蘇桂芬，黃　建，馮俊嶺，馮　丹，劉鳳民

(1．國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074；3．華北科技學(xué)院，河北 三河 065201)

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西藏布若錯(cuò)地區(qū)布曲組碳酸鹽巖微相與沉積環(huán)境

蘇桂芬1，黃建2，馮俊嶺1，馮丹3，劉鳳民1

(1．國(guó)土資源實(shí)物地質(zhì)資料中心，河北 三河 065201；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)，湖北 武漢 430074；3．華北科技學(xué)院，河北 三河 065201)

碳酸鹽巖薄片顯微鏡研究，為微相分析提供了十分重要的基礎(chǔ)資料。本文采用微相分析的方法，對(duì)西藏布若錯(cuò)地區(qū)布曲組碳酸鹽巖的微相類型和沉積環(huán)境進(jìn)行了研究，選擇布曲組地層完整的獨(dú)雪山剖面巖石薄片詳細(xì)分析，在顯微鏡下對(duì)其顆粒成分、生物組合、基質(zhì)類型及結(jié)構(gòu)特征等進(jìn)行深入觀察，劃分出10種碳酸鹽巖微相類型，依據(jù)各微相特征和實(shí)測(cè)剖面資料，結(jié)合前人的研究，認(rèn)為布曲組碳酸鹽巖形成于緩坡相沉積環(huán)境，分出5種亞相并細(xì)分出4種沉積微相，由此得出布曲組沉積環(huán)境變化，為區(qū)域地質(zhì)研究和石油普查提供重要的基礎(chǔ)資料。

布若錯(cuò)；中侏羅統(tǒng)布曲組；碳酸鹽巖微相；沉積環(huán)境

利用顯微鏡研究碳酸鹽巖的巖石組分、顯微結(jié)構(gòu)和原生沉積構(gòu)造等沉積特征，在分析碳酸鹽巖微相、相帶劃分及沉積環(huán)境等方面效果顯著并能發(fā)揮不可替代的作用[1-3]。

筆者在巖石薄片圖像采集工作中，發(fā)現(xiàn)布曲組生物種類豐富，個(gè)體保存較完整，顆粒組分出現(xiàn)了較多鮞粒、藻粒、核形石等，這為微相分析提供了有利條件。本文以室內(nèi)顯微鏡下的詳細(xì)觀察為主要技術(shù)手段，結(jié)合布若錯(cuò)地區(qū)多個(gè)中侏羅統(tǒng)布曲組野外實(shí)測(cè)剖面資料，對(duì)該地區(qū)中侏羅統(tǒng)布曲組碳酸鹽巖和沉積環(huán)境進(jìn)行了微相劃分研究，為恢復(fù)其古沉積相提供依據(jù)。

1　剖面特征

布若錯(cuò)地區(qū)位于中國(guó)西藏自治區(qū)那曲尼瑪縣境內(nèi)，地處北羌塘盆地西部，侏羅系地層廣泛發(fā)育，中侏羅統(tǒng)布曲組地層主要分布于拉雄錯(cuò)-獨(dú)雪山-友誼溝和雙泉湖-甜水河-雷音溝一帶，其中以獨(dú)雪山、雷音溝兩地出露最為完整(圖1)。為一套夾少量泥巖、頁(yè)巖、白云質(zhì)灰?guī)r和砂屑的碳酸鹽巖組合，與下伏雀莫錯(cuò)組和上覆夏里組均呈整合接觸。

①島湖—小尖梁斷裂；②甜水河斷裂；③圖北湖—七泉山斷裂(紅脊山構(gòu)造帶北東部邊界斷裂)；④貓耳山斷裂(紅脊山構(gòu)造帶南西部邊界斷裂)圖1　布若錯(cuò)地區(qū)構(gòu)造簡(jiǎn)圖及布曲組實(shí)測(cè)剖面位置圖(據(jù)文獻(xiàn)[5]修編)

