下扬子区海相中-上古生界层序地层和沉积环境演化研究

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作者张振
来源吉林大学
出版年2014
摘要
下扬子区位于长江下游,是被郯庐断裂和江绍断裂所限制的大型海相沉积盆地。由于海相中、古生界经历了多期构造运动叠加改造,地质条件复杂,导致勘探程度较低,致使本区尚未取得重大的油气突破。近年来,大量的石油地质工作者在下扬子区的沉积、构造及成藏等方面取得了许多具有重要意义的认识,并且开展了钻井地质研究,期望获得油气突破。本文在已有地质资料和典型野外剖面及所取样品研究的基础上,以层序地层学、沉积学、岩石学和石油地质学等相关理论为指导,结合室内岩石薄片观察、粒度分析、数据统计等分析方法,对下扬子区的层序地层和沉积环境进行了系统研究,并对其生储盖组合特征进行了探讨。本论文的主要内容具体包括以下四个方面:一、层序地层的划分与层序类型以Vail的层序地层学理论为指导,参考下扬子区的构造演化史及前人研究成果,在典型野外剖面岩性及岩性组合的基础上,对比其它地区的相同组段的层序地层特征,建立了下扬子区层序地层格架。将本区划分为4个Ⅱ级层序、18个Ⅲ级层序。以层序的主体岩性-岩相为依据,研究区可划分出深水型和浅水型两种层序类型;再以层序界面发育的相对位置进一步确定为Ⅰ型层序或Ⅱ型层序。二、沉积相研究以研究区13个野外剖面和收集到的多口钻井资料为基本资料,在野外观察描述及室内鉴定的基础上,结合沉积、构造、含有物、颜色及岩性组合等特征,识别出下扬子区发育的各类沉积微相。下扬子区中-上古生界主要发育碳酸盐岩和碎屑岩两种沉积类型。碳酸盐岩沉积环境划分出碳酸盐台地相、广海陆棚相和盆地相。碳酸盐台地相发育开阔台地、局限台地/泻湖、蒸发台地、潮坪、台槽、台地边缘浅滩、生物礁和台缘斜坡等9种亚相,各类亚相又可进一步划分出静水灰泥、静水泥、灰云坪、溶解沉积、碎屑流、鲕粒滩和碎屑滩等18种微相。广海陆棚相发育较浅水陆棚和深水陆棚2种亚相,各类亚相又可进一步划分出静水灰泥、静水泥、浊流和碎屑流等4种微相。盆地相发育深海平原和深海扇2种亚相,及硅质沉积、粘土沉积、静水灰泥和浊流沉积等4种微相。碎屑岩沉积环境划分出三角洲相、滨海相、浅海陆棚相和半深海-深海相。三角洲相包括三角洲平原和三角洲前缘2种亚相,以及河道、河道间、决口扇、间湾、河口坝、朵叶间和远砂坝等10种微相。滨海相划分出潮坪和海滩2种亚相,及潮道、泥坪、砂坪、砂泥坪、砂滩、泥滩和水道等7种微相。浅海陆棚相发育内陆棚、外陆棚2种亚相,以及砂质沉积、静水泥和浊流等3种微相。半深海-深海相主要发育深海平原亚相,包括远洋泥、远洋灰泥、硅质软泥和浊流等4种微相。三、沉积环境演化通过岩性-岩相和沉积相的分析研究,恢复下扬子区中-上古生界各时期的古地理面貌。晚泥盆世五通组发育河流-沼泽、冲积扇、河流、湖泊和三角洲5种沉积体系;早石炭世金陵组发育局限台地、开阔台地、浅陆棚、浅海、三角洲和河流-沼泽6种沉积体系;早石炭世高骊山组-和州组发育泻湖、砂坝、局限台地、浅海和河流-三角洲5种沉积体系;晚石炭世老虎洞组-黄龙组发育局限台地和开阔台地2种沉积体系;晚石炭世船山组发育开阔台地和局限台地2种沉积体系;中二叠世栖霞组发育局限台地、开阔台地、台槽和深水陆棚-盆地4种沉积体系;中二叠世孤峰组发育开阔台地、深陆棚-盆地和盆地3种沉积体系;晚二叠世堰桥组-龙潭组发育浅海、三角洲、深陆棚和开阔台地4种沉积体系;晚二叠世大隆组-长兴组发育开阔台地、盆地、台槽和台礁4种沉积体系;早三叠世青龙组-湖山段发育局限台地、台地边缘斜坡和深水陆棚-盆地3种沉积体系;早三叠世青龙组-沧波门段发育深陆棚、开阔台地和局限台地3种沉积体系;中三叠世周冲村组发育开阔台地和蒸发台地2种沉积体系。下扬子区中-上古生界各个时期的沉积体系既有继承性,又有差异性,反映了在构造运动和海平面周期变化的影响下沉积环境的变化。四、生储盖组合特征据多口钻井资料和野外实测剖面研究分析表明,研究区中-上古生界发育句容地区和海安地区两个烃源岩厚度中心。下扬子区中-上古生界发育栖霞组、孤峰组、龙潭组、大隆组和青龙组五套生油气层,以泥岩和灰岩为主;黄龙组、船山组、栖霞组和青龙组是以灰岩为主的碳酸盐岩储层,五通组和龙潭组是以砂岩为主的碎屑岩储层;龙潭组、青龙组和浦口组作为区域性盖层,岩性以泥岩和岩盐为主。综合分析,对研究区划分出三套生储盖组合:下志留统高家边组泥岩-上二叠统龙潭组页岩古生新储组合、二叠系砂泥岩互层古生古储组合、下三叠统青龙组灰岩及泥岩古生古储组合。

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