楊 雨, 鐘 原, 李林娟

(1.中國(guó)石油西南油氣田分公司，成都 610051; 2.西南油氣田勘探開發(fā)研究院，成都 610041)

1 地質(zhì)概況

中-晚二疊世受盆地多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)(尤其是勉略洋打開及峨眉地裂運(yùn)動(dòng))影響，揚(yáng)子板塊北緣開始發(fā)育裂陷群，川東地區(qū)在拉張應(yīng)力[8-10]的作用下，開江—梁平海槽逐漸形成。海槽從中二疊世晚期開始發(fā)育，于晚二疊世長(zhǎng)興期勉略洋持續(xù)擴(kuò)張和NW向基底斷裂活動(dòng)的斷陷期規(guī)模達(dá)到最大，最終在早三疊世飛仙關(guān)期勉略洋閉合階段逐漸消亡[11]。其在長(zhǎng)興早期為緩坡沉積，而長(zhǎng)興中晚期演化為鑲邊臺(tái)地沉積環(huán)境，該時(shí)期臺(tái)緣生物礁及生屑灘沿海槽鑲邊分布[12-14](圖1)。飛仙關(guān)早期為鮞粒灘主要發(fā)育時(shí)期，中晚期海槽由于“填平補(bǔ)齊”逐漸演變?yōu)榫窒夼_(tái)地環(huán)境，以發(fā)育潮坪、潟湖為特征[15-16]。

2 礁灘組合樣式及分布規(guī)律

基于環(huán)開江—梁平海槽周緣礁灘代表區(qū)塊(龍崗、HLC、WBT)鉆井、錄井、測(cè)井資料，在單井沉積相劃分的基礎(chǔ)上進(jìn)行連井沉積相對(duì)比，梳理出長(zhǎng)興組、飛仙關(guān)組不同的礁灘疊置組合類型，進(jìn)一步總結(jié)不同組合類型與臺(tái)緣形態(tài)的關(guān)系，同時(shí)明確其平面分布特征。

2.1 陡緣礁灘加積疊置型組合

從長(zhǎng)興期沉積格局(圖1)可知，長(zhǎng)興期海槽西側(cè)的龍崗及東側(cè)的普光地區(qū)總體上具有較陡的臺(tái)地前緣斜坡。以龍崗地區(qū)為例，通過(guò)自臺(tái)地向海槽方向的沉積相連井對(duì)比剖面可觀察到沉積初期地貌差異促使長(zhǎng)興組生物礁形成較早，生物礁的生長(zhǎng)進(jìn)一步加劇了地貌差異，并在此基礎(chǔ)上繼續(xù)成礁，促進(jìn)臺(tái)緣障壁的形成，這一過(guò)程持續(xù)到長(zhǎng)興末期，最終形成了從長(zhǎng)興組沉積初期開始向上連續(xù)發(fā)育的多個(gè)生物礁旋回，臺(tái)緣地區(qū)長(zhǎng)興組累計(jì)厚度最大，并形成較陡的臺(tái)地邊緣斜坡(圖2)。

圖1 開江—梁平海槽區(qū)域位置及長(zhǎng)興期沉積格局圖Fig.1 Location of Kaijiang-Liangping trough and sedimentary pattern in the Changxing Formation period (據(jù)王興志等[11]、徐安娜等[12]、魏國(guó)齊等[13]，有修改)

長(zhǎng)興組每一期生物礁的頂部往往在海平面下降階段形成生屑灘，并發(fā)生強(qiáng)烈白云石化作用。長(zhǎng)興期結(jié)束后，由于生物礁發(fā)育區(qū)地貌位置較高，又為飛仙關(guān)組早期的淺水鮞粒灘發(fā)育創(chuàng)造了條件。在較陡的臺(tái)地邊緣，長(zhǎng)興組礁灘垂向上疊置了飛仙關(guān)組鮞灘，這種礁灘組合類型稱為陡緣加積疊置型(圖2)。

圖2 陡緣加積疊置型礁灘組合實(shí)例Fig.2 An example of steep-edge accretion overlapped reef-shoal combination(位置見圖1中的 A-A’剖面)

