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书名:四川盆地天然气动态成藏
定价:386.0
ISBN:9787030478610
作者:蔡希源等
版次:1
出版时间:2016-03
内容提要:
四川盆地天然气资源丰富本书采用“静”、“动”相结合的研究手段系统介绍了盆地构造沉积演化, 并对储层、 烃灶以及盖层的动态评价进行了探索性研究, 并结合勘探实践, 总结了天然气动态成藏过程与富集主控因素, 对四川盆地天然气勘探前景进行了展望。
目录:
目 录
序
前言
第 1 章 盆地结构与构造1
1.1 基底特征 2
1.1.1 基底结构特征 2
1.1.2 基底埋深 5
1.1.3 基底断裂分布 6
1.2 构造特征 10
1.2.1 构造区划 11
1.2.2 主要构造单元特征 11
1.3 构造演化 15
1.3.1 南华纪-早古生代盆地演化阶段21
1.3.2 晚古生代-中生代早期盆地演化阶段24
1.3.3 中-新生代盆地演化阶段 26
参考文献 32
第 2 章 层序地层及沉积充填35
2.1 层序地层特征 35
2.1.1 层序界面类型 35
2.1.2 层序划分标志 40
2.1.3 震旦系-白垩系层序划分41
2.2 沉积体系 44
2.2.1 碳酸盐岩沉积体系 44
2.2.2 海相碎屑岩沉积体系 47
2.2.3 陆相碎屑岩沉积体系 48
2.3 沉积充填特征52
2.3.1 TS1 构造-地层层序(Z) 沉积充填53
2.3.2 TS2 构造-地层层序( —S) 沉积充填57
2.3.3 TS3 构造-地层层序(D—T2) 沉积充填66
2.3.4 TS4 构造-地层层序(T3—K) 沉积充填84
2.4 生储盖组合 93
2.4.1 震旦系—下古生界93
2.4.2 上古生界—中下三叠统93
2.4.3 上三叠统—白垩系95
参考文献 95
第 3 章 储层发育模式96
3.1 礁滩储层发育模式 97
3.1.1 礁滩储层特征 98
3.1.2 成岩作用与孔隙演化 106
3.1.3 储层发育主控因素及成储模式 118
3.2 岩溶储层发育模式 128
3.2.1 岩溶储层特征 129
3.2.2 成岩作用与孔隙演化 140
3.2.3 储层发育控制因素及成储模式 143
3.3 碎屑岩储层发育模式 150
3.3.1 碎屑岩储层特征 150
3.3.2 成岩作用与孔隙演化 155
3.3.3 储层发育主控因素及成储模式 170
3.4 页岩气储层发育模式 175
3.4.1 页岩气储层特征 175
3.4.2 成岩作用与孔隙演化 188
3.4.3 储层发育的控制因素 194
参考文献 195
第 4 章 烃源岩与烃灶199
4.1 烃源岩分布特征 201
4.1.1 烃源岩纵向分布特征 201
4.1.2 烃源岩横向分布特征 207
4.1.3 烃源岩发育与分布主控因素 212
4.2 烃源岩地球化学特征 228
4.2.1 下组合烃源岩 228
4.2.2 上组合烃源岩 234
4.2.3 陆相层系烃源岩 240
4.3 海相层系烃灶及其演化 243
4.3.1 关键参数选取 243
4.3.2 主要地史时期烃灶的分布 249
4.3.3 主要油灶的分布与演化 275
参考文献 288
第 5 章 天然气保存条件291
5.1 主要盖层特征 291
5.1.1 下组合区域盖层 292
5.1.2 上组合区域盖层 300
5.1.3 陆相泥质岩盖层 307
5.2 主要盖层封盖性动态评价 309
5.2.1 盖层封盖性动态评价方法 310
5.2.2 下组合泥质岩盖层封盖性动态评价 313
5.2.3 上组合泥质岩盖层封盖性动态评价 321
5.2.4 陆相泥质岩盖层封盖性动态评价 324
5.3 流体特征与油气保存条件 327
5.3.1 地层水特征与油气保存条件 327
5.3.2 油气组成特征与油气保存条件 346
5.3.3 超压与油气保存条件 359
5.4 油气保存条件评价 368
