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四川盆地桐湾期不整合面的侵蚀成因地质新证据

2022-12-10李泽奇鲁鹏达田腾振玮姜张洁伟刘树根

天然气工业 2022年11期
关键词:灯影寒武白云岩

邓 宾 李泽奇 张 航 鲁鹏达 田腾振 孙 玮姜 华 吴 娟 张 旋 张洁伟 刘树根

1.“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室·成都理工大学 2.中国石油西南油气田公司川东北气矿 3.中国石油勘探开发研究院 4.中国石油西南油气田公司勘探开发研究院

0 引言

20世纪中叶,刘国昌初次报道湘西黔阳县早寒武世五里牌组和南沱冰碛层间的不整合[1-2],解释为“桐湾运动”构造不整合面(即Ediacaran-Cambrian不整合面)。当前学界倾向于将“桐湾运动”界定为扬子地区震旦纪与寒武纪之间的区域构造运动事件,代表着震旦纪末期灯影组沉积后的大规模构造上升运动,即前寒武纪的区域侵蚀面[3]。侯方浩等[4]基于四川盆地内钻井岩心和野外露头观察等,揭示灯影组二段/三段之间、灯影组四段与下寒武统麦地坪组之间存在2期古风化壳,将其定义为桐湾运动2幕抬升剥蚀运动。由于灯影组二段、四段顶部风化壳岩溶以及下寒武统麦地坪组与上覆筇竹寺组平行不整合接触,有学者也将桐湾运动定义为3幕抬升剥蚀运动事件[3,5-7]。李伟等[6]重新厘定出灯影组二段内富(菌)藻层与贫(菌)藻层间白云石砾石、古风化残存砾屑白云岩等典型沉积特征,并认为它们是桐湾期第一幕区域性构造运动成因形成。进一步通过基于纳米比亚(如:Swartkloofberg)和阿曼地区等震旦系剖面层序地层、碳—氧同位素和U/Pb锆石年代学等研究,表明震旦系灯影组沉积学和地球化学等具有全球性变化特征[8-9],如:典型新元古代碳同位素负偏特征、微生物岩与葡萄花边特征等,部分学者因而提出新元古代末期地球仍处于“雪球事件”广泛冰期的最后脉冲阶段、反复发生冰川膨胀和消融,其间冰期海平面变化幅度在100~150 m或更高,从而导致震旦系灯影组大面积暴露地表形成侵蚀不整合面。

新元古代末期,扬子陆块经历兴凯地裂运动、桐湾期构造运动等多幕构造演化过程,控制影响着四川盆地下寒武统筇竹寺组—震旦系灯影组含油气系统,尤其是优质烃源岩分布和灯影组岩溶储层[3,4,6,10]。震旦系灯影组从1964年威远气田到2011年大型整装安岳气田发现,长达半个世纪勘探历程也普遍揭示灯影组油气成藏与不整合面运移调整等复杂性特征[11-15]。因此,本文基于野外露头和薄片观察、地震资料和地球化学等综合研究,探讨新元古代末桐湾期构造运动期次与性质、不整合发育特征及对四川盆地震旦系灯影组油气成藏的意义。

1 区域地质背景

新元古代中国三大陆块形成的“古中国地台”与Rodinia超大陆形成与裂解过程密切相关[16-18]。晚元古代距今750~700 Ma泛非运动早期(即Pan-African),Congo大陆与Rodinia超大陆发生碰撞导致Rodinia超大陆发生南北裂解、形成泛大洋(Panthalassic Ocean)[19](图 1-a)。Pan-African 运动高潮期(距今640~600 Ma)最终导致以Congo大陆、原Laurasia与Gondwana大陆为主体形成潘诺西亚大陆(即Pannotia),也称为Greater Gondwana或Pan-African超大陆[19-21]。距今580~530 Ma 潘诺西亚大陆裂解为Laurasia、波罗的板块、西伯利亚板块、Congo大陆和Gondwana大陆等,但Gondwana大陆周缘逐渐开始发生汇聚拼合过程(图1-a)。华南板块和华北板块具有明显的亲澳大利亚板块属性,分别于距今720 Ma和距今600 Ma与Rodinia超级古大陆逐渐裂解分离,并于晚元古代—早中古生代与东Gondwana大陆碰撞拼贴[22-23]。

