鄧鴻斌 滿 玲 陳 文 洪海濤 劉 鑫

(中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院)

0 引言

四川盆地寒武系與震旦系的劃分界線多年來在業(yè)界一直存在爭議，各有依據(jù)和理由。都是按照傳統(tǒng)的地層學(xué)理論和傳統(tǒng)的地層劃分方法進(jìn)行研究，一定要找出一個年代地層單位和巖石地層單位都統(tǒng)一的界線。但年代地層單位主要由古生物化石及其組合以及同位素年代等來確定，而巖石地層單位主要依據(jù)巖性特征及其巖石組合特征來確定，這兩種不同的屬性所劃分的界線可能一致，也可能不一致。當(dāng)一致時，統(tǒng)一的界線很好確定，業(yè)界也能夠一致接受；當(dāng)不一致時，就出現(xiàn)了矛盾，就難以找到合適的統(tǒng)一界線，以致產(chǎn)生眾說紛紜的局面。自從現(xiàn)代地層學(xué)—多重地層劃分理論出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用后，這樣的矛盾實際上已經(jīng)不存在，而是迎刃而解了。解決好這個基礎(chǔ)地質(zhì)問題，不論是對目前樂山—龍女古隆起重點層位—震旦系、寒武系的勘探，還是對另一熱點—下古生界頁巖氣的勘探開發(fā)都具有重要意義。

1 多重地層劃分理論

現(xiàn)代地層學(xué)的核心是多重地層劃分理論，現(xiàn)代地層學(xué)是相對傳統(tǒng)地層學(xué)而提出的，傳統(tǒng)地層學(xué)的核心是“統(tǒng)一”，現(xiàn)代地層學(xué)的核心是“多重”。

多重地層劃分的定義是指地層具有許多不同的特征和屬性(有機(jī)的、無機(jī)的、物理的、化學(xué)的、生物的、年代的)。根據(jù)其任一特征和屬性都可以劃分地層，因此地層可以有許多種分類，每種分類都有各自獨特的單位，對一套地層進(jìn)行多種地層單位的劃分，就是多重地層劃分，各類單位的界線可以一致，也可以不一致。

1.1 巖石地層單位

巖石地層單位是成層或非成層的并呈現(xiàn)總體一致性的一個三維空間的巖石體。根據(jù)可觀察到的巖石性質(zhì)、來確定其含義，說明其性質(zhì)；巖石地層單位可以由一種或多種沉積巖、噴出巖或變質(zhì)巖組成，是地質(zhì)填圖的基本單元也是區(qū)域地層學(xué)的基本要素。

巖石地層單位的種類：①正式巖石地層單位：符合中國地層指南關(guān)于巖石地層劃分和單位定義的規(guī)定，并按命名程序給予命名的巖石地層單位，它包括群、組、段、層；②非正式巖石地層單位：是為某些特殊需要而提出的一個無需正式命名，也不需符合命名為正式巖石地層單位的巖石體，如生油層、儲集層、蓋層、煤層、采石層等；③ 特殊巖石地層單位：特殊巖石地層是相對于正常巖石地層而言，是指原始層狀或非層狀巖石體遭受后期的構(gòu)造作用，變質(zhì)作用和巖漿作用等的強(qiáng)烈影響與改造后形成的一套巖石體，其原始地層的順序受到嚴(yán)重破壞，巖石特征、結(jié)構(gòu)與構(gòu)造部分或全部遭受明顯改造與重組，或發(fā)生大幅度構(gòu)造推覆與位移，致使難以用正常巖石地層的分類方法對其進(jìn)行命名、劃分與對比。

1.2 生物地層單位

生物地層單位是根據(jù)其所含化石來定義和說明特征的地層體。它是一個客觀實體，其識別與劃分的依據(jù)是巖層中可見的那些特定的可鑒別的生物化石。

從整體上看，生物化石顯示了隨地質(zhì)時間推移的進(jìn)化演變，這種演變在地層記錄中是不重復(fù)的，因而生物地層單位就具有相對地質(zhì)年齡的價值。

