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西昌盆地奧陶系沈積體系及生儲蓋組合特征研究

西昌盆地奧陶系主要分布在康滇古陸東部、嶽西、甘洛和布拖南,其中新吉古最厚(厚度819.67m),甘洛普格洛烏溝最厚(厚度995.20m)。但布拖圖覺日則村更薄(515.26m)。下統為紅石崖組(O1h)和喬家組下段(O1Q)。中統由喬家組上段(O2q)、大慶組(O2d)和臨湘組上段(O3l)組成,見表5.14。沈積相、巖石組合和生物豐度存在壹定差異,這無疑是該區構造制約的結果。

作者於2007年4月20日至5月初和9月1至20日對布拖覺日則村和甘洛玉田新集古進行了剖面測量。

表5.14日澤村和新集古奧陶系劃分

5.3.1剖面的巖石學特征

奧陶系巖石類型齊全多樣,有碎屑巖、泥質巖、碳酸鹽巖、鮞狀赤鐵礦層、鮞狀綠泥石巖等。各組巖石類型見表5.15。

表5.15新集古和日澤村剖面奧陶系巖石類型

註:巖石成分含量(%)在對角線以上,巖石厚度(m)在對角線以下。

紅石崖組主要由應時砂巖、粉砂巖和泥質巖組成。布拖托覺日澤村段巧家組下段主要為顆粒灰巖及少量應時砂巖,新吉谷段主要為應時砂巖、粉砂巖、泥質巖及少量顆粒灰巖。在日澤村剖面上,喬家組上段為單壹顆粒灰巖,而在新集古剖面上,喬家組上段為多種顆粒灰巖,包括應時砂巖、長石砂巖、粉砂巖和顆粒灰巖、白雲質灰巖、矽質灰巖和白雲質巖。大慶組在日澤村段由麻粒巖灰巖和白雲巖組成,在新集古段以顆粒白雲巖為主,其次為矽質白雲巖和殘余生物碎屑顆粒白雲巖。日澤村剖面的臨湘組為微晶灰巖和生物碎屑微晶灰巖。在新集古剖面中,有殘余砂白雲巖和顆粒白雲巖。

5.3.1.1碎屑巖

(1)應時的砂巖

1)應時砂巖主要分布於紅石崖組,少量分布於喬家組下段。淺灰色、灰白色薄層-厚層,碎屑含量占巖石的90% ~ 95%,主要由單晶應時組成,含少量多晶石英,波狀消光,可見包裹體和次生擴大邊緣。斜長石和微斜長石的壹般含量為1% ~ 2%,重礦物為鋯石和電氣石。填隙物含量為5% ~ 10%,主要為化學膠結物,以矽質為主,其次為鈣、鐵和粘土異質群。大部分是細顆粒,也可以是細顆粒或中顆粒,呈亞圓形。平行層理孔隙接觸膠結。以上特征表明其成熟度較高,屬於高能環境下的產物。

2)應時砂巖夾磷塊巖內部碎屑,深灰色、灰綠色,薄至中厚。磷質內部碎屑主要由砂和礫石組成,鮞粒含量為巖石的15% ~ 30%,可見磷質交代長石和白雲母。膠結物主要是矽質,其次是磷、白雲石和鈣。粗顆粒,細-中顆粒,亞圓形。日澤村剖面可見四層,新集古剖面僅可見壹層,多產於紅石崖組下部,是海岸和潮坪環境的產物。

3)長石(巖屑)應時砂巖,灰色、灰綠色、灰褐色,薄層-厚層。長石含量壹般為10%,最高為15%,最低為5%。成分為斜長石、微斜長石、條紋長石等。可見溶解邊為絹雲母化和水雲母化,個別為黃鐵礦化。雲母含量壹般在2%左右,重礦物主要是鋯石等。分離和研磨是中等、細中等和亞圓形。

化學膠結物有矽質、鈣質和菱鐵礦,粘土基質含量壹般為5% ~ 10%,部分可達15%,多為水雲母。接觸孔隙膠結。

應時砂巖巖屑中,泥質巖多見於巖屑中,含量< 5%,雲母含量較高,壹般在5% ~ 12%之間。長石含量1% ~ 5%,分選差,壹般為不等粒砂結構,磨粒中等。化學膠結物為鈣質、磷質、矽質,粘土基質壹般為2% ~ 5%,有的可達10%以上。接觸孔隙膠結。

