石油勘探与开发 >

2024 , Vol. 51 >Issue 6: 1291 - 1303

DOI: https://doi.org/10.11698/PED.20240202

油气勘探

川西地区中三叠统雷口坡组四段古海湾特征及其油气地质意义

  • 宋金民 , 1 ,
  • 刘树根 , 1, 2 ,
  • 李智武 1 ,
  • 夏舜 1 ,
  • 冯宇翔 1, 3 ,
  • 杨迪 1 ,
  • 叶玥豪 1 ,
  • 邵兴鹏 1 ,
  • 王斌 1 ,
  • 王佳蕊 1 ,
  • 金鑫 1 ,
  • 任杉 1 ,
  • 杨绍海 1 ,
  • 罗平 1, 4
展开
  • 1 成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室，成都 610059
  • 2 西华大学，成都 610039
  • 3 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田公司，新疆库尔勒 841000
  • 4 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，北京 100083
刘树根（1964-），男，四川成都人，博士，西华大学教授，博士生导师，主要从事含油气盆地动力学、油气成藏动力学方面的教学与科研工作。地址：四川省成都市郫都区红光镇红光大道9999号，邮政编码：610039。E-mail：

宋金民（1983-），男，山东临沂人，博士，成都理工大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室副教授，主要从事碳酸盐岩储层方面的研究及教学工作。地址：四川省成都市成华区二仙桥东三路1号，成都理工大学，邮政编码：610059。E-mail：

Copy editor: 谷江锐

收稿日期: 2024-03-29

  修回日期: 2024-10-10

  网络出版日期: 2024-12-10

基金资助

国家自然科学基金面上项目(41872150)

国家自然科学基金重点项目(42230310)

国家自然科学基金企业创新发展联合基金(U19B6003)

收起

Characteristics and hydrocarbon geological significances of paleo-bay in the fourth member of Middle Triassic Leikoupo Formation, western Sichuan Basin, SW China

  • SONG Jinmin , 1 ,
  • LIU Shugen , 1, 2 ,
  • LI Zhiwu 1 ,
  • XIA Shun 1 ,
  • FENG Yuxiang 1, 3 ,
  • YANG Di 1 ,
  • YE Yuehao 1 ,
  • SHAO Xingpeng 1 ,
  • WANG Bin 1 ,
  • WANG Jiarui 1 ,
  • JIN Xin 1 ,
  • REN Shan 1 ,
  • YANG Shaohai 1 ,
  • LUO Ping 1, 4
Expand
  • 1 State Key Laboratory of Oil & Gas Reservoir Geology and Exploitation, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059, China
  • 2 Xihua University, Chengdu 610039, China
  • 3 PetroChina Tarim Oilfield Company, Korla 841000, China
  • 4 PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration and Development, Beijing 100083, China

Received date: 2024-03-29

  Revised date: 2024-10-10

  Online published: 2024-12-10

Fold

摘要

基于四川盆地西部（简称川西）地区11条重点露头剖面与盆地内部400余口钻井资料，通过沉积学、岩石学和测井分析等手段，结合微生物岩、膏盐岩、风暴岩等特殊岩相标志，明确川西地区中三叠统雷口坡组四段（简称雷四段）的沉积相类型，刻画川西地区雷四段海湾相的展布特征及演化，并探讨其油气地质意义。研究表明：①川西地区雷四段沉积期为“海—湾—坪”沉积模式，自东向西依次为蒸发潮坪相、局限潮坪相和海湾相3个相带，其中海湾相发育海湾边缘、潮下海湾和海湾斜坡亚相；②海湾边缘主要发育微生物礁和颗粒滩微相，潮下海湾发育微生物坪、深水海绵礁和静水泥微相，海湾斜坡则主要为上斜坡的风暴和垮塌沉积；③雷四段1亚段沉积期由于海平面下降，海湾边界位于广元—梓潼—都江堰一带；雷四段2亚段沉积期，海湾边界退至上寺—江油—都江堰一带以西；雷四段3亚段沉积期，发生小规模海侵，海湾边界扩展至盆地中北部的上寺—梓潼—阆中—武胜—盐亭—成都一带；④川西地区雷四段沉积期古海湾呈现出一隆两凹的古构造地貌格局，形成源储平面间互、纵向叠置的配置关系，海湾边缘发育微生物礁和颗粒滩储层，海湾两侧凹陷内发育优质烃源岩，由此构建了旁生侧储与自生自储两种高效的源储配置模式，这些新认识有望开启雷口坡组油气勘探的新局面。

关键词： 四川盆地; 川西地区; 中三叠统雷口坡组; “海—湾—坪”沉积格局; 古海湾; 油气地质意义

本文引用格式

宋金民 , 刘树根 , 李智武 , 夏舜 , 冯宇翔 , 杨迪 , 叶玥豪 , 邵兴鹏 , 王斌 , 王佳蕊 , 金鑫 , 任杉 , 杨绍海 , 罗平 . 川西地区中三叠统雷口坡组四段古海湾特征及其油气地质意义[J]. 石油勘探与开发, 2024 , 51(6) : 1291 -1303 . DOI: 10.11698/PED.20240202

