肖嬌靜，王龍樟，陳 梅，陳志斌，周 杰，陳 鵬

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 海洋學(xué)院，武漢 430074)

四川盆地早三疊世多尺度海平面變化旋回及對(duì)儲(chǔ)層發(fā)育的影響

肖嬌靜，王龍樟，陳 梅，陳志斌，周 杰，陳 鵬

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 海洋學(xué)院，武漢 430074)

四川盆地東北部雞唱峭壁剖面發(fā)育了下三疊統(tǒng)碳酸鹽鮞粒淺灘層序。為揭示該層序形成過(guò)程中的海平面變化，進(jìn)行了一系列同位素和元素地球化學(xué)分析。C和O同位素變化反映了高頻的海平面變化，可用于地層層序的劃分。δ13C增加和δ18O的減少，表明海平面的上升，發(fā)育退積準(zhǔn)層序組；δ13C的減少和δ18O的增多表明海平面下降，發(fā)育進(jìn)積準(zhǔn)層序組。樣品采自飛一段至飛二段，這兩段共識(shí)別了5個(gè)準(zhǔn)層序組，即pss1-pss5。整個(gè)研究層段共劃分了5個(gè)五級(jí)海平面變化旋回及2個(gè)四級(jí)海平面變化旋回。Sr和Mn含量變化反映了低頻的海平面變化，也可用于背景分析以及驗(yàn)證樣品是否保持原始沉積成巖環(huán)境。Sr同位素的上升趨勢(shì)，與全球海平面的上升同步；Mn的含量與古水深有關(guān)，常富集于深水區(qū)，表現(xiàn)為Mn的含量在離岸深水區(qū)較岸邊淺水區(qū)高。Sr、Mn含量的變化揭示了長(zhǎng)期的海平面變化趨勢(shì)。

碳氧同位素；海平面變化；層序；早三疊世；四川盆地

海平面變化對(duì)地質(zhì)時(shí)期地層研究有較大意義，但是由于沉積物在形成過(guò)程中難免受到地殼運(yùn)動(dòng)的影響，從而使得海平面變化無(wú)法直接測(cè)量[1-3]，然而通過(guò)海平面變化留下的沉積記錄和同位素記錄，可以間接研究海平面變化。近年來(lái)，碳氧同位素記錄常被用于重塑一個(gè)地區(qū)的海平面變化過(guò)程。

李榮西等[4]認(rèn)為造成氧同位素在海水中分餾的原因是海水蒸發(fā)和淡水注入，蒸發(fā)會(huì)使海平面下降，且優(yōu)先蒸發(fā)輕的同位素16O，因而海水中富含18O；淡水注入，會(huì)使海平面上升，帶來(lái)更多的16O，所以海水中18O相對(duì)減少。而碳同位素的相對(duì)變化主要受控于生物作用：海平面上升，生物繁盛，有機(jī)質(zhì)的產(chǎn)率和埋藏速率均增高，被氧化機(jī)會(huì)減少，因此δ13C值增高。Stemmerik等[5]指出在平衡的成巖體系中，13C較18O要相對(duì)穩(wěn)定，這是因?yàn)?3C在固相中遷移所需要的孔隙溶液遠(yuǎn)遠(yuǎn)比18O要多得多，因此18O值非常容易受成巖作用的影響。

除了碳氧同位素外，Sr同位素以及Mn的含量也能佐證海平面的變化。當(dāng)海平面下降時(shí)，陸殼受到更強(qiáng)的風(fēng)化作用，導(dǎo)致進(jìn)入海洋的殼源鍶增多，海水中的87Sr/86Sr值相對(duì)增高；而當(dāng)海平面上升時(shí)，鍶主要來(lái)源于地幔，殼源鍶減少，從而87Sr/86Sr減小。因此，整體上87Sr/86Sr的變化與海平面變化成負(fù)相關(guān)關(guān)系。在地質(zhì)歷史中，通常認(rèn)為古陸的擴(kuò)大以及海平面的下降，會(huì)導(dǎo)致87Sr/86Sr值在海相碳酸鹽中發(fā)生正偏移，反之，發(fā)生負(fù)偏移[6-7]。

Mn的含量反映古水深的變化，Mn常富集于深水海底，深水海相泥(頁(yè))巖及泥晶石灰?guī)r中的Mn含量常比陸相同類巖石中要高，海盆中心也較岸邊高。因此，泥(頁(yè))巖及泥晶石灰?guī)r中的Mn或MnO含量既常用作離岸遠(yuǎn)近的指標(biāo)，也常用來(lái)推測(cè)相對(duì)古水深[8]，高志前等[9]認(rèn)為較低的Mn含量對(duì)應(yīng)著較小的相對(duì)海平面變化或古水深，且Mn含量與古水深的變化表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系。

