早寒武世是中国南方海相烃源岩发育的重要时期，扬子地区下寒武统筇竹寺组（或称牛蹄塘组、水井沱组等）广泛发育一套暗色泥页岩烃源岩^[1-7]，局部地区发育麦地坪组(或岩家河组等)烃源岩^[8-9]，川中地区已发现的中国海相最大整装气田安岳气田天然气就主要源自下寒武统烃源岩^[10-19]。针对中上扬子区下寒武统烃源岩，早期研究主要基于露头和有限的钻井资料，认为烃源岩总厚度一般为50~200m，TOC一般可达4%~5%，有机质类型主要为Ⅰ-Ⅱ₁，总体上为一套品质极佳的优质烃源岩；主要分布在川东北、鄂西-湘西、蜀南-黔西北^[1-5]，在川中-川东、川西和川西北广大地区厚度很小甚至不发育^[1]。近年来随着勘探不断向深层-超深层拓展，2013年完钻高石17井，发现晚震旦世-早寒武世上扬子克拉通内发育德阳-安岳裂陷槽，裂陷内下寒武统发育数百米厚的泥页岩烃源岩，改变了早期认为上扬子克拉通内部烃源岩欠发育的认识^[10]。

前人研究大致揭示了中上扬子区筇竹寺组烃源岩宏观分布，但受勘探程度和资料限制，仍存在以下不足：一是四川盆地内钻穿下寒武统的探井较少且分布集中，在川北、川西等广大稀井区烃源岩厚度主要靠临近露头资料推测，缺乏测井和地球物理资料的约束，落实程度有待提高；二是常将下寒武统烃源岩作为一个整体对待，未分层段、分层次刻画，尤其是优质烃源岩段（TOC>2.0%）分布并不清楚。近年来随着研究区内一批超深井和盆缘大量页岩气探井的实施和三维、二维地震资料的采集，为深化研究下寒武统烃源岩奠定了基础。本文采用地质与地球物理结合的思路，基于大量新钻井系统采样分析，结合测井评价与地震解释反演，分层次、分层段刻画了中上扬子区下寒武统麦地坪组-筇竹寺组烃源岩发育展布特征，落实了新的规模烃源灶区。在此基础上，结合储层、输导体系发育情况和油气源对比结果，划分了以下寒武统为烃源灶的含油气系统，预测了有利勘探区带，可为震旦系-下古生界勘探部署提供认识支撑。

中上扬子区下寒武统麦地坪组-筇竹寺组暗色泥页岩既是研究区内震旦系-寒武系已发现大气田的主力烃源岩，也是非常规页岩气勘探的主要目的层（图 1），明确麦地坪组-筇竹寺组发育分布特征，是精细评价该套烃源岩的基础。

图 1

图 1 中上扬子区中上扬子区构造纲要图（左）与下寒武统地层综合柱状图（右） Fig. 1 Structural outline (left) and comprehensive stratigraphic column

下寒武统麦地坪组相当于梅树村阶中下部沉积，与上覆筇竹寺组和下伏震旦系灯影组均呈假整合接触。中上扬子区梅树村阶中下部地层在不同地区岩石组合类型具有差异，在川西南-滇东北地区岩性主要为细晶白云岩、磷块岩、含磷硅质白云岩及灰质白云岩；在德阳-安岳裂陷区、川东北和鄂西地区岩性以黑色硅质、碳质泥页岩为主，夹泥晶灰岩、白云岩屑磷块岩和磷质岩屑粉砂岩；陕南宁强及以东地区岩性主要为灰色砂屑灰岩，夹硅质岩和磷块岩，川中磨溪地区部分钻井发育该类型。尽管不同地区麦地坪组岩性组合有一定差异，但均富含胶磷矿、首现多门类小壳化石，因而可作为等时地层对比标志层，也易与以黑色碳质泥页岩为主的筇竹寺组区分。

德阳-安岳裂陷区探井揭示麦地坪组测井响应特征表现为较高自然伽马，且变化频繁，较高声波时差，能谱元素测井显示高含P、Mn元素；地震剖面上顶、底表现为两个强振幅、高连续波峰特征（表 1、图 2）。中上扬子区麦地坪组残余地层厚数米至两百余米，在克拉通内部和边缘裂陷区厚度较大，克拉通内台地区地层大多缺失。其中德阳-安岳裂陷区中段资4井、北段绵竹清平剖面最厚可达200m^[8]，裂陷区南段一般厚50~100m；上扬子东北缘城口-镇坪、东南缘五峰-盘石一带厚20~80m；川中-川东广大台地区麦地坪组缺失，筇竹寺组与灯影组直接不整合接触。

表 1

表 1 中上扬子区麦地坪组—筇竹寺组层段划分及烃源岩特征表 Table 1 Stratification and characteristics of source rocks of C 1m- C1q in the Middle-Upper Yangtze region 组 段 分布范围 测井响应 地震响应 烃源岩TOC分布 筇竹寺组 筇三段 全区广泛分布 低GR（30~90API）、低U、低AC 弱振幅、中—低连续 TOC基本小于1.0% 筇二段 全区广泛分布 中—高GR（90~300API）、中—高U、中—高AC 底部强振幅、高连续；中上部弱振幅、中—低连续 TOC主要为1.0%~4.0%，优质烃源岩发育 筇一段 局限分布于克拉通内部与边缘裂陷区 GR变化频繁（60~300API），多个高GR段，高U、高AC 中下部强振幅、高连续；中上部弱—中振幅、中连续 TOC变化大，主要为0.5%~5%，优质烃源岩发育 麦地坪组 局限分布于克拉通内部与边缘裂陷区 GR变化频繁（30~300API），较高AC（40~80μs·m-1）；P、Mn元素含量高 顶、底表现为两个强振幅、高连续波峰 TOC变化大，主要为0.5%~3.0%，优质烃源岩发育

