0 引言
西昌盆地上三叠统白果湾组致密砂岩油气勘探取得一定进展，成为我国西南部继四川盆地须家河组之后又一具有勘探潜力的陆相含油气地层，对该层系展开基础油气地质研究逐渐成为热点［10-12］。前人研究认为，白果湾组发育河流—湖泊—三角洲沉积体系［10，13］，储层非均质性较强［14-16］，油气运移活跃并发现有古油藏［17］。油气调查部门早期借助化探手段提出白果湾组源储对接良好，可作为西昌盆地油气重点找寻方向［18］。2019年四川省煤田地质工程勘察设计研究院在西昌盆地东部部署昭地1井，于白果湾组共发现油气显示8层/22 m，气测异常12处，测井综合解释油气层41 m/5层，气层43 m/12层，天然气以自生自储成藏为主［11-12］，进一步证实了白果湾组具有一定的油气勘探潜力。
1 区域地质概况
西昌盆地位于我国四川省西南部，构造位置处于扬子准地台西南缘，与四川盆地相邻，主体横跨康滇台隆和上扬子台坳2个二级构造单元，其西以安宁河断裂为界，东至峨边—美姑断裂，北部边界为大渡河断裂，南界为则木河断裂［图1（a）］，面积约为1.6×104 km2。至晚三叠世，扬子准地台在塔里木板块与华北板块聚合以及西南小洋盆消亡、古太平洋俯冲的作用下生成前陆构造带［23-24］，西昌盆地结束被动大陆边缘阶段，演化为前陆盆地，受安宁河构造带影响开始接受陆相沉积。盆地内三叠系自下至上依次发育飞仙关组、铜街子组、嘉陵江组、雷口坡组和白果湾组［图1（b）］，其中下三叠统和中三叠统分布具有区域性，上三叠统白果湾组在全盆稳定沉积。
白果湾组是西昌盆地稳定沉积的第一套陆相地层，其在成因上与四川盆地上三叠统须家河组具有一定关联［25-27］。白果湾组沉积期对应“须上盆”沉积时期，可与须四段、须五段、须六段对比，两者同属诺利阶末期龙门山印支运动主幂（安县运动）作用下的产物，在沉积环境、相序演化上具有相似特征，自盆缘粗碎屑相向盆地中心依次过渡为河流、三角洲、沼泽相，至沉积中心为湖相。与须家河组不同的是，白果湾组下伏地层受安县运动影响剥蚀严重，缺少卡尼阶—诺力阶中期的海相、海陆过渡相碎屑岩地层，无法与“须下盆”进行对比。白果湾组自下向上可分为4段：白一段岩性为灰色含砾粗砂岩、中砂岩，厚度范围在10~320 m之间；白二段岩性为黑色泥岩、灰色粉砂岩和细砂岩，厚度范围在56~169 m之间；白三段岩性为浅灰色、灰色含砾粗砂岩、粉砂岩和灰黑色泥岩，厚度范围在135~215 m之间；白四段岩性为浅红色、灰色细砂岩和浅灰色粉砂质泥岩，厚度范围在50~200 m之间［图1（b）］。其中，白果湾组一、二段生储盖组合良好，具备一定的勘探潜力，是本文的重点研究层段。
2 沉积特征
根据露头、钻井岩心和测井综合分析，判识西昌盆地上三叠统白果湾组一、二段发育3种沉积相：①辫状河流相；②辫状河三角洲相；③湖泊相。其中，辫状河流相主要为河道亚相，辫状河三角洲相包括三角洲平原、三角洲前缘和前三角洲亚相，湖泊相包含滨浅湖、浅湖—半深湖和滨岸沼泽平原亚相。因前三角洲与湖盆边缘滨浅湖细粒沉积物不易区分，在下文对前三角洲亚相不单独做详细解释。
2.1 辫状河流相