長石應時砂巖屬於濱海或潮坪環境的產物,而巖屑應時砂巖主要見於新集古剖面,屬於近底部的產物。

(2)長石砂巖

僅見於新集古剖面喬家組上段,呈灰色、褐灰色中厚層狀。碎屑中長石的含量為25% ~ 30%。其成分主要為斜長石,其次為微斜長石和條紋長石,邊緣次生擴大,碳酸鹽化或絹雲母化,邊緣不規則。白雲母為1%,重礦物為鋯石。大部分是細顆粒,也可以是不等顆粒,分棱分圓。化學膠結物是白雲質和矽質的。壹般粘土雜基為3%,多為水雲母。孔隙接觸膠結屬於海岸環境。

(3)粉砂巖

主要分布於紅石崖組和喬家組。灰色、灰綠色、紫色等顏色,薄層-中厚層。碎屑成分主要為應時,其次為長石和雲母,含量為5% ~ 10%。雲母具有方向性,粒徑多為粗粉砂,可含少量顆粒。填隙物為鈣質、白雲質、矽質和粘土基質(水雲母,定向)。

5.3.1.2泥漿(頁巖)

主要見於紅石崖組。灰黑色、紫色、灰黃色、灰綠色等顏色。薄-中厚層。質量不純,含泥量普遍較高,在30% ~ 40%之間,粘土礦物以水雲母為主。它是有方向性的。根據新集古剖面137層粘土礦物的X射線衍射分析,成分為伊利石55%,綠泥石12%,應時20%,長石13%,泥質巖中可產出筆石、腕足動物等化石。屬於淺海低能環境的產物。

5.3.1.3碳酸鹽巖

除紅石崖組外,其它層位均有廣泛分布。巖石類型極其豐富。而顆粒灰巖(白雲巖)顆粒碎屑類型單壹,以生物碎屑和砂屑為主,球粒次之,鮞粒少見,填隙物壹般為微晶基質,亮晶少見。

(1)石灰石

1)生物碎屑灰巖(包括生物碎屑和生物碎屑微晶灰巖)主要見於喬家組。灰黑色、深灰色、厚塊狀。有腕足動物、三葉蟲、苔蘚蟲、棘皮動物、介形類、腹足類、克勞鰓類、海綿骨針、綠藻、少量海帶和放射蟲。生物芯片被矽化、黃鐵礦化或白雲石化。生物碎屑灰巖含量壹般為60% ~ 70%,陸源混合石英粉砂不存在或不存在。自生礦物黃鐵礦含量壹般為2% ~ 3%,充填物和石膏重結晶為粉細晶體。孔隙基底膠結。巖石可以包含大約10%的顆粒或沙子。選擇性白雲石化更為常見。當生物碎屑含量小於50%時,為生物碎屑或生物碎屑微晶灰巖。

生物以正常鹽度生物為主,形成環境能量不高,屬於淺海環境。

2)在日澤村段的喬家組和大慶組中發現砂質灰巖。灰黑色、灰色薄層塊狀。砂屑粒徑不均勻,從1.2毫米到0.05毫米不等,壹般為0.1 ~ 0.6毫米..同時還看到不同含量的腕足類、三葉蟲、海百合莖生物碎片。偶爾看到薄皮鴕鳥。自生礦物黃鐵礦為2%,填隙物為微晶基質。局部再結晶為粉末-細晶。選擇性白雲石化,基底膠結。

當砂屑含量小於50%時,為砂屑或含砂屑的灰巖。壹般情況下,巖石中含有約10%的正常鹽度巖屑,白雲石化現象普遍且較薄。

3)球狀灰巖僅見於日澤村剖面喬家組下段。深灰色,灰黑色厚層,顆粒大小均勻,0.1 ~ 0.2 mm,大多約0.1~0.2mm,橢圓形,顏色較深,富含有機質,內部無結構,含量約60%。同時還有2% ~ 10%的腕足類、介形類、海百合莖等。砂漿基體可重結晶為粉細晶體,有白雲石現象。基底膠結。巖石中可含5% ~ 10%的陸源石英粉砂,屬淺海環境。

4)泥(微晶)灰巖主要發育在日澤村剖面的臨湘組,其次是喬家組下段。深灰色、灰黑色,極薄-極薄,微晶結構,巖石中可含≤5%的腕足動物、海綿骨針、三葉蟲、介形類和極少量完整的腕足動物化石。黃鐵礦為1% ~ 3%,富含有機質。局部可重結晶為粉晶或白雲石,具水平條紋和生物擾動結構,裂隙發育。屬於靜水低能環境的產物。