表 1 中上扬子区麦地坪组—筇竹寺组层段划分及烃源岩特征表 Table 1 Stratification and characteristics of source rocks of C 1m- C1q in the Middle-Upper Yangtze region

图 2

图 2 川中地区麦地坪组—筇竹寺组烃源岩地震剖面图 Fig. 2 Seismic profile of C1m- C1q source rocks in the central Sichuan Basin

中上扬子区筇竹寺组，在不同地区采用不同组名，例如川西-川中称筇竹寺组，川北-陕南称郭家坝组，川东-渝南-黔北称牛蹄塘组，川东北-鄂西地区称水井沱组。不同地区尽管命名不同，但基本表现为一套暗色泥页岩等细粒岩沉积，夹少量石灰岩，而且化石带也相同，下部含小壳类，上部产三叶虫，地层全区可对比，因此可统称筇竹寺组。研究区内筇竹寺组残余地层厚度变化大，主要为100~800m，其分布具有以下特点：在德阳-安岳内克拉通裂陷区和克拉通边缘厚度大，厚300~800m，克拉通中央薄，厚100~200m；川西南、鄂西部分地区受后期剥蚀作用影响，残余地层厚度小于100m，甚至完全缺失。

筇竹寺组在岩性组合、测井和地震响应上均反映其具有“三段式”发育特征（表 1、图 2、图 3）。其中筇一段以暗色碳质泥岩/页岩为主，夹泥质粉砂岩，GR、U和AC等测井曲线变化频繁，具有多个高GR段，地震剖面上表现为强振幅、高连续反射轴特征；而低GR段为弱-中振幅、中连续反射轴特征；地震与连井剖面显示筇一段在德阳-安岳裂陷区厚度巨大，由裂陷向两侧台地区呈超覆沉积，但未完全上超至台地内，因此川中、川东广大地区筇一段未沉积（图 2、图 3）。筇二段主要为黑色碳质泥页岩，测井曲线表现为中-高GR、中-高U和中-高AC特征；地震剖面上表现为底部强振幅、高连续，中上部弱振幅、中-低连续；筇二段下部的碳质泥页岩段地震反射轴在裂陷区和台地区均可追踪，表明其在裂陷区和台地上均发育，为早寒武世最大海泛期沉积产物。筇三段以灰色粉砂质泥岩和泥质粉砂岩互层为主，测井曲线为低GR、低U、低AC，地震剖面上表现为弱振幅、中-低连续特征；为海退背景下的一套浅水陆棚相沉积，其分布与筇二段相当，但陆源粉砂质含量增加，有机质丰度明显降低（图 3）。

图 3

图 3 四川盆地及邻区麦地坪组—筇竹寺组烃源岩连井剖面图（剖面位置见图 1） Fig. 3 Well section correlation of C1m- C1q source rocks in Sichuan Basin and its periphery (section location is in Fig. 1)

传统的烃源岩评价与预测手段主要依赖钻井和露头剖面系统采样分析，其优点在于可获得单点上烃源岩厚度等准确信息，缺点在于样品分析的时间和经济成本高，对稀井/无井区控制程度低。近年来随着页岩气勘探的发展，测井、地震资料开始广泛应用于富有机质泥页岩评价预测，并取得了良好效果。为进一步落实四川盆地及邻区下寒武统不同品质烃源岩发育分布情况，借鉴页岩气勘探评价思路，在大量露头和钻井样品分析基础之上，充分利用测井和地震资料，针对筇竹寺组开展盆地尺度的地质与地球物理综合评价预测。

总有机碳含量（TOC）是评价高-过成熟海相烃源岩品质的最有效指标，前人将TOC=0.5%作为扬子区海相层系具有商业价值的烃源岩有机质丰度下限，并将烃源岩划分为差（0.5%≤TOC<1.0%）、中等（1.0%≤TOC<2.0%）、好（2.0%≤TOC<3.0%）、很好（3.0%≤TOC<5.0%）与极好（≥5.0%）烃源岩多个等级^[1]。考虑到勘探评价与编图的可操作性，本文将TOC≥0.5%的烃源岩统称为有效烃源岩，TOC≥2.0%的烃源岩统称为优质烃源岩，并按上述两个层次厘定麦地坪组-筇竹寺组烃源岩发育厚度与分布。选取不同地区30余口代表性探井，系统采集岩心、岩屑样品开展TOC等分析，建立烃源岩单井与连井对比剖面图（图 3），厘定不同地区重点井与剖面麦地坪组、筇竹寺组有效烃源岩厚度和优质烃源岩厚度（表 2），揭示不同地区烃源岩发育特征。德阳-安岳裂陷区中段高石17井、资阳1井、资4井等揭示筇竹寺组有效烃源岩厚260~480m，优质烃源岩厚90~290m；麦地坪组有效烃源岩厚74.5~200m，优质烃源岩厚40~100m（表 2）。德阳-安岳裂陷南段YS102井、宫深1井和窝深1井等筇竹寺组有效烃源岩厚60~290m，优质烃源岩厚数米至200m；麦地坪组有效烃源岩厚32~62m，优质烃源岩厚5~35m，优质烃源岩主要发育在麦地坪组中下部、筇一段和筇二段下部。裂陷区北段从蓬探1井、蓬深1井和绵竹清平、北川陈家坝等剖面来看，筇竹寺组有效烃源岩厚195~450m，优质烃源岩厚80~300m；麦地坪组有效烃源岩厚50~110m，优质烃源岩厚36~55m。