华南板块及其周缘在中元古代—早寒武世发生兴凯地裂运动,它们分别与Rodinia超大陆和潘诺西亚大陆裂解密切相关。兴凯地裂运动第一幕发生于中—晚元古代、苏雄组沉积期达到高潮,苏雄组陆相火山岩(距今803±12 Ma)和南华纪开建桥组、澄江组和陆良组等陆相碎屑岩为典型裂谷充填(即川西—滇中裂谷盆地),其上被稳定的克拉通沉积盖层不整合覆盖[24-25]。

四川盆地及周缘震旦系自下而上发育陡山沱组和灯影组(图1-c),其中陡山沱组(距今635~551 Ma)主要为碳酸盐岩夹黑色页岩,往深水方向页岩比例不断增加;灯影组沉积时限为距今551~542 Ma(灯一段至灯二段为距今551~546 Ma,灯三段至灯四段为距今546~542 Ma),主要为碳酸盐岩层系,向深水区域逐渐过渡为留茶坡组下部的硅质岩。寒武系底部发育麦地坪组和牛蹄塘组(沉积时限为距今542~523 Ma),其麦地坪组主要为碳酸盐岩夹磷块岩、页岩、硅质岩,向深水区域逐渐过渡为留茶坡组上部的泥质硅质岩;上覆牛蹄塘组主要为页岩或粉砂质泥岩。受北西高、南东低的古地理格局控制扬子板块震旦系-下寒武统在浅海区域主要为碳酸盐岩相,往北西古陆方向陆源碎屑岩比例增加,向南东深水区则逐步过渡为硅质岩、页岩相(图1-b)。晚震旦世至早寒武世兴凯地裂运动(第二幕)在上扬子陆块内形成绵阳—长宁拉张槽[10,26],伴生深水成因的黑色含磷硅质岩、硅质白云岩夹胶磷矿条带麦地坪组,它们与下伏震旦系灯影组平行不整合接触[3,5,10,27]。

图1 扬子陆块及其周缘新元古界—早寒武世岩石地层、地球化学和全球事件等综合对比图

需要指出的是,震旦纪扬子陆块及其周缘以碳酸盐岩—深水盆地沉积建造为主,早期以陡山沱组黑色页岩夹白云岩、硅质岩和磷块岩,局部含膏盐层系为特征,如川西南—滇北地区等,在扬子陆块东南缘黔、鄂等地具含磷建造;晚期主要为灯影组白云岩—硅质岩建造,富含微古植物、宏体藻类化石,如江川生物群和高家山生物群等,局部地区形成灯一段、灯二段等膏盐层,如川西南—黔北地区等(图1-b、c)。上震旦统灯影组以葡萄状、花边状和叠层状构造的菌藻类白云岩为典型特征,在扬子陆块乃至全球都具有可对比性,如西伯利亚板块文德系、澳大利亚板块阿德雷德系、劳亚大陆北美区米斯特肯组和庞德组等。新元古代地球上出现多期大规模的全球性冰川事件(图1-d),如Sturtian冰期、Marinoan冰期和Gaskiers冰期等,华南和华北陆块形成广泛的冰川沉积建造,如华南南沱组、华北罗圈组等;同时由于间冰期低等生物繁盛、有机质富集并形成了元古界优质烃源岩层系,如华南陡山沱组二段、塔里木盆地库鲁克塔格组等。

