川東北燈影組克勞德管富集層及其儲(chǔ)集特征分析

關(guān)鍵詞 川東北地區(qū)；埃迪卡拉系；克勞德管；孔隙；儲(chǔ)集特征

0 引言

四川盆地是我國(guó)西部重要的含油富氣盆地，自1964年發(fā)現(xiàn)威遠(yuǎn)氣田以來(lái)，已陸續(xù)在埃迪卡拉系至侏羅系多套含油氣層系探獲油氣資源[1]。近年來(lái)，安岳氣田的發(fā)現(xiàn)使四川盆地下組合（埃迪卡拉系—寒武系）再次成為油氣勘探的熱點(diǎn)領(lǐng)域[2]。

四川盆地埃迪卡拉系油氣藏資源主要分布在燈影組內(nèi)部。四川盆地?zé)粲敖M自下而上發(fā)育四個(gè)典型的巖性段。其中，燈一段、燈二段、燈四段為典型的臺(tái)地碳酸鹽巖建造，以白云巖為主，燈三段以碎屑巖為主[2]。油氣藏主要集中在孔隙發(fā)達(dá)的燈二段和燈四段。燈四段沉積時(shí)期受到燈影期末構(gòu)造抬升引起的巖溶作用影響[2?5]，其儲(chǔ)集空間以角礫間溶孔、大規(guī)模溶孔溶洞為主[3]，與燈影組古巖溶地貌密切相關(guān)[6]。而燈二段和燈四段均發(fā)育了大量格架孔、粒內(nèi)孔、粒間孔以及“葡萄花邊”構(gòu)造殘留孔洞，這些孔隙主要受丘灘復(fù)合體和表生期巖溶作用的共同控制形成[3]，屬于藍(lán)細(xì)菌丘灘白云巖裂縫—孔洞型儲(chǔ)層[4]，因此燈二段和燈四段的儲(chǔ)層潛力又與藍(lán)細(xì)菌丘灘結(jié)構(gòu)的分布和規(guī)模密切相關(guān)。

克勞德管（Cloudina）是一種在埃迪卡拉紀(jì)末期全球廣布的套管狀化石[7?12]。部分學(xué)者認(rèn)為，Cloudina是最早具備礦化骨骼建造能力的后生生物之一，在納米比亞地區(qū)可見由Cloudina 參與構(gòu)建的生物礁結(jié)構(gòu)，它們可能代表了已知最古老的后生動(dòng)物—微生物礁[10?11，13?14]。盡管學(xué)界對(duì)于Cloudina 的礦化及建礁能力仍存在不同意見，有學(xué)者基于這些早期礦化生物富集層的沉積學(xué)研究，認(rèn)為這類生物骨架在全球碳酸鹽巖中的出現(xiàn)可能意味著顯生宙型底質(zhì)在埃迪卡拉紀(jì)末期的出現(xiàn)。這些骨屑顆粒集合體，尤其以生物灘形式在南美的巴西和烏拉圭、北美的加拿大和非洲的納米比亞等地的出現(xiàn)，為喜好硬底的底棲生物類型提供了豐富的棲息地[15?17]。在顯生宙，后生生物礁—灘結(jié)構(gòu)是油氣勘探的重要關(guān)注對(duì)象[18?19]，大量的后生生物架構(gòu)及骨屑結(jié)構(gòu)能夠?yàn)橛蜌馓峁┴S富的儲(chǔ)集孔隙。但到目前為止，對(duì)埃迪卡拉系儲(chǔ)集孔隙的研究仍以藍(lán)細(xì)菌相關(guān)的丘灘結(jié)構(gòu)為主要對(duì)象，而對(duì)后生生物Cloudina 礁或Cloudina 富集層的油氣儲(chǔ)層潛力還缺乏評(píng)估。

近年來(lái)，人們陸續(xù)在陜南及峽東與燈三段至燈四段相當(dāng)?shù)牡貙又邪l(fā)現(xiàn)豐富的Cloudina 化石，并探討了它們的生物屬性、地層分布、生物礦化及保存特征等問題[7?12]。在油氣勘探過程中，本研究首次在川東北地區(qū)巫溪地區(qū)鉆井巖心中燈影組頂部發(fā)現(xiàn)了豐富的Cloudina 化石。本文將初步探討Cloudina 富集層作為燈影組可能的儲(chǔ)集孔隙提供者在油氣勘探中的潛在意義。

