云南曲靖盆地巖相古地理特征與油氣地質條件

門玉澎，許效松，牟傳龍，閆劍飛

（成都地質礦產研究所，四川成都610081）

云南曲靖盆地巖相古地理特征與油氣地質條件

門玉澎*，許效松，牟傳龍，閆劍飛

（成都地質礦產研究所，四川成都610081）

云南曲靖盆地為古近紀—新近紀受堡子山斷裂控制形成的東斷西超箕狀斷陷盆地。根據地震資料和盆地結構，可以劃分為3個次級構造單元：東部斷階帶、中部坳陷帶和西部緩坡帶。盆地自下至上發育漸新統小屯組、蔡家沖組和上新統茨營組。根據地層發育特征劃分為6個編圖層序，單個層序分別對應小屯組、蔡家沖組一段、蔡家沖組二段、茨營組一段、茨營組二段和茨營組三段。綜合地表露頭、鉆井、測井和地震資料，分析單個層序內沉積相特征和古地理特征，盆地發育沖積扇相、河流相、沼澤相、三角洲相和湖泊相。盆地具有較好的生儲蓋組合條件。明確盆地生物氣勘探方向為東部斷階帶的北部高地與北部緩坡過渡帶的構造—巖性圈閉以及西部緩坡帶與中部坳陷區的巖性圈閉。

曲靖盆地；沉積相；古地理；油氣地質

1 區域概況

曲靖殘留盆地位于滇東曲靖縣和沾益縣境內（圖1），南北長約21km，東西寬約10km，面積約205km2。構造位置位于揚子地臺曲靖臺褶束牛首山隆起東緣，為東斷西超的箕狀斷陷盆地。堡子山斷裂控制了盆地的形成和發展。

盆地基底及周邊老地層為前震旦系、寒武系、泥盆系、石炭系和二疊系，其東、西兩側為新近系茨營組出露。盆地腹地以茨營組為主，盆地南部有少量古近系小屯組沉積。

根據地震剖面和盆地結構，將盆地內劃分為3個構造單元：東部斷階帶、中部坳陷帶和西部緩坡帶[1-2]（圖2）。

圖1 曲靖盆地區域位置

2 地層特征

曲靖盆地自下至上沉積了漸新統小屯組、蔡家沖組和上新統茨營組[3](圖3)。漸新世末期喜馬拉雅運動二幕造成盆地整體抬升，使曲靖盆地抬升暴露，缺失中新統沉積。上新統茨營組不整合覆蓋在漸新統頂部凹凸不平的古風化面上。

小屯組：盆地中巖性為紫紅色厚層—塊狀粉砂質泥巖、鈣質泥巖，夾鈣質結核、團塊和炭屑，局部夾泥灰巖。盆地東南緣出露區為紫紅色厚層—塊狀泥巖與粉砂質泥巖互層，夾厚層鈣質泥巖。下部見鈣質結核、鈣質團塊，上部偶夾炭屑。該組地層厚約36～120m，不整合覆蓋在盆地晚古生代褶皺基底之上。

蔡家沖組：一段為深灰色褐色泥巖局部夾泥質粉砂巖，下部發育厚45m厚油頁巖；二段為深灰色泥巖夾粉砂質泥巖。

茨營組可分為三段：一段巖性為灰色粉砂巖、泥質粉砂巖，具水平層理，含炭屑和煤線，底部為厚2m石英粗砂巖、細礫巖。二段為灰色粉砂巖、粉砂質泥巖、泥巖，含炭屑和植物化石碎片，夾褐煤。三段為紫紅、藍灰色泥巖、粉砂質泥巖夾泥質粉砂巖，含炭屑，偶見植物化石碎片，底部為厚20m的含細礫粉砂巖，夾褐煤層。

圖2 曲靖盆地構造單元劃分

圖3 曲靖盆地地層特征

3 地球物理響應特征

3.1 測井特征

測井曲線能較好反映巖石的組合特征、反映沉積體系和沉積相[4]。根據已有鉆井測井曲線，總結小屯組、蔡家沖組和茨營組測井特征。

小屯組：測井顯示為電阻率曲線近于直線狀，自然伽馬曲線呈不規則鋸齒狀，整體反映為淺湖相—三角洲平原相。

蔡家沖組：一段測井曲線形態視電阻率呈低值平滑狀，自然伽馬呈中高幅鋸齒狀，自然電位平緩。二段視電阻率為低值平滑狀，自然伽馬呈不規則鋸齒狀，自然電位呈平直狀，整體反映為淺湖—半深湖相沉積特征。