Abstract

The depositional facies types of the fourth member of the Middle Triassic Leokoupo Formation (Lei-4 Member) in western Sichuan Basin are examined through the methods of sedimentology, lithology and analysis of well-logging data, as well as the special lithofacies indicators such as microbialite, gypsum-salt rock and tempestites, using the data of about 400 wells and 11 outcrop sections. The distribution and evolution and its hydrocarbon geological significances of the bay facies have been discussed. The Lei-4 Member in western Sichuan Basin has an ocean-bay-flat depositional model, with the presence of evaporated tidal flat, restricted tidal flat and paleo-bay facies from east to west. The subfacies such as bay margin, subtidal bay and bay slope are recognized within the paleo-bay, with microbial reef and grain bank microfacies in the bay margin, microbial flat, deep-water spongy reef and hydrostatic mudstone microfacies in the subtidal bay, and tempestites and collapsed deposits in the upper bay slope. The bay boundary covered the Guangyuan-Zitong-Dujiangyan area in the period of the first submember of the Lei-4 Member (Lei-4-1) with falling sea level, regressed westward into the Shangsi-Jiangyou-Dujiangyan area in the period of Lei-4-2, and expanded to the Shangsi-Zitong-Langzhong- Wusheng-Yanting-Chengdu area in the northern part of central Sichuan Basin in the period of Lei-4-3 along with a small-scale transgression. The topographic pattern of “one high and two lows” is confirmed in the Lei-4 Member, corresponding to a configuration of source rocks and reservoir rocks alternated horizontally and superimposed vertically. Two efficient source-reservoir configuration models, i.e. side source & side reservoir, and self-generating & self-storing, are available with the microbial reef and grain bank reservoirs at the bay margin and the high-quality source rocks within the sags on both sides of the bay. The research findings will inevitably open up a new situation for the hydrocarbon exploration in the Leikoupo Formation.

Key words： Sichuan Basin; western Sichuan Basin; Middle Triassic Leikoupo Formation; ocean-bay-flat depositional model; paleo-bay; hydrocarbon geological significance

0 引言

中三叠统雷口坡组是四川盆地埋藏最浅的碳酸盐岩勘探层位。经过50多年的勘探，目前已发现磨溪、卧龙河、龙岗、元坝、中坝、彭州等气田，其中磨溪气田、卧龙河气田产层为雷口坡组一段1亚段，中坝气田产层为雷口坡组三段3亚段；龙岗气田、元坝气田和彭州气田的主力产层均为雷口坡组四段（简称雷四段）3亚段，储层类型有颗粒滩白云岩储层、微生物岩储层和岩溶储层，目前储量规模达3 000×108 m3[1⇓⇓-4]。
四川盆地西部（简称川西）地区雷口坡组四段的沉积模式多为潮坪—陆表海台地或者镶边碳酸盐台地模式，有利储集相带主要为潮间云坪、藻屑滩和微生物岩[4]。研究发现，川西地区雷四段碳酸盐台地内发育蒸发岩[2-3]、风暴岩[5-6]、和微生物岩[7⇓-9]共生的体系，目前多认为其发育在镶边台地或者陆表海台地内相带宽缓渐变的沉积格架内[4]。但进一步的分析发现，台地上呈现窄相带式剧变[8]，与前期的认识不符，这制约着雷四段沉积格局的认识和有利储集相带的预测。
本文基于川西地区11条重点露头剖面与盆地内部400余口钻井资料，通过沉积学、岩石学和测井分析等手段，结合微生物岩、膏盐岩、风暴岩等特殊岩相标志，明确川西地区雷四段的沉积相类型，揭示窄相带相变特征，建立川西地区雷四段“海—湾—坪”沉积模式，阐明海湾相的展布特征与演化过程，并探讨其油气地质意义，为下一步川西地区雷四段的勘探部署提供参考。

