四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化.pdf

第 36 卷 第 1 期2024 年 1 月岩性油气藏LITHOLOGIC RESERVOIRSVol.36 No.1Jan.2024孙汉骁等：四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化收稿日期：2023-02-04；修回日期：2023-02-26；网络发表日期：2023-05-31基金项目：国家自然科学基金“川东北早三叠世飞仙关期同期多排碳酸盐台缘带不对称沉积结构及成因”（编号：41302089）和“川北江油-剑阁地区早三叠世近源重力流滑塌砾石早期白云石化记录及其地质意义”（编号：41672103）联合资助。第一作者：孙汉骁（1996），男，成都理工大学在读硕士研究生，研究方向为沉积学。地址：（610059）四川省成都市成华区二仙桥东三路1 号成都理工大学。Email：。通信作者：邢凤存（1978），男，博士，副教授，主要从事储层沉积学、层序地层学等方面的教学与研究工作。Email：。文章编号：1673-8926（2024）01-0121-15DOI：10.12108/yxyqc.20240112引用：孙汉骁，邢凤存，谢武仁，等.四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化 J.岩性油气藏，2024，36（1）：121-135.Cite：SUN Hanxiao，XING Fengcun，XIE Wuren，et al.Lithofacies paleogeography evolution of Late Ordovician in Sichuan Basinand its surrounding areas J.Lithologic Reservoirs，2024，36（1）：121-135.四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化孙汉骁1，邢凤存1，2，谢武仁3，钱红杉4（1.成都理工大学 沉积地质研究院，成都 610059；2.成都理工大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610059；3.中国石油勘探开发研究院，北京 100083；4.中国石油西南油气田公司 勘探开发研究院，成都 610041）摘要：综合利用野外露头、岩心、钻测井等资料，对四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化过程进行了描述和对比，并探讨了其主控因素。研究结果表明：加里东运动早期拉张伸展作用导致四川盆地周缘坳陷加深，其后扬子板块和华夏地块碰撞挤压，形成了晚奥陶世以上扬子地区为中心，西北、西部、南部三面环隆的古地理格局。四川盆地及周缘地区晚奥陶世可划分出（混积）滨岸、碳酸盐缓坡、（混积）陆棚相等沉积相类型。宝塔组临湘组主要发育碳酸盐缓坡相；五峰组沉积期海侵达到高峰，碳酸盐缓坡被淹没，发育（混积）陆棚相深水黑色页岩；观音桥组沉积期发生的海退导致大部分地区由深水陆棚转为浅海陆棚亚相；各时期古隆起周缘均有（混积）滨岸相发育，受物源影响部分地区具有混合沉积特征。研究区晚奥陶世岩相古地理格局受构造运动、海平面变化和古气候等因素综合控制，在沉积相平面展布和垂向演化上均有体现。关键词：（混积）滨岸；碳酸盐缓坡；（混积）陆棚；岩相古地理；沉积演化；宝塔组临湘组；五峰组；观音桥组；晚奥陶世；四川盆地中图分类号：TE122.2；P618.13文献标志码：ALithofacies paleogeography evolution of Late Ordovician inSichuan Basin and its surrounding areasSUN Hanxiao1，XING Fengcun1，2，XIE Wuren3，QIAN Hongshan4（1.Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；2.State Key Laboratory ofOil and Gas Reservoir Geology and Exploitation，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China；3.PetroChinaResearch Institute of Petroleum Exploration and Development，Beijing 100083，China；4.Research Institute of Explorationand Development，PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company，Chengdu 610041，China）Abstract：Based on outcrops，cores，drilling and logging data，the evolution process of Lithofacies paleogeography of Late Ordovician in Sichuan Basin and its surrounding areas was described and compared，and the maincontrolling factors were discussed.The results show that：（1）The early Caledonian tension-extension led to thedeepening of the depression around the study area，and then the collision and extrusion of the Yangtze plate andCathaysia block formed the paleogeographic pattern of the upper Late Ordovician Yangtze region as the center，122岩性油气藏第 36 卷第 1 期surrounded by uplifts on the northwest，west and south sides.（2）The Late Ordovician in Sichuan Basin and itssurrounding areas can be divided into（mixed）shore，carbonate gentle slope and（mixed）shelf sedimentary facies.The Baota Formation-Linxiang Formation mainly developed carbonate gentle slope facies.At the transgressivepeak of Wufeng Formation，the carbonate gentle slope was submerged and developed（mixed）shelf deep waterblack shale.The regressions of Guanyinqiao Formation led to the transition from deep shelf to shallow shelf subfacies in most areas.There are（mixed）shore facies developed in the periphery of paleo-uplift in all periods，andsome areas affected by provenance have mixed sedimentary characteristics.（3）The lithofacies paleogeographicpattern of the Late Ordovician in the study area is controlled by multiple factors such as tectonic movement，sea levelchange and paleoclimate，which is reflected in the plane distribution and vertical evolution of sedimentary facies.Key words：（mixed）shore；carbonate gentle slope；（mixed）shelf；lithofacies paleogeography；sedimentaryevolution；Baota Formation-Linxiang Formation；Wufeng Formation；Guanyinqiao Formation；Late Ordovician；Sichuan Basin0引言晚奥陶世是全球重要的地质变革时期，由 Rodi-nia 超大陆裂解转向Gondwana大陆聚合，扬子板块与华夏地块汇聚挤压逐渐拼合组成华南板块1-3。