1 地質(zhì)背景

中國(guó)主要包含了華南、華北和塔里木三個(gè)古老克拉通[20]。其中華南克拉通是東亞最大的克拉通之一，其北部以秦嶺—大別—蘇魯造山帶與華北克拉通相隔，西南部以哀牢山—松馬構(gòu)造帶與印支地塊相隔，西北部以龍門山斷裂帶與松潘—甘孜地塊相隔，東南部為古太平洋[20]。華南克拉通可進(jìn)一步分為揚(yáng)子地塊和華夏地塊，二者在約1 140 Ma就已經(jīng)發(fā)生了部分的聚合[21]，并被江南造山帶所隔斷[20]。研究區(qū)巫溪地區(qū)位于揚(yáng)子地塊北緣，在四川盆地東北部和秦嶺造山帶之間，屬于南大巴山前陸褶皺沖斷帶東段，其北部為城口—房縣斷裂，主要構(gòu)造格架為近東西向的背斜和向斜構(gòu)造[22]。區(qū)內(nèi)沉積地層處于川東、川北與鄂西三峽地層系統(tǒng)的過渡地帶，前人將其劃歸于揚(yáng)子地層區(qū)，上揚(yáng)子地層分區(qū)，四川盆地小區(qū)[23]（圖1）。研究區(qū)最古老的地層是雪球地球事件[24?26]中沉積的南沱組冰磧巖，主要分布在巫溪康家坪地區(qū)，未見其底界出露。全球性冰川消融之后，揚(yáng)子地區(qū)接受了廣泛快速的海侵[26]，并在區(qū)域上形成了陡山沱組沉積，巖性以黑色頁(yè)巖、泥巖為主，夾白云巖和砂巖，可以與峽東剖面進(jìn)行對(duì)比[27?28]。陡山沱組沉積后期，先前形成的臺(tái)內(nèi)盆地被逐步填充[26]，并在燈影組沉積時(shí)形成了廣泛的碳酸鹽巖臺(tái)地[1，29]。當(dāng)時(shí)巫溪地區(qū)處于臺(tái)地邊緣—斜坡過渡相帶[29?30]，因此區(qū)內(nèi)燈影組巖性在橫向上較為多變，以中厚層—塊狀白云巖為主，部分地區(qū)和層段見鮞粒白云巖和砂屑白云巖，代表了間歇性的高能環(huán)境[30]。

2 材料和方法

研究樣品取自川東北巫溪地區(qū)的鹿頁(yè)1 井2 269.64 m附近，接近燈影組頂部（圖2）。手標(biāo)本拍照使用Nikon D3200結(jié)合SAGA高清三目體式變倍顯微鏡，在成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院完成；薄片單偏光及正交偏光拍照在成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院使用Nikon偏光顯微鏡LV100POL完成；化石及孔隙的掃描電鏡拍照和能譜測(cè)試以及陰極發(fā)光拍照在成都地質(zhì)調(diào)查中心使用HITACHIS-3000N 和NikonAX10完成，束電壓15 kV，束電流400 μA。所有樣品均采用相同測(cè)試條件以進(jìn)行對(duì)比，檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)SY/T 5916-2013巖石礦物陰極發(fā)光鑒定方法。

