四川盆地燈影組三段混積特征及其地質意義

　　摘 要：四川盆地燈影組三段混積現象較發育。以川中高科1井、川北楊壩剖面和寧強高家山剖面作為研究對象，通過細致的剖面實測、巖芯觀察以及薄片鑒定，對四川盆地燈影組三段的混合沉積特征進行對比研究。研究結果表明：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、砂質白云巖以及砂巖等，發育混積型碎屑巖、混積型碳酸鹽巖以及高度混積巖三類;混合沉積類型為復合式混合沉積II類。

　　四川盆地燈影組三段混積作用受控于氣候條件、構造運動、水動力條件、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。結合混積類型、混積強度以及沉積環境等因素，建立了燈影組三段的混積陸棚模式，指示其陸源碎屑系風暴流等從漢南古陸攜帶而來，側面證明燈三段沉積時，漢南古陸已經隆起，為四川盆地提供陸源碎屑，從而為恢復四川盆地燈影組沉積構造格局提供參考。關鍵詞：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域中具有十分重要的地位，據相關統計，全球油氣儲量超過一半在碳酸鹽巖中，油氣產量占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年發現的威遠氣田顯示出四川盆地燈影組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—磨溪地區開鉆的新鉆井均具有良好的油氣顯示，其中高石1井日產氣超百萬方[2]。

　　隨著四川盆地燈影組顯示出良好的油氣勘探前景，燈影組的沉積構造格局也成為學界普遍關注的熱點問題。四川盆地燈影組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50年代開始就有人認識到混積現象[8,9];70年代開始有學者對混合沉積進行研究[10,11,12,13];直到1984年Mount[14]才明確定義了硅質碎屑與碳酸鹽混合沉積的概念(mixed sediments)，并提出了淺海環境下的四種混合沉積作用類型：間斷混合、相混合、原地混合、源區混合;1990年，楊朝青和沙慶安對云南曲靖中泥盆統曲靖組的混積現象的成因進行了詳細的分析[7]。

　　混合沉積作用的研究則是20世紀90年代之后的主要研究趨勢，1995年張廷山對川西北下志留統混合沉積研究表明風暴對混積作用有著重要的影響[15]。二十一世紀后，張雄華[16]、王國忠[17]、董桂玉等[18]、葉茂松等[19]，解習農等[20]先后對混合沉積進行分類細化，并在混合沉積微相模式和相模式上有了突破。前人針對混合沉積做了大量的研究，但針對燈影組混合沉積的研究較少，對四川盆地燈三段混積作用特征認識不清晰，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高家山剖面作為研究對象，通過研究燈三段混積巖特征、混積類型、混積強度等，對比研究川中和川北地區燈三段混積作用特征，建立四川盆地燈影組三段混積模式，探明燈三段混積作用的構造—古地理意義，從而為恢復四川盆地燈影組沉積構造格局提供支撐。1 地質概況1.1 地質背景四川盆地是位于揚子地塊上的大型疊合盆地[21,22,23]。

　　早中元古代“晉寧—四堡”運動期，基底固結的揚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]。南華紀早期，伴隨著Rodinia大陸的裂解，揚子地臺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;南華紀中晚期，伴隨著雪球地球事件，地塹盆地間進一步被冰期冰磧礫巖和間冰期黑色頁巖沉積充填[28];震旦紀以來，揚子地塊進入臺地穩定發展期，受超大陸裂解—聚合旋回影響，表現為克拉通內部穩定、外緣活動的特點[26,28,30,31]。

　　陡山沱時期，氣候轉暖，揚子克拉通經歷快速海侵，陡山沱組沉積物以黑色頁巖夾白云巖、硅質巖和磷塊巖為主[32]。燈影組是繼陡山沱組之后發育的一套海侵退積式的沉積序列[33,34]。燈一期，上揚子地臺進一步海侵，漢南古陸淹沒于水下，不再提供陸源物質，研究區為淺水碳酸鹽巖臺地沉積[35];燈二期，海平面進一步上升，研究區內發育大量的丘灘復合體，燈二晚期受桐灣運動I幕的影響，燈二段遭受大面積暴露剝蝕[36,37]，形成風化巖溶殼;燈三期，隨著漢南古陸抬升，大量陸源物質開始向盆地內部輸入[37]，古陸周圍沉積物以砂、礫巖為主，為濱岸沉積，四川盆地內部以陸棚沉積為主[38](圖1);燈四期，研究區進入碳酸鹽巖臺地的穩定發育期[35]，受火山活動攜帶而來的地殼深部物質影響，使得燈四期沉積含硅質條帶的碳酸鹽巖[39,40]。

　　1.2 地層特征四川盆地燈影組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、砂屑等結構，為潮下帶沉積;燈二期持續海侵，底部見大量葡萄石，為潮下微生物淺灘沉積，向上水體進一步加深，發育泥晶白云巖，為潟湖沉積，向上發生區域性海退，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，此時海侵結束，海平面達到最高點，然后開始海退，海平面下降，沉積硅質白云巖，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，向上水體持續加深，沉積物為粉砂質泥巖以及硅質含砂泥巖，為陸棚泥沉積，此時海侵結束，開始海退，海平面下降，沉積一套砂質白云巖，為混積陸棚沉積;燈四期持續海退，海平面下降，見多套反韻律結構，旋回下部為硅質泥晶白云巖，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 巖石學特征四川盆地燈三段混積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，以晶粒結構為主，呈紋層狀分布，石英顆粒粒徑0.05~0.1 mm不等，呈星點狀鑲嵌于碳酸鹽巖基質中(圖2a，g)。巖石中裂縫較發育，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)砂質白云巖，見小型丘狀交錯層理，39層，寧強高家山剖面;(e)藍灰色泥質砂巖，具平行層理，無分選，見粗粒石英漂浮，39層，寧強高家山剖面;(f)石英粗砂巖，濱岸砂，58層，寧強高家山剖面;(g)紋層狀泥晶白云巖，石英呈星點狀鑲嵌于碳酸鹽巖基質中，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，粉晶結構，晶粒多呈點接觸，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，呈星點狀分布(圖2c，j)。砂質白云巖：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，與極細晶白云巖呈紋層狀(圖2k)。此外，巖石中溶蝕孔洞較發育，面孔率約8%，經反光下鑒定，溶蝕孔洞內多充填后期充注的瀝青，部分區域可見重結晶作用(圖2l)。高科1井砂質白云巖可見多晶石英，部分石英粒徑可達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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