奥陶纪末全球环境巨变引发了生物大灭绝事件，气候变冷、海平面下降，水体环境从温暖转向凉冷充氧，上扬子地区上奥陶统地层岩性、生物相带及地球化学均发生了变化4-5。受构造挤压、气候变冷和海平面变化等因素联合作用的影响，上扬子地区由碳酸盐岩向泥页岩沉积快速突变6-7，经历长期演化后，在川中隆起、黔中隆起和雪峰山隆起环绕的局限环境下形成了一套具有全球可对比性的优质烃源岩8-9，受区域构造运动和全球气候变化驱动机制得以保存10。近年来四川盆地油气勘探取得重大突破，普光气田和安岳气田等代表性大型气田被发现，勘探领域向深层和超深层转移战略初显成效11。其中，四川盆地及周缘地区上奥陶统是油气勘探的重点层系，现已在上奥陶统五峰组下志留统龙马溪组内获得了页岩气突破，而上奥陶统宝塔组临湘组碳酸盐岩也是重要的勘探目标12-14。目前，该地区研究重点主要集中在五峰组龙马溪组页岩层系15-17，对其间观音桥组研究尚待深入。四川盆地油气成藏过程具有多阶段性，油气分布具有多因素联合控制特征18。上述理论多专注于某一方面或者单一阶段的研究，具有一定片面性，故有必要从整体上对晚奥陶世岩相古地理的展布与演化进行系统及精细的研究。在以往研究的基础上，综合最新的钻井、野外露头等资料，对四川盆地及周缘地区宝塔组临湘组、五峰组和观音桥组 3 个阶段分别进行岩相古地理格局重建，考虑到宝塔组沉积期与临湘组沉积期沉积环境差异较小，将其合并研究，首次重建研究区内讨论度较低的观音组岩相古地理，系统研究整个晚奥陶世岩相古地理变迁、沉积演化模式，并探讨岩相古地理演化的主控因素，以期为该转换期内研究区乃至全球的古构造、古气候、古环境等研究提供参考，为四川盆地及周缘地区上奥陶统页岩和碳酸盐岩层系油气勘探提供地质依据。1地质背景四川盆地位于扬子板块西北缘，是在克拉通基础上发展起来的大型多旋回叠合盆地（图 1）18，在加里东期处于克拉通性质的多期海进海退背景下的盆地演化阶段19。早奥陶世郁南运动致使华夏地块和扬子板块再次碰撞拼合，上扬子地区应力背景由拉张向挤压过渡，以东西方向挤压为主20-21，受此影响，川中隆起、黔中隆起不断隆升，雪峰山隆起逐渐形成，且上扬子北缘存在川北隆起22，挠曲作用导致陆块基底快速沉降。至中晚奥陶世，郁南运动与都匀运动两幕期间，板块相互强烈挤压形成了褶皱造山带，自西向东南形成隆坳相间的复合沉积盆地。晚奥陶世宝塔组临湘组沉积期，上扬子地区气候回暖，全球海平面开始持续上升，海水淹没台地，川中隆起和黔中隆起的构造范围进一步扩大，雪峰隆起向西北逐次抬升23-24，克拉通边缘抬升导致盆地西缘、南缘地层缺失，盆地主体沉积为碳酸盐缓坡相，隆起外缘发育潮坪亚相。五峰组沉积早期，海平面处于高位，盆内坳陷的沉降速率大于其沉积速率，同时，川中隆起、黔中隆起和川北隆起持续隆升，盆地形成了有利于有机质生产和保存的深水陆棚环境，发育黑色炭质页岩、硅质页岩、硅质岩沉积。五峰组沉积晚期，赫南特冰期事件引发极地冰盖快速扩张，全球海平面大幅度下降，海水温度降低，盆地内部坳陷区海水仍然较深，但斜坡区孙汉骁等：四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化2024 年123图 1四川盆地及周缘地理位置（a）及上奥陶统岩性地层综合柱状图（b）Fig.1Location（a）and stratigraphic column of Upper Ordovician（b）in Sichuan Basin and its surrounding areas等浅水环境的浮游生物灭绝，导致生产力开始下降。观音桥组沉积期对应了深水沉积后的一次大范围海退，冰盖扩张导致全球海平面下降，引发了奥陶纪末生物大灭绝事件10。其后，气候变暖和冰盖开始快速消融，上扬子地区再次出现大范围深水陆棚环境25，受都匀运动影响，盆地性质由被动大陆边缘向前陆盆地转变23。四川盆地上奥陶统自下而上由宝塔组临湘组、五峰组、观音桥组组成。其中，宝塔组临湘组岩性分段明显，上部以瘤状灰岩为主，中部为含生屑泥晶灰岩，下部为龟裂纹灰岩夹薄层泥质灰岩；五峰组则主要为一套厚数米至十余米的黑色页岩系、薄层状硅质岩或硅质页岩，是富有机质的潜在性烃源岩；观音桥组一般指奥陶系最顶层厚数十厘米至数米的一套介壳相灰岩，岩性多为生屑灰岩和钙质页岩，部分区域内表现为硅质页岩，通常含有赫南特期腕足类化石，另伴有笔石化石，在川东北城口等地区以含硅质白云岩为主，化石发育不明显，而广元、旺苍等部分地区存在地层缺失。