四川盆地?zé)粲敖M三段混積特征及其地質(zhì)意義

　　摘 要：四川盆地?zé)粲敖M三段混積現(xiàn)象較發(fā)育。以川中高科1井、川北楊壩剖面和寧強(qiáng)高家山剖面作為研究對(duì)象，通過細(xì)致的剖面實(shí)測(cè)、巖芯觀察以及薄片鑒定，對(duì)四川盆地?zé)粲敖M三段的混合沉積特征進(jìn)行對(duì)比研究。研究結(jié)果表明：燈三段混積巖主要為紋層狀泥晶白云巖、紋層狀含砂白云巖、含砂白云巖、砂質(zhì)白云巖以及砂巖等，發(fā)育混積型碎屑巖、混積型碳酸鹽巖以及高度混積巖三類;混合沉積類型為復(fù)合式混合沉積II類。

　　四川盆地?zé)粲敖M三段混積作用受控于氣候條件、構(gòu)造運(yùn)動(dòng)、水動(dòng)力條件、海平面升降以及物源供給等眾多因素，且它們互相影響，共同作用。結(jié)合混積類型、混積強(qiáng)度以及沉積環(huán)境等因素，建立了燈影組三段的混積陸棚模式，指示其陸源碎屑系風(fēng)暴流等從漢南古陸攜帶而來，側(cè)面證明燈三段沉積時(shí)，漢南古陸已經(jīng)隆起，為四川盆地提供陸源碎屑，從而為恢復(fù)四川盆地?zé)粲敖M沉積構(gòu)造格局提供參考。關(guān)鍵詞：燈影組三段; 混積巖類型; 混合沉積類型; 控制因素; 混積陸棚模式;

　　引言碳酸鹽巖在油氣勘探領(lǐng)域中具有十分重要的地位，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，全球油氣儲(chǔ)量超過一半在碳酸鹽巖中，油氣產(chǎn)量占60%以上[1]。海相碳酸鹽富集的四川盆地，其油氣資源與勘探前景十分良好。1964年發(fā)現(xiàn)的威遠(yuǎn)氣田顯示出四川盆地?zé)粲敖M良好的油氣勘探潛力，高科1井，安平1井以及女基井具有良好的油氣顯示;2010年在川中古隆起東部的高石梯—磨溪地區(qū)開鉆的新鉆井均具有良好的油氣顯示，其中高石1井日產(chǎn)氣超百萬方[2]。

　　隨著四川盆地?zé)粲敖M顯示出良好的油氣勘探前景，燈影組的沉積構(gòu)造格局也成為學(xué)界普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問題。四川盆地?zé)粲敖M自下而上可分為四段[3]，其中燈二段和燈四段為藻白云巖段，燈三段為混積巖段[4]。混合沉積是指在同一沉積環(huán)境背景中陸源碎屑與碳酸鹽相互混雜和相互交替[5,6,7]。早在上世紀(jì)50年代開始就有人認(rèn)識(shí)到混積現(xiàn)象[8,9];70年代開始有學(xué)者對(duì)混合沉積進(jìn)行研究[10,11,12,13];直到1984年Mount[14]才明確定義了硅質(zhì)碎屑與碳酸鹽混合沉積的概念(mixed sediments)，并提出了淺海環(huán)境下的四種混合沉積作用類型：間斷混合、相混合、原地混合、源區(qū)混合;1990年，楊朝青和沙慶安對(duì)云南曲靖中泥盆統(tǒng)曲靖組的混積現(xiàn)象的成因進(jìn)行了詳細(xì)的分析[7]。

　　混合沉積作用的研究則是20世紀(jì)90年代之后的主要研究趨勢(shì)，1995年張廷山對(duì)川西北下志留統(tǒng)混合沉積研究表明風(fēng)暴對(duì)混積作用有著重要的影響[15]。二十一世紀(jì)后，張雄華[16]、王國忠[17]、董桂玉等[18]、葉茂松等[19]，解習(xí)農(nóng)等[20]先后對(duì)混合沉積進(jìn)行分類細(xì)化，并在混合沉積微相模式和相模式上有了突破。前人針對(duì)混合沉積做了大量的研究，但針對(duì)燈影組混合沉積的研究較少，對(duì)四川盆地?zé)羧位旆e作用特征認(rèn)識(shí)不清晰，混積類型劃分不明確。