茨營組：一段視電阻率變化幅度較小，自然伽馬多呈尖峰狀，自然電位在底部負異常較為明顯，其余井段較平直。二段視電阻率呈不規則指狀，自然伽馬曲線呈尖峰狀。三段測井曲線以鋸齒狀的高電阻、低自然伽馬為特征。測井特征反映該層段為三角洲平原—洪泛平原相。

3.2 地震相特征

地震相的劃分主要依據地震相單元的內部反射結構、外部幾何形態、反射振幅、反射的連續性和地震反射視頻率5個因素[5-6]。

3.2.1 內部反射結構

曲靖盆地剖面中，常見的內部反射結構有平行、亞平行、雜亂、亂崗、發散反射、前積反射和空白反射。

曲靖盆地中，在湖泊、洪泛平原及沼澤相沉積環境中最常見平行及亞平行反射結構，一般出現在盆地中、西部的緩坡帶中。雜亂狀及亂崗狀反射結構主要分布于盆地東部斷階帶和坳陷區和盆地邊緣。前積反射結構常與雜亂反射及亂崗狀反射共生、過渡，位于三角洲或扇體的前緣。發散結構常出現在盆地西緣的緩坡扇體或三角洲內部，與平行、亞平行結構過渡。

3.2.2 反射外部形態

曲靖盆地中，席狀外形常具平行、亞平行結構，為湖泊相最主要的地震相外形。楔形和帚狀分布于盆地邊緣，具有雜亂或前積結構，代表扇體或三角洲沉積。丘狀或透鏡狀往往代表河道或小型水下扇沉積。充填狀外形常見于凸凹不平的基底侵蝕面之上的小型斷階帶中，常殘留古河道的充填狀外形，具有雜亂結構的地震相。

4 沉積相特征與巖相古地理

4.1 小屯組巖相古地理

4.1.1 沉積相

沖、洪積扇亞相：分布在盆地東界的斷階帶的堡子上一帶，地震反射結構為雜亂反射或前積反射結構，推測巖性為礫巖、含礫砂巖和砂巖。

洪泛平原亞相：分布于盆地的中北部，地震相均為中等振幅平行—亞平行席狀，連續性較差。曲參1井巖性為含泥礫泥巖。

沖洪積平原亞相：分布在盆地南部南河口—潘家一帶，東部和南部分別為沖洪積扇和近岸水下扇，靠近陸緣區。地震剖面為中—中強振幅發散狀反射，中等頻率、連續性較差。巖性為粗砂巖或含礫砂巖。

扇三角洲亞相：分布在盆地東緣斷階帶和南部南河口一帶。地震相為中等振幅、雜亂反射楔狀體，連續性差，巖性為粗碎屑砂礫巖和砂巖。

4.1.2 巖相古地理展布

物源來自盆地的東部和南部，粗碎屑巖組成沖洪積扇亞相和扇三角洲亞相[7-8]，分布在盆地東緣的陡坡斷階帶，反映斷陷盆地形成早期拉張背景及快速充填。

4.2 蔡家沖組一段巖相古地理

蔡家沖早期曲靖盆地范圍逐漸擴大、水體加深，盆地中部形成深湖—半深湖沉積(圖4)。

圖4 蔡家沖組一段古地理圖

4.2.1 沉積相

沖積扇亞相：分布在盆地東部邊緣堡子上至二板甲一帶，地震上具雜亂反射、楔形、透鏡狀。在陡坡上反映明顯，略具前積反射。巖性為砂礫巖。

河流平原亞相：主要分布在盆地西北緣、北部邊緣，地震剖面呈中等振幅、雜亂反射結構和透鏡狀、楔狀體外形。

三角洲平原亞相：分布于盆地西緣。地震剖面表現為弱振幅、連續性差的反射結構，推測巖性為泥巖、粉砂質泥巖。

三角洲前緣亞相：分布于劉家橋、謝家村、南河口一帶。盆地底部地貌為一介于西部緩坡帶和淺湖之間的局部陡坡帶，地震剖面表現為中弱振幅、弱反射結構，具有較明顯前積特征，剖面上呈丘狀，推測巖性為砂巖。

水下扇和湖底扇亞相：主要分布在小河灣、余家屯、柳家壩等地。地震剖面具典型的前積結構，局部雜亂反射，中等振幅，弱連續或亞連續。推測扇體前緣巖性為砂巖、含礫砂巖，湖底扇巖性為砂、泥巖。

