錢 勁, 馬若龍, 步少峰, 徐昉昊

(油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)),成都 610059)

湘中、湘東南拗陷泥頁巖層系巖相古地理特征

錢 勁, 馬若龍, 步少峰, 徐昉昊

(油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(成都理工大學(xué)),成都 610059)

綜合運(yùn)用現(xiàn)代沉積學(xué)及地層學(xué)理論，結(jié)合湘中拗陷和湘東南拗陷構(gòu)造演化背景，分析中泥盆統(tǒng)至上二疊統(tǒng)泥頁巖層系沉積環(huán)境，恢復(fù)湘中、湘東南拗陷泥頁巖層系巖相古地理，指示泥頁巖發(fā)育的有利區(qū)帶。研究結(jié)果表明，臺(tái)盆相與濱海沼澤相是湘中、湘東南拗陷最有利于泥頁巖沉積的相帶。湘中拗陷內(nèi)重要的泥頁巖層系棋梓橋組、佘田橋組主要沉積于臺(tái)地海盆中，分布于海侵體系域上部與高水位體系域下部，沉積中心位于漣源凹陷和邵陽凹陷中部的凹槽臺(tái)地相區(qū)。湘東南拗陷內(nèi)重要的泥頁巖層龍?zhí)督M、大隆組則主要形成于濱海沼澤環(huán)境中，分布于海退體系域，沉積中心位于桂陽-耒陽一線。

湘中拗陷；湘東南拗陷；頁巖氣；泥頁巖層系；巖相古地理

頁巖氣是一種富集在富含有機(jī)質(zhì)的頁巖中的非常規(guī)天然氣。中國頁巖層系分布廣泛，頁巖氣的開發(fā)利用前景十分誘人。目前，中國頁巖氣勘探尚處在起步階段。對(duì)頁巖氣資源潛力估算、富集條件評(píng)價(jià)及頁巖氣開發(fā)試驗(yàn)還處在探索中。通過對(duì)湘中、湘東南泥頁巖層系巖相古地理特征的研究，可以總結(jié)泥頁巖沉積的有利相帶以及發(fā)育、展布規(guī)律，進(jìn)而指示湘中、湘東南拗陷內(nèi)泥頁巖層系發(fā)育的有利層段及有利區(qū)帶，為勘探頁巖油氣奠定基礎(chǔ)[1-3]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

1.1 構(gòu)造區(qū)劃

研究區(qū)包括現(xiàn)行政區(qū)劃上的湖南省大部，可以劃分為湘中、湘東南2個(gè)拗陷，區(qū)內(nèi)地貌復(fù)雜多樣，尤以山地最為發(fā)育。湖南省位于華南板塊中段，在構(gòu)造區(qū)劃上，湘中、湘東南屬華南加里東褶皺帶，兩者通過構(gòu)造過渡帶連接，通稱江南復(fù)背斜或江南古陸，湖南稱雪峰古陸。

湘中拗陷位于中揚(yáng)子湘中地區(qū)，地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°15′～113°，北緯26°～28°20′，包括現(xiàn)行政區(qū)劃上湖南省中部的婁底、邵陽、永州市，其面積約25 000 km2。從構(gòu)造區(qū)帶上看，湘中拗陷位于華南褶皺系的北部，東部以衡山凸起為邊界，西南部受雪峰隆起限制，向南則與桂中拗陷接壤[3]。區(qū)域內(nèi)共發(fā)育3個(gè)凹陷帶，分別為漣源凹陷、零陵凹陷、邵陽凹陷；2個(gè)隆起帶，分別為龍山凸起和關(guān)帝廟凸起[3]，并可進(jìn)一步劃分為8個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元。

湘東南拗陷在行政區(qū)劃上位于湖南省郴州市永興縣、耒陽市、安仁縣、桂陽縣以及衡陽市常寧縣境內(nèi)，坐標(biāo)位置為東經(jīng)110°～113°20′、北緯25°～26°30′，區(qū)塊總面積約15 000 km2。根據(jù)燕山-喜馬拉雅期構(gòu)造演化格局，主要由衡山隆起、九嶷山隆起、桂汝隆起、安仁隆起以及4個(gè)隆起之間的桂耒凹陷5個(gè)二級(jí)構(gòu)造單元組成。桂耒凹陷又細(xì)分為常桂復(fù)式向斜、永耒復(fù)式向斜2個(gè)三級(jí)構(gòu)造單元[4]。