2 桐湾期不整合面地质特征

2.1 桐湾期不整合面特征

桐湾运动泛指扬子地区灯影组沉积期多幕“地壳构造运动”,对于其多幕性不同认识可能来源于抬升剥蚀多幕性过程与成因机制(图2-a)。基于野外观察表明,灯影组二段沉积末期和四段沉积末期中上扬子地区形成区域不整合面、岩溶风化壳等,灯三段以典型的碎屑岩沉积与下伏灯二段葡萄花边白云岩假整合接触,如:川北米仓山南江柳湾乡剖面灯三段含砾长石石英砂岩与灯二段微生物白云岩假整合接触(图2-b);尤其是灯四段顶部区域发育风化黏土层、溶塌角砾岩等与上覆层系(筇竹寺组或麦地坪组)接触,因而共识为桐湾期抬升剥蚀,如:峨眉金口河剖面、米仓山大坝剖面等(图2-c)。需要指出的是,由于下寒武统麦地坪组硅质岩层系分布空间有限(即上扬子绵阳—长宁拉张槽区域),因而导致灯影组沉积末期不整合面接触关系存在灯四段与麦地坪组平行不整合接触,如:米仓山柳湾乡剖面(图2-d)、绵阳清平剖面和镇巴麻柳剖面等,和灯四段与筇竹寺组平行不整合面接触关系两类,如:米仓山大坝剖面、胡家坝剖面和石柱廖家槽剖面等。下寒武统麦地坪组含磷白云岩顶部由于风化暴露部分地区形成褐黄色风化黏土层,如:川西南乐山范店剖面和黔中麻江基东剖面等,因而被识别为扬子台地周缘的桐湾期第三幕平行不整合面[3,7]。

图2 灯影组不整合面分类方案争议与典型野外特征图

总体上桐湾期第三幕平行不整合面主要受控于早寒武世初期绵阳—长宁拉张槽形成过程中构造沉积分异作用,局限于盆内拉张槽范围,如乐山—峨眉、绵阳—广元等。需要指出的是桐湾期不整合面主要发育于扬子陆块及其周缘碳酸盐岩台地相沉积区域,扬子陆块东南缘震旦纪沉积古环境逐渐过渡为深水盆地沉积相,其寒武系普遍与震旦系具整合接触关系,如贵州松桃剖面、溶溪剖面和重庆秀山剖面等(图2-e)。因此,本文主张桐湾期不整合面主要指扬子陆块区碳酸盐岩台地相区灯影组—下寒武统层系间平行不整合面,即灯二段与灯三段之间(第一幕)、灯四段和下寒武统底界之间(第二幕)。

2.2 桐湾期不整合面地震响应特征

四川盆地下寒武统地震反射轴普遍具有中等连续性、弱—中等振幅特征,具“整一”性。盆地中西部绵阳—长宁拉张槽两侧,下寒武统麦地坪组硅磷质白云岩与泥岩层系普遍上超于下伏震旦系灯影组白云岩之上(图3),形成明显的灯影组二段和灯影组四段台缘“陡坎带”;拉张槽外缘地区下寒武统筇竹寺组含粉砂泥页岩与灯影组白云岩地震反射轴基本平行协调,表明二者是平行不整合关系,如阆中川深1钻井区(图3-b)、川中磨溪地区(图3-c)等。需要指出的是,拉张槽内和拉张槽周缘地区下寒武统底部与灯影组顶部岩性波速特征具有一定差异性,从而导致该不整合面反射轴特征具有差异性,如磨溪地区拉张槽内不整合面具有弱—中等连续性和中—强振幅特征,而拉张槽外区域则具有强连续性、强振幅特征(图3-c、d)。总体上,灯影组沉积期末期—早寒武世(即桐湾期第二期)不整合面体现出明显的平行不整合和超覆不整合特征。