1 区域地质背景

中三叠世上扬子地块西缘为古特提斯洋东南侧的被动大陆边缘盆地，处于北纬11°附近[10-11]。始于晚二叠世的华南板块与华北板块自东向西的“剪刀式”碰撞得以延续[12]，上扬子地块内呈现外压内张、东高西低的特点[13-14]，在板缘形成垒堑相间的水下地貌，地堑区发育异地碳酸盐岩滑塌或碎屑流块体[14-15]。中三叠世末期印支运动早幕隆升，四川盆地东部形成了泸州、开江古隆起（见图1a），古隆起核部剥蚀至下三叠统嘉陵江组，向两侧剥蚀程度减弱，仅川西坳陷区雷口坡组保存较为完整[14⇓-16]。
图1 四川盆地及周缘雷口坡组沉积相（a）、川西地区川科1井雷四段综合柱状图（b）（据文献[8,12]修改；GR—自然伽马；Δt—声波时差；RLLD—深侧向电阻率；RLLS—浅侧向电阻率）
中三叠世雷口坡组沉积期，上扬子地块处于干旱的局限台地—潮坪环境，形成多个碳酸盐岩-蒸发岩沉积旋回[2⇓-4]。雷口坡组厚度为0~1 000 m，根据岩性和电性特征，自下而上划分为雷口坡组一段—雷口坡组四段（简称雷一段—雷四段）（见图1b）等4个段、9个亚段。川西地区雷四段厚度为100~300 m，岩性以膏盐岩、膏质白云岩、白云质膏岩、泥晶白云岩和微生物碳酸盐岩为主[2,4,8]。雷四段自下向上划分为3个亚段（简称雷四1亚段、雷四2亚段和雷四3亚段）。川西地区雷四1亚段以泥晶白云岩、膏质白云岩和膏盐岩为主，在川西地区中段与南段发育膏盐岩。底部以泥晶白云岩与雷三段顶部泥晶灰岩分界，电性表现为自然伽马值降低、电阻率值升高[4,14]；与雷四2亚段分界处由泥晶白云岩转变为白云岩-膏岩互层，测井曲线上表现为自然伽马值降低、电阻率值升高[14]；雷四2亚段以蒸发岩为主，发育厚层—块状膏盐岩，与雷四3亚段分界处由白云质膏岩转变为微生物白云岩，自然伽马值升高、电阻率值降低；雷四3亚段发育微生物白云岩、微生物灰岩与泥晶白云岩[4,12]。雷四3亚段顶部则以泥晶白云岩与灰岩分界，在川西地区北段与中三叠统天井山组生屑灰岩呈整合接触，川西地区北—中段和四川盆地中部（简称川中）地区与上三叠统马鞍塘组微生物灰岩呈平行不整合接触，测井特征表现为自然伽马值升高、电阻率值降低[4,12]。

2 雷四段沉积相特征及海湾沉积模式

2.1 沉积相识别标志

2.1.1 沉积构造

雷四段主要发育有丘状交错层理、底冲刷构造、粒序层理、反粒序结构、纹层叠层构造、包卷层理、垮塌堆积、瘤状构造、浊积岩与微生物礁等沉积构造。
底冲刷与丘状交错层理见于汉旺、马角坝、马鞍塘等剖面和LS1井，多形成于风暴沉积环境，局部见粒序层理（见图2a）和风暴砾屑（见图2b），指示相对开阔的深水斜坡环境[5-6]。反粒序结构是指向上变粗的沉积构造，多指示颗粒滩沉积，在汉旺剖面和马角坝剖面均有发育（见图2c）。
图2 川西地区雷四段沉积相识别标志

（a）汉旺剖面，雷四3亚段，4期粒序层理；（b）马角坝剖面，雷四3亚段，风暴砾屑层；（c）马角坝剖面，雷四3亚段，反粒序结构；（d）YS1井，6 220.41 m，雷四3亚段，叠层石白云岩，单偏光；（e）立溪岩剖面，雷四3亚段，包卷层理；（f）汉旺剖面，雷四3亚段，垮塌角砾白云岩；（g）汉旺剖面，雷四3亚段，微生物礁；（h）YS1井，6 207.59 m，雷四3亚段，凝块叠层石白云岩，单偏光；（i）SM1井，4 167.80 m，雷四2亚段，薄层膏盐岩—泥晶白云岩互层；（j）SM1井，4 154.85 m，雷四2亚段，块状石膏，正交光；（k）PZ1井，5 810.12 m，雷四3亚段，膏质白云岩夹泥岩；（l）大飞水剖面，雷四1亚段，白云质灰岩，单偏光

纹层叠层构造见于汉旺、大飞水和马角坝等剖面及YS1井（见图2d），多形成于水动力条件较弱的环境，指示潮下海湾沉积。
包卷层理见于立溪岩剖面（见图2e），是指在重力流牵引下形成的层内揉皱现象，指示台前斜坡环境。
垮塌堆积则表现为大小不一的角砾混杂堆积，在台缘斜坡位置呈裙带式分布，主要见于汉旺剖面（见图2f），垮塌体内划分为4个大的由生物礁建造到垮塌破坏的旋回，岩石结构呈现出从纹层—叠层到角砾—砾屑的变化，为风暴改造的微生物礁前垮塌沉积[5]。
瘤状构造为泥质和碳酸盐岩组分在重力作用下的差异变形构造，在雷口坡组发育较少，仅见于汉旺剖面雷四段。天井山组瘤状灰岩广泛发育，指示深水斜坡环境。
浊积岩主要表现为条带状灰岩—角砾灰岩—亮晶鲕粒灰岩的韵律互层，通常与风暴浪基面之下的低密度浊流有关，指示斜坡环境[17]。
生物礁类型有海绵礁和微生物礁。在LS1井可见累计十余米厚的海绵生物礁，但海绵（屑）周围未见其他黏结生物包壳，指示相对深水的潮下海湾环境。而厚层—块状微生物礁主要见于汉旺剖面（见图2g），向上发育凝块石白云岩和纹层—叠层石白云岩，单个礁体厚2~3 m，部分微生物礁受到风暴作用破坏，指示海湾边缘环境。

