四川盆地海相碳酸盐岩层系天然气资源丰富，勘探潜力巨大^[1-4]。近年来，四川盆地及周缘震旦系—寒武系天然气勘探取得了重大突破，并建成了年产150×10⁸ m³的特大型气田^[5]，但目前所发现资源仍存在纵横向分布不均衡的问题，因此寻找新的勘探接替区带和层系已成为目前勘探开发工作的核心问题。四川盆地沧浪铺组作为筇竹寺组优质烃源岩上覆的第一套储集层系，现有的勘探成果显示其具备优质白云岩储层发育的基本条件，成藏条件优越^[4-7]。2020年10月，JT1井在沧浪铺组一段获得日产51.62×10⁴ m³的高产气流，实现了继下寒武统龙王庙组气藏之后寒武系又一层系的天然气勘探重大突破，证实了沧浪铺组具有良好的油气勘探潜力。

近年来，相关学者围绕沧浪铺组地层-层序、沉积演化、储层特征等开展了一系列研究^[8-12]，但因受制于较差的资料基础，有关沧浪铺组沉积格局的认识争议较大，对沉积充填过程及岩相古地理的展布规律认识不清，制约了沧浪铺组储层发育有利区预测和勘探有利区带优选。通过四川盆地及周缘38个野外剖面和103口钻测井资料的系统解剖，结合地震格架剖面解释，从沉积充填演化角度入手，开展沧浪铺组岩相古地理编图，总结有利储集相带的发育规律，并综合各种成藏地质条件分析，落实沧浪铺组有利勘探区带，以期为四川盆地沧浪铺组下一步勘探部署提供一定指导。

四川盆地位于上扬子板块西北部，由于盆地长期处于冈瓦纳大陆和劳亚大陆过渡区，自前震旦纪基底形成以来先后经历了多旋回构造演化^[13-17]。受震旦纪末期—早寒武世拉张作用控制，灯影组沉积末期的桐湾运动Ⅱ幕基本奠定了四川盆地下寒武统台槽分异的沉积构造格局^[18-19]。下寒武统筇竹寺组沉积时期，上扬子克拉通构造格局发生重大转变，四川盆地内的构造沉积分异作用进一步加剧^[20]，古陆、古隆起和古裂陷的形成与演化共同控制了该时期盆地内部的沉积充填过程与古地理展布格局（图 1a）。筇竹寺组沉积时期，四川盆地西缘的构造应力状态由拉张向挤压转换而逐渐形成隆起，但盆内的隆坳格局并未完全消失，至沧浪铺组沉积时期，盆地进入强挤压构造作用阶段，克拉通内部裂陷开始闭合并被填平补齐^[20-21]，盆地的隆坳相间格局在沧浪铺组沉积末期逐渐消亡，呈现出“西高东低”的缓坡或陆棚格局^[22-23]。筇竹寺组沉积中晚期—沧浪铺组沉积时期，上扬子克拉通西缘受加里东运动影响开始隆升，此时摩天岭古陆^[24-25]和康滇古陆^[26]成为沧浪铺组沉积期盆地碎屑物质的主要供源区^[27-28]。平面上，沧浪铺组在川中地区受到后期构造抬升而普遍遭到剥蚀，其余地区地层保存完整，整体表现为“西薄东厚”的平面发育特征。纵向上，沧浪铺组除在川中地区存在顶部剥蚀外，在其余地区均与下伏筇竹寺组和上覆龙王庙组呈整合接触（图 1b）。

图 1

Fig. 1

下载原图 图 1 四川盆地及周缘震旦纪—下寒武统隆坳构造格局（a）（据文献[6]修改）及寒武系沧浪铺组岩性地层综合柱状图（b） Fig. 1 Structural pattern of uplift and depression of Sinian-Lower Cambrian (a)and stratigraphic column of Cambrian Canglangpu Formation (b)in Sichuan Basin and adjacent areas

四川盆地沧浪铺组自下而上可划分为沧一段和沧二段。沧一段岩性以碳酸盐岩为主，自然伽马曲线呈低幅箱形或齿化箱形；沧二段岩性以碎屑岩为主，自然伽马曲线为中幅齿形或指形（图 2）。平面上，沧一段地层厚度与筇竹寺组地层厚度发育规律具有继承性，隆凹格局清晰。古裂陷槽内德探1井沧一段地层厚度大于130 m，筇竹寺组地层厚度达719 m，二者呈明显的“镜像”关系。局部古地貌高部位沧一段地层则明显较薄，如JT1井、PT9井和GT2井沧一段地层厚度均小于100 m（图 3）；同样，川中地区RT1井、WT1井和F1井沧一段地层厚度均小于100 m，地层厚度远小于川东地区EC1井（图 4）。沧二段地层厚度差异性不明显，盆地范围内的地层厚度趋于均一，表明沧二段沉积时期盆地西缘古裂陷槽逐渐被填平补齐，但盆地东缘CS1井—EC1井一带仍发育继承性台洼，这可能是CS1井沧二段地层厚度明显较大的原因。