2沉积相类型通过对野外露头，岩心和钻测井资料的综合分析，对四川盆地及周缘地区上奥陶统沉积相类型进行了划分，识别出（混积）滨岸、碳酸盐缓坡、（混积）陆棚相等沉积相。其中，碳酸盐缓坡可划分为潮坪、内缓坡、中缓坡和外缓坡等亚相，（混积）陆棚相包括浅海陆棚和深水陆棚亚相，并进一步划分了微相（表1）。表 1 四川盆地及周缘地区上奥陶统沉积相类型Table 1Sedimentary facies types of Upper Ordovician inSichuan Basin and its surrounding areas2.1（混积）滨岸相（混积）滨岸相呈环状分布于古隆起周缘及黔中水下隆起，向盆地内部与（混积）陆棚相或潮坪亚相接触并逐渐过渡10。（混积）滨岸相在晚奥陶世各时期均有发育，随着扬子板块与华夏陆块的不断挤压碰撞，黔中水下隆起开始露出水面，接受到少量碎屑物源9，岩性组成较为复杂，主要为含砂生屑灰岩、钙质砂岩及粉砂岩等，具有碳酸盐岩与碎屑岩混积的特点（图 2a2c）。受波浪作用及强水动力影响，自内向外、自下而上泥质含量呈递减趋势，碳酸盐或砂质组分含量逐渐增加，陆源碎屑分选性和磨相（混积）滨岸碳酸盐缓坡（混积）陆棚亚相潮坪内缓坡中缓坡外缓坡浅海陆棚深水陆棚微相云灰坪、灰坪砂屑滩、生屑滩、滩间海、洼地风暴滩、滩间海灰泥缓坡钙质陆棚、硅质陆棚、粉砂质陆棚炭质陆棚、泥质陆棚、硅质陆棚地层系志留系奥陶系统下统中统阶赫南特阶凯迪阶桑比阶达瑞威尔阶时限/Ma1.910.25.17.2年龄/Ma地层分组龙马溪组五峰组宝塔临湘组十字铺组GR/API0150岩性沉积相亚相深水陆棚内缓坡相陆棚碳酸盐缓坡（b）445.6445.8460.9观音桥组浅海陆棚城口-房县断裂C7P1W2Ys2L32Zs1Gs1L1AAMs1（a）124岩性油气藏第 36 卷第 1 期图 2四川盆地及周缘地区上奥陶统（混积）滨岸相与潮坪岩性特征及识别标志Fig.2Lithologic characteristics and identification marksof（mixed）shore and tidal flat of Upper Ordovician inSichuan Basin and its surrounding areas圆度均较好，常见波痕、斜层理和平行层理等构造。2.2碳酸盐缓坡相晚奥陶世扬子板块向华夏陆块之下聚敛俯冲，浅海台地被淹没为较深水低能缓坡25。綦江南川武隆彭水以南至桐梓思南秀山、东至酉阳咸丰恩施一线多为碳酸盐缓坡相24。碳酸盐缓坡相主要发育于宝塔组临湘组26，可进一步划分为潮坪、内缓坡、中缓坡和外缓坡等亚相。潮坪亚相在早奥陶世各沉积期均有发育，位于局限环境下坡度平缓的海岸地带，以潮汐作用为主，包括潮下带灰坪和潮间带云灰坪微相。在五峰组沉积期表现为含钙粉砂岩，层内缺少沉积构造，化石以笔石为主；在观音桥组沉积期多为生屑泥晶灰岩，含赫南特贝、双壳、腹足等生物碎屑，在近岸地区能量较高，可能存在浅滩沉积10。灰坪微相的沉积介质主要为清澈水体，岩性为生屑泥晶灰岩（图 2d2f），生物种类丰富，沉积物粒度向海逐渐变小；云灰坪微相水位升降频繁变化，沉积受间歇性暴露影响，发育灰质白云岩、白云质灰岩等；局部高能区具有浅滩微相陆源碎屑和碳酸盐岩混合沉积的特征，潮汐层理和波状层理均发育，自然伽马曲线呈锯齿状变化。内缓坡亚相可进一步划分为砂屑滩、生屑滩、滩间海及洼地等沉积微相。作为缓坡内水动力最强部位，在水体较浅地区发育小规模颗粒滩。生屑滩以生屑灰岩沉积为主，可见角石、海百合、介形虫、腹足、腕足、棘皮动物等生物碎屑（图 3a，3b）；砂屑滩则具有砂屑灰岩、鲕粒灰岩夹泥晶灰岩的岩性特征（图 3c），自然伽马测井曲线一般为低值箱形，顶底呈突变接触；滩间海微相较滩相水体更深，以灰色深灰色泥晶灰岩、瘤状灰岩沉积为主，水平层理和波状层理均发育，在古隆起周缘地区受陆源碎屑影响夹少量薄层粉细砂岩（图 3d）；洼地指滩相间相对缓坡因构造作用下陷的区域，以泥灰岩为主，相当于台内洼地。中缓坡亚相位于正常浪基面之下，一般水动力弱，以生屑泥晶灰岩、含生屑泥晶灰岩等为主，可见有孔虫、介形虫、腕足类、角石等生物碎屑（图 3e，3f），自然伽马值较内缓坡高，曲线形态相近但锯齿数量更少，受风暴浪影响偶见风暴滩微相。