渝東南地區(qū)龍馬溪組黑色頁(yè)巖分布規(guī)律

渝東南地區(qū)龍馬溪組黑色頁(yè)巖分布規(guī)律

0層序格架控制烴源巖空間分布目前，層次層析技術(shù)在油氣勘探領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。通過地震數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)和露頭數(shù)據(jù)，我們可以建立時(shí)間結(jié)構(gòu)和沉積時(shí)間序列的時(shí)間序列系統(tǒng)，并主導(dǎo)油氣分布規(guī)律。這是目前油氣勘探的重要手段。層序格架對(duì)烴源巖的發(fā)育特征和空間展布規(guī)律具有重要的控制作用,層序中密集段的分布決定了有效烴源巖的縱向?qū)游缓蜋M向展布頁(yè)巖氣藏是指主體位于暗色泥頁(yè)巖或高炭泥頁(yè)巖中,以吸附或游離狀態(tài)為主要存在方式的天然氣的聚集成藏。在頁(yè)巖氣藏中,天然氣也存在于夾層狀的粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、甚至砂巖地層中,為天然氣生成之后在源巖層內(nèi)就近聚集的結(jié)果,表現(xiàn)為典型的“原地”成藏模式1渝東南地區(qū)渝東南地區(qū)位于重慶地區(qū)的東南部和四川盆地的東部,南與黔北交接,東與湘西為鄰。該地區(qū)屬于上揚(yáng)子前陸盆地,位于川中隆起與黔中隆起之間,是上揚(yáng)子板塊的重要組成部分渝東南地區(qū)古生代主要沉積海相地層,其中下古生界出露最完整,在該地區(qū)分布面積超過了50%,上古生界發(fā)育不完整,部分地層出現(xiàn)缺失,中生界和第四系覆蓋于老地層之上。由于受加里東晚期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,在早志留世,渝東南地區(qū)受到南東方向的擠壓應(yīng)力,地層不斷抬升2層序地層格架和沉積特征根據(jù)地層縱向、橫向的展布情況,按北西—南東走向?qū)⒂鍠|南地區(qū)分為南、北2個(gè)區(qū)塊。筆者主要采用露頭層序地層的研究方法,將渝東南地區(qū)志留系劃分為8個(gè)三級(jí)層序:ssq1、ssq2、ssq3、ssq4、ssq5、ssq6、ssq7和ssq8。其中北區(qū)的ssq1、ssq2、ssq3和ssq4發(fā)育較全,ssq5、ssq6、ssq7和ssq8僅在部分區(qū)域發(fā)育(圖2);南區(qū)ssq1、ssq2、ssq3和ssq4發(fā)育良好,ssq5在大部分區(qū)域發(fā)育不全,ssq6、ssq7和ssq8僅在部分區(qū)域發(fā)育,且分布范圍相對(duì)北區(qū)較小(圖3)。ssq1:主要為龍馬溪組下部地層。該層序的層序底界面為海侵上超面,在大部分地區(qū)其與下伏地層五峰組呈假整合接觸(圖4a),在黔江地區(qū)其下伏地層為觀音橋組,為整合接觸,層序類型為Ⅰ型層序。層序界面之上的海侵期沉積主要為一套深水陸棚相黑色富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖沉積,生物化石豐富,可見大量筆石化石,是密集段沉積的結(jié)果,最大海泛面為黑色頁(yè)巖的上部,含有黃鐵礦結(jié)核,代表強(qiáng)還原環(huán)境(圖4b)。隨后海平面開始緩慢下降,進(jìn)入高位體系域。高位體系域主要為半深水陸棚沉積,砂質(zhì)含量的增多是其主要表現(xiàn)特征,表現(xiàn)為由灰黑色的頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖及粉砂巖構(gòu)成的向上變淺的層序序列。