受控于灯影组沉积末期—早寒武世构造沉积分异作用控制,灯三段岩性具有明显的侧向变化特征,川中地区灯三段为典型的蓝灰色泥岩、白云岩组成,如威117井、磨溪117井等,至川西地区可能变化为紫红色砂泥岩或黑色泥岩等,如广元羊木、绵竹清平、平武金凤等剖面地区,因此其厚度也逐渐减薄乃至缺失。与之相似的是,灯二段从盆地中心向绵阳—长宁拉张槽区可能也发生一定程度的沉积相和岩性变化,如:高磨地区灯二段主要为泥晶白云岩和藻白云岩为主(如:高石1井、高石17井等),蓬探1井和中江2井等灯二段则为砂屑白云岩、鲕粒白云岩、凝块白云岩为主,至川西北盆缘则发育丘状层理灰岩等,如广元羊木、青川剖面等。它们的“同时异相”的侧向渐变性可能导致灯二段和灯三段接触面在川西北绵阳—长宁拉张槽地区能难以甄别;但绵阳—长宁拉张槽周缘总体上灯三段至灯四段与灯一段至灯二段地震反射轴具有平行协调一致特征,体现出(桐湾期第一幕)平行不整合关系(图3)。总体上,盆地灯二段地震反射轴具有亚平行—平行反射结构特征,从拉张槽周缘至拉张槽内少见顶部削截或“顶削”结构,体现出与上覆下寒武统底部层系亚平行—平行结构特征,明显区别于构造成因相关的角度不整合面“下削上超”结构特征[29],揭示出灯影组—寒武统层系间平行不整合接触关系(图3-d)。需要指出的是,有且仅有在拉张槽边界带由于构造—沉积分异作用或者侵蚀作用,地球物理特征上存在一定的削截反射结构,尤其是在灯二段台缘带(图3-d),且绵阳—长宁拉张槽南北段这种“削截反射”结构特征可能受控于南北向构造—沉积分异与侵蚀作用逐渐减弱[30]。

图3 四川盆地桐湾期平行不整合面地球物理特征

2.3 桐湾期不整合面同位素特征

碳氧同位素特征及其变化能够有效地反映海平面升降变化、古环境和古气候变化等信息,因而广泛应用于前寒武纪层系研究中。近十年综合地层学研究表明,灯影组碳酸盐岩层系底部常常发育一次碳同位素正偏,该次碳同位素正偏是灯影组与下部地层可靠的全球性地层对比标志[31-33],随后灯影组碳同位素值大致稳定在1‰~3‰之间,但最底部的碳同位素正偏之上存在一次/或数次小型未命名的碳同位素负偏,它们是灯影组中上段的典型同位素特征。它明显区别于上覆寒武纪早期碳酸盐岩层系碳同位素剧烈振荡特征底界,即寒武系底界碳酸盐岩地层第一次显著的δ13C负异常特征(BACE,Basal Cambrian Carbon Isotope Excursion,即碳同位素为-5‰~-10‰之间,图1-d)。

通过对盆地内高科1井、丁山1井、川深1井和马深1井震旦系灯影组岩心中不整合面附近微(泥)晶白云岩碳、氧同位素表明,碳氧同位素在桐湾期灯影组二段和三段、灯影组四段和下寒武统底部平行不整合面具有明显的同位素负漂移特征,尤其是在灯四段和下寒武统底部平行不整合面(图4)。需要指出的是,由于灯三段和寒武系底部以泥质岩为主,未采样进行碳氧同位素测试分析导致其样品分布上具有不均匀性,可能导致灯二段/灯三段间同位素变化特征具有一定分歧性。但本次四口钻井样品与文龙等[32]报道灯二段相对于灯四段δ13C、δ18O相对偏重的特征相一致,尤其马深1井和高科1井的不整合面δ13C、δ18O负漂移趋势特征明显,且与盆地内部威远—高石地区钻井相似。马深1井灯二段δ13C分布区间主要为2‰~4‰、δ18O分布区间主要为-6‰~0,灯四段δ13C分布区间主要为-2‰~4‰、δ18O分布区间主要为-12‰~0(图4-d)。灯二段和灯三段平行不整合面间δ18O从-5‰左右减小至-7‰,揭示出一定的负漂移特征,但δ13C值变化不明显;灯四段顶部-8 130~-8 040 m,δ18O值从-6‰~2‰之间减小至-12‰~-10‰,且δ13C值-1‰~4‰之间减小至-2‰~-1‰,揭示出显著的碳氧同位素负漂移特征,这与该钻井取芯段发育岩溶作用特征相一致。川深1井灯四段-8 350~-8 230 m层段δ18O值和δ13C值分别主要分布范围为0~4‰、-7‰~-4‰,灯四段顶部-8 230~-8 150 m层段δ18O值和δ13C值显著减小为-2‰~0、-12‰~-7‰(图4-c)。丁山1井和高科1井虽然有效样品数据相对较少(约20~40件),但总体仍然显示出灯四段顶部碳氧同位素值特征的明显减小,丁山1井灯四段δ18O值和δ13C值由-4 290~-4 220 m层段2‰~4‰、-9‰~-6‰分别减小为顶部-2‰~0和-13‰ ~-10‰(即-4 220 ~-4 200 m)(图 4-b);高科1井少量灯二段和灯三段平行不整合面附近样品也表明其具有一定量的负漂移特征,如:氧同位素从灯二段-5%减小到灯三段-8%左右、碳同位素从2%减小到0左右(图4-a)。