5.4.1 构造作用与油气保存 368
5.4.2 油气保存条件综合评价 370
参考文献 372
第 6 章 天然气动态成藏及富集规律375
6.1 主要油气藏类型及分布 375
6.1.1 构造型气藏 376
6.1.2 岩性型气藏 377
6.1.3 地层型气藏 379
6.1.4 复合型气藏 380
6.1.5 页岩气藏 381
6.2 典型油气藏动态成藏剖析 381
6.2.1 元坝长兴组礁滩气藏 382
6.2.2 普光长兴组-飞仙关组礁滩气藏392
6.2.3 资阳、 威远震旦系气藏399
6.2.4 新场须二段气藏 411
6.2.5 元坝须三段气藏 418
6.2.6 涪陵页岩气藏 432
6.3天然气富集规律 444
6.3.1 烃源岩及烃灶控制了大中型气田的发育与分布 444
6.3.2 优质储层是大中型气田富集的关键因素 447
6.3.3 构造背景控制大中型气田聚集成藏 449
6.3.4 良好的输导体系有利于油气规模聚集成藏 451
6.3.5 持续的有效保存条件是大型气田富集的保障 452
6.4 重点勘探领域及评价 453
6.4.1 海相下组合勘探领域 453
6.4.2 海相上组合勘探领域 455
6.4.3 陆相碎屑岩勘探领域 457
6.4.4 页岩气勘探领域 461
参考文献 464
在线试读:
第 1 章 盆地结构与构造
四川盆地位于四川省东部, 介于北纬 28° ~ 32°40′, 东经 102°30′ ~ 110°之间, 面积约23 万 km2。 盆地整体呈菱形, 四周分别为龙门山、 米仓山、 大巴山、 大娄山和大凉山围限(图 1-1)。 四川盆地是我国重要的含 (油) 气盆地, 地质构造上处于中上扬子克拉通内,在显生宙表现为板块构造围限下的陆内变形与盆地发育过程, 北侧为秦岭洋盆, 西南侧为昌宁-孟连洋盆、 金沙江-墨江洋盆、 甘孜-理唐洋盆 (主要为古特提斯洋盆), 东南侧为江南-雪峰陆内裂陷带 (主要为早古生代裂陷), 西北侧为龙门山陆内裂陷带 (主要为晚古生代裂陷), 这些洋盆或裂陷带的开启和关闭使得四川盆地及邻区经历了原特提斯洋(Z—S)、 古特提斯洋 (D—T) 与新特提斯洋 (J—Q) 三个演化阶段, 在克拉通内部表现为伸展 (盆地) 与挤压交替的特点, 体现出盆地发展的旋回性 (何登发等, 2011)。 由于四川盆地在南方海相油气勘探中的**作用, 关于四川盆地构造、 沉积及其演化史的研究始终是油气地质研究领域的热点。 近十年来, 随着勘探的不断深入, 普光、 元坝、 安岳等一批大型-超大型天然气田的发现, 以及大量的地质、 地球物理、 钻井资料的积累, 形成了对四川盆地乃至整个扬子地区地质上的新认识。
图 1-1 四川盆地位置示意图
1.1基底特征
1.1.1基底结构特征
四川盆地基底具有结晶基底和褶皱基底双重结构特征。结晶基底是一套经受中、深程度变质且普遍混合岩化的地层,主体以康定群为代表,出露于康定-攀枝花、盐边、宝兴、汶川及旺仓-南江等地区。时代为新太古代—古元古代,下部为一套中基性火山岩建造,上部为中酸性火山碎屑岩及复理石建造。它是四川盆地及周缘目前已知*老的一套变质地层。褶皱基底是覆盖在康定群之上,不整合于震旦系之下的一套浅变质地层,晋宁运动造成其强烈褶皱,主要由恰斯群、盐边群、黄水河群、通木梁群、火地垭群、会理群、娥边群、登相营群、盐井群、板溪群等地层组成,按构造环境、沉积组合特征分为以盐边群为代表(包括恰斯群、盐边群、黄水河群、通木梁群、火地垭群)的优地槽型沉积和以会理群为代表(包括会理群、娥边群、登相营群、盐井群、板溪群)的冒地槽型沉积,前者主要由中、基性火山岩组成,后者由陆源碎屑岩、碳酸盐岩及少量火山岩组成。除板溪群为新元古代(1000~850Ma)外,其余各群均为中元古代(1700~1000Ma),零星出露在盆地周边的会理、盐边、冕宁、峨边、宝兴、汶川、青川、平武、南江、秀山和稻城附近。四川盆地基底结构变化主要体现在岩石物性分区上。