5)淤泥質灰巖僅見於日澤村剖面喬家組下段。深灰色薄層,含2%黃鐵礦,裂隙發育,寬度1 ~ 0.5 mm,充填或半充填。

(2)白雲巖

該巖石主要發育在新集古剖面的喬家組上段、大慶組和臨湘組。

1)殘積砂白雲巖,發育於臨湘組。深灰色極薄層-中厚層,以薄層為主。殘余砂屑含量為60% ~ 75%,白雲石重結晶成微細晶體,具矽化作用,可含2% ~ 3%有機質,自生應時壹般在2%左右,可見泥質。基體大部分重結晶為細粉狀晶體,少數為中等晶體。巖石具有殘余條紋和生物擾動結構。當含砂量小於50%時,為細粒白雲巖,含殘余砂粉。其壹般含量為30%,晶間裂隙中部被有機質充填。

推測巖石應為砂質灰巖和砂質微晶灰巖,淡水白雲石化形成的殘余砂質白雲巖屬於臺地邊緣的砂質海灘。

2)殘余球晶白雲巖(含殘余球晶白雲巖),數量少,厚度僅3.66m。深灰色薄層-中厚層,含70%球晶,粒度0.1mm,重結晶為暗色粉末狀晶體,含有機質。矽質黃鐵礦1%,球晶矽化。基質是粉狀白雲石。基底膠結。當殘余球晶含量為10%時,為含殘余球晶的粉狀白雲巖,具有生物擾動結構。

3)殘余生物碎屑細-中間相白雲巖,深灰色,中厚層,殘余生物碎屑含量約30%,包括腕足類、海百合莖、三葉蟲和綠藻。基質重結晶成細-中等晶體。溶洞和溶孔非常發育。

4)顆粒白雲巖,深灰、灰色、灰黑色,薄層-厚層。顆粒為粉末-粗顆粒,多為細-中等顆粒,具有帶狀結構和半自形-自形。巖石中有1% ~ 5%的殘余生物碎屑,如腕足類、三葉蟲、介形類、海百合莖和藻類碎屑。晶洞發育,可能有矽質條帶或結核,也有次生方解石脈或斑塊。

那些具有細顆粒的顆粒通常具有條紋狀或帶狀結構。可見的底部沖刷。壹般來說,臨湘組比大慶組顏色更深,顆粒更細。然而,大慶組大多為中粗粒度,顏色較淺。在臨湘組,由於裂隙極其發育,巖石為假角礫巖。

5.3.2剖面沈積相特征

根據實測剖面,奧陶系沈積相劃分如下:

5.3.2.1外陸架相

該相在日澤村剖面的臨湘組發育(表5.16)。

表5.16日澤村和新集古奧陶系沈積相劃分

巖石組合為灰黑色、深灰色、極薄-極薄微晶灰巖,含生物碎屑、生物碎屑微晶灰巖,夾頁巖和粉砂巖,含燧石結核和泥質條帶。生物組合有腕足動物、三葉蟲、海綿骨針、腹足動物、介形動物、放射蟲、棘皮動物、鈣球等。鹽度正常,可以看到完整的腕足動物化石埋藏在原地。沈積構造中常見水平條紋,可見生物擾動和底部沖刷構造。這些巖石富含有機物和黃鐵礦。這壹特征說明它屬於靜水低能外陸架環境。

5.3.2.2(淺海)內陸棚

我們應該在臨湘組,大慶組,巧家組見面。南北方在巖石類型和生物豐度上存在差異。

新集古段:臨湘組和大慶組巖石組合為灰黑色、灰色中厚層殘余生屑細-中晶白雲巖、殘余砂白雲巖、白雲巖夾頁巖和灰巖。溶洞溶蝕發育。

殘留的殘骸是腕足動物、三葉蟲、軟體動物、海百合和綠藻。沈積構造、水平條紋和生物擾動構造。喬家組巖石組合為灰黑色、深灰色、中厚-厚層、細微晶生屑灰巖。含淤泥的粉砂質灰巖、白雲化生物碎屑灰巖、白雲質灰巖、矽質白雲巖、含顆粒白雲石的應時砂巖以及燧石結核和條帶。

生物組合有腕足動物、三葉蟲、百合莖、海綿骨針、介形類、克拉貝動物、苔蘚蟲和綠藻。

日澤村段:以灰黑色和紫紅色生物碎屑微晶灰巖、生物碎屑灰巖、細-中粒砂灰巖、細-中粒砂灰巖、粉砂巖、鈣質頁巖和不等粒應時砂巖為特征。靠近底部的鮞狀赤鐵礦層。石灰巖局部被白雲石化。生物種類豐富,有三葉蟲、腕足動物、棘皮動物、有孔蟲、介形蟲、苔蘚蟲、綠藻等。,水平層理在沈積構造中很常見。

