Original paper

Sedimentologie und Diagenese obertriassischer Sandsteine im nordwestlichen Sichuan-Becken (Zentralchina)

[Sedimentology and Diagenesis of Late Triassic Sandstones in the Northwestern Sichuan Basin (Central-China)]

Lamping, Margarete; Overbeck, Gregor; Kulke, Holger

Kurzfassung

Zum Hangenden vergröbernde Obertrias-Siliziklastika der Xujiahe-Formation des nördlichen Sichuan-Beckens stellen den Beginn einer langandauernden kontinentalen Sedimentation dar. Diese füllte während Jura und Kreide das ausgedehnte "Rote Becken" von Sichuan auf. Die früh-obertriassische indosinische Orogenese engte das Sichuan-Becken geringfügig ein, preßte den Longmenshan (am Beckennordrand) empor und löste dadurch die Entwicklung der progradierenden Sequenz der Xujiahe-Formation aus. Diese Sedimente stehen in etwa 600 in Mächtigkeit in tiefen Tälern westlich, nördlich und östlich der Stadt Guangyuan an. Sie überlagern ohne Diskordanz die flachmarine Folge der Unter- und Mittel-Trias. Es entwickelten sich über siltig-schlammigen Küstenablagerungen (Einheit 1) zwei nach oben vergröbernde Sandstein-Konglomeratabfolgen (Einheit 2 und 4). Die untere wurde durch Mäanderflüsse gebildet, die höhere besteht aus gestapelten, sich lateral verzahnenden, kiesigen Sandbarren verflochtener Flüsse auf beckenwärts progradierenden (distalen) Alluvialfächern. Meist schaltet sich eine dritte Einheit limnischer Ton- und Siltsteine zwischen diese gröberen Fluß-Sedimente. Einige dünne Kohleflöze treten in den Einheiten 2--4 auf. Das fortschreitende Aufsteigen und die Erosion der Longmen-Bergketten werden nicht nur durch die beckenwärtige Progradation der kontinentalen Fazies belegt, sondern auch durch das Spektrum der Klasten. Der zum Hangenden zunehmende Gehalt duktiler Lithoklasten verursacht eine starke, frühzeitige Porositätsabnahme. Quarz- und Karbonatzemente sowie diagenetische Tonmineral-Überzüge verringern die Restporosität stark. Folglich sind die Poroperm-Werte der Xujiahe-Formation sehr gering und ihr Reservoirpotential für Kohlenwasserstoffe ist (sehr) bescheiden. Trotzdem produzieren weiter beckenwärts einige Gasfelder aus diesen "tight gas sandstones".

Abstract

Late Triassic upward coarsening siliciclastics of the Xujiahe Formation in the northern Sichuan Basin represent the onset of a long-lasting period of continental sedimentation, which finally -- during Jurassic and Cretaceous - filled up the very large "Red Basin" of Sichuan. The Indosinian Orogeny (very early Late Triassic) slightly compressed the Sichuan Basin, uplifted the Longmenshan at the northern margin of the basin and triggered the development of the progradational sequence of the Xujiahe Formation. These sediments crop out, about 600 m thick, in the deep valleys west, north and east of the town of Guangyuan. They terminate the shallow marine shelf sedimentation of Early and Middle Triassic age and, without unconformity, develop from silty and muddy coastal sediments (unit 1) into two upward coarsening sandstone to conglomerate sequences (unit 2 and 4). The lower one was deposited by meandering rivers, the upper one consists of stacked, laterally amalgamated sandy to gravelly bars of braided rivers on basinward prograding (distal) alluvial fans. Generally a third unit of lacustrine shale and siltstone is intercalated between the coarser fluvial sediments. Some thin coal seams occur in the units 2 to 4. The progressive uplift and erosion of the Longmen Mountains is not only documented in the progradarion of the continental facies but also in the spectrum of its clasts. The upward increasing content of ductile lithoclasts caused a drastic early porosity reduction. Quartz and carbonate cements and overgrowths of diageneric clay further destroy the porosity; secondary leaching porosity is poorly developed. Therefore, the poroperm values of the Xujiahe sandstones are very low. This means that their reservoir potential for petroleum is (very) restricted. However, some gas fields produce from these "tight gas sandstones" further down the paleoslope in the Sichuan Basin.

Keywords

Sedimentary basingeological sectionsUpper Triassic (Xujiahe Formation)sandstonesconglomeratesfluvial sedimentationclaystonessiltstoneslacustrine sedimentationcoaldiagenesiscarbonate cementsquartz cementsporosityreservoir proper