天然气地球科学 >

2024 , Vol. 35 >Issue 6: 972 - 987

DOI: https://doi.org/10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.013

天然气地质学

四川盆地东部须家河组物源—沉积格局与古地理演化

  • 赵菲 , 1 ,
  • 刘磊 , 1, 2 ,
  • 朱淑玥 1 ,
  • 黎李 3 ,
  • 邱玉超 4 ,
  • 徐胜林 1, 2 ,
  • 郑超 4 ,
  • 王志伟 1 ,
  • 李丹 1 ,
  • 张蕊 1
展开
  • 1. 成都理工大学沉积地质研究院，四川 成都 610059
  • 2. 油气藏地质及开发工程全国重点实验室（成都理工大学），四川 成都 610059
  • 3. 中国石油西南油气田分公司重庆气矿，重庆 401120
  • 4. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，四川 成都 610041
刘磊（1988-），男，重庆人，博士，研究员，主要从事含油气盆地分析、构造—岩相古地理研究. E-mail： .

赵菲（2000-），女，山东滨州人，硕士研究生，主要从事沉积地质学研究. E-mail： .

收稿日期: 2023-08-15

  修回日期: 2023-10-12

  网络出版日期: 2023-10-31

收起

Provenance-sedimentary pattern and paleogeographic evolution of the Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

  • Fei ZHAO , 1 ,
  • Lei LIU , 1, 2 ,
  • Shuyue ZHU 1 ,
  • Li LI 3 ,
  • Yuchao QIU 4 ,
  • Shenglin XU 1, 2 ,
  • Chao ZHENG 4 ,
  • Zhiwei WANG 1 ,
  • Dan LI 1 ,
  • Rui ZHANG 1
Expand
  • 1. Institute of Sedimentary Geology，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China
  • 2. State Key Laboratory of Oil and Gas Reservoir Geology and Development Engineering （Chengdu University of Technology），Chengdu 610059，China
  • 3. Chongqing Gas Mine of Southwest Oil & Gasfield Company，PetroChina，Chongqing 401120，China
  • 4. Exploration and Development Research Institute，PetroChina Southwest Oil & Gasfield Company，Chengdu 610041，China

Received date: 2023-08-15

  Revised date: 2023-10-12

  Online published: 2023-10-31

Supported by

The National Natural Science Foundation of China(42102132)

the Fundamental and Forward looking Major Science and Technology Project of CNPC(2023ZZ0204)

Fold

摘要

四川盆地东部须家河组是重要的油气勘探层系，但该时期区域内盆山耦合关系制约下物源—沉积格局的时空配置缺乏宏观认识制约了进一步的勘探与开发。在钻井和野外露头观察及二维地震测线资料的基础上，结合古水流、重矿物组合、稀土元素及碎屑锆石特征，系统开展了川东地区须家河组物源体系研究，阐明沉积体系的时空配置与盆山耦合关系，建立了周缘构造活动控制下的古地理演化过程。须家河组沉积时期共划分出北部米仓—大巴山构造带、东部江南—雪峰构造带、南部黔中古陆3个物源体系。主要为陆相碎屑岩沉积，发育辫状河三角洲—湖泊沉积体系。三角洲沉积体系在各时期均有发育，湖泊沉积体系主要发育在须三段中部地区，须五段迁移至西部。晚三叠世，扬子与华北板块俯冲发生碰撞造山运动，同时与华夏地块持续作用，使盆地北部米仓—大巴山构造带隆升且供源逐渐增强，江南—雪峰构造带持续供源。须三期米仓—大巴山构造带逐渐开始活动但供源较为局限，江南—雪峰造山带已广泛隆升接受剥蚀，沉积中心位于中部大竹和邻水等地。须四期—须五期构造作用加剧使得周缘物源区发生强烈隆升，盆内为多物源沉积，沉积中心较须三期向西迁移至广安和合川一带。须六期扬子地块持续向北俯冲，使米仓—大巴山构造带保持抬升并出露基底遭受剥蚀，砂体逐渐填平补齐，沉积中心相较于须四期—须五期继续向西迁移至潼南地区。重建川东地区须家河组沉积时期周缘构造带控制下的古地理演化对于该地区油气勘探具有重要的指导意义。