本文旨在研究早三疊世碳氧同位素以及Sr同位素和Mn含量的變化與海平面變化的耦合關(guān)系，從高頻和低頻2種尺度探討海平面的升降變化及其對(duì)儲(chǔ)層物性的影響。海平面的多尺度變化主要表現(xiàn)在四級(jí)和五級(jí)海平面的劃分和對(duì)比上。而沉積層序的旋回性在某種程度上是海平面變化作用的結(jié)果，因此將碳氧同位素變化與野外觀察到的旋回變化和層序劃分相比較，提出同位素變化與沉積旋回和海平面變化存在耦合關(guān)系。

1 地質(zhì)背景

四川盆地是被褶皺和斷裂所圍限的巨大構(gòu)造盆地，盆地東北一側(cè)屬于大巴山造山帶，西北部是龍門(mén)山造山帶，北部為米倉(cāng)山隆起，東南和西南一側(cè)是滇黔川鄂臺(tái)裙帶。震旦紀(jì)以來(lái)經(jīng)歷了加里東—印支期多次的構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，從震旦紀(jì)到中三疊世發(fā)育了多個(gè)海相碳酸鹽巖沉積旋回。

川東北地區(qū)位于大巴山前緣，受其造山帶作用影響，導(dǎo)致了下二疊統(tǒng)部分地層普遍缺失，并形成一個(gè)區(qū)域性不整合面。東吳運(yùn)動(dòng)致使川東北地區(qū)形成了開(kāi)江—梁平海槽，該海槽及兩翼的斷裂構(gòu)造控制了飛仙關(guān)組沉積期的沉積相展布和優(yōu)質(zhì)鮞粒灘相儲(chǔ)層分布，也為形成下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞粒灘氣藏奠定了基礎(chǔ)。中三疊世末期，受早印支運(yùn)動(dòng)影響，構(gòu)造抬升，海水退出上揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)，南方的海相沉積歷史基本結(jié)束[10]。

圖1 四川盆地東北部地質(zhì)略圖[11]及采樣位置

雞唱剖面地處四川盆地東北部宣漢縣龍泉鄉(xiāng)雞唱村(圖1)，是一個(gè)峭壁剖面，高約500 m，寬約2 000 m，剖面完整出露下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組。通過(guò)峭壁露頭刻畫(huà)，勾繪出臺(tái)地及臺(tái)地邊緣鮞粒淺灘的發(fā)育狀態(tài)，重現(xiàn)海平面的相對(duì)變化過(guò)程。飛仙關(guān)組自下而上沉積了陸棚相—臺(tái)緣斜坡相—淺灘相—局限臺(tái)地相，反映水體逐漸變淺的海退過(guò)程。

2 采樣與分析

本次樣品采自于川東北宣漢縣龍泉鄉(xiāng)雞唱露頭剖面，共采集了120多個(gè)新鮮的碳酸鹽巖樣品，采樣過(guò)程中盡可能避免后期構(gòu)造形成的裂隙、方解石脈。通過(guò)顯微鏡下巖石薄片的觀察，挑選了50個(gè)樣品用于C和O同位素分析，其中35個(gè)樣品來(lái)自飛一段，15個(gè)樣品來(lái)自飛二段。飛一段以泥晶灰?guī)r、中—薄層粉晶灰?guī)r為主，間夾基質(zhì)支撐含鮞粒云灰?guī)r和顆粒支撐砂屑白云巖；飛二段巖性組合包括中—厚層、塊狀鮞粒灰?guī)r、殘余鮞粒云質(zhì)灰?guī)r、以及殘余鮞粒白云巖。在這挑選的50個(gè)樣品中有8個(gè)樣品進(jìn)行了鍶同位素以及錳含量的測(cè)試。

C、O同位素以及Mn、Sr的測(cè)試都是在中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)測(cè)試中心完成。C、O同位素用MAT-251質(zhì)譜儀測(cè)定，采用PDB標(biāo)準(zhǔn)，分析誤差小于0.1‰；錳、鍶含量分析采用原子吸收光度法測(cè)試。

3 結(jié)果討論

3.1C、O同位素交會(huì)

將C、O同位素進(jìn)行交會(huì)，不同條件下C、O同位素的數(shù)值范圍有一定的規(guī)律。海相碳酸鹽沉積物在成巖作用過(guò)程中，如果沒(méi)有發(fā)生變質(zhì)作用，受埋藏成巖作用影響較小，且后期不經(jīng)受明顯的大氣淡水成巖作用，那么其C、O同位素?cái)?shù)值一般落在海水成巖區(qū)；而如果沉積物經(jīng)歷了明顯大氣淡水成巖作用，其C、O同位素?cái)?shù)值一般落在淡水成巖區(qū)。因此C、O同位素有以下特征：大氣淡水環(huán)境中表現(xiàn)為δ13C為低—中負(fù)值，δ18O為高負(fù)值；海水成巖環(huán)境中則表現(xiàn)為δ13C值大于零，δ18O值小于零[12]。

