沈均均, 陳 波*, 王春連, 宋換新, 周曉峰, 周 林

1)長江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 湖北武漢 430100; 2)中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 北京 100037

江陵凹陷古近系沙市組含膏鹽巖系沉積特征研究

沈均均1), 陳 波1)*, 王春連2), 宋換新1), 周曉峰1), 周 林1)

1)長江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心, 湖北武漢 430100; 2)中國地質(zhì)科學(xué)院礦產(chǎn)資源研究所, 國土資源部成礦作用與資源評價重點實驗室, 北京 100037

研究發(fā)現(xiàn), 在江陵凹陷中南部梅槐橋向斜帶內(nèi)沙市組發(fā)育兩套膏鹽巖層。通過對鉆井、巖心、地震資料的分析, 明確了膏鹽巖的巖性、電性及地震響應(yīng)特征: 巖性變化主要為由湖盆中心至邊緣膏鹽類礦物的含量越來越低而陸源碎屑物質(zhì)含量越來越高; 電性特征表現(xiàn)為低伽馬、低密度、高電阻、中子趨于0、擴徑明顯; 在地震剖面上表現(xiàn)為強振幅、低頻率的反射特征。結(jié)合研究區(qū)古氣候和古構(gòu)造背景, 對沙市組兩套膏鹽巖的沉積特征進行分析, 結(jié)果表明, 兩套膏鹽巖在凹陷內(nèi)的分布差異巨大且沉積中心具有向南遷移的趨勢, 物源、古地貌和湖平面變化三種因素的綜合作用是造成這種差異的主要原因。最后總結(jié)出研究區(qū)沙市組所沉積的膏鹽巖是一種“非勻稱補給”的成鹽模式, 主要形成于湖盆基準面下降晚期淺水蒸發(fā)沉積環(huán)境中。

江陵凹陷; 沙市組; 膏鹽巖; 沉積特征; 成鹽模式

江陵凹陷位于中揚子地臺江漢盆地西南部, 是盆地內(nèi)最大的次一級構(gòu)造單元, 面積6500 km2, 是在侏羅紀末期燕山變形褶皺基底上形成的晚白堊—下第三系斷陷湖盆。凹陷的發(fā)展經(jīng)歷了早期的伸展斷陷階段、中期走滑拉張階段、后期的擠壓抬升剝蝕階段。凹陷的東界為清水口斷層, 西為問安寺斷層, 南為公安松滋斷層, 北為紀山寺斷層, 它們共同控制著凹陷的形成和發(fā)展(楊長清等, 2003; 張永生等, 2005; 盧明國等, 2007; 劉俊等, 2008), 以萬城斷層為界, 凹陷現(xiàn)今的構(gòu)造格局表現(xiàn)為“東西分塊、南北分帶”的特點(圖1)。研究區(qū)沙市組由底至頂可劃分為四段, 分別為沙四段、沙三段、沙二段、沙一段, 兩套膏鹽巖分別位于沙四段和沙一段。近年來, 公開發(fā)表了眾多關(guān)于江陵凹陷沙市組區(qū)域構(gòu)造、膏鹽巖沉積古環(huán)境、鹽韻律特征及構(gòu)造形態(tài)方面的文獻(劉成林, 2013; 劉成林等, 2013a, b; 王春連等, 2012, 2013a, b; 張永生等, 2005; 尤英等, 2013), 但在這些文獻中均未見有對沙市組膏鹽巖沉積背景、沉積體系展布、成因及成鹽模式方面的相關(guān)報道。針對以上問題, 運用井震結(jié)合的研究方法, 從宏觀上對沙市組含膏鹽巖系沉積特征進行了研究, 明確了兩套膏鹽巖的時空分布規(guī)律、發(fā)育的主控因素、成因及成鹽模式, 這對研究中國南方相似構(gòu)造背景下的陸相第三紀斷陷湖盆中膏鹽巖的發(fā)育及分布規(guī)律具有重要的指導(dǎo)意義。