淺湖亞相：在地震剖面上為中強振幅，平行、亞平行，巖性為泥巖夾粉砂質泥巖。

深湖亞相：分布在崔家圩至圩格洛一帶。地震剖面上為中強振幅，較連續，平行、亞平行。鉆井揭示巖性為灰綠色、灰色泥巖、鈣質泥巖，底部見油頁巖。

4.2.2 巖相古地理展布

物源來自盆地東緣古生界剝蝕區，西部也提供部分物源。沉積物厚度仍表現為東厚西薄特點。

4.3 蔡家沖組二段巖相古地理

蔡家沖晚期，發育河流相、三角洲相和湖泊相（圖5）。

4.3.1 沉積相

沖積扇亞相：分布于堡子上至二板甲一帶，地震剖面上具楔狀外形和前積反射特征，向盆地中轉為發散狀特征。巖性以砂礫巖為主。

河流平原亞相：分布于盆地西北部邊緣。地震剖面為弱振幅不連續結構，可見透鏡狀斷續同相軸。巖性為粉砂質泥巖、砂巖。

三角洲平原亞相：分布于柳樹村至余家屯一帶。地震剖面表現為弱振幅、連續性差的反射結構，可見透鏡狀、斷續分布的同相軸，推測為分流河道砂體。

三角洲前緣亞相：分布謝家村、南河口、余家屯一帶及盆地東緣。盆地底部地貌為一介于西部緩坡帶和淺湖之間的局部陡坡帶，地震剖面表現為中弱振幅、弱反射結構，具有較明顯前積結構。巖性為泥質粉砂巖、粉砂巖。

分支河道亞相：分布在盆地北部小河灣和西部柳樹村等地。地震剖面上，扇體前緣具前積結構，局部雜亂反射，向盆地方向表現為中等振幅，弱連續—雜亂狀結構或亞連續反射。

淺湖亞相：地震剖面結構特點為中強振幅，平行、亞平行結構。巖性為泥巖夾粉砂質泥巖。

半深湖亞相：分布于盆地中部，地震剖面上為中強振幅，較連續，平行、亞平行結構。巖性為綠灰色、灰色泥巖、鈣質泥巖，夾薄層粉砂質泥巖。

4.3.2 巖相古地理展布

盆地西部和北部的盆底地形為緩坡狀，古地貌為河流平原向三角洲前緣和湖泊；盆地東部的陡坡帶為沖積相轉為三角洲入湖。

圖5 蔡家沖組二段古地理圖

4.4 茨營組一段巖相古地理

茨營組與蔡家沖組受構造運動，存在沉積不整合面。

4.4.1 沉積相

河流沖積平原亞相：分布于盆地西部邊緣。地震剖面顯示中振幅，連續性差的亞平行，并有斷續的透鏡狀相位。巖性為砂巖、泥巖和分流河道砂體為主。

沖積扇、沖積平原亞相：分布于新街子、堡子上、二板甲一帶。沖積扇在平面上呈朵狀體。地震剖面為中弱振幅、中等連續，并具前積結構。巖性為砂巖夾含礫砂巖。

分支河道亞相：分布于柳家壩一帶，在平面上呈小的朵狀體展布。地震剖面為中弱振幅、弱連續結構，可見前積結構。推測巖性以砂巖為主。

水下扇亞相：僅見于蠶桑場以北和謝家村一帶，平面上呈扇形。地震剖面為中強振幅、連續性差的雜亂結構，前緣可見前積結構和發散狀結構。推測巖性為砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、泥巖等。

支流間灣亞相：分布于柳家壩沖積扇和三角洲前緣之間。地震剖面顯示中等振幅弱連續、發散狀結構。據鉆探資料，巖性為灰色泥巖、粉砂質泥巖為主，夾淺灰色細紗巖，煤系較發育。

沼澤平原亞相：分布于小河灣、茶家圩。地震剖面顯示為中等～中強振幅、中等連續平行、亞平行結構。巖性為灰色泥巖、粉砂質泥巖，夾灰色泥質粉砂巖、粉砂巖、細砂巖及碳質泥巖等，局部夾褐煤。

濱湖亞相：分布于盆地的南部，地震剖面為中弱振幅、連續較差的平行、亞平行結構。據鉆井揭示，巖性為泥巖夾粉砂質泥巖為主，底部為粉砂巖及泥質粉砂巖。

4.4.2 巖相古地理展布

本層段沉積厚度仍為東厚西薄，物源主要來自東部，西北部也提供一定物源。從盆地周邊向中心，依次為河流沖積相、水下扇、濱湖和沼澤環境（圖6）。

圖6 茨營組一段古地理圖

4.5 茨營組二段巖相古地理

4.5.1 沉積相

河流沖積平原亞相：分布于盆地西部邊緣的露頭區。地震剖面顯示中弱振幅、連續性較差的亞平行結構。見斷續的透鏡狀同相軸，推測為河流沖積平原相砂、泥巖和分流河道砂體沉積。