关键词： 物源体系; 碎屑锆石; 沉积格局; 古地理演化; 须家河组; 四川盆地东部

本文引用格式

赵菲 , 刘磊 , 朱淑玥 , 黎李 , 邱玉超 , 徐胜林 , 郑超 , 王志伟 , 李丹 , 张蕊 . 四川盆地东部须家河组物源—沉积格局与古地理演化[J]. 天然气地球科学, 2024 , 35(6) : 972 -987 . DOI: 10.11764/j.issn.1672-1926.2023.10.013

Abstract

The Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin is an important oil and gas exploration layer. However， the lack of macroscopic understanding of the temporal and spatial configuration of the provenance-sedimentary pattern under the constraints of the basin-mountain coupling relationship has restricted further exploration and development. On the basis of drilling and field outcrop observation and two-dimensional seismic line data， combined with the characteristics of paleocurrent， heavy mineral assemblage， rare earth elements and detrital zircon， the paleogeographic evolution process under the control of peripheral tectonic activities was established. Three provenance systems were divided： the Micang-Dabashan tectonic belt， the Jiangnan-Xuefeng tectonic belt， and the Qianzhong ancient land. It is mainly continental clastic rock deposition and braided river delta-lake sedimentary system is developed. The delta sedimentary system was developed in each period， and the lake sedimentary system was mainly developed in the middle area of the T3 x 3， and migrated to the west in the T3 x 5. In the Late Triassic， the subduction of the Yangtze plate and the North China plate collided with the orogenic movement， which also interact with the Cathaysia block， so that the Micang-Dabashan tectonic belt uplifted and the supply gradually increased， and the Jiangnan-Xuefeng tectonic belt continued to supply. During the T3 x 3 period， the Micang-Dabashan tectonic belt gradually began to be active but its supply was limited. The Jiangnan-Xuefeng orogenic belt was widely uplifted and eroded. The sedimentary center was located in the central Dazhu and Linshui. During the T3 x 4-T3 x 5， the intensification of tectonic action caused the strong uplift of the surrounding provenance area. It was a multi-provenance deposit. The sedimentary center migrated westward to Guang'an and Hechuan areas. During the T3 x 6， the Yangtze block continued to subduct northward， so that the Micang-Dabashan tectonic belt remained uplifted and the exposed basement was eroded. The sand bodies were gradually filled up. The sedimentary center continued to migrate westward to Tongnan area. The reconstruction of the paleogeographic evolution under the control of the peripheral tectonic belt of the Xujiahe Formation provides important practical guiding significance for oil and gas exploration.

Key words： Provenance system; Detrital zircon; Sedimentary patterns; Paleogeographic evolution; Xujiahe Formation; Eastern Sichuan Basin

0 引言

四川盆地作为大型叠合盆地，盆内油气资源丰富，勘探潜力巨大，是中国最重要的含油气盆地之一［1］。其中上三叠统须家河组形成于晚三叠世印支期，该时期沉积环境由海相沉积转变为陆相沉积，具有良好的成藏地质条件，是四川盆地重要的致密天然气层［2］。相较于川西、川中地区已发现的大面积致密砂岩含气区，川东地区由于陆相致密砂岩气藏本身具有“大面积、低丰度”的特征，一直没有取得重大突破［3-4］。晚三叠世印支早幕构造运动使得四川盆地周缘相继造山隆升，为上三叠统的沉积提供了主要物源，使得研究区具有多物源复合供砂的特征［2］。上三叠统须家河组沉积体系的研究更多地集中于川东地区的部分区块，缺乏区域格局上的宏观认识，同时也没有系统探讨周缘物源的供砂情况［5-6］。造山运动是影响盆内物源的关键，川东地区须家河组整体物源—沉积格局研究一直较为薄弱，故亟需开展盆山耦合关系及对盆内物源—沉积格局约束的研究，并进一步重建其古地理演化过程。
基于上述问题，本文以四川盆地东部为研究对象，基于钻井、野外露头及二维地震测线资料，通过古水流、重矿物组合、稀土元素及碎屑锆石特征进行物源体系分析，揭示物源—沉积格局，再结合周缘构造带的运动及影响，以重建盆山耦合过程下的古地理演化。