罗志立(1998)根据基底岩性对四川盆地的基底结构进行了划分。将龙门山断裂带以东、龙泉山-三台-巴中断裂带以西称为川西区。在航磁异常图上,除德阳磁力高外,其余均显示负磁异常。结合邻区盆缘出现地层,推测为中元古界的褶皱基底;龙泉山-三台-巴中断裂带以东、华蓥山断裂带以西称为川中区,主要为太古宇-古元古界的结晶基底;位于华蓥山断裂带以东、齐岳山断裂带以西地区称为川东区,为弱磁性或非磁性的复理石弱变质的板岩,因而认为本区基底岩石为板溪群,石柱磁力高,可能为伏于板溪群之下的梵净山群中具强磁性超基性岩侵入体的反映。
童崇光(1994)从现今四川盆地构造展布特点分析,以华蓥山、龙泉山背斜带为界,将四川盆地划分为三个不同的构造区:华蓥山以东为川东南高陡构造区,主要发育北东向平行排列的隔挡式褶皱束,背斜紧密,向斜宽缓,逆断层发育;龙泉山以西称川西拗陷低陡构造区,除北侧构造平缓,为一区域性大向斜外,仍以北东向线性构造为主,断裂发育;介于两者之间为川中隆起低缓构造区,以低幅度的褶皱构造为主体,方向散乱,断层构造少。对应的基底,川中地区由流纹英安岩和花岗岩组成,刚性较强,相对稳定;两侧的川东和川西地区,基底主要由元古宙板溪群以及峨边群的板岩、片岩、千枚岩组成,塑性较强。
茹锦文和黄瑞照根据航磁资料将四川盆地的基底构造划分为川西北川中川东南三块,分布大致呈北东东向。川中岩块由中基性岩浆杂岩体以及各种深变质片麻岩所组成,航磁显示为一种宽缓的正异常。而川西北、川东南主要为浅变质的沉积岩系,航磁上显示为平缓变化的负异常。
从图1-2可以看到,南充-平昌一带,磁异常呈现一宽缓稳定的北东向正异常,在其西南分布着一弯曲成弧形的峨眉-简阳-大足正异常带;在重庆以东方向分布着一东西向的石柱正异常。这些宽缓变化的正异常区组合在一起,其形状近似菱形,表明四川盆地内存在一个其内部岩相及构造均较复杂的菱形块体。正异常向西南一直延伸到峨眉山及大小相岭地区,在那里出露有中基性岩浆杂岩体及花岗岩。正异常经开县-三峡地区与黄陵背斜出露的变质岩系相连,那里分布的是中基性闪长岩及各种深变质片麻岩。张先等(1995)根据航磁正异常推测川中地区(三台-巴中断裂到华蓥山断裂之间)的基底,是由峨眉山、大小相岭及黄陵背斜出露的中基性岩浆杂岩体及各种深变质片麻岩组成。笔者把该区定为太古宙—古元古代中酸性杂岩。
图1-2磁力化极上延20km垂直2阶导数
对于川东区基底的地层及年代,宋鸿标和罗志立(1995)、罗志立(1998)以及江为为等(2001)等都划为新元古代的板溪群;而袁照令和李大明(1999)则认为是古元古界的崆岭群。根据剩余异常,该区密度和磁性均不大,笔者认为应该属于新元古代浅变质的板溪群。
川西地区剩余重力和磁力异常值均介于川中和川东之间,本书将其定为中元古界褶皱基底,与罗志立(1998)的认识一致。但该区以三台-茂县为界又可分为南北两个部分,花石峡-邵阳地震剖面的地壳结构显示川西前陆盆地南北段的差异不仅存在于地表附近,也存在于地壳深部,其性质有待进一步研究。
在四川盆地基底中,夹杂着一些零星的岩体,表现为局部磁正异常,其中以南充-平昌和石柱局部磁异常*高,该正异常与喷溢玄武岩引起的变化剧烈的局部高磁异常有明显差别,向南西方向延伸至简阳一线,向北西延伸到绵阳-德阳一带(钟锴等,2004)。根?3??据异常值的大小,推测南充-平昌异常为太古宙—古元古代基性火山岩,江油、天全、彭州,以及乐山-安岳几个局部异常为太古宙—古元古代中基性火山岩,而马边、资中、犍为一带的低磁异常推测为酸性花岗岩。
盆地北部米仓山地区,1∶20万地质填图时将出露基底岩层归为火地垭群,时代上属于中新元古代,属于褶皱基底。
在石棉、峨边以北及西昌、美姑以南主要为强磁性、高密度的深变质岩类所组成的结晶基底。其间则为大片弱磁性、高密度的浅变质岩类组成的褶皱基底(刘绍裕,1994)。
在盆地外围西南马边地区,磁异常正负相间,比较凌乱,地表出露多为中新元古界,因此,张先等(1995)将该区基底归为古元古界。但笔者认为应归于中元古界,异常高背景是由于埋深较小。
东北角大巴山地区,重力异常正负相间,磁异常平均值较其西南侧要高,应同其西南侧无磁性的新元古界基底有区别,归为中元古界基底。韩应均根据重力和磁力异常的变化特征,认为其岩性为变质程度较深的石英闪长岩、千枚岩类。