辫状河流相以河道亚相为主，包含滞留沉积、心滩和河道间微相。其中，滞留沉积微相岩性为灰色厚层状含砾粗砂岩，底部可见冲刷面［图2（a）］，滞留砾石不规则排列，砾径范围在0.3~2.4 cm之间［图2（b）］，反映强水动力条件下河流从高海拔区向中下游快速搬运沉积物。心滩微相岩性主要为灰色厚层状石英长石岩屑粗砂岩、中砂岩，向上逐渐过渡为细砂岩，厚度范围在25~135 m之间，具正旋回特征，矿物成分以石英（75%）和长石（23%）为主，其余组分为岩屑，露头常观察到多期心滩加积叠置，发育大型槽状交错层理［图2（c）］和楔状交错层理［图2（d）］，表明水动力条件较强，河道砂坝频繁迁移，大型槽状交错层理纵剖面可见前积体［图2（c）］，指示古水流方向为东南向。河道间微相以中—厚层灰色、灰黑色泥岩为主，沉积构造主要为水平层理。
2.2 辫状河三角洲相
2.2.1 三角洲平原亚相
图3 西昌盆地白果湾组一、二段辫状河三角洲相典型沉积特征（a）三角洲平原分流河道，滞留泥砾，砾径1.2~2.8 cm，噶格达剖面，430.2 m；（b）三角洲平原分流河道，大型槽状交错层理，噶格达剖面，408 m；（c）三角洲平原分流河道，低角度交错层理，噶格达剖面，399.2 m； （d）三角洲前缘水下分流河道前积体，噶格达剖面，333.2 m；（e）三角洲前缘水下分流河道，平行层理、变形层理，噶格达剖面，331.8 m；（f）远端坝，生物扰动构造，噶格达剖面，315.6 m；（g）三角洲前缘水下分流河道，滞留泥砾， 砾径0.4~1.6 cm，昭地1井，923 m；（h）近端坝，包卷构造，昭地1井，918.7 m；（i）远端坝，波痕，噶格达剖面，315 m；（j）近端坝，低角度交错层理，噶格达剖面，308 m Fig.3 Typical sedimentary characteristic of braided-river delta of the 1st and 2nd members of Baiguowan Formation in Xichang Basin |
2.2.2 三角洲前缘亚相
三角洲前缘亚相主要由水下分流河道、近端坝和远端坝微相组成。其中，水下分流河道岩相表现为浅灰色、灰色厚层状粗砂岩、细砂岩，向上表现为多期正旋回［28］，矿物成分主要包括石英（63%）和长石（32%），分选、磨圆较差，每期分流河道底部发育冲刷滞留泥砾，呈叠瓦状排列［图3（g）］，平行层理和变形层理最为常见 ［图3（e）］，表示强水动力环境沉积；噶格达剖面处可观测到水道前积体，产状为283°∠23°，与下伏地层呈下超接触［图3（d）］，表示浅水环境下的分流河道沉积，水流向西北输送沉积物；测井相组合为齿状箱型+钟型，反映水体较为动荡。近端坝主要为灰色、浅灰色中层状粗砂岩、中砂岩和细砂岩，粒度旋回呈反旋回［29］，沉积构造多发育低角度交错层理［图3（j）］和平行层理，测井相为漏斗型，表示强水动力条件下砂体的进积形态。
2.3 湖泊相
2.3.1 滨浅湖亚相
滨浅湖亚相由滨岸滩坝和滨浅湖泥微相组成。滨岸滩坝微相岩性为浅灰色、灰色中层状中砂岩、细砂岩和粉砂岩，沉积构造发育水平层理、波状交错层理［图4（a）］、脉状交错层理［图4（b）］及大量生物扰动构造［图4（c）］，岩心可见大量碳化植物碎屑［图4（d），图4（e）］，反映处于湖滨带，水体较浅且滩坝砂体时常受波浪改造，水动力处于弱—中等水平。测井相以宽指型为主，佐证了较弱的水动力环境。滨浅湖泥微相岩性以灰黑色—黑色泥岩、粉砂质泥岩为主，发育水平层理和大量双壳类生物、植物叶片化石［图4（f），图4（g）］，这些生物遗体为泥岩提供了大量有机质，有机质含量较高，污手，测井相为低幅齿形，指示水体较深的还原环境和弱水动力条件。
