油气勘探实践表明,国内外许多海相层系油气田都与膏盐岩有着密不可分的关系。近几十年来,石油地质学家在膏盐岩对碳酸盐岩层系成烃、成储及成藏等方面进行了一系列研究,但有关膏盐岩成因的争论却一直持续至今,尤其是复杂构造-沉积背景下的膏盐岩-碳酸盐岩共生组合成因模式及其对盐下油气成藏影响等方面认识较为薄弱,制约了膏盐岩相关油气藏的勘探开发。四川盆地寒武系由于经历了多期次构造运动,具有复杂构造-沉积背景,随着深层-超深层盐下油气勘探的不断突破,发现了安岳龙王庙组特大型气田,然而具有良好油气显示的其他地区却未能取得较大突破。为了进一步弄清膏盐岩成因及其对油气成藏的影响,本次研究以四川盆地寒武系膏盐岩为研究对象,以碳酸盐岩沉积学和石油地质学等相关理论为指导,利用野外露头、钻井剖面、岩石薄片、区域地质调查、地化分析、储层物性等资料,对四川盆地寒武系膏盐岩的岩石类型及分布规律、沉积环境、岩相古地理、地球化学、储层特征等方面进行了综合分析,主要取得以下认识。(1)查明了膏盐岩岩石类型、特征及分布规律,揭示了膏盐岩分布变化趋势四川盆地寒武系膏盐岩以含膏白云岩类及石膏岩类为主,主要分为白云岩或泥(砂)岩夹膏盐岩、膏盐岩与白云岩韵律性互层、膏盐岩夹白云岩或页岩三种膏盐岩组合类型,总体上具有分布广、夹层多、单层厚度变化大、石膏岩多、石盐岩较少等特点。含膏盐岩层主要发育于下寒武统的龙王庙阶(清虚洞组、龙王庙组、石龙洞组)和中寒武统高台组、覃家庙组,分别在川东南-黔西北、渝东北-鄂西形成2个膏盐岩厚值区,含膏盐岩层位由川东南-黔西北龙王庙组(清虚洞组)向东北方向的渝东北-鄂西覃家庙组(高台组)呈现渐新的变化趋势。重庆-泸州、利川-彭水地区分别为下寒武统发育的两个膏盐岩厚度中心,平面上整体呈南西向展布过渡为北东向展布的“山字型”及近南北向“环带状”特征;中寒武统膏盐岩分布范围更广,厚度中心主要在万州-利川地区,呈近南北向“牛眼状”展布特征。下寒武统至中寒武统厚度中心具有由川东南-黔西北地区向渝东北-鄂西地区迁移的趋势。(2)分析了膏盐岩沉积期岩相古地理特征、古盐度及古温度,明确了四川盆地寒武系膏盐岩沉积环境四川盆地在龙王庙期至中寒武世古地理格局为主体为台、台上有湖、西部有陆、东缘有盆、北缘有盆。从早寒武世晚期开始,四川盆地发生了大规模海退,沉积环境变得相对封闭,在温暖的亚热带气候下蒸发作用强烈。古温度和古盐度恢复结果显示整体上具有同步性的先升高后降低的趋势(平均温度21.30℃,Z值124.29,Sr/Ba比平均值4.75),并在龙王庙期中晚期至中寒武世达到最高,是膏盐岩最为有利的发育阶段。在海平面较高时,碳酸盐岩台地中浅滩较为发育,以膏盐岩沉积为主的滩间潟湖就发育于浅滩之间的地貌洼地处,当海平面降低时,浅滩构连成壁,则可形成多个规模大小不一的滩间潟湖,而膏盐岩主要形成于这种封闭-半封闭的滩间多潟湖环境,其沉积作用主要受构造运动、古地貌和古气候等条件的控制,具有明显蒸发成因特征。(3)建立了具有蒸发成因的膏盐岩-碳酸盐岩共生组合“多潟湖”成因模式四川盆地寒武系发育多个规模大小不一潟湖,综合膏盐岩-碳酸盐岩共生组合差异性与水动力、水体封闭程度及水深等要素,建立了具有蒸发成因的静水潟湖、扰动潟湖及混积潮洼的“多潟湖”膏盐岩成因模式。静水潟湖为潮上带-潮间带上部水体相对较深且循环受限的凹陷处,表层海水蒸发形成高盐度海水与底部低盐度海水置换,加之其他环境高盐度卤水回流至此,形成膏盐岩夹白云岩或页岩组合;扰动潟湖及混积潮洼为潮上带相对低洼处、潮上带暴露区的浅水环境中,水体动荡,形成膏盐岩与白云岩呈韵律性互层、白云岩或泥(砂)岩夹膏盐岩组合,膏盐岩单层厚度一般较薄,常见暴露构造。寒武系膏盐岩主要形成于川东南-鄂西渝东地区的静水潟湖,其次为川东地区的扰动潟湖及川西南地区的混积潮洼。(4)阐明了膏盐岩对烃源岩及白云岩储层成岩各阶段孔隙演化的影响四川盆地寒武系膏盐岩的发育对下寒武统烃源岩的生烃具有催化作用,加速了有机质的热演化过程。(准)同生期,含膏白云岩类相较于不含膏盐岩的白云岩类溶蚀率高,岩溶膏模孔是与膏盐岩共生白云岩储层的主要储集空间;浅埋藏期,膏质成分可为后期石膏的溶蚀作用提供物质基础,对碳酸盐岩进行交代作用增大和改善储层孔隙;表生岩溶阶段的岩溶作用进一步改善了储层物性,中-深埋藏阶段TSR反应加强埋藏溶蚀作用。埋藏阶段的溶蚀孔洞具继承性,龙王庙组膏盐岩在同生-准同生阶段对白云岩储层孔隙的贡献最大。(5)提出了膏盐岩-碳酸盐岩共生组合控藏评价参数与标准选取膏盐岩厚度及其岩性组合特征、构造(断裂)活动强度、上覆地层保存状况、烃源岩发育特征、储集层特征、(质纯)泥质岩盖层发育状况等,作为膏盐岩-碳酸盐岩共生组合控藏综合评价参数,评价认为四处盆地内的川中南部、川东南西部、渝东西部3个区带为有利区带,川西南东部盆地边缘的乐山-绥江地区为较有利区带,其余4个区带均为不利区带。