四川盆地东北部赵家湾地区飞仙关组地层层序划分

罗孝杰，代宗仰

（西南石油大学地球科学与技术学院 四川 成都 610000）

层序地层学是20 世纪中后期发展起来的。18 世纪左右，国外研究人员就发现了搬运沉积与风化剥蚀作用在时间维度上呈周期性变化的规律[1]。20 世纪中叶，有学者指出层序的定义“以主要区域不整合为边界的地层集体”并将北美的克拉通前寒武纪晚期至全新世地层划分为六套地层层序。1977 年Vail 提出了海平面变化控制了层序发育的看法[2]。20 世纪90 年代至今，层序地层学从纯理论研究进入到了理论和生产应用两开花的时期。出现了诸如高分辨率层序地层学、成因地层学等理论学派理论学说也在油气勘探中广泛应用[3-5]。

本文研究层系为三叠系飞仙关组，赵家湾潜伏构造构造主要位于川东南中隆高陡构造区东北部温泉井构造东段南翼断下盘，赵家湾潜伏构造北与温泉井构造东段之间有长店坊向斜相隔，南与马槽坝构造相邻，再向南经开县向斜与门南场背斜倾没端相望（图1）。受大巴山弧形构造带的改造经历加里东运动、东吴运动等多期构造运动的影响。岩性主要以白云质灰岩、灰岩、白云岩及石膏、鲕粒云岩（灰岩）为主[6-7]。

图1 赵家湾地区造位置

1 飞仙关顶底界面

由于赵家湾地区仅钻井一口，故将领区菩萨殿、正坝、马槽坝等井位的资料一同进行分析。认为：研究区内飞仙关组与丄覆嘉陵江组地层为连续沉积的整合接触[8]。研究通常认为四川盆地内大部分地区飞仙关组与下伏地层之间为整合接触 [9]。

1.1 飞仙关组顶界

飞仙关组沉积时期为一个海平面持续下降的时期，在飞四段即飞仙关末期时整个川东北盆地演化为一个蒸发-局限台地相的环境[10]。整个区域内飞仙关顶部发育有一套紫红、灰紫色薄层泥岩、泥质灰岩、泥质白云岩夹石膏等组成的岩相组合；受海平面早期上涨的影响嘉陵江期的沉积水体加深，底部一般发育沉积青灰色、浅灰色中-薄层状泥晶灰岩及泥质泥晶灰岩[11]。（通过电测曲线特征来看，飞仙关顶部由于泥质含量较高常发育泥质灰岩、膏岩、泥岩表现在电测曲线上则是电阻率较低、自然伽马较高。）在川东北地区此套飞四段紫红色地层分布较稳定，于是各井间这样的高伽马、低电阻的特征就易于识别方便对比。

1.2 飞仙关组底界

飞仙关底部一般沉积一套灰绿色、深灰色、灰黑色薄层状灰质泥岩、泥质灰岩、泥晶灰岩及深灰色、灰黑色薄层状泥岩、页岩，贫硅，不含硅质结核，在野外风化后常呈浅灰、灰白色[12]；下伏长兴组顶部沉积灰色、深灰色、灰褐－深灰褐色泥晶灰岩，层较厚，一般富含二叠纪生物化石，常见有硅质结核或团块，二者在岩性上易于区分。

飞仙关底部沉积较厚的泥岩或泥质灰岩，从测井曲线上看具有较明显的高伽马值、低电阻率值得特征。另外，在自然伽马能谱测井剖面中，长兴组往往比飞仙关组放射性同位素量高，据此较容易确定其底界。（若飞仙关组底部为泥晶灰岩，由于泥质含量降低导致电阻率增高、自然伽马降低；若长兴组顶部发育生物礁，由于存在生物物质以及砂屑物质会导致电阻率降低、自然伽马增高。出现这两种情况使得飞仙关组与长兴组的分界面变得不易划分。）

