四川盆地东部洗象池组高频层序内部沉积相展布
doi: 10.19762/j.cnki.dizhixuebao.2023503
王纪煊1 ， 胡忠贵2,3 ， 远光辉1 ， 胡九珍2,3 ， 李世临4 ， 苏楠5 ， 周刚6
1. 中国石油大学(华东)地球科学与技术学院，山东青岛， 266580
2. 长江大学地球科学学院，湖北武汉， 430100
3. 长江大学沉积盆地研究中心，湖北武汉， 430100
4. 中国石油西南油气田公司重庆气矿，重庆， 402160
5. 中国石油天然气股份有限公司勘探开发研究院，北京， 100083
6. 中国石油西南油气田公司勘探开发研究院，四川成都， 610000
基金项目: 本文为“十三五”国家重大专项“重点海相层系沉积相研究”(编号 2016ZX05007002)资助的成果
Sedimentary facies in the high-frequency sequences of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
WANG Jixuan1 ， HU Zhonggui2,3 ， YUAN Guanghui1 ， HU Jiuzhen2,3 ， LI Shilin4 ， SU Nan5 ， ZHOU Gang6
1. School of Geosciences, China University of Petroleum (East China), Qingdao, Shandong 266000 , China
2. School of Geosciences, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100 , China
3. Sedimentary Basin Research Center, Yangtze University, Wuhan, Hubei 430100 , China
4. Chongqing Gas Mine, PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chongqing 402160 , China
5. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Company Limited, Beijing 100083 , China
6. Research Institute of Exploration and Development, PetroChina Southwest Oil and Gas Field Company, Chengdu, Sichuan 610000 , China
摘要
四川盆地东部平桥1井取得天然气勘探突破表明洗象池组具有巨大的勘探潜力，然而，对四川盆地东部洗象池组层序地层划分和岩相古地理分布等方面还存在诸多争议，制约了下一步的勘探进程。为此基于地震、钻井、岩芯、薄片、测井等基础资料和碳氧同位素、U同位素等地球化学数据，结合INPEFA测井旋回、小波变换和天文轨道周期分析，对洗象池组层序地层开展系统研究，恢复了洗象池组岩相古地理，建立了沉积模式。研究结果表明：① 研究区洗象池组划分为5个三级层序(SQ1~SQ5)，13个四级层序(SSQ1~SSQ13)；② 洗象池组沉积时期研究区总体表现为西高、东低的古地理格局，发育局限台地相沉积，主要发育潮坪、颗粒滩和潟湖等3类沉积亚相，包括9种沉积微相；③ 东高西低的沉积格局、低纬度湿热的气候条件、扬子地块西侧古陆的扩大和水下隆起的活动共同影响了四川盆地东部地区洗象池组沉积期局限台地的发育。
Abstract
The recent breakthrough in natural gas exploration at the well Pingqiao 1 in the eastern Sichuan basin highlights the significant exploration potential of the Xixiangchi Formation. However, the sequence stratigraphy and paleogeographic distribution of the Xixiangchi Formation in this region remain subjects of ongoing debate, hindering further exploration efforts. To address these unresolved issues, this study undertook a comprehensive investigation of the Xixiangchi Formation, integrating data from seismic surveys, drilling operations, core samples, thin sections, well logs, and geochemical analyses (including carbon, oxygen, and U isotopes). The study further incorporated INPEFA logging rotary, wavelet transform, and astronomical orbital cycle analysis to systematicallyexamine the stratigraphy, reconstruct the paleogeography, and establish a sedimentary model. Our results reveal: (1) The Xixiangchi Formation in the study area can be subdivided into 5 third-order sequences (SQ1-SQ5) and 13 fourth-order sequences (SSQ1-SSQ13); (2) During the depositional period of the Xixiangchi Formation, the study area exhibited a general westward high and eastward low paleogeographic pattern, conducive to the development of a restricted platform. The study area mainly featuresthree sedimentary subfacies: tidal flat, granular beach, and lagoon, including ninedistinct sedimentary microfacies.