图4 西昌盆地白果湾组一、二段湖泊相典型沉积特征（a）滩坝微相，下部水平层理，上部波状交错层理，昭地1井，851.3 m；（b）滩坝微相，脉状交错层理，昭地1井，849.6 m；（c）滩坝微相，生物扰动构造，昭地1井，845.8 m； （d）滩坝微相，碳化植物碎屑，昭地1井，844.5 m；（e）滩坝微相，碳化植物碎屑，昭地1井，842.8 m；（f）滨浅湖泥，双壳类化石，昭地1井，877.4 m；（g）滨浅湖泥，植物碎片化石，昭地1井，833.7 m；（h）滨岸沼泽，煤线，噶格达剖面，373.6 m Fig.4 Typical sedimentary characteristic of lacustrine deposits of the 1st and 2nd members of Baiguowan Formation in Xichang Basin |
2.3.2 浅湖—半深湖亚相
浅湖—半深湖亚相主要包含浅湖泥和半深湖泥，岩性以黑色薄层状泥岩为主，呈厚层泥岩段建造，发育水平层理，泥岩具有高有机质含量，触摸污手，指示深水弱水动力环境。
2.3.3 滨岸沼泽平原亚相
滨岸沼泽平原亚相包括滨岸沼泽和滨岸平原微相。滨岸沼泽微相岩性主要为灰黑色、黑色薄层状泥岩、粉砂质泥岩，可见大套煤线［图4（h）］，具水平层理，发育大量植物茎叶化石反映弱水动力条件。滨岸平原微相岩性主要为浅灰色薄层状粉砂岩与薄层状泥岩频繁互层，发育平行层理和波状层理，反映水动力条件较强，湖平面升降频繁交互。
3 层序地层格架
3.1 关键界面识别
3.1.1 层序界面
三级层序界面是一条不整合面和与之相关的整合界面，垂向上以沉积间断和岩相发生突变为典型特征。根据岩性和测井自然伽马曲线，共在白果湾组一、二段识别出2个层序界面：①层序界面SB1对应白果湾组一段底界，是中三叠统雷口坡组和上三叠统白果湾组的分界线。其岩性相突变特征为，界面以下为雷口坡组灰色白云质灰岩夹灰黑色薄层泥岩，界面以上以白果湾组一段深灰色含砾粗砂岩、中砂岩为主（图5，图6），界面处发育底冲刷构造［图5（a），图6（a）］，为区域上普遍发育的构造沉积间断面；测井相揭示，GR曲线在界面处由128 API变为12 API，表现为高值突变低值。②层序界面SB2对应白果湾组二段顶界，为一相转换面，是白果湾组二段与三段的分界线。岩相突变方面，界面以下为深灰色泥岩夹灰白色粉砂岩、细砂岩，界面以上为灰色含砾粗砂岩（图5），露头可观察到底部冲刷不整合面［图5（c）］，昭地1井界面处发育风化壳［图6（e）］，表明存在沉积缺失，二者均是界面划分的典型标志；测井相突变表现为GR曲线由高值变为低值（图6），反映沉积物由细粒向粗碎屑转变。
图5 西昌盆地噶格达剖面白果湾组一、二段层序—沉积相分析综合柱状图Fig.5 Comprehensive histogram of outcrop Gageda section of sequence and sedimentary facies analysis of the 1st and 2nd members of Baiguowan Formation in Xichang Basin |
3.1.2 体系域界面
3.2 层序划分与对比
