胡陽,龔曉波,廖阮穎子
(四川省地質礦產勘查開發(fā)局一0 六地質隊,四川成都 611130)
重慶長壽地區(qū)位于四川盆地東南緣,大地構造上屬川東八面山隔檔式褶皺帶。地表出露的地層以中生界為主,其中以侏羅系地層尤為發(fā)育,在褶皺構造發(fā)育地段出露有二疊系至三疊系地層。筆者在開展1:5萬獅子灘幅區(qū)域地質調查時,結合《四川巖石地層》,認為本區(qū)的三疊系地層均具有過渡相特征,即自西向東由飛仙關組過渡為大冶組、雷口坡組過渡為巴東組、須家河組過渡為二橋組。研究認為在早三疊世早中期,研究區(qū)西部明月山背斜一帶以飛仙關組河流相—濱海相沉積為主,往東至菁口背斜一帶逐漸過渡為大冶組碳酸鹽臺地相沉積[1];在早三疊世晚期—中三疊世時期,區(qū)域上海侵范圍進一步增大,陸源供給較少,以內碎屑為主,沉積了嘉陵江組、雷口坡組的潮坪至瀉湖相碳酸鹽;晚三疊世時期研究區(qū)處于河流與湖泊的過渡區(qū),過渡相變線大致位于明月峽背斜與菁口背斜、黃草山背斜之間,相變線以東出露二橋組,以西出露須家河組[2]。本文結合區(qū)域地質調查成果,對出露于本區(qū)的上三疊統(tǒng)地層進行了詳細層序分析和地層對比,為區(qū)域巖相演化特征的研究提供依據。
研究區(qū)大地構造位置位于華鎣山斷裂帶以東,七曜山斷裂以西,是受深大斷裂控制的高陡背斜帶為主體的褶皺構造區(qū),區(qū)內構造特征主要表現為北北東及北東向隔擋式褶皺,背斜狹窄,向斜寬緩[3]。研究區(qū)內出露的地層以自流井組~蓬萊鎮(zhèn)組為主的侏羅系紅層,且十分發(fā)育,廣泛分布于各隔擋式褶皺的寬緩向斜之中及緊閉背斜兩翼。而在明月峽背斜、菁口背斜以及黃草峽背斜等核部及兩翼,則二疊至三疊系地層呈條帶狀以北東或北北東展布。通過野外實地調查和綜合研究,在研究區(qū)西部的明月山背斜一帶,上三疊統(tǒng)地層覆于中三疊統(tǒng)雷口坡組泥質白云巖之上,伏于侏羅系自流井組泥巖夾砂巖之下,由河流相的砂巖夾湖泊相的泥頁巖組成,產煤但品質不高,巖性巖相組合特征與區(qū)域上的須家河組定義基本一致;而在菁口背斜兩翼、草山背斜核部處出露的上三疊統(tǒng)地層則存在較大差異?!端拇ㄊr石地層》認為在忠縣、涪陵、重慶、敘永一線以南地區(qū)屬于二橋組,且向北向南,泥巖夾層由少增多逐步相變?yōu)轫毤液咏M[4]。
出露于長壽西山地區(qū)明月峽背斜南東翼的須家河組,總體厚度約383.2m~406.90m,往北略有增厚的趨勢,按巖性組合可分兩段。一段以粉砂巖、泥巖為主;二段以中-粗粒砂巖為主。
分別在兩個巖性段中采集了砂巖粒度分析樣品,結果顯示:采集于須家河組一段中的砂巖樣品在累積頻率曲線上大致呈“寬緩的上拱弧形”,有跳躍組分和懸浮組分兩個線段部分,缺乏推移組分線段特征,跳躍組分線段的斜率較高,約為50°~70°,細切割點在3.5Φ~4Φ,且存在一個過渡段,說明砂巖中碎屑分選性較好,粒度變化范圍較窄,也表明巖石中的碎屑顆粒具單一“雜基支撐懸浮”的整體搬運性質,反映出地層具有河口砂壩沉積特征;在二段中采集的砂巖樣品概率粒度累積曲線大多數表現為具有過渡段(圖2),與須家河組一段樣品一致均具有跳躍組分和懸浮組分兩個線段部分,其中跳躍組分含量約60%~85%,線段斜率約為50°~65°,碎屑顆粒的分選性較好,與懸浮組分交截點在2Φ~4Φ。懸浮組分含量為5%~10%,線段傾角較緩,分選差。該種類型的曲線也說明地層沉積相為河口砂壩。而在個別樣品中,如PM211-b68概率粒度累積曲線呈滾動、多跳-懸式,滾動組分含量小于4%,線段斜率小,分選差,粒度區(qū)間在1.5Φ~2Φ,與跳躍組分交截點在1.5Φ~2Φ;跳躍組分含量在90%左右,斜率大(傾斜角約80°),表明碎屑顆粒分選性好;懸浮組分含量小于5-8%,與跳躍組分交截點在2Φ左右,表明巖石的沉積相屬于高能多組水流綜合型[5]。
B.K.Sahu(1964)提出基于統(tǒng)計參數散布圖的粒度參數與沉積環(huán)境關系判別式,用來判別沉積相。本文按以下公式判別沉積環(huán)境:
其中按公式①計算獲得Y小于-7.4190為河流環(huán)境,Y大于-7.4190為淺海環(huán)境;按公式②計算獲得Y小于9.4833為濁流環(huán)境,Y大于9.4833為河流沖擊相[7]。通過計算,樣品分析結果顯示結果大致分類兩類(表1),一類樣品Y淺?!煤恿?三角洲)值均小于-7.4190,同時Y河流(三角洲)∶濁流值是大于9.8433,代表了河流、三角洲沉積類型[6]。另一類樣品的Y淺?!煤恿?三角洲)大于-7.4190,且Y河流∶濁流小于9.8433,在頻率曲線上呈顯偏態(tài)、峰態(tài)中等的特征,表明其為洪積產物。這也在一定程度上說明長壽西山地區(qū)靠近盆地邊緣,海陸交替現象頻繁。
圖1 須家河組一段概率粒度累積曲線特征
出露于研究區(qū)東部菁口背斜~黃草峽背斜一帶的上三疊統(tǒng)二橋組地層巖性巖相特征均較為穩(wěn)定,其下部為灰綠色薄至中層狀粉砂巖、泥巖頁巖為主,夾少量炭質頁巖及煤線透鏡體,上部以灰黃色-淺灰白色中~厚層狀、巨厚層狀粗~中粒長石石英(雜)砂巖、巖屑石英砂巖為主,局部不均勻發(fā)育有透鏡狀的煤屑、泥巖、頁巖等。
圖2 須家河組二段概率粒度累積曲線特征
對分布于上下部的砂巖進行粒度分析表明,位于地層下部的砂巖粒度分布直方圖、頻率曲線圖均呈單峰狀態(tài),由圖解法求得峰度K=3.98~4.69;概率粒度累積曲線圖上表現為由跳躍組分和懸浮組分兩段直線段相交形成(圖3),跳躍組分斜率較高,約為60°~75°,細切割點在3Φ~4Φ,存在一個過渡段,曲線特征顯示砂巖沉積時處于流速小、擾動弱的河流沉積環(huán)境中。采集于該地層上部的砂巖樣品粒度分布直方圖、頻率曲線圖均呈正偏態(tài)—極正偏態(tài),由圖解法求得峰度K=0.54~6.56;累積頻率曲線與下部的砂巖大致相同,也說明二橋組的沉積相具有河口沉積特征。在概率粒度累積曲線上(圖4)整體表現為由跳躍組分和懸浮組分兩段直線相交形成,二者的交截點在2.5Φ~3.8Φ,跳躍推移組分線段傾角約為65°~80°,分選性較好;懸浮含量低,分選相對較差,截點為一個具有曲線段的過渡區(qū),也說明了沉積環(huán)境為流速小、擾動弱的河流。
圖3 二橋組一段概率粒度累積曲線特征
圖4 二橋組二段砂巖概率粒度累積曲線特征
表1 長壽地區(qū)須家河組砂巖粒度參數特征
碎屑沉積物判別分析方法分析,按Y淺?!煤恿?三角洲)值小于-7.4190,且Y河流(三角洲)∶濁流值大于9.8433為河流三角洲沉積環(huán)境來判斷[7],本次采集的樣品除2件不符合條件外,其余均屬于河流三角洲沉積環(huán)境,這也說明研究區(qū)出露的二橋組具有河流三角洲沉積的特征。
根據本次野外實地調查并結合前人已有成果資料綜合分析、研究,圖區(qū)內三疊系上統(tǒng)須家河組與二橋組存在相變。經過綜合實測地層剖面對比、分析、研究,在研究區(qū)內上三疊統(tǒng)地層由西至東泥頁巖夾層明顯減少(圖6),在明月峽背斜南東翼,該地層下段上部的粉砂巖、泥頁巖明顯;在黃草山背斜和菁口背斜該套地層除底部夾有頁巖外,上部均為細—中粒砂巖,局部見少量透鏡狀泥頁巖。根據《四川省巖石地層》意見,須家河組主要分布于四川盆地西部,由砂巖、泥巖與頁巖組成互層,并以泥質類巖石作為段級地層單元的劃分標志;而二橋組主要分布于忠縣、涪陵、重慶、敘永一線以南地區(qū),巖性比較穩(wěn)定,夾有泥頁巖及煤線,且主要夾于地層底部。筆者認為須家河組與二橋組的相變帶即位于研究區(qū)明月峽背斜與菁口背斜、黃草山背斜之間,這與《四川省巖石地層》的劃分大致吻合。
表2 二橋組砂巖粒度分布參數
圖6 長壽地區(qū)上三疊統(tǒng)地層柱狀對比圖
結合區(qū)域研究成果和本區(qū)的調查結果分析,本區(qū)的上三疊統(tǒng)地層屬海陸過渡沉積體系,由前三角洲、三角洲前緣以及三角洲平原組成[8-13]。其中前三角洲相發(fā)育于上三疊統(tǒng)地層的下部層位,厚度較小,巖性為灰色薄層條帶狀粉砂巖、粉砂質泥巖與泥質粉砂巖互層,局部地區(qū)含煤;三角洲前緣發(fā)育于測區(qū)上三疊統(tǒng)地層的中部及上部層位,沉積物總體較粗,以砂巖為主,泥巖次之。