近年来，随着四川盆地油气勘探由中深层向深层和超深层转移战略部署的推进（沈安江等，2015；马永生等，2019；何治亮等，2021），震旦系灯影组、寒武系龙王庙组等深层—超深层碳酸盐岩储层取得了新进展和突破（李伟等，2019；李文正等，2020；石书缘等，2020）。震旦系灯影组的缝洞型碳酸盐岩和寒武系龙王庙组的孔隙型白云岩均属于高孔渗的优质储层（邹才能等，2014），是四川盆地下古生界油气的主要储层（张玺华等，2021；朱光有等，2023；马永生等，2023），而相近层位中—上寒武统洗象池组的勘探和研究程度均相对较低。前人对洗象池组储盖组合研究表明，四川盆地东部地区洗象池组碳酸盐岩储层与下伏的下寒武统筇竹寺组优质烃源岩和侧向对接的下志留统龙马溪组烃源岩形成了下生上储、旁生侧储的储盖组合模式（孙自明等，2021，2023；李英强等，2022），油气成藏的潜力巨大。因此开展研究区精细的层序地层划分和岩相古地理研究，对分析四川盆地东部油气储层特征、成藏机理，乃至全盆寒武纪地层都具有重要意义。
众多学者对四川盆地东部地区中—上寒武统洗象池组的层序地层划分、岩相古地理和储层特征开展了大量研究，取得了一系列的成果。在层序地层方面，认为洗象池组基本对应寒武系芙蓉统和苗岭统的鼓山阶和古丈阶（约504.5~485.4±1.9 Ma）（彭善池，2006，2008；文华国等，2022），以盆地内部威寒1井资料为基础可以划分成4个三级层序（贾鹏等，2016，2017；李伟等，2017），以四川盆地东部井资料为基础可以划分成5个三级层序（李伟等，2019），以盆地外围露头资料为基础可以划分为3个或7个三级层序（王传尚等，2007；梅冥相等，2007；石书缘等，2022），在岩相古地理方面，文华国等（2022）认为洗象池组沉积时期四川盆地东部发育局限台地，李伟等（2019）认为发育蒸发-局限台地，李英强等（2022）认为发育半局限-开阔台地。如上所述，由于洗象池组碳酸盐岩地层岩性变化缓慢，在一定范围内表现出岩性和测井曲线变化特征相对稳定，导致洗象池组层序地层划分不清晰，研究区岩相古地理研究不统一，深层—超深层碳酸盐岩储层勘探未取得重大突破。在层序地层划分困难的背景下，为打破传统生物地层、岩性地层及放射性地层划分的界限，为地层的划分与对比提供新思路，徐道一等（2007）应用天文地层学、米氏旋回分析和时间序列分析法对新疆吐鲁番盆地下侏罗统、华北地区石炭系与二叠系、四川盆地上三叠统开展了天文旋回研究，通过提取测井资料中的地层信息，对地层进行了高分辨率旋回划分和对比。天文地层学的研究有助于认识单一岩性地层的层序地层划分，对油气勘探与开发也具有一定的应用价值。综上所述，前人针对四川盆地洗象池组层序地层划分和岩相古地理特征认识存在局限，对于四川盆地东部洗象池组高频层序、沉积相平面展布及沉积模式仍需深入研究。
本文以钻井、露头剖面、岩芯、薄片、测井和地震资料为基础，结合δ13C同位素偏移、U同位素及合成预测误差滤波（INPEFA）曲线、GR预测误差滤波（PEFA）曲线、GR合成预测误差滤波（INPEFA）曲线、最大熵谱、小波变换谱图和米兰科维奇旋回信号为参数进行滤波分析，对四川盆地东部地区洗象池组开展了三级层序、四级层序划分与对比，遵循岩相单因素分析多因素综合作图法（冯增昭，1992，2004），系统地编制了三级层序格架约束下的四川盆地东部洗象池组岩相古地理图，建立了沉积模式，旨在为四川盆地东部洗象池组油气勘探提供理论依据。
1 地质概况
研究区位于四川盆地东部地区，范围大致包括华蓥山以东，齐岳山以西，北抵大巴山，南达渝南（王纪煊等，2024）。区域构造属四川盆地川东中隆高陡构造区（图1a），由7~8排条带状的构造组成（图1b），属于典型的侏罗山式褶皱构造（王纪煊等，2024）。四川盆地东部地区经历了一系列复杂的构造演化运动，由初期的海相克拉通发育阶段向陆内复合前陆盆地发育阶段演变。自元古宙以来，四川盆地经历的构造运动可划分为加里东运动（320 Ma）、印支运动（205~195 Ma）、燕山运动（140 Ma）和喜马拉雅运动（80~3 Ma）（图1c）。以燕山运动的时空节点为界，四川盆地东部地区发生了两次差异明显的大型构造运动，燕山运动时期，运动形式以升降运动为主（Ma Yongsheng et al，2007）；燕山运动之后开始了以横向水平运动为主要运动特性的喜马拉雅构造运动，四川盆地东部地区的川东褶皱带最终演变为背斜发育较窄，向斜发育较宽的构造格局（胡忠贵等，2010，2023；王纪煊等，2023）。
2 层序地层边界的识别与划分
2.1 层序地层边界的划分方法
四川盆地东部洗象池组层序地层划分主要采用两种方法：① INPEFA测井旋回和小波变换等方法划分层序边界（路顺行等，2007；张红贞等，2010；田双良等，2020）；② 运用天文轨道周期进行层序划分。在此详细论述运用天文轨道周期进行层序划分的方法。
目前，国际上主要选择Berger和Las-Kar等提出的方法来计算天文轨道周期（吴怀春等，2017；朱春霞等，2022）。本研究采用Las-Kar方案计算天文轨道参数EOP（E为偏心率；O为斜率；P为岁差）在10.00~15.97 Ma期间的理论值，并对其进行频谱分析，得到的主周期分别为405 ka（E）长偏心率周期和125 ka（e1）、95 ka（e2）短偏心率周期；40.6 ka（O1）斜率周期以及23.6 ka（P1）、22.3 ka（P2）和19.1 ka（P3）岁差周期。
