1、广西百色盆地东部古近系那读组湖相灰岩第 6 卷第 2 期2004 年 5 月古地理JOURNALOFPALAEOGEOGrRAPHYVo1.6MayNO.22004文章编号:16711505(2004)02 016311 文献标识码:A广西百色盆地东部古近系那读组湖相灰岩彭军郑荣才 2 陈果1 西南石油学院油气藏地质及开发 3-程国家重点实验室,四川成都 6105002 成都理工大学油气藏地质及开发 3-程国家重点实验室,四川成都 610059摘要百色盆地东部田东坳陷那坤地区古近系那读组三段下部发育一套数米至数十米厚的湖相灰岩,岩石以浅灰色一灰色,含大量的螺蚌化石和具核形石结构为特征,间夹有薄
2、层的泥岩,钙质泥质粉砂岩.本文在实测地表剖面和详细观察岩心的基础上,仔细研究了此套灰岩的岩石学特征.依据丰富的原生沉积构造,古生物化石标志以及沉积地球化学,测井相特征将湖相灰岩的沉积相划分为滨湖,颗粒滩,浅湖三个亚相以及灰泥坪,沼泽,颗粒坪,滩缘,滩核,滩间水道,灰泥浅湖,泥质浅湖等八个微相,并详细地研究了各微相的沉积特征.结合该灰岩的区域分布和沉积相的平面展布格局指出沉积相主体属于浅湖的颗粒滩,并提出了相应的沉积相模式.关键词湖相灰岩颗粒滩沉积相那读组百色盆地广西第一作者简介彭军,男,1968 年生,2000 年获成都理工大学博士学位,现为西南石油学院教授.主要从事沉积学及层序地层学研究.E
3、.mail:cdutpjsohu.CornLacustrinelimestoneoftheNaduFormationofPaleogeneineasternBaiseBasin,GuangxiPengJunZhengRongcaiChenGuo1StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,SouthwestPetroleumInstitute,Cheng 矗“610500,Sichuan2StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,Chen
4、gduUniversityofTechnology,Chengdu610059,SichuanAbstractAsetoflacustrinelimestones,severaltotensofmetersthick,arethemaindepositsinthelowerpartofMember3oftheNaduFormationintheTiandongDepressionoftheBaiseBasin.Therocksrangefromlightgreytogreyincolor,withabundantgastropodashellfossilsandoncolites,andare
5、interbeddedwiththinmudstonesandcalcareousargillaceoussiltstones.Inthispaper,thepetrologiccharacteristicsofthelacustrinelimestonesarestudiedindetailonthebasisofcoreobservationandoutcrop.Accordingtoalargenumberoffeaturesoftheprimarysedimentarystructures,fossils,sedimentarygeochemistryandwellloggingfac
6、ies,thesedimentaryfaciesoflacustrinelimestonesaredividedintothreesubfacies,i.e.,coastallake,grainbankandshallowlake.Theneightmicrofaciesarerecognized,includingthecalcareousmudstonetidalflat,swamp,grainflat,bankedge,bankridge,interbankchannel,limemudshallowlakeandargillaceousshallowlake.andthesedimen