Micro-CT測(cè)試在天津三英精密儀器股份有限公司使用nanoVoxel-5000系列CT設(shè)備完成。選取的樣品分為不同大小兩種，包括直徑約1.5 mm的圓柱體3 枚，以及長(zhǎng)寬約5.0 mm、高約2.5 mm 的立方柱體1枚，用以對(duì)白云巖基質(zhì)和含化石層進(jìn)行不同分辨率的micro-CT掃描。對(duì)于小塊的基質(zhì)樣品，可以使用高達(dá)0.53 μm分辨率的micro-CT分析得到微米級(jí)的孔隙形態(tài)和更加精確的孔隙率數(shù)據(jù)。但由于基質(zhì)不均一，單個(gè)樣品并不具有代表性，不同的小塊樣品micro-CT的樣本偏差可能較大。因此，為得到較為全面客觀的數(shù)據(jù)，需要選取多個(gè)樣品進(jìn)行分析。大塊的含化石樣品能夠提供管狀化石的三維形態(tài)、空間分布特征，得到的孔隙數(shù)據(jù)也更全面并具有代表性，但由于掃描精度不足，分辨率僅有8.3 μm，難以識(shí)別微米級(jí)、亞微米級(jí)的孔隙。因此，本研究使用3枚來(lái)自基質(zhì)的小塊樣品進(jìn)行高分辨率分析，結(jié)合1枚含化石的樣品提供宏觀形貌，在不同尺度上評(píng)估研究材料的孔隙形態(tài)和孔隙率。Micro-CT數(shù)據(jù)使用AVIZO數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行處理。首先通過對(duì)原始micro-CT數(shù)據(jù)進(jìn)行裁剪切割，以去除樣品邊緣對(duì)孔隙識(shí)別過程的干擾；后續(xù)使用人工方法對(duì)CT灰度圖進(jìn)行閾值分割，進(jìn)而識(shí)別孔隙與不同類型的礦物組分，最終對(duì)孔隙和不同礦物的空間分布特征進(jìn)行重建，并通過軟件內(nèi)置程序計(jì)算孔隙度。含化石層的巖心樣品和薄片在完成相關(guān)分析后均存放于成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院。

3 結(jié)果

3.1 巖礦特征

研究樣品為生物碎屑微晶白云巖。巖心手標(biāo)本呈淺灰色，塊狀構(gòu)造，未見紋層發(fā)育（圖2a～d）。大量數(shù)毫米至數(shù)厘米長(zhǎng)的深灰色管狀生物碎屑長(zhǎng)軸平行于層面方向堆積，未見明顯定向性和粒序特征。生物化石占巖石總體積20%～30%，化石之間以基質(zhì)支撐為主，少數(shù)呈顆粒支撐（圖2b～d）。管狀化石在鏡下可見薄的管壁，偶見偏心套錐狀構(gòu)造（圖3g），據(jù)此認(rèn)為該管狀化石應(yīng)當(dāng)屬于Cloudina[7?11，31]。

鏡下可見化石富集層基質(zhì)以微晶白云石為主。微晶白云石晶體表面比較污濁，保留了部分平直的晶面，沒有見到霧心亮邊結(jié)構(gòu)（圖3a～l），以暗紅色陰極發(fā)光為特征（圖4a～j）。化石和基質(zhì)中分布有較大的白云石晶粒，晶粒往往干凈透明，邊界平直，在管狀化石中與內(nèi)壁的界線較為清楚（圖3g～l），并具有亮紅色的陰極發(fā)光特征（圖4d，g，h）。較大的白云石晶粒往往被石英所交代，石英未見內(nèi)部結(jié)構(gòu)，有時(shí)呈原始白云石礦物的假象，保留了格子狀的解理縫和三角形的溶孔，常與焦瀝青、重結(jié)晶白云石伴生（圖3i～j），無(wú)陰極發(fā)光（圖4c～h）?；脑脊鼙诮Y(jié)構(gòu)受到溶蝕作用破壞，已不可見，薄片中化石管壁的位置由大小不一的白云石晶粒所充填（圖3j～l）。部分殼體和管內(nèi)空間可被焦瀝青充填，焦瀝青也無(wú)陰極發(fā)光特征，呈均一的黑色（圖3h～l、圖4a～f）。

基質(zhì)中可見泥晶白云石和有機(jī)質(zhì)富集形成的微生物組構(gòu)（圖3a～f），其形態(tài)可分為凝塊狀、絮狀和團(tuán)粒狀三種。凝塊狀組構(gòu)的發(fā)育較為局限，往往只有數(shù)毫米至厘米級(jí)大小。它們?cè)诒∑屑炔怀蓪臃植?，也不組成格架，而是呈分散狀分布（圖3a～c）。絮狀組構(gòu)較為常見，一般呈長(zhǎng)0.5 mm至數(shù)毫米的不規(guī)則絮狀，有時(shí)呈卷曲狀。它們可能代表凝塊狀組構(gòu)發(fā)育的早期階段（圖3d，e）。團(tuán)粒狀組構(gòu)在薄片中較少見。它們的直徑一般不超過0.2 mm，分布沒有明顯的規(guī)律性，偶見聚集（圖3f）。這些微生物組構(gòu)在陰極發(fā)光下呈亮紅色（圖4i，j）。

