摘 要：晚震旦世—早寒武世早期，四川盆地震旦系灯影组形成上、下亚段2套区域性展布的风化壳岩溶储层，对其形成控制因素有待于深化研究。为此，基于野外露头剖面、钻井与地震等资料，系统分析了四川盆地及其周缘晚震旦世—早寒武世早期3期区域抬升运动对岩溶储层发育的建设作用。结果表明：①区域抬升运动分别发生于灯影组沉积早期末、震旦—寒武纪以及早寒武世早期；②3期抬升运动均不同程度波及整个上扬子地台，致使抬升期上、下地层呈平行不整合接触，存在明显的沉积间断；③受地壳不均衡隆升作用的影响，各期抬升运动在不同地区的影响程度均有所差异，但总体表现为第一期北缘强于南缘，第二期西缘强于东缘，第三期东南缘强于西北缘的特征；④3期抬升运动使灯影组上、下亚段各自形成一套为“碎屑岩层”所分隔的大面积展布的风化壳岩溶优质储层，为四川盆地灯影组大气区的形成奠定了坚实的物质基础。
关键词：四川盆地 晚震旦世 早寒武世早期 区域抬升运动 平行不整合 碎屑岩层 风化壳岩溶储集层 响应特征
Influences of regional uplifting during the Late Sinian-Early Cambrian on the development of karst reservoirs in the Sichuan Basin and its peripheral area
Abstract：Two regional weathering crust karst reservoirs were developed in the upper and lower Sinian Dengying Fm in the Sichuan Basin during the Late Sinian-Early Cambrian，and factors controlling their development are still unclear now．Outcrop observation，drilling and seismic data were integrated to systematically analyze the constructive impacts of three-stage regional uplifting during the Late Sinian-Early Cambrian in the Sichuan Basin and its periphery．The following conclusions were obtained．(1)The regional uplifting occurred respectively at the end of Early Dengying period，the transition period from the Sinian to Cambrian，and the period of Early Cambrian，respectively．(2)These three stages of uplifting all influenced the whole Yangtz platform to some extent．Resulting in the parallel unconformable contact between the formations formed before and after the uplifting and the obvious hiatus．(3)Because of the unequal uplifting of the crust，the degrees of influences of these three stages of uplifting are different at various margin areas．In general，the influences of the first time of uplifting is stronger in the northern margin than that in the south．that of the second time is stronger in the western margin than that in the east，while that of the third time is stronger in the southeastern margin than that in the northwest．(4)These three stages of uplifting resulted in the formation of extensive karst reservoirs of high quality in the upper and lower Dengying Fm，which are separated by a“clastic rock layer”．These karst reservoirs provide a solid basis for the formation of a large gas-bearing area in the Dengying Fm，Siehuan Basin．