2.1.2 特殊岩相标志

2.1.2.1 微生物岩

川西地区雷四段的微生物岩的主要由凝块石白云岩、叠层石白云岩和凝块—叠层石白云岩组成[7⇓-9]。
凝块石是微生物黏结形成的形态不规则的凝集颗粒[18]，其边缘未见明显破碎和磨蚀的痕迹，大小约0.03~3.00 mm（见图2h）。长期稳定的缺氧硫化环境更有利于凝块石的发育[8]，因此其指示相对深水的潮下带。
叠层石呈丘状或层状，具亮暗相间结构，暗纹层为微生物层，亮纹层为粉晶白云石层（见图2d），叠纹层宽约2 mm，波状起伏幅度为1.6~2.0 mm。层状叠层石是微生物席沉积，多形成于缺氧的弱水动力环境，主要指示局限潮坪潮间带沉积；丘状叠层石则形成于相对高能的环境，指示海湾边缘环境[8-9]。
凝块叠层石主要发育在川西地区中段的雷四3亚段，其与叠层石相似但缺少连续纹层结构，为凝块石与叠层石的过渡形态，代表了微生物席控制下的不规则和不均匀的补缀沉积[9,18]，主要发育在相对高能环境，指示位于海岸线附近[19]。

2.1.2.2 风暴岩

川西地区雷四段的风暴沉积多为远源风暴岩，指示晴天浪基面之下的海湾斜坡环境[5-6]。川西地区雷四段风暴岩可划分出7种风暴沉积序列，分别指示海湾斜坡上部、海湾斜坡下部和风暴浪基面之下的浊流沉积环境[6]。

2.1.2.3 膏盐岩

川西地区雷口坡组膏盐岩主要为白云质膏岩、石膏和硬石膏，局部可见盐岩和杂卤石等[4,14,19]。主要发育在雷四1—2亚段，以雷四2亚段为主，表现为灰白色厚层状石膏夹薄层状白云岩（见图2i），镜下显示为厚度约30~50 μm的石膏纹层，可见膏溶角砾，角砾大小超过1 cm，指示蒸发潮坪环境。而在川西地区大邑—邛崃—雅安一带的蒸发岩总厚度为80~200 m，指示北东—南西向展布的潟湖沉积[20-21]。

2.2 沉积相类型

川西地区雷四段沉积期主要有蒸发潮坪、局限潮坪与海湾等3类沉积环境（见表1）。
表1 川西地区雷四段沉积相划分
相 亚相 微相 相标志 主要发育层位
蒸发潮坪相 蒸发潟湖 膏盐湖 厚层膏盐岩、盐岩 雷四1—2亚段
潮上带 膏云坪/云膏坪 膏盐岩夹少量白云岩或膏云互层 雷四1—3亚段
局限潮坪相 局限潟湖 白云质潟湖 泥晶白云岩 雷四1—2亚段
泥云质潟湖 泥质白云岩、泥晶白云岩 雷四1—2亚段
潮间带 微生物坪 纹层状凝块—叠层石白云岩 雷四3亚段
云坪 泥—粉晶白云岩 雷四1—3亚段
灰云坪 灰质白云岩 雷四1—3亚段
潮下带 灰坪 泥晶灰岩 雷四1, 3亚段
云灰坪 白云质灰岩 雷四1—3亚段
海湾相 海湾边缘 颗粒滩 厚层残余砂屑/砾屑/鲕粒白云岩 雷四3亚段
微生物礁 凝块石、叠层石和核形石 雷四2—3亚段
潮下海湾 微生物坪 凝块石白云岩、叠层石白云岩 雷四1—2亚段
深水海绵礁 泥晶海绵灰岩 雷四3亚段
静水泥 泥质灰岩、泥质白云岩 雷四1—3亚段
海湾斜坡 上斜坡 垮塌堆积、斜坡角砾、包卷层理、风暴岩 雷四1—3亚段

2.2.1 蒸发潮坪相

处于极端炎热气候下的高盐度海水环境，以蒸发岩沉积为主[14,22]。根据沉积位置，蒸发潮坪相进一步划分为潮上带和蒸发潟湖亚相，多见于雷四2亚段。其中潮上带亚相分为膏云坪和云膏坪微相，蒸发潟湖亚相仅识别出膏盐湖微相。川西地区雷四2亚段自下而上发育膏质白云岩、白云岩-膏盐岩互层（见图2i）和厚层—块状膏盐岩（见图2j），分别对应为膏云坪、云膏坪和膏盐湖3种微相。平面上，膏云坪、云膏坪和膏盐湖等微相呈牛眼式展布。

2.2.2 局限潮坪相

指障壁滩或周缘隆起阻隔下形成的水体受限的潮坪环境，岩性多为泥—粉晶白云岩、含膏白云岩和灰质白云岩[23]。川西地区雷四段局限潮坪相主要发育潮下带、潮间带和局限潟湖3种亚相，常见于雷四3亚段。其中局限潟湖亚相划分为白云质潟湖和泥云质潟湖微相，岩性以纹层状泥质白云岩、薄层—极薄层状泥晶白云岩、膏质白云岩夹泥岩为主（见图2k）；潮间带亚相划分为微生物坪、云坪和灰云坪3种微相；潮下带划分为灰坪与云灰坪微相，岩性以薄层状灰岩、泥质灰岩与白云质灰岩为主（见图2l）。