受成盆期强烈构造挤压作用影响，层序格架内各体系域地层分布具“西北厚、东南薄”的特征，沉积中心位于研究区西部（图7）。①低位体系域对应白果湾组一段，岩性主要为灰色厚层状含砾石英粗砂岩、中砂岩和细砂岩，地层厚度介于44~314 m之间。自西北向东南整体以辫状河流和三角洲下切复合河道为主，砂体连续性较好，厚度范围介于40~220 m之间，西北部依木拉达剖面处砂体累计厚度最大。②湖扩体系域对应白果湾组二段下部，岩性以灰黑色中厚层状粉砂岩、薄层状泥岩为主，西北部依木拉达剖面—烈日地剖面一线地层厚度较大，范围在41~132 m之间。主要发育滨岸沼泽平原亚相，东南部噶格达剖面—昭地1井一线以滨浅湖沉积为主。③高位体系域对应白果湾组二段上部，西北部岩性主要为浅灰色中—厚层状细砂岩、粉砂岩，地层厚度介于25~144 m之间。该时期三角洲平原分流河道较为发育，且砂体累积厚度大于50 m，东南部岩性主要为灰色薄—中厚层状粉砂岩，灰黑色、黑色薄层状泥岩，发育三角洲前缘。
4 沉积相分布及演化
通过对42个露头剖面和5口钻井资料展开层序与沉积相综合分析，以三级层序体系域为单元编制了西昌盆地白果湾组一、二段砂岩厚度图和沉积相图，可较为直观地探究其时空演化规律（图8）。层序SQ1沉积期研究区主要发育两大源汇系统，物源主要来自西北部与东南部2个隆起剥蚀区，沉积范围自西北和东南向中部汇聚，整体上北部物源对研究区沉积充填的影响大于南边物源。
低位体系域时期，研究区西北部发育3个辫状河三角洲朵体，砂岩厚度整体较大，范围在31.4~218 m之间。其中西侧朵体输砂能力最强，沿达布—炳途乡—尼哈剖面一线延伸最远且展布面积最大，中部和东侧朵体输砂能力次之，分别推进至竹阿觉剖面、烈日地剖面和喜得1井附近。东南部发育3个辫状河三角洲朵体，整体延伸能力较弱，其砂岩厚度与西北部朵体相比较薄，范围在40~60 m之间，平均值为48 m。
湖扩体系域时期，研究区辫状河三角洲分布位置具有继承性特征，但朵体发育程度较低位体系域时期大幅萎缩。西北部3个辫状河三角洲朵体延伸程度相近，其中西侧朵体萎缩程度最大，退至甲瓦剖面附近，供源能力仍最强，砂岩厚度最大达124.8 m，其余2个三角洲朵体面积略有减小，砂岩厚度范围介于40~80 m之间，平均值为60 m。东南部3个辫状河三角洲朵体展布范围明显减小，退至布拖县以南，砂岩厚度整体小于5 m。
高位体系域时期，研究区辫状河三角洲展布范围重新增大，南北两处物源供给具有增强趋势。西北部3个三角洲朵叶呈鸟足状向中部发生进积，其中两侧朵体展布面积最大，最远延伸至尼哈—马处千剖面附近，砂岩厚度大于70 m，东侧朵体发育程度次之，最远延伸至烈日地剖面处，中部朵体展布面积最小。东南部3个三角洲朵叶面积也发生不同程度的扩展，分别推进至拖都剖面—七坝1井—喜得3井附近。
5 主控因素
5.1 构造作用
构造作用是控制陆相层序发育的主要因素，对盆地地貌格局、沉降速率和湖平面产生着较为显著的影响。晚三叠世，受印支运动II幕影响，东特提斯洋闭合导致上扬子地台西南缘处于强烈俯冲碰撞环境［33］，形成了松潘—甘孜褶皱系，“安县运动”事件促使龙门山造山带快速造山隆升（约210~205 Ma）［34］，大约于203.6~200.3 Ma期间影响到川西南地区，形成西昌前陆盆地，安宁河断裂带作为龙门山断裂带南缘分支控制了白果湾组的沉积［26］。在北西向挤压应力作用下，西昌盆地形成了西北陡坡、东南缓坡的地貌结构，自西向东可依次划分为逆冲推覆带、前渊坳陷带、前陆斜坡带和平原带（图9，图10）。安县运动在白果湾组沉积早期效应最为强烈，随后区域构造活动逐渐减弱［34］。同一层序内，构造活动差异性导致了沉积物平均沉降速率不同，进而与沉积时间共同决定层序构成单元的厚度差异。并且，逆冲推覆带周缘应力的改变控制了湖平面波动，进而影响沉积体系展布形态，推动了层序垂向演化。