表 2

表 2 中上扬子区麦地坪组—筇竹寺组烃源岩厚度与TOC统计表 Table 2 Statistics of thickness and TOC of C 1m- C1q source rocks in the Middle-Upper Yangtze region 地区 井名/剖面 层位 地层厚度/m TOC/% TOC≥0.5%有效烃源岩厚度/m TOC≥2.0%优质烃源岩厚度/m 德阳—安岳裂陷中段（川中） 高石17 筇竹寺组 535 0.21~5.02/1.77（51）* 415 200 资4 386   370 125 资阳1 594 0.12~4.21/1.42（19） 480 290 资探1 337 0.22~9.71/1.88（334） 337 90 自深1 428 0.67~3.65/2.06（18） 260 220 高石17 麦地坪组 130 0.66~3.40/1.52（21） 130 40 资4 200 0.5~3.6/1.53（15） 200 100 资阳1 110 0.76~3.06/1.95（7） 110 60 资探1 75 0.28~13.19/3.03（71） 74.5 45 德阳—安岳裂陷北段（川西北） 蓬探1 筇竹寺组 478 0.32~6.56/2.05(101) 418 289 蓬深1 386 0.61~4.84/1.82(72) 380 229 广元东西河 麦地坪组—筇竹寺组 > 220（未见顶） 0.14~6.96/2.25 > 195 80 北川陈家坝 400(未见顶) 0.84~4.89/3.08(18) > 400 > 250 蓬探1 麦地坪组 55 0.67~2.99/2.16（10） 55 36 绵竹清平 289 0.57~25.65/10.71(26) 110 55 德阳—安岳裂陷南段（蜀南） YS102 筇竹寺组 425 0.11~5.13/1.67(167) 240 200 YS106 552 0.1~4.22/0.47（299） 115 20 宝1 459 0.1~3.01/0.73(157) 206 41 窝深1 605 0.1~1.3/0.25(145) 60 2 宫深1 378 0.07~2.1/0.69(19) 138 35 方深1 425 0.03~8.02/1.38（32） 132 66 昭103 387 0.05~2.28/0.70（342） 290 25 YS102 麦地坪组 98 — 68 35 YS106 98 — 48 20 宝1 48 — 32 15 窝深1 54 — 34 5 川中—川东台内区 磨溪103 筇竹寺组 203 0.256~5.8/1.59（30） 122 45 磨溪52 276 0.27~5.21/1.36(54) 127 86 高科1 204 0.14~4.43/1.21(22) 140 21 高石1 210 1.0~6.57/1.78(100) 130 25 女基井 163 0.22~0.71/0.42(22) 87 0 广探2 131 0.37~3.89/0.96（46） 81 11 川中古隆起北斜坡—川北 马深1 358 0.4~8.95/3.35（62） 238 130 川深1 382 0.44~4.58/1.88(36) 300 168 角探1 379 0.3~3.17/1.36（55） 267.2 170 天星1（川北） 576 0.19~3.14/0.97(159) 285 55 川深1 麦地坪组 46 1.51~2.71/2.11(2) 45.7 20 川东北 楼探1 筇竹寺组 108 0.21~0.86/0.52（66） 57 0 五探1 119 0.48~2.33/1.03(61) 96 5 城口岚天 921 — 468.62 127.8 巫溪鱼鳞乡 858.3   409.9 155.4 镇坪剖面 904 —   208.6 陕南 陕南地1 筇竹寺组 282 0.01~2.50/0.81(280) 185 59 川西南 威201 筇竹寺组 303 0.05~3.74/1.08（106） 190 23 金石1 433 0.12~2.10/0.54（121） 212 10 汉深1 74 0.38~2.53/0.79（21） 52 5 乐山1 235 0.3~2.7/（28） 150 4 威201 麦地坪组 57 0.06~4.0/1.52（74） 44.5 29 金石1 55 0.4~0.87/0.59（5） 45 0 汉深1 20 0.32~1.99/0.98（5） 11 3 乐山1 17 0.4~0.6/（4） 12 0 川东南 丁山1 筇竹寺组 194 0.08~3.74/0.47(24) 50 2 阳1 217 0.57~1.32/0.91(35) 32 5 贵州地区 天星1（贵州） 筇竹寺组 60 2.08~7.79/5.03（56） 60 45 天马1 70 0.42~10/3.83(136) 70 45 黄页1 145 0.97~9.93/5.73（69） 100 75 凤参1 98 3.75~9.89/7.05（19） 98 98 黄页1 麦地坪组 25 — 25 25 凤参1 30 2.11~9.03/6.33（7） 30 30 鄂西—湘西地区 鄂阳页1 筇竹寺组 227   166   鄂宜页1 136 0.05~6.83/1.71（228） 70 26 秭地1 194 0.55~8.73/3.17（17） 110 40 宜地2 92 0.23~5.91/1.79（62） 80 27 酉页1 125 0.17~9.91/3.69(89) 80 60 保页2 205 0.58~9.83/3.88（59） 195 80 长生1 205 0.32~6.38/2.35（91） 140 70 秭地1 麦地坪组 25 — 25   *最小值~最大值/平均值（样品数）。

