International Open Access Journal Platform

近年来，四川盆地及周缘五峰组—龙马溪组海相页岩气取得重大突破，已建成涪陵、长宁—威远和昭通等大型页岩气田，并在3500m以深发现威荣、泸州和大足等深层页岩气田，页岩气已成为我国天然气资源量的重要组成部分［1，2］。随着全球非常规油气勘探开发向深层发展，针对深层富有机质页岩的微观非均质性研究已成为地质学领域的焦点[3]。纹层是指在成分、结构、颜色或有机质含量上与上下相邻层有明显差异的、毫米至厘米级厚度的薄层，是沉积岩中最基本、最小尺度的原始沉积构造单元[4]。纹层不仅忠实记录了古水体物化条件、生物生产力和事件沉积的周期性波动，更因其在岩石物理性质、力学行为和流体渗流能力方面的显著差异，直接控制了页岩储层的品质与可改造性，进而决定了油气资源的勘探潜力和开发效益[5]。纹层结构研究对页岩系统储层有效性评价具有重要意义[6]，但目前对四川盆地大足地区纹层发育特征的认识尚不明确，亟需深入研究。为此，本文针对四川盆地大足地区龙马溪组深层页岩，综合岩心观察、薄片鉴定与定量统计方法，对该区纹层发育特征进行了研究，为页岩气的勘探开发了提供理论基础。

1 区域地质概况

四川盆地位于我国南部，构造上属扬子板块，为扬子准地台的一次级构造单元。盆地的形成受到扬子旋回、加里东旋回、海西旋回、印支旋回、燕山旋回和喜马拉雅旋回等多期构造运动影响，这些构造活动的影响不断累积最终造就了现今四川盆地的构造格局[7]。大足地区位于四川盆地东南部，构造位置处于川中隆起低缓构造区和川南低陡褶皱带之间，区内自北西向南东方向依次发育弥陀场向斜、西山背斜、蒲吕场向斜以及西温泉背斜[8]。结合前人认识，依据岩性组合和沉积旋回特征，可将龙马溪组划分为龙马溪组一段（龙一段）和龙马溪组二段（龙二段）。龙一段整体呈现持续海退的进积序列，依据岩性组合和电性特征自下而上可进一步分为龙一1亚段和龙一2亚段2个亚段，如图1所示，其中龙一1
亚段进一步被划分为4个小层。本次研究的层段集中在龙一1亚段，该段以富有机质黑色页岩、硅质页岩为主，向上硅质矿物含量降低，钙质、粘土矿物含量增加，构成一个完整的海退序列[9]。

图 1 龙马溪组地层综合柱状图

Figure 1 Comprehensive stratigraphic column of the Longmaxi formation

2 页岩纹层类型

本次研究在前人对纹层结构研究的基础上，根据薄片鉴定结果及岩心照片观察统计，将大足地区龙马溪组龙一1亚段页岩中纹层类型划分为2种类型：泥纹层（有机质纹层、黏土纹层）和粉砂纹层（硅质/钙质粉砂纹层），如表1所示。

表 1 大足地区页岩纹层类型特征

Table 1 Characteristics of shale lamina types in the Dazu area

研究区纹层发育以泥纹层和粉砂纹层为主，泥纹层发育位置主要位于龙一1亚段上部，纹层中颗粒粒径＜3.9μm的颗粒含量大于50%，纹层呈板状和条带状如图2所示。主要包括富有机质纹层与黏土纹层，有机质纹层的主要成分为大量有机质条带、丝状体缠绕微晶硅质或黏土颗粒，镜下呈深黑色；黏土纹层的主要成分为黏土矿物，镜下呈深褐色或灰色。粉砂纹层主要位于龙一1亚段中下部，纹层中颗粒粒径＞3.9μm的颗粒含量大于50%，多为板状和条带状，主要包括硅质粉砂纹层和钙质粉砂纹层。硅质粉砂纹层的矿物组分以石英为主，多发育板状构造，条带状次之；钙质粉砂纹层的矿物组分以碳酸盐岩矿物为主，矿物颗粒呈定向排列，主要发育条带状构造。