生物地層單位統(tǒng)稱生物地層帶，簡稱生物帶。生物地層劃分可采用不同生物特征(如以全部化石或某類化石的組合特征、共生情況、延續(xù)范圍、富集程度、形態(tài)特征等)為根據(jù)。因此，有含義和內(nèi)容很不相同的多種生物帶，經(jīng)常使用的有組合帶、延限帶、間隔帶、譜系帶和富集帶。他們之間不存在從屬關(guān)系、也不互相排斥，更不是代表生物地層單位的不同等級。最常用的是組合帶和延限帶。

組合帶(Assemblage zone)：是三個以上生物分類單位構(gòu)成一個獨特組合或共生的地層體。它強(qiáng)調(diào)一起埋葬在巖層中的全部或某類化石的整體特征，而不是任一選出成員的某一特征，它更能反映該巖層生物的客觀、自然總貌。

延限帶(Range zone)：是指在地層序列的化石組合中，經(jīng)過篩選的任何一個或幾個化石分子的已知延限所代表的那段地層體。

1.3 年代地層單位

年代地層單位是指在特定的地質(zhì)時間間隔中形成的地層體。形成年代地層單位的地質(zhì)時間間隔稱為地質(zhì)年代單位。年代地層單位的頂、底界線都是以等時面為界的。它們的大小隨形成巖石所需的時間長短，而不是根據(jù)巖石絕對厚度來確定。劃分年代地層單位的目的首先是確定地層的時間關(guān)系，其次是建立一個全球的標(biāo)準(zhǔn)年代地層表。年代地層單位可劃分為宇、界、系、統(tǒng)、階五級，相應(yīng)的地質(zhì)年代單位為宙、代、紀(jì)、世、期五級。

1.4 其他地層單位

其他地層單位包括磁性地層極性單位、地震層序地層單位、層序地層單位、測井地層單位以及事件、定量、化學(xué)等地層單位。

2 四川盆地寒武系底界的劃分

震旦系沉積后，由于桐灣構(gòu)造運動的影響，上揚子地區(qū)抬升，地層遭受剝蝕，形成了高低不平的古地貌；早寒武世早期，就是在這種高低起伏的古地貌基礎(chǔ)上，開始了梅樹村階(麥地坪組)和筇竹寺階(筇竹寺組)的沉積。

2.1 麥地坪組Maidiping Fm .(∈1m)的特征

麥地坪組廣泛分布于四川西南部的峨嵋、樂山、峨邊、漢源、甘洛等地區(qū)，地腹在資陽、長寧地區(qū)鉆遇這套地層，新近完鉆的漢深1井也鉆遇了這套地層。麥地坪組所含化石屬于寒武紀(jì)早期，以碳酸鹽巖為主的下段從巖性上與下伏的燈影組白云巖相似，二者難以見到明顯的劃分界限，與下伏燈影組的分界主要依靠古生物化石作為劃分依據(jù)，與下伏震旦系燈影組為連續(xù)沉積，為整合接觸關(guān)系，與上覆筇竹寺組為平行不整合接觸關(guān)系。

根據(jù)巖性和生物組合特征可以分為上、下兩段。

上段：灰色、深灰色中厚層狀含膠磷礦砂礫屑細(xì)晶白云巖、硅質(zhì)、磷質(zhì)白云巖以及云質(zhì)磷塊巖，底部夾一薄層(1～10cm厚)灰黃色水云母粘土巖。本段小殼動物化石非常豐富，約有25屬40種左右，以Siphogonuchites-Paragloborilus為代表，組成第Ⅱ化石組合，主要分子有軟舌螺類Paragloborilus，Lapworthella，Ovalitheca，Circotheca，Turcutheca，Burithes，Trapezovites，Actinotheca，似軟舌螺類Hyolithelus，腹足類Latouchella，Igorella，單板類Scenella，骨片類Siphogonuchites，Zhijinites，F(xiàn)omitchella，似盾殼蟲類Sachites，海綿骨針類Chancelloria，Protospongia，腕足類Punctella等。