2.2 次陡緣礁后灘疊置型組合

以開江—梁平海槽東側(cè)HLC地區(qū)為典型代表，該區(qū)域長(zhǎng)興期臺(tái)緣坡度相對(duì)較緩，其生物礁累計(jì)厚度偏小，但礁體橫向?qū)挾认鄬?duì)較大。礁體向上逐漸演變?yōu)樾逼颅h(huán)境，未見飛仙關(guān)組早期鮞灘加積疊置。鮞灘開始出現(xiàn)的位置位于礁體上方靠臺(tái)內(nèi)一側(cè)的Du2井，相當(dāng)于“礁后”環(huán)境，這種礁灘組合類型即為次陡緣礁后灘疊置型(圖3)。

圖3 次陡緣礁后灘疊置型組合實(shí)例Fig.3 An example of sub-steep-edge post-reef-shoal overlapped combination (位置見圖1中的 B-B’剖面)

2.3 緩緣單礁型組合

海槽東南側(cè)WBT地區(qū)長(zhǎng)興期臺(tái)緣斜坡的坡度十分平緩，自臺(tái)地向斜坡、海槽方向的沉積相連井對(duì)比剖面上可明顯看到上二疊統(tǒng)厚度逐漸變薄，TD67、TD11井發(fā)育生物礁，但其地層厚度相對(duì)臺(tái)地一側(cè)較薄，這與陡緣型鑲邊臺(tái)地有明顯區(qū)別；并且在生物礁上方逐漸變?yōu)樾逼碌湍艹练e，這一特征一直持續(xù)到飛仙關(guān)組沉積初期，未見鮞粒灘發(fā)育，縱向上自下至上為生物礁-斜坡沉積，這種組合稱之為緩緣單礁型(圖4)。

圖4 緩緣單礁型組合實(shí)例Fig.4 An example of gentle-edge single reef combination(位置見圖1中的 C-C’剖面)

平面上，海槽西側(cè)陡緣礁灘加積疊置型組合以長(zhǎng)興組臺(tái)緣礁灘帶為軸線，飛仙關(guān)組鮞灘范圍向其兩側(cè)近乎均勻展布或略向臺(tái)內(nèi)一側(cè)偏移(圖5)；次陡緣礁后灘疊置型組合鮞灘在平面上分布于海槽東側(cè)長(zhǎng)興組礁灘帶東北方向的向臺(tái)地內(nèi)部一側(cè)，而向海槽一側(cè)幾乎未見鮞灘發(fā)育(圖5)；緩緣單礁型組合平面上僅見長(zhǎng)興組礁灘帶，周緣基本不發(fā)育飛仙關(guān)組鮞粒灘(圖5)。

圖5 礁灘平面分布特征及代表區(qū)域典型縱向組合模式Fig.5 Reef-shoal plane distribution characteristics and typical longitudinal combination model of representative regions

3 礁灘組合主控因素與成因模式

對(duì)于碳酸鹽巖礁灘而言，其發(fā)育程度以及規(guī)模大小主要受沉積期地貌、水動(dòng)力強(qiáng)度、碳酸鹽沉積及生物供應(yīng)速率等條件共同控制，而決定上述多種條件的因素主要包括構(gòu)造活動(dòng)與海平面變化，這兩大因素決定了礁灘組合形成過(guò)程具有的差異性[17-19]。

將不同車速下各個(gè)位置空氣彈簧內(nèi)壓的最大值與最小值列于表2，并計(jì)算出每種工況下空氣彈簧內(nèi)壓的最大波動(dòng)。由表2中的計(jì)算結(jié)果可知，交會(huì)車速越高，空氣彈簧的內(nèi)壓波動(dòng)越大，當(dāng)兩列動(dòng)車組以450 km/h的車速交會(huì)時(shí)，空氣彈簧的內(nèi)壓波動(dòng)可以達(dá)到30.73%。而空氣彈簧的內(nèi)部壓力會(huì)直接影響空氣彈簧的動(dòng)態(tài)特性[5-6]，因此需要基于空氣彈簧的氣動(dòng)響應(yīng)深入分析動(dòng)車組在交會(huì)時(shí)的整車動(dòng)力學(xué)特性，并對(duì)其運(yùn)行安全性進(jìn)行評(píng)判。

3.1 構(gòu)造活動(dòng)及海平面變化控制了礁灘組合分布

3.1.1 基底斷裂控制了臺(tái)緣地貌變化

基底斷裂的活動(dòng)是導(dǎo)致開江—梁平裂陷海槽形成的主要原因[20]。中二疊世—早三疊世，由于特提斯洋北帶勉略洋打開，使揚(yáng)子板塊西部邊緣發(fā)生了洋殼擴(kuò)張，開江—梁平海槽就是在這種應(yīng)力背景下形成于揚(yáng)子板塊北部被動(dòng)大陸邊緣的裂陷海槽，海槽的形成與四川盆地北西向基底斷裂的活動(dòng)密切相關(guān)。