对蓥北1井的GR数据进行了去极值、线性插值及去趋势化等预处理后，进行了深度域频谱分析和周期识别（图2），结果表明：主要旋回厚度为35.8 m、32.2 m、11.6 m、6.0 m、4.5 m、3.5 m、2.8 m、2.5 m、2.0 m、1.7 m、1.5 m及1.3 m，其中，35.8 m∶11.6 m∶3.5 m∶2.0 m厚度旋回的比值约为17.9∶5.8∶1.75∶1.0，与天文轨道周期18.2∶5.6∶1.8∶1.0接近（表1），差距在5%的范围内，可认为四川盆地中—上寒武统洗象池组中存在米兰科维奇旋回信号（朱春霞等，2022）。蓥北1井洗象池组的地层总厚度为309.25 m，沉积时期大约为504.5~485.4 Ma，持续时间为20.85 Ma，计算得到平均沉积速率为1.48 cm/ka，因此得到约35.8 m、11.6 m、3.5 m、2.0 m的旋回厚度，分别代表了405 ka长偏心率、125 ka短偏心率、40.6 ka斜率及22.3 ka岁差周期。深度域2ΠMTM能谱分析和动态滤波分析（图2）得出的旋回厚度和频谱分析的结果一致。
图1四川盆地东部构造及地层特征
Fig.1Tectonic and stratigraphic characteristics of the eastern Sichuan basin
（a）—四川盆地构造区划（据王纪煊等，2023修改）；（b）—研究区构造及井位分布（据胡忠贵等，2023修改）；（c）—四川盆地地层特征（据王纪煊等，2023修改）
(a) —tectonic zoning of Sichuan basin (modified from Wang Jixuan et al., 2023) ; (b) —tectonic and well distribution in the study area (modified from Hu Zhonggui et al., 2023) ; (c) —stratigraphic characteristics of Sichuan basin (modified from Wang Jixuan et al., 2023)
2.2 三级层序识别
三级层序多表现为不整合面及对应的整合面，经常通过岩性突变、测井曲线形态变化和地震反射轴的特征来识别。选取研究区蓥北1井为研究对象，根据岩性、测井曲线（GR和RT）、δ13C偏移、U同位素合成预测误差滤波（INPEFA）曲线、GR预测误差滤波（PEFA）曲线、GR合成预测误差滤波（INPEFA）曲线、最大熵谱和小波变换谱图及其曲线进行三级层序的划分（图3）。研究区洗象池组三级层序划分为5个（SQ1~SQ5），每个三级层序的层序界面具有不同的特征（图3）。三级层序SQ1的底界是高台组白云质泥岩和洗象池组白云岩的岩性转换界面，GR曲线表现为异常高值，PEFA曲线的频率和振幅均为最小，最大熵谱图表现为蓝色频率稳定周期，带通滤波的振幅最大；顶界为SQ1和SQ2的层序界面，属于砂质白云岩和白云岩的岩性转换界面，GR值表现为高值，PEFA曲线的频率和振幅均为最小，U同位素INPEFA（镜像）为最小值，RT曲线为较高值，最大熵谱图表现为蓝色频率稳定周期并且伴有红色谱的偏移和断裂，小波变换曲线表现为低频率、弱振幅，小波能谱表现为暗色谱。在三级层序SQ2和SQ3的层序界面，为石膏质白云岩与泥质白云岩的岩性转换面，PEFA曲线的频率和振幅均为最小，U同位素INPEFA（镜像）为最小值，RT曲线为较高值，δ13C表现为较小值，最大熵谱图表现为红色谱的偏移和断裂，小波能谱表现为暗色谱。在三级层序SQ3和SQ4的层序界面，GR值表现为高值，PEFA曲线的频率和振幅均为最小，U同位素INPEFA（镜像）为最小值，RT曲线为较高值，δ13C表现为较大值，最大熵谱图表现为红色谱的断裂，带通滤波的振幅较大，小波能谱表现为暗色谱。在三级层序SQ4和SQ5的层序界面，GR值表现为低值，PEFA曲线的频率和振幅均为最小，U同位素INPEFA（镜像）为最小值，RT曲线为较小值，δ13C表现为较小值，最大熵谱图表现为红色谱的偏移和断裂，带通滤波的振幅较大，小波能谱表现为暗色谱。三级层序SQ5的顶界为寒武系白云岩与奥陶系泥质白云岩的岩性转换界面，GR曲线表现为异常高值，PEFA曲线的频率和振幅均为最大，RT曲线为较低值，δ13C表现为较小值，最大熵谱图表现为蓝色频率稳定周期，带通滤波的振幅最大，小波变换曲线表现为高频率、强振幅，小波能谱表现为亮色谱。
图2四川盆地东部洗象池组蓥北1井深度域2ΠMTM能谱分析（a）和动态滤波分析（b）
Fig.2Depth-domain 2ΠMTM energy spectrum analysis (a) and dynamic filtering analysis (b) of well YB 1 in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表1四川盆地东部洗象池组蓥北1井天文轨道周期统计分析表
Table1Statistical analysis of astronomical orbital period in well YB 1, Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图3四川盆地东部洗象池组蓥北1井三级层序识别
Fig.3Tertiary sequences identification in well YB 1 of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
2.3 四级层序识别