現(xiàn)把50個(gè)樣品的C、O同位素進(jìn)行交會(huì)(圖2)，有47個(gè)樣品落在海水成巖的區(qū)域，大致與Wendte等[13]劃分的埋藏白云區(qū)相當(dāng)，僅3個(gè)樣品落在淡水成巖區(qū)域，大致與Saller等[14]劃分的大氣淡水膠結(jié)物區(qū)相當(dāng)，后3個(gè)樣品可能受到淡水置換的影響，表明這些樣品經(jīng)歷了后期的改造，在分析中予以剔除。

通過(guò)對(duì)樣品分析，樣品中的δ13C范圍在-1‰～2.68‰之間，平均值為1.32‰；δ18O值在-9.86‰～-3.45‰之間，平均值為-7.32‰。碳酸鹽巖的O同位素易受成巖作用影響，且其結(jié)果是會(huì)使原巖中δ18O值降低，Kaufman等[15]進(jìn)一步明確指出，δ18O值只有大于-10‰(或-11‰)的數(shù)據(jù)才能使用。而測(cè)試結(jié)果顯示δ13C值都在±5‰之間，δ18O值都遠(yuǎn)大于-10‰，也證明了剔除后的樣品能夠指示原始沉積及成巖環(huán)境，C、O同位素可以用于指示古沉積環(huán)境或準(zhǔn)沉積的成巖環(huán)境。

3.2Sr同位素值和Mn含量

黃思靜[16]等認(rèn)為樣品的Mn和Sr含量(包括Mn/Sr比值)能較好地判斷其對(duì)海水的代表性，當(dāng)樣品的Mn/Sr比值小于2時(shí)，說(shuō)明成巖蝕變小，能代表當(dāng)時(shí)的海水環(huán)境。測(cè)試結(jié)果表明，鍶錳比值普遍偏低，都小于0.2，而且Sr含量都比較高，而錳的含量比較低，說(shuō)明這些樣品沒(méi)有受到后期的改造。

圖2 四川盆地飛仙關(guān)組C、O同位素交會(huì)圖

鍶同位素經(jīng)常被用于地層年代學(xué)研究。Wickman[17]等提出，就全球范圍內(nèi)，不管哪一個(gè)時(shí)期，鍶同位素組成在海水中都是均一的，海水的87Sr/86Sr的值是時(shí)間的函數(shù)。本文中樣品87Sr/86Sr總體趨勢(shì)是隨著時(shí)間的推移逐漸增大(圖3)。將飛仙關(guān)組樣品87Sr/86Sr的值投點(diǎn)到Veizer[18]等制作的全球鍶同位素變化曲線圖中(圖4)，發(fā)現(xiàn)飛仙關(guān)組樣品87Sr/86Sr值變化趨勢(shì)與全球Sr同位素變化趨勢(shì)是一致的，都呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。這些樣品都落在早三疊世早期的區(qū)間范圍。

從Haq圖解上[19]可以看出，早三疊世全球海平面呈上升趨勢(shì)，因此古陸面積減少。從理論上，87Sr/86Sr值應(yīng)該呈下降的趨勢(shì)。但實(shí)際上，無(wú)論是全球的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，還是本區(qū)的測(cè)試結(jié)果，87Sr/86Sr值不但沒(méi)有下降，反而呈現(xiàn)快速上升的趨勢(shì)。Korte等[20]研究認(rèn)為可能由于早三疊世正處于全球無(wú)煤時(shí)期，植被缺乏，風(fēng)化作用較強(qiáng)，更多殼源鍶被帶入海洋，因此形成高的87Sr/86Sr值。黃思靜等[21]認(rèn)為可能是由于二疊—三疊紀(jì)生物滅絕事件后的生態(tài)空白，尤其是全球古陸植被缺乏，在沒(méi)有植被保護(hù)下的地表侵蝕作用加劇，導(dǎo)致87Sr/86Sr值增高。飛仙關(guān)組樣品Sr同位素比值與全球海平面上升一致，受控于早三疊世的全球事件。