表 2 中上扬子区麦地坪组—筇竹寺组烃源岩厚度与TOC统计表 Table 2 Statistics of thickness and TOC of C 1m- C1q source rocks in the Middle-Upper Yangtze region

川中-川东台内区高石1、磨溪52、女基井和广探2等井筇竹寺组有效烃源岩厚度相对于裂陷区明显变薄，主要为50~100m，优质烃源岩厚数米至数十米。部分位于台内古地貌洼地的探井发育一定厚度的筇一段，优质烃源岩达80余米（磨溪52井），位于古地貌高地的女基井、广探2井等筇一段缺失，仅筇二段下部发育数米的优质烃源岩。川中古隆起北斜坡至川北地区川深1、角探1和马深1等井筇竹寺组有效烃源岩厚238~300m，在筇一段和筇二段下部发育优质烃源岩，厚50~170m。川东北盆内区的楼探1井和五探1井筇竹寺组烃源岩发育特征与川中台内区相似，筇一段缺失，有效烃源岩厚度小于100m，优质烃源岩厚度不超过5m（表 2）；盆缘城口-巫溪-镇坪一带的城探1井、城页1井和露头剖面显示筇竹寺组厚度为700~950m，有效烃源岩厚度为200~400m，优质烃源岩厚度主要为100~200m；麦地坪组有效烃源岩厚度为20~80m。川西南汉深1、金石1和威201等井筇竹寺组有效烃源岩厚52~212m，但TOC总体偏低，优质烃源岩厚度较小，主要为5~23m；麦地坪组有效烃源岩厚11~45m，优质烃源岩厚0~29m（表 2）。

川东南地区丁山1和阳1等井筇竹寺组尽管地层厚度较大，但有效烃源岩厚度仅为32~50m，优质烃源岩厚2~5m（表2）。贵州地区天马1和黄页1等井筇竹寺组有效烃源岩厚60~100m，该地区尽管有效烃源岩厚度不大，但有机质丰度整体很高，优质烃源岩厚45~98m。鄂西-湘西地区秭地1、长生1和保页2等大量页岩气井和露头揭示筇竹寺组有效烃源岩厚度主要为80~190m，优质烃源岩主要为25~100m；麦地坪组有效烃源岩厚度在数米至数十米。

测井信息纵向分辨率高、资料连续，是烃源岩有机质丰度评价的重要技术手段^[20-21]，通过标定井建立样品实测TOC与测井曲线关系模型，可用于评价计算烃源岩TOC等参数，厘定单井烃源岩发育厚度。烃源岩富含有机质，而有机质具有低密度和强吸附性、不易导电等特征，因而在测井曲线上具有明显的响应特征。筇竹寺组烃源岩实测TOC与测井曲线相关性分析结果显示，能谱测井铀（U）含量曲线与TOC相关性最好，其次为自然伽马（GR）曲线和声波时差（AC）曲线；密度和电阻率曲线与TOC相关性不明显。尽管U曲线与TOC的相关性最好，但因多数探井未进行能谱测井，因此本文主要采用GR和AC曲线建立TOC计算模型。考虑到不同地区筇竹寺组沉积环境、岩性等有差别，TOC与测井曲线相关性也存在差异，因此针对不同地区分别选取代表性钻井，通过单因素拟合或多元拟合分别建立了筇竹寺组烃源岩TOC测井计算公式模型。

川中地区计算公式为：TOC=0.011×AC+0.011×GR。

蜀南地区计算公式为：若GR<200，TOC=0.0028e^0.0361×GR；若GR>200，TOC=0.0366×GR-5.1503。

川北地区计算公式为：TOC=0.0156×GR-1.1098。

利用上述模型，对盆地内70余口探井开展了筇竹寺组TOC计算，计算结果与实测TOC吻合度较高（图 3），为不同品质烃源岩厚度标定和地震反演预测奠定了基础。

测井评价可获得单井烃源岩厚度、TOC等信息，但难以反映稀井及无井区烃源岩发育情况，地球物理资料则可一定程度弥补这方面的不足。地震反演技术已广泛应用于中上扬子区龙马溪组页岩气勘探，富有机质页岩厚度预测取得了良好效果^[22]。借鉴页岩气评价思路，建立了适用于筇竹寺组的烃源岩厚度地震反演预测方法，具体技术流程如下：（1）根据地层划分方案，开展全盆地内二维地震区、三维地震区筇竹寺组地层解释，明确地层分布。（2）以重点井实测TOC与测井TOC为基础，以测井声波时差曲线为“桥梁”，建立烃源岩有机质丰度与地震响应的关系，确定烃源岩TOC=0.5%与TOC=2.0%对应的地震波阻抗阈值分别为15500（g/cm³）·（m/s）和12700（g/cm³）·（m/s）。（3）利用地震沉积层序及平面相分析方法，明确目的层沉积充填序列及平面相展布。（4）利用TOC曲线高频部分与声波曲线低频部分融合重构拟声波曲线以区分优质烃源岩段。（5）应用拟声波曲线在三维地震区进行以波形相控反演为核心的叠后分频反演，得到高分辨率拟波阻抗体，根据有效烃源岩和优质烃源岩评价标准阈值统计预测不同品质烃源岩厚度分布。