研究区洗象池组四级层序的识别是在三级层序识别的基础上进行的，其受到次级天文旋回和次级海平面上升下降周期运动的影响。将完成了三级层序划分的蓥北1井做为研究对象，根据岩性、GR曲线、U同位素和δ13C偏移等特征，主要通过在三级层序划分基础上进行的分段合成预测误差滤波（INPEFA）曲线、演化能谱图和带通滤波特征的分析，进行四级层序的划分（图4）。
在分段INPEFA中，即层序内沉积旋回分析，其分析方法与INPEFA划分三级旋回的方法类似。演化能谱中，四级层序在0.1~0.5频率的主频范围内，黄色能谱线段的断裂和偏移对应于分段INPEFA曲线的正向拐点和带通滤波曲线的波峰上。以此方法识别出了研究区洗象池组13个四级层序（SSQ1~SSQ13），三级层序SQ1发育2个四级层序SSQ1、SSQ2，三级层序SQ2发育3个四级层序SSQ3、SSQ4、SSQ5，三级层序SQ3发育4个四级层序SSQ6、SSQ7、SSQ8、SSQ9，三级层序SQ4发育2个四级层序SSQ10、SSQ11，三级层序SQ5发育2个四级层序SSQ12、SSQ13（图4）。
图4四川盆地东部洗象池组蓥北1井高分辨率层序地层划分结果
Fig.4Delineation of high-resolution stratigraphic sequences in well YB1 of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表2四川盆地东部洗象池组层序边界识别
Table2Identification of the stratigraphic boundaries in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
2.4 层序地层划分
基于岩性特征、测井曲线形态、频率谱图分析技术及滤波技术，结合前人对于高分辨率层序地层学、旋回地层学的研究成果，对不同级次旋回识别标志进行总结（表2）。在对研究区典型井（蓥北1井）洗象池组三级和四级层序的划分基础上，利用表2中的层序边界特征及识别方法对四川盆地东部洗象池组进行层序地层划分（图5）。
四川盆地东部洗象池组发育5个三级层序，从下至上分别为SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，未出现明显的沉积间断和不整合。INPEFA曲线和小波能谱图表现的海侵背景下长期多期海退的海平面变化符合洗象池组沉积的地质背景，结合岩性和测井曲线资料对三级层序体系域进行划分，认为每个三级层序均发育一个海侵域和一个高位域，且都以海退高位域为主（图4）。研究区东北—南西向地层厚度、三级层序和四级层序沉积厚度相差较小，未出现明显的沉积间断，地层的连续性较好。
3 沉积相划分及演化
3.1 沉积相划分方案
中—上寒武统洗象池组沉积时期，四川盆地内部发生海侵，加里东构造旋回引起的一系列运动使四川盆地古地理格局表现出西部高、东部低的趋势，研究区古地貌表现出由西向东倾斜，地层厚度由西向东逐渐增加的特征（图6），形成了广阔的半封闭陆表海沉积环境，主要发育了局限台地沉积相，又可进一步分为3种亚相和若干微相（王纪煊，2023）。局限台地相主要包括潮坪、局限潟湖及台内滩亚相。潮坪亚相的岩性主要为白云岩与灰岩组合，部分表现为碳酸盐岩与蒸发岩组合，主要常见的微相有云坪（图7a~c）、灰坪（图7i）、膏云坪（图7j）、灰云坪（图7k）和云灰坪（图7l）；台内滩亚相的岩性主要为白云岩与灰岩组合，主要常见的微相有砂屑滩（图7d、e、g）和鲕粒滩（图7f、h）；局限潟湖亚相的岩性主要为碳酸盐岩与蒸发岩组合，主要常见的微相有膏质潟湖（图7m、o）和泥质潟湖（图7n）。
3.2 层序格架内沉积相对比
研究区及周缘地区秀山东高庙—太和1井—焦石1井—座3井—合探1井洗象池组东西向沉积相连井位于研究区中部地区（图8）。碳酸盐局限台地沉积体系是该连井的沉积主体，洗象池组沉积时期，四川盆地由于桐湾运动和兴凯运动导致川中古隆起的不断抬升，海平面的相对下降和炎热古气温控制下的强蒸发环境使得研究区主要处于陆表海环境（汪泽成等，2014；鲁国等，2023），地层厚度由西向东逐渐增加，主要发育局限台地潮坪亚相。研究区及周缘地区洗象池组东西向沉积相连井对比中，在SQ1主要发育潮坪亚相，少量的颗粒滩和潟湖亚相；在SQ2主要发育潮坪亚相，少量的颗粒滩亚相；在SQ3主要发育潮坪亚相；在SQ4主要发育潮坪亚相，少量的颗粒滩亚相；在SQ5主要发育潮坪亚相，少量的潟湖亚相（图8）。
3.3 沉积相特征及演化
3.3.1 编图思路方法
本次研究的层序单元为三级层序，编图方法采用岩相单因素分析多因素综合作图法，岩性岩相的定量厚度与传统定性方法相结合对沉积相的界线进行判别，该方法主要依据冯增昭（1992，2004针对岩相古地理学的研究思想。研究区在洗象池组沉积时期主要表现为局限台地相沉积，其亚相和微相的辨别主要受岩性控制，在潮坪亚相中主要表现为晶粒白云岩和晶粒灰岩含量较高，在台内滩亚相中主要表现为颗粒白云岩和颗粒灰岩含量较高，在潟湖亚相中主要表现为泥质白云岩和石膏质白云岩含量较高。根据灰岩、白云岩和石膏岩的含量可以确定潮坪亚相中的沉积微相，用颗粒的结构可以划分台内滩亚相中的沉积微相，确定潟湖亚相的微相，则需要确定泥质和石膏质的含量来综合划定。