沖積扇亞相：分布于盆地東緣斷層邊緣，蠶桑場、堡子上一帶和盆地西緣柳家壩一帶。地震剖面呈楔形和透鏡狀，前緣具前積結構，至雜亂結構。推測巖性為砂、礫巖。

水下扇亞相：見于盆地西部謝家村、鳳來村一帶，平面上呈扇形。地震剖面上為中弱振幅、弱連續結構，前緣略具前積結構，向中心為亞平行結構或發散狀結構。巖性為細砂巖、粉砂巖、泥巖。

支流間灣亞相：分布于柳家壩沖積扇和水下扇之間。地震剖面為弱振幅、亞平行結構。巖性為泥巖、粉砂質泥巖夾炭質泥巖組合。

沼澤平原亞相：分布于小河灣、茶家圩。地震剖面顯示為中等—中強振幅、中等連續平行、亞平行結構。巖性為粉砂質泥巖、炭質泥巖、褐煤

濱湖亞相：位于謝家村、陳家臺子一帶，分布在河流沖積平原和濱淺湖區之間。地震剖面中弱振幅、連續性差、亞平行結構，巖性為粉砂巖、泥質粉砂巖。

4.5.2 巖相古地理展布

古地理面貌呈現河流沖積平原范圍擴大，湖泊范圍縮小。從盆地周邊向中心，依次為河流沖積相、水下扇、濱湖和沼澤環境（圖7）。

圖7 茨營組二段古地理圖

4.6 茨營組三段巖相古地理

茨營組三段，為盆地演化晚期的收縮階段，沉積環境主要為河流相。

4.6.1 沉積相

沖積扇亞相：主要分布在堡子上、圩格洛、柳樹村和柳家壩等地，呈扇形和透鏡體。地震剖面上呈楔形，中等振幅、發散狀、連續性差的反射結構。楔形體前緣具前積結構，推測巖性為砂礫巖。

洪泛平原亞相：分布盆地大部分地區。地震剖面為中等—中弱振幅、中等—較差連續性的平行—亞平行結構。巖性為淺灰色石英中砂巖與砂質泥巖、淺灰色泥巖薄互層。

河流沖積平原亞相：分布于盆地中部，呈近南北向狹長面狀展布。根據地震剖面特征主要為亞平行斷續排列的透鏡狀，或雜亂結構。巖性為灰色含礫砂巖、粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖。

4.6.2 巖相古地理展布

茨營組沉積的晚期，曲靖盆地以河流相沉積為主，沉積相展布與曲靖現代盆地有些相似。近南北向的河流及其洪泛平原為主要沉積相類型。沉積厚度受斷陷作用影響，東部厚度大，西部厚度小。

5 油氣地質條件

5.1 烴源巖

經油氣地質鉆探和煤勘鉆井資料證實，曲靖盆地主要有兩類生烴源巖：湖沼相褐煤層和半深湖—深湖相暗色泥巖、油頁巖。

含煤地層主要分布在盆地的中東部，受構造和古地貌的控制，特別是由具障壁作用的古地貌高地，所圍限的低洼處屬還原環境，成為富煤盆地。盆地基底凸凹不平的底面，在填平補齊過程中，也可出現小規模的沼澤成煤環境。

蔡家沖組一段、二段半深湖—深湖相暗色泥巖和油頁巖，平面主要分布在崔家圩至圩格洛一帶，平均有機炭含量1%～2%，有機質成熟度低，處于未成熟階段。

5.2 生儲蓋組合

在含煤沉積序列中，與煤層共生的組合多以粉砂巖、泥質粉砂巖為主，煤層底部有分支河道砂巖和沖刷面，形成自生儲蓋。

在盆地凹陷中心區，發育次深湖—深湖相暗色泥巖和三角洲前緣砂體及陡坡帶沖洪積砂礫巖，具有較好的生儲蓋條件，可形成有利的巖性氣藏。

5.3勘探遠景曲靖盆地生物氣勘探目標以斷階帶為主[9]。根據巖相古地理展布，可以提出2個含氣遠景帶：

盆地的東側，在北部高地與北部緩坡帶間的過渡區，有較豐富的烴源巖。而且茨營組第二段沉積時，北部為無沉積的隆起帶，可形成構造—巖性圈閉。

盆地西部的緩坡帶與中部坳陷的過渡區帶，為三角洲前緣砂與湖相泥的接觸帶，具較好的生儲組合，巖性圈閉是有力的含氣區帶。

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TE122

A

1004-5716(2015)09-0018-06

2015-02-04

2015-02-09

門玉澎（1981-），男（漢族），寧夏中衛人，工程師，現從事巖相古地理和頁巖氣能源研究工作。