1 膏鹽巖地層的發(fā)育特征

通過對研究區(qū)鉆井、地震、取心資料的詳細分析, 歸納出了研究區(qū)沙市組巖性特征、膏鹽巖的測井識別標準及其地震響應(yīng)特征。

1.1 巖性特征

在對研究區(qū) 30口含膏鹽巖井及 3口取心井的巖心資料仔細分析后, 認為沙市組地層主要具有以下四個方面的特征:

(1)從沙四段至沙一段膏鹽巖的含量逐漸降低,而砂泥巖的比重逐漸增大, 從底至頂整體表現(xiàn)出從鹽巖→鈣芒硝巖→膏巖→砂泥巖→膏巖→鹽巖這樣一個由淡化-咸化的變化規(guī)律(圖2)。

(2)研究區(qū)陸源碎屑沉積物粒度較細, 主要為雜色、棕紅色泥巖夾薄層的粉砂巖, 未見有礫質(zhì)沉積物(圖 2), 粗砂巖和中砂巖僅在靠近凹陷北部邊界的拾橋單斜帶內(nèi)可見(G2井), 泥巖內(nèi)部一般發(fā)育塊狀層理。主要出現(xiàn)的層位為沙二段、沙一段底部。

(3)膏鹽巖在沙市組地層中存在以下三種發(fā)育形式: ①鹽巖層: 為純的石鹽, 顏色以淺褐灰色-灰白色為主, 顏色不均, 成色調(diào)韻律層(圖 3A), 少部分由于外來物源的影響, 使鐵質(zhì)混入其中而表現(xiàn)為黃褐色(圖 3B)。鹽巖晶體有一定的透明度, 具有玻璃光澤, 為巨晶級、他形, 一般夾有棕色、棕紅色的泥巖。②膏巖-泥巖薄互層: 常表現(xiàn)為深灰色、灰黑色泥巖與灰白色泥膏巖、膏巖互層。石膏晶體多呈針狀或雪花狀, 易破碎, 部分由于擠壓蠕動變形,呈竹葉狀順層分布于泥巖中(圖3C)。泥巖與石膏呈漸變接觸, 這種類型在本區(qū)主要發(fā)育于沙三段與沙二段中下部。③鹽巖充填于砂泥巖裂縫中: 砂泥巖性脆, 在構(gòu)造應(yīng)力下易發(fā)生破碎形成裂縫, 鹽巖在高溫高壓下易發(fā)生“鹽流動”, 從而充注于裂縫空隙中重結(jié)晶(圖3D)。這種類型在研究區(qū)較為少見。

圖1 江陵凹陷工區(qū)位置圖及構(gòu)造單元劃分Fig. 1 Location of Jiangling Depression and division of tectonic units

圖2 Fu2井沙市組地層綜合柱狀圖Fig. 2 Composite stratigraphic columnar section of Shashi Formation in well Fu 2

圖3 江陵凹陷沙市組蒸發(fā)巖巖性特征Fig. 3 Lithologic characteristics of evaporation salt minerals of Shashi Formation in Jiangling Depression

(4)碳酸鹽巖在研究區(qū)不發(fā)育: 鹽湖盆地中, 一個完整的蒸發(fā)序列包括碎屑巖→碳酸鹽巖→硫酸鹽巖→鹽巖(劉成林等, 2013; 邢萬里等, 2013)。在對研究區(qū) 200余口探井資料研究后發(fā)現(xiàn), 碳酸鹽巖沉積序列并不發(fā)育, 其分布也具有一定局限性, 并非在典型的鹽湖盆地中, 各類析出順序不同的蒸發(fā)巖圍繞湖盆呈“環(huán)帶狀分布”的模式, 僅在凹陷西南緣公安單斜帶內(nèi)的 Lu13井沙市組底部發(fā)現(xiàn)有較厚的泥質(zhì)灰?guī)r與灰?guī)r互層沉積, 累計厚度達 110 m;公開發(fā)表的文獻中, 也只是報道了在凹陷南部邊緣的B103井沙市組地層中發(fā)育有碳酸鹽巖沉積(王春連等, 2012, 2013a, b), 并未見有報道在凹陷中北部發(fā)現(xiàn)碳酸鹽巖的相關(guān)文獻。湖相碳酸鹽巖形成條件較為復(fù)雜, 一般發(fā)育于構(gòu)造活動相對穩(wěn)定階段, 物源所影響不到的地區(qū)(潘立銀等, 2009; 夏青松等, 2003), 其沉積水體較淺, 要有一定的封閉性和鹽度(鄧運華等, 1990, 1991; 唐鑫萍等, 2012)。江陵凹陷北部為主要的物源區(qū), 以陸源碎屑沉積為主, 而南部則是膏鹽巖的匯聚區(qū), 因此只有在凹陷南部遠離物源地勢低洼的淺水封閉區(qū)域, 才有可能沉積一定厚度的碳酸鹽巖。通過上述分析, 也可以推測, 江陵凹陷南部可能沒有物源或物源量很小, 不是主要的物源方向。