基于典型钻井的岩芯观察、薄片鉴定，确定白云岩与灰岩在不同相带的占比阈值并以此确定沉积相类别，再根据研究区石膏岩、灰岩及白云岩含量的统计数据，确定属于本研究区的沉积相划分方案。以楼探1井5115 m处的岩石薄片为例，根据其特征可识别为潮坪亚相中的灰坪微相，其灰岩占比大于50%。在统计研究区单因素及沉积相研究的基础上，建立四川盆地东部洗象池组岩相单因素矿物含量-结构及沉积相对应表（表3），以三级层序为单元对四川盆地东部洗象池组重点井位、厚度进行统计（表4）。根据表3、表4及相关资料在三级层序格架控制下进行等值线成图，包括洗象池组及SQ1~SQ5地层厚度、白云岩厚度、灰岩厚度、颗粒岩（颗粒灰岩和颗粒白云岩）厚度及膏岩厚度等值线图（图9）。在碳酸盐局限台地中，依据白云岩和灰岩厚度等值线图确定台地内潮坪的微相，白云岩含量大于50%且灰岩含量小于5%的地区定为云坪微相，白云岩含量小于5%且灰岩含量大于50%的地区定为灰坪微相，白云岩含量大于50%且石膏岩含量在25%~50%的地区定为膏云坪微相，白云岩含量大于50%且灰岩含量在25%~50%的地区定为灰云坪微相，白云岩含量在25%~50%且灰岩含量大于50%的地区定为云灰坪；在台内滩中，依据颗粒结构确定台内滩的微相，颗粒结构为鲕粒的地区定为鲕粒滩微相，颗粒结构为砂屑的地区定为砂屑滩微相；在潟湖中，白云岩含量大于50%且泥质含量在5%~50%的地区定为泥质潟湖微相，白云岩含量在25%~50%且石膏岩含量在25%~50%的地区定为膏质潟湖微相，并重复使用该方法编制洗象池组及各三级层序的岩相古地理图（图10），对三级层序格架下的岩相古地理特征和整体演化模式展开研究。
图5四川盆地东部洗象池组层序界面钻井特征及多井对比
Fig.5Drilling characteristics of sequence interface and multi－well correlation in the Xixiangchi Formation，eastern Sichuan basin
图6四川盆地洗象池组地层厚度
Fig.6Stratigraphic thickness of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表3四川盆地东部洗象池组岩相单因素矿物含量-结构及沉积相对应表
Table3Single-factor mineral content-structure and sedimentary facies correlation in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表4四川盆地东部洗象池组重点井位、厚度统计表
Table4Statistics of key well locations and thicknesses in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuanbasin
3.3.2 沉积相特征及演化
洗象池组沉积时期研究区总体表现为西高、东低的古地理格局，受古陆的影响以接受鄂西、黔北2个方向的海侵为主，主要发育局限台地潮坪沉积，颗粒滩主要分布在研究区东部和中部，潟湖主要在颗粒滩后呈星点状分布（图10）。
SQ1沉积时期，研究区主要为潮坪亚相，灰质白云岩分布范围较广，沿万州—石柱—綦江一线呈带状分布，自东向西由灰云质过渡为云质沉积，表明海水从鄂西方向侵入，颗粒滩绕灰质白云岩沿楼探1井—五科1井—座3井—丁山1井一线分布，受颗粒滩障壁作用的影响，潟湖呈星点状在滩后分布。SQ2沉积时期，研究区东部灰质白云岩的范围和沉积厚度变小，研究区主要发育潮坪亚相，颗粒滩在楼探1井—蓥北1井—座3井—丁山1井一线持续发育，潟湖出现萎缩，仅在研究区北部颗粒滩后发育。SQ3沉积时期，研究区主要发育潮坪亚相，颗粒滩集中在蓥北1井和丁山1井发育，潟湖主要于研究区东北部小范围发育。SQ4沉积时期，研究区主要发育云坪沉积，SQ3沉积时期研究区中部发育的颗粒滩南移，于研究区南部和中部发育颗粒滩，潟湖不发育。SQ5沉积时期研究区灰质白云岩完全消失，研究区主要发育潮坪亚相，SQ4沉积时期南移后的颗粒滩开始北移，于研究区南部和中部发育颗粒滩，研究区中部偏南的太和1井发育潟湖（图10）。潟湖亚相伴随台内滩亚相在研究区内呈点状分布。
图7四川盆地洗象池组岩性特征（据王纪煊，2023）
Fig.7Lithological characteristics of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin (modified from Wang Jixuan, 2023)
（a）—浅灰色粉晶白云岩，砾屑间为暗色泥晶白云岩（有机质含量高，含藻层），裂缝与顺层溶蚀伴生，广探2井，5352.37~5352.61 m；（b）—深灰色溶孔粉晶白云岩，溶蚀作用发育，溶蚀后呈花斑状，广探2井，5337.9~5338.09 m；（c）—浅灰色细粉晶白云岩，底部发育一层黄铁矿条带，与泥质条带伴生，广探2井，5350.46~5350.70m；（d）—灰色砾屑白云岩，部分暗色藻屑云岩，广探2井，5356.28~5356.40 m；（e）—浅灰色细粉晶白云岩和藻屑白云岩互层（粉晶），偶见石膏斑块（部分见溶蚀角砾和风暴构造砾屑），广探2井，5353.23~5353.41 m；（f）—亮晶鲕粒灰岩，南川三泉剖面，26小层；（g）—亮晶砂屑白云岩，亮晶胶结物为石膏，砂屑成分为泥晶级白云石，含少量暗色藻砂屑，蓥北1井，2696 m；（h）—残余鲕粒白云岩，局部见石盐假晶，五探1井，6508 m；（i）—泥晶灰岩，楼探1井，5115 m；（j）—细粉晶含石膏白云岩，五探1井，6394 m；（k）—灰质白云岩，少量石英晶体零星分布，座3井，4794 m；（l）—泥晶含白云灰岩，南川三泉剖面，2小层；（m）—石膏质泥晶灰岩，五探1井，6514 m；（n）—泥质白云岩，五探1井，6563 m；（o）—浅灰色纹层状膏质白云岩，利1井，2100 m