3.2 孔隙特征

基于掃描電鏡觀察和micro-CT數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)樣品中的孔隙類型主要有粒間孔、瀝青孔、晶內(nèi)溶孔、晶間溶孔與生物孔（圖5）。

粒間孔常見于一些白云石晶粒的邊緣，呈等厚環(huán)邊狀圍繞著中心的晶粒分布，并為瀝青所充填，其寬度基本小于10 μm。局部的黏土礦物集合體中也可見絲縷狀、網(wǎng)格狀的孔隙，這些孔隙的直徑往往只有數(shù)微米（圖5a，b）。瀝青孔指瀝青內(nèi)部的孔隙，它們主要呈圓形或不規(guī)則狀，分布也沒有明顯規(guī)律，寬度從數(shù)微米至數(shù)十微米不等（圖5c，d）。晶內(nèi)溶孔是碳酸鹽晶體內(nèi)部遭受溶蝕而形成的孔隙。它們順碳酸鹽礦物解理面發(fā)育，多呈數(shù)微米寬的三角狀，有時(shí)也可見保存在碳酸鹽礦物假象的石英晶體中（圖5e，f）。晶間溶孔分布在粗晶的石英和白云石顆粒之間，它們的形狀受周圍晶體邊界的控制，往往呈港灣狀或參差狀，寬度變化較大，有的可達(dá)1 mm。這些孔隙現(xiàn)也多被瀝青填充（圖5g）。生物孔主要來(lái)自Cloudina 管狀化石的空腔。材料中Cloudina 的管體截面呈圓形，直徑可達(dá)1～2 mm。此外，Cloudina 化石管壁多遭受溶蝕，這些被溶蝕的部分也形成了孔隙，并可為瀝青所填充（圖5g～j）。

Micro-CT數(shù)據(jù)顯示，基質(zhì)中的孔隙形態(tài)呈分散狀（圖6a～c），主要分布在密度較低的礦物內(nèi)部和裂隙中（圖6b）。這類礦物占比較小，呈不規(guī)則狀，結(jié)合對(duì)基質(zhì)的觀察結(jié)果（圖3a～l），推測(cè)其為重結(jié)晶的白云石。因此這些分散狀孔隙可能代表白云石的粒間孔、晶內(nèi)溶孔和晶間溶孔?；|(zhì)中的孔隙大小介于1～3 μm，大多數(shù)孔隙小于2 μm，基質(zhì)的整體孔隙度介于0.1%～0.4%（圖6a～c）。從大塊樣品與小塊樣品在同一分辨率下的對(duì)比可見，小塊樣品在高分辨率掃描下能夠識(shí)別出更多精細(xì)的孔隙（圖6d，e）?；患瘜淤x存的孔隙主要受到管狀化石形態(tài)的控制，多沿化石長(zhǎng)軸分布，呈連通的長(zhǎng)條狀，有時(shí)彎曲（圖7a～c）。從micro-CT圖像切片來(lái)看，富化石層中存在三種不同灰度的物質(zhì)組分。其中最暗灰度的部分代表瀝青和孔隙，中等灰度的是粗晶石英或白云石，最亮的部分代表微晶白云巖基質(zhì)（圖7a）。在灰度圖中計(jì)算不同的灰度分布區(qū)間（圖8a，c），得出三者分別占總體積的2%，12%和86%（圖8b），其中孔隙占比約0.7%?？紫犊赡軄?lái)自管狀化石殘余的生物孔、與石英和白云石晶粒相關(guān)的粒間孔、晶內(nèi)溶孔和晶間溶孔以及與瀝青相關(guān)的瀝青孔。由于在不同分辨率下能夠識(shí)別的孔隙大小有所差異，化石富集層的孔隙度應(yīng)比通過灰度圖計(jì)算出的體積更高。

3.3 成巖序列

研究材料中識(shí)別出的成巖作用類型主要有膠結(jié)作用、重結(jié)晶作用、硅化作用、溶蝕作用，還有與碳?xì)淞黧w演化有關(guān)的瀝青充填作用。綜合分析推測(cè)，這些生物碎屑微晶白云巖在不同階段內(nèi)經(jīng)歷了差異性的成巖作用，并不斷對(duì)孔隙類型和孔隙度造成改變（圖9）。