图4 四川盆地钻井桐湾期平行不整合面碳氧同位素特征图

需要指出的是,碳酸盐岩层系在成岩作用过程中可能由于成岩作用导致碳氧同位素地球化学特征无法准确反映碳酸盐岩沉积物沉积时期古环境和古气候等特征[34]。虽然上述井中灯四段顶部样品都含有少量样品(即δ18O>-10‰)可能受后期成岩改造作用影响,但总体垂向上越靠近不整合面区域其同位素负漂移特征越明显,同时它们也与灯四段和下寒武统平行不整合面附近强烈的(硅质等)热液成岩改造特征相一致(图2-d、图4-f)。

3 不整合面地质意义

3.1 桐湾期不整合面成因机制

不整合面是一种地层接触现象或关系,它既表明地层记录中构造沉积及其时间间断特征,又体现出大陆板块抬升、盆地构造变形、海平面升降和气候变化等系列地壳浅表作用。黄汲清和尹赞勋[35]强调地壳运动为“造陆运动”和“造山运动”,前者表现为大面积升降运动导致的地层缺失和区域性平行不整合特征,后者变现为大规模构造变形伴生的区域性角度不整合特征、不整合面上下层系区域构造线差异性。绝大多数不整合是受控于大陆构造抬升和全球海平面下降控制的侵蚀作用形成,陆克政[36]、何登发[29,37]和杨勇等[38]对不整合面叠加类型进行系统综述和类型样式对比划分,尤其强调角度不整合面“下削上超”对大陆构造运动的重要标志识别性。

桐湾期不整合面总体上可以大致分为两类,即平行不整合接触关系和超覆不整合接触关系。平行不整合面分别发育于灯二段和灯三段间、灯四段和下寒武统底界间,超覆不整合面仅发育于川西绵阳—长宁拉张槽区内部灯四段和下寒武统麦地坪组之间。受控于早寒武世构造—沉积分异作用,拉张槽内普遍发育下寒武统麦地坪组,且超覆沉积于灯四段顶部,尤其是拉张槽两侧其上超/削蚀作用明显(图3-b、d),而槽内和盆地其他区域灯四段与下寒武统底部层系普遍具有亚平行—平行结构特征,揭示下寒武统与灯四段平行不整合接触关系。因此,扬子地台区桐湾期不整合面特征缺少“下削上超”角度不整合大陆构造运动识别标志(图3)。同时灯影组沉积期时间距今约10 Ma(即距今555.1~541.6 Ma),发生两期大陆地壳拉张—挤压构造反转变形过程,与现今所厘定的较长期的构造运动幕次性具有一定的差异。因此,本文认为四川盆地桐湾期不整合面难以用大陆构造运动及其相关构造不整合面成因机制来解释。