1.2 電性特征

通過對測井與巖心資料的綜合分析, 建立了研究區(qū)主要膏鹽巖類型的測井識別標準:

(1)膏質(zhì)鹽巖: 自然伽馬值極低(在研究區(qū)所有巖性中為最低), 一般在25~35 API; 電阻率為高阻;密度值低(研究區(qū)膏鹽類礦物中最低), 一般為2.1~2.3 g/cm3; 聲波時差一般在 180~235 μs/m; 中子曲線趨于 0(圖 2); 由于鹽巖易溶于水, 因此在水基泥漿下擴徑明顯。

(2)泥膏巖: 自然伽馬低值, 一般在30~45 API;電阻率為高阻; 密度值在研究區(qū)已發(fā)現(xiàn)的膏鹽類礦物中最高, 為 2.7~2.9 g/cm3; 聲波時差一般在185~200 μs/m; 中子曲線趨于 0; 由于膏巖不易溶于水, 水基泥漿下井徑曲線正常。

研究區(qū)所發(fā)育的這兩類主要的蒸發(fā)巖, 在進行測井解釋時, 通過以上測井組合序列能很容易識別出來, 而區(qū)分這兩類巖性, 主要是根據(jù)密度和井徑曲線的差別。

1.3 地震響應(yīng)特征

鹽巖密度低, 地震波傳播速度快。由于其特殊的沉積環(huán)境, 一般不與砂巖直接接觸, 而是與泥巖互層, 因此可以形成很高的波阻抗差, 形成強反射界面(楊長清, 2004; 胡炳煊等, 1984)。在地震剖面上一般表現(xiàn)為強振幅, 低頻率的反射特征(謝泰俊等, 1983; 屈紅軍等, 2003; 余一欣等, 2011)。而在凹陷內(nèi)部遠離物源的沉積中心(沙市構(gòu)造、資福寺洼陷、彌陀寺洼陷), 由于鹽巖層上覆沉積地層厚度大,在鹽巖層易形成較高的溫度和壓力, 高溫高壓下鹽巖易塑性變形, 發(fā)生“鹽流動”, 在地震剖面上表現(xiàn)出不連續(xù)-雜亂反射的特征。通過以上膏鹽巖的地震響應(yīng)特征并結(jié)合鉆井資料, 在研究區(qū)共識別出了三種鹽構(gòu)造樣式:

(1)鹽斷鼻: 鹽巖由于“鹽流動”, 沿著斷裂一側(cè)上拱形成鹽核, 核部地層厚度明顯加厚, 內(nèi)部成層性差, 地震剖面上表現(xiàn)為不連續(xù)-雜亂反射特征。此種構(gòu)造類型在研究區(qū)的發(fā)育規(guī)模和隆升幅度較小(圖4A), 主要出現(xiàn)于南崗構(gòu)造帶。

(2)鹽枕: 地震剖面上呈底平頂凸的丘形。沙市組中上段、新溝咀組、荊沙組地層向上隆升, 呈較為對稱的背斜形態(tài); 沙市組中下段呈雜亂反射特征,地層厚度較兩翼有較為明顯的增加。已有少數(shù)井鉆至鹽核頂部(H2井等), 證實為沙市組下部地層(圖4B)。主要出現(xiàn)于李家臺、沙市構(gòu)造帶。