1 区域地质概况

1.1　区域构造背景

四川盆地东部位于川东南高褶区二级构造单元内［7］。其西侧接华蓥山断裂带，东部与江南—雪峰造山带相邻。北部与米仓—大巴山构造带相接，向南经四川万县、重庆至四川泸州一带，南部与黔中隆起相接［8］（图1）。川东地区在构造演化过程中，与北缘的米仓—大巴山构造带和东南缘的江南—雪峰构造带等形成了多个盆—山系统，构成了复杂的古地理格局［9］。
图1 四川盆地东部区域地质概况（据文献［8］改编）

Fig.1 Regional geologic map of the eastern Sichuan Basin（modified from Ref.［8］）

晚三叠世是四川盆地构造发生转换的重要时期，盆地基底不断抬升，海相沉积环境转变为陆相沉积［10］。自晚三叠世开始，包括四川盆地在内的上扬子地区主要受周缘多向挤压的影响，结束了被动大陆边缘的演化阶段，转而发育一系列的前陆盆地和古隆起斜坡，其中川东地区为泸州—开江印支期隆起后形成的斜坡［11-12］。加里东运动是晚古生代中国南方重要的造山运动，导致四川盆地东部江南古陆的褶皱和抬升，并在印支期发生了构造变形［13］。随着晚三叠世华南和华北地块的碰撞拼贴，米仓山和大巴山构造带开始发育，并经燕山期—喜马拉雅期进一步发展改造定型［14］。晚三叠世晚期，受太平板块斜向俯冲影响，形成一次地壳上升造陆运动，黔中隆起的海相沉积历史彻底结束，进入燕山期的内陆湖盆沉积阶段［15］。

1.2　地层与岩性

晚三叠世川东地区整体的沉积环境由海相转变为陆相，主要发育陆相碎屑岩沉积，须家河组沉积前期，川东地区位于前隆部位，地势较高［16］。因此，须家河组早期（须一段、须二段沉积期）地层几乎未沉积，主要发育须三段至须六段。其下伏接触地层主要为雷口坡组，岩性以灰岩、白云岩为主，两者为角度不整合接触［17］，与上覆侏罗系底部砾岩呈假整合接触（图2）。
图2 川西—川中—川东地区上三叠统须家河组地质分层对比（据文献［16］改编）

Fig.2 Geological stratification comparison of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the western， central and eastern Sichuan Basin （modified from Ref.［16］）

须三段为湖相、沼泽相沉积环境，岩性以泥质粉砂岩、粉砂质泥岩、灰色泥岩和细砂岩为主，含有丰富的植物化石［18］。与川西、川中地区不同的是，川东地区地势较高，须三段沉积厚度相对较薄，平均约为50~140 m。须四段主要为三角洲相沉积环境［18］，岩性主要为细砂岩和中砂岩，厚度较须三段变厚，约为60~120 m，与须五段整合接触。须五段沉积时期气候湿热，主要为沼泽湿地环境，岩性以灰色泥岩和粉砂质泥岩为主，厚度约为60~130 m。须六段沉积时期三角洲相发育，其岩性主要为细砂岩和灰色粉砂岩，夹少量泥岩，局部夹薄煤层，该地层相较于川西和川中地区整体厚度较大，约为60~180 m［19］（图2）。

2 物源体系分析

2.1　古水流特征

古水流分析是通过野外古流向标志的识别、描述和解释，以确定古水流形式和方向。不仅是盆地物源分析的重要手段之一，在确定沉积物供给方向和物源区位置、重建古地理特征以及探讨古构造环境等方面具有重要的意义［20］。通过测量和收集前人的古水流数据［4，19-22］（图1），须三期北部忠县、万县等地的古水流流向为南东向和北东向。须四期北部开县、硐西等地古水流的整体流向为自北向南，在开江地区存在自南东向西北和自北东向南西的古水流流向。须四期中部梁平和涪陵等地区流向复杂，存在多个古水流方向，推测为不同物源交会区。根据研究区的古水流特征，须三期和须四期的砂体展布主要受北部物源体系影响，方向为自北向南，其次为东南侧物源体系，主要为南东至北西方向。