本文主要討論該區(qū)獨(dú)雪山剖面，其內(nèi)見(jiàn)布曲組的頂?shù)酌?，控制厚?092.3m。巖層自下而上特點(diǎn)突出，顯示一定的規(guī)律性，廣泛發(fā)育由下往上變厚、變粗的多級(jí)次、多旋回碳酸鹽巖沉積組合[4-5]。

2　碳酸鹽巖微相類型

碳酸鹽巖微相類型劃分、沉積環(huán)境分析的重要依據(jù)就是巖石特征和其內(nèi)的顆粒類型[6]。布曲組碳酸鹽巖顆粒種類齊全，包括生物碎屑、藻類、核形石、鮞粒及陸源碎屑，共5種。本文化石碳酸鹽巖微相的定名主要依據(jù)Dunham[7]的沉積結(jié)構(gòu)分類方案和余素玉[1]的分類方案。

2.1泥晶灰?guī)rMF1

組分單一，由致密泥晶方解石集合體組成，含量95%～97%，雜基支撐結(jié)構(gòu)。少量生物碎屑，星散見(jiàn)有幾粒石英微粒分布。鏡下有不規(guī)則長(zhǎng)條狀生物活動(dòng)遺跡—潛穴。此類巖性為灰-灰黑色，顏色較暗，中薄層狀，反映其形成時(shí)水動(dòng)力條件很弱，見(jiàn)于盆地、深緩坡、瀉湖等低能環(huán)境(圖2(a))。

2.2含生物碎屑泥晶灰?guī)rMF2

巖石主要由泥晶方解石集合體組成，含量大于50%，含生物化石碎屑較高，不均勻地有少量粘土礦物斷續(xù)分布，局部有少量鐵質(zhì)相伴，雜基支撐結(jié)構(gòu)，基底式充填。此類微相顏色較暗，為灰-灰黑色，具水平層理，反映形成時(shí)水動(dòng)力條件較弱，在潮坪、瀉湖、深緩坡等環(huán)境中可見(jiàn)(圖2(b))。

2.3泥晶生物碎屑灰?guī)rMF3

生物碎屑結(jié)構(gòu)，顆粒大于50%，粒屑種類繁多，以生物碎屑為主，含量在25%～56%之間，見(jiàn)有腹足、腕足、介形蟲(chóng)、瓣鰓、苔蘚、棘屑、有孔蟲(chóng)等，部分生物屑內(nèi)部被細(xì)-中晶白云石集合體取代，但外形依然保留。少量圓狀、次圓狀砂、鮞粒等混雜時(shí)多時(shí)少不均勻分布。該微相主要分布在中低能量環(huán)境中，水體能量略高，出現(xiàn)在濱岸帶處(圖2(c))。

2.4介殼灰?guī)rMF4

巖石主要顆粒成分為生物碎屑，化石顆粒大于50%，生物碎屑結(jié)構(gòu)，以介形蟲(chóng)、瓣鰓、腕足為主，少量有孔蟲(chóng)、棘屑，粒徑0.4～15mm，長(zhǎng)軸方向大致顯定向。該微相主要形成于能量高的淺灘和深緩坡、外緩坡(風(fēng)暴巖)環(huán)境中(圖2(d))。

2.5亮晶含砂屑含生物碎屑球?；?guī)rMF5

顆粒支撐結(jié)構(gòu)，以圓形藻砂屑、藻球粒為主；砂屑多呈棱角、次棱角狀，以石英為主，少量長(zhǎng)石、泥硅質(zhì)巖屑；生物碎屑為腕足、腹足、棘屑、有孔蟲(chóng)等，直徑0.15～0.6mm。其間由亮晶方解石呈孔隙式膠結(jié)。巖石整體分選、磨圓較好，粒間為亮晶膠結(jié)，反映巖石沉積環(huán)境水動(dòng)力較強(qiáng)，可在淺緩坡的淺灘中出現(xiàn)，也常見(jiàn)于風(fēng)暴巖中(圖2(e))。