利用上述方法，选取川中地区资料品质好的三维地震区开展烃源岩厚度地震反演，验证方法的有效性，反演剖面可很好地反映富有机质页岩段在纵向上具体发育位置及横向厚度变化特征（图 4a）。地震反演揭示筇竹寺组发育多个优质烃源岩段，其中筇一段优质烃源岩主要分布在裂陷区，厚度大，主要为60~200m，在磨溪22井、磨溪105井一带超覆至台内，但在川中台内大部分地区筇一段缺失；筇二段优质烃源岩在裂陷区和台内均发育，厚度为15~50m（图 4b、c）。川中三维地震区地震反演预测的烃源岩厚度与钻井标定结果吻合率超过80%，证实了该方法的有效性。在此基础上，进一步推广应用于广大二维地震区，反演结果显示裂陷区烃源岩厚度明显大于台地区；在川中古隆起北斜坡-川北广大少井/无井区筇竹寺组仍发育巨厚的有效烃源岩，总厚度为150~300m，优质烃源岩厚100~180m，从而落实了川北阆中-通江新的规模烃源灶区。

图 4

图 4 川中地区筇竹寺组烃源岩厚度地震反演剖面与厚度分布图 Fig. 4 Seismic inversion profile and thickness map of C1q source rocks in the central Sichuan Basin

基于重点井和露头系统采样分析，以及测井TOC评价和地震反演预测，进一步明确了四川盆地及邻区筇竹寺组、麦地坪组烃源岩分布。麦地坪组有效烃源岩厚度主要介于11~200m，优质烃源岩主要为0~100m（表 2），在盆地内局限分布于德阳-安岳裂陷区，盆地外围则主要分布于川东北城口-镇平一带和鄂西宜昌-五峰-盘石一带；在中上扬子台地内部大多缺失，烃源岩不发育。

筇竹寺组有效烃源岩厚度主要为50~450m，发育4个厚度中心，盆地中西部德阳-安岳裂陷区有效烃源岩最发育，厚度主要为150~450m（图 5a）。川北地区阆中-通江一带新落实一个规模烃源灶区，有效烃源岩厚度达150~350m，改变了前人认为川中古隆起北斜坡-川北地区筇竹寺组烃源岩欠发育的认识^{[1, 3]}。川东北地区城口-巫溪-镇坪一带有效烃源岩厚度也较大，主要为150~300m。鄂西地区巴东-五峰-盘石一带有效烃源岩厚度主要为150~250m。川中-川东、陕南和川西南地区有效烃源岩厚度大多小于150m，尤其是盆地东缘奉节-利川-石柱-桐梓一带有效烃源岩厚度小于50m。

图 5

图 5 中上扬子区筇竹寺组有效烃源岩（a）与优质烃源岩（b）厚度分布图 Fig. 5 Thickness map of C1q effective source rocks (a) and high-quality source rocks (b) in the Middle-Upper Yangtze region

筇竹寺组优质烃源岩段厚度主要为5~250m，与有效烃源岩厚度分布规律相似，也存在德阳-安岳裂陷、川北阆中-通江、川东北城口-镇坪、鄂西巴东-五峰4个厚值区，上述地区优质烃源岩厚度可达100m以上（图 5b）。德阳-安岳裂陷中段和北段优质烃源岩最发育，厚度基本在200m以上，裂陷南段（蜀南-滇北）尽管有效烃源岩厚度大，但优质烃源岩相对中段和北段明显变薄，仅局部地区达到100m以上（图 5b）。川中-川东、陕南和川西南等广大地区优质烃源岩欠发育，厚度多小于50m，尤其是处于上扬子克拉通核心区的广安-达州地区，奉节-利川-石柱一带优质烃源岩仅数米甚至完全不发育。

下寒武统烃源岩厚度分布受克拉通内与边缘裂陷展布、同沉积断裂发育、震旦纪末期古地貌和后期剥蚀作用等多种因素的控制。中上扬子克拉通在震旦纪-寒武纪早期总体处于拉张构造背景^[23]，上扬子克拉通内发育南北向贯穿现今四川盆地的克拉通内裂陷，前人称作德阳-安岳裂陷槽^{[10-13, 15-16]}，或者绵阳-长宁拉张槽^[14]，该裂陷在川北地区分岔形成了阆中-通江次一级裂陷；同时在上扬子与中扬子之间则发育城口-巴东-五峰裂陷^[24]，两大裂陷控制了下寒武统烃源岩宏观展布。早寒武世早期是扬子克拉通内裂陷发育的强盛时期，裂陷边缘同沉积正断层持续活动，裂陷区水体深度和可容纳空间持续增加，导致沉积了巨厚的下寒武统富有机质泥页岩烃源岩，而与裂陷槽相对应的台地区烃源岩厚度明显减薄，有机质丰度也降低。

震旦纪末期桐湾运动形成的古地貌对麦地坪组和筇竹寺组不同亚段烃源岩具体展布具有重要控制作用。上扬子地区在上震旦统灯影组沉积期及早寒武世发生了多幕次的地壳升降运动，即桐湾运动^[11]，总体上可划分为3幕，其中Ⅱ幕发生在灯影组沉积末期，表现为灯影组与麦地坪组之间的假整合接触，桐湾Ⅱ幕导致灯影组沉积末期发生大规模海退，灯影组遭受大面积剥蚀，在拉张和侵蚀作用下，克拉通内形成了德阳-安岳裂陷槽^{[10, 15-16, 20, 25]}, 以及高低起伏的岩溶古地貌。早寒武世梅树村期，发生了一定规模的海侵，裂陷区和台内局部岩溶洼地接受麦地坪组沉积，而岩溶高地地层缺失；梅树村期末，桐湾运动Ⅲ幕导致海平面下降，裂陷两侧台地区麦地坪组剥蚀殆尽，沉积前古地貌及桐湾运动Ⅲ幕剥蚀作用导致麦地坪组烃源岩仅局限分布于克拉通内部和边缘裂陷区，而在广大台内区缺失。