图 3四川盆地及周缘地区上奥陶统碳酸盐缓坡相岩性特征及沉积相识别标志Fig.3Lithologic characteristics and identification marksof carbonate gentle slope of Upper Ordovician inSichuan Basin and its surrounding areas外缓坡亚相具有坡度缓、水体深的特点，长期处于缺氧的沉积环境，以发育灰泥缓坡微相为主，（a）深灰色含砂生屑灰岩，含腕足化石，混积滨岸，旺苍双汇；（b）深灰色含砂生屑灰岩，混积滨岸，旺苍双汇；（c）含石英灰质白云岩，混积滨岸，三江偏岩子；（d）灰色生屑灰岩，潮坪，长宁双河；（e）生屑泥晶灰岩，潮坪，三江偏岩子；（f）生屑泥晶灰岩，潮坪，城口修齐。（a）灰色瘤状灰岩，似瘤状构造，内缓坡，三江偏岩子；（b）灰色生屑泥晶灰岩，内缓坡，华蓥山李子垭；（c）生屑泥晶灰岩，内缓坡，南江桥亭；（d）灰色砂屑灰岩，内缓坡，城口修齐；（e）含生屑泥晶灰岩，中缓坡，三江偏岩子；（f）含生屑泥晶灰岩，中缓坡，城口修齐。（b）（a）（d）（c）（f）（e）（b）（a）（d）（c）（f）（e）孙汉骁等：四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化2024 年125岩性多为深色泥页岩、泥晶灰岩等，其间夹有风暴沉积层，常含有介形虫、腕足、棘皮动物等底栖生物化石24，仅在城口修齐剖面疑似存在，其他区域内未见发育。2.3（混积）陆棚相（混积）陆棚相主要发育于五峰组和观音桥组，可进一步划分为浅海陆棚与深水陆棚亚相，具有一定碳酸盐岩和陆源碎屑混积的特点。浅海陆棚亚相水体偏浅且水动力较弱，在古隆起周围具有混积特点，岩性主要为含砂生屑灰岩、钙质粉砂岩及硅质页岩等。在观音桥组以富含赫南特贝的含砂生屑灰岩为主，地层厚度较小，或可见透镜状层理，多分布于远离古隆起的盆地内侧浅海陆棚环境，如习水綦江一带或长宁双河剖面发育的浅海陆棚亚相厚度较小，含介壳灰岩（图 4a，4b），自然伽马曲线平滑接近箱形；在观音组缺失地区，五峰组上部发育浅海陆棚沉积，岩石类型以硅质页岩、钙质页岩、粉砂质页岩为主（图 4c，4d），构造以水平层理为主，偶见平行层理，可见笔石发育。深水陆棚亚相发育于古隆起间的川东北、川东鄂西、川南 3 个深水区，海相烃源岩最大厚度可达130 m。涪陵石柱武隆一带和川南地区的长宁永川一带为沉积中心27，近古隆起地区为中等水深浅水沉积环境，自深水向浅水地区，深色页岩沉积厚度减小乃至局部缺失。深水陆棚亚相发育于静水缺氧环境，缺乏生物扰动作用。在五峰组以大套深色页岩形式沉积，根据岩性划分为炭质陆棚、泥质陆棚及硅质陆棚等微相（图 4e，4f），生物类型以笔石为主，长轴为 250 cm，具有自下而上笔石富集程度增加且泥质含量逐渐增大的特点，深水区发育硅质含量较高的硅质岩（图 4g），含丰富的放射虫。在观音桥组沉积硅质页岩和少量泥灰岩（图 4h，4i），主要发育于自沉积中心向浅水过渡的地区，如城口南江一带。图 4四川盆地及周缘地区上奥陶统（混积）陆棚相岩性特征及沉积相识别标志Fig.4Lithologic characteristics and identification marks of（mixed）shelf of Upper Ordovician inSichuan Basin and its surrounding areas3沉积相展布3.1垂向演化特征四川盆地及周缘地区上奥陶统垂向上总体具有碳酸盐缓坡（混积）陆棚相沉积特征（图 5），岩性表现为中下部发育大套瘤状灰岩、生屑灰岩、泥晶灰岩，上部为深色页岩、硅质页岩、硅质岩沉积，顶部为介壳灰岩的沉积特征。宝塔组临湘组主（a）灰色介壳灰岩，含腕足类化石，浅海陆棚，长宁双河；（b）灰色介壳灰岩，含腕足类化石，浅海陆棚，长宁双河；（c）黑色薄层状硅质页岩，波痕发育，浅海陆棚，南江桥亭；（d）钙质页岩，浅海陆棚，城口修齐；（e）黑色薄层状炭质页岩，含笔石化石，深水陆棚，南江桥亭；（f）硅质页岩，深水陆棚，三江偏岩子；（g）硅质岩，放射虫，深水陆棚，城口修齐；（h）泥灰岩，深水陆棚，城口修齐；（i）硅质页岩，深水陆棚，南江桥亭。（b）（a）（d）（c）（e）（f）（h）（g）（i）126岩性油气藏第 36 卷第 1 期要发育碳酸盐缓坡相，五峰组以（混积）陆棚相为主，观音桥组则发育（混积）滨岸相和浅海陆棚亚相。