Keywords：Sichuan Basin，Late Sinian Early Cambrian，regional uplifting，parallel unconformity，clastic rock layer，weathering crust karst，response characteristics
震旦寒武纪转变是地史上最重要的转折交变期[1]，生物、海洋与地球化学同时变化导致一系列重要地质事件的发生[2]，如由软体生物系向有壳动物群演化[3]、寒武纪生物大爆发、碳同位素负漂移事件、黑色页岩缺氧事件与成磷事件等[4]。晚震旦世 早寒武世早期，上扬子地台由大陆裂谷向被动大陆边缘转变，由以厚层海相碳酸盐岩向以黑色岩系沉积为主转变，但该时期上扬子地台是否一直处于持续沉降状态，是否发生过区域规模的抬升运动，对此还需要深入探讨。同时，四川盆地威远、高石梯与磨溪地区勘探揭示灯影组发育下亚段、上亚段2套区域展布的风化壳岩溶储层[5]，对其形成控制因素也需要进行深入的研究。
关于四川盆地周缘晚震旦世早寒武世早期所发生的地层沉积间断、平行不整合等现象前人已早有报道，对此期间发生的抬升运动也有零星阐述，主要可概括为以下3个主要阶段：①灯影组沉积早期末，首先在南江杨坝被中国科学院南京地质古生物研究所发现，并被称之为南江上升[6]；②震旦 寒武纪之间，在云南被称作“昆阳上升” [7]，油气地质学者常称之为桐湾运动[8-9]；③梅树村筇竹寺期之间，该期抬升运动在不同地区分别被称之为织金运动[7]、遵义运动[7]、从江运动[7]、惠亭运动[10]、峨眉上升帆、鲁甸上升[7]与镇巴上升[11]等。
尽管前人对上述3期抬升运动已早有阐述，但主要是基于某一研究区域或某一次抬升运动，其阐述的范围与内容也较为零星、分散，而未从整个上扬子地台的角度对其加以系统论述。笔者正是在前人零星阐述的基础上，基于野外露头、钻井资料与地震资料的综合分析，系统论述晚震旦世早寒武世早期四川盆地及其周缘区域的抬升运动及其对岩溶储层发育的建没作用。
1 地层划分与对比
早寒武世早期地层包括梅树村阶与筇竹寺阶，其地层划分与对比见表1。
晚震旦世灯影组的划分与对比，目前有多种方案。
1968年，原贵州石油勘探指挥部将震旦系划分为震一段、震二段、震三段、震四段(震四1亚段、震四2亚段)，其中震一段相当于陡山沱组，震二段、震三段、震四1亚段、震四2亚段分别相当于后来的灯一段、灯二段、灯三段与灯四段；l974年，曹瑞骥等根据古藻化石和微古植物化石的研究，将我国西南地区灯影组划分为上、下两段，下段自下而上为下贫藻白云岩层、富藻白云岩层、上贫藻白云岩层，上段为碎屑岩层和硅质条带白云岩层，其中碎屑岩段是灯影组下段、上段划分的标志层[14]；1977年，原四川省地质局第七普查勘探大队将灯影组划分为4段，其中灯一段相当于曹瑞骥所划分灯影组下亚段的下贫藻层，灯二段相当于富藻白云岩，灯三段相当于上贫藻白云岩，灯四段包括碎屑岩层与硅质条带白云岩，灯三段与灯四段的界面一般为蓝灰色泥岩；1981年，原成都地质矿产研究所将灯影组划分为3段，第一段为杨坝段，第二段为高家山段，第三段为戈仲伍段，其中第一段(杨坝段)包括下藻层、葡萄状白云岩层与上藻层，第二段(高家山段)的底部为碎屑岩层[15]；王自强将湖北宜昌峡东灯影组划分为蛤蟆井段、石板滩段、白马沱段与天柱山段[16]。藻云岩现在常称作微生物白云岩[17]。高石l井获重大发现后，中国石油西南油气田公司与中国石油勘探开发研究院提出将灯影组上亚段碎屑岩层称作灯三段，灯一段含义不变[8]。因此，灯影组内部的碎屑岩层成为划分灯影组下段、上段地层界线的重要标志，但对于这套碎屑岩层所反映的构造意义，前人并没有进行过多的探讨。
2 三期区域抬升运动
晚震旦世早寒武世早期，四川盆地及其周缘发育3期区域抬升运动，分别发生于灯影组沉积早期末、震旦—寒武纪之间与早寒武世早期，3期抬升运动使四川盆地及其周缘不均衡整体抬升，致使抬升期之上、下地层呈平行不整合接触，存在明显的沉积间断。
