西昌盆地志留系沉积环境与有利储层段分析

发布网友 发布时间：2022-04-23 18:18

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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。