五峰组上部及观音桥组在盆地内大部分地区发育广泛且稳定，包括贵州仁怀、南川三汇和石柱漆辽等剖面，而在盆地北部古隆起周缘因受剥蚀而存在地层缺失，如城口修齐剖面、南江桥亭等剖面。图 5四川盆地及周缘地区上奥陶统典型野外剖面垂向沉积序列Fig.5Vertical sedimentary sequence of typical field profile of Upper Ordovician inSichuan Basin and its surrounding areas3.2横向连井剖面研究区雷波抓抓崖Gs1井L32井P1井华蓥山C7井湖北三峡剖面整体上发育（混积）滨岸相、碳酸盐缓坡相和（混积）陆棚相（图 6a），自西向东上奥陶统沉积厚度为 5590 m。宝塔组临湘组主要发育内缓坡滩间海微相，横向发育较为稳定，岩性总体上以生屑灰岩和泥晶灰岩为主，在盆地西部的 P1 井和 Gs1 井可见多期次生屑滩微相发育，在 C7 井宝塔组临湘组下部发育厚度约20 m的云化砂屑滩微相，在华蓥山剖面、P1 井和 C7 井宝塔组临湘组底部还可见一套厚度约 50 m的内缓坡洼地微相发育，在 C7 井宝塔组临湘组顶部可见薄层中缓坡滩间海微相。五峰组横向上主要发育一套深水陆棚沉积，岩性以黑灰色硅质页岩为主，横向上发育较为稳定，中部厚度较大，东西两侧厚度相对较小。观音桥组整体厚度较小，主要发育浅海陆棚和灰坪微相，局部地区受构造抬升剥蚀存在地层缺失。青川磨刀垭双汇正源南江桥亭Ms1 井城口修齐湖北三峡剖面沉积相与雷波抓抓崖Gs1 井L32 井P1 井华蓥山C7 井湖北三峡剖面大致相同（图 6b）。垂向上宝塔组临湘组主要发育内缓坡滩间海微相，岩性以大套中厚层瘤状灰岩为主，城口修齐剖面宝塔组临湘组上部以中缓坡亚相泥晶灰岩为主，顶部发育更低能的外缓坡亚相泥页岩。此外，在双汇正源和南江桥亭剖面垂向上出现大套的生屑滩微相，可见生屑灰岩、豹皮状灰岩等，生物碎屑以双壳、介壳类为主。五峰组主要发育深水陆棚亚相，岩性以大套的深灰色黑色薄层硅质页岩、页岩为主，横向发育较为稳定，厚度为 1050 m。青川磨刀垭剖面观音桥组发育以泥晶灰岩、灰质泥岩为特征的浅海陆棚沉积。受川北隆起影响，剖面横向上厚度波动，具有厚薄厚相间的变化趋势。W2 井Zs1 井L32 井Ys2 井L1 井贵州仁怀剖面下部仍以宝塔组临湘组内缓坡滩间海微相为主，向上转为五峰组深水陆棚亚相，隆起区周缘发育（混积）滨岸沉积（图 6c）。横向上地层厚度稳定，从西北向隆起区逐渐变小，抬升遭受剥蚀，东南向则未出现明显的地层缺失或尖灭。Zs1 井和Ys2 井地层厚度相对较大且能够识别出多期生屑滩微相，Ys2 井宝塔组临湘组底部可见一套厚城口修齐地层系奥陶系统上统下统组龙马溪组五峰组宝塔组临湘组庙坡组厚度/m岩性沉积相微相泥质陆棚滩间海滩间海亚相深水陆棚中缓坡内缓坡相陆棚缓坡志留系南江桥亭地层系奥陶系寒武系统下统上统中统组龙马溪组五峰组宝塔组临湘组陡坡寺组厚度/m岩性沉积相微相炭质陆棚泥质陆棚滩间海生屑滩滩间海生屑滩滩间海亚相深水陆棚内缓坡相陆棚缓坡志留系贵州仁怀地层系志留系奥陶系统下统上统中统组龙马溪组五峰组宝塔组临湘组十字铺组厚度/m岩性沉积相微相炭质陆棚滩间海滩间海亚相深水陆棚中缓坡内缓坡相陆棚缓坡南川三汇石柱漆辽地层系奥陶系统下统上统中统组龙马溪组五峰组宝塔组临湘组十字铺组厚度/m岩性沉积相微相硅质陆棚滩间海亚相深水陆棚内缓坡相陆棚缓坡志留系硅质陆棚观音桥组灰坪潮坪缓坡地层系志留系奥陶系统下统上统中统组龙马溪组五峰组宝塔组临湘组十字铺组厚度/m岩性沉积相微相泥质陆棚滩间海生屑滩亚相深水陆棚内缓坡相陆棚缓坡观音桥组云坪潮坪缓坡观音桥组灰坪潮坪缓坡20002040204020402040000含砂白云岩生屑白云岩泥晶白云岩泥质白云岩粉晶白云岩生屑灰岩泥晶灰岩泥质灰岩瘤状灰岩灰岩钙质泥岩炭质泥岩粉砂质泥岩泥岩硅质页岩炭质页岩页岩CCCSiSiSiCCC孙汉骁等：四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化2024 年127图 6四川盆地及周缘地区上奥陶统沉积相连井对比剖面Fig.6Well-tie profile of sedimentary facies of Upper Ordovician in Sichuan Basin and its surrounding areas（a）雷波抓抓崖Gs1 井L32 井P1 井华蓥山C7 井湖北三峡剖面（b）青川磨刀垭双汇正源南江桥亭Ms1 井城口修齐湖北三峡剖面（c）W2 井Zs1 井L32 井Ys2 井L1 