2．1 灯影组沉积早期末区域抬升运动
2．1．1抬升运动的响应特征
该期抬升运动发生于灯影组下亚段沉积后，上扬子地台发生整体强烈抬升，具有两个方面的响应特征：①抬升运动使灯影组下亚段微生物白云岩露出水面遭受大气淡水溶蚀而发育溶蚀孔洞、渗流豆、钙结壳、古风化残积砾屑云岩、岩溶角砾岩等。渗流豆石层的顶面是一个比较截然的界面，或者说是一个暴露面或间断面，渗流豆的出现反映其形成时处于陆上暴露的环境[18]。高科l井在井深5409～5410m发育明显的渗流豆(图1-a、1-b)。②灯影组下亚段抬升风化剥蚀后，地壳发生强烈伸展作用[19]，上扬子地台重新开始接受海侵沉积，沉积物主要为蓝灰色泥岩、黑色页岩、紫红色泥岩、砂岩、泥质云岩与硅质岩，厚数十厘米至数十米不等。该“碎屑岩层”与灯影组下亚段呈平行不整合接触，接触面凹凸不平(图1-c、l-f)。
2．1．2抬升运动的影响差异
受地壳不均衡隆升作用影响，该期抬升运动在四川盆地不同地区影响均有差异，但总体表现为盆地北缘强于盆地南缘。
盆地北缘川北、陕南地区大致以汉南古陆为中心向其周缘，“碎屑岩层”由滨岸相石英砂岩相变为陆棚相的砂质泥岩、盆地相的黑色页岩与硅质岩。紧邻汉南古陆的南郑县梁山镇地区以石英砂岩为主，自汉南古陆向西侧，勉县纸房沟为石英砂岩夹砂质泥岩，宁强县胡家坝镇地区为蓝灰—紫红色页岩、泥质云岩、黑灰色页岩夹石英砂岩，宁强县滴水铺乡地区为灰绿色砂质页岩，宁强县双河乡地区为蓝灰色砂质云岩，广元陈家坝相变为砂质页岩，再往西到青川关庄等地则遭受剥蚀而缺失该套地层；自汉南古陆向东侧，南江杨坝为石英砂岩与深灰色泥岩，南郑白玉河、西乡司上为含泥质云岩，镇巴泾洋为次生角砾云岩(图2)。
盆地南缘及川中地区主要以蓝灰色泥岩、深灰色泥岩为主，并夹石英砂岩。峨边先锋为深灰色、黑色泥岩，乐山范店为泥质云岩，老龙l井为深灰、黑灰色硅质岩、泥质云岩与页岩，窝深l井、宫深l井为泥质云岩，威117井为黑色、蓝灰色泥岩，高石1井、安平l井为黑色页岩夹薄层泥质云岩，磨溪11井为石英细砂岩，到女基井为砂质云岩(图3)。
川东北、渝东、湘鄂西地区主要为黑灰色硅质岩，深灰色泥岩与云质泥岩沉积，滇东地区该“碎屑岩层”普遍见一层紫色页岩(旧城紫色页岩层)。
2．2 震旦—寒武纪区域抬升运动
2．2．1抬升运动的响应特征
该期抬升运动发生于震旦纪与寒武纪之间，表现为早寒武世梅树村阶与灯影组上亚段、下亚段之间的沉积间断，两者之间呈平行不整合接触。
陕南宁强宽川乡选将坪剖面震旦系灯影组与上覆宽川铺组岩性突变，接触面凹凸不平，起伏幅度介于10～20cm[20]。陕南镇巴小洋坝乡火烧店组底部为厚1～2cm的黄绿色页岩，与下伏灯影组界面凹凸不平[21]。陕南地区灯影组上亚段在宁强胡家坝剥蚀最浅，残存最厚达448.5m；向东到新集只残留278m，向西到阳平关残留265m，阳平关以西之唐渡残留37m，唐渡以西灯影组上亚段剥蚀已尽，在广元(元吉—陈家坝一带)境内，寒武系覆于灯影组下亚段之上。
盆地西南部的乐山范店、峨眉六道河等剖面，麦地坪组与灯影组呈平行不整合接触，上覆于硅磷段之上的粉砂岩段中常见黏土岩。乐山范店、雷波等地寒武系底含磷层都见砾石和风化黏土。资阳地区资2井寒武系底与灯影组顶部之间见冲刷面，在灯影组顶部古风化漏斗中，见白云岩和磷质角砾岩充填其中。
2．2．2抬升运动的影响差异
该期抬升运动所造成的隆升剥蚀程度各地均有差异，川中地区剥蚀较弱，但高石梯与威远之间的高石17井区剥蚀至灯影组下亚段；由川中向川东、川西剥蚀作用均有增强趋势，但总体表现为川西强于川东。川西绵竹清平灯影组下亚段微生物白云岩的古喀斯特侵蚀面被晚泥盆世磷块岩直接覆盖，其间缺失灯影组上亚段与早古生代地层。
盆地内西南侧剥蚀较强烈，周公l、汉深1、老龙1井与威117井的下寒武统麦地坪组分别与灯影组上、下亚段不同层段相接触，周公1井与汉深l井已剥蚀至灯影组下亚段，老龙l井与威117井灯影组上亚段白云岩层残厚15.5m与31.55m。盆地中部剥蚀作用较弱，如高科l、安平1井与女基井灯影上段白云岩层分别残厚365.5m、339.38m与240.8m。向川中东南侧剥蚀作用逐渐增强，地震剖面显示明显的剥蚀削截现象(图4)，荷深1井灯影组上亚段白云岩层残厚仅为2.2m。
2．3 早寒武世早期区域抬升运动
2．3．1抬升运动的响应特征
该期抬升运动发生于梅树村期与筇竹寺期之间，是梅树村末期一次广泛的地壳抬升运动，也是三期抬升运动中规模较大的一期，在川、滇、黔、鄂、湘等地均有所表现，其在地史上岩性、沉积环境、古生物等发生突然改变。抬升运动后，上扬子地台由碳酸盐岩台地潮坪环境变为浅海陆棚还原环境。