1.2 地質(zhì)背景

湘中拗陷：基底為古生界變質(zhì)巖系，是一個(gè)以碳酸鹽沉積為主，并夾碎屑巖的準(zhǔn)地臺(tái)型沉積拗陷區(qū)[5]。早古生代時(shí)期，湘中地區(qū)屬于揚(yáng)子地臺(tái)東南緣的延伸部分，其沉積演化與揚(yáng)子地臺(tái)沉積演化背景相一致。寒武紀(jì)發(fā)育廣海型碎屑巖緩陸架沉積，奧陶紀(jì)以臺(tái)地碎屑相沉積為主。早古生代后，湘中拗陷主要經(jīng)歷了2次構(gòu)造演化過程。一是晚古生代至中三疊世的準(zhǔn)臺(tái)地演化過程；二是印支期后(包括印支期)的陸相板內(nèi)沉積演化過程[6,7]。海西-印支早期湘中拗陷陸表海沉積表現(xiàn)為典型的準(zhǔn)臺(tái)地相沉積，以臺(tái)地升降運(yùn)動(dòng)作為主要的活動(dòng)方式，沉積了巨厚的海相地層，這也是湘中拗陷海相泥頁巖的主要沉積時(shí)期。中三疊世，受太平洋板塊的強(qiáng)烈俯沖影響，湘中拗陷隨華南陸表海一起上升成陸，形成典型的地臺(tái)相沉積。之后主要受印支構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、燕山構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及喜馬拉雅構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響。

湘東南拗陷：位于揚(yáng)子板塊與華夏板塊之間，經(jīng)歷了加里東期以前南華洋大陸邊緣演化階段、海西—印支期華南板塊及板內(nèi)裂陷演化階段、燕山-喜馬拉雅期板內(nèi)再活化演化階段。研究區(qū)早古生代的地質(zhì)歷史基本上是以大幅度下降為主的頻繁的升降運(yùn)動(dòng)及相應(yīng)的沉積作用占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，物質(zhì)來源豐富，沉積速率快，沉積物厚度巨大。志留紀(jì)末的加里東運(yùn)動(dòng)在區(qū)域上表現(xiàn)為強(qiáng)烈的褶皺作用，使全區(qū)隆起成山，接受剝蝕。海西—印支期地殼開始下降，來自西南方向的海侵波及研究區(qū)，晚古生代至中生代早三疊世一直是較穩(wěn)定的淺海—濱海地區(qū)，海水平靜，氣候溫濕，生物繁盛，地殼運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為以大幅度下降為主的頻繁的升降運(yùn)動(dòng)，海相沉積發(fā)育，形成厚度較大、巖相較穩(wěn)定的臺(tái)地型碳酸鹽巖建造、含煤建造等。燕山-喜馬拉雅期板塊再次活化，形成陸相沉積[4]。

2 泥頁巖層系發(fā)育特征

研究區(qū)內(nèi)主要發(fā)育3套泥頁巖層系，分別為中上泥盆統(tǒng)泥頁巖層系、石炭系測水組泥頁巖層系及上二疊統(tǒng)泥頁巖層系(表1)。3套泥頁巖層系的發(fā)育與構(gòu)造背景、沉積環(huán)境密切相關(guān)。

2.1 湘中拗陷

湘中拗陷是發(fā)育于下古生界淺變質(zhì)巖系基底之上的沉積拗陷區(qū)[8]。中上泥盆統(tǒng)的泥頁巖層系直接發(fā)育于加里東期形成的褶皺基底之上，海西-印支早期典型地臺(tái)升降運(yùn)動(dòng)為石炭系-二疊系泥頁巖層廣泛發(fā)育創(chuàng)造了條件。

