传统的西昌盆地形成于晚三叠世,消亡于始新世,亦即米市盆地(许效松等,1997)。本书的西昌复合盆地系指由安宁河断裂、则木河断裂、峨边-美姑断裂和大渡河断裂所围限的广大地区(图8.7),包括米市、麻姑山、甘洛、昭觉、美姑5个小型构造盆地。在大地构造上,位于泛华夏陆块群中的扬子地台西缘,西邻川滇古陆,地处特提斯构造域(许效松等,1997),在不同地质历史时期具有不同的大地构造属性。可见,作为扬子地台西部大陆边缘与特提斯洋的复合作用产物(许效松等,1997),西昌复合盆地显示明显的纵向叠加、横向复合的复式特征。
图8.6 层序界面(SB54)控制的油气储层及通道时空分布示意图
1—上覆二叠系底部层序S54中的残积型LST砂体;2—层序界面——升隆侵蚀界面的时空分布示意图。该界面乃广西构造运动产物,不同程度缺失中志留世—石炭纪层序;3—下伏层序中的岩溶云岩储层;4—下伏层序中的风化成因砂体;5—砂岩;6—含砾粗砂岩;7—泥岩;8—云岩;9—灰岩;10—页岩;11—黑色页岩;12—赤铁矿;13—油气运移通道和方向
图8.7 西昌复合盆地构造古地理与剖面位置
盆地沉积地壳除始新统—中新统、下白垩统上部大铜厂组、上三叠统白果湾组下段、石炭系外,其余时代地层均有分布(图8.8)。总体上,地层向北、向西减薄尖灭,层位逐渐抬升,具有明显的向北、向西超覆特点。
8.2.1 关键界面与地质事件
8.2.1.1 上、下震旦统之间的成因界面
为澄江构造运动产物,属典型的一级界面(T1,图8.8),具全球成因的特点。主要标志有:①典型的岩性突变面:观音崖组海侵型沉积超覆在开建桥组和列古六组陆相沉积之上;②构造运动面:上覆、下伏地层之间为小角度超覆关系;③生物突变面:下伏地层以菌藻类为主的微生物组合,上覆为后生动植物组合;④气候转变面:T1之上属温水型碎屑岩-碳酸盐岩组合,T1之下为冰水型河湖相组合。
8.2.1.2 寒武系与震旦系之间的成因界面
为区域性不整合面,属于三级界面(T11,图8.8和图8.9)。经典的寒武系与震旦系之间的界面位于灯影组三段(麦地坪段)上部第二小壳化石Paragloborilus Siphogonuchites带之底,现下移至灯影组第二段与第三段之间(即麦地坪段底部)。证据包括:①桐湾构造运动面:为一区域分布的平行不整合面;②岩性转换面:上覆为区域分布的含磷硅质白云岩,T11之下为潮坪相白云岩;③生物群突变面:T11之上为具壳动物组合,之下为其他后生动植物组合;④极性偏转事件界面;⑤气候突变面:T11之上为干热气候的含膏盐地层,之下为温暖气候的碳酸盐岩。
8.2.1.3 上、下寒武统之间的成因界面
实为一暴露侵蚀不整合面,属五级界面(T16,图8.8和图8.9),贯穿全区,证据主要有:①在汉源地区缺失中上寒武统;②中西部地区界面凹凸不平,下伏龙王庙组顶部发育岩溶白云岩,被上覆陡坡寺组中薄层灰岩和灰质泥岩超覆;③区域性残积层,向东变薄尖灭。
8.2.1.4 奥陶系与寒武系之间的成因界面
传统的奥陶系与寒武系之间的界面通常划在二道水组上部牙形石Cordylodus proavus带或Monocostodus sevierensis带之底,现定在二道水组顶部(即二道水组与红石崖组之间),为三级成因界面(T22,图8.8和图8.9),标志主要包括:①西昌构造运动面:缺失相当于下奥陶统下部的新厂阶;②岩性突变面:红石崖组碎屑岩覆盖在二道水组白云岩之上(图8.9);③生物转变面:T22之上为无脊椎动物辐射演化及生物相分异,之下为具壳动物演化时期;④气候转变面:上覆为湿热气候的富赤铁矿、菱铁矿岩层,下伏为干热气候组合。
8.2.1.5 志留系与奥陶系之间的成因界面
传统的志留系与奥陶系之间的界面定在龙马溪组下部五峰阶Dicellograptus szechuanensis和Dalmanitina化石带层位之上。为便于进行层序地层学研究,现暂将其下移至临湘组中部(相当于区域上的五峰组底部层位),为五级界面(T31,图8.8和图8.10),主要标识有:①暴露侵蚀不整合面:T31之下为临湘组顶部淡水胶结角砾岩层段;②典型的海侵事件面:表现为海湾相黑色页岩超覆在下伏白云岩之上;③五峰期构造古地理和沉积格局与志留纪的一致,但明显有别于前五峰期。
8.2.1.6 泥盆系与志留系之间的成因界面