5.3.2.3臺地邊緣的淺灘相(沙灘和生物碎屑灘相)。

1)沙灘相:發育在辛集古剖面的臨湘組和大慶組。其特征為灰色、深灰色薄層-中厚層殘余砂質白雲巖,含燧石結核和條帶。可見少量海百合殘莖化石。沈積構造為殘余紋層和生物擾動構造。

2)生物碎屑灘相:見於日澤村剖面喬家組下段。灰黑色厚層細粒生屑灰巖,含球晶生屑灰巖。選擇性白雲石化。生物組合以腕足動物為主;三葉蟲、介形蟲、棘皮動物、苔蘚蟲、腹足類、克拉鰓類、珊瑚等。第84層發現腕足動物碎片,多數沿層理和凸起密集分布。

5.3.2.4有限臺地相

見於日澤村剖面大慶組。其特征為深灰色中厚層狀-塊狀、粉末狀-微晶砂或球晶白雲石灰巖、白雲巖、生物碎屑或水珠狀微晶灰巖、生物碎屑狀微晶灰巖。溶孔非常發育,巖石中有白雲石斑塊。生物碎片包括三葉蟲、腕足動物、介形動物、棘皮動物、海綿骨針、苔蘚蟲、軟體動物和綠藻。

5.3.2.5潮平亞相

1)清水潮坪亞相(潮間帶-潮上帶)見於新集古剖面的臨湘組。以深灰色中厚層粉細粒白雲巖和殘余球晶白雲巖為特征。沈積構造中有鳥眼狀、層狀構造和片狀裂隙,有脫膠現象。沒有發現殘留的生物碎片。

2)在日澤村剖面紅石崖組中發現渾水潮坪亞相。其特征為灰色、灰綠色和紫紅色薄至中厚層微細粒應時砂巖、長石應時砂巖、粗粉砂巖和粉砂質水雲母粘土巖。沈積構造包括砂層理、透鏡狀層理、脈狀層理、波狀層理、水平層理和生物擾動構造。

生物化石稀少,僅發現腕足類,但遺跡化石豐富,屬於針跡、古藻跡、砂鐲跡、壁跡、暈跡的組合。

3)日澤村剖面紅石崖組下部發育潮下微相。其特征為灰色、灰綠色、紫紅色、薄-中厚、細-中粒含磷內部碎屑應時砂巖、石英巖砂巖夾粉砂質水雲母粘土巖。沈積構造主要見近對稱波痕,生物化石以腕足類為主,遺跡化石為克魯茲痕。

5.3.2.6海岸亞相

該相發育於新吉古剖面的紅石崖組和喬家組。可細分為兩個微相:前濱和近岸。

1)前濱微相:以淺灰色、灰白色、中厚-細-中粒應時砂巖、白雲質應時砂巖和應時砂巖為特征,含含磷內部碎屑。它的成分、結構、成熟度都很高。沈積構造為平行層理、近對稱波痕和單斜層理。生物化石有腕足類、古藻類痕跡、單痕跡和垂直蠕蟲管。

根據粒度分析,具有海灘特征,為兩階段、跳躍種群和懸浮種群,坡度陡,分界點陡,標準差為0.87。

2)近岸微相:以深灰色、灰綠色和紫紅色的細粒長石應時砂巖、應時砂巖和粗粉砂巖夾粉砂質水雲母粘土巖的薄至中厚層為特征。靠近岸邊的下部分選較差,多為不等粒,富含雲母片。沈積構造中有平行層理、近對稱波痕、波狀層理和砂層理。生物組合是腕足動物和三葉蟲碎片。

遺跡化石有單杯遺跡、單遺跡和扁管遺跡。遺跡化石多反映生物在水平覓食或向壹個方向移動,說明波浪和潮汐相對較弱,海水鹽度和溫度相對穩定。粒度分析結果表明,其具有海岸沙的特征,為兩階段、跳躍種群和陡坡懸浮種群。截斷點突變,標準差為0.68。

5.3.3沈積作用的垂直和水平變化

早奧陶世時,西昌盆地為濱海潮坪環境的陸源碎屑巖沈積,分布於越南西部普格大曹河以東,西部康滇古陸。南方和北方差別不大。北部以甘洛波波鄉最厚(324m厚)和田萍最厚(309.8m厚),向西逐漸減小,新集古234.3m,褲襠溝179m。它是壹套無阻隔沈積在海岸上的碎屑巖和泥質巖。南部主要由潮坪碎屑巖和泥質巖組成。但早奧陶世晚期為淺海碳酸鹽沈積。羅屋溝沈積最厚(468.8米),向東或東南變薄,日澤村厚度為365,438+065,438+0.6米,形成與北部相反的變薄格局。同時在大草河看到上三疊統白果灣組直接與紅石崖組疊置,其出露標誌明顯,如幹裂縫、菱形波痕等,為潮坪環境的產物。