2.2　重矿物组合特征

重矿物是碎屑物源分析的主要对象，用以追溯物源［23］。对研究区须家河组重矿物的资料进行统计分析，共统计9种主要重矿物，在平面图上可见明显的分区分带性（图3）。其中稳定重矿物的比值能够更好地反映物源特征，这个比值被称作重矿物的特征指数ZTR［24］。根据重矿物组合特征，各时期均可分为三大物源体系，分别为A区（北部）、B区（东部）和C区（南部）。
图3 四川盆地东部上三叠统须家河组重矿物平面分布特征

（a）须六段重矿物平面分布特征；（b）须四—五段重矿物平面分布特征；（c）须三段重矿物平面分布特征

Fig.3 Plane distribution of heavy minerals from the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

A区重矿物组合特征在须四段至须六段无明显变化，须三段重矿物组合存在不同于其他地层的金红石；该区组合ZTR值平均约为82.5%，整体较高，须三段至须六段无明显变化。B区组合特征及ZTR值在须家河组沉积时期无显著变化，ZTR值整体平均约为60%。C区在须三段沉积时期重矿物组合含有不同于须四段至须六段的磁铁矿，并且ZTR值在须三段达到最小，约为29.4%，至须四段—须五段沉积时期，迅速增加至85.06%，在须六段沉积期，又减小至58.98%。根据3个分区的重矿物组合特征，推测研究区北部须三段沉积时期母岩不同，可能与须四段至须六段沉积时期的源区存在差异。须家河组沉积时期研究区东部存在较为稳定的物源区。根据南部C区的重矿物组合及ZTR特征，推断须三段沉积时期研究区南部为近源沉积，至须四段—须五段沉积时期，物源供给增多，转为远源搬运，至须六段沉积时期物源供给相对减少（图3，表1）。
表1 四川盆地东部须家河组重矿物平均百分含量统计

Table 1 Heavy mineral content average percentage from the Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

地层 分区 重矿物含量/% ZTR 重矿物组合特征
锆石 金红石 电气石 锐钛矿 白钛石 石榴石 磁铁矿 绿帘石 榍石
须六段 A 56.22 0.86 10.78 0.00 11.51 6.81 12.76 1.05 0.00 89.51 ~ 41.32 77.92 锆石—磁铁矿—白钛石—电气石
B 45.67 0.00 6.91 0.00 31.16 0.39 11.86 0.61 0.00 70.93 ~ 48.50 57.44 锆石—白钛石—磁铁矿—电气石
C 45.61 8.78 4.39 0.00 40.88 0.00 0.34 0.00 0.00 59.90 ~ 57.44 58.98 锆石—白钛石—金红石—电气石

须四

、五段

 A 53.93 0.00 18.22 0.00 9.25 1.71 13.01 1.56 0.08 94.67 ~ 51.78 83.80 锆石—电气石—磁铁矿—白钛石
B 44.12 0.00 9.99 0.00 28.95 0.00 11.34 5.59 0.00 80.00 ~ 56.32 61.31 锆石—白钛石—磁铁矿—电气石
C 51.43 14.25 11.22 0.00 13.91 0.00 9.20 0.00 0.00 93.98 ~ 65.96 85.06 锆石—金红石—白钛石—电气石
须三段 A 67.45 6.93 9.28 0.00 10.46 0.00 2.35 3.53 0.00 85.68 锆石—白钛石—电气石—金红石
B 47.28 0.31 16.22 0.00 22.02 1.98 6.43 3.99 0.00 96.69 ~ 10.50 63.15 锆石—白钛石—电气石—磁铁矿
C 11.68 2.65 12.43 0.00 59.71 0.00 8.34 0.00 0.00 32.84 ~ 24.46 29.40 白钛石—电气石—锆石—磁铁矿

