层序地层学是1977年由美国Rice大学的Vail教授及其休斯顿Exxon公司的同行们在地震地层学理论基础上发展起来的。层序地层学的发展分为3个阶段：第一阶段（1948—1977年），依据露头、岩心和测井资料，建立岩石地层学，编制岩相分布图，对此Sloss等^[1-2]和Wheeler^[3]均有研究，但由于当时地震资料解释精度较低，层序单位反映的时间跨度太大，因此未受到地质学界的重视；第二阶段（1977—1988年），随着地震地层学、生物地层学和化学地层学的发展，Mitchum等^[4]在1977年对层序进行过粗略的定义，随后，Vail等^[5]明确了层序地层学这一概念；第三阶段（1988年至今），国内外学者细分了精细露头层序地层学、碳酸盐岩层序地层学及陆相层序地层学^[6]。

四川盆地是我国最大的天然气产区，其含油气层系多、厚度大、分布广、储集物性好，具有良好的油气成藏条件。前人对整个川东北地区层序地层的研究颇多，如田景春等^[7]将达川—万县地区下三叠统飞仙关组上部与上二叠统长兴组划分为同一个三级层序；陈洪德等^[8]将上二叠统至下三叠统划分为一个超层序，中—下三叠统为高位体系域（HST），上二叠统为低位体系域（LST）和海侵体系域（TST）；马永生等^[9]通过对东北部南江桥亭等的研究将飞仙关组划分为2个三级层序，整体以飞二段和飞三段识别界面作为三级层序划分界面；郑荣才等^[10]、魏国齐等^[11]以岩性和沉积相发育特征、测井曲线等层序界面标志为依据，将飞仙关组划分为2个三级层序；郭彤楼^[12]、张学丰等^[13]、刘殊等^[14]应用层序地层学分析方法，对川东北地区礁、滩储层发育特征进行研究，认为飞仙关组飞二段鲕粒孔隙型储层较为发育，具有白云岩化和重结晶作用强、储层厚度大及物性好的特点。就达川—万县局部地区而言，储集体主要以礁滩相碳酸盐岩为主。由于碳酸盐岩种类多，且横向上厚度变化较大，在地震剖面上难以识别，造成地层对比和储层预测相对困难。拟以达川—万县地区飞仙关组野外露头、岩石薄片、录井等资料分析为基础，通过对典型单井和野外剖面进行层序划分，并对各层序内储层发育特征进行分析，进而建立飞仙关组层序地层格架，厘清飞仙关组鲕滩储层和白云岩储层的发育、演化及纵向分布规律，以期为该区天然气勘探及有利储层预测提供地质依据。

四川盆地位于四川省龙门山断裂以东及重庆市境内，四周被高山环绕，北邻米仓山，南邻大娄山，西邻邛崃山，东邻巫山，面积约18万km²。盆地地层发育完整，自下而上出露元古界、古生界、中生界、新生界，依次发育震旦系、寒武系、奥陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二叠系、三叠系、侏罗系、白垩系、古近系、新近系和第四系，整体为一个地壳比较稳定的大型坳陷区。达川—万县地区在地理位置上位于四川盆地东北部，构造上位于大巴山推覆体前缘，大地构造上属于上扬子地台区域^[15]（图 1）。四川盆地白云质灰岩、白云岩及石膏层普遍发育，飞仙关组岩性以灰岩、鲕粒灰岩和鲕粒云岩为主，厚度约为500 m。

图 1

Fig. 1

下载eps/tif图 图 1 达川—万县地区构造位置 岩石圈深大断裂：① 安宁河，② 龙门山，③ 城口，④ 七曜山；地壳深大断裂：（1）彭灌，（2）熊坡，（3）龙泉山，（4）华蓥山，（5）巫溪—铁溪，（6）黄泥堂，（7）峨眉山—瓦山，（8）甘洛—小江，（9）普雄—普渡河 Fig. 1 Regional structural location of Dachuan-Wanxian area

三级层序的划分及层序界面的识别须依据沉积暴露面、岩性突变面和不整合面等宏观标志（图 2）。这些标志在岩心、野外剖面及测井曲线上主要表现出以下特征。

图 2

Fig. 2

下载eps/tif图 图 2 达川—万县地区下三叠统飞仙关组典型暴露标志特征 （a）粉—细晶白云岩，残余鲕粒结构，溶孔发育，罗家2井，3 286.5 m，铸体薄片，正交偏光；（b）含云鲕粒灰岩，选择性白云岩化，鲕粒被白云石交代，铁山11井，2 909.5 m，铸体薄片，正交偏光；（c）细—中晶白云岩，白云石晶体具有环带构造和雾心亮边结构，晶间孔充填有沥青，罗家6井，3 928.0 m，铸体薄片，正交偏光；（d）膏质泥晶云岩，石膏假晶发育，鹰1井，2 791.8 m，铸体薄片，正交偏光；（e）泥晶灰岩，局部可见干裂构造，等深流沉积，重庆代家沟剖面；（f）褐灰色厚层块状鲕粒云岩，台缘鲕滩相，云阳沙陀剖面 Fig. 2 Typical exposure indication characteristics of the Lower Triassic Feixianguan Formation in Dachuan-Wanxian area