筇竹寺组优质烃源岩段厚度主要为5~250m，与有效烃源岩厚度分布规律相似，也存在德阳-安岳裂陷、川北阆中-通江、川东北城口-镇坪、鄂西巴东-五峰4个厚值区，上述地区优质烃源岩厚度可达100m以上（图 5b）。德阳-安岳裂陷中段和北段优质烃源岩最发育，厚度基本在200m以上，裂陷南段（蜀南-滇北）尽管有效烃源岩厚度大，但优质烃源岩相对中段和北段明显变薄，仅局部地区达到100m以上（图 5b）。川中-川东、陕南和川西南等广大地区优质烃源岩欠发育，厚度多小于50m，尤其是处于上扬子克拉通核心区的广安-达州地区，奉节-利川-石柱一带优质烃源岩仅数米甚至完全不发育。

筇竹寺组沉积期中上扬子区再次发生海侵作用，海侵初期规模较小，中上扬子克拉通未被完全淹没，与麦地坪组相似，筇一段烃源岩主要沉积于裂陷区和台内岩溶洼地（图 2、图 3），厚度为10~300m；川中-川东广大岩溶高地此时仍为古陆，未接受筇一段沉积。筇二段沉积期为最大海侵期，中上扬子克拉通被完全淹没转化为深水陆棚沉积，筇二段广覆式沉积了一套高TOC泥页岩烃源岩（图 3），在裂陷区厚数十米至百余米，在川中-川东（灯影组岩溶高地）台内区烃源岩厚数米至数十米。筇三段主要为海退期浅水陆棚沉积产物，有机质丰度低，主要为差烃源岩，厚数十米不等，分布范围与筇二段相当。

此外，后期构造抬升剥蚀作用是部分地区下寒武统烃源岩减薄或缺失的另一重要原因，例如川西南地区汉深1井，受加里东末期构造抬升剥蚀的影响筇竹寺组残余地层仅厚74m，有效烃源岩厚度为11m；而在雅安-邛崃-大邑一线以西地区筇竹寺组烃源岩完全缺失。

麦地坪组-筇竹寺组烃源岩厚度大、品质优，生烃强度主要为（20~140）×10⁸m³/km²，生烃潜力巨大，为震旦系-古生界天然气勘探奠定了雄厚的物质基础，盆地内已发现的安岳大气田、威远气田，以及二叠系栖霞组、茅口组部分气藏天然气主要源自该套烃源岩^[26]。从下寒武统麦地坪组-筇竹寺组烃源岩生烃强度平面分布来看，其主要存在德阳-安岳裂陷区和城口-巴东-五峰裂陷两大规模优质烃源灶区，根据下寒武统烃源灶分布，结合震旦系-古生界储层展布、输导体系发育情况和油气源对比结果，可将中上扬子区以下寒武统为烃源灶的含油气系统划分为四川盆地中西部德阳-安岳裂陷震旦系-二叠系（Z-P）和盆地东部城口-巴东-五峰裂陷震旦系-奥陶系（Z-O）两大复式含油气系统（图 6、图 7）。

图 6

图 6 中上扬子区以下寒武统为烃源灶的复式含油气系统平面分布图 Fig. 6 Plane distribution of composite petroleum systems with hydrocarbon kitchen of the Lower Cambrian in the Middle-Upper Yangtze region (a）灯影组储层；（b)古生界各层位储层

图 7

图 7 中上扬子区以筇竹寺组为烃源灶的复式含油气系统剖面图 Fig. 7 Section of composite petroleum systems with hydrocarbon kitchen of C1q in the Middle-Upper Yangtze region

德阳-安岳裂陷Z-P复式含油气系统涵盖了四川盆地华蓥山断裂带以西广大地区，以德阳-安岳裂陷区下寒武统巨厚优质烃源岩为主力烃源灶，生烃强度基本均在50×10⁸m³/km²以上。储层主要包括震旦系灯二段、灯四段，寒武系龙王庙组、沧浪铺组、洗象池组，泥盆系观雾山组和二叠系栖霞组、茅口组等7套丘滩/颗粒滩白云岩储层，以及蜀南地区茅口组岩溶、川西南地区二叠系火山岩等其他类型储层。

德阳-安岳裂陷区内下寒武统巨厚的优质烃源岩与灯二段、灯四段储层直接接触，形成“旁生侧储”型、“源内包裹”型有利源储组合，油气近距离运移、高效充注成藏，其中“旁生侧储”型气藏以高石梯-磨溪地区灯二段、灯四段台缘带气藏为典型代表，“源内包裹”型气藏以裂陷区内金堂-中江灯二段气藏为代表^[27]。川中-川东地区广泛分布的筇二段烃源岩可与灯四段台内丘滩形成“上生下储”型源储组合，使得台内勘探具有较好烃源基础，龙女寺地区部署的磨溪129H井在灯四段测试获141×10⁴m³/d高产气流，证实距离古裂陷约60km外的台内区仍具有规模勘探潜力。