(3)鹽背斜: 背斜下部的核體為鹽體, 其形態(tài)控制了鹽上層的形態(tài)。地震剖面上, 鹽核部隆起幅度較大, 一般錯斷了頂部地層, 但斷層沒有伸入鹽核內(nèi)部, 與兩翼地層厚度差異也非常明顯(圖 4C)。主要出現(xiàn)于荊州背斜帶。

2 沙市組含鹽巖系沉積特征

通過對江陵凹陷古近系沙市組層序地層的劃分與對比以及沉積特征的研究, 認為沙市組沉積期主要經(jīng)歷了兩次大的沉積旋回: 沙下段沉積期(沙四段和沙三段)和沙上段沉積期(沙二段和沙一段),每一次旋回均代表了一次水體由淡化到咸化的變化過程, 與盆地內(nèi)其他凹陷相比有一個明顯的區(qū)別就是在兩次旋回的末期均沉積了一套膏鹽巖。

圖4 江陵凹陷沙市組含鹽巖系地層地震反射特征Fig. 4 Seismic reflection characteristics of Shashi Formation gypsum-salt rocks in Jiangling Depression

2.1 縱向上鹽韻律類型及其變化特征

由于沉積環(huán)境變化快, 加之成鹽期構(gòu)造活動性的差異, 不同地區(qū)陸相含鹽層系或?qū)有蚪Y(jié)構(gòu)和成鹽作用各有不同(張永生等, 2005)。為了深入了解研究區(qū)不同構(gòu)造部位蒸發(fā)巖的析出特點及變化規(guī)律, 筆者對研究區(qū) 30多口含有蒸發(fā)巖的測井巖性剖面進行了細致的研究, 在研究區(qū)一共識別出了 5種類型的Ⅲ級鹽韻律(單個韻律層一般在幾米到幾十米),認為其具有以下規(guī)律:

圖5 江陵凹陷沙市組Ⅲ級鹽韻律類型Fig. 5 III salt rhythm of Shashi Formation in Jiangling Depression

(1)受湖平面快速、頻繁變化的影響, 縱向上組成鹽韻律的蒸發(fā)巖類型較為單一。通過對巖性、測井剖面的細致研究, 研究區(qū)所識別的五種鹽韻律類型中, 每種鹽韻律一般僅由2~4種礦物組成(圖5)。A類由兩種鹽韻素組成, 成鹽序列從泥膏巖快速淡化為泥巖, 再從泥巖快速咸化為泥膏巖, 在本區(qū)較為常見, 主要出現(xiàn)于洼陷的邊緣; B類較 A類蒸發(fā)強度稍有增強, 出現(xiàn)純膏巖層且厚度較大, 從泥巖直接過渡至泥膏巖再過渡至膏巖, 主要出現(xiàn)于洼陷中心向洼陷邊緣的過渡區(qū)域; C類從泥巖直接過渡至鈣芒硝巖; D類蒸發(fā)強度較大, 出現(xiàn)膏鹽巖層, 從泥膏巖直接過渡為膏質(zhì)鹽巖; E類較D類成鹽期更為短暫, 蒸發(fā)強度更大, 從泥巖直接過渡為膏質(zhì)鹽巖, 后三類主要出現(xiàn)于洼陷中心。上述五種類型的鹽韻律表明沙市組沉積期, 湖水蒸發(fā)強度大, 湖平面的變化快速而頻繁, 成鹽期和淡化期時間非常短暫, 導(dǎo)致其在淡化和成鹽過程中缺失大量過渡類型的蒸發(fā)巖。

(2)同一凹陷中, 在不同地區(qū), 鹽韻律類型差異很大。一般來說, 洼陷的中心地勢較低, 為有利于蒸發(fā)巖的匯聚區(qū)域, 湖水的鹽度高, 主要沉積蒸發(fā)析出序列靠后的蒸發(fā)巖; 洼陷的邊緣地勢相對較高,不利于蒸發(fā)巖的匯聚, 湖水鹽度相對較低, 主要沉積蒸發(fā)析出序列比較靠前的蒸發(fā)巖, 從洼陷的中心至邊緣, 其鹽韻律類型表現(xiàn)出從 D(E)→C→B→A的變化規(guī)律, 即膏鹽巖的含量相對降低, 而泥巖、含膏泥巖及膏泥巖含量相對增加。