与传统地层界面一致,属二级界面(T40,图8.8和图8.10),识别标志有:①地层缺失,除布拖日则村和普格洛乌沟剖面外,盆地大部分缺失相当于上志留统尤其是回星哨组;②系广西构造运动产物,为一造山侵蚀不整合面(覃建雄等,2001);③生物事件面:T40之上首次出现陆生植物组合;④岩性突变面:T40之上为陆相粗碎屑岩,之下为海相沉积(图8.10)。
图8.8 西昌复合盆地层序和界面级别划分
US2—超层序编号;MS3—巨厚层编号;FS1—一级层序编号;SS3—二级层序编号;S4—三级层序编号;T11—关键界面及编号
8.2.1.7 二叠系与泥盆系之间的成因界面
该界面为柳江构造运动的产物,为典型的造山侵蚀不整合面,为典型的二级界面(T54,图8.8和图8.11),典型标志是普遍缺失石炭系和上泥盆统寨结山组地层,时限75~80Ma,二叠纪海相地层直接超覆在泥盆系不同时期地层上。界面上为区域性风化残积层(覃建雄等,2001)。
8.2.1.8 上、中二叠统之间的成因界面
该界面为东吴构造运动的产物,属升隆侵蚀不整合面(许效松等,1997),该界面为二级界面(T60,图8.8和图8.11)。T60之上为厚0~1500m不等的峨眉山玄武岩,由中二叠世末至晚二叠世初期,时限0~3Ma,不同程度缺失茅口组上部地层。
8.2.1.9 三叠系与二叠系之间的成因界面
图8.8和图8.11中的界面T63为一事件地层界面。主要证据有:①平行不整合面:从东向西,三叠纪地层超覆在下伏不同时期地层尤其是宣威组河湖—沼泽相黑色岩系之上(图8.11);②极性偏转事件界面;③生物绝灭事件面:由 类生物辐射演化到裸子植物的辐射演变;④气候事件界面:由温潮气候转向干热气候。
图8.9 二级层序SS2~SS4成因构成与区域对比
SS2—二级层序编号;S1—三级层序编号;SB11—层序界面及编号
8.2.1.10 中、上三叠统之间的成因界面
该界面为印支构造运动Ⅰ的产物,为一重要的盆山转换面,属典型的造山侵蚀不整合面,即一级界面(T69,图8.8和图8.11),标志着西昌复合盆地从被动大陆边缘向陆内盆地的重大转折。盆地中、东部缺失中三叠统上部—上三叠统白果湾组下段(图8.11),向西逐渐超覆在二叠系、石炭系、寒武系—泥盆系之上。
8.2.1.11 下、中侏罗统之间的成因界面
该界面为燕山运动I的产物,属重要的构造转换面,为二级界面(T72,图8.8和图8.11),代表西昌复合盆地由周缘前陆盆地向陆内拗陷盆地的转化,主要表现为中侏罗统新村组与下侏罗统益门组之间的区域性平行不整合。
8.2.1.12 上、下白垩系之间的成因界面
该界面为燕山构造运动Ⅲ的产物,主要标志是缺失下白垩统上部大铜厂组地层。同时该界面为生物绝灭事件面,之上标志着被子植物辐射演化。该界面为二级界面(T75,图8.8)。
8.2.1.13 古新统与上新统之间的成因界面
属一级界面(T77,图8.8),为喜马拉雅构造运动产物,造成全区缺失始新统—中新统,代表西昌复合盆地演化的消亡面。
8.2.2 层序组成与成因格架
8.2.2.1 层序构成与展布
1)层序SS1——上震旦统一、二段。底界为一级界面T1,厚10~1500m,通常厚500~1000m,时限100~130Ma,由三级层序S1~S10构成(图8.8)。为华南“碳酸盐泛台地”的一部分。二级LST为S1底部的残积底砾岩,二级TST相当于S1~S4,二级HST对应于S5~S10。
2)层序SS2——下寒武统。时限28~31Ma,厚335.6~514m,局限分布于盆地中东部,具有向北、向西渐薄趋势。由4~5个三级层序构成(图8.8和图8.9),底为三级界面T11,其中层序S11~S12广海陆棚—缓坡相沉积构成二级TST。三级层序S12底部的黑色页岩和砂屑磷块岩相当于CS,S13~S15潮坪—潟湖相碎屑岩-碳酸盐岩,构成二级HST,总体向上碳酸盐岩递增,碎屑岩递减。
3)层序SS3——中、上寒武统。底为五级界面T16,厚205.6~736.5m,具有向北、向西渐薄趋势(图8.8和图8.9)。时限22~23Ma,由三级层序S16~S21构成。其中,层序S16~S17缓坡相条带状灰岩、泥质白云岩组合构成二级TST,层序S18~S21潮坪—潟湖相碎屑岩-碳酸盐岩构成二级HST。