该期抬升运动造成筇竹寺期地层与下伏梅树村期甚至灯影期地层的沉积间断，平行不整合面普遍见铁质风化黏土层，接触面凹凸不平，发育底砾、岩溶漏斗、古溶洞等现象。
黔北遵义松林、金鼎山地区梅树村组与灯影组上亚段几乎均被剥蚀，牛蹄塘组与灯影组下亚段直接接触，接触面凹凸不平，松林地区见厚约10cm的风化黏土层；川西南峨边先锋、乐山范店九老洞组底部见铁质风化黏土层，与麦地坪组呈平行不整合接触(图5)；川北米仓山福成剖面宽川铺组厚20cm石灰岩顶面凹凸不平，其上部与郭家坝组黑色页岩呈平行不整合接触[21]。
2．3．2抬升运动的影响差异
该期抬升运动在各地影响均有差异，但总体表现为盆地东南缘强于西北缘。川西、川北和滇东地区剥蚀幅度较小，麦地坪组基本都被保存下来，各地残留厚度从数米到百余米不等，一般介于30～40m，最厚超过200m。川西南麦地坪组由于遭受剥蚀所残存地层厚度有所不同，介于10～80m；川北、陕南缺失或残存宽川铺组[21]；滇东多残余朱家生箐组大海段沉积，但残余厚度略有差异。
川东南珙县灯影组上亚段与麦地坪组常被剥蚀；黔北下寒武统牛蹄塘组多假整合于灯影组下亚段之上；湘西、黔东南下寒武统上覆于南沱冰碛层之上；恩施、铜仁古隆起核部铜仁一带剥蚀出露灯影组下亚段。
3 区域抬升运动对风化壳岩溶储层发育的建设作用
岩溶是地壳抬升过程中碳酸盐岩发育区古地理环境的记录，受控于区域和局地构造活动[22]，碳酸盐地台整体抬升对岩溶的发育起到积极的作用。碳酸盐地台因构造运动抬升暴露遭受剥蚀，在大气降水等因素的控制下发育风化壳岩溶[23]，是大气环境下的大气水渗流或潜流作用的结果[24]。长期的沉积间断是风化壳岩溶形成的关键，不整合面是风化壳岩溶发育的标志之一，地质历史记录中的古风化壳岩溶主要根据其广泛存在的侵蚀不整合、地下溶蚀作用及其伴生的孔洞系统和内部洞穴垮塌堆积物等加以识别[25]。油气勘探实践表明，世界油气的20％～30％与古风化壳岩溶有关[26]，风化壳岩溶储层成为碳酸盐岩油气藏的主要储层类型之一。
四川盆地及其周缘3期区域规模的抬升运动对灯影组风化壳古岩溶储层的发育起到了积极的建设作用，使灯影组上、下亚段各形成一套以“碎屑岩层”所分隔的大面积展布优质储层，为四川盆地灯影组大气区的形成奠定了坚实的物质基础。灯影组岩性主要为叠层石、层纹石与凝块石等所组成的微生物白云岩，有利沉积相带为台地丘、滩相复合体。受3期区域抬升运动影响，在灯影组上、下亚段与梅树村组顶部均存在沉积间断，发育大型平行不整合而，长期陆上暴露环境有利于发育风化壳岩溶储层，储集空间主要为溶蚀孔洞与残余溶蚀针孔，其储集空间大、渗透性能好，岩溶洞穴常见垮塌角砾岩。同时，梅树村组受第3期抬升运动影响也有利于发育风化壳岩溶储层。
如图6所示，峨边先锋剖面灯影组沉积早期末因抬升运动所形成的不整合面之下白云岩溶蚀孔洞发育，震旦寒武纪不整合面之下麦地坪组中部含硅质条带白云岩溶蚀孔洞发育；高科l井灯影组下亚段受区域抬升溶蚀作用形成钙结壳，广探2井灯影组上亚段发育垮塌角砾云岩。
4 结论
1)晚震旦世一早寒武世早期，四川盆地及其周缘发育3期区域抬升运动，分别发生于灯影组沉积早期末、震旦 寒武纪与早寒武世早期，3期抬升运动使四川盆地及其周缘不均衡整体抬升，致使抬升期之上、下地层呈平行不整合接触，存在明显的沉积间断。
2)3期区域抬升运动不同程度波及整个上扬子地台，受地壳不均衡隆升作用影响，各期抬升运动在不同地区的影响程度均有差异，但总体表现为第1期北缘强于南缘，第2期西缘强于东缘，第3期东南缘强于西北缘的特征。
3)3期区域抬升运动对灯影组风化壳岩溶储层的发育起到了积极的建设作用，使灯影组上、下亚段各形成一套以“碎屑岩层”所分隔的大面积展布优质储层，为四川盆地灯影组大气区的形成奠定了坚实的物质基础。
致谢：研究中得到中国石油勘探开发研究院张宝民、张师本、汪泽成、殷积峰与姜华等建设性的指导意见，野外工作中与北京大学张波、中国石油西南油气田公司勘探开发研究院杨西南、中国石化西南油气分公司何鲤等进行了有益的讨论，审稿专家与编辑部提出了宝贵的修改意见，在此一并表示衷心的感谢!
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本文作者：谷志东 李宗银 袁苗 黄平辉 梁东星 张黎 乔琳 李梅
作者单位：中国石油勘探开发研究院
中国石油西南油气田公司勘探事业部
中国石油西南油气田公司勘探处
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