根據(jù)基底斷裂分布的相關(guān)資料，開江—梁平海槽內(nèi)部的16號(hào)基底斷裂與海槽斜交，在鐵山至梁平地區(qū)更靠近開江—梁平海槽西側(cè)?；讛嗔牙瓘埶纬傻耐练e作用很可能控制著開江—梁平海槽以及周緣地貌形態(tài)。基底斷裂與海槽的斜交關(guān)系反映了斷層拉張過(guò)程受力不均，基底斷層在海槽中部至西北部基本是近垂直的高角度正斷層，而在海槽東南部斷層面發(fā)生扭轉(zhuǎn)，斷面角度變緩，呈北東傾向。這種斷層形態(tài)特征對(duì)開江—梁平海槽的拉伸形態(tài)起到了控制作用，造成了在海槽中部至西北部東西兩側(cè)拉張沉降基本一致，形態(tài)基本對(duì)稱；而在海槽的東南部，則存在非對(duì)稱拉張現(xiàn)象，海槽西側(cè)靠近基底斷層，同沉積拉張沉陷作用使其具有比海槽東側(cè)更陡的臺(tái)緣沉積地貌。

因此，受基底斷裂控制導(dǎo)致在海槽兩側(cè)不同地區(qū)形成陡緩程度不同的臺(tái)緣沉積地貌，這為后期生物礁灘的生長(zhǎng)奠定了基礎(chǔ)；而生物礁灘的進(jìn)一步生長(zhǎng)反過(guò)來(lái)又加劇臺(tái)緣地貌的分異，進(jìn)而控制后期飛仙關(guān)組鮞灘的形成，最終在縱向及平面上形成不同的礁灘組合類型和分布特征。

3.1.2 海平面控制了礁灘生長(zhǎng)速率

揚(yáng)子地區(qū)長(zhǎng)期海平面變化曲線揭示在長(zhǎng)興期海平面持續(xù)上升，長(zhǎng)興晚期海平面達(dá)到僅次于早三疊世的高峰, 至長(zhǎng)興末期才開始海退[21]。當(dāng)生物礁生長(zhǎng)速率與海平面上升速率匹配良好時(shí)，有利于生物礁發(fā)育。若礁體生長(zhǎng)速率大于海平面上升速率，即相對(duì)海平面下降，生物礁則容易發(fā)生頻繁暴露而導(dǎo)致“干死”，形成海侵并進(jìn)型生物礁；反之，礁體生長(zhǎng)速率小于海平面上升速率時(shí)，相對(duì)海平面上升，當(dāng)達(dá)到不適于生物生長(zhǎng)發(fā)育的水體深度后，礁體將被“淹死”，即停止生長(zhǎng)，形成海侵追補(bǔ)型生物礁。對(duì)于局部地區(qū)，由于沉積地貌的相對(duì)高低和相對(duì)海平面的動(dòng)態(tài)變化，將導(dǎo)致同一區(qū)域不同時(shí)期水體能量及沉積特征的不同，最終導(dǎo)致縱向上及平面上礁灘及相帶組合分布出現(xiàn)差異。

3.2 多類型礁灘組合成因模式分析

3.2.1 陡臺(tái)緣礁灘組合成因模式

長(zhǎng)興組沉積初期，由于海平面逐漸上升及基底斷裂的活動(dòng)，可能在海槽西側(cè)微古地貌高地及高角度同沉積斷裂上升盤附近淺水區(qū)域開始發(fā)育生物礁，下降盤地貌較低且水體較深，為斜坡及盆地環(huán)境；隨著海平面的不斷上升，生物礁以極快的速率在垂向上生長(zhǎng)加厚，同時(shí)由于同沉積斷裂活動(dòng)的加強(qiáng)，導(dǎo)致整體地貌分異進(jìn)一步加大，并且沿?cái)嗔焉嫌康臒嵋阂矠楦浇纳锝干L(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[22-24]。這一過(guò)程一直持續(xù)到長(zhǎng)興組沉積末期，形成了坡度極大的臺(tái)地邊緣，臺(tái)地與海槽可明顯進(jìn)行區(qū)分。進(jìn)入飛仙關(guān)組沉積初期之后，由于基底斷裂活動(dòng)的減弱或停止，海平面相對(duì)下降，因此在長(zhǎng)興組生物礁灘發(fā)育的地貌高部位繼承性沉積淺水高能的鮞粒灘，即“加積疊置型”礁灘組合(圖6-A)。