2.2.3 海湾相

海湾相是指地质历史中沿着克拉通板块边缘伸向内部而形成的一类相对深水环境中的沉积相，但经受后期构造调整改造，已经不再具有典型的海湾特征[24]。而雷四段海湾相则是指沿着上扬子板块西缘呈北西向伸入碳酸盐台地内、靠海一侧受龙门山岛链遮挡形成的一个半封闭半开放的较深水沉积相带。
川西地区雷四段海湾相的沉积学证据如下：①多期多点的风暴沉积，在汉旺剖面和LZ2井中识别出多期次的风暴岩（见图2b），反映彼时与外海连通的开阔环境，且存在风暴碎屑流赖以搬运的斜坡。且风暴多垂直于岸线登陆，故风暴岩可以指示海岸线走向，根据川西地区雷四段的风暴岩推断出古岸线为北东—南西向[5-6]；②广泛发育的微生物岩建造，由叠层石和叠层—凝块石主导的微生物坪或微生物礁呈连片状分布（见图2d、图2h），展布方向亦为北东—南西向，且向北东方向减薄，指示开阔浅水潮坪环境[7⇓-9]，且微生物岩的展布也可以指示古海湾的海岸线[19,25]；③雷四2亚段在海退强蒸发环境下发育大面积展布的膏盐岩、白云质膏岩与白云岩-膏盐岩互层，指示蒸发潮坪环境（见图2i、图2j），此后在雷四3亚段沉积期发生海侵[26]，出现微生物坪与灰云坪，指示局限潮坪环境；且平面上风暴岩、微生物岩与膏盐岩自西向东相间发育，相邻岩相之间的横向距离为5~8 km，呈现出窄相带剧变的特征，说明开阔—半局限—局限—蒸发环境在川西地区快速过渡。据此推测在龙门山岛链相关的水下古隆起的围限之下，古海岸线和广海斜坡之间发育北西—南东走向的半局限—半开阔的海湾相。
根据平均低潮线、浪基面和风暴浪基面，海湾相进一步划分为海湾斜坡、潮下海湾和海湾边缘3种亚相[6,8 -9]。
海湾斜坡亚相位于海湾下部，处于浪基面和风暴浪基面之间，水体较深，坡度较大，主要发育在海盆与潮下海湾亚相之间。岩性以薄层状瘤状灰岩、泥质灰岩夹泥岩为主，局部见泥岩-灰岩韵律层，风暴沉积、水平层理、垮塌堆积、瘤状构造和硅化纹层等沉积构造发育。该亚相多见于大飞水—汉旺—马角坝一带，仅识别出上斜坡微相。
潮下海湾亚相位于海湾上部，处于海湾斜坡和海湾边缘亚相之间，水动力条件介于平均低潮线和浪基面之间。水体相对较深，坡度较小，泥质含量较高，以泥质白云岩、泥质灰岩和泥晶海绵灰岩为主，局部相对高部位发育微生物岩，沿PZ115井—YS1井—CK1井—TS1井—Z46井—马角坝—上寺一带展布，进一步划分为微生物坪、深水海绵礁和静水泥3种微相。
海湾边缘亚相位于平均低潮线之上的区域，发育在水体较浅，坡度较平缓且具有间歇性暴露的沉积环境中，岩性以残余颗粒白云岩和微生物岩为主，进一步划分出颗粒滩和微生物礁微相，主要发育在潮下海湾亚相与潮下带亚相之间。川西地区中段发育低能环境下的凝块石、弱扰动环境下的叠层石和较高能的核形石沉积，指示海湾边界；川西地区北段发育颗粒滩，以残余砂屑/砾屑白云岩与残余鲕粒白云岩为主，局部可见残余藻屑白云岩；川西地区南段多为微生物礁建造，呈北东—南西向展布。