中泥盆統(tǒng)棋梓橋組及上泥盆統(tǒng)佘田橋組分別對(duì)應(yīng)于海侵體系域上部以及高水位體系域下部。主要的沉積相區(qū)為臺(tái)地相及臺(tái)盆相區(qū)。其中臺(tái)地相區(qū)泥頁巖層系不發(fā)育，主要分布一套白云質(zhì)云灰?guī)r和深灰色中厚層狀灰?guī)r。而近岸海盆區(qū)泥頁巖層系發(fā)育，最典型的巖石類型為深灰色泥頁巖和粉砂質(zhì)泥巖。漣源凹陷內(nèi)泥頁巖發(fā)育最好，最大累計(jì)厚度達(dá)到1 km，位于漣源市張家沖剖面附近。西北方向累計(jì)厚度較大。棋梓橋組、佘田橋組泥頁巖構(gòu)成了湘中拗陷最重要的泥頁巖層系。

表1 湘中、湘東南拗陷地層簡表

下石炭統(tǒng)測水組泥頁巖分布于漣源凹陷和邵陽凹陷的大部分地區(qū)。由于晚石炭世海水的迅速退出，測水組沉積環(huán)境變?yōu)楹ｊ懡换ハ嗟某擅涵h(huán)境。其頁巖層系發(fā)育于海陸交互環(huán)境的濱岸潟湖或三角洲沼澤相沉積。典型的巖石類型既包括沉積在海相環(huán)境中的深灰色灰?guī)r，也包括體現(xiàn)海陸交互環(huán)境的泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥頁巖等，同時(shí)煤巖也很發(fā)育。漣源凹陷內(nèi)泥頁巖發(fā)育最好，最大累計(jì)厚度>100 m，位于黃岡煤礦、七星街剖面一帶。

龍?zhí)督M煤系地層也是由于海水的迅速退出形成的一套海陸交互相地層，但由于構(gòu)造剝蝕強(qiáng)烈等原因，龍?zhí)督M在湘中拗陷內(nèi)分布較局限，只存在于一些向斜中。泥頁巖層系主要發(fā)育于濱海沼澤環(huán)境中。典型的巖石類型包括灰黑色炭質(zhì)泥頁巖、硅質(zhì)泥頁巖等，并常見薄煤層。在漣源凹陷內(nèi)，泥頁巖發(fā)育最好，累計(jì)厚度>250 m，累計(jì)厚度最大處位于湘冷1井、湘中1井一帶。該凹陷西北方向累計(jì)厚度較大。

湘中拗陷泥頁巖主要發(fā)育于漣源凹陷內(nèi)，整體呈現(xiàn)出北西厚、南東薄的特征。棋梓橋組、佘田橋組是本區(qū)最發(fā)育的一套泥頁巖系。

2.2 湘東南拗陷

湘東南拗陷元古界及下古生界主要為類復(fù)理石建造，總厚度>7.1 km，構(gòu)成加里東褶皺基底。上古生界及中生界下三疊統(tǒng)主要為淺海相碳酸鹽巖建造，總厚度>5.7 km，構(gòu)成海西—印支構(gòu)造層，并以跳馬澗組為底界面不整合于加里東褶皺基底之上。受構(gòu)造-沉積格局差異影響，使得泥頁巖厚度、分布變化較快。

棋梓橋組與佘田橋組：中晚泥盆世裂陷槽盆地不斷發(fā)育，棋梓橋組與佘田橋組主要為碳酸鹽臺(tái)地相沉積，泥頁巖不發(fā)育。桂陽-耒陽一線泥巖累計(jì)厚度只有20 m左右。部分地區(qū)發(fā)育臺(tái)盆相沉積，泥巖厚度>20 m。

測水組：測水期古港運(yùn)動(dòng)影響加劇，再次出現(xiàn)區(qū)域性的整體抬升，海水迅速退出。海陸交互相的成煤環(huán)境取代陸表海沉積環(huán)境成為本區(qū)主要沉積環(huán)境，形成了一個(gè)以還原為主的濱海灣湖泊沼澤環(huán)境，促成湘東南在測水期成為一個(gè)聚煤中心。測水組巖性以黑色泥頁巖、粉砂質(zhì)泥巖為主，泥頁巖厚度自北向南遞減。桂耒凹陷內(nèi)泥巖累計(jì)厚度可達(dá)到50 m左右。