圖3 四川盆地飛仙關(guān)組樣品的Sr同位素圖解和Mn含量變化

圖4 四川盆地飛仙關(guān)組樣品87Sr/86Sr值及在Veizer[18]全球87Sr/86Sr曲線上的位置

MnO含量總體上表現(xiàn)為下降的趨勢(shì)(圖3)。MnO或Mn2+常富集在深水區(qū)，且作為離岸遠(yuǎn)近的指標(biāo)，可用于推測(cè)相對(duì)古水深[8]。Mn含量與古水深的變化有聯(lián)系，二者表現(xiàn)為正相關(guān)關(guān)系[9]，因此認(rèn)為研究區(qū)在該時(shí)期處于海平面下降期，這與早三疊世全球海平面上升不一致。推測(cè)是由于受到了區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)的影響，中國(guó)南方大陸的海平面變化與全球海平面變化有所不同[22]。川東北地區(qū)位于中上揚(yáng)子板塊的北部，其北部邊緣為南秦嶺構(gòu)造帶，因此區(qū)域的構(gòu)造活動(dòng)受到該構(gòu)造作用的影響[23]。二疊紀(jì)，南秦嶺發(fā)生最大的裂陷作用，從早三疊世開(kāi)始由開(kāi)裂逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s[24]。所以早三疊世研究區(qū)整體的相對(duì)海平面是呈下降趨勢(shì)。

3.3碳、氧同位素變化

Haq等[19,25-26]認(rèn)為層序、亞層序、準(zhǔn)層序組、準(zhǔn)層序分別對(duì)應(yīng)三級(jí)—六級(jí)海平面變化旋回。根據(jù)野外剖面的沉積地質(zhì)研究，飛一段—飛二段共劃分出2個(gè)四級(jí)海平面變化旋回，并進(jìn)一步劃分出5個(gè)五級(jí)海平面變化旋回(圖5)，C、O同位素值的變化與其有很好的耦合關(guān)系。

pss1-pss2沉積期，川東北地區(qū)出現(xiàn)局部的海侵，發(fā)育退積型準(zhǔn)層序組。總體為較深水的陸棚相沉積，巖性以薄層泥晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r等為主，反映低能的沉積環(huán)境。pss1和pss2分別對(duì)應(yīng)的2個(gè)五級(jí)海平面變化旋回構(gòu)成一個(gè)四級(jí)海平面變化旋回。2個(gè)δ13C上升旋回可疊加成一個(gè)大的上升旋回，在pss2的頂界面達(dá)到最大值；δ18O總的表現(xiàn)為下降旋回。反映了海平面的上升，并在pss2頂部達(dá)到最大值。這與野外觀察所劃分的一致，pss2頂界面不僅代表了最大海泛面，且還是海侵體系域與高位體系域的分界線。

pss3-pss4沉積期，海平面上升速率減慢，并呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，形成進(jìn)積型的準(zhǔn)層序組。為臺(tái)前緩坡相沉積，巖性組合包括了泥晶或粉晶灰?guī)r、含鮞粒泥晶灰?guī)r、粉晶或細(xì)晶白云巖等。pss3-pss4分別對(duì)應(yīng)2個(gè)五級(jí)海平面變化旋回。δ13C曲線在這一沉積期，表現(xiàn)為2個(gè)下降旋回，總體為明顯的下降趨勢(shì)，δ18O表現(xiàn)為2個(gè)上升小旋回，總體趨勢(shì)基本不變。反映自飛一段沉積中期開(kāi)始，海平面開(kāi)始進(jìn)入下降期，并從海侵體系域向高位體系域過(guò)渡。

pss5沉積期，總體以臺(tái)地邊緣淺灘沉積為主，并發(fā)育了進(jìn)積型的、以鮞粒灘為主的準(zhǔn)層序組。δ13C為一個(gè)下降旋回，之后持續(xù)下降，δ18O曲線總體趨勢(shì)幾乎不變，也反映了在飛二段沉積期，海平面是持續(xù)下降的。pss3，pss4，pss5分別對(duì)應(yīng)的五級(jí)旋回可構(gòu)成一個(gè)大的四級(jí)海平面變化下降旋回。

通過(guò)上文的野外層序劃分與C、O同位素分析的對(duì)比可以看出，C、O同位素變化曲線與層序發(fā)育和總體海平面變化趨勢(shì)有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系。飛一段下部，δ13C呈上升趨勢(shì)，與海平面上升時(shí)期相對(duì)應(yīng)，發(fā)育海侵體系域。碳酸鹽沉積物的堆積速率沒(méi)有海平面上升的幅度大，造成臺(tái)地的淹沒(méi)。巖性上主要以灰?guī)r為主，灰?guī)r在每個(gè)準(zhǔn)層序組中占較大比重，部分層段沉積砂屑灰?guī)r。飛一段上部到飛二段，δ13C呈下降趨勢(shì)，與海平面下降時(shí)期相對(duì)應(yīng)，發(fā)育高位體系域。水動(dòng)力較強(qiáng)的條件下逐漸形成了鮞粒灘，并隨著規(guī)模的擴(kuò)大，開(kāi)始側(cè)向發(fā)展，形成進(jìn)積型的鮞粒灘。下部準(zhǔn)層序組發(fā)育泥晶灰?guī)r，向上泥晶灰?guī)r厚度逐漸變小，巖性自下而上也從泥晶灰?guī)r、粉晶灰?guī)r過(guò)渡到上部準(zhǔn)層序組的鮞?；屹|(zhì)白云巖和鮞粒白云巖。