新元古代全球发育数次冰期事件导致全球气候和古环境极端变化,至震旦纪末期冰期事件仍然具有一定的全球性[33,39],即Baikonur冰期(距今约540 Ma的灯四段沉积末期)和Vingerbreek冰期事件(距今约547 Ma的灯二段沉积末期),如南非Namibia大陆[40]、印度大陆[41]、北美大陆和西伯利亚大陆等[39],它们部分发育典型的冰川成因沉积建造特征、厚达百米岩溶作用带和岩溶沟谷地貌等。新元古代上部层系灯二段和灯四段顶部普遍具有碳同位素负漂移事件,即δ13C值减小到-2‰以下,δ18O值减小至-10‰~-12‰以下(图4),它们在全球范围内具有一致性[33,39],揭示出与全球冰期海平面下降成因机制密切相关,导致大陆浅表风化作用持续增强、形成桐湾期平行不整合面和同位素负漂移特征。因此,推测桐湾期两幕不整合面可能均为侵蚀型不整合面。需要指出的是,全球震旦纪末期冰期事件发育规模较小,这也可能是扬子陆块区震旦纪灯影组沉积期冰川沉积建造欠发育的主要因素。

基于实测川北柳湾乡剖面为例,其碳同位素曲线与全球标准碳同位素特征具有一致性(图5)。垂向上,灯影组底部含砂质白云岩至灯二段上部藻白云岩,碳同位素值大致在2‰~5‰之间,正偏最大值可达到4.89‰,小型负偏位于灯二段顶部泥晶白云岩段、碳同位素值-0.18‰。灯三段中上部含泥砂质白云岩开始碳同位素值逐渐升高,灯四段藻白云岩稳定在0.19‰~2.13‰间,灯影组顶部同位素值骤降至-1.47‰左右。总体上,柳湾乡剖面灯影组碳同位素呈双段递增到递减式波动趋势,表现为灯一段到灯二段递增、灯二段/灯三段不整合面附近递减,灯三段到灯四段递增、灯四段/寒武系递减。碳同位素双段递增到递减式波动趋势(即灯二段/灯三段间、灯四段和下寒武统间),与全球海平面升降特征、其他板块晚震旦世碳酸盐岩层系剖面同位素变化具有一致性和可对比性(图5),揭示桐湾期平行不整合面可能为全球冰期海平面下降成因和相关大陆浅表风化作用控制的侵蚀型不整合。

图5 全球典型地区晚震旦世碳酸盐岩地层碳同位素曲线对比及其海平面变化关系图

3.2 不整合面溶蚀储层特征

不整合面岩溶作用通常受到基准面和构造/断裂作用等控制[46],桐湾期不整合面附近灯二段和四段白云岩普遍受同生—准同生期岩溶作用,从而形成优质白云岩储集层[47-50]。新元古代晚期扬子板块处于兴凯地裂运动旋回期,受控于大陆冰期事件(即Vingerbreek冰期)控制下高频海平面波动,导致形成桐湾期早期(第一幕)不整合面及其下伏灯二段岩溶作用,由于灯二段以藻纹层白云岩及凝块石白云岩等为主,溶蚀作用普遍沿微生物格架发生选择性溶蚀,并形成窗格孔和溶洞等,如:川北柳湾剖面(图6-a)、胡家坝剖面(图6-b)和川中高石129井(图6-d)等,后期埋藏过程中早期溶孔/溶洞可能进一步扩容形成优质储集层,或被多期次矿物(如:白云石、沥青等)充填储层致密化。因此,灯二段沉积微相决定的微生物白云岩物质基础,控制影响着桐湾期不整合面溶蚀优质储层发育的层位性和规模性。新元古代末期Baikonur冰期控制影响着灯影组四段沉积末期高频海平面波动,从而形成桐湾期第二幕不整合面及其岩溶作用。灯四段储集层普遍以晶粒白云岩为主,其易于高频海平面波动下暴露发生白云石化重结晶作用、形成大量晶间(溶)孔(图6-c、e),从而形成灯四段优质储层,如:南江柳湾剖面(图6-c)沥青呈浸染状分布于砂屑粉晶白云岩粒间溶孔内;或川深1井灯四段藻凝块白云岩,沥青浸染状分布于受岩溶形成的膏溶角砾间(图6-f)。因此,灯四段不整合面溶蚀作用可能对于其优质储层形成发育的层位性和规模性具有更加重要的控制影响作用。