注： 89.51 ~ 41.32 77.92= 最大 值 — 最小 值 平均 值

2.3　稀土元素特征

为建立稀土元素配分模式图，对收集的沉积区样品的稀土元素以球粒陨石为标准进行了标准化处理［25］。利用沉积区稀土元素配分模式图与周缘源区古陆进行对比，相似配分模式曲线反映具有相同的物质来源。须三段样品的稀土元素变化范围为（110.32~450.69）×10-6，其中七里峡剖面与米仓山南缘浅变质岩［26］，合川101井与江南造山带西部儋州群沉积岩、石门磺厂剖面志留系沉积岩［27-28］，古蔺三道水剖面与黔中蔡家坝含绿泥石铝土岩的稀土元素配分模式具有较强的一致性［29］，推测研究区北部、东部和南部的沉积物分别与米仓—大巴山构造带、江南—雪峰构造带和黔中古陆具有亲缘性（图4）。须四段、须五段样品的稀土元素变化范围为（96.89~128.6）×10-6，其中营22井与米仓山南缘浅变质岩、石门磺厂剖面志留系沉积岩的稀土配分模式相似度较高，合川101井与米仓山南缘浅变质岩生成的稀土配分模式较为一致，认为该时期研究区中部主要受米仓山构造带的影响（图4）。须六段样品的稀土元素变化范围为（93.75~244.83）×10-6，广安111井与米仓山南缘浅变质岩、石门磺厂剖面志留系沉积岩，包浅001井与江南造山带西部儋州群沉积岩、石门磺厂剖面志留系沉积岩的稀土元素配分模式均具有相似性，推测研究区中部沉积物来自江南—雪峰构造带（图4）。这些样品曲线均为右倾型，轻稀土元素较为富集，存在Ce轻微负异常，较明显的Eu负异常，亏损程度各有差异。
图4 四川盆地东部须家河组样品与周缘潜在物源区球粒陨石标准化稀土元素配分模式

（a）米仓山构造带配分模式曲线据文献［26］；（b）江南—雪峰构造带配分模式曲线据文献［27-28］；（c）黔中古陆配分模式曲线据文献［29］

Fig.4 Standardized REE distribution patterns of samples from the Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin and chondrites in potential provenance areas

2.4　锆石年代学特征

碎屑锆石U-Pb定年法是最早用来测定地质年龄的放射性方法之一，研究通过整合前人对四川盆地东部须家河组以及周缘构造带的碎屑锆石U-Pb的相关数据，选取206Pb/238U和207Pb/206Pb年龄数据进行成图。首先利用206Pb/238U和207Pb/235U年龄的比值计算谐和度，挑选谐和度在90%~110%之间的数据，当锆石年龄小于1 000 Ma时，采用206Pb/238U年龄数据，当锆石年龄大于1 000 Ma时，采用 207Pb/206Pb年龄数据，形成碎屑锆石U-Pb年龄谱对比图及年龄分布饼状图［30］（图5）。通过分析高精度锆石年龄数据，为区域地质事件及构造—沉积演化提供了较为精确而充分的年代学依据［31］。
图5 四川盆地东部上三叠统须三段、须六段和源区的碎屑锆石U-Pb年龄谱对比（锆石年龄数据据文献［35，37，39，40，42-43］）

Fig.5 Comparison of detrital zircon U-Ph age-relative probability diagrams from the Upper Triassic T3 x 3 and T3 x 6 with the provenance areas in the eastern Sichuan Basin（zircon age data are quoted from the Refs.［35，37，39，40，42-43］）