　　所以，本文選取川中高科1井、川北楊壩剖面和寧強(qiáng)高家山剖面作為研究對(duì)象，通過研究燈三段混積巖特征、混積類型、混積強(qiáng)度等，對(duì)比研究川中和川北地區(qū)燈三段混積作用特征，建立四川盆地?zé)粲敖M三段混積模式，探明燈三段混積作用的構(gòu)造—古地理意義，從而為恢復(fù)四川盆地?zé)粲敖M沉積構(gòu)造格局提供支撐。1 地質(zhì)概況1.1 地質(zhì)背景四川盆地是位于揚(yáng)子地塊上的大型疊合盆地[21,22,23]。

　　早中元古代“晉寧—四堡”運(yùn)動(dòng)期，基底固結(jié)的揚(yáng)子地塊與華夏古陸碰撞形成華南板塊，成為Rodinia大陸的組成部分[24,25]。南華紀(jì)早期，伴隨著Rodinia大陸的裂解，揚(yáng)子地臺(tái)周圍形成了康滇裂谷盆地、南華裂谷盆地和秦嶺裂谷盆地[26,27,28,29]，并伴隨著火山巖噴發(fā)事件，在裂谷形成的地塹中充填了巨厚的火山碎屑巖沉積;南華紀(jì)中晚期，伴隨著雪球地球事件，地塹盆地間進(jìn)一步被冰期冰磧礫巖和間冰期黑色頁巖沉積充填[28];震旦紀(jì)以來，揚(yáng)子地塊進(jìn)入臺(tái)地穩(wěn)定發(fā)展期，受超大陸裂解—聚合旋回影響，表現(xiàn)為克拉通內(nèi)部穩(wěn)定、外緣活動(dòng)的特點(diǎn)[26,28,30,31]。

　　陡山沱時(shí)期，氣候轉(zhuǎn)暖，揚(yáng)子克拉通經(jīng)歷快速海侵，陡山沱組沉積物以黑色頁巖夾白云巖、硅質(zhì)巖和磷塊巖為主[32]。燈影組是繼陡山沱組之后發(fā)育的一套海侵退積式的沉積序列[33,34]。燈一期，上揚(yáng)子地臺(tái)進(jìn)一步海侵，漢南古陸淹沒于水下，不再提供陸源物質(zhì)，研究區(qū)為淺水碳酸鹽巖臺(tái)地沉積[35];燈二期，海平面進(jìn)一步上升，研究區(qū)內(nèi)發(fā)育大量的丘灘復(fù)合體，燈二晚期受桐灣運(yùn)動(dòng)I幕的影響，燈二段遭受大面積暴露剝蝕[36,37]，形成風(fēng)化巖溶殼;燈三期，隨著漢南古陸抬升，大量陸源物質(zhì)開始向盆地內(nèi)部輸入[37]，古陸周圍沉積物以砂、礫巖為主，為濱岸沉積，四川盆地內(nèi)部以陸棚沉積為主[38](圖1);燈四期，研究區(qū)進(jìn)入碳酸鹽巖臺(tái)地的穩(wěn)定發(fā)育期[35]，受火山活動(dòng)攜帶而來的地殼深部物質(zhì)影響，使得燈四期沉積含硅質(zhì)條帶的碳酸鹽巖[39,40]。