2.6泥晶砂屑灰?guī)rMF6

均為泥晶方解石充填，總體約占60%，藻砂屑、藻屑和棱角狀、次棱角狀陸源碎屑混合相對(duì)均勻分布，粒度0.05～0.3mm，含量相差不多，砂屑以石英為主，少量長(zhǎng)石。次圓-長(zhǎng)條狀生物碎屑含量20%左右，粒度為0.15～0.6mm。其形成環(huán)境是水動(dòng)力條件較強(qiáng)的中等動(dòng)蕩水或淺海潮下高-中能環(huán)境，在淺灘、潮坪中常見(jiàn)(圖2(f))。

2.7(亮)泥晶鮞粒灰?guī)rMF7

鮞粒結(jié)構(gòu)，重結(jié)晶結(jié)構(gòu)，以(藻)鮞粒為主，含量38%～60%，呈圓狀或橢圓狀，大小0.1～0.6mm，鮞粒內(nèi)核由生物屑及內(nèi)碎屑組成。生物碎屑含量3%～27%，直徑為0.4～7.6mm不等，除部分混合分布外，多數(shù)各自相對(duì)富集、不均勻分布，粒屑間主要由泥晶方解石充填。

有的巖石粒屑間多為連體亮晶方解石(含量大于25%)充填膠結(jié)，亮晶粒度在0.2～0.6mm之間不等，為亮晶鮞粒灰?guī)r(圖2(g))。

有的巖石由于后期白云石(含量大于25%)化作用，填隙物方解石絕大多數(shù)被細(xì)-中晶白云石交代，為白云質(zhì)鮞?；?guī)r(圖2(h))。

該微相主要分布在正常天氣浪基面以上的高能量環(huán)境中，主要出現(xiàn)在淺灘環(huán)境中。

圖2　西藏布若錯(cuò)地區(qū)中侏羅統(tǒng)布曲組碳酸鹽微相巖石特征

2.8鮞粒核形石灰?guī)rMF8

鮞粒、核形石各自含量均25%左右，呈圓狀、次圓狀、橢圓狀，大小0.2～0.7mm。生物碎屑含量小于18%，少量(礫)砂屑、藍(lán)綠藻等，粒屑間由晶粒亮晶方解石呈孔隙式充填膠結(jié)。該微相主要形成于能量高的淺灘中(圖2(i))。

2.9核形石灰?guī)rMF9

顆粒主要為核形石，含量36%～40%，呈圓狀或橢圓狀，核內(nèi)由各類生物碎屑及砂屑混合組成，生物碎屑含量13%～17%，外圍由多少不均勻的富藻有機(jī)質(zhì)泥晶呈不規(guī)則紋層環(huán)繞，大小2.1～8mm。另一種核形石形成于能量較低的瀉湖環(huán)境，外形極不規(guī)則，呈不規(guī)則狀或長(zhǎng)柱狀，粗-細(xì)懸殊不一，大小2.7～18mm不等，內(nèi)核由長(zhǎng)條狀生物碎屑或幾個(gè)鮞粒等內(nèi)碎屑組成，在特大的核形石內(nèi)有次一級(jí)小核形石(2～3個(gè))及少量生物屑、砂屑混合分布，外圍藻紋層斷續(xù)發(fā)育或不規(guī)則環(huán)繞。其間為微泥晶方解石(局部有少量泥質(zhì))呈基底式充填膠結(jié)，部分填隙物不均勻被細(xì)晶白云石取代(圖2(j))。

2.10藻粒泥晶灰?guī)rMF10

藻顆粒為藻砂(礫)屑或藍(lán)綠藻等，呈圓狀或橢圓狀，含量38%～48%，生物碎屑7%～26%，少量鮞粒。碎屑顆粒間由泥晶方解石及少量泥質(zhì)、亮晶方解石呈孔隙式充填膠結(jié)(圖2(k))。

有的巖石由于成巖后期白云石(含量大于25%)化作用，微晶方解石絕大部分被細(xì)晶白云石取代，為白云質(zhì)藻?；?guī)r(圖2(l))。

此微相中藻均為鈣質(zhì)藻，對(duì)環(huán)境有選擇性分布的特點(diǎn)，潮坪環(huán)境以藻紋層沉積物和藍(lán)綠藻為特征；部分在瀉湖環(huán)境中也有出現(xiàn)。