4)层序SS4——下奥陶统。底为三级界面T22(图8.8和图8.9),厚280~420m,时限17~19Ma,具有与层序SS3相似的沉积古地理格局,主要为混积陆棚相沉积由4个三级层序(S22~S25)构成。其中,S22~S23构成二级TST,S24~S25相当于二级HST在会理清水河和普格大漕河剖面,缺失相当于二级HST的沉积。
5)层序SS5——中、上奥陶统。时限40~41Ma,底为五级界面T26(图8.8和图8.10),由4个三级层序(S26~S30)构成,厚272~503m,其中S26~S28构成二级TST,S29~S30组成二级HST,在甘洛田坪、波波乡剖面,缺失相当于二级HST的沉积。
6)层序SS6——志留系。底为四级层序界面T31(图8.8和图8.10),总体向上变浅。时限60~65Ma,由7~9个三级层序构成。二级TST由三级层序S31~S35构成,主要为陆棚—海湾相沉积,局限分布于四开断裂以东,总体向北、向东变薄;二级HST由S36~S39构成,主要分布于黑水河断裂以东。其中S36~S37在北部甘洛地区为滨浅海混积相,南部昭觉地区为陆棚相碳酸盐沉积,自南向北逐渐变薄。S38~S39仅见于南部普格洛乌沟和日则村一带,为潮坪—潟湖相沉积。
7)层序SS7——下泥盆统。底为二级界面T40(图8.8和图8.10)。时限20~23Ma,由5~7个三级层序(S40~S46)构成,仅分布于布拖—金阳以南、普格—宁南以东,以及甘洛以北,盆地中部缺失。底部0~0.3m陆相含砾粗砂岩——残积物(S40下部)为二级LST,之上至坡脚组(S43~S44)滨浅海碎屑岩沉积为二级TST沉积,上部缺失相当于S45上部和整个S46,缺失二级HST。
8)层序SS8——中、上泥盆统。底为西昌构造运动面Ⅱ,即二级层序界面T47(图8.8和图8.10)。由0~7个三级层序(S47~S53)构成,厚度变化大。在露头最好的甘洛前进乡剖面,二级LST相当于三级层序S47底部残积相,厚0~0.1m。之上至三级层序S49为二级TST,由陆棚相碳酸盐岩-泥岩构成。S50~S53为二级HST,局限分布于甘洛地区,由混积潮坪相沉积构成。盆地中南部、东部不同程度缺失SS8。
9)层序SS9——中、下二叠统。底为泥盆系—志留系顶部的向南、向东倾的准夷平面,即二级界面T54(图8.8和图8.11)。由5~6个三级层序(S54~S59)构成,为分布最广泛的海相地层之一。总体向北向西超覆变薄,层位逐渐升高。P1底部0~0.50m的陆相—海陆过渡相为二级LST,栖霞组(层序S55~S57)相当于二级TST,茅口组(层序S58~S59)相当于二级HST,缺乏HST上部。
图8.10 二级层序SS5~SS8成因构成与区域分布(图例同图8.9)
10)层序SS10——上二叠统。底为东吴构造运动面——二级界面T60(图8.8和图8.11),除了底部0~0.1m残积相和盆地东部宣威组含煤河湖相沉积外,主体为1000~1500m的峨眉山玄武岩。
11)层序SS11——下、中三叠统。时限20~22Ma,底为四级界面T63(图8.8和图8.11),直接超覆在先期不同时期地层上,其中飞仙关组陆相沉积(S63)为二级LST沉积,主要分布于美姑、昭觉、布拖等地区,厚度变化大。嘉陵江组—雷口坡组(S64~S68)为二级TST沉积,仅分布于东部美姑、昭觉和甘洛一带,中西部缺失,为二级TST沉积,为滨浅海—潮坪—潟湖相碎屑岩-碳酸盐岩混积物。总体具向上变细变深序列,碳酸盐岩明显递增。可能缺失相当于二级HST沉积。
12)层序SS12——上三叠统—下侏罗统。底为一级界面T69(图8.8和图8.11),由白果湾组上亚层(S69~S70)和下侏罗统益门组(S71)构成。除了甘洛新基姑、越西裤裆沟以及巧家-昭觉地区缺失益门组,SS12在全区广泛分布,超覆于先期不同期地层之上。为陆相含磨拉石(S69~S70)和红色磨拉石建造(S71),由河流—冲积扇—扇三角洲相到滨浅—深湖相再到滨湖—滨湖三角洲相沉积构成,显示粗—细—粗旋回。
13)层序SS13——中、上侏罗统—下白垩统。该层序在北缘甘洛新基姑和越西裤裆沟一带以及巧家-昭觉地区缺失,底为二级界面T75(图8.8)。由三级层序S72~S74构成,其中S72下部为二级LST,之上至S73为二级TST。S74为二级HST。优势相为湖泊相,其次为三角洲和河流相,每一三级层序的LST由河流—三角洲相构成,TST主要为浅湖—深湖亚相,HST以三角洲沉积为主。