7、tarycharacteristicsofeachmicrofaciesarealsostudiedindetail.Itisconcludedthatthelacustrinelimestonewas收稿日期:2003 年 6 月 25 日改回日期:2003 年 8 月 25 日164 古地理mainlydepositedinthegrainbanklocatedintheshallowlakeandthesedimentaryfaciesmodelisproposedthroughmappingtheregionaldistributionoflacustrinelimestoneandt
8、helayoutpatternofsedimentaryfacies.Keywordslacustrinelimestone,grainbank,sedimentaryfacies,NaduFormation,BaiseBasin,GuangxiAboutthefirstauthorPengJun,bornin1968,gotPh.D.degreefromChengduUniversityofTechnologyin2000.NowheisaprofessorofSouthwestPetroleumInstituteandisengagedinsedimentologyandsequences
9、tratigraphy.Email:cdutpjsohu.corn湖相碳酸盐岩储层是一个新的油气勘探领域,在陆相含油气盆地中的重要性已日益受到石油地质工作者的高度重视(王英华等,1993).我国许多含油气盆地中都具有较好的湖相碳酸盐岩油气显示,部分已形成具有一定产能规模的工业油气藏(王振奇等,1994;闫存风等,1996;王成和范铁成,1998;刘传联,1998;程有义,2001;金振奎等,2002;贾进华,2002).前人在湖相碳酸盐岩领域的研究主要集中在其沉积成因(金振奎等,2002;贾进华,2002),油气储集条件(王振奇等,1994;王成和范铁成,1998),生油岩及有机质演化(妥进才
10、和黄杏珍,1996;妥进才等,1998;张成君等,2001;邵宏舜等,2002),古生物化石及其组合(闫存风等,1996;孙镇城等,2002)等方面,对于它的形成环境,储层性质,孑 L 隙发育机理目前还缺乏充分的,深入的研究.为了进一步认识湖相碳酸盐岩的沉积微相,储集性能,油气成藏的基本条件,本文以百色盆地田东坳陷那坤地区古近系那读组三段下部的一套数米至数十米厚的湖相灰岩作为研究对象.对于该套灰岩,前人研究较少,研究程度也比较低,仅陈元壮(1997) 对其沉积相,岩石学特征,储集空间类型作了初步研究.本次研究在详细实测田东饭盖岭剖面,田阳三今剖面的基础上,精细描述了坤 2,坤 3,坤 4,坤
11、5,新坤 2 等 5 口取心井的目的层段并详细鉴定了近 300 块岩石薄片,针对不同井段和不同岩石类型采样进行了扫描电镜,X 射线衍射和碳氧稳定同位素分析.再结合测井相特征,指出研究区碳酸盐岩沉积于灰泥坪,沼泽,颗粒坪,滩缘,滩核,滩间水道,灰泥浅湖,泥质浅湖等八个微相中,其中具储集性能的碳酸盐岩主要分布在颗粒滩相中,并根据其它沉积特征和时空展布规律提出了相应的沉积模式.1 地质背景百色盆地位于广西中西部右江断裂带南侧,为一个受北西向右江大断裂左旋走滑控制的,在印支期中三叠统褶皱基底上由走滑拉分作用形成的新生代内陆断陷湖盆.盆地呈北西西向展布,东起思林,西至百色,长约 109km,宽仅 79k
12、m,面积约 830km.盆地基底以薄互层的板纳组泥粉砂岩为主,局部为大套兰木组灰岩.盆内充填地层自下而上有古近系古新统六纽组,下始新统洞均组,中一上始新统那读组,渐新统百岗组和新近系下一中新统伏平组,上一中新统建都岭组,上新统长蛇岭组的砂岩,泥岩,砾岩夹煤层为主,仅洞均组和那读组下部,局部以湖相灰岩为主,总厚度大于 1600m.如以四塘和那百隆起为界,可将百色盆地划分为百色,田阳和田东 3 个次级凹陷,隆起和凹陷之间以北东向断裂分割,其中以田东凹陷发育范围最大,坳陷最深.含油层段除中部的上法和花茶两个古潜山为兰木组海相灰岩地层外,其余地区主要为古近系的砂岩.此外,在那读组下部的湖相灰岩中也普遍