2.3 沉积模式

笔者综合各类沉积相标志和相带展布特征，提出了川西地区雷四段古海湾沉积模式，明确了“海—湾—坪”的沉积格局。
中三叠世末，上扬子板块西缘向内拉张形成凹陷，辅以开江—泸州古隆起快速隆升，在龙门山岛链、天井山古隆起等围限下，在川西地区逐渐形成限制性海湾[26-27]。海湾内相对水深较大，具有向广海方向西倾的斜坡带，向东为局限—蒸发潮坪沉积的窄相带演变（见图3），这与塔里木盆地始新世中期古海湾的特征相符[28]。
图3 川西地区雷四段古海湾沉积模式图
结合岩-电关系和沉积相带迁移演化特征，川西地区雷四段自下而上被划分为SSq1、SSq2、SSq3、SSq4等4个四级层序，涉及到的5个层序界面均为岩性转换面。在东高西低的地势下，SSq1层序沉积期海平面处于高位缓慢下降阶段，川西地区主要为海湾斜坡相，在LS1井、CK1井区可见潮下海湾微生物坪微相，向川中地区逐渐过渡为潮上带的膏云坪及云坪微相。
SSq2层序沉积期，海平面短暂下降，在汉旺剖面主要为潮下海湾微生物坪微相，向东迅速过渡为潮上带—蒸发潟湖亚相，其中在LS1井区以膏云坪微相为主，CK1井区至川中地区以膏盐湖微相为主。
SSq3层序沉积期，海平面先快速上升后缓慢下降，古海湾范围扩大至CK1井区。海平面下降旋回时期在LS1井区发育海湾边缘微生物礁微相，向东FG1—NC2—LiT1井区逐渐过渡为局限潮坪潮间带的云坪、蒸发潮坪潮上带的膏云坪及云膏坪微相。
SSq4层序沉积期，海平面持续上升，古海湾达到最大范围，逐渐扩展至川中地区LiT1井区。其中汉旺剖面发育风暴岩指示的上斜坡微相；LS1井区则发育泥晶海绵灰岩指示的深水海绵礁微相；CK1井区则为海湾边缘的微生物礁微相。
总体上，雷四段沉积期处于由海退到海侵复海退的海平面变化旋回中。川西地区以海湾相和局限潮坪相为主，海湾相纵向上呈现出海湾斜坡—潮下海湾——海湾边缘的相序组合类型，连井剖面上呈现出自东向西复向东的迁移规律。川中地区以局限潮坪潮间带、蒸发潮坪潮上带和蒸发潟湖亚相为主，在NC2—LiT1井区主要发育膏云坪、云膏坪和膏盐湖微相（见图4）。
图4 川西地区雷四段沉积相东西向连井剖面图

3 雷四段古海湾岩相特征

以四川盆地内400余口井为基础，采用Ciflog软件进行矿物成分测井解释，辅以川西地区11条典型野外露头剖面，绘制川西地区雷四1—3等3个亚段的白云质、灰质、膏质以及泥质等含量等值线图，刻画各时期古海湾岩石组分分布特征。

3.1 雷四1亚段沉积期

川西地区雷四1亚段泥质含量多为10%~24%，平均含量为16%，厚度为20~50 m，岩性主要为泥质白云岩和泥质灰岩，主要发育在川西地区中段，向南北两侧减薄，主要指示潮下海湾相（见图5a）。
图5 四川盆地雷四1—3亚段泥质、灰质、膏质和白云质含量等值线图
雷四1亚段的膏质含量变化较大，在川西地区中段—南段膏质含量为50%~95%，厚度为20~30 m（见图5b），岩性主要为膏质白云岩、白云质膏岩夹膏盐岩，指示蒸发潮坪潮上带亚相；川西地区北段膏质含量急剧降低，平均含量约为5%，厚度为1~5 m，岩性主要为泥—粉晶白云岩、含膏白云岩与泥质白云岩，指示局限潮坪潮间带亚相。
雷四1亚段内灰质含量主要为2%~20%，平均含量为7%，厚度为5~10 m（见图5c），主要为薄层状泥晶灰岩，仅发育在川西地区北段的马角坝剖面，指示潮下海湾亚相。
雷四1亚段白云质含量变化较大，主要为10%~90%，平均含量为70%，厚度为50~100 m（见图5d），主要为凝块—叠层石白云岩、叠层石白云岩与泥晶白云岩。在川西地区中段—北段含量较高，为70%~85%，厚度为40~60 m，指示局限潮坪潮间带亚相；而在川西地区南段含量急剧降低，仅有5%~10%，厚度为10~15 m，为蒸发潮坪潮上带亚相。
雷四1亚段沉积期开始海退，白云质含量与膏质含量在平面上具有此消彼长的关系，且二者在空间位置上比邻（见图5b、图5d）。通过分析川西地区雷四1亚段各单因素图，认为雷四1亚段沉积期海湾中心为江油—含增地区，面积约27 000 km2，海湾岸线位于广元—梓潼—都江堰一带。

3.2 雷四2亚段沉积期

川西地区雷四2亚段泥质含量主要为10%~20%，平均含量为15%，厚度为15~30 m，岩性主要为泥质灰岩、泥质白云岩等（见图5e）。大邑大飞水剖面及马角坝剖面泥质含量为20%~30%，指示潮下海湾亚相。
雷四2亚段膏质含量普遍较高，主要为50%~90%，平均含量为75%，厚度为50~80 m，岩性主要为白云质膏岩、含云膏岩和膏盐岩等（见图5f）。其中在DS1井、SM1井、HL1井、NC2—LZ2井区膏质可达80%~90%，指示蒸发潟湖亚相中的膏盐湖微相。
川西地区雷四2亚段的灰质含量主要为1%~4%，平均含量为2%，厚度为5~10 m，岩性主要为含灰白云岩、含云灰岩与泥质灰岩等（见图5g）。在川西北段黄连桥剖面含量为70%~80%，为潮下海湾亚相。
雷四2亚段白云质含量局部较高，为10%~90%，平均含量为30%，厚度为10~50 m（见图5h）。岩性主要为泥—粉晶白云岩、含泥白云岩、含膏白云岩、膏质白云岩和凝块—叠层石白云岩等，指示局限潮坪潮间带和局限潟湖亚相以及蒸发潮坪潮上带亚相。
雷四2亚段沉积期持续海退，川西地区泥质含量骤降，而白云质含量和膏质含量剧增。海湾中心为川西中段龙门山前的区域，面积约15 000 km2，海湾岸线持续西迁，中段范围再次缩小，海湾边界位于上寺—江油—都江堰一带。