在大气和淡水混合作用下，台地边缘滩经短暂暴露后，发生了选择性溶蚀^[16][ 图 2（a）]和白云岩化作用[图 2（b）]。例如在铁山11井Sq1层序顶界，因溶蚀作用强烈，大多数鲕粒被淡水溶蚀并发生白云岩化作用，形成含云鲕粒灰岩。

蒸发岩夹层（白云岩、石膏等）的稳定出现反映了暴露或水体极浅的沉积环境[图 2（c）]，属蒸发台地相沉积，标志海平面相对下降的变化趋势^[17]。例如在鹰1井Sq2层序顶界可见膏云岩夹层[图 2（d）]，为蒸发台地潮坪亚相（膏云坪）沉积。

在极浅水沉积条件下，沉积物经历长时间的暴露水面后，过度缺水致干裂，形成干裂构造[图 2（e）]。例如云阳沙陀剖面Sq2层序顶部，为局限台地潮坪亚相沉积[图 2（f）]，其灰泥坪微相中可见干裂构造和水平纹层^[18]。

自然伽马曲线向上数值变低，表明灰岩变纯，如在斜坡相和盆地相发育的灰岩^[19]。在缺少岩心资料时，可以根据测井曲线形态进行地层对比和层序划分。例如在七里4井和铁山4井Sq2层序顶界，潮坪相泥岩和蒸发岩的出现导致自然伽马曲线出现异常高值。

三级层序界面是反映盆地构造演化特征的重要标志，常与盆地构造特征、海平面升降、沉积物供给及古地理环境等因素有关^[20]。根据Vail层序地层学理论将川东北地区飞仙关组划分为2个三级层序（Sq1和Sq2），对应3个层序界面（SB1，SB2和SB3）。

SB1界面为长兴组与飞仙关组的分界面[图 3（a）]，是海平面升降时造成沉积环境突然转变而形成的岩性-岩相转换面。界面之下（长兴组）为一套泥质白云岩沉积，界面之上（飞一段）为一套开阔台地相浅灰色厚层鲕粒灰岩沉积，这种岩性的突变反映了沉积时水体及环境的变化。在界面附近可见大量强烈白云岩溶蚀等暴露标志^[21] [参见图 2（a）]。在测井曲线上界面上、下突变明显，较易识别。

图 3

Fig. 3

下载eps/tif图 图 3 达川—万县地区下三叠统飞仙关组层序界面特征 Fig. 3 Sequence boundary characteristics of the Lower Triassic Feixianguan Formation in Dachuan-Wanxian area

SB2界面为飞二段与飞三段的分界面[图 3（b）]，是海平面相对下降形成的暴露侵蚀不整合界面。界面之下（飞二段）为一套台地边缘相鲕粒白云岩[参见图 2（f）]与白云岩互层沉积，界面之上（飞三段）为一套局限台地相厚层白云岩沉积，鲕粒云岩内可见大量强烈溶蚀，海滩岩砾屑，钙质、铁质结核，古土壤层及渗流黏土等暴露标志^[22]，反映了海平面下降速率大于基底沉降速率。

SB3界面为飞仙关组与嘉陵江组的分界面[图 3（c）]，是区域海平面变化形成的岩性-岩相转换面，无明显暴露剥蚀标志，表明海平面下降速率小于或等于基底沉降速率。界面之下（飞四段）普遍发育一套局限台地相紫红色钙质泥岩沉积，界面之上（嘉一段）为一套开阔台地相浅灰色薄层泥晶灰岩沉积。该界面在地震剖面上表现为连续的强反射，区域上易于识别；在测井曲线上表现为界面之下自然伽马值较低、电阻率值较高^[23]，界面之上则刚好相反。

充分利用岩心、薄片、单井剖面和5个野外露头剖面[参见图 1（b）]等资料，将达川—万县地区下三叠统飞仙关组划分为2个三级层序，与许效松等^[24]的划分相对应，再以龙岗1井为例分析飞仙关组层序特征。