前人认为华南板块、扬子陆块和南秦岭构造带的碎屑锆石以2 400~2 520 Ma、1 700~1 860 Ma、650~950 Ma、400~550 Ma和245~280 Ma这5组年龄段为特征［32］；华南板块碎屑锆石年龄以晚古生代和古元古代中期贡献率最大，对应了2期重要的构造热事件［33］。扬子陆块以新元古代年龄占比最大，指示了加里东期陆—陆碰撞运动［34-35］。南秦岭构造带占比最高的是新元古代和晚古生代年龄，对应秦岭地幔强烈的热构造活动［36-37］。米仓—大巴山构造带出现650~950 Ma和400~550 Ma的锆石年龄优势峰，对应晋宁期岩浆侵入事件及加里东期强烈的逆冲挤压事件［38］。江南—雪峰构造带和黔中古陆均以500~600 Ma和650~950 Ma时期的峰值为主，指示2期岩浆活动［39-40］。
须三段沉积时期，位于研究区中部的涪陵样品以2 300~2 600 Ma、1 700~1 860 Ma、650~950 Ma、400~550 Ma和245~280 Ma这5组年龄段为特征，其中约1 853 Ma为主要峰值，约2 508 Ma和约774 Ma为次要峰值，少量峰值为约424 Ma和约283 Ma。古元古代年龄占有较大比例，认为华南板块及南秦岭基底在须三段大面积隆升出露地表遭受剥蚀，成为研究区沉积的主要物源。新元古代约774 Ma和约424 Ma的锆石常指示江南—雪峰构造带及米仓—大巴山构造带［4，41］。约283 Ma峰值指示南秦岭构造带［42］。判断须三段沉积时期研究区南部以江南—雪峰构造带供源为主，同时北部也受南秦岭构造带和米仓—大巴山构造带的影响。
须六段3个样品中，同样以2 300~2 600 Ma、1 700~1 860 Ma、650~950 Ma、400~550 Ma和245~280 Ma这5组年龄段为特征。3个样品主要年龄的分布较为一致，以1 700~1 860 Ma这一年龄段占比最大，在研究区北部的万源和温泉镇样品点中约为45%，位于研究区中部的华蓥样品中占比约为29%。3个样品共同的次要年龄分布在2 400~2 520 Ma和245~277 Ma之间，除此之外，研究区中部华蓥样品的次要峰值还分布在约778 Ma和约438 Ma。研究区北部的万源和温泉镇样品中650~950 Ma和400~550 Ma年龄段所占比例较少。该时期3个样品中2 400~2 520 Ma、1 700~1 860 Ma和245~277 Ma年龄段均占比较高，指示华南板块及南秦岭，认为华南板块及南秦岭基底在须六段也处于隆升阶段并遭受剥蚀，成为研究区的主要物源。3个样品中650~950 Ma和400~550 Ma年龄段对应江南造山带、南秦岭构造带和米仓—大巴山构造带，判断物源区主要为南部的江南造山带及北部的南秦岭构造带和米仓—大巴山构造带，且北部物源区的影响范围推进至研究区中部的华蓥地区。综合认为该时期供源以北部的南秦岭构造带和米仓—大巴山构造带为主，其次为东南部江南—雪峰构造带［43］。

3 沉积体系时空配置

3.1　沉积体系类型及特征

通过对盆地周缘野外露头剖面及岩心观察、测录井数据（图6）及地震资料，并结合众多前人研究成果，将川东地区须家河组划分为辫状河三角洲和湖泊2种沉积体系类型。三角洲沉积体系又可进一步划分为三角洲平原和三角洲前缘，三角洲平原可划分为分流河道和河道间2种沉积微相，三角洲前缘包括水下分流河道、分流间湾、远砂坝和河口坝等微相。湖泊沉积体系主要分布于须三段和须五段，湖泊相可划分为滨湖亚相和浅湖亚相，包括滨湖砂坝、滨湖砂泥坪、浅湖泥坪等微相（图7）。
图6 四川盆地东部上三叠统须家河组华蓥观音溪野外剖面及丹浅001-1井综合柱状图

Fig.6 Comprehensive histograms of Huaying Guanyinxi field profile and Well Danqian 001-1 of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

图7 四川盆地东部上三叠统须家河组沉积微相划分方案及特征

Fig.7 Sedimentary microdacies delineation and characterization of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