图6 震旦系灯影组桐湾期平行不整合面溶蚀作用镜下特征图

3.3 不整合面油气运移特征

不整合面广泛发生风化溶蚀作用导致岩石裂缝溶蚀构造发育,从而形成优质储集空间和油气运移通道,有利于烃类物质沿不整合面发生大规模运移调整与动态聚集。根据桐湾期不整合面上覆和下伏震旦系灯影组白云岩层系间接触关系,可以将桐湾期不整合面划分为两类:

1)超覆型不整合与输导体系特征,下寒武统磷硅质岩、黑色页岩超覆于灯影组白云岩之上,为超覆不整合关系,主要发育于绵阳—长宁拉张槽及其两侧区域(图7),如中江2井区、蓬探1井区和高石梯气田等,不整合面可作为灯二段/灯四段溶蚀白云岩储层的良好油气运移通道,中江2井、蓬探1井区和磨溪气田气水界面分别为-6 320.0 m、-5 540.0 m和-5 160.0 m,不同气藏间气水界面相互落差为800 m和400 m,它们分别沿桐湾期不整合面运聚形成的相对独立的气藏。

图7 震旦系灯影组桐湾期平行不整合面油气运聚模式图

2)平行不整合与输导体系特征,不整合面之上为下寒武统黑色泥页岩、之下为灯四段白云岩层系,如:磨溪16井和威远气田区等,黑色泥岩平行披覆于灯四段白云岩之上能够有效垂向封堵,同时由于桐湾期溶蚀作用导致灯四段顶部岩溶储层具有大面积侧向连续性,从而形成侧向运移通道,促使灯影组油气以侧向运移为主。除此之外,在川西南地区由于灯三段—灯四段缺失等因素,如团宝山、龙门剖面等,可能导致桐湾期两幕不整合面叠合,它们对灯影组油气运移充注与成储等特征可能具有十分重要的作用。

四川盆地灯影组天然气主要来源于下寒武统筇竹寺组优质黑色页岩,桐湾期不整合面为下寒武统筇竹寺组—震旦系灯影组含油气系统提供了最佳的油气运移通道,在绵阳—长宁拉张槽两侧由于超覆型不整合输导体系形成“旁生侧储”型成藏组合,能够极大地提高油气充注效率从而有益于形成大中型油气田,如高石梯气田(图7)。川中高石梯—磨溪地区和北斜坡太和含气区震旦系天然气地球化学特征对比研究,揭示出安岳气田震旦系灯影组天然气δ13C比太和含气区(如中江2井区、蓬探1井等)较重,同位素特征与下寒武统烃源岩具有同源性,揭示其沿不整合面聚集原油晚期阶段裂解气,而北斜坡地区太和含气区则沿不整合面早期—晚期多期聚集原油裂解气[51]。同时由于烃类物质沿不整合面侧向运移调整,导致盆地内主要钻井中灯影组储层都富含沥青物质,且川中威远—高磨地区灯影组气场都具有常压体系(区别于上覆龙王庙组超压气藏),如威30井压力系数为1.0、高石1井压力系数为1.1,揭示出桐湾期不整合面为区域油气差异聚集分布的重要运移通道[52-53]。

4 结论

1)桐湾期不整合面主要为灯影组—下寒武统层系间平行不整合接触关系,总体上可分为灯二段/灯三段间、灯四段/下寒武统底界间2幕,具有平行不整合和超覆不整合的结构特征。

2)新元古代末期灯二段和灯四段顶部与全球Baikonur冰期和Vingerbreek冰期碳氧同位素负漂移特征具有一致性和可对比性,揭示桐湾期2幕平行不整合面可能受控于全球冰期海平面频繁波动下降与大陆浅表风化作用控制的侵蚀型不整合。

3)不整合面岩溶作用通常受到基准面和构造/断裂作用等控制,且不整合面为区域油气差异聚集分布的重要运移通道,在不整合面附近可以形成多种类型的油气成藏组合模式。

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