3　沉積相與沉積環(huán)境

對(duì)于西藏北羌塘盆地的沉積環(huán)境，前人已做過(guò)很多研究，夏國(guó)清等通過(guò)對(duì)北羌塘盆地中東部布曲組多個(gè)地層剖面的研究，結(jié)合構(gòu)造背景和古地貌特征，證明布曲組碳酸鹽巖地層為緩坡相沉積[8]。筆者根據(jù)實(shí)際資料的對(duì)比研究，結(jié)合碳酸鹽巖微相的分析，認(rèn)為北羌塘盆地西部布若錯(cuò)地區(qū)布曲組碳酸鹽巖也應(yīng)形成于緩坡型沉積環(huán)境。

本文主要參考梅冥相[9]的分類方案，將布曲組碳酸鹽巖緩坡相劃分為5個(gè)沉積亞相，并進(jìn)一步細(xì)分出4個(gè)沉積微相。自陸向海依次為：內(nèi)緩坡亞相(包括瀉湖微相和潮坪微相)、淺緩坡亞相(包括淺灘微相和濱岸帶微相)、深緩坡亞相、外緩坡亞相以及盆地亞相(圖3、圖4)，詳述如下。

圖3　布若錯(cuò)地區(qū)布曲組沉積相理想模式圖

圖4　西藏布若錯(cuò)地區(qū)獨(dú)雪山布曲組沉積相綜合柱狀圖

3.1內(nèi)緩坡亞相

此帶為潮汐作用帶及其以上的環(huán)境，介于平均海平面和平均低潮線之間，進(jìn)一步細(xì)分為瀉湖和潮坪兩種沉積微相。該環(huán)境的特點(diǎn)是具有周期性的潮汐作用，常遭受不同程度的白云石化作用。

3.1.1潮坪微相

巖性為深灰-灰黑色中、薄層泥晶灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r，伴有少量的砂屑灰?guī)r和藻粒泥晶灰?guī)r。巖石具泥晶結(jié)構(gòu)，多發(fā)生過(guò)重結(jié)晶作用，含少量生屑和陸源石英顆粒，發(fā)育水平層理、條帶狀層理，具鳥(niǎo)眼構(gòu)造、窗格構(gòu)造等。部分巖石發(fā)生白云巖化。巖石微相組合為MF1、MF2、MF6、MF10。

3.1.2瀉湖微相

以灰白、灰、深灰色薄-厚層狀泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r、核形石灰?guī)r為主，夾少量顆粒泥晶灰?guī)r、含生屑泥晶灰?guī)r及泥頁(yè)巖，具水平紋理。生物較少，見(jiàn)少量藍(lán)藻、紅藻等藻類化石，陸源碎屑成分以石英為主，其次為長(zhǎng)石和云母。核形石呈不規(guī)則狀，短棒狀，其外圍無(wú)藻紋層或不規(guī)則環(huán)繞。由于后期海退使沉積區(qū)部分露出水面，在大氣淡水和海水的混合作用帶發(fā)生白云巖化[6]。表現(xiàn)為深灰-淺灰色中至厚層塊狀泥晶灰?guī)r夾少量薄層狀白云化鮞粒生物屑灰?guī)r、白云化鮞?；?guī)r等。巖石微相組合為MF1、MF2、MF9、MF10。

3.2淺緩坡亞相

為平均低潮線以下到正常天氣浪基面之間的沉積環(huán)境，此帶的波浪作用頻繁，水動(dòng)力能量很高。在研究區(qū)識(shí)別出的沉積微相為淺灘和濱岸帶。