3.2　各时期沉积体系变化

根据野外观察及测录井资料，研究单井沉积相划分及特征，再结合古水流、重矿物组合、稀土元素及锆石年龄特征，选取具有代表性的测井曲线及地震剖面开展沉积相对比研究，进而确定沉积相的展布规律。须三下亚段沉积时期湖域范围较为局限，主要发育在研究区东南侧。砂体大面积沉积且连通性好，地震反射以亚平行弱反射为主［图8（a）］。整体以自北西向南东方向推进的三角洲前缘为主，发育面积广泛。东西向地震剖面显示，研究区东部云安18井表现为强地震反射，测井曲线表现为齿形，指示研究区东部存在湖相沉积。湖相沉积体系的滨浅湖沉积砂体在重庆地区发育，呈局部点状分布［图8—图10（e）］。
图8 四川盆地东部上三叠统须家河组足202井—合川119井—成26井—五探1井—天东107-2井连井剖面

（a）连井地震剖面； （b）连井沉积相对比剖面

Fig.8 Zu202-Hechuan119-Cheng26-Wutan1-Tiandong107-2’s well-tie profile of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

图9 四川盆地东部上三叠统须家河组鲜渡1井—成26井—天东9井—云安18井—峰003-5井连井剖面

（a）连井地震剖面； （b）连井沉积相对比剖面

Fig.9 Xiandu1-Cheng26-Tiandong9-Yun’an18-Feng003-5’s well-tie profile of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

图10 四川盆地东部上三叠统须家河组沉积相

（a）须六段； （b）须五段； （c）须四段； （d）须三上亚段； （e）须三下亚段

Fig.10 Sedimentary of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

须三上亚段沉积时期，湖盆范围快速扩大，水体加深，相较于须三下亚段沉积时期砂体主要在南北两侧边缘沉积。研究区北部的五探1井和天东107-2井在地震剖面上表现为亚平行弱反射，前积特征不明显［图8（a）］。结合天东107-2井和威232井箱形和指形的测井曲线，南北两侧以三角洲前缘沉积为主。三角洲平原在北侧发育。研究区中部地震反射整体表现为平行强反射，发育大面积湖相沉积，其中分布大量的点状砂体［图8—图10（d）］。
须四段沉积时期研究区内砂体广泛分布，湖域范围缩小，相较于须三段沉积时期，湖泊沉积体系仅在西南部小面积发育，地震反射特征以亚平行弱反射为主［图8（a），图9（a）］。北部和东部边缘发育三角洲平原沉积，其他区域以三角洲前缘沉积为主［图10（c）］。
须五段沉积时期湖盆水体相对加深，之后缓慢回落，湖域范围相比须三上亚段沉积时期略有缩小。研究区中部的足202井—成26井一带地震剖面西侧表现为平行强反射，测井曲线为齿形，湖泊相沉积在此大面积发育［图9（a），图10（b）］。天东107-2井—五探1井一带有不明显前积样式的亚平行弱反射，结合测井曲线认为研究区南北两侧和东侧边缘发育三角洲前缘。三角洲平原和三角洲前缘砂体相比须四段沉积时期发育面积减小。中部以滨浅湖沉积为主，局部见点状砂体沉积［图10（b）］。
须六段沉积时期盆内整体发生快速湖退，湖域范围缩小。结合地震剖面和测井曲线，三角洲沉积体系规模迅速增大，覆盖了整个研究区，主要表现为向南西方向叠置发育。云安18井附近地震剖面表现为亚平行弱反射［图9（a）］，结合东部地区指形和箱形的测井曲线认为三角洲平原砂体主要在研究区北侧和东侧沉积。三角洲前缘砂体则在研究区中部大面积发育［图8—图10（a）］。