14)层序SS14——上白垩统—古新统。底为三级界面T75,顶为一级界面T77(图8.8)。由S75和S76构成,局限分布于盆地西部米市盆地和则木河断裂以南。二级LST为底部的残积相,二级TST为S75湖泊相沉积,二级HST为以S76河流、冲积扇为主的粗碎屑岩系。
图8.11 二级层序SS9~SS12成因构成与区域对比(图例同8.9)
8.2.2.2 层序充填与成因格架
在层序及界面级别划分、充填特征及区域对比之基础上,作出了西昌复合盆地的层序成因格架(图8.12)。通过图8.12并结合图8.8可看出:
1)西昌复合盆地充填序列包括2个超层序、5个巨层序、8个一级层序、14个二级层序、76个三级层序以及若干个次级层序。
2)主要海(湖)平面上升事件包括晚震旦世海平面上升、早寒武世海平面上升、早奥陶世海平面上升、早志留世海平面上升、早二叠世海平面上升、早三叠世海平面上升、晚三叠世湖平面上升和早白垩世湖平面上升。主要海(湖)平面下降事件包括灯影期晚期海平面下降、寒武纪末期海平面下降、志留纪末期海平面下降、早泥盆世末期海平面下降、泥盆纪末期海平面下降、中二叠世晚期海平面下降、中三叠世末期海平面下降、早侏罗世末期湖平面下降、早白垩世末期湖平面下降和始新世末期湖平面下降。
3)西昌复合盆地形成演化遭受了多次构造运动的改造叠加,造成了不同级别的沉积间断和地层缺失。最显著的有柳江运动(间断时限60~65Ma)、喜马拉雅运动(40~45Ma)、燕山运动Ⅲ(8~10Ma)、印支运动I幕(3~5Ma),其次是广西运动(3~5Ma)、东吴运动(1~5Ma),最后是燕山运动Ⅰ(0.5~1Ma)、西昌运动(0.1~1Ma)、桐湾运动(0~1Ma)、燕山运动Ⅱ(0~1Ma),总缺失时限130~140Ma,占盆地演化总时限(550~560Ma)的25%~30%。
4)西昌复合盆地的形成大致经历了褶皱基底固结、被动边缘发展和内陆盆地演化三大阶段,具体包括基底形成、被动陆缘、幔隆-拉离、残余海盆、前陆盆地、陆内拗陷盆地以及盆地改造7个阶段。
图8.12 西昌复合盆地层序充填格架(图例同图8.9)
8.2.3 盆地沉积动力演化
综上所述,西昌复合盆地演化经历了基底固结、被动大陆边缘、陆缘拉张-热隆、残余海盆地、前陆盆地、陆内拗陷盆地、改造消亡等7个盆地演化时期(图8.13)。
8.2.3.1 盆地基底形成阶段
新元古代末的晋宁运动,使该区由活动地槽转变为稳定地壳,形成褶皱基底。
早震旦世,地幔上隆导致造山裂谷作用,沉积陆相火山岩-粗碎屑岩组合,表明扬子陆块已具备稳定的边界。
早震旦世末,澄江运动使本区剥蚀夷平,为西昌复合盆地的形成奠定了基础。
8.2.3.2 被动边缘初始发展阶段
晚震旦世,由于原特提斯洋的影响,该区持续缓慢沉降,处于稳定的滨浅海环境,形成第一个沉积盖层,标志着该区进入稳定的大西洋型被动大陆边缘初始发展时期。
图8.13 西昌复合盆地沉积动力演化模式
8.2.3.3 被动边缘稳定发展阶段
由于原特提斯洋和古特提斯洋扩张的影响,扬子西部边缘处于拉张背景,呈多阶段裂谷式被动边缘,并一直持续至早二叠世。
早古生代,随着海平面的上升,以及受螺髻山古岛弧链隆升和滇中古陆的影响,导致寒武纪—志留纪典型被动边缘的沉积组合。
志留纪末,由于广西运动(加里东运动序幕)的影响,该区台地上升为陆,成为上扬子古陆的一部分。
泥盆纪初,黑水河断裂、小江断裂等活动明显,盆地演化从早泥盆世陆内断拗到陆缘泥盆世的拉张和拉张-充填阶段。
泥盆纪末,受柳江运动(加里东运动主幕)的影响,全区上升为北高南低的准平原地貌,使上泥盆统不同程度遭受剥蚀,并缺失整个石炭纪地层。
早二叠世,扬子陆块穹状隆起部位产生引张作用,造成区域沉降。随着全球性海平面上升,形成广泛海侵,普遍沉积了浅海相碳酸盐岩。在甘洛等地区发育礁滩白云岩,反映该区所在边缘已演化成为成熟的被动大陆边缘。
8.2.3.4 边缘强烈拉张-热隆起阶段
早二叠世末,受东吴运动的影响,沿小江断裂发生大规模的陆相玄武岩喷发,持续时间从早二叠世末到晚二叠世,致使该区几乎被玄武岩所覆盖。喷发中心为昭觉竹核—甘洛波波乡一带,厚达1500m。此次重大热事件,表明扬子西缘拉张与分离已达到高峰(许效松等,1997)。晚二叠世晚期,小江断裂以东玄武岩层之上发育河湖—沼泽相含煤碎屑岩系。
8.2.3.5 残余海盆发展阶段