(a) —grey fine crystallin dolostone, dark microbia dolostone (with high organic matter and algal layer) containing dissolved pores and micro-fractures, well GT 2, 5352.37~5352.61 m; (b) —grey fine crystallin dolostone containing dissolved pores, well GT 2, 5337.90~5338.09 m; (c) —grey fine crystallin dolostone, containing argillaceous carbonate bands, well GT 2, 5350.46~5350.70 m; (d) —grey grain dolostone (intraclasts) , containing dark algal dolomite, well GT 2, 5356.28~5356.40 m; (e) —grey fine crystallin dolostone containing dark algal dolomite and gypsums, well GT 2, 5353.23~5353.41 m; (f) —oolitic limestone, Nanchuan Sanquan section, 26 small layers; (g) —microbia dolostone, containing intraclasts and gypsums, well YB 1, 2696 m; (h) —oolitic dolostone, containing halite pseudocrystal, well Wuhan 1, 6508 m; (i) —microte, well LT 1, 5115 m; (j) —fine crystallin dolostone containing gypsum, well WT 1, 6394 m; (k) —limy dolostone containing quartz, well Z 3, 4794 m; (l) —dolomitic limestone, Nanchuan Sanquan section, 2 small layers; (m) —microte containing gypsum, well WT 1, 6514 m; (n) —dolostone containing mudstone, well WT 1, 6563 m; (o) —grey gypsum-bearing dolostone, well L1, 2100 m
图8四川盆地东部洗象池组连井沉积相
Fig.8Sedimentary facies distribution in continuous wells of the Xixiangchi Formation，eastern Sichuan basin
图9四川盆地东部洗象池组地层（a）、白云岩（b）、灰岩（c）、颗粒岩（d）和石膏岩（e）厚度等值线图
Fig.9Thickness contour of stratigraphic (a) , dolostone (b) , limestone (c) , grainstone (d) and gypsum rock (e) in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图10四川盆地东部洗象池组岩相古地理图
Fig.10Paleogeographic map of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
4 地球化学古气候分析及沉积相模式
4.1 古气候分析
4.1.1 地球化学数据特征
前人研究结果表明，当δ18O低于-5‰时，样品保留的原始信息部分受到破坏；δ18O低于-10‰时，样品保留的原始海水信息受到了成岩蚀变的破坏，δ18O分析数据已基本不能使用，所以剔除δ18O＜-10‰的样品数据（王纪煊等，2024）。碳氧同位素的相关性也可以判断保留的原始海水信息是否受到了成岩蚀变的破坏：即若碳氧同位素存在相关性，则数据无效；若碳氧同位素相关性较差，则说明样品受到成岩蚀变的破坏较小（贾鹏等，2017）。根据四川盆地东部洗象池组楼探1井和蓥北1井碳氧同位素测试数据（图11），δ18O均在-9‰~-5‰范围内（表5、6），表明研究区氧同位素受成岩蚀变影响较弱，碳氧同位素相关性较差，说明样品受到成岩蚀变的破坏较小，数据有效。
图11四川盆地东部洗象池组碳氧同位素交汇图（据王纪煊，2023）
Fig.11Carbon and oxygen isotope intersections in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuanbasin (modified after Wang Jixuan., 2023)
4.1.2 古盐度和古温度特征
一般来说，δ13C和δ18O与古海洋盐度有关，随介质盐度升高而升高，δ13C对古盐度响应更加明显，且受温度影响较小。结合前人对碳氧同位素与盐度间的盐度指数（Z）计算公式（Keith and Weber，1964）：