上二疊統(tǒng)：早二疊世開始，湘東南拗陷區(qū)域發(fā)生大規(guī)模海退，海水迅速退出；至龍?zhí)对缙?，海水已全部退出。龍?zhí)督M、大隆組沉積于海陸交匯環(huán)境，形成了一套海陸混生生物化石砂質(zhì)頁巖含煤沉積，巖性以黑色碳質(zhì)頁巖為主，見許多煤系。其中尤以龍?zhí)督M最為發(fā)育，泥頁巖厚度自北往南逐漸變薄之后又逐漸變厚，在耒陽附近厚度達(dá)到最大，累計(jì)厚度>450 m。

湘東南拗陷泥頁巖主要發(fā)育在桂陽-耒陽一線，多受海陸交互環(huán)境影響，形成多套的煤系地層。龍?zhí)督M、大隆組是本區(qū)的主要泥頁巖系。

3 巖相古地理特征

研究區(qū)內(nèi)的構(gòu)造及其演化階段控制了巖相古地理環(huán)境及沉積體系[7,9]。海域沉積往往可以從宏觀上控制區(qū)域內(nèi)的海進(jìn)海退，進(jìn)而影響在不同時(shí)期水體的深淺以及沉積相的展布，最終決定不同沉積歷史時(shí)期巖性特征及發(fā)育程度等微觀特征[3,10]。加里東運(yùn)動(dòng)末期，研究區(qū)內(nèi)形成了“一隆兩拗”的沉積格局[11]，即零陵-株洲中央隆起分隔開了湘中拗陷與湘東南拗陷。湘中拗陷可進(jìn)一步劃分為新化—漣源斜坡、邵陽—城步凹陷、新寧—邵東凸起、水東江—東安凹陷。湘東南拗陷大致呈現(xiàn)出北高南低的古地理特征。

海西期-印支期早期，研究區(qū)整體相對(duì)寧靜，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)并不強(qiáng)烈，陸表海沉積最為發(fā)育[12]。這一時(shí)期，海進(jìn)與海退交替出現(xiàn)，以海水進(jìn)退為主要依據(jù)，可分為4套沉積旋回[13]。每套沉積旋回都包括低水位體系域、海侵體系域、高水位體系域、海退體系域。在沉積旋回的每個(gè)過程中，不同沉積相區(qū)的沉積環(huán)境、沉積作用有所區(qū)別。具體而言，當(dāng)高水位體系域時(shí)，由于水淺、陽光充足、受潮汐與波浪的影響較強(qiáng)，高能的臺(tái)坪、潮坪沉積物以灰質(zhì)為主，反映在巖石類型上多為泥質(zhì)含量低的碳酸鹽巖；而水體較深、處于低能環(huán)境的海盆區(qū)，沉積物則多為泥灰質(zhì)。另一方面，當(dāng)處于海退體系域時(shí)，水體變淺，陸相影響加劇，細(xì)粒與粗粒碎屑往往十分發(fā)育，反映在巖石類型上則以粉砂巖夾砂質(zhì)泥巖為主[14,15]。

3.1 第一次旋回(D2t-D3x)

中泥盆世，海水侵入研究區(qū)，海平面持續(xù)上升。在填積前期拗陷的過程中，發(fā)育了一套濱海相碎屑巖。海侵在棋梓橋期達(dá)到高潮。從佘田橋晚期開始，海水逐漸從研究區(qū)退出，這一海退過程持續(xù)到錫礦山期末；同時(shí)湘中地區(qū)抬升，海岸線向湘東南方向遷移。根據(jù)沉積環(huán)境、巖石類型的變化，可將本次旋回分為3個(gè)階段。