早中三叠世,南北向同生断裂发生差异沉降,小江断裂西侧为古陆剥蚀区,东侧沉降接受沉积。从早三叠世至中三叠世,由红色冲积平原碎屑岩系到滨浅海混积岩系再到碳酸盐潮坪相沉积,尤其是昭觉、布拖地区发育广海碳酸盐台地沉积,这与滇东北地区的沉积面貌相似,但明显有别于其东部的四川盆地,表明该区海侵主要源于南部的滇黔桂海。
中三叠世末,受印支运动的影响,该区与扬子地块一起上升为陆,从而结束了海相沉积史。
8.2.3.6 周缘前陆盆地发展阶段
晚三叠世诺利期晚期,由于北部塔里木板块和华北板块聚合、西南金沙江小洋盆消亡以及古西太平洋向东俯冲(许效松等,1997),扬子陆块西缘断块活动强烈,以西昌为中心包括越西、喜德、普格等在内的广大继承性古陆剥蚀区,下陷成为陆相盆地。湖水由南部会东、会理一带向北侵进,形成陆相磨拉石沉积。之后,随着盆地范围不断向东扩大至甘洛、昭觉、美姑等地,沉积了河湖—沼泽相含煤碎屑岩系。沉积物向东逐渐变细,厚度逐渐变薄,显示了明显的前陆盆地特征。早侏罗世末,由于燕山运动I幕的影响,盆地逆冲、抬升,结束了前陆盆地的演化。
从沉积特征看,西昌盆地与会理盆地、姜驿盆地相同,表明属于川滇大型红色内陆盆地的一部分,尚未形成单独的盆地。
8.2.3.7 陆内拗陷盆地发展阶段
中侏罗世,川滇红色盆地再次沉降,该区在前陆盆地基础上转变为陆内拗陷盆地,由于受汉源-昭觉南北向隆起的阻隔,该区逐渐发展成为与东部四川盆地性质不同的明显独立的盆地,并沉积了湖泊相为主的红色碎屑岩系。早白垩世,盆地格局和沉积特征与早期相似,但盆地范围明显缩小。早白垩世末,受东西向应力挤压,盆地再次抬升,遭受轻微的褶皱变形。晚白垩世,盆地范围局限于米市盆地。进入古近纪,盆地范围大大缩小,进入残湖演化阶段。
8.2.3.8 盆地走滑—挤压—改造—萎缩—消亡阶段(E—Q)
始新世末以来,由于受多期构造运动的影响,挤压和走滑作用加剧,西部推覆体不断向盆地侵位,对已萎缩的盆地进行挤压、改造,使之褶皱、变形、剥蚀、消亡。多期构造应力的改造叠加,不仅改变了盆地的构造格局,而且改变了盆地的原始位置。
西昌盆地志留系沉积环境与有利储层段分析
1977.08—1978.03 凉山州美姑县新桥公社知青
1978.03—1982.02 西南民族学院(现西南民族大学)学习
1982.02—1984.03 凉山日报社记者
1984.03—1985.09 凉山州政府办公室秘书科秘书
1985.09—1988.10 凉山州普格县洛乌沟区副区长、书记
1988.10—1992.11 凉山州物资局副局长
1992.11—2001.02 凉山州物资局党组书记、局长(其间:1998.06—1999.08 省外经贸委挂职任主任助理)
2001.02—2005.08 凉山州人民政府副州长
2005.08—2007.01 中共凉山州委常委、州委政法委书记
2007.01—2011.11 中共凉山州委常委、州人民政府副州长、州委政法委书记
2011年10月10日拟提名为凉山州委副书记、州长候选人 。
2011年11月17日任凉山州委副书记、代理州长。
2012年02月15日任凉山州委副书记、州长。
中共四川省第十次代表大会代表、十次党代会代表资格审查委员会委员 ,中共四川省第十届委员会委员
西昌盆地志留系的发育受南北向断层控制,其中以黑水河断裂及四开断裂最为重要,黑水河断裂以西为古陆区,黑水河断裂与四开断裂间缺失下志留统龙马溪组。四开断裂以东则志留系发育齐全。晚志留世地壳抬升,除布拖县日则村及普格洛乌沟一带有200~300m厚的上志留统回星哨组外,整个西昌盆地缺失回星哨组(表5.17)。
表5.17 志留系各剖面岩石类型分布特征表
对志留系的研究除收集该区全部有关资料外,重点实测了布拖县日则村剖面、甘洛县新基姑剖面,收集并详细研究了甘洛县前进乡剖面,这3条剖面分别位于前述2个沉积区,能全面反映西昌盆地沉积相及其演化。
5.4.1 剖面岩石学特征
实测各剖面沉积岩类型齐全,因剖面位置不同,沉积特征有差异,故岩石类型特征亦有所不同。布拖日则村剖面总厚882m,泥质岩类占47%,碎屑岩类占6%,碳酸盐岩类占47%(厚度百分比,下同)。甘洛县新基姑剖面总厚150m,泥质岩类占33%,碎屑岩类占5%,碳酸盐岩类占62%;甘洛县前进乡剖面总厚381m,泥质岩类占26%,碎屑岩1%,碳酸盐岩类占73%。兹分述如下:
5.4.1.1 碎屑岩类
1)钙质石英细砂岩:灰—灰白色,细粒砂状结构,中厚层—块状构造。杂基-颗粒支撑,石英分选好,磨圆度较高。微—细晶方解石胶结,以半自形晶为主。碎屑含量60%~70%,胶结物30%~40%,石英少数具次生加大边,粒径一般0.1~0.15mm,部分被钙质溶蚀,而边缘呈港湾状,少数具方解石自形晶,重矿物有磷灰石。基底-孔隙式胶结,细晶方解石间具晶间孔,面孔率1%~2%。
2)白云质细粒石英砂岩:灰—黄灰色,细粒砂状结构,中厚层状构造。石英分选好,磨圆度较高。碎屑为75%,胶结物25%,石英粒径一般0.1~0.15mm,表面洁净,部分受白云石溶蚀。胶结物为半自形—自形白云石,溶蚀-孔隙式胶结。白云石晶间有少量晶间孔,面孔率1%~2%。
3)钙质石英粉砂岩:黄灰色,粉砂状结构,薄层状构造。石英粒径0.01~0.06mm,胶结物为泥—微晶方解石,粉砂含量65%~70%,方解石含量30%~35%。石英粉砂受钙质部分溶蚀,具溶蚀-基底式胶结,孔隙不发育。
4)泥质石英粉砂岩:黄灰色,粉砂状结构,条带状构造。粉砂含量85%,水云母杂基15%。水云母呈鳞片状,部分为铁质浸染,颗粒-杂基支撑,孔隙式胶结。石英粒间为水云母填隙,孔缝不发育。
5.4.1.2 泥质岩类
1)水云母泥、页岩:紫红、灰绿、灰黑等色,泥质结构,水云母96%,黄铁矿2%~3%,石英1%~2%,可见黄铁矿立方晶体,表面常浸染。
2)钙质页岩:灰黑—黑色,风化后黄灰色,泥质结构,水云母66%~75%,泥晶方解石15%~25%,黄铁矿2%~5%,石英2%~5%,有机质5%~6%。经X射线衍射分析,其矿物成分为:水云母80%,绿泥石14%,石英5%,长石1%(扣除碳酸盐岩的百分含量)。这类岩石常因含笔石又称笔石页岩,页岩中有时含石英,可高达10%左右,是一套重要的生油气岩石。
3)白云质泥、页岩:灰绿色—灰色,泥质结构,块状构造,水云母62%~67%,自形晶,白云石23%~30%,黄铁矿2%~5%,石英4%。常构成粉砂质条带。
4)粉砂质泥、页岩:石英含量在25%~40%之间,水云母50%~60%,可有少量黄铁矿及钙质成分。
5)铁质水云母泥岩:分布于回星哨组下部,紫红色,泥质结构,块状构造。水云母70%,铁质27%,自形细晶白云石2%,石英1%,局部已成铁质岩。
6)炭质网纹状粉砂质泥岩:黑—灰黑色,粉砂泥质结构,网纹状构造,水云母52%,石英38%,炭质10%,网纹状构造,系炭质沿交叉状裂纹充填而成。
5.4.1.3 碳酸盐岩类
1)结晶灰岩:灰—深灰色,微—粗晶结构,薄层—块状构造。方解石92%~96%,石英1%~2%,黄铁矿1%~2%,泥质2%~3%,细—中粗晶结构者常为半自形—他形,具晶间孔,面孔率3%~5%,微晶结构者常为半自形晶。
2)白云质灰岩与灰质白云岩:黄灰—灰**,微—细晶结构,中薄层—中厚层状构造,白云石与方解石相对含量变化在30%~70%之间,白云石常为自形晶,多具环带及阴影构造,反映出一定程度的埋藏白云石化。
3)泥质灰岩:以龙马溪组分布较多,黄灰—深灰色,泥—微晶结构,常含石英粉砂或黄铁矿,而过渡为含铁质泥灰岩或含粉砂质泥灰岩。矿物成分变化为:方解石40%~65%,泥质25%~35%,黄铁矿1%~10%,石英1%~20%,有机质1%~5%,具一定生油气能力。
4)含粉砂—砂质灰岩:黄灰—灰色,含砂质微—细晶结构,中薄层—中厚层状构造。方解石72%~80%,石英12%~20%,泥质3%~4%,黄铁矿2%~4%,细晶结构者见晶间孔,面孔率1%~2%。
5)生物碎屑灰岩:是分布最广的粒屑灰岩,按生物碎屑与泥晶含量变化又可分为泥晶生物碎屑灰岩,生物碎屑泥—微晶灰岩。按生物门类又分为泥晶棘皮类灰岩,介壳灰岩等,有时含其他粒屑,可有:亮晶含球粒生物碎屑灰岩、亮晶鲕粒生物碎屑灰岩等。生物碎屑门类多,主要有腕足类、腹足类、头足类、双壳类、棘皮类、三叶虫等。基底-孔隙式胶结或溶蚀-孔隙式胶结,常见不规则溶孔,少量自生石英。球粒色暗,圆—椭圆状,为藻团粒。鲕粒圆者居多,为同心层鲕及放射状鲕,部分为高能鲕。
6)含有机质泥晶砂屑灰岩:见于龙马溪组底部,灰黑色,泥晶砂屑结构,薄层状构造。方解石85%~90%,有机质5%~8%,石英4%,黄铁矿1%~2%,结构组分:砂屑80%,陆源石英4%,胶结物16%,孔隙式胶结,颗粒间孔为有机质及泥晶方解石充填。
