川西北地区中二叠统层序地层研究

2014-12-28张文彭博何志强袁立

重庆科技学院学报（自然科学版） 2014年1期

张文彭博何志强袁立

(成都理工大学能源学院，成都 610059)

研究区位于四川盆地西北部，主要包括峨眉山—崇州—北川—广元地区(图1)。区内中二叠统包括栖霞组和茅口组，2套地层均为浅水碳酸盐岩台地沉积，岩性变化不大，普遍发育珊瑚、蜓类、腕足、介形虫等生物碎屑，海水盐度正常，故研究区中二叠统为开阔台地沉积格局(图2)。前人对四川盆地中二叠统层序地层进行了大量的研究，在对中国南方地域研究中，将中二叠统划分为6个三级层序，栖霞组和茅口组各3个三级层序［1-3］;吴基文等人［4］在对皖南地区的研究中将中二叠统划分为2个三级层序，栖霞组和茅口组各1个三级层序;田望学等人［5］在鄂西南的研究中，将中二叠统划分为7个三级层序，其中栖霞组为3个三级层序，茅口组为4个三级层序;胡联钱等人［6］在对四川盆地的研究中，将中二叠统划分为5个三级层序，其中栖霞组为2个三级层序，茅口组为3个三级层序。可见对中二叠统三级层序的划分方案亦未统一。参考前人研究成果，利用野外观察的剖面，结合一系列的钻测井资料，对四川盆地西北部中二叠统层序地层进行研究。

1 中二叠统三级层序地层划分及特征

1.1 层序界面特征

层序界面的识别是层序地层学研究的关键，也是划分层序的前提和基础，其中最为重要的是对层序底界面的识别。

图1 研究区位置图

图2 沉积格局图

通过对四川盆地西北部有关野外剖面的观察，发现该区域三级层序界面主要为II型层序界面，一共有5个II型层序界面，分别是 SQ1、SQ2、SQ3、SQ4和SQ5的底界，主要表现为岩性岩相转换界面，也可表现为暴露溶蚀面，以界面下溶蚀缝洞及其方解石斑块发育为特征。比如广元西北乡剖面SQ3层序界面之下是栖霞组灰色厚层状生屑灰岩，之上为茅口组深灰色中层状含生屑微晶泥灰岩，是典型的II型层序界面。其次为I型层序界面，即SQ5三级层序顶界面，与东吴运动形成的不整合面叠合到一起，可表现为非均质、强烈的岩溶。如广元西北乡剖面SQ5层序顶界面之下为茅口组灰色块状微晶灰岩，界面之上为吴家坪组灰黑色泥岩，是一平行不整合界面，具I型层序界面的特征。

1.2 三级层序划分

在对四川盆地西北部9个野外剖面、6口测井剖面研究的基础上，根据上述层序关键界面，野外露头观察的岩性剖面结构所反映的沉积物空间堆积样式及中二叠统沉积延续时间，可将中二叠统划分为5个三级层序，其中栖霞组为2个三级层序，茅口组为3个三级层序，每个三级层序延续时间为3.4 Ma，与国内外大多数学者厘定的1～10 Ma是相符的。

1.3 三级层序特征

(1)SQ1层序。相当于栖霞组下部地层，层序底界面为II型层序界面，表现为岩性 — 岩相的转化。界面之下是梁山组滨岸相的深灰色砂岩，泥岩或页岩。该三级层序内部由海侵体系域和高位体系域组成，TST为开阔台地相的深灰色中层状生屑微晶灰岩，富含泥质条带，多表现为相对低能的台内洼地沉积。HST主要为开阔台地相生屑滩沉积，主要岩性是灰色中 — 厚层状生屑灰岩，局部被白云石化，上部可见白云石斑块。

(2)SQ2层序。相当于栖霞组上部地层，层序底界面为岩性—岩相转化的II型层序界面。该三级层序内TST主要为深灰色粉晶生屑灰岩夹泥质条带，HST为灰色块状细— 粉晶白云岩，在盆地西北部顶部以豹斑状白云质灰岩为特征。

(3)SQ3层序。相当于茅口组下段地层，层序底界面为II型岩性—岩相转化界面。TST表现为灰色生屑灰岩，夹富泥质生屑泥灰岩或条带，野外剖面可见到非常明显的眼球或类似眼球状构造。HST岩性表现为灰色块状生屑微晶灰岩，见少量泥质条纹不规则分布，局部可见白云石化斑块。

(4)SQ4层序。相当于茅口组中段地层，层序底界面表现为岩性— 岩相转化Ⅱ型层序界面。TST沉积在该层序内为深灰色含生屑微晶灰岩及生屑泥灰岩，少见豹斑状云灰岩，局部含泥质或燧石结核。HST沉积岩性为灰色—深灰色厚层— 块状微晶灰岩，含少量生屑，生物包括蜓类、珊瑚、介壳和海百合。

(5)SQ5层序。相当于茅口组上部地层，三级层序底界面为II型层序界面，顶界面则为Ⅰ型层序界面，表现为非均质、强烈的岩溶。三级层序内TST为灰色生屑微晶灰岩，微晶灰岩，燧石结核较发育。HST为灰色 — 浅灰色生屑微晶灰岩，含生屑微晶灰岩，富含泥质条纹。

1.4 三级层序地层格架建立

在对四川盆地西北部中二叠统相关野外剖面和单井三级层序划分的基础上，以栖霞组顶部为等时对比拉平面，从而建立起研究区三级层序格架(图3)。可以发现，垂向上海侵体系域的厚度大于高水位体系域的厚度，反映了三级层序海平面变化是一个缓慢海进—快速海退的过程。横向上各三级层序沉积厚度稳定，并且在区域上对比良好，反映了研究区中二叠统陆表海台地沉积特征。