第一階段(D2t)：跳馬澗期是沉積旋回的開始階段。跳馬澗期初，海水開始自南向北侵入研究區(qū)。同時(shí)，由于拉張斷陷差異沉降運(yùn)動(dòng)的加劇，前期凹陷連為一體，僅有白馬山島、衡山島孤立其中，沉積范圍大規(guī)模擴(kuò)大。湘中地區(qū)受拉張斷陷影響強(qiáng)烈，主要發(fā)育臺(tái)坪相、潟湖相與潮坪相，陸表海沉積初步形成。湘東南地區(qū)則受羅霄古陸影響，東部大規(guī)模發(fā)育三角洲沉積，呈現(xiàn)出海陸交互的特征?？偟膩碚f，跳馬澗組沉積是之后的大規(guī)模海侵的基礎(chǔ)[11]。

第二階段(D2q1-D3x1)：棋梓橋期，海相沉積作用不斷加強(qiáng)，僅在湘中拗陷北部小范圍發(fā)育三角洲沉積。晚期，研究區(qū)持續(xù)受拉張作用影響，出現(xiàn)了北東向的拉長裂陷盆地，尤以湘中地區(qū)最為發(fā)育，沿城步-新化、龍山-婁底、塔山-花橋-湄水橋出現(xiàn)了處于深水低能環(huán)境的臺(tái)盆相沉積，這些臺(tái)盆大都受同期斷陷控制。臺(tái)盆相外側(cè)水體能量增強(qiáng)，主要發(fā)育臺(tái)坪相與潮坪相沉積。在湘東南地區(qū)，臺(tái)盆發(fā)育弱于湘中地區(qū)，只在新田、常寧(南)一帶出現(xiàn)。因此，在棋梓橋期，湘東南地區(qū)仍以潮坪臺(tái)坪相沉積為主，主要沉積一套淺水碳酸鹽巖(圖1)。

佘田橋期的沉積格局完全繼承了棋梓橋期的特征。拉長斷陷持續(xù)發(fā)育，拗陷區(qū)裂陷臺(tái)盆向北、向西擴(kuò)展。伴隨著裂陷的發(fā)育與臺(tái)地的抬升，兩者之間的坡度越來越大，形成濁流沉積。濁流攜帶大量泥砂注入深水盆地，在本區(qū)首次出現(xiàn)了濁流臺(tái)盆相。泥頁巖沉積往往以臺(tái)盆為沉積中心，沿臺(tái)盆大范圍分布(圖2)。在湘中拗陷，佘田橋期臺(tái)盆內(nèi)物源供給充分，開始進(jìn)入飽和沉積階段，臺(tái)盆相沉積厚度較棋梓橋期明顯增大，最大厚度可達(dá)1 km。同時(shí)，臺(tái)地海盆相沉積在平面分布上存在與先期沉積的繼承關(guān)系，發(fā)育位置與棋梓橋期3個(gè)臺(tái)凹位置基本重疊，但分布范圍有所增大。另一方面，由于佘田橋期臺(tái)地海盆相沉積的擴(kuò)展，碳酸鹽臺(tái)坪相及潮坪相沉積減弱，分布面積及沉積厚度都受到影響，沉積厚度僅400 m左右[11]。在湘東南拗陷，臺(tái)地海盆相依然不占主導(dǎo)地位，分布于區(qū)域西緣。區(qū)域大部分仍被潮坪相沉積覆蓋，典型的巖石類型為灰?guī)r與泥灰?guī)r。

第三階段(D3x2)：研究區(qū)西部雪峰古陸抬升加劇，大量陸源碎屑物質(zhì)開始進(jìn)入研究區(qū)內(nèi)，臺(tái)盆逐漸被填平，臺(tái)盆相消失，海岸線向東遷移。在湘中地區(qū)，沉積了一套碎屑巖為主的地層。同時(shí)，湘中拗陷北部再次發(fā)育三角洲沉積與潟湖沉積。在湘東南地區(qū)，發(fā)育一套碎屑巖-碳酸鹽巖沉積。其中，南部為細(xì)碎屑巖、泥質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r及泥灰?guī)r；北部則為中粗粒碎屑巖和泥質(zhì)巖、泥質(zhì)灰?guī)r沉積。