從上述分析中，C、O同位素與海平面變化存在耦合關(guān)系。在自然界中，一般認(rèn)為在埋藏量大于氧化量的情況下，12C更多的趨向于進(jìn)入埋藏的有機(jī)碳中，導(dǎo)致同一時(shí)期海相碳酸鹽巖的δ13C值增大，反之則減小。而海平面升降與有機(jī)質(zhì)的埋藏量呈正相關(guān)，因此，δ13C增加表明海平面上升[27]。對(duì)于氧同位素而言，海平面下降，蒸發(fā)作用增強(qiáng)，δ18O值增高，因此一定程度上氧同位素與海平面變化呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。碳同位素變化與海平面的變化關(guān)系密切，而氧同位素相對(duì)容易受成巖作用影響，因此其對(duì)海平面變化的響應(yīng)過(guò)程較為復(fù)雜，導(dǎo)致個(gè)別層段對(duì)應(yīng)關(guān)系不是特別明顯。

4 海平面變化對(duì)儲(chǔ)層物性的影響

飛一段至飛二段的部分樣品進(jìn)行了測(cè)試，孔隙度介于0.03%～3.10%之間，平均孔隙度為0.86%；滲透率為(0.003～0.006)×10-3μm2，平均滲透率為0.004×10-3μm2。可見(jiàn)大部分樣品的孔隙度和滲透率都不高，構(gòu)造裂隙和后期溶洞不發(fā)育的巖層一般屬于低孔低滲儲(chǔ)層。

鮞灘形成時(shí)的成巖環(huán)境以及后期成巖流體性質(zhì)都直接受海平面變化的影響，并且成為控制鮞灘白云石化最主要的因素。海平面下降時(shí)，鮞灘被暴露，并受到大氣淡水的作用，發(fā)生混合水白云巖化。海平面上升，生成的鮞粒灘被海水浸沒(méi)，發(fā)生早期膠結(jié)作用[28]。因此認(rèn)為在構(gòu)造活動(dòng)較弱的情況下，海平面下降期，更有利于改善儲(chǔ)層物性。海平面下降，白云石化加劇，白云巖化作用是增大孔隙的最重要因素。

圖5 四川盆地飛仙關(guān)組樣品的C、O同位素變化曲線與對(duì)應(yīng)的海平面變化全球海平面變化曲線據(jù)Haq[19]

研究區(qū)段有2個(gè)時(shí)期白云石含量顯著上升，一個(gè)是飛一段沉積中期，另一個(gè)是飛二段沉積的晚期(圖5)，這2個(gè)時(shí)期白云石含量的增加可能是因?yàn)榛旌纤自茙r化和埋藏白云巖化的作用。

飛仙關(guān)組一段下部海平面快速上升，出現(xiàn)局部海侵。這一時(shí)期主要發(fā)生早期膠結(jié)作用，形成的顆粒細(xì)小，原始孔隙度也小。構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)活躍，水深變化較大，因此沒(méi)有形成具有一定規(guī)模的鮞灘。這一層段的孔滲性也較差。

飛一段中期起海平面上升緩慢，并逐漸轉(zhuǎn)為下降趨勢(shì)，臺(tái)地局部暴露并伴有大氣淡水淋濾，少數(shù)幾個(gè)落在大氣淡水環(huán)境區(qū)域的樣品也出現(xiàn)在這一時(shí)期，但多數(shù)樣品都是落在海水成巖環(huán)境區(qū)域(圖2)。因此飛一段中期，主要發(fā)生混合水白云巖化作用，但是這一過(guò)程持續(xù)較短，白云巖化作用形成鮞粒白云巖和晶粒白云巖，導(dǎo)致這一層段白云石含量上升。由于混合水白云巖化時(shí)間較短，產(chǎn)生的孔隙有限，因此飛一段整體的物性都較差。

圖6 四川盆地飛仙關(guān)組樣品孔隙度與白云石含量交會(huì)圖

進(jìn)入飛二段沉積期，海平面大幅下降，從渡口河到雞唱，廣泛發(fā)育了巨厚的鮞粒灘。埋藏階段早期，發(fā)生重結(jié)晶作用，只形成極少量白云石，晚期發(fā)生埋藏白云巖化作用，導(dǎo)致飛二段頂部白云石含量顯著上升。白云石含量與孔隙度呈正相關(guān)關(guān)系(圖6)。白云石的交代作用導(dǎo)致礦物體積的縮小，從而形成儲(chǔ)集空間。樣品測(cè)試結(jié)果顯示，飛二段的孔滲性也較差。陳梅等[29]認(rèn)為飛二段孔滲性較差的原因是受到其他成巖作用，如膠結(jié)、壓實(shí)、重結(jié)晶等的影響，這些作用破壞了有限的次生孔隙和原生孔隙。