下段：深灰、灰黑色薄—中厚層含球粒狀膠磷礦細(xì)晶白云巖夾硅質(zhì)白云巖、磷質(zhì)硅質(zhì)巖、硅質(zhì)巖、它們或呈條帶狀、紋層狀相間互層，或親密共生，其突出特點是巖石中普遍具有含磷砂屑、含磷核形石、磷質(zhì)小殼動物、磷質(zhì)藻類等組分，細(xì)分巖性十分復(fù)雜，按成分、結(jié)構(gòu)組合命名的巖石類型多達(dá)20多種，如資4井在2.22m厚井段的巖石薄片中，由5～6種各種不同的薄層層紋和條帶組成，紋層或條帶最厚14mm，最薄0.35mm，一般0.5～2.5mm，過渡性巖石名稱多種多樣；富含小殼動物化石，以Anabarites -Circotheca為代表，組成第Ⅰ化石組合，主要分子有軟舌螺類Circotheca，Rugatotheca，Anabarites，似軟舌螺類Coleolella，Hyolithelus，似牙形刺類Protoherizina等。

麥地坪組在峨眉周邊小范圍內(nèi)厚度變化不大，例如在峨眉高橋麥地坪厚度為38.42m，樂山范店為35.60m，峨邊老汞山41.28m，甘洛大橋為55.00m；但是在大范圍內(nèi)厚度變化很大，例如至雷波抓抓崖厚度變?yōu)?67.00m，會東大橋小街為251.3m，寧2井為137.5m，資4井為209.5m，漢深1井為19.5m。

測井曲線特征：井下測井曲線特征明顯，中部伽瑪值突然呈數(shù)量級升高，伽瑪值最高可達(dá)900API，呈高值高齒狀曲線特征，下部伽瑪值略有降低，呈中值低齒狀曲線特征，底部以伽瑪值的突然急速降低為分層劃分依據(jù)，與震旦系燈影組分界。

2.2 筇竹寺組Qiongzhusi (Chiungchussi) Fm . (∈1q)的特征

筇竹寺組分為下、上兩段。下段(石巖頭段，原稱八道灣段)；下部為黑色薄層狀含磷泥質(zhì)粉砂巖，中上部為灰、深灰色薄—中層狀泥質(zhì)、白云質(zhì)粉砂巖夾粉砂質(zhì)白云巖，底部為一層0.4m厚的結(jié)核狀海綠石質(zhì)硅質(zhì)磷塊巖及粘土質(zhì)頁巖為標(biāo)志層；其上為一層黑色碳質(zhì)頁巖，與下伏朱家箐組中誼村段白云巖為假整合接觸；中部產(chǎn)小殼化石Allatheca，Eonovitatus，Chancelloria，Hyolithellus等，上部產(chǎn)遺跡化石Plagiogmus，Gordia等；厚54m。上段(玉案山段)：下部為黑色薄層狀粉砂質(zhì)炭質(zhì)頁巖，中上部為黃綠色頁巖夾薄層狀砂巖；底部產(chǎn)豐富小殼化石Neogroborilus，Sachites，Sinosachites，Lapworthella，Allonia等， 組成第Ⅲ小殼動物化石組合；下部產(chǎn)三葉蟲Parabadiella ，Tsunidiscus，Wutingaspis，金臂蟲Meishucunella，Hancuungella等； 中上部產(chǎn)三葉蟲Eoredlichia，Yunnanocephalus，Kuanyangia，Wutingaspis，金臂蟲Kunmingella，Mononotella 和腕足類、古蠕蟲類、鰓曳動物、小型水母和非三葉蟲節(jié)肢動物等，化石帶自下而上為①Sinosachites- Lapworthella帶；②Parabadiella帶；③Eoredlichia帶；厚72.4m。

測井曲線特征：自然伽瑪曲線呈高值高幅低齒狀，GR值分布范圍為30～500 API，平均113.635 API，深側(cè)向電阻率曲線呈高值低幅齒狀，RLLD值一般在4～3500Ω.m，平均123.167Ω·m，深淺側(cè)向電阻率曲線無幅度差。

