大地构造运动，规模大，具有区域性活动的特征。德阳——安岳裂陷槽东西两侧台缘带距离在110～150 km，长宁地区台缘带与G1井西侧台缘距离120 km，两者规模相当。进一步说明，兴凯地裂运动形成的台内裂陷从德阳至安岳，向南一直贯通至长宁地区（图8）。

图8 四川盆地德阳——长宁裂陷槽灯影组岩相古地理图

长宁地区裂陷槽向西南延伸，则可能与东侧沿四川盆地边缘露头揭示的台缘带相连。

4 长宁裂陷槽发现的地质意义

4.1 裂陷槽控制灯影组储层分布

德阳——安岳裂陷槽两侧台缘带发育丘滩相储层。高石梯——磨溪地区灯二段和灯四段发育丘滩复合体的藻凝块白云岩、藻叠层白云岩、藻砂屑白云岩，岩心可见大量的溶蚀孔洞，丘滩复合体为有利的储层相带[15-17]。长宁地区裂陷槽东侧台缘带虽未有钻井揭示其储层条件，但其表现出的台缘带增厚、丘滩杂乱反射的地震相特征明显，预测其灯影组发育与高石梯——磨溪地区类似的优质碳酸盐岩储层。

4.2 裂陷槽控制筇竹寺组烃源岩分布

长宁地区裂陷槽内发育优质烃源岩。钻井和区域研究揭示长宁地区筇竹寺组烃源岩有利，该区在筇竹寺组沉积时充填厚层黑色页岩、碳质页岩、泥岩，筇竹寺组泥页岩厚度介于400～450 m。筇竹寺组烃源岩有机碳含量高、厚度大、分布广，可成为该区震旦系——下寒武统的有效烃源岩[18-20]。

4.3 有利勘探方向

根据高石梯——磨溪地区台缘带成藏研究和勘探实践，裂陷槽东侧的台缘带由于丘滩相储层发育、紧邻槽内烃源岩，整体都可作为有利勘探区带。长宁地区由于受燕山期——喜山期构造作用影响，晚期构造活动对油气藏的破坏改造作用强，结合构造演化和现今构造等多方面资料，综合分析长宁地区总体可以划为2类勘探对象：①长宁南部台缘带储层上倾尖灭的岩性成藏有利区；②长宁以北受浅层高陡构造改造作用较小、与深层构造形成良好匹配关系的构造——岩性成藏有利区。

5 结论

1）德阳——长宁裂陷槽在长宁地区存在的依据充分：①斜坡区筇竹寺组地层超覆在灯影组之上，灯影组厚度在斜坡区发生地层削截；②台缘带至槽内灯影组厚度显著减薄；③台缘带丘滩相发育，向台内地层厚度有减薄趋势；④下寒武统厚度在台内薄、槽内厚，与灯影组厚度形成镜像互补关系；⑤钻井证实地震刻画的裂陷槽内地层为灯一段和灯二段，缺失灯影组上部地层。

2）长宁地区裂陷槽的发现首次确定了德阳－安岳裂陷槽往南延伸的东侧台缘具体位置，裂陷槽东西向宽100 km左右，贯穿四川盆地中部的震旦系——寒武系裂陷槽可称为德阳——长宁裂陷槽。

3）德阳——长宁裂陷槽控制了震旦系——下古生界储层、烃源岩分布，裂陷槽东侧的高磨地区已获得重大的天然气发现。长宁地区裂陷槽东侧台缘带特征清晰，台缘带相对台内地层增厚明显，丘滩相储层分布规模大，与裂陷槽内优质烃源岩形成侧向对接关系，生储盖配置有利，为下步重要的战略接替区带。长宁地区南部岩性成藏有利区灯影组埋深浅，具有良好的效益勘探价值；北部构造岩性成藏有利区为勘探空白区，为有利的风险勘探目标准备区。