3.3 雷四3亚段沉积期

川西地区雷四3亚段的泥质含量主要为20%~30%，平均含量为23%，厚度为20~30 m，岩性为泥质白云岩、泥质灰岩与钙质泥岩（见图5i）。泥质岩的分布范围向东扩大至南充—遂宁一带，指示海侵背景下的潮下海湾亚相。
雷四3亚段膏质含量主要为1%~3%，平均含量为2%，厚度在3~15 m，岩性主要为含膏白云岩和膏质白云岩（见图5j）。在LZ2—HL1井区发育少量膏盐岩，指示潮上带亚相。
雷四3亚段灰质含量主要为5%~60%，平均含量为15%，厚度为10~15 m，岩性主要为泥晶灰岩、泥质灰岩、灰质白云岩与白云质灰岩（见图5k）。在川西中—南段地区含量达40%~50%，主要沿阆中—南充一带发育，指示潮下带亚相。
雷四3亚段白云质含量多为60%~80%，平均含量为71%，厚度为50~60 m，主要为凝块—叠层石白云岩、叠层石白云岩和泥—粉晶白云岩（见图5l）。在川西地区白云岩广泛发育，具有向东降低的趋势，主要受控于局限潮坪潮间带中的微生物坪微相和海湾边缘的颗粒滩—微生物礁微相。
雷四3亚段沉积期发生小规模海侵，海湾范围进一步扩大，海湾边界线逐渐向东至南充—遂宁一带迁移。泥质、灰质和白云质含量增加，而膏质含量降低，指示海侵作用下水体加深并逐渐开阔的特征。海湾中心为川西地区中段都江堰—绵竹—南充一带，面积约35 000 km2，海湾边界位于上寺—梓潼—阆中—武胜—盐亭—成都一带地区。

4 雷四段沉积期海湾沉积演化过程

雷四1亚段沉积期，川西地区呈现出北西—南东向的“海—湾—坪”的沉积格局，海湾中心为江油—含增一带，海湾边界位于广元—梓潼—都江堰一带。川西北—中段地区发育潮下海湾微生物坪微相；向东相变为局限潮坪—蒸发潮坪，自西向东依次为云坪—膏云坪—膏盐湖—膏云坪—云坪—灰坪微相，以膏盐湖为中心略呈对称分布，3个膏盐湖呈椭圆状至不规则状分布于川西地区中段—南段地区。膏云坪呈带状沿阆中—盐亭—雅安一带分布；云坪呈环带状沿剑阁—达州—南充—乐山分布；灰坪主要分布在广安—资阳一带（见图6a）。
图6 川西地区雷口坡组四段各亚段“海—湾—坪”沉积格局平面展布图
雷四2亚段沉积期，“海—湾—坪”的沉积格局继续保持，受到海平面持续下降的影响，海湾向西收缩，海湾中心迁移至龙门山前区域，而海湾边界西迁至上寺—江油—都江堰一带，主要发育北东向展布的微生物礁微相。海湾内主要为潮下海湾内的静水泥微相；向东过渡为局限—蒸发潮坪潮间—潮上带亚相，发育云坪—膏云坪—膏盐湖微相，呈环带状对称分布。云坪、膏云坪的展布范围减小，而膏盐湖的范围增大，沿盐亭—成都—雅安一带呈北东—南西向分布，潟湖沉积中心向川西南段地区的仁寿—丹棱一带迁移（见图6b）。
雷四3亚段沉积期，海平面上升，“海—湾—坪”的沉积格局继承性发育，海湾范围不断东扩，南段地区至彭州—邛崃一带，中段地区扩展至绵竹—盐亭—南充—遂宁一带，北段地区至上寺—阆中一带；而海湾边界则沿着上寺—梓潼—阆中—武胜—盐亭—成都一带展布，整体呈“喇叭状”，海湾相与局限—蒸发潮坪相在平面上呈现出短距离相邻共生的特征。处于海湾斜坡亚相的汉旺剖面发育垮塌微生物礁与风暴岩，指示上斜坡微相。而位于潮下海湾亚相的LS1井区则发育深水海绵礁微相。位于海湾边缘亚相中段—南段的彭州—大邑地区发育微生物礁微相，呈北东向带状展布；位于海湾边缘亚相北东段的剑阁—龙岗一带则发育颗粒滩微相。而局限潮坪的云坪与灰坪微相以古海湾为中心呈南北对称分布；蒸发潮坪膏云坪微相仅分布在龙泉驿—回龙一带（见图6c）。