圖6 不同礁灘組合類型成因演化模式Fig.6 Genetic evolution model of different reef-shoal combination types(A)陡緣礁灘加積疊置型組合; (B)次陡緣礁后灘疊置型組合; (C)緩緣單礁型組合

3.2.2 次陡臺(tái)緣礁灘組合成因模式

以海槽東側(cè)HLC地區(qū)為代表，長(zhǎng)興組沉積前基底為一坡度較緩的斜坡，相對(duì)陡臺(tái)緣區(qū)其發(fā)育的同沉積斷層角度也要低緩一些。由于地貌分異逐漸出現(xiàn)，為生物礁的發(fā)育創(chuàng)造了條件，因此在地貌高部位的相對(duì)淺水區(qū)開始發(fā)育礁體。隨著海平面上升及基底斷裂的進(jìn)一步活動(dòng)，該區(qū)域沉積基底自海槽向臺(tái)地方向逐漸下陷，前期生物礁發(fā)育的臺(tái)緣帶逐漸變?yōu)樾逼聟^(qū)，而前期礁后區(qū)逐漸變?yōu)榕_(tái)緣帶，生物礁出現(xiàn)向臺(tái)地方向的遷移特征。最終在飛仙關(guān)組沉積初期，前期長(zhǎng)興組臺(tái)緣帶已演變?yōu)樾逼聟^(qū)，因此飛仙關(guān)組鮞粒灘通常發(fā)育在斜坡區(qū)后的臺(tái)緣-臺(tái)地區(qū)，即出現(xiàn)礁后成灘的現(xiàn)象(圖6-B)，平面上鮞粒灘分布范圍位于生物礁灘帶向臺(tái)地內(nèi)一側(cè)(圖5)。

3.2.3 緩臺(tái)緣礁灘組合成因模式

海槽東南側(cè)WBT地區(qū)長(zhǎng)興組沉積初期水體較深，沉積基底坡度極緩，總體處于浪基面以下，以低能沉積為主，不發(fā)育生物礁沉積。由于該區(qū)距離16號(hào)基底斷裂較遠(yuǎn)，僅發(fā)育角度極小的同沉積斷層，但這是沉積地貌分異開始的標(biāo)志，在上升盤一側(cè)水體較淺的區(qū)域，開始發(fā)育生物礁正形地貌。但隨著基底斷裂活動(dòng)的加劇以及海平面上升，該區(qū)域整體沉降，生物礁生長(zhǎng)速率遠(yuǎn)低于水體變深速率，很快便失去了最佳發(fā)育環(huán)境而停止生長(zhǎng)，礁體上方逐漸演變?yōu)樾逼颅h(huán)境，該沉積特征一直持續(xù)到飛仙關(guān)組沉積初期。因此該區(qū)縱向及平面上僅見長(zhǎng)興組生物礁灘，不發(fā)育相對(duì)高能的鮞粒灘沉積(圖5、圖6-C)。

4 結(jié) 論

a.開江-梁平海槽周緣礁灘具有多種組合，根據(jù)礁灘縱向疊置關(guān)系可分為陡緣礁灘加積疊置型、次陡緣礁后灘疊置型、緩緣單礁型等組合類型。

b.構(gòu)造活動(dòng)與海平面變化是控制礁灘組合分布的關(guān)鍵因素。構(gòu)造活動(dòng)導(dǎo)致的基底斷裂控制了臺(tái)緣地貌變化，生物礁的生長(zhǎng)進(jìn)一步加劇了臺(tái)緣地貌分異，奠定了后期鮞灘沉積的地貌基礎(chǔ)；海平面上升速率與生物礁生長(zhǎng)速率匹配良好時(shí)，有利于生物礁發(fā)育，并且海平面升降會(huì)對(duì)平面上礁灘及相帶組合分布產(chǎn)生影響。

c.多類型礁灘組合具有不同的成因模式，從動(dòng)態(tài)的角度還原了礁灘組合的沉積演化過(guò)程，為礁灘氣藏預(yù)測(cè)提供了借鑒和理論支撐。