5.2 古气候条件
表1 元素地球化学指标数据Table 1 Elemental geochemical index data |
| 层序 | Fe/Mn | V/Cr | 1 000（Sr/Ca） | |
|---|---|---|---|---|
| 白果湾组 三级层序 SQ1 | 低位 体系域 | |||
| 湖扩 体系域 | ||||
| 高位 体系域 | ||||
|
综上所述，古气候、湖平面旋回与三级层序旋回具有良好的耦合关系，表明层序发育受古气候影响下的湖平面升降控制。
6 油气勘探意义
借鉴四川盆地川西地区须家河组油气勘探的成功经验［39］，结合前人认识［11，17，40-41］与沉积演化模式，认为西昌盆地白果湾组一、二段成藏条件优越。①低位体系域时期，前渊坳陷带和前陆斜坡带处于构造高部位，下切辫状河道、三角洲水下分流河道和远端坝、近端坝砂岩厚度大、连续好、搬运距离远，储层质量最好，与下伏优质海相烃源岩和上覆湖扩体系域泥岩形成良好的生储盖配置关系，具近源成藏优势，易发育构造—岩性复合圈闭；②湖扩体系域时期，区域上广泛沉积厚层湖泊相泥岩和沼泽煤线，发育较好—好烃源岩［10-11］，与叠置发育的滨岸滩坝砂岩源储一体，有利于形成“泥包砂”式岩性圈闭，且富有机质泥页岩段因气测异常明显可作为页岩气勘探重点研究对象［42-44］；③高位体系域时期，三角洲水下分流河道呈透镜状叠置发育，受流体影响储层非均质性较强，与下伏湖扩体系域烃源岩组成“下生上储”关系，有利于岩性油气藏形成。昭地1井致密砂岩含气层位于白果湾组一段912~905 m处，为一构造—岩性气藏，揭示低位体系域前陆斜坡带三角洲前缘砂岩成藏条件较好。综上所述，白果湾组一、二段低位体系域构造—岩性圈闭可作为重点靶区展开研究，湖扩体系域和高位体系域也具有一定的勘探潜力。
7 结论
（1）西昌盆地上三叠统白果湾组一、二段可识别2个三级层序界面，1个初始湖泛面和1个最大湖泛面，划分为1个三级层序，包含低位体系域、湖扩体系域和高位体系域3个体系域。
（2）研究区白果湾组一、二段发育辫状河流相、辫状河三角洲相和湖泊相3种沉积相，又可细分为辫状河道、三角洲平原、三角洲前缘、滨浅湖和滨岸沼泽平原亚相。2处短轴物源分别自西北和东南向中部汇聚，沉积中心位于盆地西部。低位体系域时期南北物源规模均较大，湖泊面积较小；湖扩体系域时期辫状河流和三角洲大幅度萎缩，以湖泊相为主；高位体系域时期南北两处辫状河三角洲呈鸟足状向中部大范围进积。
（3）西昌盆地为一具有周缘前陆盆地性质的宽缓湖盆，其层序沉积充填演化是构造作用和古气候叠加效应的结果。层序SQ1低位体系域时期，在“安县运动”影响下的强烈构造活动及炎热干燥的古气候条件下，湖平面快速下降，辫状河道和三角洲砂体以进积或加积形态连片展布；湖扩体系域时期，在逐渐减弱的构造活动和温暖湿润的古气候背景下，湖平面快速上升，湖泊面积随之增大，以滨岸沼泽平原和滨浅湖沉积为主；高位体系域时期，湖平面主要受炎热干燥的古气候控制下开始缓慢下降，进积的三角洲砂体对隆洼地貌逐渐填平补齐。层序演化模式揭示白果湾组一、二段成藏配置较好，低位体系域构造—岩性圈闭为下一步天然气勘探最具潜力的目标。
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