盆地东缘的利川、宣恩地区同其东南侧的鹤峰、龙山地区磁力异常特征相同,但前者重力为高值异常,而后者为重力负异常,袁照令和李大明(1999)认为,前者(重庆东部和鄂西)磁性基底为古元古界崆岭群,而后者(湘西和鄂西南地区)磁性基底为中元古界的冷家溪群。
重庆南部和贵州北部的磁力化极异常均为宽缓的负异常区,深部磁力剩余异常两者特征相似,但是两者重力异常特征不相同,川东南为重力负异常,而贵州北部为重力正异常,本书将该区磁性基底归为中元古界褶皱基底(图1-3)。
图1-3四川盆地及邻区基底岩石物性分区图
1.1.2基底埋深
重磁资料是研究盆地基底*经济有效的方法。重力和航磁异常的显著特征之一是具有体积效应,即布格重力异常和航磁异常反映的是不同深度、不同规模及不同形成时间异常的叠加效应。利用重力和航磁数据计算基底的深度,首先是要提取出与基底对应的异常。过去多采用异常延拓方法分离出所需要的剩余异常,传统的不同窗口滑动平均法、解析延拓等很难有效地进行场分离,基于傅里叶分析的方法只能获得函数的整体频谱,不能获得信号的局部特性。20世纪90年代以来,小波变换和多尺度分析方法因在去噪、提高分辨率、奇性检测和信号增强等方面做出的重要贡献,越来越多地用于地壳结构和断裂体系的研究中。
张先等(1995)对四川盆地及其西部边缘的磁性基底深度进行了计算;罗志立(1998)给出了盆地区域内磁性基底埋深情况。
在四川盆地范围内利用震旦系地震深度数据作为约束,对盆地四周利用地表前震旦系、震旦系、寒武系地层出露情况,结合地震大剖面和MT大剖面资料作为约束条件,对剩余异常进行反演计算,*终得到四川盆地及邻区基底埋深图(图1-4)。从图上可以看出,等值线总的形态同四川盆地的形态相似,沿盆地四周等值线密集分布,显示盆地内部与四周基底埋深差异较大。
图1-4四川盆地及邻区基底埋深图
盆地内部基底埋深从西北往东南为北东走向的隆拗相间的格局,**个深拗区为川西北区,该区靠近龙门山断裂带,基底埋深为10~15km,*深处在江油附近;中江-阆中一线到射洪-西充一线之间为基底相对隆起区,平均深度在9.5km左右;遂宁到渠县为一相对拗陷区,*大深度为10km左右;梁平-大竹一带为相对隆起区,平均深度在8km左右;石柱-南川一线为盆地东南端的深拗区,基底平均深度在10km左右,*大深度分别在石柱和南川附近,*大值达11km。此外,通江到宣汉-达县为一北西走向的基底拗陷区,宣汉-达县附近*大深度在11km左右;盆地东南宜宾附近也存在一北西走向的基底拗陷区,平均深度在8km左右。乐山-大足存在一个显著的北东东向到近东西向的基底隆起区,平均深度在5km左右,*浅位置在乐山-峨边一带,为4km左右。
龙门山往黑水、平武方向,基底深度由小变大,从3~4km增大到9km;川东北外缘基底为北西走向的隆拗相间格局,深度为3~4km,*大深度值在6km左右;川西南部及盆地外围的东南和西南均为相对隆起区,基底埋深相对盆地内部要小得多,平均值在2km左右。在地表下古生界甚至基底地层都已出露。
图1-5、图1-6分别反映了四川盆地北西-南东、南西-北东向的基底起伏。从图1-5可以看出,从盆地西北和东南外围向盆地内部,地表出露地层逐渐由老到新,基底深度由浅变深。而在盆地内部,根据基底起伏形态可以明显地分为川西、川中和川东三个部分,基底顶面由川中向川东南和川西北两侧倾斜,往盆地边缘方向深度加大。
图1-6四川盆地南西-北东向基底顶面埋深变化
与图1-6表现的趋势相似,从川西南和川东北盆地边缘向盆地内部,地表出露地层逐渐由老到新,基底深度由浅变深。在盆地内部,中间基底顶面埋深比两侧起伏小,向盆地边缘基底逐渐深拗,东北缘基底埋深明显大于西南缘。
总体上,四川盆地基底顶面具有周缘深(川南除外)、中间浅,从造山带前缘往盆地中央由深—浅的变化趋势和特点,反映了基底结构横向的差异。
1.1.3基底断裂分布
基底断裂一般具有形成时间早、活动时间长、规模较大的特点,对盆地构造、沉积演化和盖层构造具有显著的控制作用。