5 結(jié)論

(1)δ13C值范圍都在±5‰，δ18O值都大于-10‰，Mn/Sr比值小于2‰，表明樣品保持了原始沉積、成巖環(huán)境特征，沒(méi)有受到后期的改造。

(2)87Sr/86Sr曲線表現(xiàn)為逐漸上升的趨勢(shì)，與全球的鍶同位素變化趨勢(shì)一致。MnO表現(xiàn)為逐漸下降趨勢(shì)，這種趨勢(shì)與川東北局部海平面總體下降趨勢(shì)相一致。

(3)C、O同位素變化曲線與高頻的層序劃分相一致，較好地反映相對(duì)的海平面變化。C、O同位素的增加與減少與海平面變化大致是對(duì)應(yīng)的，海平面上升，δ13C增加，δ18O減少。本文共劃分了5個(gè)五級(jí)海平面變化旋回和2個(gè)四級(jí)海平面變化旋回，δ13C比δ18O曲線在反映海平面變化上更靈敏。

(4)受到海平面變化的影響，白云石和鮞粒灘大規(guī)模發(fā)育于海平面下降期，白云石顯著上升的層段可能發(fā)生了混合水白云巖化作用和埋藏白云巖化作用，白云石含量與孔隙度呈正相關(guān)關(guān)系，白云石化有利于儲(chǔ)層物性的改善。

[1] 杜小弟,劉萬(wàn)洙,王東坡.碳氧同位素與海平面變化：以新疆柯坪地區(qū)上震旦統(tǒng)—奧陶系碳氧同位素剖面為例[J].世界地質(zhì),1994,13(3):120-123.

Du Xiaodi,Liu Wanzhu,Wang Dongpo.Carbon,oxygen isotope and sea level changes:A case study ofδ13C,δ18O section of Upper Sinian to Ordovician in Keping area,Xinjiang[J].Global Geology,1994,13(3):120-123.

[2] 李寶慶.現(xiàn)行層序模型及其標(biāo)準(zhǔn)化[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2015,37(2):134-140.

Li Baoqing.Current models and standardization of sequence strati-graphy[J].Petroleum Geology & Experiment,2015,37(2):134-140.

[3] 李小寧,黃思靜,黃可可,等.沉積條件下白云石與伴生方解石碳氧同位素組成的差別及影響因素[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2016,38(6):828-835.

Li Xiaoning,Huang Sijing,Huang Keke,et al.Differences and controls of carbon and oxygen isotope composition in dolomite and coexisting calcite under deposition conditions[J].Petroleum Geology & Experiment,2016,38(6):828-835.

[4] 李榮西,魏家庸,肖家飛,等.海進(jìn)體系域碳氧同位素地球化學(xué)響應(yīng)：以黔西南地區(qū)三疊系為例[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2007,29(1):1-5,21.

Li Rongxi,Wei Jiayong,Xiao Jiafei,et al.Response of carbon and oxygen isotopic geochemistry to transgressive systems tract:An example from Triassic stratigraphy in southwestern Guizhou Province[J].Journal of Earth Sciences and Environmen,2007,29(1):1-5,21.

[5] Stemmerik L,Magaritz M.Carbon isotope variations in the Upper Carboniferous-Permian Mallemuk Mountain Group,eastern North Greenland[J].Bulletin of the Geological Society of Denmark,1989,37:205-211.

[6] 田景春,曾允孚.中國(guó)南方二疊紀(jì)古海洋鍶同位素演化[J].沉積學(xué)報(bào),1995,13(4):125-130.

Tian Jingchun,Zeng Yunfu.The revolution of the isotopic composition of strontium in the Permian Paleo-ocean in South China[J].Acta Sedimentologica Sinica,1995,13(4):125-130.

[7] 鄭榮才,劉文均.龍門(mén)山泥盆紀(jì)層序地層的碳、鍶同位素效應(yīng)[J].地質(zhì)論評(píng),1997,43(3):264-272.

Zheng Rongcai,Liu Wenjun.Carbon and strontium isotopic effects of the Devonian sequence in the Longmen Mountains area[J].Geolo-gical Review,1997,43(3):264-272.

[8] 鮑志東,朱井泉,江茂生,等.海平面升降中的元素地球化學(xué)響應(yīng)：以塔中地區(qū)奧陶紀(jì)為例[J].沉積學(xué)報(bào),1998,16(4):32-36.