注：（a）：Z1井-硅质粉砂纹层；（b）：Z1井-钙质粉砂纹层；（c）：Z12井-硅质粉砂纹层；（d）：Z8井-硅质粉砂纹层；（e）：Z12井-硅质粉砂纹层与富有机质纹层；（f）：Z12井-钙质粉砂纹层与富有机质纹层；（g）：Z8井-硅质粉砂纹层与富有机质纹层；（h）：Z8井-黏土纹层

图 2 大足地区页岩不同纹层类型岩心及薄片特征

Figure 2 Core and thin section characteristics of different lamina types of shale in the Dazu area

3 页岩纹层组合类型

根据粉砂纹层和泥纹层的组分、叠置关系与占比，将大足地区龙马溪组龙一1亚段页岩中纹层组合类型划分为黏土-硅质（稀疏式）纹层组、钙质-富有机质（相间式）纹层组、钙质-富有机质（紧密式）纹层组、硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组6类，如表2所示。

表 2 大足地区页岩纹层组合类型特征

Table 2 Characteristics of lamina association types in shale of the Dazu area

其中黏土-硅质（稀疏式）纹层组粉砂纹层占比小于25%，水动力条件周期性变化，陆源碎屑输入强。钙质-富有机质（相间式）纹层组粉砂纹层占比介于25%～75%；钙质-富有机质（紧密式）纹层组粉砂纹层含量大于75%，两种纹层组合均来源于部分生物碎屑积累。硅质-富有机质（稀疏式）纹层组粉砂纹层占比小于25%，其形成于浊积层沉降和风成悬浮物远洋沉降（水动力弱）的沉积环境中。硅质-富有机质（相间式）纹层组粉砂纹层占比为25%～75%，硅质-富有机质（紧密式）纹层组粉砂纹层含量大于75%，两种纹层组合均受控于陆棚深水等深流成因如图3所示。

注：（a）：黏土-硅质（稀疏式）纹层组;（b）：钙质-富有机质（相间式）纹层组;（c）：钙质-富有机质（紧密式）纹层组;（d）：硅质-富有机质（稀疏式）纹层组;（e）：硅质-富有机质（相间式）纹层组;（f）：硅质-富有机质（紧密式）纹层组

图 3 大足地区页岩不同纹层组合类型典型薄片特征

Figure 3 Typical thin section characteristics of different lamina association types in shale of the Dazu area

4 页岩纹层横纵向展布特征

通过对大足地区薄片进行观察，发现研究区页岩储层不同纹层组合类型存在较大差异，如图4所示，纵向上，纹层组合主要表现为自下而上从硅质-富有机质稀疏式和相间式纹层过渡为钙质/黏土质相间式和稀疏式纹层，纹层密度自下而上逐渐增大，纹层类型由硅质逐渐变为钙质和黏土质。平面上，弥陀场向斜页岩气井纹层发育程度更高，大多为相间式和紧密式纹层组合，蒲吕场向斜区页岩气井纹层主要发育相间式和稀疏式纹层组合，纹层密度逐渐降低。整体来说，大足地区1～3小层页岩纹层以硅质-富有机质纹层组、钙质-富有机质纹层组为主，黏土-硅质纹层组主要发育于4小层与3小层顶部，自北西向南东方向，纹层组合由紧密式向稀疏式过渡，且钙质纹层数量减少，纹层密度整体降低。

注：（a）：Z12井，4257.7m，1小层；（b）：Z12井，4257.2m，1小层；（c）：Z8井，4366.95m，1小层；（d）：Z1井，4364.67m，1小层；（e）：Z7井，4385.94m，1小层；（f）：Z3井，4103m，1小层；（g）：Z12井，4256.5m，2小层；（h）：Z12井，4254.18m，2小层；（i）：Z8井，4355.3m，2小层；（j）：Z1井，4358.83m，2小层；（k）：Z7井，4378.95m，2小层；（l）：Z3井，4083.3m，2小层；（m）：Z12井，4252.68m，3小层；（n）：Z12井，4251.2m，3小层；（o）：Z8井，3小层，4354.35m；（p）：Z1井，3小层，4355.12m；（q）：Z7井，3小层，4372.38m；（r）：Z3井，3小层，4074.05m