图 2

Fig. 2

下载原图 图 2 四川盆地JT1井寒武系沧浪铺组岩性地层综合柱状图 Fig. 2 Comprehensive stratigraphic column of Cambrian Canglangpu Formation of well JT1 in Sichuan Basin

图 3

Fig. 3

下载原图 图 3 四川盆地DT1井-JT1井-PS9井-GT2井-CS1井寒武系沧浪铺组地层对比 Fig. 3 Stratigraphic correlation of Cambrian Canglangpu Formation across wells DT1, JT1, PS9, GT2 and CS1 in Sichuan Basin

图 4

Fig. 4

下载原图 图 4 四川盆地TX1井-RT1井-WT1井-F1井-EC1井寒武系沧浪铺组地层对比 Fig. 4 Stratigraphic correlation of Cambrian Canglangpu Formation across wells TX1, RT1, WT1, F1 and EC1 in Sichuan Basin

下寒武统沧浪铺组沉积时期是川中古隆起和德阳—安岳裂陷槽两大地质单元发育的重要时期，二者共同控制了该时期四川盆地及周缘的沉积格局^[20]。平面上，四川盆地沧一段地层厚度反映的沉积格局整体表现为“一隆、四洼、两高带”的展布格局。其中，“一隆”是指川中古隆起，控制了古裂陷槽以西较薄地层的发育特征；“四洼”是指自贡-长宁台洼和德阳-绵阳台洼、九龙山-磨溪台洼及川东台洼；“两高带”是指盐亭-剑阁高带和高磨-开江高带（图 5a）。沧一段至沧二段沉积时期，古裂陷槽的持续填平导致沧一段沉积时期南部自贡-长宁台洼已基本消亡，仅保存了北部的德阳-绵阳台洼，且平面上的厚度差异也相对减弱，川东台洼则因受控于东部同沉积断裂的发育而持续发育^[29]（图 5b）。

图 5

Fig. 5

下载原图 图 5 四川盆地及周缘寒武系沧一段（a）和沧二段（b）残余地层厚度分布 Fig. 5 Isopach maps of residual strata of Cambrian Cang-1 member (a)and Cang-2 member (b)in Sichuan Basin and adjacent areas

受控于构造沉积格局，沧浪铺组岩性平面上具有分区性、纵向上表现为两分性。整体来看，四川盆地沧一段主要为碳酸盐岩沉积（图 6a，6b），沧二段发育碎屑岩（图 6c）。沧一段沉积时期盆地西侧及西南侧主要发育泥页岩、粉砂岩和砂岩等（图 6d，6e），这与康滇古陆、泸定古陆和摩天岭古陆持续供源密切相关^[30-31]。盆地中西部至东部则以碳酸盐岩沉积为主（图 6a，6f），中西部主要发育鲕粒白云岩（图 6a），东部以泥晶灰岩或鲕粒灰岩为主。沧二段沉积时期四川盆地自西向东均为碎屑岩沉积（图 6d），仅有盆地西南侧及东侧外缘发育部分碳酸盐岩，且以多与碎屑岩混合沉积为特征。川东南及川东北地区因受控于深水环境，沧一段和沧二段岩性组合均表现为泥质岩。

图 6

Fig. 6

下载原图 图 6 四川盆地及周缘寒武系沧浪铺组典型岩性镜下特征 （a）鲕粒云岩，发育粒间溶孔，单偏光，岩屑薄片，茜素红染色，PS9井，沧一段，6 549.0 m；（b）白云石化亮晶鲕粒灰岩，发育粒间、粒内溶孔（沥青充填），单偏光，岩屑薄片，茜素红染色，CS1井，沧一段，7 671.8 m；（c）石英砂岩，正交偏光，岩屑薄片，JT1井，沧二段，6 871.0 m；（d）岩屑石英砂岩，单偏光，岩屑薄片，Z2井，沧二段，3 170.0 m；（e）石英砂岩，正交偏光，岩屑薄片，GS1井，沧一段，4 124.0 m；（f）残余鲕粒粉晶白云岩，单偏光，岩屑薄片，茜素红染色，GT2井，沧一段，5 820.0 m。 Fig. 6 Characteristics of typical lithologies under microscope of Cambrian Canglangpu Formation in Sichuan Basin and adjacent areas