3.2.1淺灘微相

淺灘是緩坡中沉積水體最為活躍的場(chǎng)所，常受波浪、潮汐，甚至風(fēng)暴浪的作用。主要沉積反映水體能量較高的鮞?；?guī)r、介殼灰?guī)r及少量砂屑灰?guī)r、生屑顆粒灰?guī)r、球粒灰?guī)r、鮞粒核形石灰?guī)r。鮞粒圈層較多，呈同心紋層、放射狀，其核心以生物屑為主，有的層段中鮞粒以陸源碎屑為核心，鮞粒間由亮晶方解石呈孔隙-基底式充填膠結(jié)。介殼灰?guī)r以介形蟲(chóng)、瓣鰓為主，定向排列，反映為正常鹽度的清水中-高能環(huán)境沉積。核形石呈圓狀、橢圓狀，也反映其形成于高能環(huán)境。填隙物以亮晶為主、其次為泥晶。具交錯(cuò)層理、粒序?qū)永怼⒍ㄏ蚺帕袠?gòu)造等水流、波浪沉積形成的組構(gòu)。巖石微相組合為MF4、MF5、MF6、MF7、MF8、MF9。

3.2.2濱岸帶微相

濱岸帶位于淺灘以下正常天氣浪基面附近，是淺緩坡到深緩坡的過(guò)渡地帶，其水動(dòng)力能量依然較高。該環(huán)境陽(yáng)光充足，氧氣充分，因此生物活動(dòng)十分旺盛。沉積巖石以灰、灰黑色中厚層狀生屑顆?；?guī)r為主。生物碎屑為瓣鰓、腕足、腹足、介形蟲(chóng)、有孔蟲(chóng)、苔蘚蟲(chóng)、海綿、珊瑚、藻類、棘皮等廣海相多門(mén)類生物組合，以瓣鰓類和腕足類居多，粒間以亮晶膠結(jié)為主。巖石微相組合為MF3。

3.3深緩坡亞相

此帶位于正常天氣浪基面以下到風(fēng)暴浪基面之間，深緩坡帶的海底可受到風(fēng)暴浪作用的影響，而正常波浪則影響不到此帶，沉積物顯示出頻繁風(fēng)暴再沉積作用的跡象，發(fā)育風(fēng)暴巖及與風(fēng)暴有關(guān)的沉積構(gòu)造，如粒序?qū)永?。在正常情況下沉積以灰-灰黑色薄層狀微晶灰?guī)r、泥質(zhì)微晶灰?guī)r為主，含有正常淺海生物碎屑，發(fā)育水平層理，反映水動(dòng)力條件普遍較弱的沉積背景，是水深更深、更廣闊的低能環(huán)境。巖石微相組合為MF1、MF2、MF4。

3.4外緩坡亞相

此帶為風(fēng)暴浪基面以下延伸到盆地的密度躍層，主要巖性為灰、深灰、灰黑色薄紋層狀-中厚層狀泥晶灰?guī)r、泥灰?guī)r和泥巖沉等富含泥質(zhì)巖石，生物碎屑很少。風(fēng)暴浪一般并不直接影響到此沉積環(huán)境，但當(dāng)有特大風(fēng)暴如海嘯時(shí)，此帶可能會(huì)受到影響。與風(fēng)暴有關(guān)的沉積組合可零星地出現(xiàn)于此帶的上部。巖石微相組合為MF1、MF4。

3.5盆地亞相

主要分布于密度躍層的下部，是海盆內(nèi)遠(yuǎn)濱的較深水或深水的沉積環(huán)境，為靜海盆地。主要沉積富含有機(jī)質(zhì)的泥晶灰?guī)r及泥頁(yè)巖，成層性極好。發(fā)育水平層理、紋層理，具生物攪動(dòng)構(gòu)造、水平蟲(chóng)跡、斑塊狀及草莓狀黃鐵礦。反映沉積速率低，深水、貧氧的環(huán)境。巖石微相組合為MF1。