圖1 湘中、湘東南拗陷棋梓橋組巖相古地理圖

圖2 湘中、湘東南拗陷佘田橋組巖相古地理圖

D3x1沉積時(shí)期，位于研究區(qū)西北部的雪峰古陸再次抬升剝蝕，大量陸源物質(zhì)注入海盆，這使得本區(qū)海岸線開始向東遷移；同時(shí)，碎屑巖的分布范圍明顯擴(kuò)大，以發(fā)育一套灰?guī)r及泥灰?guī)r為特征。

3.2 第二次旋回(C1-C2)

從石炭紀(jì)早期開始，本區(qū)進(jìn)入第二次沉積旋回。本次旋回以早石炭世海水由西南部侵入研究區(qū)為起始標(biāo)志。巖關(guān)期，海平面上升下降頻繁交替更迭，受此影響，形成了一套砂泥巖與灰?guī)r互層沉積。至測水期，由于古港運(yùn)動(dòng)，地層開始抬升，海水迅速退出，測水期成為泥頁巖沉積的主要時(shí)期之一。古港運(yùn)動(dòng)雖使研究區(qū)整體抬升，但東北區(qū)域的抬升強(qiáng)于西南區(qū)域。這一特點(diǎn)使湘中拗陷與湘東南拗陷泥頁巖沉積環(huán)境出現(xiàn)分異。

在湘東南拗陷，東部發(fā)育潮上帶沉積，之后向南過渡，至桂陽一帶以潮下帶發(fā)育為主。在測水組下段，以桂陽為中心，出現(xiàn)了一套海陸交互相含煤沉積。在湘中拗陷，東部大范圍發(fā)育河沼、湖沼成煤環(huán)境，西部大范圍發(fā)育海灣沼澤成煤環(huán)境，反映了水體自東北向西南退出的特征。至梓門橋期，海水再次北進(jìn)，水下臺(tái)地消失，主要發(fā)育酸鹽潮坪與低能臺(tái)坪相沉積(圖3)。

3.3 第三次旋回(P1-P2l)

從早二疊世初開始，海水開始逐漸退出本區(qū)。至龍?zhí)镀冢捎跂|吳運(yùn)動(dòng)的影響，地層隆升加劇，海水自北向南迅速退出[16]。在湘中地區(qū)，白馬山-龍山一線以北全部隆起為陸地，僅在南側(cè)發(fā)育大陸相區(qū)的河湖相沉積。同時(shí)，由于湘中地區(qū)發(fā)生緩慢的沉降運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致沿白馬山-龍山一線以北的剝蝕區(qū)開始發(fā)育湖沼相及沼澤相沉積。至龍?zhí)督M海相沉積時(shí)，海水開始由南向北侵入本區(qū)，在整個(gè)湘中地區(qū)出現(xiàn)了一套具有海相特征的泥頁巖沉積。在湘東南地區(qū)，由于羅霄古陸、九嶷古陸抬升影響，形成了濱海盆相沉積環(huán)境，煤系地層發(fā)育。此為湘東南地區(qū)最重要的龍?zhí)督M煤系泥頁巖，聚煤中心位于永耒向斜及南部的嘉禾向斜(圖4)。

圖3 湘中、湘東南拗陷測水組巖相古地理

圖4 湘中、湘東南拗陷龍?zhí)督M巖相古地理圖

3.4 第四次旋回(P2dn-T3)

大隆期，受到地殼持續(xù)沉降的影響，龍?zhí)锻砥诘臏\海相泥頁巖沉積發(fā)生劇變，在研究區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了一套碳酸鹽潮坪-硅質(zhì)巖臺(tái)盆的沉積[11]。由于差異沉降，西北部沉降幅度小，南部沉降幅度大，所以西北部發(fā)育碳酸鹽潮坪相，東北部則發(fā)育碳酸鹽臺(tái)坪相，再由北向南依次發(fā)育臺(tái)盆相的盆坡亞相和盆洼亞相。以產(chǎn)頭足類化石為特征。