通過地層格架的對(duì)比,龍馬溪群下部地層從研究區(qū)北西到南東方向表現(xiàn)為黑色頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖向灰色頁(yè)巖、黃綠色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖及粉砂巖的相變,這可能表示物源方向在研究區(qū)的東部方向,而北區(qū)的黑色頁(yè)巖分布范圍要小于南區(qū),東部偏北方向應(yīng)該是其主要的物源方向,筆者推測(cè)物源可能來自于雪峰山隆起區(qū)和宜昌上升區(qū)。該層序內(nèi)泥頁(yè)巖分布最為廣泛,且大部分為富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖,這是因?yàn)樵摃r(shí)期海侵作用最為強(qiáng)烈,且構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定,使密集段廣泛發(fā)育。該層段富有機(jī)質(zhì)泥頁(yè)巖厚度為40~200m,橫向展布穩(wěn)定,有機(jī)碳含量普遍在2.5%以上。在研究區(qū)的北部,有機(jī)碳含量超過3.0%,最高可達(dá)6.1%,有機(jī)質(zhì)成熟度介于1.56%~3.68%之間,含氣量在1.0~3.0mssq2:主要為龍馬溪群上部地層,在沿河地區(qū)對(duì)應(yīng)新灘組的下部地層。層序界面為巖性沖刷面,可見低角度的交錯(cuò)層理(圖4c),整合接觸。海侵體系域由一套灰色或灰黑色的粉砂質(zhì)或泥質(zhì)粉砂巖組成,出現(xiàn)具有變形層理的濁積巖沉積(圖4d),代表相對(duì)水深的沉積環(huán)境。該層位從北西到南東方向,逐漸變?yōu)辄S綠色頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖及粉砂質(zhì)泥巖,說明該時(shí)期研究區(qū)依然保持著北西方向的水深、南東方向水淺的沉積特點(diǎn)。高位體系域?yàn)橄鄬?duì)海平面變淺的濱岸潮坪相沉積,主要為泥質(zhì)粉砂巖及砂泥互層沉積,在沿河地區(qū)和吉首地區(qū)夾雜泥質(zhì)灰?guī)r和生物碎屑灰?guī)r,東部大庸地區(qū)含有石英砂巖,總體表現(xiàn)為向上變淺的層序序列。該層序由于已經(jīng)進(jìn)入了整體向上逐漸變淺的階段,短期內(nèi)的小幅海侵已不具備形成富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖的條件,密集段沉積的泥頁(yè)巖砂質(zhì)含量明顯增加,且顏色逐漸變淺。其中石英等脆性礦物的含量最大可達(dá)78%,有機(jī)碳含量普遍分布在0.70%~1.76%之間。該層段已不能作為頁(yè)巖氣賦存的有利層段。ssq3:主要為龍馬溪群頂部地層,在沿河地區(qū)對(duì)應(yīng)為新灘組的上部地層。該層序的底界面為一巖性轉(zhuǎn)換面,從泥質(zhì)粉砂巖轉(zhuǎn)換為粉砂質(zhì)泥巖和頁(yè)巖,開始進(jìn)入了海侵期。海侵期主要為泥巖、泥質(zhì)灰?guī)r、頁(yè)巖和粉砂質(zhì)頁(yè)巖的潮坪相沉積,最大海泛面為黃綠色頁(yè)巖的頂部。隨后轉(zhuǎn)變?yōu)槭⑸皫r和粉砂巖,標(biāo)志著海平面開始下降。高位體系域是以石英砂巖和粉砂巖為主的砂質(zhì)陸棚相沉積,部分地區(qū)波痕發(fā)育,在南川地區(qū)和酉陽(yáng)地區(qū),夾有灰?guī)r,并且向南部灰?guī)r含量增加。該層序延續(xù)了整體上緩慢變淺的特征,同樣缺少有效的富有機(jī)質(zhì)頁(yè)巖,其沉積的泥質(zhì)巖類僅限于局部的靜水環(huán)境。ssq4:該層序沉積在南區(qū)大致相當(dāng)于石牛欄組或小河壩組,在北區(qū)對(duì)應(yīng)為羅惹坪群大部分地層,層序界面為巖性轉(zhuǎn)換面,在南區(qū)表現(xiàn)為從灰?guī)r或泥質(zhì)灰?guī)r向頁(yè)巖的轉(zhuǎn)換,在北區(qū)表現(xiàn)為粉砂巖、石英砂巖向頁(yè)巖和泥質(zhì)粉砂巖的轉(zhuǎn)換。