井贵州仁怀剖面雷波抓抓崖组龙马溪组宝塔组临湘组十字铺组深度/m岩性观音桥组五峰组Gs1GR/API0 400深度/m岩性Rt/（m）1104Rxo/（m）1104L32GR/API10 150深度/m岩性RLLD/（m）0.1104RLLS/（m）0.1104P1GR/API0 280深度/m岩性RLLD/（m）0.1105RLLS/（m）0.1105C7GR/API0 280深度/m岩性RLLD/（m）0.1105RLLS/（m）0.1105湖北三峡深度/m岩性华蓥山深度/m岩性02040602 8402 8602 8803 2503 3003 8503 9004 6504 700020406080020406050 kmNE青川磨刀垭组龙马溪组观音桥组五峰组宝塔组临湘组深度/m岩性01020双汇正源深度/m岩性02040南江桥亭深度/m岩性02040城口修齐深度/m岩性020湖北三峡深度/m岩性020SE50 kmMs1GR/API10150AC/（s m-1）20200深度/m岩性DEN/（g cm-3）236 9206 9406 960W2组龙马溪组观音桥组五峰组宝塔组临湘组GR/API0 280深度/m岩性Rt/（m）0.1 3 000Rxo/（m）0.1 3 0001 650Zs1GR/API0 100深度/m岩性L32GR/API10150深度/m岩性RLLD/（m）0.1104RLLS/（m）0.11043 2503 300Ys2GR/API0280深度/m岩性Rt/（m）1104Rxo/（m）11043 5503 600L1GR/API0300深度/m岩性Rt/（m）1105Rxo/（m）1105760贵州仁怀深度/m岩性140SE1 7003 6003 65078077079080081016018010 km内缓坡滩间海砂屑滩生屑滩内缓坡洼地中缓坡滩间海浅海陆棚外缓坡深水陆棚混积滨岸灰坪灰云坪粉砂质灰岩瘤状灰岩生屑灰岩泥质灰岩泥晶灰岩含泥灰岩含灰云岩灰岩粉晶白云岩含云灰岩粉砂岩炭质泥岩粉砂质泥岩泥岩硅质岩硅质页岩炭质页岩页岩CCCSiSiSiSiSiSiC128岩性油气藏第 36 卷第 1 期度约为 10 m 的内缓坡洼地沉积发育。五峰组主要发育一套深水陆棚硅质页岩沉积，横向展布略有波动，以Zs1 井处厚度最大，并在 Ys2 井可见一层厚度约10 m 的云灰坪沉积。观音桥组以（混积）陆棚相为主，在部分地区存在缺失，其原因可能是近岸浅水区受构造抬升沉降综合影响引发的暴露剥蚀，亦或远岸深水区对气候环境变化引发的沉积存在迟滞，而与五峰组上部混淆难以识别。4岩相古地理演化4.1宝塔组临湘组岩相古地理扬子板块向华夏地块之下聚敛俯冲造成扬子台地基底快速沉降25，相对海平面快速上升，四川盆地及周缘地区由早中奥陶世伸展背景下具有广海特征的海域逐渐转变为被边缘古隆起所包围的局限浅海环境。古地理格局则发展演化出南高北低、东部向海、开口缩小等特征：黔中隆起和雪峰山隆起连片分布，面积明显扩大，而川北隆起和川中古隆起均具有一定的萎缩特征28，且这二者之间连接的隆起区被海水淹没并接受沉积，前期的浅海台地被迅速淹没进而变成了较深水的低能缓坡，在达州南充、宜宾重庆一带形成 2 个“C”字形的内缓坡洼地，习水南川一带受构造运动挤压轻微隆起，并在隆起区顶部发育内缓坡生屑滩微相，沉积相带由东西向展布转为北东向展布。研究区（混积）滨岸相、碳酸盐缓坡相、（混积）陆棚相均有发育，但大部分地区以内缓坡滩间海微相为主，岩性主要为生屑灰岩、砂屑灰岩，发育零散的砂屑滩、生屑滩或洼地微相，呈孤立状分布（图 7）。盆地西缘主要发育（混积）滨岸相云化潮坪亚相，夹于西部隆起区和东部缓坡之间，岩性主要为白云岩或泥质白云岩等；在盆地北侧和南侧也可见呈零星带状分布的（混积）滨岸相云化潮坪亚相，与内缓坡亚相接触。在盆地的西北缘、东北缘以及东南缘部分地区还可见中缓坡以及深水陆棚亚相，中缓坡主要发育于研究区的东南部和东北部，与内缓坡呈过渡关系，同样表现为带状展布特征，主要为泥晶灰岩沉积；深水陆棚亚相则主要发育于西北部，表现为大套泥页岩和泥质灰岩。本文各组岩相古地理图西北角与东北角海盆相为拼接而来，并无资料点支撑，也不在研究区范围内，故不进行讨论，后文不再赘述。