定价:386.0
ISBN:9787030478610
作者:蔡希源等
版次:1
出版时间:2016-03
内容提要:
四川盆地天然气资源丰富本书采用“静”、“动”相结合的研究手段系统介绍了盆地构造沉积演化, 并对储层、 烃灶以及盖层的动态评价进行了探索性研究, 并结合勘探实践, 总结了天然气动态成藏过程与富集主控因素, 对四川盆地天然气勘探前景进行了展望。
目录:
目 录
序
前言
第 1 章 盆地结构与构造1
1.1 基底特征 2
1.1.1 基底结构特征 2
1.1.2 基底埋深 5
1.1.3 基底断裂分布 6
1.2 构造特征 10
1.2.1 构造区划 11
1.2.2 主要构造单元特征 11
1.3 构造演化 15
1.3.1 南华纪-早古生代盆地演化阶段21
1.3.2 晚古生代-中生代早期盆地演化阶段24
1.3.3 中-新生代盆地演化阶段 26
参考文献 32
第 2 章 层序地层及沉积充填35
2.1 层序地层特征 35
2.1.1 层序界面类型 35
2.1.2 层序划分标志 40
2.1.3 震旦系-白垩系层序划分41
2.2 沉积体系 44
2.2.1 碳酸盐岩沉积体系 44
2.2.2 海相碎屑岩沉积体系 47
2.2.3 陆相碎屑岩沉积体系 48
2.3 沉积充填特征52
2.3.1 TS1 构造-地层层序(Z) 沉积充填53
2.3.2 TS2 构造-地层层序( —S) 沉积充填57
2.3.3 TS3 构造-地层层序(D—T2) 沉积充填66
2.3.4 TS4 构造-地层层序(T3—K) 沉积充填84
2.4 生储盖组合 93
2.4.1 震旦系—下古生界93
2.4.2 上古生界—中下三叠统93
2.4.3 上三叠统—白垩系95
参考文献 95
第 3 章 储层发育模式96
3.1 礁滩储层发育模式 97
3.1.1 礁滩储层特征 98
3.1.2 成岩作用与孔隙演化 106
3.1.3 储层发育主控因素及成储模式 118
3.2 岩溶储层发育模式 128
3.2.1 岩溶储层特征 129
3.2.2 成岩作用与孔隙演化 140
3.2.3 储层发育控制因素及成储模式 143
3.3 碎屑岩储层发育模式 150
3.3.1 碎屑岩储层特征 150
3.3.2 成岩作用与孔隙演化 155
3.3.3 储层发育主控因素及成储模式 170
3.4 页岩气储层发育模式 175
3.4.1 页岩气储层特征 175
3.4.2 成岩作用与孔隙演化 188
3.4.3 储层发育的控制因素 194
参考文献 195
第 4 章 烃源岩与烃灶199
4.1 烃源岩分布特征 201
4.1.1 烃源岩纵向分布特征 201
4.1.2 烃源岩横向分布特征 207
4.1.3 烃源岩发育与分布主控因素 212
4.2 烃源岩地球化学特征 228
4.2.1 下组合烃源岩 228
4.2.2 上组合烃源岩 234
4.2.3 陆相层系烃源岩 240
4.3 海相层系烃灶及其演化 243
4.3.1 关键参数选取 243
4.3.2 主要地史时期烃灶的分布 249
4.3.3 主要油灶的分布与演化 275
参考文献 288
第 5 章 天然气保存条件291
5.1 主要盖层特征 291
5.1.1 下组合区域盖层 292
5.1.2 上组合区域盖层 300
5.1.3 陆相泥质岩盖层 307
5.2 主要盖层封盖性动态评价 309
5.2.1 盖层封盖性动态评价方法 310
5.2.2 下组合泥质岩盖层封盖性动态评价 313
5.2.3 上组合泥质岩盖层封盖性动态评价 321
5.2.4 陆相泥质岩盖层封盖性动态评价 324
5.3 流体特征与油气保存条件 327
5.3.1 地层水特征与油气保存条件 327
5.3.2 油气组成特征与油气保存条件 346
5.3.3 超压与油气保存条件 359
5.4 油气保存条件评价 368
5.4.1 构造作用与油气保存 368
5.4.2 油气保存条件综合评价 370
参考文献 372
第 6 章 天然气动态成藏及富集规律375