2 飞仙关组层序地层学分析

由于研究区飞仙关组处于远离物源的相区，所以其岩性的四分段不明显。但沉积旋回在岩性组合的变化和测井曲线上仍有表现。在传统的研究中，主要将飞仙关组进行4 段5 分的划分方案，这样划分的缺陷在于往往会将自旋回或高级旋回的界面作为四级旋回的界面，从而影响沉积相的纵横向分布与演化特征的认识。根据层序地层学的理论和方法，以识别相对海平面的升降变化为基础，首先在目前资料较完整的正坝南-菩萨殿地区，通过钻井与地面资料的仔细研究，对各井的层序变化从岩性、电性上进行详细对比，并结合勘探需要，将在目前资料条件下可进行区域横向对比的层序界线识别出来，将飞仙关组从下至上划分为6 个四级层序。

2.1 飞仙关组各层序划分

2.1.1 单井旋回划分

以赵家1 井为例（图2），在FC1 期下部主要为沉积斜坡（陆棚）上部逐渐沉积碳酸盐岩台地相，整体为向上变浅旋回，并由多个向上变浅小旋回构成。

图2 赵家1 井旋回对比

从岩性上下部为灰色深灰色灰岩，深灰色泥质灰岩，中部为深灰色、褐灰色细粉晶云岩，上部为大套灰色、深灰色、褐灰色泥晶灰岩。FC2下部主要为斜坡（陆棚）相，上部主要为碳酸盐岩台地相，主要有台地边缘、局限台地等亚相以及潟湖、台缘滩、滩间海等微相。岩性为灰色、深灰色、褐灰色泥晶灰岩，深灰、褐灰色细粉晶云岩，整体具向上变浅旋回。FC3 下部主要为斜坡（陆棚）相，上部为碳酸盐岩台地相的台地边缘亚相，沉积微相有滩间海和鲕粒滩。岩性以深灰色、褐灰色鲕粒灰岩为主，中部夹一薄层灰色泥质灰岩，整体为向上变浅旋回。FC4 主要为台地边缘相，沉积深灰色、褐灰色泥质灰岩；FC4上部为局限台地的泻湖相，岩性为灰色、浅灰色灰岩，褐灰色泥晶灰岩，夹薄层紫红色泥岩。FC5 主要下部为局限台地内的潟湖相，岩性主要为褐灰色、深灰色、灰色灰岩，灰紫色泥质灰岩，紫红色泥岩、夹薄层石膏。FC6 主要为蒸发台地的云坪微相，下部为灰绿色泥岩与泥质云岩夹薄层灰白色石膏互层，上部为紫红色泥岩、泥质灰岩。

2.1.2 层序地层格架对比

为进一步讨论赵家湾地区及邻区飞仙关组的鲕粒滩及白云岩储层分布规律，建立了研究区飞仙关组的层序地层格架对比方案。

正坝1-坝南1-玉皇1-菩萨1-菩萨2-赵家1-马槽1 连井剖面走向约呈东西向。在飞仙关期正坝1-坝南1 井一带，FC1、FC2、FC3 地层厚度突然增大，纵向上体现了一个陡坡的出现；在赵家1～马槽1 井一带FC1～FC5 的地层厚度均有明显增大，表现了比正坝1～坝南1 更陡的地形坡度。FC3 时期A 剖面井除马槽1 外均有发育鲕粒灰岩或鲕粒白云岩，发育的位置大部分在FC3 期的底部，厚度较均一。FC5 期玉皇1 发育有鲕粒灰岩，为孤立台内滩的体现。由于飞仙关整体是一个海退的过程，而在马槽1 井地带有地层厚度突变的特征，并且地层厚度增大的趋势由FC5 至FC1 逐渐变大，所以在这两个井区存在相变的界线。而FC6 期地层厚度确较均一，表现了碳酸盐岩台地沉积的填平补齐作用。FC6 期广泛发育的紫红色泥岩、膏岩与云岩表现了一个水体很浅的蒸发型环境，反映了这一时期工区内沉积相的广泛均一性。

