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        開江-梁平海槽兩側(cè)飛仙關(guān)組沉積相及沉積模式分析

        2024-04-11 11:34:28徐永燁
        石化技術(shù) 2024年3期
        關(guān)鍵詞:海槽關(guān)組飛仙

        徐永燁

        成都理工大學(xué)沉積地質(zhì)研究院 四川 成都 610059

        1 區(qū)域地質(zhì)概況

        根據(jù)四川盆地內(nèi)部現(xiàn)今構(gòu)造分布特點(diǎn),將其劃分為川西坳陷低陡、川中平緩和川東南斜坡高陡三個(gè)大的構(gòu)造區(qū)和川東高陡褶皺帶、川南低陡褶皺帶、川西南低陡褶皺帶、川西低隆褶皺帶、川北低褶皺帶和川中平緩褶皺帶六個(gè)次一級(jí)構(gòu)造區(qū)。研究區(qū)構(gòu)造上隸屬于川東高陡褶皺帶。川東高陡構(gòu)造帶地形地勢(shì)錯(cuò)綜復(fù)雜,構(gòu)造應(yīng)力變化大,導(dǎo)致區(qū)內(nèi)褶皺和斷裂發(fā)育,背斜核心部位主要為中生代地層,主要為二疊系-三疊系的碳酸鹽巖,地層傾角大(30°~70°)造成向斜發(fā)育成谷,局部地區(qū)向斜地勢(shì)較平整(傾角15°~30°)。川東地區(qū)地表共分布有7排東北向的長(zhǎng)條形高陡背斜帶,背斜核部地層與翼部產(chǎn)狀倒轉(zhuǎn)甚至直立的地層高程相差明顯,可達(dá)500~800m不等。由于區(qū)內(nèi)斷層、褶皺等多呈北東或者北北東方向發(fā)育,地勢(shì)起伏大,故被稱為高陡背斜。

        川東地區(qū)發(fā)育地層多,分布面積廣,雖有部分缺失但保存相對(duì)較好。川東地區(qū)三疊系劃分為下三疊統(tǒng)(飛仙關(guān)組、嘉陵江組)、中三疊統(tǒng)(雷口坡組)和上三疊統(tǒng)(須家河組),針對(duì)川東地區(qū)下三疊統(tǒng)飛仙關(guān)組開展相關(guān)研究。

        2 沉積相特征及沉積模式

        2.1 沉積相劃分

        根據(jù)野外剖面、室內(nèi)鏡下巖石薄片鑒定分析等,對(duì)飛仙關(guān)組進(jìn)行了沉積相研究,確定研究區(qū)飛仙關(guān)組為碳酸鹽巖臺(tái)地沉積體系,共劃分出局限臺(tái)地、開闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、臺(tái)地前緣斜坡、海槽等沉積相類型。

        2.2 沉積相特征

        2.2.1 蒸發(fā)臺(tái)地

        位于局限臺(tái)地向陸一側(cè)的潮上沉積區(qū),該相帶鹽度高、水循環(huán)差,古地貌較高或長(zhǎng)期出露地表,蒸發(fā)作用強(qiáng)烈,以沉積石膏、膏云巖、云膏巖為主,各種潮汐層理、暴露溶蝕構(gòu)造常見,主要發(fā)育于飛仙關(guān)組四段。

        2.2.2 局限臺(tái)地

        局限臺(tái)地發(fā)育于臺(tái)地內(nèi)部或臺(tái)地邊緣等起障壁作用的礁、灘體之后,由于廣海向陸推進(jìn)的波浪作用在受到臺(tái)地邊緣和臺(tái)內(nèi)地貌高地的消能作用后,到達(dá)臺(tái)地內(nèi)部近陸一側(cè)時(shí),能量受到削弱,在臺(tái)地內(nèi)部局部地貌高地的限制下,水體循環(huán)受到限制,并造成鹽度偏高,古生物貧乏,種類單調(diào)。巖石類型以頁(yè)巖、泥灰?guī)r及灰?guī)r為主,偶見薄層泥質(zhì)云巖,亦見暗紫色灰質(zhì)頁(yè)巖與深灰色灰?guī)r不等厚互層,頂為泥灰?guī)r與上覆地層嘉一段呈漸變接觸。可細(xì)分為潟湖和潮坪兩個(gè)亞相。

        2.2.3 開闊臺(tái)地

        開闊臺(tái)地一般位于局限臺(tái)地與臺(tái)地邊緣之間,水體較淺,與廣海連通性好,水體循環(huán)通暢,鹽度正常,各門類生物繁盛。該相帶廣泛分布于飛仙關(guān)期,沉積物以各種生物骨屑及灰泥為主,水動(dòng)力高能地帶往往富集生屑、砂屑、礫屑、鮞粒等顆粒沉積。巖石類型主要有泥晶灰?guī)r、(含)生屑泥晶灰?guī)r、亮晶鮞粒灰(云)巖、亮晶砂屑灰?guī)r等,顏色為淺灰色—深灰色,單層厚度一般以中層為主,常發(fā)育水平層理、波狀層理、交錯(cuò)層理、生物擾動(dòng)等沉積構(gòu)造。開闊臺(tái)地可進(jìn)一步劃分為臺(tái)內(nèi)灘和潮下兩個(gè)亞相。