6.1 主要油气藏类型及分布 375
6.1.1 构造型气藏 376
6.1.2 岩性型气藏 377
6.1.3 地层型气藏 379
6.1.4 复合型气藏 380
6.1.5 页岩气藏 381
6.2 典型油气藏动态成藏剖析 381
6.2.1 元坝长兴组礁滩气藏 382
6.2.2 普光长兴组-飞仙关组礁滩气藏392
6.2.3 资阳、 威远震旦系气藏399
6.2.4 新场须二段气藏 411
6.2.5 元坝须三段气藏 418
6.2.6 涪陵页岩气藏 432
6.3天然气富集规律 444
6.3.1 烃源岩及烃灶控制了大中型气田的发育与分布 444
6.3.2 优质储层是大中型气田富集的关键因素 447
6.3.3 构造背景控制大中型气田聚集成藏 449
6.3.4 良好的输导体系有利于油气规模聚集成藏 451
6.3.5 持续的有效保存条件是大型气田富集的保障 452
6.4 重点勘探领域及评价 453
6.4.1 海相下组合勘探领域 453
6.4.2 海相上组合勘探领域 455
6.4.3 陆相碎屑岩勘探领域 457
6.4.4 页岩气勘探领域 461
参考文献 464
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第 1 章 盆地结构与构造
四川盆地位于四川省东部, 介于北纬 28° ~ 32°40′, 东经 102°30′ ~ 110°之间, 面积约23 万 km2。 盆地整体呈菱形, 四周分别为龙门山、 米仓山、 大巴山、 大娄山和大凉山围限(图 1-1)。 四川盆地是我国重要的含 (油) 气盆地, 地质构造上处于中上扬子克拉通内,在显生宙表现为板块构造围限下的陆内变形与盆地发育过程, 北侧为秦岭洋盆, 西南侧为昌宁-孟连洋盆、 金沙江-墨江洋盆、 甘孜-理唐洋盆 (主要为古特提斯洋盆), 东南侧为江南-雪峰陆内裂陷带 (主要为早古生代裂陷), 西北侧为龙门山陆内裂陷带 (主要为晚古生代裂陷), 这些洋盆或裂陷带的开启和关闭使得四川盆地及邻区经历了原特提斯洋(Z—S)、 古特提斯洋 (D—T) 与新特提斯洋 (J—Q) 三个演化阶段, 在克拉通内部表现为伸展 (盆地) 与挤压交替的特点, 体现出盆地发展的旋回性 (何登发等, 2011)。 由于四川盆地在南方海相油气勘探中的**作用, 关于四川盆地构造、 沉积及其演化史的研究始终是油气地质研究领域的热点。 近十年来, 随着勘探的不断深入, 普光、 元坝、 安岳等一批大型-超大型天然气田的发现, 以及大量的地质、 地球物理、 钻井资料的积累, 形成了对四川盆地乃至整个扬子地区地质上的新认识。
图 1-1 四川盆地位置示意图
1.1基底特征
1.1.1基底结构特征
四川盆地基底具有结晶基底和褶皱基底双重结构特征。结晶基底是一套经受中、深程度变质且普遍混合岩化的地层,主体以康定群为代表,出露于康定-攀枝花、盐边、宝兴、汶川及旺仓-南江等地区。时代为新太古代—古元古代,下部为一套中基性火山岩建造,上部为中酸性火山碎屑岩及复理石建造。它是四川盆地及周缘目前已知*老的一套变质地层。褶皱基底是覆盖在康定群之上,不整合于震旦系之下的一套浅变质地层,晋宁运动造成其强烈褶皱,主要由恰斯群、盐边群、黄水河群、通木梁群、火地垭群、会理群、娥边群、登相营群、盐井群、板溪群等地层组成,按构造环境、沉积组合特征分为以盐边群为代表(包括恰斯群、盐边群、黄水河群、通木梁群、火地垭群)的优地槽型沉积和以会理群为代表(包括会理群、娥边群、登相营群、盐井群、板溪群)的冒地槽型沉积,前者主要由中、基性火山岩组成,后者由陆源碎屑岩、碳酸盐岩及少量火山岩组成。除板溪群为新元古代(1000~850Ma)外,其余各群均为中元古代(1700~1000Ma),零星出露在盆地周边的会理、盐边、冕宁、峨边、宝兴、汶川、青川、平武、南江、秀山和稻城附近。四川盆地基底结构变化主要体现在岩石物性分区上。