2.2 橫向上含膏鹽巖系的變化特征

通過對南北向連井沉積對比剖面的分析, 并結(jié)合鹽韻律類型在橫向上的變化規(guī)律, 認為江陵凹陷沙市組含膏鹽巖系與陸源碎屑砂巖呈明顯的“互為消長”的關(guān)系。由于膏鹽巖與砂巖的沉積方式不同,導(dǎo)致二者在湖盆中所發(fā)育的區(qū)域有所不同。砂巖屬于機械沉積, 主要出現(xiàn)于湖盆邊緣; 膏鹽巖屬于化學(xué)沉積, 一般出現(xiàn)于湖盆沉積的沉降中心。雖然兩者的沉積方式及出現(xiàn)區(qū)域有所不同, 但通過層序地層理論進行的地層劃分及沉積對比結(jié)果顯示, 兩者表現(xiàn)為“同期異相”, 且兩者不能直接接觸, 呈“此消彼長”的關(guān)系(杜海峰等, 2007, 2008; 胥菊珍等, 2003; 柳保軍等, 2004), 即砂巖的發(fā)育會抑制膏鹽巖的沉積, 反之則有利于膏鹽巖的沉積(圖6)。

圖6 G2井-Fu2井-H2井-AD1井沙市組連井沉積對比圖Fig. 6 Well correlation diagram between well G2, well Fu 2, well H 2 and well AD 1

2.3 平面上含膏鹽巖系的分布特征

江陵凹陷沙市組沉積期, 膏鹽巖的分布十分廣泛, 主要集中于凹陷內(nèi)受物源影響較小的次一級洼陷中, 如梅槐橋洼陷、資福寺洼陷。從湖盆的中心至邊緣, 膏鹽巖含量減少而碎屑巖含量增加(徐磊等, 2008)。隨著構(gòu)造背景的轉(zhuǎn)變及湖盆的演化, 不同時期膏鹽巖的沉積中心及沉積規(guī)模有所不同。在膏鹽巖集中發(fā)育的區(qū)域內(nèi), 其下伏地層中物性較好的碎屑巖即有可能儲集豐富的富鉀鹵水。

沙四段沉積期, 砂巖分布范圍較小, 主要出現(xiàn)在拾橋單斜帶北部 G2井附近; 碳酸鹽巖的分布較為局限, 僅出現(xiàn)于凹陷南部公安單斜帶內(nèi), 呈條帶狀沿公安斷層分布; 膏鹽巖分布則十分廣泛且沉積厚度巨大, 集中分布于凹陷中部荊州背斜帶與梅槐橋向斜帶內(nèi)(圖 7), 這一時期鹽湖發(fā)育處于鼎盛期,其沉積中心位于荊州背斜帶內(nèi)Fu2井附近, 膏鹽巖的厚度達700 m(地震剖面上讀取)。

圖7 江陵凹陷沙市組沙四期沉積相平面分布圖Fig. 7 Sedimentary facies map of the fourth member of Shashi Formation in Jiangling Depression

圖8 江陵凹陷沙市組沙一期沉積相平面分布圖Fig. 8 Sedimentary facies map of the first member of Shashi Formation in Jiangling Depression

進入沙一段沉積期, 砂巖沉積范圍明顯擴大,北部的南荊水系向南推進至 L2-L26-L61-S18井一線附近; 西部的枝江水系向東推進至ES21-ES20-ES10-Lu1井一線附近, 膏鹽巖的沉積中心則向南遷移至資福寺洼陷內(nèi)的H2井附近(圖6, 8), 累計厚度僅91 m。由于陸源碎屑供應(yīng)量的加帶內(nèi)則以泥巖、膏泥巖夾泥膏巖、粉砂巖沉積為主。