图 4 大足地区页岩不同纹层组合类型薄片特征

Figure 4 Thin section characteristics of different lamina association types in shale of the Dazu area

弥陀场向斜内纵向上龙一11小层纹层密度最高，平均纹层密度为46条/m，以硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组为主，占比达82%，但Z12井钙质-富有机质（相间式）纹层组与钙质-富有机质（紧密式）纹层组发育程度较高，纹层密度为25条/m，占比可达井内纹层的23%；向上至龙一14小层纹层发育程度有降低趋势，龙一14小层纹层密度相对较低，平均纹层密度仅为
11条/m，且其纹层组类型以黏土-硅质（稀疏式）纹层组为主，平均纹层密度可达6条/m，占比为55%，如图5所示。平面上Z12井纹层发育程度最高，平均纹层密度约为50条/m，其中黏土-硅质（稀疏式）纹层组纹层主要发育在龙一13小层上部至龙一14小层中，平均纹层密度为
3条/m；钙质-富有机质（相间式）纹层组与钙质-富有机质（紧密式）纹层组主要发育于龙一11小层和龙一12小层，平均纹层密度约为10条/m；硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组在全井段均有发育，平均纹层密度分别为11条/m、13条/m、12条/m（图5a）。沉积古地貌较低的Z6井与Z11井纹层密度较低，其中Z6井平均纹层密度仅约为9条/m，其中钙质-富有机质（相间式）纹层组、钙质-富有机质（紧密式）纹层组、硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组密度显著降低，平均纹层密度分别仅为1条/m、0.5条/m、2条/m、2条/m、
1条/m，黏土-硅质（稀疏式）纹层组纹层主要发育于龙一13小层上部至龙一14小层中，平均纹层密度为2条/m，降低程度相对较小。

（a）Z12井纹层发育情况统计

（b）Z8井纹层发育情况统计

（c）Z11井纹层发育情况统计

（d）Z6井纹层发育情况统计

图 5 大足地区弥陀场向斜页岩纹层发育情况统计

Figure 5 Statistics of shale laminae development in the mituochang syncline, Dazu area

蒲吕场向斜内纹层发育情况横纵向规律与弥陀场向斜相似，但整体纹层发育程度明显低于蒲吕场向斜。纵向上龙一11小层纹层密度最高，平均纹层密度为16条/m，以硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组为主，纹层温度约为13条/m，占比达80%；向上至龙一14
小层钙质-富有机质（相间式）纹层组、钙质-富有机质（紧密式）纹层组、硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组纹层发育程度有降低趋势，龙一14小层纹层密度相对较低，平均纹层密度仅为3条/m，但黏土-硅质（稀疏式）纹层组发育程度显著增加，由龙一11～2小层的0.1条/m上升至6条/m（图6）。平面上Z2井纹层发育程度最高，平均纹层密度约为11条/m，其中黏土-硅质（稀疏式）纹层组纹层也主要发育在龙一13小层上部至龙一14小层中，平均纹层密度为2条/m；钙质-富有机质（相间式）纹层组与钙质-富有机质（紧密式）纹层组发育程度显著低于弥陀场向斜，平均纹层密度仅约为1条/m；硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组在全井段均有发育，平均纹层密度分别为3条/m、3条/m、2条/m（图6a）。沉积古地貌较低的Z5井、Z3井与Z9井纹层密度略低于Z2井，平均纹层密度分别为9条/m、8条/m与10条/m，其中钙质-富有机质（相间式）纹层组、钙质-富有机质（紧密式）纹层组、硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组密度显著降低，如图6所示。

（a）Z2井纹层发育情况统计

（b）Z5井纹层发育情况统计

（c）Z3井纹层发育情况统计

（d）Z9井纹层发育情况统计

图 6 大足区块蒲吕场向斜页岩纹层发育情况统计

Figure 6 Statistics of shale laminae development in the puluchang syncline, Dazu block