横向上，沧浪铺组沉积早期盆地西侧受康滇古陆、泸定古陆和摩天岭古陆影响明显^[30-31]，主要发育混积潮坪沉积，向东远离物源区逐步发育碳酸盐缓坡沉积。缓坡内古地貌格局控制了沉积相的发育规律^[32]，古地貌低部位发育砂泥岩深水台洼及膏盐潟湖相沉积，如DS1井和CS1井（图 7）；古地貌高部位有利于滩相沉积，如JT1井、PT9井等（图 7），平均滩体厚度约35 m（图 7）。

图 7

Fig. 7

下载原图 图 7 四川盆地Z5-DT1-JT1-PT9-GT2井-CS1井寒武系沧一段沉积相对比（剖面位置见图 8） Fig. 7 Sedimentary facies correlation of Cambrian Cang-1 member across wells Z5, DT1, JT1, PT9, GT2 and CS1 in Sichuan Basin

根据岩性-岩相分区，结合地震滩体识别，刻画了四川盆地沧浪铺组沉积相平面展布。沧一段沉积时期，德阳—安岳古裂陷槽隔挡作用明显^[10]，平面上具有“东西分异”的沉积格局（图 8a）。裂陷槽西侧靠近物源区，主要发育碎屑岩及少量碳酸盐岩，为混积潮坪沉积环境；裂陷槽东侧则广泛发育清水碳酸盐岩沉积，发育浅水缓坡相，缓坡内部发育隆坳相间格局，水下低隆和台洼边缘控制着颗粒滩和白云岩的分布。受川中古隆起、德阳-绵阳台洼及九龙山-蓬溪台洼三大地貌格局的共同作用，盐亭-剑阁一带地势较高，形成大规模颗粒滩且白云石化程度较高；蜀南地区受自贡-长宁台洼边缘相对高地貌的影响，在自贡—泸州以北区域同样发育一定规模的白云石化滩体；川东地区颗粒滩主要受高磨-开江高带和川东台洼的控制，其中高磨-开江高带水体较浅，多发育云质滩体，且呈北东—南西向分布于广安—达州一带（图 8a）。川东台洼周缘，水体逐渐加深，滩体白云石化程度降低，以灰质滩体为主，主要分布于利川—石柱—彭水一带。

图 8

Fig. 8

下载原图 图 8 四川盆地及周缘地区寒武系沧一段（a）和沧二段（b）岩相古地理 Fig. 8 Lithofacies paleogeography of Cambrian Cang-1 member (a)and Cang-2 member (b)in Sichuan Basin and adjacent areas

沧二段沉积时期，海平面下降，洼地被填平补齐，古裂陷槽隔挡作用减弱，全盆陆源碎屑大幅增加，整体以碎屑岩浅水陆棚沉积为主（图 8b；图 9）。盆地西侧、北侧和南侧靠近古陆区，发育大型三角洲及滨岸相，中部棚内洼地相对沧一段继承性发育，但规模大幅减小，北部零星分布于广汉附近，南侧位于自贡—威信一带，东侧棚内洼地位置与沧一段相差无几但范围缩小（图 8b、图 9），往东南深水区，发育深水陆棚相沉积（图 8b、图 9）。

图 9

Fig. 9

下载原图 图 9 四川盆地及周缘寒武系沧浪铺组沉积充填模式 Fig. 9 Sedimentary and filling model of Cambrian Canglangpu Formation in Sichuan Basin and adjacent areas

现有勘探成果表明，四川盆地沧一段滩相碳酸盐岩主要分布在局部高带以及台洼边缘相对较高部位，为优质储层发育奠定了基础（图 10）。如处于盐亭-剑阁高带的蓬莱气区，多口井钻遇厚层鲕粒白云岩，厚度普遍大于10 m，储集岩类型以残余鲕粒云岩、砂屑云岩和粉晶云岩等为主（图 11）。储集空间类型以粒内溶孔、粒间溶孔、晶间溶孔和晶间孔等为主（图 11a—11f）。此外，蓬莱地区沧一段鲕粒云岩内部发育大量微孔（图 11g—11i），经CT扫描计算的孔隙度为7%~8%，说明发育粒内微孔的颗粒白云岩可能是一种特殊储集空间类型。处于台洼边缘的川东石柱地区同样发育厚层颗粒滩，野外剖面显示鲕粒滩累计厚度大于20 m，总体显示沧一段颗粒滩相沉积主要受控于局部古地貌高部位，优质储层的分布与沉积格局密切相关。