3 研究區(qū)膏鹽巖的成因及其成鹽模式

3.1 沙市組膏鹽巖地層的成因

通過查閱相關(guān)文獻, 發(fā)現(xiàn)關(guān)于江陵凹陷沙市組膏鹽巖的成因, 前人研究中基本未涉及。依據(jù)現(xiàn)有資料, 本文嘗試從沙市組含膏鹽巖系沉積特征入手,探討研究區(qū)膏鹽巖成因, 認為江陵凹陷沙市組膏鹽巖為“深盆淺水”成因, 其證據(jù)有四。

(1)膏鹽巖只出現(xiàn)在凹陷中南部的沉積中心, 與凹陷北部所沉積的陸源碎屑物質(zhì)呈一種漸變的接觸關(guān)系。若是“深水成鹽”成因, 依據(jù)“分層鹵水”理論(金強等, 1985), 不能解釋膏鹽巖在凹陷內(nèi)分布的局限性, 因為由于擴散作用的存在, 全凹陷都應(yīng)有鹽類礦物的存在(紀友亮等, 2005), 不可能存在凹陷南、北沉積特征如此之大的差異。

(2)通過巖心的觀察發(fā)現(xiàn), 部分鹽巖和膏巖顏色為黃褐色, 這主要是由于氧化的鐵離子混入引起的,而高價氧化的鐵離子是判斷淺水氧化沉積環(huán)境的重要標志(圖3B)。

(3)通過對鉆井資料研究發(fā)現(xiàn), 在膏鹽巖集中發(fā)育、沉積較為連續(xù)的層段夾有薄層的紫色, 雜色,棕紅色的泥巖、膏泥巖和粉砂巖(圖2), 即紅層, 主要形成于干旱氧化的淺水沉積環(huán)境中。

(4)湖平面頻繁的變化使得在凹陷內(nèi)沉積中心(也是鹽巖沉積較厚區(qū)域), 沙市組含膏鹽巖系巖性特征表現(xiàn)為深湖相暗色泥巖夾膏鹽巖, 暗色泥巖內(nèi)部塊狀層理發(fā)育, 為湖侵晚期深水沉積; 膏鹽巖則主要發(fā)育于湖盆基準面下降晚期和上升早期的淺水沉積環(huán)境中。

3.2 研究區(qū)成鹽模式

江陵凹陷沙市組沉積期, 主要接受來自凹陷北部南荊水系和西部枝江水系的物源補給, 南部和東部無陸源碎屑的注入, 為一種“非勻稱補給”的成鹽模式, 膏鹽巖主要沉積在淡水補給三角洲相對彼岸的淺湖相內(nèi)(蘇顯烈等, 1990), 其在平面上的分布受古地貌、物源及湖平面變化三種因素的綜合控制。

沙四段沉積期, 湖盆處于斷陷擴張期, 斷層活動強烈, 地形高差大, 梅槐橋與資福寺洼陷逐漸形成(楊長清, 2005), 北部和西部的補給水系穩(wěn)定, 向湖盆提供了大量的膏鹽類礦物。由于氣候干旱, 使湖水不斷蒸發(fā)濃縮, 在同沉積斷層控制的深洼內(nèi)沉積了巨厚的膏鹽巖。從湖盆中心到邊緣, 各類蒸發(fā)巖環(huán)帶狀分布不明顯, 主要表現(xiàn)為碳酸鹽巖的分布具有局限性, 僅發(fā)育于凹陷南部邊緣的斜坡帶上(圖9)。這一時期, 膏鹽巖沉積的厚度和分布范圍最大, 為鹽湖發(fā)育的鼎盛期。

圖9 江陵凹陷沙市組膏鹽巖沉積模式圖Fig. 9 Sedimentary model of Shashi Formation salt rock in Jiangling Depression

進入沙一段沉積期, 氣候轉(zhuǎn)暖, 蒸發(fā)強度減弱,北部和西部的物源補給量增強, 湖面逐漸下降, 湖盆范圍縮小, 湖水鹽度降低, 斷層活動減弱, 地形平緩, 沉積厚度相對穩(wěn)定, 總體具有坳陷型沉積特征(楊長清, 2005)。由于構(gòu)造背景的轉(zhuǎn)變及北部和西部物源向湖盆中心的推進, 膏鹽巖的沉積厚度和分布范圍明顯減少, 只有在凹陷南部遠離物源的地勢相對低洼處, 才能匯聚一定濃度的鹵水, 在一定時期沉積厚度不大的膏鹽巖(圖9)。這一時期, 鹽湖開始逐漸消亡。