7)泥—粉晶白云岩:主要指回星哨组的白云岩。紫红色与灰绿色相间互层。薄层—块状构造。白云石含量90%~95%,石英2%~10%,局部黄铁矿增高而成含铁质白云岩,常有微量石膏。斑晶为自形粉—细晶白云石,多具阴影及环带构造,占白云石含量20%~30%,属成岩白云石化产物。基质为泥—微晶白云石,占白云石含量的70%~80%。经有序度分析,δ=0.64~0.66,属准同生期潮坪潟湖体系形成的白云岩,成岩期改造弱。
8)晶粒白云岩:黄灰—灰白色,微—粗晶结构,薄层—块状构造。白云石87%~85%,方解石2%~5%,黄铁矿2%~3%,石英1%~3%,泥质1%~2%。白云石均为半自形—自形晶,大部分具阴影或环带构造,属埋藏白云石化产物。晶间孔较发育,面孔率一般5%~6%,部分具溶孔。特别是新基姑剖面石牛栏组白云岩厚约50m,晶洞发育,面孔率最高可达25%,地表常为淡水方解石充填或半充填,是较为有利的储集层段。
5.4.2 剖面沉积相特征
为了确切地反映西昌盆地地层发育及沉积相分布规律,我们以甘洛县新基姑剖面代表黑水河断裂与四开断裂之间地区沉积相特征。以布拖县日则村剖面、甘洛县前进乡剖面代表四开断裂以东地区昭觉和甘洛地区沉积相特征(表5.18,图5.4),现描述如下:
5.4.2.1 布拖日则村志留系剖面
沉积相自下而上为:
1)浅滩相:出现于志留系龙马溪组底部,为深灰—灰黑色泥灰岩与含有机质泥晶砂屑灰岩互层,见三叶虫、腕足类化石。
2)外陆棚相:出现于龙马溪组。上部为黄灰色含粉砂钙质泥岩、页岩夹泥质微晶灰岩及含薄层泥质含砂质微晶灰岩透镜体。中下部为黑色钙质页岩、含粉砂钙质页岩夹薄层微—粉晶灰岩透镜体。水平纹层发育,粉砂质含量呈现出韵律性变化。页岩中含丰富笔石。灰岩中常有少量三叶虫碎片、棘皮类、头足类、腕足类化石。
3)风暴层:出现于石牛栏组底部,厚24m,灰黑色泥晶生物碎屑灰岩与灰**薄层砂质泥灰岩互层。层厚50~80cm。生物碎屑灰岩层内主要为三叶虫及大量腕足类碎片,单体多皱珊瑚等。生物碎屑定向性明显,发育浪成沙纹层理,为近源风暴层。
4)内陆棚相:灰色、深灰色泥晶生物碎屑灰岩,生物碎屑泥晶灰岩、结晶灰岩、泥岩、钙质泥岩及晶粒白云岩等。广海生物群门类多,含量在15%~70%之间变化。内陆棚尚发育一些浅滩。主要为钙质石英砂岩、白云质石英砂岩构成的砂质浅滩,发育冲洗层理。
5)滨岸相:为白云质石英砂岩、石英砂岩、粉砂岩、含粉砂质白云质水云母泥岩、灰质白云岩不等厚互层,发育双向斜层理,不对称波痕。底部为亮晶鲕粒生物屑灰岩,鲕粒多为高能鲕,含腕足类、双壳类、棘皮类化石,近滨带见生物扰动构造。
6)潟湖相:出现于回星哨组,顶部为灰绿色水云母页岩,中上部为紫红色与灰绿色相间的泥晶—粉晶白云岩或微—细晶白云岩,下部为紫红色铁质水云母泥岩,偶见石膏。水平纹层发育,见塑性变形层理。
5.4.2.2 甘洛前进乡剖面
沉积相自下而上为:
1)外陆棚相:出现于龙马溪组,为一套黑色薄层状钙质粉砂质页岩、黑色钙质页岩夹含白云质微—粉晶灰岩。粉砂含量呈现韵律性变化。具水平纹层,产大量笔石。
2)内陆棚相:出现于石牛栏组,主要为灰—深灰色结晶灰岩夹含砂质粉晶灰岩、生物碎屑灰岩。有少量钙质泥岩、页岩及泥灰岩夹层,产珊瑚、腕足类、棘皮类及苔藓类化石。
3)近滨亚相:出现于韩家店组,主要为灰色粉砂质页岩、钙质页岩夹生物碎屑灰岩,下部为微晶灰岩、瘤状灰岩夹一层介壳灰岩,底部为角砾状灰岩,见腕足类、珊瑚化石。
表5.18 西昌盆地志留系沉积相特征简表
图5.4 西昌盆地晚志留世沉积相略图
5.4.2.3 甘洛县新基姑剖面
自下而上为:
1)内陆棚相:出现于石牛栏组,灰—深灰色含泥质粉砂岩、粉砂质页岩、水云母页岩与灰色中厚层微—粉晶灰岩不等厚互层。夹少量泥晶生物碎屑灰岩。产双壳类、腕足类、腹足类、三叶虫、海百合茎化石,见遗迹化石克鲁兹迹。
2)浅滩相:由灰色粉砂质微晶棘皮类灰岩构成主体,夹钙质页岩、钙质粉砂岩及含生物碎屑粉晶灰岩。产双壳类及腕足类碎片,棘皮类以海百合茎为主,海胆少量。具平行层理。
3)潮坪相:主要为一套灰色,晶洞发育的晶粒白云岩,夹含粉砂质页岩、白云质泥岩,中部白云岩中夹有硅质白云岩、薄层白云质硅质岩。潮间—潮上带见虫管,水平层理,含生物碎片及少量三叶虫、腕足类化石。潮下带见波状层理、平行层理。产腕足类、双壳类及棘皮类化石。