至嘉陵江期，印支運(yùn)動(dòng)萌動(dòng)，地殼迅速回返上升，并發(fā)育一套肉紅色含云質(zhì)灰?guī)r或白云巖相潮坪沉積。從中三疊世開始，由于受印支運(yùn)動(dòng)波及，全區(qū)開始持續(xù)上升，海水退出，海相沉積發(fā)育史徹底結(jié)束。

綜上所述，湘中拗陷的主力泥頁巖層系為棋梓橋組、佘田橋組，主要發(fā)育于海侵體系域上部及高水位體系域下部；聚集區(qū)域受拉長斷陷控制，發(fā)育于臺(tái)盆內(nèi)，分布于現(xiàn)今城步-新化、龍山-婁底、塔山-花橋-湄水橋一帶。湘中拗陷測水組、龍?zhí)督M煤系地層也是重要的頁巖氣勘探層位。湘東南拗陷泥頁巖主要發(fā)育在桂陽-耒陽一線，多受海陸交互環(huán)境影響，形成多套煤系地層。龍?zhí)督M、大隆組是本區(qū)的主要泥頁巖系。

4 結(jié) 論

a.湘中拗陷與湘東南拗陷海相泥頁巖層系主要形成于海西-印支運(yùn)動(dòng)早期，海相泥頁巖層系的形成與這一時(shí)期海平面變化密切相關(guān)。至印支期后，海相泥頁巖沉積結(jié)束，泥頁巖層系發(fā)育受沉積環(huán)境、構(gòu)造演化控制，古地貌與古沉積環(huán)境的不同造成了兩區(qū)內(nèi)泥頁巖層系發(fā)育層位與厚度的分異。最有利于泥頁巖沉積的相帶主要為臺(tái)盆相及濱海沼澤相。

b.湘中拗陷內(nèi)的主力泥頁巖層系為棋梓橋組、佘田橋組，主要沉積于臺(tái)地海盆中，發(fā)育于海侵體系域上部與高水位體系域下部，沉積中心位于漣源凹陷和邵陽凹陷中部的凹槽臺(tái)地相區(qū)。湘東南拗陷內(nèi)的主力泥頁巖層為龍?zhí)督M、大隆組，主要形成于濱海沼澤環(huán)境中，發(fā)育于海退體系域，沉積中心位于桂陽-耒陽一線。

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Lithofacies-paleogeographicalcharacteristicsofmarineshaleseriesofstratainXiangzhongandXiangdongnandepressions,Hunan,China

QIAN Jin, MA Ruo-long, BU Shao-feng, XU Fang-hao

StateKeyLaboratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation,ChengduUniversityofTechnology,Chengdu610059,China

By using the theory of modern sedimentology and stratigraphy and according to the tectonic evolution of the Xiangzhong and Xiangdongnan depressions, this paper analyzes the depositional environments of the shale or mudstone series of strata from Middle Devonian to Upper Permian, reconstructs the lithofacies and paleogeography of the Xiangzhong and Xiangdongnan depressions, and predicts the favorable regions. The study results show that the platform basin and littoral swamp are the most favorable facies for the deposition of shale and mudstone. Qiziqiao Formation and Shetianqiao Formation, the significant shale and mudstone series of strata in Xiangzhong depression, mainly deposit in the platform basin and are distributed over the upper part of transgressive system tract and the lower part of high stand system tract. The deposition center is located in the Lianyuan sag and the groove platform facies in the centre of the Shaoyang sag. The key Longtan Formation and Dalong Formation shale and mudstone series of strata in Xiangdongnan depression mainly deposit in the littoral swamp and are distributed over the regressive system tract. The deposition center is located in Guiyang-Leiyang.

Xiangzhong depression; Xiangdongnan depression; shale gas; mud shale series of strata; lithofacies and paleogeography

10.3969/j.issn.1671-9727.2013.06.08

1671-9727(2013)06-0688-08

TE121.11

A

2013-06-03

國土資源部油氣專項(xiàng)(2009GYXQ15-06)

錢勁(1989-),男,碩士研究生,研究方向：儲(chǔ)層評(píng)價(jià)與油氣成藏, E-mail:qqjj891229@sina.com。