13、见有油气显示,个别井经常规试油后具有一定的生产能力,如坤 2 井和坤 5 井,因而该湖相灰岩段亦系百色盆地古近系中不可忽视的储集岩类,具备一定的成烃成藏条件.据已有的地表和钻井资料,那读组湖相灰岩段主要分布于百色盆地东部地区,剖面中主要位于那读组三段的下部,层数不多,但岩性,岩相和厚度变化较为剧烈.目前已揭露的最大厚度为 47.5m(坤 4 井),一般为数米至十余米,最薄者仅为数十厘米.平面上,湖相灰陈元壮.1997.广西百色盆地东部地区湖泊碳酸盐岩特征研究.滇黔桂油气,10(2):2529第 6 卷第 2 期彭军等:广西色盆地东部古近系郄读组湖相灰岩岩的分布面积不大,大多数呈小面积的长垣状分
14、布于近盆缘的滨岸带和盆内浅湖中的水下隆起区,其中以位于田东凹陷与那百隆起两构造单元过渡带卜的那坤地区分布面积为最太(图 I).剖面 E 以具棱形石结构(底部具大量渗滤豆结构)和螺,蚌化石丰富,局部密集成层,颜色呈浅灰一灰色,或夹灰深灰色泥岩,钙质泥质粉砂岩,或相间互层为特征.属于那读早期超覆中三叠统板纳组盆地基底的沉积产物,与区域上大面积分布的那三段下部湖相沉积的砂混岩呈等时异相关系图 1 百色盆地东部地区田东坳陷那读组湖相灰岩段分布及沉积相概况示意图(据酥正刊.f1997)资料.略作修改)Fig.IThesedimentau,fadesanddimributionofthelacustrin
15、elimestoneoftheNaduFormationineasleFfl】BasinfMadiiedfrtmChertY 瑚 mhua 力日.1997)2 岩石学特征2.1 矿物成分根据野外剖面和岩心观察,镜下鉴定和扫描电镜,x 射线衍射及碳氧稳定同位素分析,那坤地区鄢读组湖相灰岩中含有少量的石英,高岭石,伊利石,偶见有黄铁矿及石盐等矿物其中陆源石英碎屑含量一般介于 1%2%之间,个别含最高这 9% 2O%,为砂质灰岩 :牯土矿物含量一般为 1% %.局部可高达 3O%40%, 为泥灰岩2.2 碳氧稳定同位素组成从表 l 中可看出.湖相灰岩的 dC(PDB)介于一 6.6771%8.447
16、之间.平均 7.932,具有典型的陆相淡水沉积环境的碳同位素组成特征,与中三叠统兰木组海相灰岩的 ac 值(2.25(PDB)明显不同,与下始新统洞均组湖相灰岩的d“C 值(一 6.571(PDB)对比也略有差别以a“C 值低于洞均灰岩为特征.湖相灰岩的 a0(PDB)介于 7.665一 9.634之间,平均一8.709N.,亦明显低于兰木组灰岩和洞均组灰岩的0 值,由碳氧稳定同位素组成特征,说明那读组湖相灰岩为腆型的陆相淡水环境沉积产物166 古地理 2004 年 5 月表中数据由中国石油西南油气田分公司勘探开发研究院地质实验室张中华分析.T21 为中三叠统兰木组;Ed 为下始新统洞均组E2
17、-3n 为中一上始新统那读组.2.3 结构特征由野外剖面和岩心观察以及镜下鉴定和扫描电镜分析可知,那坤地区那读组湖相灰岩以颗粒结构为主,其次为泥微晶结构.颗粒结构研究区湖相灰岩中发育的颗粒类型有藻团块,藻团粒,藻屑,内碎屑,核形石和生物碎屑等,其中以藻团块,核形石和生物碎屑最为发育.藻团块通常由 23 个或几个藻团粒组成,砂屑被灰泥或藻类粘结在一起形成葡萄状或外形不规则的团块状(图 21), 大小一般在 0.54mm 之间,最大可超过 10mm.核形石由非规则同心状的藻类泥晶纹层围绕一个核心组成(图 22),核心可以是砂屑,藻屑及藻团粒,也可以是生物碎屑,砂屑等,粒径一般为 210mm,大者可