　　1.2 地層特征四川盆地?zé)粲敖M地層特征以南江楊壩剖面為例，自下而上可分為四段，燈一期開始海侵，海平面升高，下段發(fā)育泥晶白云巖，見波狀紋層，為潮間帶沉積，向上水體加深，見葡萄石、核形石、砂屑等結(jié)構(gòu)，為潮下帶沉積;燈二期持續(xù)海侵，底部見大量葡萄石，為潮下微生物淺灘沉積，向上水體進(jìn)一步加深，發(fā)育泥晶白云巖，為潟湖沉積，向上發(fā)生區(qū)域性海退，海平面降低，見葡萄石和核形石，為潮下微生物淺灘沉積，向上繼續(xù)海侵，海平面升高，沉積砂屑白云巖，為砂屑灘沉積，向上見似瘤狀白云巖，為潟湖沉積，此時(shí)海侵結(jié)束，海平面達(dá)到最高點(diǎn)，然后開始海退，海平面下降，沉積硅質(zhì)白云巖，為潮間帶沉積;燈三期開始海侵，底部沉積一套砂巖，為陸棚砂沉積，向上水體持續(xù)加深，沉積物為粉砂質(zhì)泥巖以及硅質(zhì)含砂泥巖，為陸棚泥沉積，此時(shí)海侵結(jié)束，開始海退，海平面下降，沉積一套砂質(zhì)白云巖，為混積陸棚沉積;燈四期持續(xù)海退，海平面下降，見多套反韻律結(jié)構(gòu)，旋回下部為硅質(zhì)泥晶白云巖，旋回上部為砂屑白云巖，為潮下帶沉積，向上水體變淺，沉積硅質(zhì)白云巖，為潮間帶沉積(圖1)。2 燈影組三段混合沉積特征2.1 巖石學(xué)特征四川盆地?zé)羧位旆e巖的巖性主要為紋層狀泥晶白云巖、紋層狀含砂白云巖、含砂白云巖、砂質(zhì)白云巖以及砂巖等。紋層狀泥晶白云巖：主要成分為白云石，以晶粒結(jié)構(gòu)為主，呈紋層狀分布，石英顆粒粒徑0.05~0.1 mm不等，呈星點(diǎn)狀鑲嵌于碳酸鹽巖基質(zhì)中(圖2a，g)。巖石中裂縫較發(fā)育，在后期硅化以及充填作用下，局部可見石英顆粒，石英顆粒多充填于裂縫邊緣，石英粒徑不一，指示兩種不同的形成期次(圖2h)。

　　(a)深灰色紋層狀泥晶白云巖，16-28/49，5 366 m，高科1井;(b)灰色紋層狀含砂白云巖，17-65/86，5 378 m，高科1井;(c)含砂泥晶白云巖，18-84/90，5 389 m，高科1井;(d)砂質(zhì)白云巖，見小型丘狀交錯(cuò)層理，39層，寧強(qiáng)高家山剖面;(e)藍(lán)灰色泥質(zhì)砂巖，具平行層理，無分選，見粗粒石英漂浮，39層，寧強(qiáng)高家山剖面;(f)石英粗砂巖，濱岸砂，58層，寧強(qiáng)高家山剖面;(g)紋層狀泥晶白云巖，石英呈星點(diǎn)狀鑲嵌于碳酸鹽巖基質(zhì)中，GK1-63，5 368 m，×5，單偏光，高科1井;(h)紋層狀泥晶白云巖，裂縫邊緣兩期石英充填，GK1-66，5 366 m，×5，正交光，高科1井;(i)紋層狀含砂泥晶白云巖，GK1-51，5 378 m，×5，正交光，高科1井;(j)含砂粉晶白云巖，GK1-55，5 375 m，×5，正交光，高科1井;(k)紋層狀砂質(zhì)白云巖，石英呈條帶狀分布，YBC-46-1-1B，×2.5，單偏光，楊壩剖面;(l)瀝青，YBC-46-1-1B，×10，單偏光，楊壩剖面;(m)多晶石英，見兩期石英充填，GK1-21，5 400 m，×5，正交光，高科1;(n)砂巖，YBC-45-1-2B，×2.5，正交光，楊壩剖面;(o)砂巖，YBC-46-3B，×2.5，正交光，楊壩剖面

　　紋層狀含砂白云巖：主要成分為白云石，多為半自形晶，其次為石英顆粒，石英顆粒粒徑0.1~1 mm不等，分選中等，磨圓較好，呈次圓狀，且石英顆粒多呈條帶狀分布，與泥晶白云巖呈紋層狀(圖2b，i)。含砂白云巖：主要成分為白云石，粉晶結(jié)構(gòu)，晶粒多呈點(diǎn)接觸，其次為石英，粒徑0.5~1 mm不等，石英分選中等，磨圓較好，次棱角狀—次圓狀，呈星點(diǎn)狀分布(圖2c，j)。砂質(zhì)白云巖：主要成分為白云石，多為自形晶—半自形晶，晶型較好，其次為石英顆粒，石英顆粒粒徑0.05~2 mm不等，分選中等，次棱角狀—次圓狀(圖2d)，且石英顆粒多呈條帶狀分布，與極細(xì)晶白云巖呈紋層狀(圖2k)。此外，巖石中溶蝕孔洞較發(fā)育，面孔率約8%，經(jīng)反光下鑒定，溶蝕孔洞內(nèi)多充填后期充注的瀝青，部分區(qū)域可見重結(jié)晶作用(圖2l)。高科1井砂質(zhì)白云巖可見多晶石英，部分石英粒徑可達(dá)2 mm，周圍分布小的石英顆粒，可見明顯的兩期石英(圖2m)。

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