2.3 寒武系底界的劃分

不同時期不同的研究者按照傳統(tǒng)的地層學(xué)原理，根據(jù)不同的依據(jù)和各自的認(rèn)識，寒武系的底界曾經(jīng)至少存在過4種分層劃分方案：①劃分在麥地坪組底部(圖1B—B線)，②劃分在麥地坪組與筇竹寺組之間(圖1 A—A線)，③劃分在梅樹村階的頂部；④劃分在比麥地坪組底界更低的一套紫紅色泥頁巖和碎屑巖的底部。隨著研究的不斷深入，后兩種方案基本上被大多數(shù)地質(zhì)工作者否定并放棄，但是第一和第二種分層劃分方案始終都有充分的依據(jù)和理由，一直成為爭論和矛盾的焦點。但是采用現(xiàn)代地層學(xué)原理—多重地層劃分理論，這個矛盾的問題就迎刃而解了。

依據(jù)國際前寒武系-寒武系界線的劃分原則，以后生軟驅(qū)動物群進(jìn)化到首次大量出現(xiàn)多門類小殼動物群的變化點為準(zhǔn)，后生軟驅(qū)動物群歸屬于前寒武紀(jì)，大量出現(xiàn)多門類小殼動物群首次出現(xiàn)就是寒武紀(jì)的開始。四川盆地寒武系與下伏震旦系的接觸關(guān)系在巖性上是一種漸變關(guān)系，其劃分界線是以古生物化石為主要依據(jù)，在米倉山地層小區(qū)稱為寬川鋪組、在大巴山地層小區(qū)稱為黃鱔洞組、在川南—川東地層小區(qū)稱為大巖組，在雷波和川西—川中地層小區(qū)稱為麥地坪組，這些底層中都存在寒武紀(jì)早期的古生物化石—大量的多門類帶殼動物[1-3]，南京古生物研究所的錢逸、云南地質(zhì)所的羅慧麟等認(rèn)為，這些地層中所含的小軟舌螺、織金釘、園管螺等帶殼化石是寒武紀(jì)早期的生物組合，屬于寒武系無疑。這個分界線確實存在，并且是以古生物化石為主要依據(jù)，是生物地層單位的分界線，以Anabarites-Protohertzina 組合帶的底界為界線，完全對應(yīng)于年代地層單位(圖1 B—B線)，為了與國際地層研究接軌，大部分古生物地層專家贊成將寒武系的底界劃分在麥地坪組底界。

麥地坪組與筇竹寺組之間的界線是碎屑巖和碳酸鹽巖的截然界線，麥地坪組下段為硅質(zhì)白云巖、磷質(zhì)白云巖、泥質(zhì)白云巖夾白色硅質(zhì)巖，上段則主要是磷質(zhì)頁巖、黑色硅質(zhì)巖、硅質(zhì)泥巖、泥質(zhì)磷塊巖、磷塊巖等夾硅質(zhì)白云巖，伽瑪曲線為高值高幅齒狀，大量的鉆井資料如資4井、寧2井以及漢深1井的測井資料都具有這個特征。在筇竹寺組沉積前，其下的麥地坪組缺失或保存不全時(如川東、川北等地區(qū))，則為筇竹寺組(牛蹄塘組、水井沱組、郭家壩組)直接覆蓋在碳酸鹽巖之上，這就是在川東和川北以及滇、黔、鄂的廣大范圍內(nèi)形成的區(qū)域性假整合面，侵蝕面上均見一薄層褐鐵礦和鋁土礦，在滇東的昆陽、?？诹椎V開采面上梅樹村組上、下段之間(相當(dāng)于麥地坪組和筇竹寺組之間)也見有褐鐵礦風(fēng)化殼，在黔北的牛蹄塘組、石柱老廠坪和峽東的水井沱組、南江的郭家壩組底部均見到這一假整合面。這一假整合面反映了在筇竹寺期沉積前，在西南、華中的廣大地區(qū)，地殼發(fā)生了整體抬升，并遭受了不同程度的剝蝕，因此從地殼運動的觀點，將這一區(qū)域性的假整合面作為寒武系巖性地層單位的底界也是合理的，而且在地面和井下都易于掌握；并且大量的測井資料也支持這種觀點，在井下缺少古生物化石的情況下，可以利用豐富的測井資料進(jìn)行測井地層單位的劃分，所劃分的測井地層單位與上述的巖性地層單位吻合度極高(圖1 A—A線)。