沧浪铺组沉积期是中上扬子区由早寒武世早期的陆棚沉积体系向中-晚寒武世碳酸盐台地沉积体系过渡的时期，川北-川中地区沧浪铺组下段发育高能颗粒滩白云岩储层^[28]，其与筇竹寺组烃源岩直接上下接触，构成“下生上储近源”型源储组合，川北地区角探1井沧浪铺组气藏即为该类型。川中-川西地区震旦系-古生界海相层系走滑断裂发育，可沟通下寒武统烃源岩与龙王庙组、洗象池组、下二叠统多套储层，形成“下生上储远源”型源储组合关系，油气通过断裂垂向运移至多个层系中立体成藏^[27]，安岳大气田龙王庙组气藏、古隆起北斜坡角探1井茅口组天然气均主要来自下寒武统烃源岩^[25]。在川西地区，受加里东期古隆起的影响，中寒武统-石炭系广泛缺失，泥盆系和二叠系直接与筇竹寺组接触，加之龙门山冲断带断裂发育，下寒武统烃源岩生成的油气可通过不整合面和断裂运移至泥盆系、二叠系白云岩和火山岩等储层中，实现跨构造区、跨构造层成藏^[26]。

该复式含油气系统区域上涵盖了川东、鄂西高陡构造带和大巴山冲断带，烃源灶主要为城口-巴东-五峰裂陷内下寒武统优质烃源岩，下寒武统巨厚的烃源岩与灯二段、灯四段和沧浪铺组储层直接对接形成“旁生侧储”型、“下生上储”型和“上生下储”型等多种源储组合类型；通过断裂沟通与龙王庙组、洗象池组及奥陶系形成“下生上储远源”型源储配置。与德阳-安岳裂陷复式含油气系统所不同的是，该含油气系统古生界保留较完整，并且在中寒武统高台组发育巨厚膏盐岩，奥陶系湄潭组-志留系发育近千米的泥页岩。由于上述两套巨厚区域性盖层的封盖作用，在燕山运动之前的构造相对稳定期，下寒武统烃源岩生成的油气可能主要在震旦系-下古生界各层位储层中聚集成藏，因此该含油气系统勘探目的层应该主要为灯二段、灯四段、龙王庙组、沧浪铺组和洗象池组白云岩储层，此外奥陶系红花园组、桐梓组在局部也发育颗粒滩储层，可作为次要勘探层系。

基于优质烃源灶、有利储集相带展布、输导系统和圈闭发育情况，以及保存条件等成藏要素综合分析，在以下寒武统为烃源灶的两大复式含油气系统内评价了7个有利区带。根据勘探现状和成藏条件优劣，进一步划分为现实区带、待突破区带和准备区带3个层次，其中2个现实区带、3个待突破区带、2个准备区带（图 6、表 3）。

表 3

表 3 中上扬子区以下寒武统为烃源灶的含油气系统有利勘探区带要 Table 3 Elements of favorable exploration zones of petroleum systems with hydrocarbon kitchen of the Lower Cambrian in the Middle-Upper Yangtze region 油气系统 有利勘探区 成藏条件 主要勘探风险 区带层次 烃源条 储层条 构造与圈闭 输导体系 保存条 四川盆地中西部德阳—安岳裂陷Z—P复式含油气系统 ①川中古隆起北斜坡—川北多层系 位于德阳—安岳裂陷规模烃源灶区，优质烃源岩厚度大，烃源条件很 发育灯二段、灯四段、沧浪铺组、洗象池组、栖霞组和茅口组等多套白云岩储层 处于古隆起斜坡区，构造—岩性圈闭群发育 走滑断裂—不整合面—高孔渗层复合输导 构造相对稳定，保存条件好 岩性圈闭上倾封堵有效性，储层非均质性 现实区带 ②德阳—安岳裂陷区灯影组丘滩 位于德阳—安岳裂陷规模烃源灶区，优质烃源岩厚度大，烃源条件很好 灯二段发育多个丘滩带，储层厚度大、物性好 古隆起背景下的地层—岩性圈闭群发育 源储直接对接，裂缝、高孔渗层输导为主 构造相对稳定，保存条件好 岩性圈闭上倾封堵有效性，储层非均质性 ③德阳—安岳裂陷西侧多层系白云 紧邻德阳—安岳裂陷规模优质烃源灶，烃源条件好 发育灯二段、灯四段、观雾山组、栖霞组、茅口组和火山岩多套储层 川中古隆起高部位、斜坡区，后期强烈褶皱变形，发育大型构造—地层—岩性圈闭 多期逆冲断裂与不整合面复合输导 晚期强烈褶皱变形，保存条件一般 圈闭的有效性和保存条件 待突破区带 ④蜀南多层系丘滩/待突破区带颗粒滩 位于裂陷区优质烃源灶，烃源条件 发育灯二段、灯四段、洗象池组、栖霞组和茅口组等多套储层 处于川中古隆起斜坡区，现今构造圈闭发育 走滑断裂—不整合面—高孔渗层复合输导 晚期构造活动较强烈，保存条件一般 圈闭的形成与生烃演化匹配，后期保存条 ⑤川中—川东多层系台内丘滩/颗粒滩 优质烃源岩厚度较薄，烃源条件相对较差 发育灯二段、灯四段、龙王庙组、洗象池组、栖霞组和茅口组等多套白云岩储层 古隆起高部位或构造枢纽带，构造稳定，发育多类型圈闭 走滑断裂—不整合面—高孔渗层复合输导 构造相当稳定，保存条件较好 烃源条件，储层非均质性 四川盆地东部城口—巴东—五峰裂陷Z—O复式含油气系统 ⑥城口—巴东—五峰裂陷西侧多层 紧邻城口—巴东—五峰裂陷区优质烃源灶，烃源条 发育灯二段、灯四段、龙王庙组、沧浪铺组、洗象池组多套储层，以及奥陶系潜在储层 发育大巴山古隆起、川东古隆起，现今为高陡构造带或逆冲推覆带，构造圈闭、构造—岩性圈闭发育 不同地质时期断裂系统发育，垂向输导为主 晚期构造变形强烈，保存条件差，油气藏调整改造严重 圈闭落实程度，盖层有效性与后期保存条 准备区带 ⑦城口—巴东—五峰裂陷东侧多层 紧邻城口—巴东—五峰裂陷区优质烃源灶，烃源条件好 灯二段、灯四段、龙王庙组白云岩储层发育 现今为高陡构造带，构造圈闭、构造—岩性圈闭发 不同地质时期断裂系统发育，垂向输导为主 晚期构造变形强烈，保存条件差，油气藏调整改造严重 圈闭落实程度，盖层有效性与后期保存条