龙岗1井位于研究区西南部，飞仙关组地层厚度约为370 m，共划分出2个三级层序（Sq1，Sq2），沉积相类型主要为开阔台地、台地边缘和局限台地^[25]（图 4）。Sq1海侵体系域时期，岩性主要为灰色、浅灰色厚层泥晶灰岩，深灰色、灰色泥质灰岩，属开阔台地相沉积环境，发育潮下静水泥微相；Sq1高位体系域时期，岩性以灰色、浅灰色厚层白云岩和鲕粒灰岩为主，局部为浅灰色云质灰岩，受海平面下降影响发生局部暴露作用，发育台地边缘相的滩间潮坪、台缘鲕滩和砂屑滩微相；Sq2海侵体系域时期，岩性以浅灰色灰岩为主，整体发育一套开阔台地相的潮下静水泥微相沉积；Sq2高位体系域时期，岩性以浅灰色泥灰岩、云质泥灰岩夹薄层灰质白云岩为主，属局限台地潮坪亚相沉积环境，发育灰云坪微相。

图 4

Fig. 4

下载eps/tif图 图 4 达川—万县地区下三叠统飞仙关组层序地层综合柱状图（龙岗1井） Fig. 4 Comprehensive stratigraphic column of the Lower Triassic Feixianguan Formation in Dachuan-Wanxian area

为了进一步探讨达川—万县地区飞仙关组鲕滩及白云岩储层的空间分布规律，基于Vail层序地层学理论，通过对不整合面或与之对应的整合面等层序界面的识别，以野外典型剖面和典型单井层序地层划分为基础，以跨相区连井层序地层剖面（图 5）的对比为主线，建立了研究区下三叠统飞仙关组层序地层格架^[26]。

图 5

Fig. 5

下载eps/tif图 图 5 达川—万县地区下三叠统飞仙关组层序地层剖面 Fig. 5 Sequence stratigraphic correlation of the Lower Triassic Feixianguan Formation in Dachuan-Wanxian area

龙岗2—龙岗1—铁山4—七里4—门4—梁参—石宝1连井剖面（图 5）在四川盆地呈北西—南东向展布，大致平行于开江—梁平海槽的西南侧，并横切到城口—鄂西海槽南段，全长约400 km。从图 5可以看出：Sq1时期飞仙关组纵向上主要发育灰岩、鲕粒灰岩和白云岩，其次发育页岩和少量泥灰岩，铁山4、门4、梁参和石宝1等井鲕粒灰岩沉积厚度较大，横向上沉积厚度由西北向东南呈现先略微增大再减小的趋势；Sq2时期飞仙关组沉积厚度变化不大，纵向上岩性以灰岩、鲕粒灰岩和膏云岩为主，龙岗2井和龙岗1井均发育有泥灰岩。Sq1高位体系域晚期（飞二段）和Sq2高位体系域早期（飞四段）鮞滩储层较为发育，并发生了强烈的白云岩化作用。白云岩化作用在一定条件下可以改善岩石孔渗性，形成残余颗粒白云岩和晶粒白云岩，更重要的是在深埋藏条件下，白云岩原生孔隙易于保存，具有一定抗压实、压溶性，为深层优质储层的形成奠定了基础。早三叠世飞仙关组沉积时期构造环境比较稳定，沉积环境区域差异不大，因而区域上地层对比性良好。

（1）达川—万县地区下三叠统飞仙关组发育有2期明显的大规模海平面升降旋回。以沉积暴露面、岩性突变面和不整合面等界面识别标志为依据，将该区下三叠统飞仙关组划分为2个三级层序（Sq1和Sq2）及4个体系域（Sq1海侵体系域、Sq1高位体系域、Sq2海侵体系域和Sq2高位体系域），Sq1相当于飞一段、飞二段，Sq2相当于飞三段、飞四段。

（2）达川—万县地区下三叠统飞仙关组连井对比剖面表明，区域上地层对比良好，且横向地层厚度变化不大，主要发育浅水碳酸盐台地沉积。海侵体系域时期，水体较深，区内岩性、岩相较为单一，主要发育一套较为稳定的灰色泥晶灰岩、鲕粒灰岩，以开阔台地的台坪亚相沉积为主；高位体系域时期，水体变浅，海水盐度增大，区内岩性、岩相变化相对较大，主要发育鲕粒云岩、鲕粒灰岩和膏云岩等，以局限台地云坪亚相沉积为主。

（3）达川—万县地区下三叠统飞仙关组是盆地发育晚期的碳酸盐台地相沉积，由海侵体系域和高位体系域构成，缺乏低位体系域。鲕滩储集相主要为台缘鲕滩相和台内鲕滩相，纵向上受三级层序对应的高位体系域影响较大，不同地带滩体分布和发育规模存在差异，特别是在Sq1高位体系域晚期（飞二段）和Sq2高位体系域早期（飞四段）发育的鮞滩储层，均发生了强烈的白云岩化作用，在一定条件下可改善岩石孔渗性，形成残余颗粒白云岩和晶粒白云岩，更重要的是在深埋藏条件下，白云岩原生孔隙易于保存，具有一定抗压实、压溶性，为深层优质储层的形成奠定了基础。