那么寒武系的底界究竟劃分在哪里更合適呢，這兩個地層單位劃分的界線并不完全一致(圖1)。如果按照傳統(tǒng)的地層學(xué)原理這是矛盾的，是不能夠接受的；但是采用現(xiàn)代地層學(xué)原理—多重地層劃分理論，這個矛盾的問題就迎刃而解了。

麥地坪組底部的界線(圖1 B—B線)是以古生物化石為主要依據(jù)，屬于生物地層單位，完全對應(yīng)于年代地層單位。寒武系底界的年代地層界線，全球界線位于加拿大布倫半島的層型剖面, 界線點為遺跡化石Phcodes pedum帶之底，中國云南晉寧梅樹村剖面是地區(qū)性層型剖面,也是中國的劃分標(biāo)準(zhǔn)。寒武系底的界線點為第一個小殼化石帶Anabarites- Protohertzina-Arthrochites組合帶之底，位于朱家箐組之底；由于Anabarites- Protohertzina-Arthrochites組合帶中常見加拿大布倫半島剖面寒武系底部遺跡化石帶的帶化石Phcodes pedum，說明兩個剖面寒武系底部化石帶可作對比，層位相當(dāng)，底界也是等時的；四川盆地麥地坪組底部的第一個小殼化石帶Anabarites- Protohertzina組合帶與云南晉寧梅樹村剖面朱家箐組底部第一個小殼化石帶幾乎同名，完全等時。因此四川盆地寒武系的底界只能置于麥地坪組及與其相當(dāng)?shù)膶挻ㄤ伣M、大巖組和黃鱔洞組之底。而麥地坪與筇竹寺組之間的界線(圖1 A—A線)是以巖性及其組合特征為依據(jù)，輔以測井曲線特征，并且具有區(qū)域性平行不整合面的佐證，屬于巖石地層單位和測井地層單位的界線，從生產(chǎn)實際應(yīng)用和方便實用的角度出發(fā)，可以作為寒武系底界劃分的輔助界線。

圖1 四川盆地寒武系下統(tǒng)多重地層劃分綜合圖

因此，四川盆地寒武系的年代地層單位和生物地層單位的底界位于麥地坪組及與其相當(dāng)?shù)膶挻ㄤ伣M、大巖組和黃鱔洞組之底；而其巖石地層單位和測井地層單位的底界，位于麥地坪組與筇竹寺組之間。從多重地層劃分理論的觀點來看，這兩個界線都是正確的、合理的，并且是可以并存的。

3 結(jié)論

(1)多重地層劃分理論的核心是“多重”，即有多少種特征和屬性，就有多少種(“多重”)劃分的地層單位，如巖石地層單位、生物地層單位、年代地層單位和測井地層單位等等；而且各種地層單位劃分的界線可以一致，也可以各自獨立。

(2)應(yīng)用多重地層劃分理論，在井下充分利用測井曲線特征，采用特高伽瑪曲線突然降低的界線作為生產(chǎn)上實用的寒武系的底界，恰好對應(yīng)于碎屑巖與碳酸鹽巖的分界線，這樣測井地層單位和巖性地層單位剛好吻合；對于古生物化石豐富的地面剖面，則采用生物化石帶的方法，即生物地層單位完全對應(yīng)于年代地層單位。

(3)寒武系底部存在兩類地層單位的分界線，這既符合現(xiàn)代地層學(xué)的理論，也很合理實用，同時也解決了統(tǒng)一地層界線的爭論和矛盾。

1 錢逸,陳盂莪，陳憶元.峽東地區(qū)下寒武統(tǒng)黃鱔洞組的古動物化石[J].古生物學(xué)報，1979，18(3).207-232.

2 四川省地質(zhì)礦產(chǎn)局.四川省區(qū)域地質(zhì)志[M].地質(zhì)出版社，1991，4.

3 尹磊明.陜西寧強(qiáng)寬川鋪組微體植物化石新資料[J]. 古生物學(xué)報，1987.26(2).

4 鄧鴻斌，杜本強(qiáng)，李天生，等.四川資陽地區(qū)中、古生界含油氣評價[R].內(nèi)部報告，1999，12.

5 鄧鴻斌，陳文，張聞林，等.四川盆地下古生界地層研究[R]. 內(nèi)部報告，2009，12.