薄片下呈暗紅色陰極發(fā)光（圖4a～j）的部分可能代表最早期形成的碳酸鹽膠結(jié)物。此外，微生物組構(gòu)中可見順紋層發(fā)育的亮紅色陰極發(fā)光，可能代表不同紋層中與有機(jī)質(zhì)相關(guān)的自生泥晶的含量差異[32]，其中的富有機(jī)質(zhì)紋層多呈亮紅色發(fā)光（圖4i，j）。粗晶白云石充填物在陰極發(fā)光下顯示出中等強(qiáng)度的亮紅色（圖4a～h），和其他碳酸鹽礦物（圖4c）或與熱液溶蝕相關(guān)的孔隙周邊（圖3a，c～h）存在的較明亮膠結(jié)物類似，可能來(lái)自較晚期次的膠結(jié)作用。明亮的亮紅色陰極發(fā)光白云石晶粒（圖4d，g，h），主要分布在溶蝕的孔隙內(nèi)部并與焦瀝青、重結(jié)晶白云石伴生（圖3g～l、圖4b～h）。這些礦物可能來(lái)自最末期的成巖階段。

4 討論

4.1 Cloudina 在揚(yáng)子地臺(tái)的時(shí)空分布及其規(guī)模

在討論Cloudina 化石在油氣儲(chǔ)層中的潛在貢獻(xiàn)前，首先需要考慮這些生物的時(shí)空分布及其能夠形成儲(chǔ)層的潛在規(guī)模。一般認(rèn)為，Cloudina 的最早出現(xiàn)時(shí)間大概在551～548 Ma，消失于埃迪卡拉紀(jì)末期，與華南地區(qū)燈影組的沉積年齡大致相當(dāng)。華南地區(qū)Cloudina 的出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚，大量黃鐵礦化和磷酸鹽化保存的Cloudina 化石最早被報(bào)道于陜南地區(qū)的燈影組高家山段，其層位相當(dāng)于四川盆地的燈三段[7?9]。此外，在峽東地區(qū)的燈影組石板灘段也有Cloudina 化石的報(bào)道，層位可能與四川盆地的燈三段一致。之前的研究普遍認(rèn)為埃迪卡拉紀(jì)末期Cloudina 的消失可能同時(shí)伴隨著其他埃迪卡拉生物的滅絕[33?34]，然而，近年來(lái)在埃迪卡拉—寒武系界線附近（約540～535 Ma），全世界范圍內(nèi)均發(fā)現(xiàn)了豐富的Cloudina 化石。在部分地區(qū)，Cloudina 與一些寒武紀(jì)最早期的小殼化石混生，這一現(xiàn)象在一定程度上改變了之前對(duì)埃迪卡拉紀(jì)末期生物大絕滅事件強(qiáng)度的認(rèn)識(shí)，也暗示了寒武紀(jì)大爆發(fā)的“深根”或許能夠下延至埃迪卡拉紀(jì)末期[9，35]。

在空間分布上，陜南[7?9]、神農(nóng)架[36]和峽東地區(qū)[31]燈影組均有較為豐富的Cloudina 發(fā)現(xiàn)。本研究表明，Cloudina 在揚(yáng)子地臺(tái)上的分布可能比原先認(rèn)識(shí)到的更加廣泛。整體來(lái)看，在545～540 Ma，已知Cloudina 富集層的分布靠近揚(yáng)子地臺(tái)的邊緣，而揚(yáng)子地臺(tái)內(nèi)部的報(bào)道相對(duì)較少。在當(dāng)前研究階段，這樣的地理分布特征很可能是由研究程度、采樣偏差以及化石保存條件差異造成的[12， 31， 37]。Cloudina 在埃迪卡拉紀(jì)末期揚(yáng)子地臺(tái)的實(shí)際分布情況，還有待進(jìn)一步研究。

