川南地区中二叠统栖霞组岩相古地理特征

雍伟

成都理工大学地球科学院 四川 成都 610059

前人研究发现碳酸盐岩是赋存油气的良好储集层，四川盆地含有丰富的海相碳酸盐岩地层，是重要的含油气盆地。前人研究发现四川盆地中二叠统栖霞组碳酸盐岩地层具有良好的勘探潜力，并在双鱼石、九龙山地区获得了高产工业气流，证明栖霞组内白云岩是良好的储集体[1]。前人对于白云岩成因进行了大量研究，得出了多种白云岩的不同成因，但对于四川盆地栖霞组细晶白云岩成因，高能颗粒滩相成因已经成为共识[2-3]。因此，寻找栖霞期高能滩体的时空分布及刻画当时的古地理环境对于寻找栖霞组优质白云岩储层具有重要意义。

1 沉积背景

四川盆地是一个位于杨子地台西北缘的次级构造单元，研究区位于四川盆地南部的川南低缓褶皱带。石炭纪末期的云南运动使得在研究区范围内石炭系地层遭受大规模剥蚀，并于二叠纪早期在其之上形成一套发育于滨岸-沼泽相的砂泥岩夹煤层的风化层，该套地层属于下二叠统梁山组，在其之上为中二叠统栖霞组和茅口组[4-5]。栖霞组与下伏梁山组为整合接触关系，梁山组末期四川盆地遭受快速海侵，地层岩性由含煤碎屑岩转变为海相碳酸盐岩，顶部与上覆茅口组也为整合接触关系。

2 岩石学特征及沉积相类型

2.1 岩性类型及沉积环境

根据研究区野外露头及区内钻井岩心观察，以及镜下薄片鉴定，结合测井资料、区域沉积构造背景及前人研究成果，确定研究区栖霞组岩性主要为碳酸盐岩，对岩石学特征进行描述，分析其沉积环境。

2.1.1 泥晶生屑灰岩

泥晶生屑灰岩一般呈浅灰色至深灰色，个别为灰黑色，中层到厚层、块状，少量的为薄层状；生屑含量一般为50%～80%，有红藻、绿藻、有孔虫、蜓类、腕足类、棘皮类、双壳类、腹足类、介形虫、苔藓虫和海绵等，其中以藻类、有孔虫、蜓类、腕足类、棘皮类最为常见，见图1a。生屑颗粒分选及磨圆较差，多为原地堆积，生屑颗粒之间主要为泥晶充填，表明沉积于台地内水动力条件较弱，水体浅且循环较好，氧气供给较充足的环境。

图1 川南盐津北剖面中二叠统栖霞组薄片镜下照片

2.1.2 亮晶生屑灰岩

亮晶生屑灰岩一般呈浅灰色到灰色，岩石为厚层-块状；生屑含量50%～80%，生屑种类主要为藻类和有孔虫等。生屑分选一般较差，但有一定的磨圆度。颗粒之间主要为亮晶方解石胶结物，有时含有少量泥晶方解石（图1b、c）。主要见于栖二段。该类岩石主要形成与较高能量的地方，为高能滩相沉积。

2.1.3 泥晶灰岩

泥晶灰岩在研究区普遍发育，主要分布在栖一段及栖二段底部。岩石呈灰色至深灰色，多为薄层和中层，生屑含量小于10%或不含生屑。生屑可见腕足类、海绵骨针和介形虫等，泥质含量相对较高（图1d）。表明形成于相对低能环境，其形成环境可能为半局限台地、高能滩之间的低能滩间海或较深水台内洼地。

2.1.4 细晶白云岩

该类岩石在野外宏观上表现为浅灰色-灰白色，厚层状至块状，镜下观察可见明显颗粒边界，呈他形-半自形，颗粒间见灰泥杂基充填，晶间孔发育（图1e、f），该类岩石是川南地区栖霞组储层的主要储集岩石类型。对于白云岩的成因研究，前人做过大量的工作，对不同类型白云岩的成因存在不同看法，但总体上认为层状细晶白云岩与高能滩相沉积环境相关。

2.2 沉积相类型

根据岩石类型的识别及沉积环境的判断，结合前人研究成果，认为研究区栖霞组主要为台地沉积模式，进一步划分为半局限台地相、开阔台地相。具体划分如表1所示。

表1 川南地区中二叠统栖霞组沉积相类型划分简表

3 岩相古地理特征

以野外露头、室内薄片岩性鉴定及其沉积环境研究为基础，结合区内大量钻井、测井资料，统计区内颗粒灰岩厚度、白云岩厚度、颗地比等数据，根据单因素作图法，以整个栖霞组为编图单元，采用优势相原则，绘制川南地区栖霞组岩相古地理图见图2。

图2 川南地区中二叠统栖霞组岩相古地理图

根据前面研究的基础，结合前人研究成果，川南地区栖霞组沉积模式为台地沉积，进一步划分为半局限台地及开阔台地。在川西至川西北一带主要为台地边缘相带[6-7]，带内礁滩发育，造成地层增厚并在局部地区高于海平面，影响川西地区海水循环，使得川南地区资阳-宜宾一线以西形成半局限台地沉积环境，主要发育的岩性为灰色-浅灰色厚层-块状泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩、粉晶白云岩等，区内滩体发育较少，地层厚度一般在60～80m。

资阳-宜宾一线以东为开阔台地，进一步划分为开阔海、台内滩、台内洼地亚相。台内滩亚相岩性主要为浅灰色厚层-块状亮晶生屑灰岩、泥晶生屑灰岩、粉-细晶白云岩，镜下观察生物及其发育，该环境水体能量较大，生物颗粒一般较破碎，由于礁滩体内造礁生物的生命活动，使得滩体发育地区地层厚度增大；开阔海亚相岩性主要为灰色厚层-块状泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩等，白云岩少见，生物类型可见有孔虫、双壳类、腹足类、藻类等生物，镜下颗粒较完整，反映能量较低的沉积环境；台内洼地亚相岩性主要为灰色-深灰色中-厚层泥灰岩、泥晶灰岩，沉积环境水体较深，能量较低，生物罕见，沉积速率较低，地层厚度一般小于60m。

4 结束语

川南地区中二叠统栖霞组为碳酸盐岩沉积，沉积模式为台地沉积，主要识别出半局限台地、开阔台地两种相带，资阳-宜宾一线以西为半局限台地环境，以东为开阔台地环境。进一步划分为半局限海、开阔海、台内滩、台内洼地四种亚相，其中半局限海亚相发育在半局限台地内，开阔海亚相、台内洼地亚相发育在开阔台地内，其中台内洼地亚相分布在区内X14井-H17井一线以东，台内滩主要发育在开阔台地内，分布在ST1、H17、H23井附近。