由弥陀场向蒲吕场方向（即由高古地貌区向低古地貌区），龙一11小层页岩中纹层发育程度显著降低，Z12井龙一11小层纹层密度为110条/m，至Z3井、Z9井龙一11小层纹层密度仅为约15条/m。其中钙质-富有机质（相间式）纹层组与钙质-富有机质（紧密式）纹层组下降幅度最高，Z12井龙一11小层钙质-富有机质（相间式）纹层组与钙质-富有机质（紧密式）纹层组纹层密度为25条/m，至Z9井下降至1条/m，下降幅度达96%，如图7所示。

图 7 大足地区龙一11小层页岩纹层发育情况井间对比

Figure 7 Interwell correlation of shale laminae development in the Longyi₁₁ sublayer, Dazu area

5 结论

（1）本文将大足地区龙马溪组龙一1亚段页岩中纹层类型划分为泥纹层（有机质纹层、黏土纹层）和粉砂纹层（硅质/钙质粉砂纹层）两种类型。根据粉砂纹层和泥纹层的组分、叠置关系与占比，可将大足地区龙马溪组龙一1亚段页岩中纹层组合类型进一步划分为黏土-硅质（稀疏式）纹层组、钙质-富有机质（相间式）纹层组、钙质-富有机质（紧密式）纹层组、硅质-富有机质（稀疏式）纹层组、硅质-富有机质（相间式）纹层组、硅质-富有机质（紧密式）纹层组6类。

（2）大足地区1～3小层页岩纹层以硅质-富有机质纹层组、钙质-富有机质纹层组为主，黏土-硅质纹层组主要发育于4小层与3小层顶部；自北西向南东方向，纹层组合由紧密式向稀疏式过渡，且钙质纹层数量减少，纹层密度整体降低。

（3）弥陀场向斜页岩储层纹层密度明显高于蒲吕场向斜，弥陀场向斜1小层页岩平均总纹层密度约46条/m，蒲吕场向斜1小层页岩总纹层密度仅约16条/m；自北西向南东方向，1小层页岩平均总纹层密度由约110条/m降至12.5条/m。钙质-富有机质纹层组占比由23%降至7%，相间式纹层占比由34%下降至12%，表明粉砂纹层占比降低且纹层组分中钙质含量减小。

参考文献

[1] 邹才能，赵群，丛连铸，等．中国页岩气开发进展、潜力及前景［J］．天然气工业，2021，41（1）：1-14．

[2] 蔡勋育，赵培荣，高波，等．中国石化页岩气“十三五”发展成果与展望［J］．石油与天然气地质，2021，42（1）：16-27．

[3] 宋斯宇，陈世悦，鄢继华，等．沧东凹陷孔二段页岩纹层结构类型及其对储集性能的影响［J］．甘肃科学学报，2023，35（1）：1-9．

[4] 于润，杨辉廷，蒋裕强，等．泸州北部海相页岩储层纹层组特征对储集性能的影响［J］．断块油气田，2025，32（3）：455-462．

[5] 王超，张柏桥，舒志国，等．焦石坝地区五峰组-龙马溪组页岩纹层发育特征及其储集意义［J］．地球科学，2019，44（3）：972-982．

[6] 华柑霖，吴松涛，邱振，等．页岩纹层结构分类与储集性能差异——以四川盆地龙马溪组页岩为例［J］．沉积学报，2021，39（2）：281-296．

[7] 张海杰，牟泳澄，韩贵生，等．四川盆地大足地区上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组页岩气储层特征与分布规律［J］．天然气勘探与开发，2024，47（4）：28-37．

[8] 蒋婵，张海杰，周亚东，等．渝西大足区块五峰组—龙马溪组古地貌特征及其对优质页岩发育的影响［J］．中南大学学报（自然科学版），2022，53（9）：3628-3640．

[9] 张成林，张鉴，李武广，等．渝西大足区块五峰组—龙马溪组深层页岩储层特征与勘探前景［J］．天然气地球科学，2019，30（12）：1794-1804．