4.2 埃迪卡拉紀(jì)末Cloudina 的建礁和造粒潛力

埃迪卡拉紀(jì)—寒武紀(jì)轉(zhuǎn)折期是碳酸鹽工廠的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折期之一，在該時(shí)期，生物碳酸鹽沉積的主要生產(chǎn)者由前寒武紀(jì)長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位的微生物逐步向后生生物轉(zhuǎn)變。在這個(gè)過程中，也伴隨著主要造礁生物的轉(zhuǎn)變。生物礁是一種由生物建造的具有正向構(gòu)造的地形。在前寒武紀(jì)，生物礁均為微生物所構(gòu)成。步入顯生宙后，后生生物礁（如古杯礁）逐步崛起，取代微生物成為碳酸鹽工廠的重要生產(chǎn)機(jī)構(gòu)，同時(shí)也是油氣儲(chǔ)層發(fā)育的重要場(chǎng)所。

目前學(xué)界關(guān)于Cloudina 是否具有造礁能力仍然存在爭(zhēng)議。反對(duì)者的主要依據(jù)是[38]：（1）Cloudina 的外殼可能并非礦化的，而是主要由幾丁質(zhì)組成，因此缺乏主動(dòng)構(gòu)建生物礁的能力；（2）通過統(tǒng)計(jì)和3D重建工作發(fā)現(xiàn)，納米比亞的Cloudina 富集層主要由生物碎屑構(gòu)成，而不是此前所認(rèn)為的生物構(gòu)建的結(jié)果，具定向排列特征的Cloudina 化石不超過3%；（3）此前認(rèn)為的疑似生物膠結(jié)特征實(shí)際上更可能是成巖作用的結(jié)果。不過，后續(xù)的研究表明，Cloudina 是具備成礁能力的[13?14]。例如，鈣同位素?cái)?shù)據(jù)證實(shí)存在生物構(gòu)建和在管體外分泌礦物質(zhì)進(jìn)行膠結(jié)加固的特征，再次表達(dá)了對(duì)Cloudina 具備建礁能力這一觀點(diǎn)的支持[39]。

無(wú)論如何，這類由Cloudina 構(gòu)成的生物骨架可能代表了顯生宙型后生生物硬底在全球埃迪卡拉紀(jì)末期的出現(xiàn)，這是除底質(zhì)革命和農(nóng)業(yè)革命之外，又一個(gè)重要的生物演化事件[14]。盡管Cloudina 富集層的幾何構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，但能夠提供豐富的生物碎屑，這個(gè)過程深刻影響了當(dāng)時(shí)海洋沉積物的底質(zhì)條件。一方面，作為寒武紀(jì)大爆發(fā)可能的前提條件之一，埃迪卡拉紀(jì)末期生物骨架富集的底質(zhì)條件為后續(xù)的生命輻射事件鋪設(shè)了舞臺(tái)[17，39?40]；另一方面，豐富的生物骨架顆粒也為沉積物提供了豐富的儲(chǔ)集空間，從這一點(diǎn)上看，它們與顯生宙的生物顆粒沒有任何本質(zhì)的區(qū)別[41]。

另外，Cloudina 與微生物有著十分密切的關(guān)系?；谟搀w部分的形態(tài)學(xué)和生態(tài)學(xué)研究復(fù)原了Cloudina 作為固著底棲和濾食性動(dòng)物的特征[7?8，42?44]，其管體底端可能以嵌入方式固著于微生物席基底上[7?8，10，44?47]。同時(shí)，微生物席可能還為Cloudina 提供了營(yíng)養(yǎng)來(lái)源。因此，Cloudina 對(duì)微生物層有強(qiáng)烈的依賴性。在陜南[8，48]、巴拉圭[15]和納米比亞[10，14，39]等地，常見Cloudina 與微生物席或疊層石礁的密切共生。來(lái)自巴拉圭和納米比亞的研究結(jié)果表明，Cloudina 骨架在沉積物中的過度富集可能對(duì)微生物層的生長(zhǎng)起到抑制性的作用[39]。巴拉圭地區(qū)能夠識(shí)別兩種不同的骨架富集狀態(tài)[41]，類型1表現(xiàn)為密集堆積的異地搬運(yùn)顆粒碎屑，類型2為近原地埋藏的松散堆積的骨架集合體。