Z=2.048δ13C+50+0.498δ18O+50
(1)
式中：δ13C和δ18O均采用PDB标准，当Z＞120时，为海相碳酸盐岩；Z＜120时，为陆相碳酸盐岩。该式（1）提出时主要用于区分侏罗系以来的海相灰岩和淡水灰岩，但目前该公式已广泛应用于中国古生界等碳酸盐岩地层古盐度的分析，且取得了较好的成果。根据165个洗象池组白云岩样品的碳氧同位素计算出的Z值在115.67~127.35之间，平均值为121.69，几乎全部大于120（表5，6），显示出白云石化流体具有海源流体性质。
海水温度对碳酸盐岩碳氧同位素有重要影响（陈荣坤，1994），温度对δ18O值影响较大，结合前人对氧同位素与古温度间的温度指数（T）计算公式（孟昊等，2016）：
T=16.9-4.2δ18OCaCO3 校正 +0.22+0.13δ18OCaCO3校正 +0.222
(2)
通过以第四纪海相碳酸盐岩的δ18O平均值-1.2‰为标准进行年代校正（δ18O平均值-（-1.2‰）=Δδ18O），用实测值与年代校正中Δδ18O值相减，即可得到公式中的δ18OCaCO3 校正 。
结果表明洗象池组古海水温度在15.24~29.70℃之间，平均温度为21.20℃，主要分布在17~23℃之间（表5、6）；研究表明在洗象池组沉积时期研究区为温暖或炎热的古气候，与古板块揭示的寒武纪扬子板块位于北纬30°、东经105°的结论一致（图12）（张光亚等，2019）。
4.2 沉积相模式
自晋宁期基底发生固结，华南板块作为Rodinia大陆的一部分，随着Rodinia大陆的裂解进入伸展活动下的稳定过渡阶段，并在前震旦纪由扬子地块和华夏地块于新元古代俯冲形成，研究区即位于华南板块四川盆地东部地区（王纪煊，2023）。震旦纪陡山沱期，研究区主要表现为斜坡-盆地相沉积，震旦纪灯影期—早寒武世筇竹寺期，扬子克拉通及其周缘的升降活动开始加强，经历了以隆升为主的桐湾运动和以裂陷为主的兴凯运动，下寒武统麦地坪组沉积期，受兴凯运动影响，研究区外四川盆地西侧发育大型裂陷，在震旦纪—早寒武世早期研究区逐渐形成了西隆东凹的古地理格局。在下寒武统沧浪铺组—龙王庙组沉积期，沉积格局由伸展背景转变为了挤压背景（李智武等，2019）。东高西低的沉积格局、低纬度湿热的气候条件、扬子地块西侧古陆的扩大和水下隆起的活动共同影响了四川盆地东部地区洗象池组沉积期局限台地的发育。
表5四川盆地东部洗象池组楼探1井碳氧同位素数据表
Table5Carbon and oxygen isotope data for well LT1 in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
注：Z—盐度指数；T—古温度。
表6四川盆地东部洗象池组蓥北1井碳氧同位素数据表
Table6Carbon and oxygen isotope data for well YB1 in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
注：Z—盐度指数；T—古温度。
中—上寒武统洗象池组沉积期，四川盆地北部和西部的摩天岭古陆、汉南古陆和康滇古陆的面积略有缩小，受加里东早期构造运动的影响，导致川北隆起、川中隆起、黔中隆起持续发育，面积扩大，最终与北部、西部和南部的古陆相连（图13）。研究区主要受到西部川中水下古隆起的影响，发育局限台地相沉积，以浅灰色、深灰色泥晶—粉晶白云岩、泥质白云岩为主，研究区主要发育潮坪亚相，颗粒滩亚相在研究区中部和南部零星分布，潟湖亚相由于颗粒滩的障壁作用多于滩后沉积。
5 结论
（1）四川盆地东部地区洗象池组主要为碳酸盐局限台地沉积环境；应用层序地层学原理和天文旋回方法，将研究区洗象池组自下而上划分为5个三级层序旋回（SQ1~SQ5），13个四级层序旋回（SSQ1~SSQ13）；5个三级层序均发育一个海侵域和一个高位域，且都以海退高位域为主。
（2）洗象池组沉积时期，研究区总体表现为西高、东低的古地理格局。局限台地相是该时期研究区主要发育的沉积相类型，可细分为潮坪亚相，颗粒滩亚相和潟湖亚相及9种沉积微相。
图12寒武系全球岩相古地理及板块分布
Fig.12Cambrian global petrographic paleogeography and plate distribution
图13四川盆地寒武系洗象池组沉积模式
Fig.13Sedimentary model of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
（3）洗象池组沉积时期，四川盆地继承了早、中寒武世西高东低的古地理格局特征，古气候温暖潮湿，扬子地块西侧古陆的扩大和川中水下隆起的活动共同影响了四川盆地东部地区洗象池组沉积期局限台地的发育。
图1四川盆地东部构造及地层特征
Fig.1Tectonic and stratigraphic characteristics of the eastern Sichuan basin
图2四川盆地东部洗象池组蓥北1井深度域2ΠMTM能谱分析（a）和动态滤波分析（b）
Fig.2Depth-domain 2ΠMTM energy spectrum analysis (a) and dynamic filtering analysis (b) of well YB 1 in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图3四川盆地东部洗象池组蓥北1井三级层序识别