4 結(jié)論

(1)江陵凹陷古近系沙市組發(fā)育兩套膏鹽巖層,縱向上沙市組地層整體表現(xiàn)出鹽巖→鈣芒硝巖→膏巖→砂泥巖→膏巖→鹽巖這樣一個由淡化-咸化的變化規(guī)律, 兩套膏鹽巖層分別形成于沙市組沉積的早期和末期。

(2)膏鹽巖的沉積主要受古地貌、物源和湖平面升降三種因素的綜合控制。沙四段沉積期, 鹽湖處于鼎盛期, 地形差異大, 物源補給穩(wěn)定, 所沉積的膏鹽巖層規(guī)模較大; 沙一段沉積期, 鹽湖處于消亡期, 地形較為平緩, 物源補給量增大, 所沉積的膏鹽巖層的規(guī)模明顯減小。

(3)研究區(qū)膏鹽巖為一種“深盆淺水”成因下的“非勻稱補給”的成鹽模式。沙市組沉積期, 凹陷主要接受北部和西部陸源碎屑的補給, 而東部和南部無物源的注入, 正是這種淺水成因下的不對稱的補給模式, 使得凹陷內(nèi)蒸發(fā)巖的分布具有局限性,南北沉積特征差異巨大。

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Sedimentary Characteristics of Gypsum-salt Rocks in Palaeogene Shashi Formation of Jiangling Depression

SHEN Jun-jun1), CHEN Bo1)*, WANG Chun-lian2), SONG Huan-xin1),
ZHOU Xiao-feng1), ZHOU Lin1)
1) Hubei Cooperative Innovation Center of Uncoventional Oil and Gas, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100; 2) MLR Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment, Institute of Mineral Resources, Chinese Academy of Geological Sciences, Beijing 100037

Located in southern central Jianghan Basin, the Shashi Formation of Jiangling Depression is composed of two sets of gypsum-salt rocks. Based on an analysis of drilling, seismic and core data, the authors sum up lithology, electrical properties and seismic response characteristics of the gypsum-salt rock. Main lithologic changes find expression in the reduction of saline minerals and the increase of terrigenous detritus content from bottom to top; electrical character is characterized by low gamma, low density, high resistivity, zero neutron and expanding caliper; there exist high amplitude, low-frequency reflection characteristics on seismic section. In combination with the paleoclimate and ancient tectonic background of the study area, the authors made an analysis of sedimentary characteristics of gypsum-salt rocks in Shashi Formation and reached the conclusion that the distribution of gypsum-salt rocks in the depression is mainly affected such comprehensive factors as material sources, ancient landscapes and lake level changes. Based on the above study, the authors hold that the salt rock deposition model of Shashi Formation is a “non-symmetrical supply” salt-formation model, mainly formed in a shallow water evaporation sedimentary environment in the late falling period of the lake basin datum level.

Jiangling Depression; Shashi Formation; gypsum-salt rock; sedimentary characteristics; salt-formation model

P534.62; P588.24

A

10.3975/cagsb.2014.04.04

本文由國家“973”計劃項目(編號: 2011CB403000)和中國地質(zhì)調(diào)查局計劃項目(編號: 1212010011808)聯(lián)合資助。

2013-12-15; 改回日期: 2014-02-26。責(zé)任編輯: 閆立娟。

沈均均, 男, 1983年生。博士研究生。主要從事沉積、儲層及非常規(guī)油氣資源評價方面的研究。E-mail: shenhema@163.com。

*通迅作者: 陳波, 男, 1967年生。教授, 博士生導(dǎo)師。主要從事沉積層序、儲層及非常規(guī)油氣資源評價方面的研究。

E-mail: chpo@yantzeu.edu.cn。