4 盆山耦合与古地理演化

华南板块及南秦岭基底在须三期大面积隆升而遭受风化剥蚀，为研究区提供了大量古元古代的碎屑沉积物，成为主要物源。该时期研究区北缘秦岭微板块在扬子和华北两大板块相向俯冲的夹击作用下，发生广泛的造山性质的构造变动，并最终形成板块俯冲的碰撞造山带［44］。根据须三段样品与米仓山、大巴山的锆石年龄特征，米仓—大巴山构造带逐渐开始活动，但尚处于低幅稳定隆升状态，大巴山南侧的前隆表现不明显［37］，提供的物源较为有限，在研究区北侧发育有小型的辫状河三角洲沉积体系。该时期研究区北部持续稳定低幅沉降，米仓—大巴山构造带前形成坳陷，古水流为北东至南西方向，在山前形成NE—SW向展布的高可容纳空间沉积区。较粗粒的沉积出现在研究区北部米仓山前缘的宣汉和开江等地，主要发育辫状河三角洲—湖泊沉积体系。此时华夏与扬子两地块持续相互作用，结合研究区重矿物及锆石年龄特征，推测江南—雪峰构造带已完全露出水面成为了广泛的隆升剥蚀区［4］，向研究区提供了大量沉积物。该时期周缘物源区处于差异隆升阶段，南北两侧联合供源，使砂体双向推进，沉积厚度向研究区中部逐渐减薄并堆积了较细的泥质沉积，沉积中心位于中部大竹和邻水等地［图11（c）］。
图11 四川盆地东部上三叠统须家河组沉积模式

（a）须六段； （b）须四—五段； （c）须三段

Fig.11 The sedimentary model of the Upper Triassic Xujiahe Formation in the eastern Sichuan Basin

相较于须三期，须四期—须五期周缘物源区发生强烈隆升，向研究区提供大量沉积物。由于扬子板块向北和华北板块对接碰撞，该时期米仓—大巴山构造带进入强烈逆冲推覆的构造隆升期［37］。随着多弧盆复合体与扬子板块汇聚，江南—雪峰构造带发生继承性抬升并持续影响研究区东南部的物源［45］。黔中古陆北部逐渐隆起，形成斜坡与研究区相接［46］，南部沉积物ZTR指数最高，碎屑沉积物搬运距离较远，推测黔中古陆影响范围增大。该时期南北及东侧物源区发生隆升，在研究区中西部形成坳陷，致使湖相沉积在研究区西部发育，沉积中心较须三期向西迁移至广安和合川一带［图11（b）］。
须六期北部持续提供物源，研究区满盆富砂。由于扬子地块持续向北俯冲，使秦岭造山带保持抬升［45］，该时期研究区北部的开县和中部的涪陵地区古水流分别存在自北向南和北东向南西方向，并结合万源、温泉镇、华蓥样品的锆石年龄特征，认为北部米仓—大巴山前缘进一步抬升向南推进，供源范围增大，逐渐占据主导地位，向研究区提供了大量新元古代沉积物。依据研究区东侧稳定的ZTR及重矿物组合特征和锆石年龄特征，东南侧的江南—雪峰构造带仍保持稳定隆升状态［47］，持续提供物源，辫状河三角洲朵体自南东向北西方向延伸进积，并在南部合江等地区与源自黔中古陆的沉积砂体发生重叠交会。受强烈的构造隆升和剥蚀作用影响，须六期源自北侧和东侧的碎屑物质供给充沛，快速下降的湖平面使可容纳空间进一步减小，砂体逐渐填平补齐，沉积中心相较于须四期—须五期继续向西迁移至潼南地区［图11（a）］。

5 结论

（1） 综合古水流、重矿物组合、稀土元素和锆石年龄特征的分析，研究区可划分出3个物源区：北部米仓—大巴山构造带、东部江南—雪峰构造带、南部黔中古陆。
（2） 研究区须家河组主要发育陆相碎屑岩沉积，存在辫状河三角洲—湖泊沉积体系。湖泊沉积体系主要发育在须三段和须五段，且前期范围较大；三角洲沉积体系在各个时期均有发育，主要位于南北及东部地区，至须六段覆盖整个研究区。
（3） 须三期受周缘构造带差异隆升的影响，为差异沉积阶段，江南—雪峰构造带提供主要物源，沉积中心位于中部大竹和邻水等地；须四期—须五期构造作用加强，周缘物源区发生强烈隆升，多物源输向盆内，沉积中心较须三期向西迁移至广安和合川地区；须六期米仓—大巴山构造带继续隆升，北部及东侧发育大型进积三角洲，致使满盆富砂，沉积中心继续向西迁移至潼南地区。

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