图 10

Fig. 10

下载原图 图 10 四川盆地及周缘寒武系沧一段碳酸盐岩储层形成与演化 Fig. 10 Formation and evolution model of carbonate reservoirs of Cambrian Cang-1 member in Sichuan Basin and adjacent areas

图 11

Fig. 11

下载原图 图 11 四川盆地及周缘寒武系沧一段碳酸盐岩主要储集空间类型 （a）灰色粉晶白云岩，孔隙型溶洞，MX202井，4 729.90 m；（b）浅灰色砂质粉晶白云岩，见高角度裂缝，多条破裂缝，MX21井，4 731.00 m；（c）鲕粒云岩，PS9井，6 530.00 m；（d）鲕粒云岩，发育粒间溶孔和粒内铸模孔，单偏光，岩心薄片，蓝色为铸体，PS7井，6 782.00 m，×2.5；（e）含砂鲕粒灰岩，少量残余粒间孔，单偏光，岩心薄片，蓝色为铸体，CT1井，6 268.37 m，×10；（f）细晶云岩，晶间孔充填沥青，单偏光，岩屑薄片，茜素红染色，JT1井，6 975.00 m，×5；（g）鲕粒内微孔，孔径为2.7~8.1 μm（SEM），彭水张飞阡；（h）鲕粒云岩平面孔隙发育图（CT扫描），发育粒内孔（蓝色），PS9井，6 530.00 m；（i）蓝色球状体鲕粒单体内的微孔网络（CT扫描），PS7井，6 778.40 m。 Fig. 11 Main reservoir space types of carbonate reservoirs of Cambrian Cang-1 member in Sichuan Basin and adjacent areas

局部古地貌高部位水体相对较浅，在频繁的水进过程中，更易于受到多期溶蚀作用的改造。沧一段碳酸盐岩储层常发育粒内溶孔、粒间溶孔和晶间溶孔等（图 11d—11f），这与碳酸盐矿物尚未完全稳定化而常具组构选择性有关^[33]；表生期的岩溶作用通常发生在碳酸盐组分完成稳定转化后^[34]，可形成大量未充填—半充填的不规则宏观溶蚀孔洞（图 11a）。

在局部古地貌高部位发生暴露溶蚀的同时，滩体中的流体在持续蒸发作用下，易于形成高盐度富镁流体，促使发生准同生白云石化作用（图 10）。白云石化过程本身具有增孔效应^[35-36]，且白云岩具有更好的抗压实性^[37]，能有效保护孔隙^[38]。这是处于盐亭-剑阁高带的蓬莱气区鲕粒白云岩发育的重要原因。

四川盆地沧浪铺组是下寒武统筇竹寺组优质烃源岩之上的第一套储集层，天然气具有近源充注的优势，落实有利储集相带展布是目前沧浪铺组勘探工作的核心。四川盆地及周缘沧浪铺组的构造-沉积格局控制了高能滩相的分布，也影响了后期白云石化作用及溶蚀作用对储层的改造，因此，明确其构造-沉积格局及沉积充填过程具有重要的油气地质意义。

（1）四川盆地寒武系沧浪铺组平面展布受沉积前古地貌控制。沧一段沉积期，川中古隆起和德阳—安岳裂陷槽继承性发育，整体表现为“一隆、四洼、两高带”的展布格局。沧二段沉积时期，古裂陷槽的持续填平导致自贡—长宁台洼基本消亡，仅保存了北部的德阳—绵阳台洼，平面上的厚度差异相对减弱，川东台洼则因受控于东部同沉积断裂的发育而持续发育。沧一段至沧二段沉积时期是古裂陷槽逐渐被填平补齐、区域地貌趋于均一的过程。

（2）沉积格局控制了研究区沧浪铺组沉积微相展布。受德阳—安岳古裂陷槽的隔挡作用影响，沧浪铺组一段和二段沉积相表现出明显的差异。沧一段至沧二段，古裂陷槽的隔挡作用逐渐减弱，沉积微相由以碳酸盐岩沉积为主逐渐过渡为碎屑岩浅水陆棚沉积。

（3）四川盆地沧浪铺组储层源储配置好，落实有利储集相带展布是目前沧浪铺组勘探工作的核心，而沧浪铺组白云岩颗粒滩的分布和储层改造受古地貌相对高部位的控制，因此明确其沉积-构造格局及沉积充填过程具有重要的油气地质意义。