中、晚奧陶世主要為海相碳酸鹽沈積,分布在嶽西、普格東部,西部仍為康滇古陸。這時候南北差異就很明顯了。北部的民子羅木(厚555.8米)和新基古(厚485.4米)的沈積物最厚,向東和向西變薄。褲襠溝厚度僅為1.91.3m,以壹套白雲巖為主。自西向東,沈積相為潮坪-臺地邊緣砂灘-淺海。新集古北部的林羅溝地區是壹套石灰巖和碎屑巖海岸沈積。

南部,樓屋溝沈積最厚,厚526.4米,向東變薄。日澤村厚度203.7m,而鐵腳只有147.9m,主要由石灰巖堆積物組成。羅屋溝為白雲質灰巖和白雲巖。自西向東,沈積相為潮坪-開闊臺地-淺海。

總的來說,西昌盆地奧陶系從紅石崖組到臨湘組是壹個海侵序列,從陸源碎屑巖沈積到碳酸鹽巖沈積。其間,局部地平線出現高能沙灘或生物灘。但南部比北部深,出現外陸架沈積相(臨湘組),是有利的生油(氣)層位。

5.3.4生儲蓋組合分析

西昌盆地奧陶系生油條件差。根據以往生油分析資料,日澤村紅石崖組砂質泥巖中有機碳僅為0.08%。喬家組上段和大慶組深灰色碳酸鹽巖中有機碳含量分別為0.05%和0.08%。而臨湘組主要是壹套灰黑色的石灰巖。據顯微鏡觀察,有機質含量可達5%,黃鐵礦含量為2%,是壹個有利的烴源巖。奧陶系雖然生油條件不理想,但儲層動態相當好。辛集古剖面以臨湘組和大慶組最為理想,它們與上覆誌留系生油層和蓋層共同組成了較為完整的生儲蓋組合。殘積砂白雲巖和粉粗粒白雲巖中,溶洞極為發育。其直徑多為0.5 ~ 1cm;可達5厘米;填充或半填充。根據孔隙度和滲透率分析,臨湘組237層粉砂質白雲巖孔隙度為1.7%。222層粉砂質-介晶白雲巖的孔隙度為3.44%;滲透率為1.06×10-6μm2。大慶組7區中粗白雲巖樣品分析表明,孔隙度為1.05% ~ 5.55%,平均為3.38%。滲透率為(5.74×10-7 ~ 82×10-3)μm 2,平均為3.79×10-5μm2。同時,在薄片觀察中,粒間溶孔為1% ~ 3%,直徑約0.2mm,分布不均勻。粒間裂縫也很發育,充滿有機物。

在日澤村段,儲層為大慶組和喬家組,巖性主要為顆粒灰巖、含顆粒的微粗粒灰巖,白雲巖化和溶洞發育。薄片觀察,晶間溶孔2% ~ 3%,裂縫發育。同時存在生物灘相,是良好的油氣藏,可與上覆的臨湘組油氣藏形成生儲組合。

總的來說,西昌盆地奧陶系自身生油條件不理想,自身不能形成完整的生儲蓋組合,但大慶組、臨湘組和上覆誌留系形成了理想的生儲蓋組合。區域上,在新集古和羅屋溝之間,顆粒白雲巖和白雲質灰巖的孔隙和溶洞發育,厚度較大,近449 ~ 486 m,此前在苦排溝大慶組的溶洞中見到幹瀝青,實際上是壹個很好的區域儲層。喬家組、大慶組和臨湘組形成壹個生儲組合。紅石崖組(蓋層)可與下伏的上寒武統二道水組(儲層)形成儲蓋組合。

結論和建議

1)早奧陶世盆地南北差異不大,主要由沈積在岸邊或潮坪的陸源碎屑巖組成。僅在盆地南部的日澤村地區,晚奧陶世為淺海碳酸鹽沈積。中晚奧陶世盆地南北分異明顯,南部水體比北部新集古地區更深,出現深水碳酸鹽沈積。白雲石化作用不強,所以構成了生儲組合。北部水體較淺,有高能臺地邊緣淺灘。同時淡水白雲石化作用強烈,並伴有孔隙發育,是良好的儲層。與上覆地層形成完整的生儲蓋組合。

2)如果以西昌盆地下古生界為勘探目的層,今後應加強奧陶系烴源巖和儲層的研究。

3)昭覺盆地和米什盆地的地球物理勘探可以證實該地區是否有奧陶系沈積。