        2.2.4 臺(tái)地邊緣

        臺(tái)地邊緣位于碳酸鹽臺(tái)地與斜坡相帶之間高出臺(tái)地背景的狹窄地區(qū),是波浪和潮汐作用改造強(qiáng)烈的高能地帶,沉積界面位于浪基面附近,普遍發(fā)育生物礁及顆粒灘。平面上沿開江—梁平海槽、城口—鄂西海槽及川東孤立臺(tái)地周緣呈環(huán)帶狀分布。研究區(qū)臺(tái)地邊緣灘體主要發(fā)育在飛仙關(guān)組中下部,沉積物以鮞粒為主,亮晶膠結(jié),常有白云化現(xiàn)象。主要微相類型為鮞粒灘和灘間。

        2.2.5 前緣斜坡

        臺(tái)地向深水盆地的過渡地帶,位于正常浪基面之下,氧化界面附近,水深一般大于100m。水體總體上比較安靜,溫度低,透光性差,底棲生物少。該相帶發(fā)育于飛仙關(guān)組中下部,沉積物以原地灰泥和滑塌沉積為主,巖性主要為薄—中層泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r夾鈣質(zhì)泥巖、頁(yè)巖及滑塌成因的各種角礫巖,顏色呈雜色到灰、深灰色,發(fā)育重力流構(gòu)造、滑動(dòng)變形層理等,見少量雙殼類、腹足類、菊石類化石。

        由于斜坡緊鄰臺(tái)地邊緣帶,其類型受碳酸鹽臺(tái)地邊緣發(fā)育程度的控制,臺(tái)地邊緣相帶的不同地段,或同一地段的不同時(shí)期,可造成斜坡相帶傾角的變化。長(zhǎng)興期,在拉張背景下基底斷塊的差異升降分化,沉積環(huán)境從早二疊世碳酸鹽緩坡逐漸演化為晚二疊世槽臺(tái)格局。研究區(qū)長(zhǎng)興早期沒有表現(xiàn)出十分明顯的臺(tái)緣坡折,表現(xiàn)為區(qū)域性緩傾斜坡,其沉積坡度較小,寬緩不規(guī)則,沉積剖面可以由加積型到進(jìn)積型,順著平緩的古斜坡向下沉積。在斜坡主要發(fā)育細(xì)粒碎屑流—濁流成因的灰色薄層—中層細(xì)礫屑灰?guī)r、砂屑灰?guī)r,呈夾層狀或互層狀存在于較深水斜坡沉積的灰、深灰色泥質(zhì)灰?guī)r、泥晶灰?guī)r、灰質(zhì)泥巖中,發(fā)育韻律層理。由于后期由碳酸鹽建隆所起的障壁作用,影響了海水的能量、溫度和化學(xué)作用,以及生物的活動(dòng)性,同時(shí)也增強(qiáng)了臺(tái)地邊緣地形起伏,并使邊緣變得更陡。當(dāng)碳酸鹽建隆進(jìn)一步向上和向前營(yíng)建或加積,臺(tái)緣—斜坡地形坡度增大(可逐漸演變成陡崖),發(fā)育重力流角礫巖等沉積,沉積物相對(duì)較粗,大小混雜,分選差。根據(jù)長(zhǎng)興—飛仙關(guān)期斜坡傾斜坡度發(fā)育程度進(jìn)一步分為緩斜坡和陡斜坡。

        2.3 沉積模式分析

        飛仙關(guān)早期,區(qū)域上發(fā)生大規(guī)律海侵,臺(tái)地范圍大面積縮小。此時(shí),研究區(qū)仍為“臺(tái)—槽”沉積格局,東側(cè)臺(tái)地四面被深水所圍限,具有孤立臺(tái)地沉積特征,西側(cè)具有連陸臺(tái)地沉積特征,見圖1。飛仙關(guān)中-晚期,由于海平面的下降以及強(qiáng)烈沉積作用,研究區(qū)孤立臺(tái)地和連陸臺(tái)地不斷增生,直接導(dǎo)致海槽逐漸被填平補(bǔ)齊,最終全部演變?yōu)闇\水臺(tái)地相,并最終實(shí)現(xiàn)孤立臺(tái)地與連陸臺(tái)地連為一片,轉(zhuǎn)變?yōu)檫B陸碳酸鹽臺(tái)地。在海槽不斷填平補(bǔ)齊過程中,海槽西側(cè)臺(tái)地內(nèi)的淺灘不斷的向海槽方向遷移,東側(cè)灘體主體以加積作用為主,到飛仙關(guān)組末期,均以向東遷移為主要特征。

        圖1 飛仙關(guān)組沉積模式

        3 結(jié)束語(yǔ)

        根據(jù)巖心、室內(nèi)鏡下巖石薄片鑒定,結(jié)合巖石學(xué)等沉積相標(biāo)志研究,確定了研究區(qū)飛仙關(guān)組的臺(tái)地沉積模式,并進(jìn)一步劃分出局限臺(tái)地、開闊臺(tái)地、臺(tái)地邊緣、臺(tái)地前緣斜坡、海槽等相類型及若干亞相和微相類型??偨Y(jié)出研究區(qū)飛仙關(guān)早期西側(cè)為孤立臺(tái)地,東側(cè)為連陸臺(tái)地,后期隨著海槽的不斷填平補(bǔ)齊,演變?yōu)樘妓猁}巖臺(tái)地的沉積模式。

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