图 7四川盆地及周缘地区上奥陶统宝塔组临湘组岩相古地理图Fig.7Lithofacies paleogeography of Upper Ordovician Baota-Linxiang Formation in Sichuan Basinand its surrounding areasCCSi滨岸-潮坪陆棚-上斜坡内缓坡滩间海砂屑滩内缓坡洼地中缓坡外缓坡孙汉骁等：四川盆地及周缘地区晚奥陶世岩相古地理演化2024 年1294.2五峰组岩相古地理五峰组沉积期海侵达到顶峰，盆地基底持续沉降，同时川中隆起、黔中隆起和川北隆起构造隆升扩大并出露地表，形成三面环隆的半局限海沉积环境。海侵事件导致环古隆起区（混积）滨岸相发育规模缩小，早期的碳酸盐缓坡相转为浅海陆棚亚相，盆内低洼地区以深水陆棚亚相为主。赫南特冰期事件和都匀运动导致湘鄂隆起抬升暴露剥蚀后，再次被海水淹没，以隆起区为中心环绕发育（混积）滨岸相，习水南川一带水下隆起持续抬升，发育低能的潮下带灰坪沉积（图8）。盆地内部主体为浅海陆棚沉积，多呈片状分布，岩性以深灰色黑色炭质页岩为主。盆内坳陷地区局部发育深水陆棚亚相，呈孤立状散布，以黑图 8四川盆地及周缘地区上奥陶统五峰组岩相古地理图Fig.8Lithofacies paleogeography of Upper Ordovician Wufeng Formation in Sichuan Basin and its surrounding areas色硅质页岩为主，在研究区东北角由斜坡向盆地相过渡。潮下带灰坪微相主要分布在研究区南缘近岸区域，少量分布于北缘，其紧邻（混积）滨岸相，岩性上主要表现为灰岩、泥晶灰岩等碳酸盐岩沉积。（混积）滨岸相环川中隆起、滇东黔中隆起、雪峰山隆起区发育，在盆地西北部部分地区向（混积）陆棚相过渡，呈环带状展布，粉砂质含量增多，岩性主要为粉砂岩、含炭粉砂质页岩等，在盆地中南部部分地区呈零星状散落向灰坪微相过渡，岩性为具有泥晶灰岩和白云质页岩发育为特征的混积岩。盆地基底受构造运动影响发生沉降，研究区五峰组沉积期水体持续加深，这与加里东运动引起的相对海平面上升有密切联系。4.3观音桥组岩相古地理赫南特全球冰期事件导致奥陶纪与志留纪之交海平面出现深浅深的旋回变化，观音桥组沉积期处于深浅的海退阶段，盆地浅水沉积区面积呈扩大趋势，海水降温及其后的快速海侵造成了海洋生物大量灭绝。观音桥组在研究区内广泛发育，沉积相展布较为复杂，不同地区沉积相存在差异，包括（混积）滨岸相、浅海陆棚亚相、潮下带灰坪微相及潮间带云灰坪微相等，自西北向东南呈现出水体逐渐加深、再逐渐变浅的过程（图9）。盆地中南部的习水南川一带水下隆起抬升至顶峰，沉积相主体为潮下带灰坪和少量生屑滩微相，岩性主要为灰岩、泥晶灰岩、生屑泥晶灰岩。潮下带灰坪内部水体较浅的地区，受白云石化作用影响发育潮间带云灰坪和云化生屑滩微相，向盆地内部依次发育（混积）滨岸-潮下带灰坪-潮间带云灰坪-云化生屑滩。相似的沉积相带组合在盆地北缘隆起区CC混积滨岸灰坪云灰坪CCCCCSi浅海陆棚深水陆棚陆棚-上斜坡斜坡-盆地130岩性油气藏第 36 卷第 1 期图 9四川盆地及周缘地区上奥陶统观音桥组岩相古地理图Fig.9Lithofacies paleogeography of Upper Ordovician Guanyinqiao Formation in Sichuan Basinand its surrounding areas同样有零星分布，岩性与中南部有轻微差异，多为灰色灰质云岩、白云质泥岩、白云质灰岩等。云化生屑滩与云灰坪微相过渡带多发育于盆地的东南部，岩性以生屑白云岩为主；生屑滩零星分布于研究区北缘、中部及南缘，多与灰坪微相过渡，岩性以灰色生屑灰岩和含粉砂生屑灰岩为主；（混积）滨岸相主要环古隆起周缘地区发育，具有碳酸盐岩和陆源碎屑岩混合沉积的特征，较五峰组沉积期受风化程度更低，在研究区南部、西缘与灰坪微相过渡，在部分区域与浅海陆棚亚相相接，岩性主要为泥质灰岩和粉砂质灰岩；相较而言，研究区东部、北部和南部坳陷区域水体较深，浅海陆棚沉积在坳陷斜坡中上部大量发育并向坳陷内部逐渐过渡为深水陆棚沉积，岩性由粉砂质页岩和钙质页岩逐渐变为硅质页岩。5控制因素讨论5.1构造因素四川盆地及周缘地区晚奥陶世环境突变对沉积演化具有重大影响，以野外露头、钻井、地震资料为基础，结合连井剖面，在对应位置建立各时期沉积演化模式（图 10）。晚奥陶世华夏地块群不断向西北扩展，产生由东南向西北的水平挤压应力，在上扬子南缘引发了宜昌上升，扬子北缘则表现为西乡上升29。通过与连井剖面同向相邻的过川中古隆起地震剖面，可识别出隆起区同沉积期超覆以及后期剥蚀，揭示奥陶系具有明显的底部超覆、顶部被削截的特点（图 11a），反映上奥陶统在隆起区周缘遭受剥蚀而导致沉积信息缺失（图 11b），如 Tx1 井