Bao Zhidong,Zhu Jingquan,Jiang Maosheng,et al.Isotope and trace element evolution responding to sea-level fluctuation:An example of Ordovician in middle Tarim Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,1998,16(4):32-36.

[9] 高志前,樊太亮,李巖,等.塔里木盆地寒武—奧陶紀(jì)海平面升降變化規(guī)律研究[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版),2006,36(4):549-556.

Gao Zhiqian,Fan Tailiang,Li Yan,et al.Study on eustatic sea-level change rule in Cambrian-Ordovician in Tarim Basin[J].Journal of Jilin University(Earth Science Edition),2006,36(4):549-556.

[10] 胡峰.川東北地區(qū)飛仙關(guān)組構(gòu)造演化與油氣成藏關(guān)系研究[D].成都:西南石油大學(xué),2015:1-69.

Hu Feng.Research on structural evolution and oil and gas reservoiring of Feixianguan Formation in northeast Sichuan basin[D].Chengdu:Southwest Petroleum University,2015:1-69.

[11] 牟傳龍,馬永生,余謙,等.四川宣漢盤(pán)龍洞生物礁古油氣藏油氣源分析[J].石油實(shí)驗(yàn)地質(zhì),2005,27(6):570-574,582.

Mou Chuanlong,Ma Yongsheng,Yu Qian,et al.The oil-gas sources of the Late Permian organic reefal oil-gas pools in the Panlongdong,Xuanhan,Sichuan[J].Petroleum Geology & Experiment,2005,27(6):570-574,582.

[12] 陳榮坤.穩(wěn)定氧碳同位素在碳酸鹽巖成巖環(huán)境研究中的應(yīng)用[J].沉積學(xué)報(bào),1994,12(4):11-21.

Chen Rongkun.Application of stable oxygen and carbon isotope in the research of carbonate diagenetic environment[J].Acta Sedimentologica Sinica,1994,12(4):11-21.

[13] Wendte J,Qing Hairuo,Dravis J J,et al.High-temperature saline (thermoflux) dolomitization of Devonian Swan Hills platform and bank carbonates,Wild River area,west-central Alberta[J].Bulletin of Canadian Petroleum Geology,1998,46(2):210-265.

[14] Saller A H.Petrologic and geochemical constraints on the origin of subsurface dolomite,Enewetak Atoll:An example of dolomitization by normal seawater[J].Geology,1984,12(4):217-220.

[15] Kaufman A J,Knoll A H.Neoproterozoic variations in the C-isotopic composition of seawater:Stratigraphic and biogeochemical implications[J].Precambrian Research,1995,73(1/4):27-49.

[16] 黃思靜,Qing Hairuo,黃培培,等.晚二疊世—早三疊世海水的鍶同位素組成與演化:基于重慶中梁山海相碳酸鹽的研究結(jié)果[J].中國(guó)科學(xué)(D輯 地球科學(xué)),2008,38(3):273-383.

Huang Sijing,Qing Hairuo,Huang Peipei,et al.Evolution of strontium isotopic composition of seawater from Late Permian to Early Triassic:Based on study of marine carbonates,Zhongliang Mountain,Chongqing,China[J].Science in China (Series D Earth Sciences),2008,51(4):528-539.

[17] Wickman F E.Isotope ratios:A clue to the age of certain marine sediments[J].The Journal of Geology,1948,56(1):61-66.

[18] Veizer J,Hoefs J.The nature of O18/O16and C13/C12secular trends in sedimentary carbonate rocks[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1976,40(11):1387-1395.

[19] Haq B U,Hardenbol J,Vail P R.Chronology of fluctuating sea levels since the Triassic[J].Science,1987,235(4793):1156-1167.

[20] Korte C,Kozur H W,Bruckschen P,et al.Strontium isotope evolution of Late Permian and Triassic seawater[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,2003,67(1):47-62.

[21] 黃思靜,孫治雷,吳素娟,等.三疊紀(jì)全球海水的鍶同位素組成及主要控制因素[J].礦物巖石,2006,26(1):43-48.

Huang Sijing,Sun Zhilei,Wu Sujuan,et al.Strontium isotope composition and control factors of global seawater in Triassic[J].Journal of Mineralogy and Petrology,2006,26(1):43-48.

[22] 劉寶珺,許效松,潘杏南,等.中國(guó)南方古大陸沉積地殼演化與成礦[M].北京:科學(xué)出版社,1993.

Liu Baojun,Xu Xiaosong,Pan Xingnan,et al.The sedimentary crustal evolution and mineralling of South China paleocontinent[M].Beijing:Science Press,1993.

[23] 杜遠(yuǎn)生,殷鴻福,王治平.秦嶺造山帶晚加里東—早海西期的盆地格局與構(gòu)造演化[J].地球科學(xué)(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào)),1997,22(4):403-404.