界面之上的海侵體系域主要由淺水陸棚相的頁(yè)巖、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖組成,部分地區(qū)夾雜有石英砂巖。高位體系域主要為以泥質(zhì)粉砂巖、砂巖、石英砂巖和細(xì)砂巖組成的向上變淺、變粗的層序序列,為濱岸相沉積(圖5),在南部地區(qū)出現(xiàn)塊狀灰?guī)r,部分區(qū)域夾有生物碎屑灰?guī)r,應(yīng)為淺水環(huán)境下的礁灘沉積。由于構(gòu)造抬升的作用已經(jīng)逐漸顯現(xiàn),該時(shí)期相對(duì)海平面繼續(xù)下降,泥質(zhì)巖類的分布范圍也逐漸縮小。ssq5:主要為韓家店群或紗帽群的下部地層,在整個(gè)研究區(qū)的發(fā)育并不是很完整,大部分地區(qū)只發(fā)育海侵體系域,高位體系域普遍缺失,僅在永順、大庸、沿河和吉首等地區(qū)有所發(fā)育,這說明晚加里東運(yùn)動(dòng)的影響已經(jīng)開始顯現(xiàn),研究區(qū)在該時(shí)期已經(jīng)有部分地區(qū)開始被暴露剝蝕,形成沉積間斷。海侵體系域在北西方向主要以砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖和細(xì)砂巖為主,向南東方向則相變?yōu)橐缘?yè)巖為主,間夾灰?guī)r的地層,而高位體系域普遍缺失的區(qū)域也位于北西方向,以此可以推斷,此次暴露抬升主要集中在北西方向。高位體系域僅在南東方向有所發(fā)育,主要以砂巖、石英砂巖、砂質(zhì)泥巖和砂質(zhì)頁(yè)巖為主,其中北區(qū)的砂質(zhì)含量要多于南區(qū),驗(yàn)證了北西方向是主要的抬升暴露方向。ssq6、ssq7和ssq8:在研究區(qū)普遍不發(fā)育,僅在永順、大庸和吉首等地區(qū)部分區(qū)域發(fā)育,旋回性不明顯,沉積厚度大,縱向巖性變化較為單一,應(yīng)是一套以陸源碎屑為主,局限海灣環(huán)境下的淺水陸棚沉積,橫向上由南向北砂質(zhì)含量增加,說明北區(qū)依然處于相對(duì)構(gòu)造高位,抬升較南區(qū)明顯。3黑巖分布的控制因素3.1潮下—古地貌因素渝東南地區(qū)志留系發(fā)育不完整,奧陶紀(jì)晚期至志留紀(jì)初期,冰川融化導(dǎo)致全球性短暫海侵,海水由南向北侵進(jìn),開始多呈海灣狀,海水深而不暢,沉積滯流相黑色頁(yè)巖和硅質(zhì)巖,筆石大量聚集,隨著海盆擴(kuò)大,處于潮下—淺海陸棚環(huán)境,沉積了頁(yè)巖、粉砂巖、泥灰?guī)r等組合建造。研究區(qū)在奧陶紀(jì)晚期至志留紀(jì)早期位于川中隆起、黔中隆起、雪峰山隆起和宜昌抬升之間,為半閉塞海灣3.2海侵旋回與海平面上升旋回研究區(qū)的龍馬溪組黑色頁(yè)巖(即龍馬溪群下部地層)是在志留紀(jì)早期的一次短暫的大規(guī)模海侵期形成的,這次海侵階段與全球性志留紀(jì)初的海侵階段相對(duì)應(yīng),是全球海平面上升旋回的沉積響應(yīng)4研究區(qū)地質(zhì)背景及地質(zhì)特征(1)確立巖石地層系統(tǒng),建立精細(xì)的露頭層序地層格架,將研究區(qū)志留系層序地層分為8個(gè)三級(jí)層序,即ssq1、ssq2、ssq3、ssq4、ssq5、ssq6、ssq7和ssq8。從宏觀方面確立了研究區(qū)志留系在橫向、縱向的分布特點(diǎn),表現(xiàn)為由早期的半閉塞海灣環(huán)境向晚期局部地層抬升暴露的沉積特點(diǎn)。核心層位龍馬溪群下部地層(即龍馬溪組)黑色頁(yè)巖是在ssq1大規(guī)模海侵期形成的,是典型的密集段沉積;ssq2—ssq8雖然也有相應(yīng)的密集段沉積,但是由于受全球海平面緩慢下降及區(qū)域構(gòu)造抬升的影響,已不具備形成富有機(jī)質(zhì)泥質(zhì)巖類的條件。(2)