5 油气地质意义

5.1 古海湾控制优质烃源岩的发育

“海—湾—坪”沉积模式反映出川西地区雷四段具有“一隆两凹”的古地貌格局，自西向东呈现出海盆—海湾斜坡—潮下海湾（凹）—海湾边缘（隆）—局限潮坪—蒸发潮坪膏盐潟湖（凹）的相带展布特征。以海湾边缘为界，东西两侧发育两种不同类型的烃源岩。
海湾西侧为深水还原环境中的极薄层富有机质泥岩与含灰泥岩，沿着海湾斜坡呈北东向展布，厚度为100~150 m，总有机碳含量（TOC）为0.02%~0.81%，均值为0.37%，镜质体反射率（Ro）为2.0%左右，有机质类型为偏腐殖型的干酪根，热演化程度达到高—过成熟阶段[29-30]。
海湾东侧为蒸发潟湖中的泥岩—蒸发岩，其中勃发的蓝细菌促进了有机质富集。雷四2亚段中的烃源岩沿膏盐湖亦呈北东向分布，厚度为10~100 m，TOC值为0.02%~1.72%，多为Ⅰ型干酪根，干酪根显微组分主要为镜质组，热演化程度达到过成熟演化阶段，Ro值均超过2.0%，具有TOC值较低、转化率高的特点[29]。

5.2 古海湾边缘发育规模储集体

川西地区雷四段发育连片分布的微生物岩储层，厚度达30~160 m，以凝块—叠层石白云岩、叠层石白云岩为主，其次为凝块石白云岩，储层孔隙度为0.07%~23.70%，平均值为3.70%，渗透率为（0.007 3~1 050）×10−3 μm2，平均值为9.31×10−3 μm2，储集空间类型以微生物格架孔、窗格孔、粒内溶孔和溶缝为主。古海湾形成的“一隆两凹”的古地貌对优质储层的分布具有明显的控制作用。海湾边缘亚相发育北东向和北西向展布的微生物礁和颗粒滩储层，且受到高频海平面下降引起的准同生期岩溶和准同生白云石化作用的改造，使得储层质量进一步改善[7-8,11]。

5.3 川西地区雷四段古海湾的油气地质意义

川西地区雷四段古海湾的发现和刻画一方面阐释了开阔—局限环境短距离窄相带式演变的问题，明确了海陆转换过程在中三叠世的响应特征；另一方面形成了自生自储和旁生侧储两种新的源储配置模式。
川西地区雷四段目前发现的气藏主要为构造气藏和构造—岩性复合气藏[29-30]，多为上生下储或下生上储型配置关系，烃源岩为下伏的上二叠统龙潭组或上覆的上三叠统须家河组，储层为雷四段微生物岩储层[7-8]。雷四段古海湾控制的“一隆两凹”格局导致平面间互、纵向叠置的源储配置，形成了旁生侧储和自生自储的源储配置新模式。膏盐潟湖内的泥岩—蒸发岩系烃源岩生烃进入相邻的灰岩—白云岩储层就近成藏，形成自生自储型的源储组合。古海湾边缘发育规模性的微生物礁和颗粒滩储层，且位于古海湾两侧凹陷内烃源岩的侧上方，与烃源岩呈现大面积接触，因此在古海湾边缘区可以形成旁生侧储型的源储组合（见图7）。该类组合模式中烃源岩生烃潜力大，储层物性好，具有近源成藏的优势，油气成藏效率大幅提高。这两种源储配置新模式势必会开启雷口坡组油气勘探的新局面。
图7 川西地区雷四段古海湾展布及其控制下源储相邻配置模式图

6 结论

提出川西地区雷四段为“海—湾—坪”沉积模式，发育海湾、局限潮坪、蒸发潮坪等3类沉积相，其中海湾相划分为海湾斜坡、潮下海湾和海湾边缘等沉积亚相。
雷四1亚段沉积期，海湾中心为川西中段的江油—含增地区，海湾边界位于广元—梓潼—都江堰一带；雷四2亚段沉积期，海湾中心为川西地区中段龙门山前区域，海湾岸线持续向西迁移，海湾边界为上寺—江油—都江堰一带；雷四3亚段沉积期，在海侵背景下海湾中心东扩至都江堰—绵竹—南充一带，海湾边界为上寺—梓潼—阆中—武胜—盐亭—成都一带，呈喇叭状展布。
雷四1亚段沉积期出现北西—南东向的海—湾—坪的沉积格局，在北段和中段地区发育潮下海湾微生物坪微相。雷四2亚段沉积期海—湾—坪的格局继续保持，潮下海湾亚相发育静水泥微相，海湾边缘亚相发育微生物礁微相，向东过渡为局限—蒸发潮坪潮间—潮上带亚相，云坪—膏云坪—膏盐湖微相呈环带状对称分布。雷四3亚段沉积期海平面上升，北西—南东向的“海—湾—坪”的沉积格局向东扩展，沿海湾边缘北东段颗粒滩微相，海湾边缘中段—南段发育微生物礁微相。
“海—湾—坪”的沉积模式反映出川西地区雷四段具有“一隆两凹”的古地貌格局。在古海湾两侧凹陷中发育两种不同类型的优质烃源岩，同时在古海湾边缘处发育大规模优质储层。川西地区最终形成了自生自储型和旁生侧储型两种源储配置新模式，这势必会开启雷口坡组油气勘探的新局面。

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