5.4.3 剖面储集岩特征
5.4.3.1 布拖日则村剖面
志留系储集岩发育不太理想。储集岩主要为滨岸—陆棚相的白云质细粒石英砂岩、钙质细粒石英砂岩及粒屑灰岩、晶粒白云岩。通过少量铸体分析及大量薄片资料统计,认为对储集岩起重要作用的是白云石化和溶蚀作用。孔隙类型主要有粒间溶孔、晶间溶孔、晶间孔及粒内溶孔,可具一定储集性。
碳酸盐质细粒石英砂岩属滩坝相,以粒间溶孔为主,在细粒石英之间,碳酸盐胶结物受后期溶蚀作用影响产生溶孔,平均孔隙度在1.2%~2.5%之间,不规则状,孔径0.2~0.5mm,属较差的储集岩。
粒屑灰岩以粒内溶孔为主,在生物碎屑、砂屑、鲕粒内,因后期溶蚀作用而产生粒内溶孔,孔隙度2%~3%,近圆形—不规则状,孔径0.5~15mm,具一定储集性。因粒屑灰岩大都为泥晶方解石充填,故粒间溶孔不发育,面孔率通常小于1%。
晶粒白云岩:以晶间孔为主,细—中晶白云石,具晶间孔,孔隙度3%~4%,孔径0.5~2mm,为较好的储集岩。
5.4.3.2 甘洛新基姑志留系剖面
储集岩主要为石牛栏组潮坪相的晶洞白云岩及粒屑灰岩。前者厚约65m,后者厚约20m,孔隙类型主要为晶洞、晶间孔、粒内溶孔、粒间溶孔。
晶洞白云岩:属潮坪相的碳酸盐岩后期改造形成的微—中晶白云岩,成岩早期淡水淋滤形成晶洞,晶洞在地表为粗晶方解石半充填,地表以下可能未充填。孔隙度一般5%~8%,最高可达25%,形态多样,大小0.3~33mm,此外白云石间还可见晶间孔,孔隙度3%~5%,为较好的储集岩。
粒屑灰岩:属滩相。在砂屑、棘皮类生屑等粒屑间发育粒间溶孔,孔隙度2%~3%,不规则状,大小0.5~1mm,粒间为泥晶方解石充填,为较差的储集岩。
5.4.3.3 甘洛田坝前进乡剖面
志留系储集岩主要为石牛栏组陆棚相沉积的粒屑灰岩、砂质灰岩,厚约270m,孔隙类型主要为粒间溶孔、粒内溶孔及晶间孔。控制孔隙发育的主要因素是溶蚀作用。
总而言之,西昌盆地志留系储集条件为昭觉一带以中下统生物灰岩及晶粒白云岩为优,甘洛地区以石牛栏组的晶洞白云岩最好。
5.4.4 沉积纵横向特征
西昌盆地地层、岩性及沉积相的发生、发展受南北向断层的控制。黑水河断裂以西为古陆区,缺失志留系沉积,黑水河断裂以东为沉积区。断层的影响以早志留世最为显著,以后逐渐减弱。志留系地层厚度总的呈现出南厚北薄的特点,可能与古地形及断裂活动有关。
黑水河断裂与四开断裂之间早志留世缺失龙马溪组沉积,明显受断裂影响,为一套潮坪相为主的沉积,发育晶洞白云岩夹少量粘土岩。地层由西往东变薄,最厚处在甘洛新基姑及越西敏子洛木一带,厚130m。四开断裂以东地区,早志留世沉积完整,龙马溪组为一套外陆棚相的黑色笔石页岩夹泥灰岩,石牛栏组则主要为内陆棚相的生物灰岩、晶粒白云岩。地层厚度由南往北变薄,最厚处布拖日则村一带厚400m,往北至甘洛田坪一带厚约30m。
中志留世主要为一套滨浅海相沉积,其中北部甘洛一带主要为一套滨岸碎屑岩与泥质岩沉积,往南至昭觉则为浅海陆棚相碳酸盐岩及泥质岩沉积。地层由南往北变薄,厚度20~280m。
晚志留世地壳抬升,仅在南部普格洛乌沟及布拖日则村一带分布有一套潟湖相沉积的泥粉晶白云岩及粘土岩,地层厚130m。
5.4.5 有利生储层段及区块分析
西昌盆地古生界有利生储组合有两个。一是奥陶系大箐组与志留系龙马溪组生储盖组合,二是志留系中下统与泥盆系有利生储盖组合。
四开断裂以东地区,中奥陶统大箐组为储集层。下志留统龙马溪组为生油气层及盖层。大箐组为浅灰、灰白色厚层—块状白云岩、灰质白云岩为主,中—粗晶结构,晶间孔及溶孔发育,是一个孔隙比较发育的储集层。龙马溪组主要由黑色笔石页岩夹泥灰岩组成,富含笔石化石,厚176m。据布拖日则村剖面两块生油样分析,其平均值为:有机碳0.58%,S0.05%,是一个较为理想的生油气层,因此,下古生界志留系与奥陶系互相搭配,构成了西昌盆地东部一个比较理想的生储盖组合。
黑水河断裂以东地区,泥盆系上统以中粗晶灰岩、白云岩为主,在甘洛前进乡至昭觉木佛山一带,厚70~140m,为该区一个储集层,志留系石牛栏组的晶洞白云岩及中粗晶灰岩在普格洛乌沟至甘洛新基姑一带厚50~70m,为该区另一储集层。石牛栏组的灰黑色生物灰岩具较好的生油气条件。而韩家店组、泥盆系坡脚组的泥质岩发育,是良好盖层。因此泥盆系与志留系互相搭配,构成了西昌盆地黑水河断裂以东地区古生界另一有利的生储盖组合。