從燈四期古地理格局上看（圖1），鹿頁(yè)1井所在的巫溪地區(qū)處于臺(tái)地邊緣—斜坡相帶[29?30]，巖心中并未見到明顯的斜坡環(huán)境滑塌構(gòu)造標(biāo)志，而是以塊狀的微晶白云巖為主，伴隨生物碎屑富集層，因此推測(cè)鹿頁(yè)1井燈影組頂部沉積于臺(tái)地邊緣環(huán)境。鏡下可見Cloudina 富集層基質(zhì)以微晶白云石為主，其中含有豐富的凝塊狀、絮狀微生物組構(gòu)，往往代表了能量較低的水體環(huán)境[49]。由于這些微生物組構(gòu)零星發(fā)育，并不能形成規(guī)模，因此推測(cè)Cloudina 富集層可能處于丘基微相。這一微相多形成于海平面擾動(dòng)背景下的低能向高能轉(zhuǎn)換的正地形環(huán)境，微生物較為缺乏但處在逐步繁盛的階段。凝塊狀微生物組構(gòu)大多為分散狀，可推測(cè)沉積過程的水體能量有一定的波動(dòng)變化，但總體處于較低水平。本研究中也可見Cloudina 與微生物組構(gòu)相鄰保存，盡管大部分管狀化石保存相對(duì)完整，但由于缺乏確切的原地埋藏證據(jù)，因此其與微生物之間的共生關(guān)系并沒有得到直接體現(xiàn)，尚且不能對(duì)Cloudina-微生物礁的生態(tài)模式提供支持。除此之外，本文中的骨架顆粒更接近巴拉圭地區(qū)中類型2的骨架集合體，峽東地區(qū)燈影組頂部Cloudina 富集層則似乎與類型1更加接近[31，41]。

4.3 川東北燈影組頂部不同組分的孔隙演化及其孔隙度貢獻(xiàn)

從陰極發(fā)光揭示的成巖序列來(lái)看，燈影組頂部Cloudina 富集層的孔隙類型和孔隙度隨著成巖作用改造不斷變化（圖9）。在同生成巖階段，孔隙類型主要為碳酸鹽礦物顆粒之間的晶間孔和Cloudina 管狀結(jié)構(gòu)形成的生物孔（圖3j～l、圖4a，b）。在早成巖階段，粗晶白云石膠結(jié)物對(duì)溶孔和管狀化石內(nèi)部的生物孔進(jìn)行充填，該階段的孔隙類型主要為殘存的生物孔和生物格架溶蝕孔（圖3g～l）、碳酸鹽礦物之間的粒間孔（圖5a）以及溶蝕作用下形成的晶間溶孔和晶內(nèi)溶孔（圖5e，f）。晚期膠結(jié)作用的分布和發(fā)育程度可能受到了熱液流體的控制，這一階段主要的孔隙類型沒有變化，但孔隙度相對(duì)變低。中—晚成巖階段，酸性的碳?xì)錈嵋毫黧w對(duì)巖石造成溶蝕作用和進(jìn)一步重結(jié)晶作用。這一階段也沒有孔隙類型的變化，但由于重結(jié)晶與瀝青（圖3k～l、圖4c～f）充填作用，導(dǎo)致整體孔隙度降低。

從micro-CT 揭示的基質(zhì)中的孔隙分布結(jié)果來(lái)看，細(xì)小的孔隙均勻地分布在微晶白云巖內(nèi)部（圖6a，b），偶爾呈裂隙狀分布（圖6b），連通性較差。它們主要來(lái)自白云石尤其是重結(jié)晶白云石的粒間孔、晶內(nèi)溶孔和晶間溶孔，代表了不含管狀化石時(shí)巖石孔隙度的背景值。而含化石層的micro-CT 結(jié)果顯示，管狀化石是重要的孔隙提供者（圖7b，c），殘余的生物孔能夠提供部分孔隙空間。管內(nèi)白云石和石英晶粒也成為較小的孔隙賦存場(chǎng)所，這些晶粒提供的孔隙類型同樣為粒間孔、晶內(nèi)溶孔和晶間溶孔。除了管狀化石的內(nèi)部空間，化石管壁在成巖階段溶解后留下的空間也能作為孔隙度來(lái)源和流體運(yùn)移通道。結(jié)合前文所述，化石富集層的孔隙、瀝青（約2%）以及粗晶石英和白云石膠結(jié)物（約12%）占整體約14%。從圖像上看（圖8c），這些孔隙和充填物主要分布在管狀化石的內(nèi)部，少量分布在基質(zhì)中。因此，其中的相當(dāng)一部分與管狀化石所占巖石的體積重合。據(jù)此推測(cè)，在同生成巖階段，管狀化石內(nèi)的生物孔提供的孔隙率可能超過10%（圖9），隨著成巖過程中對(duì)孔隙的不斷破壞，管狀化石大部分受到充填，最終在化石富集層中保留了至少0.7%左右的孔隙度（圖9）。結(jié)果顯示，即便管狀化石內(nèi)部經(jīng)歷了多期次成巖作用改造，包括碳質(zhì)充填，相對(duì)于不含化石的白云巖基質(zhì)0.1%～0.4%的孔隙度，Cloudina 富集層中至少0.7%的孔隙度仍然要高得多。此外，由于micro-CT分析精度存在差異，化石富集層真實(shí)的孔隙度應(yīng)當(dāng)比分析得到的孔隙度更高。這說(shuō)明管狀化石Cloudina 的富集對(duì)儲(chǔ)層孔隙具有積極影響。