18、达 2cm 左右.本区常见的生物碎屑主要有瓣鳃类,腹足类和介形类碎片(图 23),可呈杂乱堆积或定向排列.颗粒问的填隙物主要为泥微品基质,呈泥晶或微晶结构,由晶粒小于 0.03mm 的方解石组成,对颗粒起固结作用.泥品基质易重结晶,常形成假亮晶,少见亮晶方解石胶结物.泥微晶结构岩石中不含或含少量颗粒,主要由泥晶一微品方解石基质组成.一般属于低能环境.研究区那读组湖相灰岩中具泥微品结构的灰岩常含有少量的生物碎屑,砂屑,藻团块以及陆源的石英粉砂碎屑,完全由泥微品方解石基质组成的灰岩很少见.2.4 岩石类型根据上述湖相灰岩的矿物组分和结构类型,可以将研究区湖相灰岩划分为颗粒灰岩和泥微晶灰岩两大类.颗
19、粒灰岩类该类岩石具颗粒结构,根据岩石中的主要颗粒类型和基质组成,可细分为微品藻团块灰岩(图 21),微品核形石灰岩(图 22),微晶生物碎屑灰岩(图 23),微晶藻屑灰岩(图 24),微晶砂屑灰岩( 图 25)5 种主要岩类.以前三种岩类较为发育,其中微晶藻团块灰岩为研究区湖相灰岩中分布最广和最为发育的类型之一,颗粒主要为藻团块,含量超过 50%,最高可达 70%,大小介于 0.54mm 之间.藻团块外形不规则,边界不十分清楚,常连片发育,团块中可见被粘结的藻团粒,藻屑,砂屑及石英粉砂等组分,其中部分可见明显的藻丝体.其次还有少量的核形石,藻屑,砂屑以及藻团粒等,含量 5%25%.充填物主要为
20、微晶方解石,含量为 5%15%,局部受重结晶作用影响形成假亮晶,充填于颗粒之间,形成假亮品胶结的藻团块灰岩.颗粒灰岩中颗粒类型多样,由单一颗粒组成的灰岩并不发育,通常以一种颗粒为主,其他颗粒含量较少的复合颗粒组分组合为特征.颗粒之间的充填物以微品方解石为主,局部重结晶为假亮品,而亮品方解石胶结物一般不发育,并常含有外来的陆源石英粉砂和泥质组分,表明颗粒灰岩主要形成于能量相对较低的,并时常受陆源物质注入影响的沉积环境中.泥微晶灰岩类该类岩石具泥微品结构,主要由泥微晶方解石基质组成.但完全由泥微晶方解石基质组成的纯泥微品灰岩不很发育,岩石中大多含有数量不等的各类颗粒,陆源石英粉砂和泥质(图26),
21、其各自的含量小于 5%.根据主要的低含量颗粒类型或粉砂及泥质物,可细分出(含)生物碎屑泥微品灰岩,(含) 核形石泥微品灰岩,(含) 砂屑泥微品灰岩,(含) 藻屑泥微品灰岩,(含) 藻团块泥微品灰岩,含粉砂泥微品灰岩(图 26)和粉砂质泥微晶灰岩及泥灰岩等众多亚类型.帮茜!州 ;并一广色托地东部占近最肌膏组 l 柑蕊旧 2 古近乐郫谛蛆胡怕掘的执筒迅特的砒“2MT1t“口 11l1wT【hhfntnfixr【(“n 【lcIuLnT】|_f,11 I1NHiIhHlie3n11fP-?r111JfIlil 目 ;jm 目曼栅 l.“n1lLIIl,lI/d.iII【:mmJIIHi50JIl5(
22、“I.,mHL)237)12,c)1 ,IJ.,114llljH 平越m 埴“特配m,=JIjmn“m,1cJ4 口捧n女crrfrl 螗“ 仃“_叶 4lt5,q7)25f)m【Hrt 辅“mH#*蚪.H-IEJ;iIII 城 pfl*.;l1 协 iJl 【44J*坤 Jll1】JfmJmr.IJll 博.cIJ7f1,11m):F_w_I 聋 lm7-f.【衄 J 盹%_I一 0mmIrl,褂她】m 将Hnr tlm 目 c.主 n 檬 2f“世.JIH4H(,“Jcqq“lJuH 惭【mn女 H_r#nrTI.0 削 lm 非古地理3 沉积相划分3.1 相标志那读组灰岩段为湖相沉积产物
23、,其相标志较为丰富,包括岩石学特征,古生物组合,微量元素地球化学,原生沉积构造,测井相类型,以及剖面结构等标志,其中原生沉积构造最为直观和重要.原生沉积构造标志那坤地区已有的钻井中,常见的灰岩沉积构造计有如下几种主要类型:反映间歇暴露和大气水淋滤作用的古岩溶作用界面,钙结壳和干裂构造及原地溶蚀残积角砾岩层;反映有较强水流作用的冲刷面(图 27)和定向构造;反映快速堆积的正粒序层理,“漂砾“ 结构,不等粒结构;反映有较强往复水流改造作用的,分选较好的块状层理;频繁淤塞沼泽化成因的煤线和薄煤层.此外,在饭盖岭剖面那读组湖相灰岩段发育有大型双向交错层理(图 28),槽状交错层理,浪成交错层理和波状层理.