綜上所述，根據(jù)布曲組沉積相的分析，結(jié)合獨(dú)雪山地區(qū)實(shí)測(cè)剖面巖性的變化(圖4)，可以看出中侏羅世布曲組早中期17～96層以海侵為主，且具有明顯的階段性；17～28層，沉積環(huán)境以盆地和外緩坡為主；在29～57層，海平面基本無(wú)變化，沉積環(huán)境經(jīng)歷了從盆地到潮坪的完整連續(xù)的變化；58～96層海侵趨勢(shì)不明顯，海平面較動(dòng)蕩，出現(xiàn)了微弱的白云石化；在布曲組的晚期，97～123層，海平面升降頻繁，但其頂部出現(xiàn)白云石化，結(jié)合上覆夏里組地層出現(xiàn)了白云巖，反映海平面在頻繁的升降變化中有海退的趨勢(shì)。

4　結(jié)論與認(rèn)識(shí)

通過(guò)本次研究，對(duì)西藏布若錯(cuò)地區(qū)布曲組碳酸鹽巖的物質(zhì)組成、顆粒類型進(jìn)行了巖性微相分析，識(shí)別出剖面沉積相序及變化規(guī)律(圖4)，在此基礎(chǔ)上探討該區(qū)沉積環(huán)境，判定中侏羅統(tǒng)布曲組屬緩坡沉積，對(duì)其微相做了詳細(xì)劃分，歸納出沉積相理想模式(圖3)。

1)研究區(qū)布曲組碳酸鹽巖微相10種：泥晶灰?guī)r、含生物碎屑泥晶灰?guī)r、泥晶生物碎屑灰?guī)r、介殼灰?guī)r、亮晶含砂屑含生物碎屑球粒灰?guī)r、泥晶砂屑灰?guī)r、(亮)泥晶鮞?；?guī)r、鮞粒核形石灰?guī)r、核形石灰?guī)r、藻粒泥晶灰?guī)r。

2)西藏布若錯(cuò)地區(qū)具備緩坡型沉積特征，共識(shí)別出5個(gè)沉積亞相，并進(jìn)一步細(xì)分出4個(gè)沉積微相：內(nèi)緩坡亞相(包括瀉湖微相和潮坪微相)、淺緩坡亞相(包括淺灘微相和濱岸帶微相)、深緩坡亞相、外緩坡亞相以及盆地亞相。

3)研究區(qū)布曲組早中期以海侵為主，后期開(kāi)始出現(xiàn)海退，沉積微相以淺灘和瀉湖為主，總體上沉積環(huán)境較穩(wěn)定。

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The carbonate microfacies and sedimentary environments of Buqu Formation in Buruocuo Tibet

SU Gui-fen1，HUANG Jian2，F(xiàn)ENG Jun-ling1，F(xiàn)ENG Dan3，LIU Feng-min1

(1.Material Geological Data Center of Ministry of Land and Resources，Sanhe 065201，China；2.China University of Geosciences(Wuhan)，Wuhan 430074，China；3.North China Institute of Science and Technology，Sanhe 065201，China.)

The observation of carbonate thin sections under the microscope, as a basic method, that could provide a very important information for microfacies analysis. Through the method of microfacies analysis, we study the carbonate microfacies and sedimentary environments of Buqu Formation in Buruocuo, Tibet. Ten kinds of carbonate microfacies have been divided according to observation under a microscope of its grains, biological combination, matrix type and structural characteristics through rock thin sections from Buqu Formation in Duxueshan area. According to the characteristics of each microfacies and measured section, combing previous studies, we think that the Buqu Formation carbonates formed in ramp facies sedimentary environments and five subfacies and four sedimentary microfacies are proposed. Basing the above research finding, we derived the sedimentary

Buruocuo；Middle Jurassic Buqu Formation；carbonate microfacies；sedimentary environment

2015-07-22

國(guó)家地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)與更新維護(hù)《國(guó)家級(jí)巖心標(biāo)本采集及數(shù)字化》項(xiàng)目資助(編號(hào)：1212011120404)

蘇桂芬(1967-)，女，教授級(jí)高級(jí)工程師，從事基礎(chǔ)地質(zhì)研究及巖礦鑒定。E-mail：tongxing.su@163.com。

P58

A

1004-4051(2016)08-0171-06