四川盆地?zé)舳魏蜔羲亩蔚膬?chǔ)集孔隙與微生物巖和溶蝕構(gòu)造密切相關(guān)[50?54]，有利儲(chǔ)層的空間分布受到古隆起控制。其中川中古隆起的規(guī)模最大，對(duì)燈影組儲(chǔ)層發(fā)育尤為重要[52]。川中古隆起燈影組發(fā)育大量藻丘和顆粒灘[50]，又受到桐灣運(yùn)動(dòng)的影響[1，5?6，53]，形成了大規(guī)模有利于油氣儲(chǔ)集的層段[50，52]。從川中地區(qū)的燈四段儲(chǔ)層成巖演化來(lái)看，巖石經(jīng)歷了從（準(zhǔn)）同生階段、早成巖階段到中晚成巖階段的多個(gè)期次，并受到了來(lái)自大氣淡水、熱液等多種來(lái)源的溶蝕，同時(shí)伴隨不同階段膠結(jié)物的充填作用[55]。隨著成巖作用的不斷疊加改造，巖石整體孔隙度逐漸呈波狀降低[55]。川東北鹿頁(yè)1井燈影組頁(yè)巖接受了相似的成巖作用期次改造，包括區(qū)域上普遍識(shí)別的桐灣運(yùn)動(dòng)形成的不整合（圖1，2），但二者在最終的儲(chǔ)集空間上存在一定差異。主要原因在于，來(lái)自鹿頁(yè)1井的樣品受成巖改造幅度較小，沒有經(jīng)歷較強(qiáng)的溶蝕作用，相反，不同階段的膠結(jié)作用填充了大部分孔隙，最終巖石孔隙空間僅不足1%?？傊?，針對(duì)川東北地區(qū)埃迪卡拉系頂部后生生物Cloudina 富集層的油氣儲(chǔ)層潛力提供了一些理論依據(jù)。受材料所限，此次所取得的認(rèn)識(shí)是否適用于四川盆地其他地區(qū)燈影組油氣勘探工作仍有待考察。如前文所述，這些最早的生物骨架顆粒的時(shí)空分布、富集程度是決定其油氣儲(chǔ)層潛力的關(guān)鍵因素之一。從此次的發(fā)現(xiàn)來(lái)看，在揚(yáng)子地臺(tái)中，Cloudina 及其富集層可能存在更為廣泛的時(shí)空分布[7?9，31，36]。因此，Cloudina 對(duì)孔隙度的貢獻(xiàn)或許是未來(lái)埃迪卡拉系儲(chǔ)層研究值得考慮的一個(gè)方向。

5 結(jié)論

在顯生宙，后生生物礁或者生物層是油氣勘探的重點(diǎn)區(qū)域，而前寒武系油氣儲(chǔ)層則以微生物或無(wú)機(jī)成因的碳酸鹽巖為主。在埃迪卡拉紀(jì)末期，隨著動(dòng)物獲得分泌礦化骨骼的能力，其對(duì)碳酸鹽巖沉積體系乃至油氣成藏的影響就已經(jīng)開始顯現(xiàn)。Cloudina 在埃迪卡拉紀(jì)末期分布廣泛，這些管狀化石建造的大量碳酸鹽骨骼不僅影響了當(dāng)時(shí)的海洋碳循環(huán)、改造了沉積物底質(zhì)，還對(duì)碳酸鹽工廠和油氣儲(chǔ)層的面貌產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。