Du Yuansheng,Ying Hongfu,Wang Zhiping.The Late Caledonian-Early Hercynian Basin’s framework and tectonic evolution of Pattern of the basin and tectonic evolution of Qinling orogenic belt[J].Earth Science(Journal of China University of Geosciences),1997,22(4):403-404.

[24] 羅志立.地裂運(yùn)動(dòng)與中國(guó)油氣分布[M].北京:石油工業(yè)出版社,1992:11-78.

Luo Zhili.The relationship between oil and gas distribution and crack movement[M].Beijing:Petroleum Industry Press,1992:11-78.

[25] Leven E J.Main events of Tethyan Permian history and fusulinids[J].Permophiles,1992,20:23-25.

[26] Williams D F.Evidence for and against sea-level changes from the stable isotopic record of the Cenozoic[M]//Wilgus C K, Hastings B S, Posamentier H, et al.Sea-level changes:An integra-ted approach.Society for Sedimentary Geology,Special Publication,1988,42(1):31-36.

[27] 嚴(yán)兆彬,郭福生,潘家永,等.碳酸鹽巖C,O,Sr同位素組成在古氣候、古海洋環(huán)境研究中的應(yīng)用[J].地質(zhì)找礦論叢,2005,20(1):53-56.

Yan Zhaobin,Guo Fusheng,Pan Jiayong,et al.Application of C,O and Sr isotope composition of carbonates in the research of paleoclimate and paleooceanic environment[J].Contributions to Geology and Mineral Resources Research,2005,20(1):53-56.

[28] 陳輝,田景春,張翔,等.川東北地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組鮞灘白云巖成因[J].天然氣工業(yè),2008,28(1):42-46.

Chen Hui,Tian Jingchun,Zhang Xiang,et al.Dolomization genetic of the Lower Triassic Feixianguan Group oolitic beach in northeast Sichuan basin[J].Natural Gas Industry,2008,28(1):42-46.

[29] 陳梅,王龍樟,張雄,等.C，O同位素在川東北碳酸鹽巖儲(chǔ)層研究中的應(yīng)用[J].沉積學(xué)報(bào),2011,29(2):217-225.

Chen Mei,Wang Longzhang,Zhang Xiong,et al.Application of carbon and oxygen isotope to carbonate reservoirs in Northeast Sichuan Basin[J].Acta Sedimentologica Sinica,2011,29(2):217-225.

(編輯黃 娟)

MultiplescalefluctuationsoftheEarlyTriassicsealevelanditsinfluenceonreservoirsintheSichuanBasin

Xiao Jiaojing, Wang Longzhang, Chen Mei, Chen Zhibin, Zhou Jie, Chen Peng

(CollegeofMarineScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan,Hubei430074,China)

Multiple scale sequences of carbonate oolitic bank developed in Jichang profile of the northeastern Sichuan Basin in the Early Triassic. Several isotopic and elemental proxies were used to reveal the sea-level fluctuation when those sequences formed. The changes of carbon and oxygen isotopes, which are coincident with the high frequency sea level fluctuation, could be used for stratigraphic sequence division.δ13C increasing andδ18O decreasing are used as the proxies of sea level rising, showed in regressive parasequence sets.δ13C decreasing andδ18O increasing are used as the proxies of sea level falling, detected from trangressive parasequence sets. Five parasequence sets, named as pss1-pss5, were distinguished from the first and second members of the Feixianguan Formation from where we sampled. 5 fifth order cycles of sea level fluctuation were recognized and grouped into 2 forth order cycles of sea level fluctuation. The Sr and Mn contents indicate the low frequency fluctuation of sea level, indicating the background of sedimentary and diagenetic environment. The increasing contents of Sr isotope are coincide with the long-term fluctuation of global sea level. Mn contents are related to water depth, enriching in deep water and poor in shallow littoral water. The Sr, Mn content changes indicate the long-term trend of the sea level fluctuation.

carbon and oxygen isotopes; sea level fluctuation; sequence stratigraphy; Early Triassic; Sichuan Basin

1001-6112(2017)05-0618-07

10.11781/sysydz201705618

TE122.2

：A

2017-03-14；

：2017-07-18。

肖嬌靜(1993—)，女，碩士研究生，從事海洋地質(zhì)與資源研究。E-mail：13098805730@163.com。

王龍樟(1965—)，男，博士，教授，從事石油地質(zhì)與海洋地質(zhì)研究。E-mail：longz_wang@cug.edu.cn。

中國(guó)石油化工股份有限公司基礎(chǔ)攻關(guān)項(xiàng)目“川東北碳酸鹽巖沉積相及儲(chǔ)層建模研究”及“川東北臺(tái)緣沉積建模及地震沉積學(xué)研究”。