罗志立(1998)根据基底岩性对四川盆地的基底结构进行了划分。将龙门山断裂带以东、龙泉山-三台-巴中断裂带以西称为川西区。在航磁异常图上,除德阳磁力高外,其余均显示负磁异常。结合邻区盆缘出现地层,推测为中元古界的褶皱基底;龙泉山-三台-巴中断裂带以东、华蓥山断裂带以西称为川中区,主要为太古宇-古元古界的结晶基底;位于华蓥山断裂带以东、齐岳山断裂带以西地区称为川东区,为弱磁性或非磁性的复理石弱变质的板岩,因而认为本区基底岩石为板溪群,石柱磁力高,可能为伏于板溪群之下的梵净山群中具强磁性超基性岩侵入体的反映。
童崇光(1994)从现今四川盆地构造展布特点分析,以华蓥山、龙泉山背斜带为界,将四川盆地划分为三个不同的构造区:华蓥山以东为川东南高陡构造区,主要发育北东向平行排列的隔挡式褶皱束,背斜紧密,向斜宽缓,逆断层发育;龙泉山以西称川西拗陷低陡构造区,除北侧构造平缓,为一区域性大向斜外,仍以北东向线性构造为主,断裂发育;介于两者之间为川中隆起低缓构造区,以低幅度的褶皱构造为主体,方向散乱,断层构造少。对应的基底,川中地区由流纹英安岩和花岗岩组成,刚性较强,相对稳定;两侧的川东和川西地区,基底主要由元古宙板溪群以及峨边群的板岩、片岩、千枚岩组成,塑性较强。
茹锦文和黄瑞照根据航磁资料将四川盆地的基底构造划分为川西北川中川东南三块,分布大致呈北东东向。川中岩块由中基性岩浆杂岩体以及各种深变质片麻岩所组成,航磁显示为一种宽缓的正异常。而川西北、川东南主要为浅变质的沉积岩系,航磁上显示为平缓变化的负异常。
从图1-2可以看到,南充-平昌一带,磁异常呈现一宽缓稳定的北东向正异常,在其西南分布着一弯曲成弧形的峨眉-简阳-大足正异常带;在重庆以东方向分布着一东西向的石柱正异常。这些宽缓变化的正异常区组合在一起,其形状近似菱形,表明四川盆地内存在一个其内部岩相及构造均较复杂的菱形块体。正异常向西南一直延伸到峨眉山及大小相岭地区,在那里出露有中基性岩浆杂岩体及花岗岩。正异常经开县-三峡地区与黄陵背斜出露的变质岩系相连,那里分布的是中基性闪长岩及各种深变质片麻岩。张先等(1995)根据航磁正异常推测川中地区(三台-巴中断裂到华蓥山断裂之间)的基底,是由峨眉山、大小相岭及黄陵背斜出露的中基性岩浆杂岩体及各种深变质片麻岩组成。笔者把该区定为太古宙—古元古代中酸性杂岩。
图1-2磁力化极上延20km垂直2阶导数
对于川东区基底的地层及年代,宋鸿标和罗志立(1995)、罗志立(1998)以及江为为等(2001)等都划为新元古代的板溪群;而袁照令和李大明(1999)则认为是古元古界的崆岭群。根据剩余异常,该区密度和磁性均不大,笔者认为应该属于新元古代浅变质的板溪群。
川西地区剩余重力和磁力异常值均介于川中和川东之间,本书将其定为中元古界褶皱基底,与罗志立(1998)的认识一致。但该区以三台-茂县为界又可分为南北两个部分,花石峡-邵阳地震剖面的地壳结构显示川西前陆盆地南北段的差异不仅存在于地表附近,也存在于地壳深部,其性质有待进一步研究。
在四川盆地基底中,夹杂着一些零星的岩体,表现为局部磁正异常,其中以南充-平昌和石柱局部磁异常*高,该正异常与喷溢玄武岩引起的变化剧烈的局部高磁异常有明显差别,向南西方向延伸至简阳一线,向北西延伸到绵阳-德阳一带(钟锴等,2004)。根?3??据异常值的大小,推测南充-平昌异常为太古宙—古元古代基性火山岩,江油、天全、彭州,以及乐山-安岳几个局部异常为太古宙—古元古代中基性火山岩,而马边、资中、犍为一带的低磁异常推测为酸性花岗岩。
盆地北部米仓山地区,1∶20万地质填图时将出露基底岩层归为火地垭群,时代上属于中新元古代,属于褶皱基底。
在石棉、峨边以北及西昌、美姑以南主要为强磁性、高密度的深变质岩类所组成的结晶基底。其间则为大片弱磁性、高密度的浅变质岩类组成的褶皱基底(刘绍裕,1994)。
在盆地外围西南马边地区,磁异常正负相间,比较凌乱,地表出露多为中新元古界,因此,张先等(1995)将该区基底归为古元古界。但笔者认为应归于中元古界,异常高背景是由于埋深较小。
东北角大巴山地区,重力异常正负相间,磁异常平均值较其西南侧要高,应同其西南侧无磁性的新元古界基底有区别,归为中元古界基底。韩应均根据重力和磁力异常的变化特征,认为其岩性为变质程度较深的石英闪长岩、千枚岩类。