表 3 中上扬子区以下寒武统为烃源灶的含油气系统有利勘探区带要 Table 3 Elements of favorable exploration zones of petroleum systems with hydrocarbon kitchen of the Lower Cambrian in the Middle-Upper Yangtze region

2个现实区带：一是川中古隆起北斜坡-川北多层系勘探有利区带，二是德阳-安岳裂陷区灯影组丘滩有利勘探区带。上述两个有利区带均位于下寒武统优质烃源灶内，发育多套规模储层和古隆起背景下的岩性、地层-岩性圈闭群，且构造较稳定，有利于气藏持续保存，因此成藏条件十分优越。位于德阳-安岳裂陷区内的蓬探1井在灯二段，以及川中古隆起斜坡的角探1井在沧浪铺组、茅口组均已获得重大突破^[27-30]，针对上述两个有利区部署的多口预探井测试获得高产，是目前四川盆地深层-超深层规模增储的现实区带。

3个待突破区带：分别是德阳-安岳裂陷西侧多层系白云岩、蜀南和川中-川东多层系台内丘滩/颗粒滩有利区带。上述几个有利区带紧邻或位于下寒武统烃源灶区，发育多套储层，具备较好的成藏条件（表 3）。目前川西南平探1井在二叠系栖霞组、永探1井在二叠系火山岩，蜀南地区荷深1井在灯影组，川东平桥1井在洗象池组多个点上已获得重要发现，但尚未形成大突破，是下一步需加强勘探研究的待突破区带。

2个准备区带：城口-巴东-五峰裂陷东侧、西侧多层系有利勘探区带。城口-巴东-五峰裂陷区下寒武统优质烃源岩厚度大，烃源条件优越；发育灯二段、灯四段，以及沧浪铺组、龙王庙组和洗象池组多套丘滩/颗粒滩储层；加之现今处于高陡构造带，构造圈闭、构造-岩性圈闭发育，寒武系高台组巨厚膏盐岩和奥陶系-志留系巨厚泥页岩可作为区域盖层，具备规模成藏的条件。但由于燕山期-喜马拉雅期构造改造变形强烈，深层地震资料品质差，圈闭落实难度大；不同时期断裂极其发育，油气藏改造破坏严重，保存条件是勘探主要风险。由于成藏改造复杂，目前城口-巴东-五峰裂陷两侧勘探程度极低，尚未取得重要发现，勘探潜力值得进一步探索。

（1）基于地质分析、测井评价与地震反演，分层次、分层段刻画了中上扬子区下寒武统烃源岩纵横向发育分布特征。麦地坪组有效烃源岩与优质烃源岩厚度变化较大，分布相对局限，主要分布于德阳-安岳裂陷区和城口-巴东-五峰裂陷区。筇竹寺组有效烃源岩与优质烃源岩厚度巨大、分布广泛，具有“三段式”发育特征，优质烃源岩主要发育在筇一段与筇二段中下部，由裂陷区向台内区呈超覆式发育分布。其中，筇一段优质烃源岩在裂陷区厚度大，在台内区大多未发育；筇二段优质烃源岩厚度较大，在裂陷区和台内区广覆式分布。研究成果突破了前人认为筇竹寺组优质烃源岩主要发育于地层下部，以及四川盆地内川中-川北广大地区下寒武统烃源岩欠发育的认识。

（2）揭示中上扬子区麦地坪组-筇竹寺组烃源岩厚度分布受克拉通内部与边缘裂陷展布、同沉积断裂发育、震旦纪末期古地貌和后期剥蚀作用等多种因素控制；在此基础上发现并落实了川中古隆起北斜坡阆中-通江筇竹寺组新的规模烃源灶，进一步夯实了川中古隆起北斜坡-川北坳陷区震旦系-古生界天然气勘探烃源基础，提升了勘探潜力。

（3）中上扬子区下寒武统烃源岩生烃潜力大，主要存在德阳-安岳裂陷和城口-巴东-五峰裂陷两大生烃中心。围绕两大生烃中心划分出德阳-安岳裂陷震旦系-二叠系和城口-巴东-五峰裂陷震旦系-奥陶系两大复式含油气系统，并评价指出7个有利勘探区带，其中2个现实区带、3个待突破区带、2个准备区带，可为勘探部署提供依据。