3 沉积相展布

我们在分析单井沉积相和连井沉积相剖面的基础上，通过对地层厚度和鲕粒厚度两种因素的统计，对沉积相平面展布进行了分析，分旋回讨论了飞仙关组沉积相的演化过程。

研究区飞仙关组FC1 时期鲕滩基本不发育，该时期的沉积相平面展布总体上表现为近南北向分带的特点。金珠1 井-紫1 井-鹰1 井一带为局限台地相；罗家2 井-罗家9 井区一带为台地边缘相；罗家1 井-坝南1 井-赵家1 井-马槽1 井井区一带为斜坡相；沿满月-沙陀剖面-马槽1 井一带以东为海槽相区。飞仙关FC2 时期的沉积相在FC1 时的基础上继续发展，仍表现出近南北向分带的特点。紫1 井-罗家9 井一带以北地区主要为局限台地相相沉积；在罗家1 井-坝南1井--菩萨2 井一线之间的地区为台地边缘相沉积；门西6 井--新兴1 井-赵家1 井-马槽2 井一带主要发育斜坡相沉积；海槽相沉积继续缩小。飞仙关FC3 时期的沉积相在FC2 时的基础上继续发展，仍表现出近南北向分带的特点，但由于台地的增生填平补齐作用，使得斜坡相继续往南退缩，相应的碳酸盐岩台地相往南推进，台地边缘亚相在平面上变宽，在罗家1 井-坝南1 井-门南1 井-菩萨2 井-赵家1 井一带大面积发育鲕滩。FC4 时期各相带均表现出向南方向迁移之势，相带展布仍具近南北方向发育的特点。该时期局限台地。

相推进到罗家2 井-新兴1 井-赵家1 井以南，仅玉皇1 井一带发育台内滩；台地边缘亚相已经推进到罗家1 井-门南1 井一线，门西6 井-门南1 井一带还发育有台内滩；斜坡相已退缩至正罗家1 井以西、满月-沙陀剖面以东地区；海槽相分布在马槽1 井以东地区。FC5 时期总体上沉积相带表现出近东西向分带的特点。与FC4 相比局限台地相继续扩大，西向界线已推移至罗家1 井、天成1 井一带，东向界线已推移至马满月-双河-沙陀剖面一带。台地边缘亚相带整体变窄，西向界线继续向南推移，东向界线向东推移至马槽1 井一带。FC6 时期随海平面的下降以及沉积作用的进行，研究区已基本填平补齐，且大面积频繁暴露，沉积相带快速向南西和东部迁移，最终使沉积环境完全均一化，形成区域性的蒸发～局限台地亚相沉积。

4 结论

1）根据层序地层学原理，用沉积旋回来表示海平面升降，依据电测曲线以及岩性将飞仙关组划分为6 个沉积旋回，并建立层序地层格架。

2）飞仙关组总体上表现为一个水体向上变浅的三级旋回，可进一步划分为六个四级旋回（FC1～FC6）。以单个四级旋回作为等时地层单元开展层序划分和对比是可行的。FC1～FC5（飞一～飞三）期以碳酸盐岩沉积为主，FC6（飞四）期以一套碳酸盐岩和泥岩、含膏泥岩、薄层石膏不等厚互层沉积为特征。FC1～FC5 期总体表现为多个向上水体变浅旋回的纵向叠加，每个旋回中台地相区的厚度最薄、斜坡相最厚，并显示出向斜坡海槽相区进积的特征。

3）飞仙关组沉积时本区处于“两槽夹一台地”的沉积格局，即东侧的城口-鄂西海槽、西侧开江-梁平海槽，南侧与开县-云阳斜坡相接，背靠蒸发-局限碳酸盐台地。研究区飞仙关气藏所处相带大多数处于台地边缘鲕滩带。