Fig.3Tertiary sequences identification in well YB 1 of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图4四川盆地东部洗象池组蓥北1井高分辨率层序地层划分结果
Fig.4Delineation of high-resolution stratigraphic sequences in well YB1 of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图5四川盆地东部洗象池组层序界面钻井特征及多井对比
Fig.5Drilling characteristics of sequence interface and multi－well correlation in the Xixiangchi Formation，eastern Sichuan basin
图6四川盆地洗象池组地层厚度
Fig.6Stratigraphic thickness of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图7四川盆地洗象池组岩性特征（据王纪煊，2023）
Fig.7Lithological characteristics of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin (modified from Wang Jixuan, 2023)
图8四川盆地东部洗象池组连井沉积相
Fig.8Sedimentary facies distribution in continuous wells of the Xixiangchi Formation，eastern Sichuan basin
图9四川盆地东部洗象池组地层（a）、白云岩（b）、灰岩（c）、颗粒岩（d）和石膏岩（e）厚度等值线图
Fig.9Thickness contour of stratigraphic (a) , dolostone (b) , limestone (c) , grainstone (d) and gypsum rock (e) in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图10四川盆地东部洗象池组岩相古地理图
Fig.10Paleogeographic map of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
图11四川盆地东部洗象池组碳氧同位素交汇图（据王纪煊，2023）
Fig.11Carbon and oxygen isotope intersections in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuanbasin (modified after Wang Jixuan., 2023)
图12寒武系全球岩相古地理及板块分布
Fig.12Cambrian global petrographic paleogeography and plate distribution
图13四川盆地寒武系洗象池组沉积模式
Fig.13Sedimentary model of the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表1四川盆地东部洗象池组蓥北1井天文轨道周期统计分析表
Table1Statistical analysis of astronomical orbital period in well YB 1, Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表2四川盆地东部洗象池组层序边界识别
Table2Identification of the stratigraphic boundaries in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表3四川盆地东部洗象池组岩相单因素矿物含量-结构及沉积相对应表
Table3Single-factor mineral content-structure and sedimentary facies correlation in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表4四川盆地东部洗象池组重点井位、厚度统计表
Table4Statistics of key well locations and thicknesses in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuanbasin
表5四川盆地东部洗象池组楼探1井碳氧同位素数据表
Table5Carbon and oxygen isotope data for well LT1 in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
表6四川盆地东部洗象池组蓥北1井碳氧同位素数据表
Table6Carbon and oxygen isotope data for well YB1 in the Xixiangchi Formation, eastern Sichuan basin
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