盆地东缘的利川、宣恩地区同其东南侧的鹤峰、龙山地区磁力异常特征相同,但前者重力为高值异常,而后者为重力负异常,袁照令和李大明(1999)认为,前者(重庆东部和鄂西)磁性基底为古元古界崆岭群,而后者(湘西和鄂西南地区)磁性基底为中元古界的冷家溪群。
重庆南部和贵州北部的磁力化极异常均为宽缓的负异常区,深部磁力剩余异常两者特征相似,但是两者重力异常特征不相同,川东南为重力负异常,而贵州北部为重力正异常,本书将该区磁性基底归为中元古界褶皱基底(图1-3)。
图1-3四川盆地及邻区基底岩石物性分区图
1.1.2基底埋深
重磁资料是研究盆地基底*经济有效的方法。重力和航磁异常的显著特征之一是具有体积效应,即布格重力异常和航磁异常反映的是不同深度、不同规模及不同形成时间异常的叠加效应。利用重力和航磁数据计算基底的深度,首先是要提取出与基底对应的异常。过去多采用异常延拓方法分离出所需要的剩余异常,传统的不同窗口滑动平均法、解析延拓等很难有效地进行场分离,基于傅里叶分析的方法只能获得函数的整体频谱,不能获得信号的局部特性。20世纪90年代以来,小波变换和多尺度分析方法因在去噪、提高分辨率、奇性检测和信号增强等方面做出的重要贡献,越来越多地用于地壳结构和断裂体系的研究中。
张先等(1995)对四川盆地及其西部边缘的磁性基底深度进行了计算;罗志立(1998)给出了盆地区域内磁性基底埋深情况。
在四川盆地范围内利用震旦系地震深度数据作为约束,对盆地四周利用地表前震旦系、震旦系、寒武系地层出露情况,结合地震大剖面和MT大剖面资料作为约束条件,对剩余异常进行反演计算,*终得到四川盆地及邻区基底埋深图(图1-4)。从图上可以看出,等值线总的形态同四川盆地的形态相似,沿盆地四周等值线密集分布,显示盆地内部与四周基底埋深差异较大。
图1-4四川盆地及邻区基底埋深图
盆地内部基底埋深从西北往东南为北东走向的隆拗相间的格局,**个深拗区为川西北区,该区靠近龙门山断裂带,基底埋深为10~15km,*深处在江油附近;中江-阆中一线到射洪-西充一线之间为基底相对隆起区,平均深度在9.5km左右;遂宁到渠县为一相对拗陷区,*大深度为10km左右;梁平-大竹一带为相对隆起区,平均深度在8km左右;石柱-南川一线为盆地东南端的深拗区,基底平均深度在10km左右,*大深度分别在石柱和南川附近,*大值达11km。此外,通江到宣汉-达县为一北西走向的基底拗陷区,宣汉-达县附近*大深度在11km左右;盆地东南宜宾附近也存在一北西走向的基底拗陷区,平均深度在8km左右。乐山-大足存在一个显著的北东东向到近东西向的基底隆起区,平均深度在5km左右,*浅位置在乐山-峨边一带,为4km左右。
龙门山往黑水、平武方向,基底深度由小变大,从3~4km增大到9km;川东北外缘基底为北西走向的隆拗相间格局,深度为3~4km,*大深度值在6km左右;川西南部及盆地外围的东南和西南均为相对隆起区,基底埋深相对盆地内部要小得多,平均值在2km左右。在地表下古生界甚至基底地层都已出露。
图1-5、图1-6分别反映了四川盆地北西-南东、南西-北东向的基底起伏。从图1-5可以看出,从盆地西北和东南外围向盆地内部,地表出露地层逐渐由老到新,基底深度由浅变深。而在盆地内部,根据基底起伏形态可以明显地分为川西、川中和川东三个部分,基底顶面由川中向川东南和川西北两侧倾斜,往盆地边缘方向深度加大。
图1-6四川盆地南西-北东向基底顶面埋深变化
与图1-6表现的趋势相似,从川西南和川东北盆地边缘向盆地内部,地表出露地层逐渐由老到新,基底深度由浅变深。在盆地内部,中间基底顶面埋深比两侧起伏小,向盆地边缘基底逐渐深拗,东北缘基底埋深明显大于西南缘。
总体上,四川盆地基底顶面具有周缘深(川南除外)、中间浅,从造山带前缘往盆地中央由深—浅的变化趋势和特点,反映了基底结构横向的差异。
1.1.3基底断裂分布
基底断裂一般具有形成时间早、活动时间长、规模较大的特点,对盆地构造、沉积演化和盖层构造具有显著的控制作用。